GP-write: un proyecto para crear células humanas inmunes a virus mediante recodificación

GP-write: un proyecto para crear células humanas inmunes a virus mediante recodificación

Felipe Torrentí Salom, Genética Médica News

 

GP-writeModificar células humanas para que sean completamente inmunes a la acción de los virus. Esa es la primera meta, desvelada el pasado  1 de mayo, para el Genome Project-write (o GP-write), un proyecto internacional organizado por el Center for Excellence in Engineering Biology.

El proyecto GP-write, liderado por el profesor Jef Boeke y por el que han mostrado interés más de 200 investigadores de 14 países distintos, tomó forma en 2016 y tiene como objetivo la creación de líneas celulares humanas con genomas sintéticos, utilizando el conocimiento obtenido del Proyecto Genoma Humano.

Esta parte del proyecto –crear células inmunes a virus– requerirá el uso de una técnica conocida como “recodificación” que consiste en generar un genoma humano sin ningún codón redundante, de forma que cada aminoácido sea codificado por un solo triplete de nucleótidos. De esta forma el virus que infectase una célula con ese genoma no podría replicar su ADN, pues no existiría maquinaria celular capaz de “leer” la mayor parte de los codones del ADN vírico.

 


El código genético resultante tras la recodificación del genoma. Cada aminoácido solo está codificicado por un triplete de nucleótidos.
Imagen: Felipe Torrentí Salom, Genética Médica News.

 

Recodificar un genoma ya se ha conseguido realizar en una célula de E. coli, por lo que no es una idea descabellada hacerlo también en células humanas. Lajoie y colaboradores crearon en 2013 un genoma de E. coli artificial en el que se eliminaron todas las copias de un codón redundante (UAG), sustituyéndolas por uno sinónimo (UAA). La bacteria generada con este genoma presentaba una mayor resistencia a infecciones por bacteriófagos. Posteriormente, los investigadores recodificaron 13 codones más, en 42 genes esenciales para el funcionamiento de la bacteria.

La recodificación de E. coli requirió realizar 62.000 cambios al genoma de la bacteria. En comparación, la recodificación propuesta por GP-write requeriría 400.000 para eliminar todos los codones redundantes de los 20.000 genes del genoma humano.

Los organizadores de este proyecto consideran que la principal aplicación de las líneas celulares resistentes a virus está en la producción de medicamentos, ya que las compañías farmacéuticas se ahorrarían el coste de monitorizar y prevenir la presencia de virus. También podrían tener aplicaciones en la producción agrícola y, por supuesto, en futuras investigaciones biomédicas. Los responsables del GP-write también prevén futuras mejoras de la línea celular durante el transcurso del proyecto, y especulan sobre poder otorgar a la célula inmunidad frente al cáncer, el frío, el envejecimiento o la radiación.

 

Las líneas celulares constituyen una de las principales herramientas en la investigación médica y biológica. En la imagen, se muestra una tinción de células HeLa. Imagen: Tom Deerinck. National Institute of Health. CC BY NC 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-nc/2.0/).

 

El proyecto, sin embargo, no viene sin sus propios retos, siendo el principal su magnitud. Completar el GP-write requeriría reescribir un genoma de 3.000.000.000 pares de bases y, en muchos casos, la tecnología actual todavía no está a la altura, según han señalado los organizadores. Un aspecto positivo es que los responsables calculan que este proyecto generará tanta demanda de tecnologías de secuenciación y testeo de genomas artificiales que aumentará el esfuerzo por desarrollarlas.

En la actualidad todavía no está claro cómo va a organizarse este proyecto comunitario, pero se sabe que su estructura estará parcialmente inspirada en el proyecto Sc2.0, destinado a la creación de una levadura sintética y liderado también por Jef Boeke. En ese caso, los distintos grupos de investigación organizarían su propia financiación, dividiéndose el trabajo entre ellos por cromosomas. A diferencia del Sc2.0, sin embargo, el GP-write es un proyecto a mayor escala: están involucrados 200 científicos, algunos de los cuales ya están organizados en grupos de investigación.

Otra cuestión es la financiación del proyecto. El Center for Excellence in Engineering Biology es una organización sin ánimo de lucro, por lo que no está unida a ningún interés comercial. Los organizadores del GP-write confían en adquirir el dinero  necesario para las primeras fases del proyecto (menos de 3.000 millones de dólares, según su página web) mediante donaciones de entidades públicas y privadas. En mayo de 2017 ya contaban con 200 millones de dólares. Además, diversas organizaciones, como el instituto Wyss de Harvard o la compañía biofarmacéutica Cellectis, ya  han expresado su interés por la finalización de este proyecto, que se estimará que ocurrirá en 10 años.

Fuentes:

Ultra-safe Cells Resistant to Natural Viruses Announced as First GP-write Grand-scale Project. http://www.engineeringbiologycenter.org/press/may2018.pdf

Genome writing project aims to rally scientsts around virus-proofing cells. http://www.sciencemag.org/news/2018/05/genome-writing-project-aims-rally-scientists-around-virus-proofing-cells

Lajoie, M. et al. Genomically Recoded Organisms Expand Biological Functions. Science. 2013 Oct 18; 342 (6156) pp. 357-360. Doi: http://dx.doi.org/10.1126/science.1241459

 

 

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