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  • 20/07/2018

GENÉTICA

Los errores de la técnica CRISPR

La enzima para cortar el ADN utilizada en la técnica puede suprimir grandes fragmentos de ADN o entremezclarlos.

Nature biotechnology

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Algunos experimentos de edición genética han revelado la imprecisión del sistema CRISPR-Cas9. [iStock/vchal]

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Edición genética: CRISPR Edición genética: CRISPR

La técnica de edición genética CRISPR-Cas está revolucionando la biotecnología porque, a diferencia de otros métodos, permite modificar el genoma con una enorme precisión y eficacia. Ello ha llevado a investigadores de campos muy diversos a utilizarla con numerosos fines, desde la reparación de mutaciones que causan enfermedades hasta la mejora de cultivos agrícolas. Pero ¿qué la distingue de otras técnicas de modificación genética? ¿Qué riesgos conlleva su empleo indiscriminado? Este monográfico (en PDF) recoge nuestra selección de artículos sobre el descubrimiento de CRISPR-Cas, sus múltiples aplicaciones y el debate ético que genera su uso.

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Numerosos investigadores han adoptado la técnica CRISPR para alterar los genomas, pero algunos advierten de que tal vez provoque cambios no deseados en el ADN que pueden pasar inadvertidos.

El método puede causar grandes eliminaciones y reordenamientos de ADN cerca del lugar que se desea modificar en el genoma, según un artículo recién publicado en Nature Biotechnology. Dichas alteraciones pueden entorpecer la interpretación de los resultados experimentales y podrían complicar los esfuerzos para diseñar terapias basadas en CRISPR.

El hallazgo concuerda con resultados anteriores, no solo para la técnica CRISPR, sino también para otros sistemas de edición de genética. Tales cambios no deseados son un problema que merece una mayor atención de los investigadores, comenta Patrick Hsu, bioingeniero del Instituto Salk en La Jolla, California. «Creo que este efecto se ha subestimado», señala.

En la edición mediante CRISPR-Cas9, la enzima Cas9 corta el ADN en un punto en particular, tras lo cual la célula intenta sellar el corte usando mecanismos de reparación de ADN. Pero estos no siempre funcionan a la perfección, y a veces algunos segmentos de ADN se suprimen o se reorganizan, o bien pequeños partes de ADN ajenos se incorporan al cromosoma.

«La célula intenta recomponer las cosas», explica el genetista Allan Bradley, del Instituto Wellcome Sanger en Hinxton, quien dirigió el estudio. «Pero en realidad desconoce en qué orden van los distintos fragmentos de ADN.»

Los investigadores suelen emplear CRISPR para provocar pequeñas eliminaciones con la esperanza de suprimir la función de un gen. Pero al examinar las ediciones con CRISPR, Bradley y sus colaboradores han descubierto que se producían eliminaciones grandes, a menudo de varios miles de letras de ADN, así como reorganizaciones complejas de secuencias de ADN, que correspondían a uniones de secuencias previamente distantes entre sí. El fenómeno prevaleció en los tres tipos de células que ensayaron, incluido un tipo de célula humana cultivada en el laboratorio.

Control de calidad

Muchos investigadores usan un método para amplificar fragmentos cortos de ADN para comprobar si se ha logrado la edición genética buscada. Pero este método podría pasar por alto eliminaciones y reordenamientos más grandes, comenta James Haber, biólogo molecular de la Universidad de Brandeis en Waltham, Massachusetts.

Tales eliminaciones y reordenamientos se producirían solo con las variantes de edición genética que provocan un corte en el ADN, pero no con otros tipos de CRISPR que evitan hacerlo, señala Hsu. Un método llamado edición básica, por ejemplo, usa un sistema CRISPR modificado para sustituir una letra de ADN por otra sin cortar el ADN. Y otros sistemas emplean la proteína Cas9 inactivada fusionada a otras enzimas para activar o desactivar genes, o para actuar sobre el ARN.

Algunos científicos ya están atentos a esas grandes eliminaciones. En eGenesis, una compañía en Cambridge, Massachusetts, que está usando la edición genética para crear órganos de cerdo para el trasplante, los investigadores intentan detectar sistemáticamente supresiones tanto grandes como pequeñas mediante una serie de métodos, explica Luhan Yang, cofundador y director científico de la compañía.

Del mismo modo, en Intellia, otra empresa en Cambridge que está desarrollando terapias basadas en CRISPR, los investigadores buscan si han provocado grandes eliminaciones en sus estudios de edición genética en hígados de ratón. Hasta el momento no han hallado indicios de ello, comenta el vicepresidente Thomas Barnes. Según él, podría deberse a que las células con las que trabaja su equipo se multiplican a un bajo ritmo. En el estudio de Bradley y sus colaboradores, por el contrario, se emplearon células que se dividen activamente.

Aunque estas ediciones no deseadas son un problema que merece más atención, ello no debería impedir el uso de CRISPR, sostiene Haber. «Solo significa que cuando se emplea, se necesita hacer un análisis más exhaustivo», afirma. «En general, es importante saber si la mutaciones que uno provoca tienen lugar como uno desea.»

Heidi Ledford / Nature News

Artículo traducido y adaptado por Investigación y Ciencia con permiso de Nature Research Group.

Referencia: «Repair of double-strand breaks induced by CRISPR–Cas9 leads to large deletions and complex rearrangements». Michael Kosicki, Kärt Tomberg y Allan Bradley en Nature Biotechnology, publicado en línea el 16 de julio de 2018.

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