{"id":223547,"date":"2016-09-06T13:43:48","date_gmt":"2016-09-06T16:43:48","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/?p=223547"},"modified":"2016-09-09T12:36:16","modified_gmt":"2016-09-09T15:36:16","slug":"una-herramienta-para-editar-el-adn","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/una-herramienta-para-editar-el-adn\/","title":{"rendered":"Una herramienta para editar el ADN"},"content":{"rendered":"

\"ADN<\/a>Un sistema que les permite a las bacterias reconocer y combatir invasiones virales es una promesa de novedades significativas en el \u00e1rea de la gen\u00e9tica. Se trata de una prote\u00edna guiada por una mol\u00e9cula de ARN que corta las cadenas del ADN en sitios espec\u00edficos, y activa v\u00edas de reparaci\u00f3n. En Brasil, ya hay varios cient\u00edficos que se aprestan a incorporar en sus l\u00edneas de investigaci\u00f3n esta t\u00e9cnica, cuya creaci\u00f3n fue de 2012<\/a>. Esto es algo que reci\u00e9n comienza y, por ahora, los resultados palpables son pocos. Pero es menester no perderlo de vista, tanto por lo prometedor del sistema como por su potencial para alterar genes humanos y producir beb\u00e9s a medida, una cuesti\u00f3n que plantea reservas a punto tal de discutirse una moratoria sobre su uso.<\/p>\n

\u201cSe trata de un gran igualador, hasta nosotros podemos hacerlo\u201d, bromea el m\u00e9dico Jos\u00e9 Xavier Neto, del Laboratorio Nacional de Biociencias (LNBio), con sede en Campinas, en refirencia al sistema que se hizo conocido como CRISPR-Cas9. Esta sigla significa Conjunto de Repeticiones Palindr\u00f3micas Cortas y Regularmente Espaciadas, que funciona junto a una prote\u00edna asociada llamada Cas. La CRISPR-Cas9 puede insertarse en c\u00e9lulas mediante el uso de virus o inoculando ADN en las etapas iniciales de un embri\u00f3n. Una mol\u00e9cula de ARN que se sintetiza especialmente sirve como gu\u00eda para llegar al gen que se pretende alterar (vea la infograf\u00eda<\/a><\/em>). Estos procedimientos se encuentran al alcance de la mayor\u00eda de los laboratorios de gen\u00e9tica, lo cual les confiere autonom\u00eda a los investigadores.<\/p>\n

En el laboratorio de Xavier Neto, todo comenz\u00f3 con \u00c2ngela Saito, quien en esa \u00e9poca realizaba su doctorado bajo la direcci\u00f3n del bi\u00f3logo J\u00f6rg Kobarg, en la Universidad de Campinas (Unicamp), y necesitaba contar con un roedor con deficiencia en la producci\u00f3n de una determinada prote\u00edna (rat\u00f3n knockout<\/em>) para el estudio de su rol en la leucemia. En los laboratorios de Xavier Neto, Saito comenz\u00f3 con el tedioso proceso tradicional, cuando es necesario generar y rastrear las manipulaciones gen\u00e9ticas en cientos de clones de c\u00e9lulas madre embrionarias. Para aprender a realizar este trabajo a escala cuasi industrial, ella se traslad\u00f3 \u2012mientras hac\u00eda su doctorado\u2012 al Centro del C\u00e1ncer MD Anderson de la Universidad de Texas, donde pudo aprender la nueva t\u00e9cnica con el genetista estadounidense Richard Behringer. Luego regres\u00f3 al laboratorio paulista y se trajo consigo los vectores que inocular\u00eda en los embriones de ratones para producir los knockout<\/em> que necesitaba. Y tuvo \u00e9xito: Saito le ense\u00f1\u00f3 la t\u00e9cnica a sus colegas y, en poco m\u00e1s de un a\u00f1o, el laboratorio produjo ratones knockout<\/em> para cuatro genes diferentes.<\/p>\n

\"Mutaci\u00f3n

Carolina Clemente\/ lnbio<\/span>Mutaci\u00f3n del albinismo: para un efecto homog\u00e9neo, es necesario que se la inyecte al comienzo de la fase embrionariaCarolina Clemente\/ lnbio<\/span><\/p><\/div>\n

