Mutaciones colaterales tras la edición del genoma mediante CRISPR

Amparo Tolosa, Genética Médica News

 

La edición del genoma mediante el sistema CRISPR puede causar cientos de mutaciones no deseadas en el ADN, concluye un reciente estudio de la Universidad de Columbia, publicado recientemente en Nature Methods, que no ha tardado en ser cuestionado por la comunidad científica.

La tecnología CRISPR se ha revelado en los últimos años como un prometedor método para editar el genoma de forma específica. La sencillez del sistema, constituido por dos componentes, una enzima que corta el ADN y una molécula de ARN que guía a la enzima hacia la región del ADN a modificar, es parte de su versatilidad y potencial. No obstante, como en otros métodos para editar el ADN, una de las mayores preocupaciones acerca de CRISPR es la posibilidad de que además del cambio deseado se produzcan otros no intencionados, que puedan tener consecuencias sobre la célula u organismo modificado. Este aspecto es especialmente relevante si se plantea utilizar CRISPR con fines terapéuticos, para corregir mutaciones responsables de enfermedades.

Hasta el momento diferentes estudios habían analizado mediante secuenciación del genoma completo la introducción de cambios no deseados en el ADN por parte de CRISPR en diferentes sistemas. Sin embargo, en el caso de organismos completos no se había evaluado todavía la introducción de cambios que afectaran a un único nucleótido.

 

mutaciones colaterales

La edición del genoma mediante el sistema CRISPR puede causar cientos de mutaciones no deseadas en el ADN. Imagen: MedigenePressSL.

 

En el nuevo trabajo, los investigadores secuencian al completo los genomas de dos ratones modificados mediante el sistema CRISPR para reparar una enfermedad genética. Al analizar las secuencias y compararlas con un ratón control el equipo encontró que la tasa de mutaciones de los ratones modificados era mayor que la esperada por mutaciones espontáneas. Los dos ratones modificados presentaban más de 1.700 mutaciones, principalmente cambios en un único nucleótido, aunque también inserciones y deleciones. De ellas, cerca de 1.400 eran compartidas entre ambos animales modificados, lo que apunta a que no se produjeron de forma aleatoria. Además, las regiones donde ocurrieron los cambios no presentaban similitud con los ARN guía utilizados.

Sorprendentemente, ninguna de las mutaciones identificadas se encontraba entre las 50 con mayor probabilidad de ocurrir según los algoritmos de predicción habituales. Estos algoritmos evalúan si el ARN que actúa como guía puede unirse a regiones no deseadas del genoma y provocar mutaciones no deseadas. Sin embargo su capacidad es limitada, como demuestra el nuevo trabajo.

A la luz de los resultados, y teniendo en cuenta que los primeros ensayos de CRISPR en humanos ya están en marcha, los investigadores concluyen que antes de que CRISPR pueda ser utilizado sin riesgo en un escenario clínico es necesario aumentar más la fidelidad de CRISPR para reducir la generación de mutaciones colaterales. Además, recomiendan utilizar secuenciación del genoma completo para determinar la presencia de mutaciones no deseadas cuando se utilice CRISPR.

“Sentimos que es crítico que la comunidad científica considere los peligros potenciales de todas las mutaciones colaterales causadas por CRISPR, incluyendo las mutaciones en un único nucleótido y las mutaciones en las regiones no codificantes del genoma,” apunta Stephen Tsang, profesor en el Instituto de Medicina Genómica en la Universidad de Columbia y uno de los autores del trabajo. “Los investigadores que no utilizan secuenciación del genoma completo para descubrir los efectos colaterales podrían estar perdiendo mutaciones potencialmente importantes. Incluso un cambio en un único nucleótido puede tener un gran impacto.”

El trabajo ha recibido muchas críticas por parte de la comunidad científica especializada en la utilización de CRISPR como método para modificar el genoma y la credibilidad de los resultados ha sido cuestionada al presentarse otras posibles causas independientes de CRISPR que podrían haber llevado a la aparición de los cambios modificados. El método CRISPR utilizado no es el habitual y algunos de los componentes podrían haber generado el elevado número de mutaciones, no observadas previamente por otros equipos que llevan utilizando CRISPR desde hace años. No obstante el daño mediático está hecho: algunas empresas relacionadas con la tecnología CRISPR han perdido parte de su valor al cuestionarse el potencial de la tecnología como aproximación terapéutica.

Investigación original: Schaefer KA, et al. Unexpected mutations after CRISPR-Cas9 editing in vivo. Nat Methods. 2017 May 30;14(6):547-548. doi: http://dx.doi.org/10.1038/nmeth.4293

Fuentes:

CRISPR gene editing can cause hundreds of unintended mutations. http://newsroom.cumc.columbia.edu/blog/2017/05/30/crispr-gene-editing-can-cause-hundreds-of-unintended-mutations/

CRISPR controversy raises questions about gene-editing technique. https://theconversation.com/crispr-controversy-raises-questions-about-gene-editing-technique-78638

Biotecnología y post-verdad. http://www.comunicabiotec.org/2017/06/04/biotecnologia-y-post-verdad/

 

 

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