• De acuerdo con la Academia Sueca de Ciencias, se trata de una técnica revolucionaria que “permite cortar el ADN a voluntad, inducir mutaciones y editar cualquier genoma con sencillez, rapidez y eficacia”.

Por: Redacción/

El sistema CRISPR/Cas9 o tijeras genéticas –utilizado por las ganadoras del Premio Nobel de Química 2020 en sus investigaciones– es una herramienta que el doctor Moisés Vergara Mendoza, egresado del Posgrado en Biología Experimental de la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM), emplea también en sus estudios contra el Virus de Inmunodeficiencia Humana (VIH-1).

De acuerdo con la Academia Sueca de Ciencias, se trata de una técnica revolucionaria que “permite cortar el ADN a voluntad, inducir mutaciones y editar cualquier genoma con sencillez, rapidez y eficacia extraordinarias, además de que contribuye al desarrollo de terapias contra el cáncer y podría hacer realidad el sueño de curar enfermedades hereditarias”.

CRISPR/Cas9 forma parte del esquema inmune adaptativo de las bacterias, las cuales se defienden de los virus que las infectan mediante un complejo mecanismo que les permite cortar e incluir pequeñas secuencias del genoma viral a su propio genoma y después usan esas secuencias que integraron para poder detectar y erradicar nuevas infecciones, puntualizó en entrevista.

Dicho elemento “es similar a nuestro sistema inmune adaptativo, que análogamente reconoce un antígeno o un objeto extraño y genera anticuerpos específicos”; en el caso de las bacterias se basa en una nucleasa (Cas9) y un guía compuesto de dos secuencias de ARN: una transactivadora y otra con la secuencia del genoma viral que se quiere reconocer (CRISPR), así que una vez que hay alguna otra infección y estos componentes se unen, la bacteria puede identificar el genoma del virus de manera específica para eliminarlo.

Este instrumento de ingeniería génica había sido reconocido sólo como parte del sistema inmune de las bacterias, sin embargo, las galardonadas con el Nobel de Química –la francesa Emmanuelle Charpentier y la estadounidense Jennifer A. Doudna– lograron caracterizar, adaptar y simplificarlo para su empleo en forma rápida y universal en todo tipo de organismos, y a partir de 2013 ha aumentado el número de proyectos científicos que utilizan el método CRISPR/Cas9.

Desde 2014, en la UAM ya se buscaba la forma de erradicar el VIH y “sabíamos que la mejor vía para hacerlo era con una nucleasa, por lo que justo cuando iniciaba el auge del sistema CRISPR/Cas9 decidimos aventurarnos en este tema”.

El doctor Vergara Mendoza –quien trabaja en el Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán (INCMNSZ) en el estudio Regulación de Cas9 por las proteínas virales Tat y Rev para la inactivación del VIH-1, con el cual se doctoró– explicó que desde la identificación del VIH-1 y del Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida (SIDA) se ha desarrollado una gran cantidad de estrategias para combatir la infección, destacando el uso de los fármacos antirretrovirales por su gran eficiencia al controlar la replicación viral.

En este panorama, la edición del genoma con el sistema CRISPR/Cas9 se ha convertido en un instrumento eficaz para eliminar el VIH-1 o inhibir su replicación, debido a su fácil programación, que depende de un ARN guía (ARNg) para identificar una secuencia específica del ADN e inducir un corte de doble cadena. Además, cuando se selecciona más de un ARNg es posible escindir al ADN en varios fragmentos e incluso extraer el genoma viral.

A pesar del gran potencial de esta técnica existen riesgos inherentes a la edición génica, por ejemplo, la posibilidad de inducir modificaciones inespecíficas o no deseadas, lo que limita su empleo, por lo que es necesario controlar Cas9 para que se active en un momento y en un lugar determinados, es decir, únicamente en las células infectadas y, una vez que se inactive el virus con las mutaciones deseadas, el sistema se vuelva a apagar para limitar su efecto, dejando las células sanas intactas sin la posibilidad de que pueda inducir transformaciones malignas o la muerte celular, especificó Vergara Mendoza.

Al tomar en cuenta este objetivo, se emula el mecanismo de replicación del VIH, que controla la expresión de los genes mediante la unión de sus proteínas reguladoras Tat y Rev, en secuencias codificadas en el genoma viral para generar los ARN mensajeros que darán lugar a todas las proteínas virales y, por ende, a la producción de virus nuevos.

Estas secuencias de ADN del VIH-1 fueron tomadas y acopladas al gen de Cas9 para que sea dependiente de la presencia de esas dos proteínas reguladoras, lo que garantiza que la célula pueda defenderse sólo cuando el virus está presente; entonces el sistema se enciende y busca los genes de las proteínas Tat y Rev, alterándolos y una vez que los inactiva vuelve a apagarse brindando una autorregulación, lo que hace a esta estrategia mucho más segura a la hora de implementar una terapia génica.

“Dirigimos mutaciones a varios sitios de los genes reguladores y logramos escindir parcialmente el genoma del VIH-1, ya que quitamos casi una tercera parte, haciendo que el virus ya no sirva o sea inofensivo y que el resto del genoma viral se convierta en ADN basura, en virtud de que no va a poder replicar ni originar más partículas virales”, describió.

La edición múltiple dirigida a los genes Tat y Rev con la autorregulación propuesta sugiere que es una estrategia confiable y precisa para eliminar la infección por el VIH-1 in vitro y cuyo efecto se restringe a las células infectadas, por lo que es factible que pueda conducir a una cura funcional y segura. El concepto del mecanismo propuesto puede ser aplicado a otros virus o enfermedades para establecer protocolos específicos, seguros y personalizados de aplicación humana, evitando poner en riesgo la integridad de las células sanas.

“Mientras no tengamos la seguridad o la certidumbre al inducir mutaciones, el conflicto ético seguirá presente, pero el control de este sistema nos ha permitido ser más específicos e incluso en el mundo ya hay algunos protocolos que utilizan el sistema CRISPR/Cas9 en pacientes humanos, aunque todo se realiza ex vivo”, es decir, se sacan las células que se quieren modificar, se hace el cambio y una vez que se verifica que no se ha causado daño, las células se reintegran a la persona y se espera a ver el efecto deseado, concluyó el egresado del Posgrado en Biología Experimental de la Unidad Iztapalapa de la Casa abierta al tiempo.