Para combatir enfermedades<\/strong>
\nEl potencial de la CRISPR-Cas9 en la investigaci\u00f3n de los agentes etiol\u00f3gicos de enfermedades tambi\u00e9n suscit\u00f3 el inter\u00e9s de los parasit\u00f3logos venezolanos Noelia Lander y Miguel Chiurillo, que est\u00e1n interesados en el estudio del par\u00e1sito Trypanosoma cruzi<\/em>, causante de la enfermedad de Chagas, para contribuir, de ser posible, en el desarrollo de terapias alternativas. En la actualidad, Lander realiza una pasant\u00eda de posdoctorado en la Facultad de Ciencias M\u00e9dicas de la Unicamp, en colaboraci\u00f3n con los bioqu\u00edmicos An\u00edbal Vercesi y Roberto Docampo, un argentino que se desempe\u00f1a como docente en la Universidad de Georgia, en Estados Unidos, y es profesor visitante en la universidad del interior paulista. La investigadora ha demostrado que logra modificar genes en un art\u00edculo publicado en 2015 en la revista mBio<\/em>. Lo hizo alterando genes ligados al flagelo de los par\u00e1sitos, que es una estructura similar a una cola que les permite desplazarse. \u201cSe trata de un fenotipo muy f\u00e1cil de detectar, porque el flagelo se separa del cuerpo celular y el par\u00e1sito queda en el fondo de la probeta\u201d, explica. La prueba de concepto constituye un \u00e9xito, porque los tripanosomas se han mostrado muy eficaces para resistir a cualquier intento de manipulaci\u00f3n gen\u00e9tica. Ahora, en los estudios con genes implicados en la se\u00f1alizaci\u00f3n celular por calcio, viene la etapa que podr\u00eda ayudar en el combate contra esa enfermedad, para la cual se carece de un tratamiento eficaz en su fase cr\u00f3nica. \u201cLos niveles de calcio se alteran bastante cuando el par\u00e1sito infecta al hu\u00e9sped\u201d, explica. \u201cSi logramos manipular esas prote\u00ednas, que son diferentes entre el par\u00e1sito y el hu\u00e9sped vertebrado, ese podr\u00eda ser el camino hacia una terapia alternativa\u201d.<\/p>\n

El bi\u00f3logo Jayme de Souza-Neto, del campus de Botucatu de la Universidade Estadual Paulista (Unesp) se ha propuesto combatir la transmisi\u00f3n del dengue. Ha comparado los ARN transcriptos de mosquitos Aedes aegypti<\/em> infectados y resistentes al virus en poblaciones naturales de Botucatu, en el interior paulista, y Ne\u00f3polis, en el estado de Sergipe, y ha identificado a los genes que podr\u00edan estar relacionados con esa resistencia. \u201cEstamos comenzando a realizar las mutaciones en los genes de los mosquitos\u201d, informa. Para el mes de julio, De Souza-Neto pretende disponer en el laboratorio de poblaciones en las cuales podr\u00e1 verificar si la susceptibilidad al virus se alter\u00f3. En un horizonte lejano, la idea consiste en criar mosquitos resistentes, que, por no hallarse infectados, tampoco transmiten la enfermedad a los seres humanos. Este proyecto ha avanzado en el marco de una cooperaci\u00f3n que se estableci\u00f3 entre la FAPESP, la Unesp y la Universidad de Keele, en el Reino Unido (lea en <\/em>Pesquisa FAPESP, edici\u00f3n n\u00ba 230<\/em><\/a>). El investigador trabaj\u00f3 durante tres meses en el laboratorio de Julien Pelletier, quien estuvo de visita en Botucatu durante cuatro meses. \u201cEn el mes de abril, Pelletier regresar\u00e1 y comenzaremos con las inoculaciones en los embriones de mosquitos\u201d, planifica el De Souza-Neto.<\/p>\n

