La técnica de CRISPR, por primera vez, en células vivas

Una modificación del sistema de corta y pega genómico CRISPR/Cas9 permite actuar sobre moléculas de ARN en las células vivas.

Redacción. Madrid | 17/03/2016 17:00

Sistema Cas9 dirigido a ARN en el citoplasma celular. (UCSD)

Muchas enfermedades se encuentran vinculadas al ARN: como el intermediario que transporta el código genético del núcleo de la célula, los científicos han buscado un método eficiente para modificar el ARN en las células vivas. Ahora, un grupo de investigadores de las universidades de California, en San Diego y en Berkeley, lo han conseguido con la técnica de edición genómica CRISPR/Cas9, según publican en un estudio en Cell.

"Es el primer ejemplo de cómo se puede actuar sobre el ARN en las células vivas con CRISPR-Cas9," dice el autor principal Gene Yeo, profesor de Medicina Celular y Molecular. "Nuestro trabajo se ha centrado en el ARN dentro de la célula, pero en futuros desarrollos de la técnica se podría actuar sobre otras características del ARN o avanzar en enfoques terapéuticos para corregir alteraciones en esta molécula que causan enfermedades".

La ubicación del ARN en la célula -y cómo y cuándo llega- puede influir en la producción correcta de las proteínas y en que ésta aparezca en el momento adecuado. Es el caso, por ejemplo, de la producción de ciertas proteínas importantes para las conexiones neuronales en el cerebro, las sinapsis. Un transporte defectuoso del ARN se asocia a patologías que van desde el autismo hasta cáncer, por ello, los investigadores buscan formas de medir el movimiento del ARN, con el fin de desarrollar tratamientos para estas enfermedades.

Los esfuerzos para editar y medir el ADN -como un medio para alterar la producción de proteínas, y así, tratar la enfermedad- han vivido un gran impulso en los últimos años: el hallazgo de que el sistema CRISPR/Cas9, un mecanismo de defensa natural que las bacterias utilizan para defenderse de sus patógenos, servía para modificar genes en organismos superiores.

Hasta ahora, el sistema CRISPR/Cas9 se ha enfocado para manipular el ADN. Si bien, en investigación previas ya se ha advertido de que existe la capacidad para modificar el ARN, ahora, este grupo de científicos de la Universidad de California en San Diego y Berkeley, han aplicado la técnica para modificar el ARN en células vivas, con lo que se ha denominado Cas9 dirigido a ARN (RCas9).

Con el fin de orientarse al ARN, en lugar de al ADN, y basándose en trabajos previos de la coautora y artífice del sistema, Jennifer Doudna, diseñaron un ácido nucleico corto llamado PAMmer que, junto con la guía de ARN, dirige a la proteína Cas9 a una molécula de ARN.

Para probar el sistema, el equipo de Yeo determinó como objetivo el ARN que codifica las proteínas ACTB, TFRC y CCNA2. Entonces, vieron como Cas9 se fusionaba con una proteína fluorescente y de esta forma, revelaba el movimiento del ARN en los gránulos de estrés; estos son un grupo de proteínas y moléculas de ARN que se forman en citosol celular, cuando la célula se encuentra en bajo condiciones de estrés. La presencia de gránulos de estrés se relacionan con enfermedades neurodegenerativas, como la esclerosis lateral amiotrófica (ELA).

Mediante el sistema de fluorescencia, los investigadores pudieron seguir el movimiento del ARN en las células vivas, sin necesidad recurrir a otras fórmulas de trazado, que a veces interfieren con los procesos celulares normales.

"El sistema CRISPR/Cas9 supone una revolución en genómica y médica, por su capacidad de identificar y modificar el fragmentos concretos del ADN humano," dice David Nelles, del laboratorio de Yeo en la Universidad de California en San Diego, y primer firmante del estudio. "El ADN es el ladrillo esencial del edificio de la vida y ahora empezamos a ver las implicaciones de aplicar técnicas de ingeniería del genoma como CRISPR Cas9, pero muchas enfermedades, incluyendo el cáncer y el autismo, están relacionadas con problemas con otra molécula biológica fundamental, el ARN".