Nueva y eficiente versión del editor de genes CRISPR

La edición de genes se ha convertido en más precisa y poderosa que nunca. Hacia la cura de las enfermedades genéticas.

Dos grupos de científicos han revelado un nuevo y más preciso arsenal de técnicas de edición de genes que algún día nos podrían ayudar a erradicar enfermedades genéticas con una cirugía dirigida expresamente a nivel químico.

Las nuevas adaptaciones de la técnica de edición de genes CRISPR-Cas9 permiten cambios de una sola letra en pares de bases de ADN y también proporcionan la capacidad de editar pares de bases de ARN individuales en células humanas. Algunos lo han llamado ya ‘CRISPR 2.0’.

“Desarrollamos un nuevo editor base, una máquina molecular, que de una manera programable, irreversible, eficiente y limpia puede corregir mutaciones en el genoma de las células vivas”, comenta David Liu, coautor de uno de los trabajos. “Cuando se dirigen a determinados sitios en el ADN genómico humano, esta conversión revierte la mutación que se asocia con una enfermedad en particular”, aclara.

Aproximadamente la mitad de las “mutaciones puntuales” asociadas a la enfermedad humana se reducen a confusiones en los pares de nucleobases entre los productos químicos adenina (A), citosina (C), guanina (G) y timina (T), que constituyen nuestro ADN.

Sin embargo,gracias a CRISPR-Cas9, los científicos pueden alterar las estructuras del genoma con una técnica que corta, copia y pega de manera efectiva los arreglos moleculares de estos pares de bases, pero hasta ahora, la técnica no podía cambiar los pares de bases de ADN individuales.

Una de las nuevas herramientas, desarrollada por el equipo de Liu, llamada Adenine Base Editor (ABE) cambia esto, haciendo posibles ediciones mucho más nítidas, reorganizando los átomos de adenina para que se asemejen a guanina (G), lo que provoca que los pares de bases A-T se conviertan en G-C.

Pese a lo que pudiera parecer, de las 32,000 mutaciones puntuales que sabemos que están ligadas a la enfermedad, aproximadamente la mitad podría resolverse mediante ese intercambio único.

Al combinarla con otros sistemas de edición básica, este descubrimiento podría ayudarnos a reparar casi dos tercios de todas las mutaciones que causan enfermedades.

En un segundo estudio separado pero relacionado publicado en Science, otro equipo del Broad Institute detalla el desarrollo de Cas13, una proteína CRISPR que hace posible la edición del ARN.

A diferencia de la edición de ADN, que realiza cambios permanentes en la estructura del genoma reorganizando nucleobases, la edición de ARN es una técnica más ligera y no permanente, en este caso posible gracias a otro cambio preciso: el cambio de adenosina a inosina, que se interpreta en células como guanina.

En las células, el ARN actúa como un tipo de mensajero que ayuda a regular la forma en que nuestros genes producen proteínas.

“Hasta ahora, nos hemos vuelto muy buenos en la desactivación de genes, pero en realidad recuperar la función de proteínas perdidas es mucho más desafiante”, explica Feng Zhang, investigador principal de este segundo trabajo.

“Esta nueva capacidad para editar ARN abre más oportunidades potenciales para recuperar esa función y tratar muchas enfermedades, en casi cualquier tipo de célula”, comenta Zhang.

¿Cuándo estará disponible?

Lo cierto es que pasará algún tiempo antes de que cualquiera de estos nuevos sistemas de edición genética llegue a ayudar a los pacientes en situaciones clínicas, ya que, aunque la tecnología ya exista, no sabremos cuán confiables, seguros y efectivos son estos métodos hasta que se lleven a cabo más investigaciones.

Indudablemente, ambos son desarrollos increíblemente prometedores en las ciencias de la salud, y algún día se podrían usar para tratar afecciones como la ceguera genética, los trastornos metabólicos, la enfermedad de Parkinson y muchas más.

Referencia: D.B.T. Cox; J.S. Gootenberg; O.O. Abudayyeh; B. Franklin; M.J. Kellner; J. Joung; F. Zhang. ‘RNA editing with CRISPR-Cas13’. Science 2017 science.sciencemag.org/lookup/doi/10.1126/science.aaq0180
David Liu et al.: ‘Programmable base editing of A•T to G•C in genomic DNA without DNA cleavage’. Nature, 2017. nature.com/articles/doi:10.1038/nature24644

¿Una hora menos o una más? El sábado termina el horario de verano y debes cambiar tu reloj

Los mexicanos despertarán con nuevo horario el próximo domingo, por lo que se recuerda modificar los relojes el sábado antes de dormir y atrasarlos una hora.

En la mayor parte del país, excepto en los estados de Quintana Roo y Sonora, así como en la franja fronteriza con Estados Unidos, el horario de verano inicia el primer domingo de abril y concluye el último de octubre, momento en que los relojes se atrasan una hora.