La bi\u00f3loga Nat\u00e1lia Gon\u00e7alves opera con especies mayores: perros de la raza golden retriever<\/em> que se emplean como modelo para el estudio de la distrofia muscular de Duchenne, una enfermedad degenerativa que termina por impedirles movilizarse y alimentarse (lea en <\/em>Pesquisa FAPESP, edici\u00f3n n\u00ba 237<\/em><\/a>). Durante su doctorado, la investigadora obtuvo linajes de c\u00e9lulas reprogramadas (c\u00e9lulas madre pluripotentes inducidas, o iPSCs, por sus siglas en ingl\u00e9s) a partir de c\u00e9lulas de la piel de los canes. Ahora, en su pasant\u00eda de posdoctorado bajo la supervisi\u00f3n de Carlos Eduardo Ambr\u00f3sio, de la Facultad de Zootecnia e Ingenier\u00eda de Alimentos de la Universidad de S\u00e3o Paulo (FZEA-USP), se propone establecer un linaje con c\u00e9lulas de perros distr\u00f3ficos para rectificar el gen defectuoso y producir la prote\u00edna distrofina en un trabajo colaborativo con el genetista franc\u00e9s Jean-Paul Concordet, del Museo Nacional de Historia Natural, en Par\u00eds. \u201cYa conocemos cu\u00e1l es el sector ausente del gen, y por eso la idea consiste en producir ese pedacito e insertarlo\u201d, proyecta. Gon\u00e7alves una vasta labor por delante: mientras que la t\u00e9cnica para desactivar genes empleando CRISPR-Cas9 ya est\u00e1 razonablemente dominada, el \u00e9xito en la inserci\u00f3n de segmentos espec\u00edficos todav\u00eda es escaso.<\/p>\n

La genetista Maria Rita Passos Bueno, del Instituto de Biociencias de la USP (IB-USP), tambi\u00e9n apuesta a la alteraci\u00f3n del ADN para el estudio de enfermedades humanas con la ayuda de la investigadora Erika Kague, quien aprendi\u00f3 esa t\u00e9cnica en el final de su pasant\u00eda de posdoctorado en la Universidad de Pensilvania, en Estados Unidos. El doctorando Luciano Abreu Brito produjo un linaje de pez cebra [Danio rerio<\/em>] o zebrafish <\/em>(lea en <\/em>Pesquisa FAPESP, edici\u00f3n n\u00ba 209<\/em><\/a>), para el estudio de la fisura labiopalatina. \u201cMediante secuenciaci\u00f3n en pacientes, hallamos la mutaci\u00f3n, y ahora podemos insertarla en el pez para analizar su importancia en relaci\u00f3n con la enfermedad\u201d, comenta. La doctoranda Danielle Moreira insert\u00f3 mutaciones ligadas al autismo en c\u00e9lulas humanas aisladas. En un futuro, pretende valerse de iPSCs que puedan originar neuronas para comprobar si las alteraciones gen\u00e9ticas que identific\u00f3 en pacientes modifican el funcionamiento de las c\u00e9lulas nerviosas.<\/p>\n

La genetista Lygia da Veiga Pereira, del IB-USP, tambi\u00e9n est\u00e1 comenzando a modificar c\u00e9lulas humanas directamente. Su alumna de maestr\u00eda, Juliana Sant\u2019Ana se mantiene en contacto con el genetista Chad Cowan, de la Universidad Harvard, en Estados Unidos, para capacitarse en la utilizaci\u00f3n del CRISPR-Cas9. Su plan consiste en provocar en el gen de la glucoprote\u00edna denominada fibrilina una mutaci\u00f3n t\u00edpica del s\u00edndrome de Marfan. Cuando lo logre con c\u00e9lulas de f\u00e1cil cultivo, Veiga Pereira se propone pasar al linaje de c\u00e9lulas madre que desarrolla en su laboratorio, el BR-1 (lea en <\/em>Pesquisa FAPESP, edici\u00f3n n\u00ba 153<\/em><\/a>). \u201cMi idea es producir c\u00e9lulas card\u00edacas y c\u00e9lulas \u00f3seas con esa mutaci\u00f3n\u201d, planea. La facilidad de trabajo con el CRISPR-Cas9 permite sortear esa etapa con relativa rapidez y llegar a lo que realmente interesa: el estudio del comportamiento de la enfermedad en diferentes tejidos. \u201cLa ciencia comenzar\u00e1 cuando podamos comparar esas c\u00e9lulas\u201d.<\/p>\n

\"Crispr_bebesFundo\"CAETO<\/span>Estructura proteica<\/strong>
\nLa genetista Passos Bueno explica que el conocimiento sobre el sistema CRISPR-Cas9 est\u00e1 avanzando velozmente en la b\u00fasqueda de una exactitud cada vez mayor en la edici\u00f3n. Actualmente, una de las vertientes que investiga Jennifer Doudna, de la Universidad de California, en Berkeley, una de las protagonistas del desarrollo de la t\u00e9cnica, consiste en dilucidar c\u00f3mo la estructura de la prote\u00edna permite que la misma pueda insertarse en el ADN y lo corte en un punto espec\u00edfico, tal como revela un art\u00edculo que se public\u00f3 en enero en la revista Science<\/em>.<\/p>\n

