Por: Dagoberto Armenta y Alma Armenta

Al igual que en la industria hollywoodense y de arte independiente donde se utilizan herramientas de edición (retoque de imágenes, ensamble de diferentes secuencias de video, eliminación de ruido) para mejorar la calidad audiovisual de las obras, que podemos apreciar cuando vamos al cine o escuchamos a nuestros músicos favoritos,  actualmente se desarrollan tecnologías que permiten generar diferentes versiones de los sistemas biológicos, que cumplan con características deseables.

Desde hace varias décadas los sistemas biológicos se han tratado de editar/manipular con técnicas de ingeniería genética, teniendo éxito en algunos casos. Sin embargo, muchas de estas manipulaciones han presentado un alto grado de dificultad y en la mayoría de los casos son ineficientes o muy poco específicos. Una nueva tecnología de edición genómica que ha generado gran expectativa para la ingeniería genómica es la asociada al sistema CRISPR–Cas9 (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, o repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente interespaciadas).

Figura de la autoría del National Human Genome Research Institute (NHGRI), tomada bajo la licencia de creative commons con fines de divulgación

Esta herramienta tiene la ventaja de tener un alto grado de especificidad en la edición de regiones genómicas permitiendo eliminar, sobrescribir o escribir nuevas regiones de los genomas de diferentes especies, logrando un extenso repertorio de posibilidades en aplicaciones médicas, industriales y en la propia investigación científica. Algunos de los logros de esta técnica se pueden observar en los trabajos publicados por los grupos de Zhang (2017) y Church (2016) donde muestran que la Cas9 puede tener como blanco de corte regiones específicas del genoma humano, las cuales puede ser reparadas añadiendo una nueva cadena de ADN modificada para generar nuevas versiones de las regiones genómicas.

El reciente estudio de Hirsch y sus colegas  (2017) demuestra la viabilidad y la seguridad de reemplazar toda la epidermis de un niño con epidermólisis bullosa mediante el uso combinado de células madre y terapia génica. La epidermólisis bullosa se manifiesta por la aparición de ampollas, úlceras y heridas en la piel, en especial en las áreas mucosas al más mínimo roce o golpe. Esta enfermedad puede ser causada por mutaciones en diferentes genes, no todos serán fáciles de corregir. Se necesitarán estrategias como el uso de la tecnología de edición de genes CRISPR-Cas9 para corregir algunas mutaciones.  Estas tecnologías de edición de genomas combinada con el cultivo de láminas de epidermis in vitro podrían tener una aplicación muy pronto en terapias para quemaduras, cáncer de piel y otras condiciones.

Sin duda la capacidad de poder manipular los genomas de manera dirigida trae  grandes dilemas éticos ya que nuestras decisiones podrían tener gran impacto en la sobrevivencia de nuestra especie (mejoramiento de cultivos, biorremediación y terapias génicas) pero también su uso inadecuado podría llevarnos a un cuello de botella;  por ejemplo, al utilizarse con fines estéticos (fijando un rasgo físico como el color azul en los ojos), lo que podría disminuir la variabilidad genética, un recurso de gran valor para la adaptación de las especies. Como con cada tema controversial es importante evitar el maniqueísmo, no tomar posturas extremas y evaluar los pros y contras de las posturas intermedias.

Referencias asociadas

Abudayyeh OO, Gootenberg JS, Essletzbichler P, Han S, Joung J, Belanto JJ, Verdine V, Cox DBT, Kellner MJ, Regev A, Lander ES, Voytas DF, Ting AY, Zhang F. 2017. RNA targeting with CRISPR-Cas13. Nature. 550(7675):280-284

Hirsch T, Rothoeft T, Teig N, Bauer JW, Pellegrini G, De Rosa L, Scaglione D, Reichelt J, Klausegger A, Kneisz D, Romano O, Secone Seconetti A, Contin R, Enzo E, Jurman I, Carulli S, Jacobsen F, Luecke T, Lehnhardt M, Fischer M, Kueckelhaus M, Quaglino D, Morgante M, Bicciato S, Bondanza S, De Luca M. 2017. Nature. 2017 Nov 16;551(7680):327-332.

Vora S, Tuttle M, Cheng J, Church G. (2016) Next stop for the CRISPR revolution: RNA guided epigenetic regulators. FEBS J. 283:3181-93

 

Alma Armenta estudió Ing. en Biotecnología en el Instituto Tecnológico de Sonora (ITSON). Su maestría la realizo en Purdue University, donde trabajo con maíz y sorgo caracterizando la vía de síntesis de lignina y su efecto en la disponibilidad de celulosa. Durante su Doctorado en el CINVESTAV Irapuato estudio el desarrollo del gametofito femenino y su interacción con los tejidos esporofitos que lo rodean, actualmente realiza una estancia postdoctoral en el LANGEBIO y estudia los procesos post-fertilización como el desarrollo del embrión.

Dagoberto Armenta realizó estudios de maestría y doctorado en ciencias bioquímicas en el Instituto de Biotecnología de la UNAM. En sus estudios de maestría se enfocó en entender las relaciones estructura, dinámica y función de proteínas combinando enfoques estadísticos y evolutivos, en su doctorado extendió su conocimiento en el campo de la genómica comparativa y evolutiva utilizando como modelo el metabolismo. En el postdoctorado se enfocó en el análisis de datos de secuenciación masiva y el uso de algoritmos para el análisis de motivos de ADN a nivel multigenómico.