Utilización del sistema CRISPR-Cas9 para combatir infecciones en humanos

El conocido sistema CRISPR-Cas9 de edición del genoma, ampliamente utilizado en investigación para introducir cambios en el material hereditario de diversos modelos celulares y animales, está basado en un mecanismo de defensa bacteriano para hacer frente a patógenos. Los CRISPRs (Repeticiones Cortas Palindrómicas Agrupadas Regularmente Interespaciadas, en sus siglas en inglés) consisten en fragmentos de ADN que contienen pequeñas repeticiones en la secuencia de nucleótidos, separadas por fragmentos de material genético de origen vírico que han sido adquiridos en exposiciones previas a agentes patógenos. Cuando se transcriben a ARN y procesan, los CRISPRs se encuentran asociados a las proteínas Cas, enzimas especializadas en cortar el ADN, de forma que ante una nueva exposición al virus, el material genético viral es reconocido por los CRISPRs y fragmentado por la proteína Cas asociada, quedando inactivado.

Visto el potencial de la tecnología CRISPR como método para editar el genoma, diversos trabajos han planteado copiar su función original bacteriana en mamíferos y utilizarlo para combatir las infecciones víricas, destruyendo los virus dentro de las células.

Por ejemplo, en un reciente estudio, el equipo de Juan Carlos Izpisúa Belmonte, en el Instituto Salk de Estudios Biológicos, rediseñó el sistema CRISPR para identificar el material hereditario del VIH y destruirlo. Los investigadores consiguieron eliminar tanto las copias del material hereditario del virus libres en el interior de la célula tras la infección, como las integradas en el genoma de las células inmunes utilizadas en el estudio. “La principal ventaja de esta tecnología es no sólo que el ADN viral integrado en el genoma puede ser eliminado, sino su aplicación profiláctica,” indica Izpisúa. “Eliminando el virus en las etapas tempranas de su ciclo vital podemos prevenir la infección de las células humanas de una forma análoga al funcionamiento de las vacunas convencionales.” Debido a la alta tasa de mutación del VIH, el siguiente paso del equipo de Izpisúa será evaluar la efectividad de incluir más fragmentos de reconocimiento del ARN viral para reducir las probabilidades de que el virus desarrolle resistencia.

De forma similar, un trabajo dirigido por investigadores de la Universidad Emory, ha adaptado el sistema CRISPR para eliminar el ARN del virus de la hepatitis, consiguiendo reducir la progresión de la infección en células hepáticas. “Esta es una prueba de principio de que podemos rediseñar a Cas9 para dirigirlo hacia el ARN de las células humanas o de otros mamíferos,” indica David Weiss, uno de los directores de este estudio. El investigador añade que puesto que Cas9 es una proteína bacteriana y los virus que afectan a los mamíferos probablemente no han estado en contacto con ella previamente, no deberían tener mecanismos para evadir su acción.

A la vista de los primeros resultados obtenidos, todo apunta a que del mismo modo que ha revolucionado el campo de la investigación biomédica por su potencial para modificar el genoma, el sistema CRISPR está a punto de revelarse como una importante herramienta en el desarrollo de terapias antivirales.

Referencias:

Liao HK, et al. Use of the CRISPR/Cas9 system as an intracellular defense against HIV-1 infection in human cells. Nat Commun. 2015 Mar 10;6:6413. doi: 10.1038/ncomms7413

Price AA, et al. Cas9-mediated targeting of viral RNA in eukaryotic cells. Proc Natl Acad Sci U S A. 2015 Apr 27. pii:201422340.

Fuentes:

http://www.salk.edu/news/pressrelease_details.php?press_id=2072

http://news.emory.edu/stories/2015/04/crispr_antiviral_weiss_grakoui/

 

infecciones víricas. Imagen: Instituto Nacional de Alergia y Enfermedades Infecciosas (NIAID). Instituto Nacional de Salud (NIH), EE.UU.

Linfocito infectado por el VIH. Imagen: Instituto Nacional de Alergia y Enfermedades Infecciosas (NIAID). Instituto Nacional de Salud (NIH), EE.UU.

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