El bioqu\u00edmico germanochileno Martin W\u00fcrtele, de la Universidad Federal de S\u00e3o Paulo (Unifesp), ya se dedicaba a develar la estructura tridimensional de esas prote\u00ednas incluso antes del descubrimiento de Doudna y su colega francesa Emmanuelle Charpentier, del Instituto Max Planck de Biolog\u00eda de la Infecci\u00f3n, de Alemania, en 2012. \u201cComenzamos a trabajar hace unos cinco a\u00f1os con diversas prote\u00ednas CRISPR\/Cas debido a su aporte a la protecci\u00f3n de las bacterias contra sus principales enemigos naturales, los bacteri\u00f3fagos, como as\u00ed tambi\u00e9n por la posibilidad de efectuar edici\u00f3n en el ADN\u201d, relata. \u201cPero, de ah\u00ed en m\u00e1s, descubrieron la Cas9, que, al contrario de los sistemas CRISPR-Cas con los que trabaj\u00e1bamos, realiza todo el proceso con una \u00fanica prote\u00edna y es un candidato serio a la obtenci\u00f3n del Premio Nobel\u201d. W\u00fcrtele revel\u00f3 que una prote\u00edna denominada Csm2, que se extrae de una bacteria, est\u00e1 formada por una extensa cadena de amino\u00e1cidos en h\u00e9lice, circundada por tres h\u00e9lices m\u00e1s cortas. \u201cLa prote\u00edna Csm2 es completamente diferente a las descritas en otros complejos\u201d, comenta el investigador. A su juicio, esa prote\u00edna forma parte de una defensa importante de la bacteria y el conocimiento de c\u00f3mo funciona podr\u00eda utilizarse contra las propias bacterias. \u201cExiste un gran inter\u00e9s en el uso de bacteri\u00f3fagos como sustitutos potenciales de los antibi\u00f3ticos\u201d.<\/p>\n

Las aplicaciones son tantas que la posibilidad de edici\u00f3n de genes humanos genera temores. Por ahora, la continuidad de las investigaciones est\u00e1 asegurada, con la propuesta de prohibir la implantaci\u00f3n de embriones humanos alterados. Muchos cient\u00edficos se muestran preocupados, pero Jos\u00e9 Xavier Neto no lo considera un riesgo real. \u201cLos males de rebasar la evoluci\u00f3n podr\u00edan resultar mucho mayores que los beneficios\u201d, advierte. \u201cLa posibilidad de que aparezcan efectos off target<\/em> [no previstos] podr\u00eda derivar en que falle lo conocido y ocurra lo que no se previ\u00f3, generando beb\u00e9s \u2018programados\u2019 para lograr una apariencia o un determinado desempe\u00f1o, pero con leucemia o problemas peores\u201d. Para evitarlo, existen mecanismos de control tales como comit\u00e9s de \u00e9tica y, en Brasil, la Ley de Bioseguridad, que proh\u00edbe la ingenier\u00eda gen\u00e9tica en embriones humanos. Por su parte, el Reino Unido ya lo ha decidido: el 1\u00ba de febrero autoriz\u00f3 la edici\u00f3n gen\u00e9tica en c\u00e9lulas humanas en el \u00e1mbito de la investigaci\u00f3n cient\u00edfica.<\/p>\n

