Ingeniería genética de precisión

La edición génica mediada por el sistema CRISPR/Cas9 es una tecnología de ingeniería genética que permite modificar el genoma de organismos vivos suprimiendo, alterando o agregando genes con el fin de introducir mutaciones específicas o corregirlas. A diferencia de otras herramientas usadas parar alterar la secuencia de ADN, esta tecnología, bautizada metafóricamente como ‘tijera molecular’, permite eliminar o modificar información genética de manera precisa y controlada de forma relativamente sencilla y cada vez más segura.

“Algunas hipótesis que necesitan testearse a través de un mutante de una especie in vivo hasta hace pocos años se descartaban, debido a los altos costos y al tiempo que demandaba la realización de los experimentos. En cambio, ahora mediante la edición génica, se pueden poner a prueba en pocos meses y sin incurrir en demasiados gastos”, afirma Marcelo Rubinstein, investigador superior del CONICET y director del Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular “Dr. Héctor N. Torres” (INGEBI, CONICET), en relación a la revolución que experimentó el campo de la ingeniería genética en el último lustro.

El equipo que Rubinstein tiene a su cargo en el INGEBI trabaja desde 2015 con técnicas de edición génica por CRISPR/Cas9 para la producción de ratones con mutaciones genéticas complejas, que les permiten estudiar la función de ciertos genes en el cerebro y en relación a determinadas conductas así como colaborar con investigadores de otras áreas mediante la provisión de animales de laboratorio modificados genéticamente.

“La edición génica nos ofrece también la posibilidad de hacer organismos que tengan múltiples mutaciones genéticas de manera simultanea. En colaboración con Patricia Cuasnicú, investigadora superior del CONICET en el Instituto de Biología y Medicina Experimental (IBYME, CONICET), produjimos ratones con 4 mutaciones genéticas al mismo tiempo, algo que con otras técnicas o hubiera demando mucho más tiempo o directamente no hubiese sido posible”, explica Rubinstein.

De acuerdo al investigador, CRISPR/ Cas9 también facilita a los investigadores la tarea de entender en dónde reside el núcleo troncal de la función de un gen específico, dado que permite de manera relativamente sencilla generar simultáneamente distintos mutantes de un mismo gen. Esto es, permite interrogar a un gen desde varias partes de su secuencia (segmentos) al mismo tiempo y no sólo tener una mirada global de su función.

La gran diferencia entre la edición génica y otras herramientas biotecnológicas a la hora de hacer modificaciones genéticas en organismos vivos es la precisión con la que permite introducir cambios no aleatorios en el genoma.

“Los organismos habitualmente denominados como transgénicos, por ejemplo, se producen a través de la inserción de un gen de un organismo determinado en el genoma de otro. Pero en este caso, la información genética adicional se inserta al azar sin poder elegirse el lugar del genoma donde se quiere introducir el transgén. En cambio, con CRIPSR podemos suprimir un gen específico o incluso simplemente reemplazar un nucleótido por otro”, explica Rubinstein.

El grado de precisión con que CRISPR permite editar el genoma de un organismo, además de contribuir a la investigación básica en biología molecular, al facilitar y optimizar la tarea de generar modelos animales para entender, por ejemplo, las bases genéticas de una enfermedad o de determinados comportamientos, abre la posibilidad a nuevas terapias génicas humanas.

“Así como es posible reproducir el modelo de una enfermedad en un ratón relacionada con determinadas mutaciones para estudiarla y poder diseñar tratamientos, también se podría reparar la secuencia de ADN para evitar que ciertas patologías de origen genético se manifiesten, aunque hacer esto en humanos implica dilemas bioéticos que todavía tienen que debatirse”, comenta el investigador.

De acuerdo a Rubinstein, en el campo de la ingeniería genética, las posibilidades que ofrece CRISPR/Cas9 parecen ilimitadas. “Lo que antes era costoso, difícil e impreciso hoy resulta mucho más simple y económico. Lo que hace no mucho nos podía llevar seis años, ahora lo podemos hacer en menos de uno. La edición génica nos abre las puertas del genoma como nunca antes”, afirma Rubinstein.

Entre otros proyectos, el equipo dirigido por Rubinstein generó ratones con pérdida de función de genes nuevos descubiertos por el laboratorio de Lucía Franchini, investigadora independiente del CONICET en el INGEBI, del que también participan Belén Elgoyhen, investigadora superior del Consejo en el mismo instituto y María Eugenia Gómez Casati de la Facultad de Medicina de la UBA, cuyo objetivo es identificar su participación en procesos auditivos, trabajo que está en evaluación en una revista internacional especializada.

“El uso de esta metodología permite contestar una infinidad de preguntas hasta hace poco inabordables y nuestro laboratorio está muy dispuesto a establecer nuevas colaboraciones con grupos de investigación de otros institutos y universidades del país que consideren la construcción de modelos animales nuevos para el avance de sus proyectos”, concluye el investigador.