Sistema genómico revolucionario y sus múltiples aplicaciones en la medicina

Luis Andrés Sánchez-Ato 1*, Flavia Alejandra Cuestas-Quiroz 1

1 Escuela de Medicina, Facultad de Ciencias de la Salud, Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC), Lima-Perú.

* Autor de correspondencia, correo electrónico: luisandressanch@gmail.com

 

Tecnología CRISPR. Imagen: Ernesto del Aguiila, National Human Genome Research Institute (www.genome.gov).

Tecnología CRISPR. Imagen: Ernesto del Aguiila, National Human Genome Research Institute (www.genome.gov).

El sistema de repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente inter-espaciadas (CRISPR) y la proteína asociada a CRISPR (Cas), es un sistema muy versátil que se encuentra naturalmente dentro de las bacterias y muchos procariotes. Su función principal es proporcionar un mecanismo de inmunidad contra ácidos nucleicos exógenos, como el de bacteriófagos o plásmidos (Sampson et al, 2013)

Aunque el sistema fue descrito inicialmente en la última década del siglo XX,  no fue hasta el presente siglo cuando se le encontró una verdadera utilidad a este complejo enzimático, tras encontrar el mecanismo por el que CRISPR interviene para hacer que los procariotes adquieran resistencia frente a los virus.

El complejo CRISPR/Cas9 está siendo usado para múltiples fines, como por ejemplo como herramienta para inactivar microARNs, involucrados en la regulación de diversos genes incluidos genes asociados a distintos tipos de cáncer (Chang et al, 2016), creación de virus oncolíticos, con un gran potencial aplicativo debido a su especificidad de blanco (Yuan M et al, 2016) o método para detectar y modificar in vivo genes que intervienen en el cáncer de páncreas. (Friedrich et al, 2016)

Además, el sistema CRISPR-Cas9 ha sido usado para la corrección de una mutación conocida en el cromosoma X relacionada con la hemofilia tipo B.  En este caso, sin embargo, no se ha logrado aún un efecto terapéutico ya que causó hepatotoxicidad; por ello, se plantea realizar mayores estudios en esta enfermedad con el uso de esta innovadora herramienta. (Guan et al, 2016)

Igualmente, se están realizando estudios donde se utiliza el sistema de edición genómica CRISPR-Cas9 en el sistema nervioso central, con el fin de elucidar cómo las mutaciones genéticas juegan un rol importante en las enfermedades tanto neurodegenerativas como psiquiátricas. Algunas de estas enfermedades tienen como fisiopatología fundamental un error genético, por lo que potencialmente el sistema CRISPR/Cas9 podría corregir estas mutaciones, planteando así un nuevo tratamiento. (Walters et al, 2016)

De la misma forma, se están estudiando errores congénitos que producen cataratas. Gracias al complejo CRISPR/Cas9 se ha iniciado el diseño de una nueva herramienta que va a servir tanto para el despistaje de esta patología, como también para generar un tratamiento definitivo. (Yuan L et al, 2016)

Por otro lado, recientemente se ha conseguido erradicar el virus VIH-1 de linfocitos, además de proteger a los CD4+ ya “curados”, mediante el sistema CRISPR/Cas9. (Kaminski et al, 2016)

Pese a que inicialmente se consideraba que este sistema de edición del genoma era muy promiscuo y que debía ser tomado con precaución, los estudios realizados tanto in vitro como in vivo, han demostrado que es muy específico lo que supone un importante avance hacia su utilización en clínica. (Geen et al, 2015)

En resumen, el complejo enzimático CRISPR/Cas9 es una herramienta multidisplinaria en el campo de la medicina, que está ayudando a revolucionar tanto en el diagnóstico como tratamiento de diversas enfermedades con base genética. Resulta relevante continuar las investigaciones sobre este sistema.

Referencias:

Chang H, et al. CRISPR/cas9, a novel genomic tool to knock down microRNA in vitro and in vivo. Nat Publ Gr. 2016 Oct; 1–12. doi:10.1038/srep22312

Friedrich M, et al. Multiplexed pancreatic genome engineering and cancer induction by transfection-based CRISPR/Cas9 delivery in mice. Nature. 2016 Feb. doi:10.1038/ncomms10770

Geen HO, et al. How specific is CRISPR/Cas9 really? Curr Opin Chem Biol. 2015 Dec;29:72–8. doi:10.1016/j.cbpa.2015.10.001

Guan Y, et al. CRISPR/Cas 9 -mediated somatic correction of a novel coagulator factor IX gene mutation ameliorates hemophilia in mouse. EMBO Mol Med. 2016 March; 1–12. doi:10.15252/emmm.201506039

Kaminski R, et al. Elimination of HIV-1 Genomes from Human T-lymphoid Cells by CRISPR/Cas9 Gene Editing. Nat Publ Gr. 2016 Feb; 1–14. doi:10.1038/srep22555

Sampson TR, et al. A CRISPR-CAS System Mediates Bacterial Innate Immune Evasion and Virulence. Nature. 2013 Feb;497(7448):254–7.  doi:10.1038/nature12048

Walters BJ, et al. Advanced In vivo Use of CRISPR / Cas9 and Anti-sense DNA Inhibition for Gene Manipulation in the Brain. Front Genet. 2016 Jan; 1–13. doi:10.3389/fgene.2015.00362

Yuan L, et al. CRISPR/Cas9-mediated GJA8 knockout in rabbits recapitulates human congenital cataracts. Nat Publ Gr. 2016 Feb; 1–9. doi:10.1038/srep22024

Yuan M, et al. CRISPR-Cas9 as a Powerful Tool for Efficient Creation of Oncolytic Viruses. Viruses. 2016 March;8(3):72. doi:10.3390/v8030072

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