CRISPRi, el nuevo modelo más eficiente de CRISPR/Cas9

La interferencia por CRISPR o CRISPRi revela nuevas cotas de eficacia en la edición genómica, con un sistema que apaga, en lugar de cortar, los genes de forma reversible.

Redacción. Madrid | 10/03/2016 18:23

Una nueva versión del sistema de edición genómica CRISPR, basada en mecanismos de interferencia por ARN, ha permitido modificar por primera vez las células de pluripotencialidad inducida (iPS). Esta nueva modalidad de CRISPR, desarrollada por científicos de los Institutos Gladstone, de la Universidad de California en San Francisco, supone un avance en las técnicas para desarrollar modelos celulares de enfermedades genéticas.

Los investigadores, según exponen en un estudio que publica Cell Stem Cell, desarrollaron una versión modificada de CRISPR llamada interferencia por CRISPR (CRISPRi) para inactivar genes en células iPS, así como en células del corazón diferenciadas a partir de aquellas. Este método, que propuso por primera vez en 2013 Stanley Qi -también coautor de este último trabajo-, mejora significativamente el sistema original de CRISPR/Cas9 al silenciar los genes de forma más precisa y eficiente. Además, CRISPRi ofrece la flexibilidad de poder dar marcha atrás y permite controlar con más cuidado la cantidad de supresión genética.

El sistema de CRISPR estándar utiliza la proteína Cas9 para eliminar una parte precisa del genoma al hacer pequeños cortes en el ADN de una célula. La nueva versión, CRISPRi, se basa en esta tecnología mediante el uso de una enzima Cas9 desactivada y de una proteína inhibidora adicional, KRAB. Ambas proteínas se colocan en el lugar de deseado del genoma y suprimen la expresión de los genes sin necesidad de cortar el ADN. Para sorpresa de estos científicos, esta forma de silenciar temporalmente la expresión de genes resultó mucho más consistente que la rotura permanentemente el genoma.

"Nos quedamos impresionados por la gran diferencia en el rendimiento entre los dos sistemas", dice el autor principal, Bruce Conklin, investigador en el Instituto Gladstone de Enfermedades Cardiovasculares y Centro Roddenberry de Células Stem en Gladstone. "Pensamos que la reducción permanente del genoma sería la forma más eficaz para silenciar un gen, pero en realidad, CRISPRi es tan precisa y se adhiere tan estrechamente al genoma que en realidad es una mejor forma de silenciar un gen"

En el estudio se compararon ambos sistemas. Utilizaron CRISPRi y CRISPR/Cas9 para silenciar un gen que controla la pluripotencia de las células iPS. De esta forma, hallaron que CRISPRi era más eficiente que CRISPR/Cas9: en más del 95 por ciento de las células modificadas utilizando CRISPRi, se apagó el gen diana, en comparación con el 60-70 por ciento de las células alteradas a partir de CRISPR/Cas9. Por si fuera poco, CRISPRi no produjo ningún cambio en la expresión génica fuera del objetivo, tales como inserciones o deleciones no deseadas en el genoma, lo que constituye una de las preocupaciones asociadas al sistema CRISPR/Cas9.

CRISPRi también actuó como un auténtico interruptor, al permitir a los científicos dar marcha atrás en la supresión de genes con la simple eliminación de una sustancia química que activa el gen inhibidor.
Todas estas capacidades mejoradas se demostraron en células iPS, linfocitos T y células corazón diferenciadas a su vez de células madre. En concreto, se creó un modelo de una enfermedad del corazón mediante la edición del genoma para suprimir un gen esencial en la función cardiaca.

"CRISPRi tiene una ventaja importante en el diseño de tipos celulares relevantes para ciertas enfermedades", afirma el primer autor del estudio, Mohammad Mandegar. "Con esta tecnología podemos simular una enfermedad en una población homogénea de células cardiacas creadas a partir de células iPS. Ese desarrollo nos permitiría estudiar las enfermedades genéticas más fácilmente y potencialmente, identificar nuevas dianas terapéuticas".