¿Te imaginas poder cortar y copiar parte de una secuencia de ADN para hacer la mezcla que más nos interese? Pues esto, que parece más propio del motor gráfico de un videojuego, es algo que han conseguido un grupo de científicos que trabajan el editor genético CRISPR.

Hoy hablamos de una nueva técnica que mejora la caja de herramientas de edición genética CRISPR. Conocido como PASTE, el sistema utiliza enzimas de virus para "arrastrar y soltar" grandes secciones de ADN en un genoma, lo que podría ayudar a tratar una serie de enfermedades genéticas.

El sistema CRISPR tiene su origen en las bacterias, que lo utilizan como mecanismo de defensa contra los virus que las acechan. Básicamente, si una bacteria sobrevivía a una infección vírica, utilizaba las enzimas CRISPR para cortar un pequeño segmento del ADN del virus y utilizarlo para recordar cómo combatir futuras infecciones de ese virus.

En las últimas décadas, los científicos han adaptado este sistema para convertirlo en una poderosa herramienta de ingeniería genética. El sistema CRISPR consiste en una enzima, normalmente una llamada Cas9, que corta el ADN, y una corta secuencia de ARN que guía al sistema para hacer este corte en la sección correcta del genoma.

Esto puede utilizarse para cortar genes problemáticos, como los que causan enfermedades, y sustituirlos por otros más beneficiosos. El problema es que este proceso implica la ruptura de las dos cadenas de ADN, lo que puede ser difícil para la célula volver a repararlas como es debido, dando lugar a alteraciones no deseadas (y riesgo de cáncer).

Una herramienta mejorada que protege al paciente

Así que los investigadores del MIT se propusieron desarrollar una nueva versión de la herramienta que fuera más suave con el genoma. En lugar del método de "cortar y pegar" del actual CRISPR-Cas9, el equipo describeel nuevo método como un sistema de "arrastrar y soltar".

PASTE, siglas de Programmable Addition via Site-specific Targeting Elements, sigue utilizando una enzima Cas9 para cortar el ADN en un lugar especificado por el ARN guía, pero la diferencia es que el nuevo sistema corta una hebra y luego la otra, en lugar de ambas a la vez.

Una mujer ciega recupera la vista gracias a la técnica CRISPR de edición genética

La inserción de los nuevos genes se lleva a cabo mediante unas enzimas llamadas integrasas de serina, que son utilizadas por los virus para infectar las bacterias e insertar su ADN en el genoma del objetivo - irónico, dado el origen de CRISPR como defensa de las bacterias contra estos mismos ataques.

Estas integrasas buscan de forma natural secuencias específicas en el genoma diana, por lo que, después de que el sistema PASTE realice su suave corte, inserta la pequeña secuencia de "sitio de aterrizaje" que las integrasas están buscando. Finalmente, la integrasa inserta su carga útil de ADN en el genoma en ese lugar.

Este método tiene una tasa de éxito fue de hasta el 60% y generó muy pocos errores en el lugar de inserción. Sin embargo, las pruebas en ratones con hígados "humanizados" solo funcionaron en un 2,5% de las células.

Esta técnica CRISPR no solo es más suave y potencialmente más segura, sino que el equipo afirma que fue capaz de insertar enormes cantidades de ADN a la vez: hasta 36.000 pares de bases en las pruebas. Esto podría hacerla especialmente útil para sustituir genes defectuosos como los que causan la fibrosis quística, explican los investigadores.