Al modificar una hora el reloj, se reduce el consumo de energía diario en el periodo de máxima demanda de electricidad, además se disminuye la emisión de bióxido de carbono a la atmósfera.

Durante los meses de verano, especialmente en las zonas más alejadas del Ecuador, hay una acentuada diferencia entre las horas de iluminación natural y las noches, debido a la inclinación de la Tierra; es decir, amanece más temprano y el Sol se oculta más tarde.

A diferencia del resto de los estados de la República, 33 municipios de la franja fronteriza norte concluirán el Horario de Verano el primer domingo de noviembre, para lograr una coincidencia con el huso horario en Estados Unidos y facilitar la vida cotidiana de los residentes locales, que tienen que cruzar de un lado a otro de la frontera por motivos laborales o escolares.

Dichos municipios son: Tijuana, Mexicali, Ensenada, Playa Rosarito y Tecate, en Baja California; en Chihuahua están Juárez, Ojinaga, Ascención, Coyame del Sotol, Guadalupe, Janos, Manuel Benavides y Praxedis G. Guerrero; en Coahuila están Acuña, Piedras Negras, Guerrero, Hidalgo, Jiménez, Zaragoza, Nava y Ocampo

Así como Anáhuac y Los Aldama, en Nuevo León, y Nuevo Laredo, Reynosa, Matamoros, Camargo, Guerrero, Gustavo Díaz Ordaz, Mier, Miguel Alemán, Río Bravo y Valle Hermoso, en Tamaulipas.

En el estado de Sonora no aplica el Horario de Verano, por lo que mantiene un solo huso horario durante todo el año, en línea con el de Arizona.

Las obsesiones tienen un origen genético

Encuentran 4 genes implicados en el trastorno obsesivo-compulsivo.

Un equipo internacional de científicos del Broad Institute of MIT and Harvard y otras instituciones, ha encontradoevidencia de cuatro genes que pueden vincularse con el trastorno obsesivo compulsivo ( TOC). En el artículo, que ha sido publicado en la revista Nature Communications, los expertos describen su enfoque para aislar los genes vinculados a este trastorno de ansiedad y lo que encontraron como resultado.

Charles Dickens o Marcel Proust lo padecían y se cree que Nikola Tesla y Charles Darwin, también. El trastorno obsesivo-compulsivo es una dolencia psiquiátrica caracterizada por pensamientos recurrentes y persistentes, que provocan miedo, inquietud, aprensión o preocupación, y conductas repetitivas denominadas compulsiones, para mitigar dicha ansiedad.

Así, las personas que lo padecen tienden a repetir comportamientos compulsivos porque su cerebro les dice que algo no se ha resuelto adecuadamente y experimentan la urgencia de resolver un problema, como volver a  lavarse las manos.

No existe ninguna cura para la enfermedad, aunque estudios recientes han demostrado que, en algunos casos, el uso de medicamentos que aumentan los niveles de serotonina puede ayudar. Investigaciones previas también han demostrado que es probable que el TOC sea una afección hereditaria y en este aspecto se centraron los científicos del actual estudio encontrando los genes que probablemente causen el trastorno.

El estudio consistió en obtener primero muestras genéticas de 592 personas diagnosticadas con TOC y 560 personas sanas, como grupo de control. También se incluyeron muestras genéticas de perros que sufren la forma canina de este trastorno.

Con todas estas muestras, los investigadores se centraron en 600 genes específicos posiblemente relacionados con el TOC y, en algunos casos, con el autismo, pues muchas personas con el trastorno del espectro autista tienen comportamientos repetitivos. Tras un análisis minucioso, los científicos aislaron cuatro genes que eran diferentes en aquellas personas con TOC (previamente identificados como importantes en la creación de circuitos cerebrales implicados en la construcción de enlaces entre las regiones del tálamo, el cuerpo estriado y la corteza).

Se trata de un hallazgo notable, ya que el cuerpo estriado del cerebro desempeña un papel clave en el aprendizaje y también en la transmisión de mensajes del tálamo a la corteza cerebral.

Los investigadores sugieren que los 4 genes mutados podrían causar niveles más altos o más bajos de los niveles normales de serotonina, lo que a su vez podría provocar la interrupción de la información según la interpreta el cerebro, causando una anomalía en este circuito cerebral. 

Uno de los genes identificados (concretamente el gen HTR2A) codifica un receptor de serotonina, un neurotransmisor vinculado al desarrollo de ciertos trastornos como la ansiedad, el estrés, ciertas fobias y la depresión. 

Este desequilibrio en la regulación serotoninérgica del trastorno obsesivo-compulsivo podría explicar los beneficios obtenidos en el 60% de los pacientes que han sido tratados con antidepresivos (pues el fármaco incrementa los niveles de serotonina en el organismo).

Referencia: Hyun Ji Noh et al. Integrating evolutionary and regulatory information with a multispecies approach implicates genes and pathways in obsessive-compulsive disorder, Nature Communications (2017). DOI: 10.1038/s41467-017-00831-x