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CRISPR: la técnica del próximo Nobel científico español

Os invitamos a disfrutar de la interesantísima siguiente colaboración de D. Jorge Poveda Arias, científico y biólogo.

En los últimos años, cada vez que se acerca la fecha de las nominaciones para los Premios Nobel, resuena en nuestro país el nombre de Francis Mojica (Francisco Juan Martínez Mojica), investigador y profesor dentro del Departamento de Fisiología, Genética y Microbiología de la Universidad de Alicante. Este científico ha dedicado gran parte de su vida profesional al estudio de las denominadas como CRISPR (del inglés Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) o Repeticiones Palindrómicas Cortas Agrupadas y Regularmente Interespaciadas. Pero…

¿Qué es CRISPR y qué significado tiene realmente su descubrimiento y utilización en nuestras vidas?

Las CRISPR son secuencias de ADN de bacterias, las cuales contienen pequeños fragmentos del ADN de diferentes virus que han atacado a esas bacterias. Estos fragmentos de ADN los utiliza la bacteria como biblioteca donde comparar las secuencias de virus similares que le estén atacando en otro momento y, así, poder defenderse de una forma mucho más precisa. Estas “bibliotecas” son transmisibles de unas bacterias a otras y se encuentran en el 40% de sus genomas. Lo normal es que las secuencias CRISPR estén asociadas con genes codificantes de proteínas nucleasas (rompen los ácidos nucleicos, como el ADN) denominadas Cas, cuya función es romper el material genético del virus atacante. De esta forma, el sistema CRISPR/Cas funciona como un “sistema inmune” bacteriano que les confiere inmunidad adquirida: la bacteria es atacada por un virus, guarda la información del atacante y la une a un arma contra él.

Comienzos de la investigación

Aunque en el año 1987 un grupo de investigadores japoneses ya habían hablado sobre la existencia de este tipo de repeticiones no las utilizaron más allá que para clasificar diferentes bacterias. Mientras que en el año 1993 Mojica y colaboradores publicaron un hallazgo similar de secuencias de este tipo en arqueas (algo así como “bacterias primitivas”) y a partir de ahí prosiguió con su investigación. En el año 2000 publican su posible papel en la ruptura de otras secuencias genéticas y en el año 2002, ya con el nombre de CRISPR, se describe su unión con nucleasas. Pero hasta el año 2005 no se determina la presencia de secuencias de virus en su interior y se describe su papel como “sistema inmune” bacteriano.

A partir del año 2013, este sistema se está utilizando en la “edición” de genes, para cambiar sus secuencias, agregar nuevas o simplemente bloquearlos. Para ello se utilizan las nucleasas Cas9, las cuales se introducen en las células junto con un ARN guía complementario al gen que se quiera modificar. Por lo tanto, las Cas9 cortarán las secuencias complementarias de las del ARN que acompañan.

¿Para qué sirve realmente CRISPR/Cas en nuestras vidas?

Esta técnica representa un clarísimo ejemplo de lo que la investigación científica básica puede hacer por todos nosotros. Puede ser utilizado en medicina, por ejemplo, contra la anemia y la fibrosis quística, enfermedades causadas por una mutación muy pequeña en un solo gen. Mediante la extracción de células precursoras sanguíneas de la médula ósea del paciente (los denominados como hemocitoblastos que, al diferenciarse, forman los glóbulos rojos o eritrocitos, los glóbulos blancos o leucocitos, y las plaquetas o trombocitos) y su posterior cultivo, sometiéndolas a la edición genética por CRISPR/Cas, al reemplazar el gen defectuoso por otro corregido. Simplemente se volverían a inyectar estas células “curadas” en la médula ósea del paciente hasta alcanzar un número de estas células mayor que el de células defectuosas.

Por lo tanto, la técnica CRISPR/Cas abre la puerta al tratamiento de un gran abanico de enfermedades genéticas, ya no solo en individuos adultos, sino desde la formación del propio embrión.

“La ciencia que no es divulgada hacia la sociedad es como si no existiera”

Referencias bibliográficas y más información:

  • Deveau, H., Garneau, J. E., & Moineau, S. (2010). CRISPR/Cas system and its role in phage-bacteria interactions. Annual review of microbiology, 64, 475-493.
  • Dorado, G., Luque, F., Pascual, P., Jiménez, I., Sánchez-Cañete, F. J. S., Raya, P., … & Vásquez, V. F. (2017).
  • Clustered Regularly-Interspaced Short-Palindromic Repeats (CRISPR) in bioarchaeology-Review. Archaeobios, 1(11).
  • Makarova, K. S., Haft, D. H., Barrangou, R., Brouns, S. J., Charpentier, E., Horvath, P., … & Van Der Oost, J. (2011). Evolution and classification of the CRISPR–Cas systems. Nature Reviews Microbiology, 9(6), 467
  • Mojica, F. J., & Montoliu, L. (2016). On the origin of CRISPR-Cas technology: from prokaryotes to mammals. Trends in microbiology, 24(10), 811-820.
  • Sander, J. D., & Joung, J. K. (2014). CRISPR-Cas systems for editing, regulating and targeting genomes. Nature biotechnology, 32(4), 347.

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