Salud

Una escisión de la CRISPR causa errores tipográficos involuntarios en el ADN

marzo 6, 2019
Patricia

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Una escisión de la CRISPR causa errores tipográficos involuntarios en el ADN

Incluso el mejor editor a veces introduce errores tipográficos. Esto es cierto tanto si el editor es humano como si es una versión de la tan cacareada herramienta de edición genética CRISPR.

Un tipo de editor de genes CRISPR que cambia las bases de ADN individuales, en lugar de cortar el ADN, introduce más mutaciones no deseadas de lo que se espera en los embriones de ratones y las plantas de arroz, informan los investigadores. Esos errores ocurrieron en lugares donde se suponía que la herramienta no debía hacer cambios. Otro editor base probado, sin embargo, no hizo las ediciones indeseables. Los resultados se describieron en dos estudios publicados en línea el 28 de febrero en Science.

Los investigadores esperan utilizar los editores de la base CRISPR para mejorar los cultivos o corregir enfermedades genéticas en las personas algún día. Pero los nuevos hallazgos sugieren que algunos editores de base aún tienen desafíos que superar antes de ser seguros para su uso.

Es necesario poner rigurosamente a los editores a prueba, dice el biólogo químico David Liu, investigador del Instituto Médico Howard Hughes de la Universidad de Harvard. Su equipo creó originalmente los editores de base probados en los dos estudios, pero él no participó en ninguno de ellos. «La comunidad necesita estas pruebas de presión en el peor de los casos para que podamos asegurarnos de que haya un buen margen de seguridad cuando estos agentes entren en ensayos clínicos», dice.

CRISPR/Cas9 es una tijera molecular que corta el ADN en lugares precisos. Los investigadores han utilizado la herramienta de edición genética, introducida en 2012, para aplastar las poblaciones de mosquitos en el laboratorio, domesticar las cerezas molidas y convertirlas en cultivos más fáciles de cultivar y alterar otros incontables animales y plantas. Y el año pasado, un científico en China reportó que había editado ADN en dos bebés usando CRISPR. Pero los investigadores están preocupados de que la herramienta todavía no es lo suficientemente segura para ser usada en las personas.

En los últimos años, los científicos han ideado versiones de CRISPR/Cas9 que no cortan el ADN, pero que pueden alterar químicamente las bases individuales del ADN, como un lápiz que borra y corrige un error. Las bases de ADN -representadas por las letras A, C, G y T- contienen información genética sobre la construcción de un organismo. Los cambios, o mutaciones, en sólo una de estas letras a veces pueden tener consecuencias desastrosas, como enfermedades o trastornos.

Los «editores de base» de CRISPR están diseñados para corregir estas mutaciones que causan enfermedades. Se ha pensado que los editores de base son más seguros que los editores de corte de ADN, porque en realidad no cortan el ADN. Pero nadie sabe con qué frecuencia estas herramientas producen cambios genéticos «fuera de objetivo».

En el estudio con ratones, investigadores de China y California idearon un experimento para probar el número de ediciones fuera del objetivo realizadas por tres tipos de editores de genes CRISPR. Para cada prueba, los investigadores inyectaron una de dos células en los primeros embriones de ratón con uno de los editores. Un truco genético permitió a los investigadores hacer que las células que obtuvieron el editor – y todas las células que surgieron de esas células – brillaran de rojo, mientras que las células no editadas permanecieron incoloras. Luego, el equipo separó las células editadas y no editadas de los embriones de ratón y descifró el ADN de cada grupo.

Las células editadas con una versión de corte de ADN de CRISPR/Cas9 no contenían más mutaciones que las células no editadas, lo que indica que la enzima Cas9 estaba cortando sólo donde se le había indicado. De manera similar, un editor de base que cambia la base de ADN A (para adenina) a G (guanina) no causó errores adicionales, encontraron los investigadores.

Pero un editor de base que cambia la base de ADN C (para citosina) a T (timina) causó mutaciones 20 veces más a menudo que las mutaciones que surgieron en las células no editadas. La edición no deseada era todavía relativamente rara, cambiando un promedio de 283 bases adicionales en cada embrión. Eso es un error tipográfico introducido en una de cada 20 millones de bases, calcula Liu. Muchos de esos errores ocurrieron en genes que estaban activados o en el ADN que se estaba copiando cuando se introdujo el editor base en la célula. Los investigadores que estudiaron a los editores en el arroz también encontraron errores adicionales del editor base de citosina, pero no de adenosina.

El editor de citosina probablemente necesite algunos ajustes adicionales antes de que se pueda usar de manera segura en las personas, dice Lars Steinmetz, genetista de la Universidad de Stanford y coautor del estudio del embrión de ratón. «Toda esta información y conocimientos adicionales que obtenemos sobre el trabajo de los editores nos acercan un paso más a utilizarlos al máximo de su potencial», dice.

La culpa de las mutaciones hechas por los editores de citosina probablemente no recaiga en Cas9, dice Liu, también del Instituto Broad del MIT y de Harvard. Él y sus colegas crearon los dos editores base probados uniendo una enzima de edición a una versión de Cas9 que ya no puede cortar el ADN. Luego Cas9 y un ARN guía dirigen la enzima de edición donde realizar los cambios.

Pero al igual que un niño pequeño que lanza golosinas prohibidas en un carrito de la compra cuando los padres no están mirando, la enzima que altera la citosina puede agarrar el ADN de una sola cadena al que se acerca y hacer ediciones por sí sola, dice Liu. El ADN de una sola hebra existe temporalmente donde las enzimas separan los escalones de la escala del ADN para activar los genes o copiar el ADN. Cuanto más apretado sea el editor base que se une al ADN, más probable es que el editor i

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