Proyectos
\n1.<\/strong> Generaci\u00f3n de ratones knockout<\/em> para el receptor nuclear hu\u00e9rfano Coup-TFII: Investigaci\u00f3n de los mecanismos moleculares que determinan la expresi\u00f3n atrial espec\u00edfica del promotor del gen SMyHC3 (n\u00ba 2015\/10166-9<\/a>); Modalidad<\/strong> Beca en Brasil \u2013 Posdoctorado; Investigador responsable<\/strong> Jos\u00e9 Xavier Neto (CNPEM); Becaria<\/strong> \u00c2ngela Saito (CNPEM); Inversi\u00f3n<\/strong>R$ 169.558
\n2.<\/strong> Se\u00f1alizaci\u00f3n por iones de calcio en tripanosom\u00e1tidos (n\u00ba 2013\/50624-0<\/a>); Modalidad<\/strong> Apoyo a la Investigaci\u00f3n \u2013 Programa SPEC; Investigador responsable<\/strong> Roberto Docampo (Unicamp); Inversi\u00f3n<\/strong> R$ 1.955.088
\n3.<\/strong> Edici\u00f3n g\u00e9nica por CRISPR-Cas9 en la correcci\u00f3n de la Distrofia Muscular de Duchenne en el modelo canino (GRMD) a partir de c\u00e9lulas de pluripotencia inducidas (n\u00ba 2015\/09575-1<\/a>); Modalidad<\/strong> Beca en Brasil \u2013 Posdoctorado; Investigador responsable<\/strong> Carlos Eduardo Ambr\u00f3sio (USP); Becaria<\/strong> Natalia Juliana Nardelli Gon\u00e7alves (USP); Inversi\u00f3n<\/strong>R$ 169.558
\n4.<\/strong> Caracterizaci\u00f3n de los mecanismos de acci\u00f3n antidengue por medio de la microbiota intestinal de poblaciones naturales del mosquito Aedes aegypti<\/em> (n\u00ba 2013\/11343-6<\/a>) Modalidad<\/strong> Apoyo a la Investigaci\u00f3n \u2013 J\u00f3venes Investigadores; Investigador responsable<\/strong> Jayme Augusto de Souza-Neto (Unesp); Inversi\u00f3n<\/strong> R$ 2.209.619,50
\n5.<\/strong> Generaci\u00f3n de mutaciones en el gen FBN1 en C\u00e9lulas Madre Pluripotentes Inducidas (iPSCs) utilizando el sistema CRISPR-Cas9 (n\u00ba 2015\/01339-7<\/a>); Modalidad<\/strong> Beca en Brasil \u2013 Maestr\u00eda\/ Capes; Investigadora responsable<\/strong> Lygia da Veiga Pereira Carramaschi (USP); Becaria<\/strong> Juliana Borsoi Sant\u2019Ana (USP); Inversi\u00f3n<\/strong>R$ 38.823,80
\n6.<\/strong> An\u00e1lisis gen\u00f3mico para la comprensi\u00f3n de los mecanismos gen\u00e9ticos etiol\u00f3gicos de las fisuras labiopalatinas en la poblaci\u00f3n brasile\u00f1a (n\u00ba 2011\/23416-2<\/a>); Modalidad<\/strong> Beca en Brasil \u2013 Doctorado; Investigadora responsable<\/strong> Maria Rita dos Santos e Passos Bueno (USP); Becario<\/strong> Luciano Abreu Brito (USP); Inversi\u00f3n<\/strong>R$ 146.770,80
\n7.<\/strong> Biolog\u00eda estructural de prote\u00ednas procesadoras de \u00e1cidos nucleicos en bacterias con elevada importancia biom\u00e9dica (n\u00ba 2011\/50963-4<\/a>); Modalidad<\/strong> Apoyo a la Investigaci\u00f3n \u2013 Regular; Investigador responsable<\/strong> Martin Rodrigo Alejandro W\u00fcrtele Alfonso (Unifesp); Inversi\u00f3n<\/strong> R$ 496.766<\/p>\n

Art\u00edculos cient\u00edficos
\n<\/em>JIANG, F. et al<\/em>. Structures of a CRISPR-Cas9 R-loop complex primed for DNA cleavage<\/a>. Science<\/strong>. Online. 14 ene. 2016.
\nLANDER, N. et al<\/em>. CRISPR-Cas9-induced disruption of paraflagellar rod protein 1 and 2 genes in Trypanosoma cruzi reveals their role in flagellar attachment<\/a>. mBio<\/strong>. v. 6, n. 4, e01012-15. jul-ago. 2015.
\nGALLO, G. et al<\/em>. Structural basis for dimer formation of the CRISPR-associated protein Csm2 of Thermotoga maritima<\/a>. FEBS Journal<\/strong>. Online. 10 dic. 2015.
\nGALLO, G. et al<\/em>. Purification, crystallization, crystallographic analysis and phasing of the CRISPR-associated protein Csm2 from Thermotoga maritima<\/a>. Structural Biology Communications<\/strong>. F71, p. 1223-27. oct. 2015.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Un sistema denominado CRISPR-Cas9 suscita temores \u00e9ticos","protected":false},"author":3,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[278,299,306,316,319],"coauthors":[1601],"class_list":["post-223547","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es","tag-biologia-es","tag-etica-es","tag-genetica-es","tag-medicina-es","tag-neurociencia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/223547","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=223547"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/223547\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=223547"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=223547"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=223547"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=223547"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}