La edición con Crispr-Cas9, a prueba de errores

Dos estudios reafirman la eficacia del sistema de edición genómica Crispr-Cas9 e identifican las claves por las que se evitan posibles errores.

Redacción | 12/11/2015 20:00

Emmanuelle Charpentier y Jennifer Doudna, premio Princesa de Asturias de Investigación Científica y Técnica 2015. (FPA)

El sistema Crispr-Cas9 es un híbrido entre proteína y ARN que originariamente emplean las bacterias para protegerse de los virus. Las investigadoras, y recientes premios Princesa de Asturias, Jennifer Doudna y Emmanuelle Charpentier constataron que este método para encontrar y editar fragmentos del genoma podía funcionar también en células eucariotas. Así nació una herramienta de edición genómica que ha revolucionado la investigación biomédica en todo el mundo.

La proteína Cas9 se obtiene de la bacteria Streptococcus pyogenes. Crispr es un fragmento de ARN que puede dirigirse hacia un conjunto de 20 nucleótidos de ADN previamente seleccionados. Una vez determinada la parte del ADN que quiere modificarse, Crispr guía hasta allí a la proteína Cas9 para que corte esa parte.

Múltiples estudios en diferentes modelos experimentales han demostrado la eficacia de Cas9 en la edición del ADN; sin embargo, no se conocían los detalles sobre cómo logra esta proteína explorar el vasto espacio del genoma eucariota.

De hecho, en algunos trabajos se sugiere que una limitación de la herramienta de edición sería que Cas9 reconociese regiones de ADN similares a las que se pretende que modifique y confundiera su objetivo. Así, podría actuar sobre zonas del ADN que compartiesen los primeros cuatro o cinco nucleótidos con el fragmento buscado.

Un estudio del grupo de Doudna, en la Universidad de California, en Berkeley, que se publica enScience muestra cómo se produce esta búsqueda, y cómo la proteína desecha esos fragmentos parecidos pero no exactos, lo que aleja la sombra del error en esta técnica de edición genética.

En el trabajo han rastreado el movimiento de Cas9 en células murinas vivas. Los investigadores comprobaron que la proteína se detenía fugazmente en las regiones similares del genoma durante unos milisegundos, apenas un segundo, y después seguía avanzando.

A pesar de que Cas9 se difunde con bastante rapidez por los miles de millones de pares de bases, su viaje se hace un poco más lento a través de las regiones heterocromáticas densas del ADN, que a menudo se encuentran en la periferia del núcleo. No obstante, la proteína mantiene su capacidad para fijarse a los fragmentos de estas regiones.

La eficacia del Crispr-Cas9 se confirma también en otro estudio del grupo de Robert Tjian, también de la Universidad de California en Berkeley, y publicado hace dos semanas en Nature. Aquí se demostraba que una vez que la proteína Cas9 se une a la región del ADN seleccionada, realiza una comprobación antes de cortarla. De hecho, el no encajar con la secuencia genómica deseada es lo que impide que la proteína ponga en marcha el mecanismo de modificación genómica. Así lo observaron los científicos gracias al marcado fluorescente del complejo Cas9.