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Madrid, 2 ene. Un viaje en el tiempo usando tecnolog\u00edas bioinform\u00e1ticas permiti\u00f3 reconstruir prote\u00ednas de hace 2.600 millones de a\u00f1os, que son los ancestros del sistema de edici\u00f3n gen\u00e9tica CRISPR\/Cas y que tienen la misma capacidad de editar los genes que los actuales, siendo incluso m\u00e1s vers\u00e1tiles.<\/p>\n
El hallazgo lo firma un equipo encabezado por cient\u00edficos espa\u00f1oles y se publica en Nature Microbiology. Estos ancestros \u201cresucitados\u201d del sistema CRISPR\/Cas abren nuevas v\u00edas para las llamadas tijeras de edici\u00f3n gen\u00e9tica que podr\u00edan tener aplicaciones revolucionarias, consideran los investigadores.<\/p>\n
Muchas bacterias tienen una herramienta biol\u00f3gica, el sistema CRISPR, que les permite defenderse contra los virus, para ello cortan un fragmento del materials gen\u00e9tico de su atacante y lo guardan en sus propios genes para recordarlo.<\/p>\n
La ciencia ha desarrollado este sistema para servirse, desde hace a\u00f1os, como una herramienta de edici\u00f3n que permite modificar el genoma con una precisi\u00f3n sin precedentes, de forma sencilla y m\u00e1s barata, lo que abre grandes posibilidades para tratar enfermedades cong\u00e9nitas.<\/p>\n
La gran mayor\u00eda de laboratorios usa el CRISPR-Cas9, que procede de Streptococcus pyogenes, una micro organism pat\u00f3gena que provoca otitis y laringitis, por lo que muchas personas tienen anticuerpos. En esos casos no se podr\u00eda usar como terapia g\u00e9nica porque el sistema inmunitario lo atacar\u00eda.<\/p>\n
\u201cSon necesarios m\u00e1s sistemas CRISPR-Cas\u201d, explica a EFE el genetista Llu\u00eds Montoliu, vicedirector del Centro Nacional de Biotecnolog\u00eda (CNB) del Consejo Superior de Investigaciones Cient\u00edficas (CSIC), uno de los firmantes de la investigaci\u00f3n que comenz\u00f3 en 2018.<\/p>\n
Para ello, la ciencia ha ido a identificar en los \u201csitios m\u00e1s rec\u00f3nditos\u201d, desde el desierto de Atacama a Groenlandia, nuevas bacterias que no tengan relaci\u00f3n con nosotros a partir de las cuales aislar nuevos sistemas CRISPR, \u201clo que -dice- ya est\u00e1 dando sus frutos\u201d.<\/p>\n
Sin embargo, el equipo coordinado por Ra\u00fal P\u00e9rez-Jim\u00e9nez de la Asociaci\u00f3n-Centro de Investigaci\u00f3n, Cooperativa en Nanociencias (CIC nanoGUNE) lo que hizo fue viajar en el tiempo.<\/p>\n
\u201cNos hemos ido a intentar resucitar prote\u00ednas CAS que llamamos ancestrales y que debieron de existir en bacterias que vivieron hace miles de millones de a\u00f1os\u201d, explica Montoliu.<\/p>\n
Los investigadores han reconstruido, por primera vez, la historia evolutiva de los sistemas CRISPR-Cas, desde ancestros de hace 2.600 millones de a\u00f1os hasta la actualidad con el uso de t\u00e9cnicas bioinform\u00e1ticas.<\/p>\n
Para ello, seleccionaron un grupo de bacterias m\u00e1s o menos relacionadas evolutivamente de las que se escogi\u00f3 la secuencia del gen Cas9 para introducirla en un ordenador, que calcul\u00f3 hacia atr\u00e1s cu\u00e1l podr\u00eda ser la secuencia de bacterias ancestrales que dio lugar a la variabilidad precise.<\/p>\n
Montoliu precisa que no se sabe qu\u00e9 bacterias vivieron en la \u00e9poca de los dinosaurios o mucho m\u00e1s atr\u00e1s, hasta 2.600 millones de a\u00f1os, pero s\u00ed que la secuencia de amino\u00e1cidos creada por el ordenador es appropriate con las que tenemos hoy en d\u00eda.<\/p>\n
En toda esa l\u00ednea temporal, el equipo escogi\u00f3 cinco momentos: hace 37 millones de a\u00f1os; 137 millones; 200 millones, 1.000 millones y 2.600 millones para seleccionar las secuencias de amino\u00e1cidos a partir de las cuales se sintetiz\u00f3 en un laboratorio la correspondiente mol\u00e9cula de ADN para estudiar y confirmar su funcionalidad.<\/p>\n
Esta fue la labor del laboratorio de Montoliu, introducir estas secuencias de CRISPR ancestrales en c\u00e9lulas humanas en cultivo y comprobar que pod\u00edan editar el gen que quer\u00edan como si estuvieran usando un sistema Cas-9 precise.<\/p>\n
\u201cSorprendentemente siguen funcionando como herramientas de edici\u00f3n gen\u00e9tica. Las usamos sobre dos genes que cuando est\u00e1n mutados causan albinismo y comprobamos que funcionan\u201d.<\/p>\n
Ya validado el sistema en c\u00e9lulas humanas, el siguiente paso ser\u00eda hacerlo en un modelo animal, como un rat\u00f3n, y luego verificar su seguridad y eficacia para poder plantear su uso en ensayos cl\u00ednicos y terapias, apunta Montoliu.<\/p>\n
La investigaci\u00f3n tambi\u00e9n ha revelado que el sistema CRISPR-Cas se ha ido haciendo m\u00e1s complejo a lo largo del tiempo y se ha ido adaptando a las nuevas amenazas de virus que las bacterias han sufrido en su evoluci\u00f3n.<\/p>\n
\u201cUn sistema que se ha ido puliendo a lo largo de miles de millones de a\u00f1os, desde una maquinaria rudimentaria, poco selectiva en sus inicios, hasta convertirla en un sofisticado mecanismo de defensa capaz de distinguir con gran precisi\u00f3n el material gen\u00e9tico de invasores indeseados que debe destruir, de su propio ADN\u201d.<\/p>\n
As\u00ed lo explica, citado por el CSIC, el investigador de la Universidad espa\u00f1ola de Alicante y tambi\u00e9n firmante del estudio Francis Mojica, que fue el descubridor del sistema CRISPR.<\/p>\n
Los actuales sistemas CRISPR est\u00e1n adaptados para funcionar dentro de una micro organism, pero cuando se usan en c\u00e9lulas humanas el sistema inmune provoca un rechazo y existen adem\u00e1s determinadas restricciones moleculares que limitan su uso.<\/p>\n
Sin embargo, destaca P\u00e9rez-Jim\u00e9nez que \u201cen los sistemas ancestrales algunas de esas restricciones desaparecen, lo que les confiere una mayor versatilidad\u201d.<\/p>\n
Este logro proporciona herramientas de edici\u00f3n gen\u00e9tica con propiedades distintas a las actuales, \u201cmucho m\u00e1s flexibles, lo cual abre nuevas v\u00edas en la manipulaci\u00f3n del ADN y el tratamiento de enfermedades\u201d, agrega en la nota del CSIC la investigadora del proyecto nanoGune Ylenia Jabalera.<\/p>\n<\/div>\n