En el artículo de hoy, compartimos el artículo sobre Un ‘viaje en el tiempo’ recupera ancestros de la herramienta de edicin gentica CRISPR-Cas. Puede encontrar detalles sobre Un ‘viaje en el tiempo’ recupera ancestros de la herramienta de edicin gentica CRISPR-Cas en nuestro artículo.
Investigadores espaoles ‘resucitan’ mediante bioinformtica protenas que pudieron existir hace 2.600 millones de aos, con potencial aplicabilidad mdica
Un viaje en el tiempo ha permitido a un grupo internacional de investigacin reconstruir protenas ancestrales de bacterias que quiz existieron hace cientos de millones de aos. Con esas protenas resucitadas han ensamblado un nuevo sistema CRISPR-Cas, la famosa herramienta de edicin gentica que se utiliza, entre mltiples aplicaciones, para desarrollar tratamientos contra diversas enfermedades, como la ELA o el cncer.
El sistema CRISPR-Cas es en realidad un mecanismo de defensa de las bacterias frente a los virus: en lugar desarrollar anticuerpos frente a patgenos, los organismo procariotas (bacterias y arqueas) se quedan con pequeos fragmentos del material gentico de virus que han infectado a sus antepasados. Esa habilidad de reconocimiento de secuencias de ADN, como si fueran unas tijeras moleculares, es la base para el desarrollo de la tecnologa CRISPR-Cas que permite cortar y pegar trozos de material gentico en cualquier clula.
Para perfeccionarla, laboratorios de todo el mundo se han lanzado en pos de bacterias en los lugares ms recnditos (el parque Yellowstone; la Antrtida; la fosa de las Marianas, o la cima de la Everest). Buscan microorganismos que no convivan habitualmente con el ser humano. La tecnologa CRISPR-Cas9 actual parte de Streptococcus pyogenes, bacteria frente a la que la mayora de la poblacin ha desarrollado anticuerpos, y eso dificulta su uso en el contexto teraputico.
Un tesoro del pasado
La originalidad de la investigacin que hoy lunes aparece en la revista cientfica Nature Microbiology radica en que en vez de viajar por el espacio, los investigadores han retrocedido en el tiempo.
As han resucitado ancestros de la herramienta de edicin gentica CRISPR hasta remontarse a hace 2.600 millones de aos, lo que podra dar lugar a una nueva y mejorada versin de esta tecnologa.
El hallazgo es fruto de una colaboracin de hace ms de cuatro aos entre varios centros y laboratorios, iniciada por Ral Prez-Jimnez (investigador Ikerbasque de CIC nanoGUNE); Francis Mojica (Universidad de Alicante y descubridor de la tcnica CRISPR-Cas), y Llus Montoliu (Centro Nacional de Biotecnologa del CSIC y del Ciber de Enfermedades Raras), y en la que tambin participan Marc Gell (Universidad Pompeu Fabra); Miguel ngel Moreno-Pelayo (Hospital Ramn y Cajal-Irycis), y Benjamin Kleinstiver (Hospital General de Massachusetts); todo un grupo de pesos pesados de la comunidad investigadora en edicin gnica y CRISPR-Cas.
Una capacidad mantenida lo largo de los aos
Para este estudio, han realizado la reconstruccin informtica de las protenas Cas ancestrales (anCas), las han sintetizado y han confirmado su funcionalidad, hecho que destaca a este medio Llus Montoliu, responsable del equipo que ha validado funcionalmente las Cas ancestrales en clulas humanas en cultivo: «Es sorprendente que podamos resucitar protenas Cas que debieron existir hace miles de millones de aos y constatar que mantienen su capacidad de edicin. Si bien a medida que nos alejamos en el tiempo parece que disminuye la capacidad, esta sigue existiendo».
Comenta tambin que las Cas ancestrales ms antiguas ven desvanecerse su especificidad, lo que podra redundar en mayor versatilidad; tambin, que en lugar de cortar las dos cadenas de ADN, como hacen las nucleasas actuales, prefieren cortar molculas de una sola cadena, un dato «compatible con la evolucin que creemos tuvo lugar en el origen de la vida, cuando exista un mundo de ARN, de cidos nucleicos de una sola cadena. Lo que hubiramos predicho que nos gustara haber encontrado es justamente lo que hemos encontrado«, apunta.
Para Ral Prez-Jimnez, cuyo trabajo en el campo de la paleoenzimologa le permite estudiar la evolucin de las protenas desde el origen de la vida hasta nuestros das, «los sistemas actuales son muy complejos y estn adaptados para funcionar dentro de una bacteria. Cuando el sistema se utiliza fuera de ese entorno, por ejemplo, en clulas humanas, el sistema inmune provoca un rechazo y existen adems determinadas restricciones moleculares que limitan su uso. Curiosamente, en los sistemas ancestrales algunas de estas restricciones desaparecen, lo que les confiere una mayor versatilidad para nuevas aplicaciones».
En el terreno de la aplicacin del trabajo, el catedrtico de la Universidad de Alicante y descubridor de la tcnica CRISPR-Cas, Francis Mojica, valora que «representa una forma original de abordar el desarrollo de herramientas CRISPR para generar nuevos instrumentos y mejorar las derivadas de los existentes en organismos actuales».
En el estudio han comprobado que el sistema «CRISPR-anCas» funciona como editor gentico en clulas humanas; asimismo han constatado que los anticuerpos contra la Cas9 (sistema actual) no reconocen a las nucleasas antiguas, una condicin clave para su aplicacin en la terapia gnica. «El siguiente paso es verificar la eficacia y seguridad en modelos animales de enfermedades, antes de plantearnos su utilizacin en terapia», anuncia Montoliu sobre una potencial herramienta que puede abrir nuevas vas en la edicin gentica.
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