Tijeras de ADN

 

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El sistema CRISPR-Cas9 de edición del ADN está revolucionando el modo en que los científicos abordan los problemas y las enfermedades de carácter genético. Para modificar el ADN, la mayoría de los investigadores recurre a una versión concreta de la proteína Cas9, una derivada de la bacteria Streptococcus pyogenes. Pero otros microbios poseen sus versiones propias, que cortan los genes por lugares distintos y que podrían servir para diseñar tratamientos más precisos y flexibles. En un nuevo estudio publicado en Nature Communicationsse da a conocer el análisis de docenas de variantes de Cas9, lo que pone de manifiesto la amplia diversidad en el modo en que esas «tijeras moleculares» reconocen y recortan el ADN.

Para cortar el material genético, la Cas9 precisa una molécula de ARN «guía» que la dirija hacia una secuencia específica de ADN, y esa secuencia debe estar rematada por una corta hebra de ADN llamada motivo protoespaciador adyacente (PAM). La Cas9 solo puede cortar el ADN en los lugares en que su PAM particular existe de antemano. Este requisito estricto limita los puntos por donde es posible editar los genes, explica el bioquímico y autor principal del estudio Virginijus Šikšnys, de la Universidad de Vilna.

La mayoría de las Cas9 acabaron reconociendo una única secuencia PAM, característica esta que podría permitir a los bioingenieros cortar el ADN en más lugares, explica Patrick Pausch, investigador de CRISPR en la Universidad de California en Berkeley, ajeno al estudio. Los diversos tamaños de las proteínas (una procedente de un microbio extremófilo de los géiseres de Yellowstone, era un 30 por ciento más pequeño de lo habitual) facilitarían su cabida en diferentes sistemas de inserción, añade Šikšnys.Para ampliar las opciones, explica Šikšnys, los biólogos escrutaron «miles de secuencias de proteínas Cas9 guardadas en las bases de datos» hasta seleccionar 79 candidatas de distintas bacterias. Sintetizaron cada una de esas Cas9 en un líquido que simulaba el medio interno de la célula y después añadieron a cada mezcla pequeños segmentos de ADN dotados con secuencias aleatorias de PAM.

Y, con más opciones de Cas9, es posible eludir con más facilidad las respuestas inmunitarias adversas a ciertos tratamientos basados en la edición de genes. Un estudio precedente halló que el 58 por ciento de un grupo de 125 donantes de sangre presentaba anticuerpos contra la Cas9 de S. pyogenes. Las proteínas Cas9 derivadas de bacterias más inofensivas quizá tiendan menos a desencadenar una reacción perjudicial.

«Creo que la caracterización de esa enorme gama de proteínas supone una aportación meritoria a la comunidad», afirma Dipali Sashital, bioquímico de la Universidad Estatal de Iowa que no ha intervenido en el estudio. Sostiene que existe potencial para nuevas herramientas, pero subraya que el trabajo solo es preliminar; el equipo todavía no ha podido demostrar que las proteínas funcionen realmente en la edición génica.

El próximo paso consistirá en probar algunas de esas proteínas en organismos vivos. Sea cual sea su eficacia, esta extensa colección ilustra la gran diversidad de herramientas de corte del ADN. En palabras de Šikšnys: «Es como tener a tu disposición muchas tijeras en lugar de un solo par».