CRISPR puede provocar cientos de mutaciones no intencionadas

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De entre las nuevas técnicas de ingeniería genética surgidas en los últimos años, CRISPR (la más reciente) parece ser la más prometedora. A diferencia de las técnicas utilizadas para producir los transgénicos comercializados hasta ahora - en los que el gen se introduce en un sitio al azar del genoma - CRISPR permite elegir el sitio sobre el que se actúa. Sin embargo, no se ha conseguido controlar que no actúe en - al parecer muchos - otros lugares, pudiendo provocar efectos adicionales "secundarios" (ya escribimos sobre la precisión de CRISPR en este otro artículo).

Incluso aunque se pudiera controlar con precisión el lugar en el que se produce la modificación esto no implica que pudieran preverse de antemano los efectos derivados de esta, puesto que seguiría suponiendo modificar un sistema cuyos elementos y reglas de funcionamiento sólo se conocen parcialmente. Es decir, que los efectos imprevistos sólo pueden observarse a posteriori - siempre que los medios para hacerlo estén disponibles y haya suficientes recursos y voluntad para utilizarlos, lo cual no ha sido el caso hasta ahora.

Las técnicas de ingeniería genética se utilizan, entre otros campos, en investigación biomédica (un entorno que se considera confinado, puesto que los organismos resultantes no se liberarán en la naturaleza) y en agricultura (un entorno que se considera no confinado y que ha sido el que tradicionalmente ha suscitado mayores polémicas). Algunas personas han señalado que, mientras que en el entorno biomédico - que enfrenta menores resistencias - las limitaciones de estas técnicas parecen comentarse y enfrentarse con mayor transparencia, en el entorno de la mejora agrícola tienden a minimizarse y hacerse como si no existiese y estas técnicas fuesen ya perfectamente precisas - y sus resultados predecibles. Esta actitud, de hecho, se sigue manteniendo incluso respecto a las técnicas utilizadas con los transgénicos comercializados hasta ahora, con las que ni siquiera puede controlarse el sitio en el que se inserta el gen y también se producen mutaciones por todo el genoma.

Un grupo de investigadores biomédicos documenta en este artículo que la aparición de efectos imprevistos podría ser mayor de lo que se creía, ya que las técnicas de secuenciación han revelado cambios que no habían podido predecirse mediante la utilización de algoritmos informáticos. Adjuntamos la traducción del comunicado de prensa de su Universidad.

Título: 
La edición de genes con CRISPR puede provocar cientos de mutaciones no intencionadas
Origen: 
Columbia University Medical Center
Autor/a: 
Autor
Fecha: 
Martes, 30 Mayo, 2017

Ahora que CRISPR-Cas9 empieza a entrar en la fase de ensayos clínicos, un nuevo estudio publicado en Nature Methods concluye que esta técnica de edición génica puede introducir cientos de mutaciones no intencionadas en el genoma.

"Creemos que es esencial que la comunidad científica tenga en cuenta el peligro potencial asociado a todas las mutaciones en sitios no diana provocadas por CRISPR, tanto mutaciones en un solo nucleótido como en regiones no codificantes del genoma," dice el Dr. Stephen Tsang, médico coautor del estudio. Tsang es Profesor Adjunto de Oftalmología en Laszlo T. Bito y Profesor Adjunto de biología celular y patología en el Centro Médico de la Universidad de Columbia y en el Instituto de Medicina Genómica y Nutrición Humana de la Universidad de Columbia.

CRISPR-Cas9 - debido a su velocidad y precisión sin precedentes - ha sido una bendición para los investigadores que quieren comprender el papel de los genes en las enfermedades. Esta técnica ha traído también la esperanza de encontrar terapias génicas más potentes capaces de borrar o reparar genes problemáticos, y no sólo añadir genes nuevos.

El primer ensayo clínico que utiliza CRISPR está en marcha en este momento en China, y se espera que comience otro en EEUU el año que viene. Pero aunque CRISPR pueda actuar de forma precisa sobre fragmentos específicos de ADN a veces actúa también en otras partes del genoma. La mayoría de estudios que buscan este tipo de mutaciones en sitios no diana utilizan algoritmos informáticos para identificar las áreas con más probabilidad de verse afectadas. Después analizan estas áreas en busca de deleciones e inserciones.

"Parece que estos algoritmos de predicción funcionan bien cuando CRISPR se utiliza en una placa con células o tejidos, pero en animales vivos no se ha secuenciado el genoma completo para buscar todos los efectos en sitios no diana," dice el coautor Dr. Alexander Bassuk, médico y profesor de pediatría en la Universidad de Iowa.

En este nuevo estudio los investigadores secuenciaron el genoma completo de ratones en los que habían utilizado CRISPR en experimentos previos, y buscaron todas las mutaciones incluidas aquellas que alteraban un solo nucleótido.

Los investigadores concluyeron que CRISPR había corregido con éxito un gen que produce ceguera, pero Kellie Schaefer, una estudiante de doctorado del laboratorio del Dr. Vinit Mahan - médico y profesor asociado de oftalmología de la Universidad de Stanford, también coautor del estudio - observó que los genomas de dos receptores independientes de terapia génica habían sufrido más de 1.500 mutaciones singulares (que afectaban a un solo nucleótido) y más de cien deleciones e inserciones de tamaños mayores. Los algoritmos informáticos que se utilizan normalmente para buscar efectos en sitios no diana no habían sido capaces de predecir ninguna de estas mutaciones del ADN.

"Los investigadores que no secuencian el genoma completo para encontrar efectos en sitios no-diana podrían estar perdiéndose mutaciones importantes," dice el Dr. Tsang. "Un solo nucleótido puede tener un impacto enorme."

Según el Dr. Bassuk los investigadores no han notado que los animales presenten ningún problema evidente. "Seguimos siendo optimistas respecto a CRISPR," dice el Dr. Mahajan. "Somos médicos, y sabemos que toda terapia tiene posibles efectos secundarios - pero necesitamos saber cuáles son."

Actualmente los investigadores están buscando mejorar los componentes del sistema CRISPR - la enzima que corta los genes y el ARN que guía a esta enzima hasta el gen correcto - para mejorar la eficiencia de la edición.

"Esperamos que nuestras conclusiones hagan que otros utilicen técnicas de secuenciación del genoma completo para encontrar todos los efectos no-diana de CRISPR y estudiar diferentes versiones para lograr la edición más segura y precisa." dice el Dr. Tsang.

El artículo se titula  “Unexpected mutations after CRISPR-Cas9 editing in vivo.” Sus otros autores son Kellie A. Schafer (Universidad de Stanford), Wen-Hsuan Wu (Centro Médico de la Universidad de Columbia) y Diana G. Colgan (Iowa).

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