CRISPR/Cas9: El futuro de la medicina

CRISPR/Cas9 es una herramienta de edición genética revolucionaria que permite modificar el ADN de manera precisa, abriendo nuevas posibilidades en medicina, agricultura y biotecnología. Teniendo un potencial para corregir problemas de salud, ambientales o alimenticios que lo convierte en un recurso prevalente para enfrentar desafíos globales, aunque presenta limitaciones y dilemas éticos que analizaremos en este artículo.

¿Qué es el CRISPR/Cas9?

Este método de edición genética proviene de las observaciones realizadas por distintos científicos, inicialmente en 1987 el científico Yoshizumi Ishino identificó secuencias de ADN repetidas en E. Coli, el cual sería el precedente para la identificación y confirmación en distintas bacterias. Tres años después, el trabajo de Francisco Mojica sirvió para identificar las secuencias CRISPR, pero su función siguió siendo un misterio durante los próximos años, hasta que entre 2007 y 2012 se le atribuyeron características para la modificación genética debido a su papel como parte del sistema inmune adaptativo de las procariotas.

Para entender por qué el sistema de modificación genética CRISPR-Cas9 ha ganado tanta relevancia en los últimos años, es clave comprender el papel de la proteína Cas9. Esta proteína, guiada por un ARN de cadena sencilla (sgRNA), permite la edición del ADN. El ARN se diseña para identificar una secuencia específica de ADN que esté junto a una secuencia llamada PAM, lo que permite a Cas9 cortar el ADN en el lugar deseado para modificarlo.

Por ejemplo, al dirigir el complejo Cas9-sgRNA hacia un gen asociado con una enfermedad, se puede "cortar" o modificar el ADN en ese punto, lo cual permite aplicaciones como la corrección de mutaciones o la inactivación de genes indeseados. Además, el sistema CRISPR-Cas9, que originalmente es un mecanismo de defensa bacteriano contra virus, tiene un alto potencial para modificar el ADN debido a su capacidad de dirigirse a secuencias específicas de ADN externo o "foráneo".

Aplicaciones y campos de interés

Actualmente, el uso de la tecnología CRISPR/Cas9 para el tratamiento de enfermedades se centra en patologías genéticas simples, como la fibrosis quística. Sin embargo, uno de los desafíos de CRISPR/Cas9 es su falta de precisión, ya que el sistema Cas9-sgRNA no siempre distingue entre secuencias similares que podrían o no estar relacionadas con la enfermedad. También se ha explorado su aplicación en enfermedades como el VIH, donde se busca inactivar el virus para reducir su réplica.

En agricultura, CRISPR/Cas9 permite crear cultivos más resistentes a plagas, enfermedades y condiciones climáticas adversas, lo que podría contribuir a la seguridad alimentaria frente al cambio climático. Además, se ha propuesto un uso más extremo de esta tecnología para el control de plagas o especies transmisoras de enfermedades mediante "impulso genético", una técnica que facilita la rápida propagación de modificaciones genéticas en poblaciones naturales.

Limitaciones

Aunque CRISPR/Cas9 ofrece un gran potencial, su uso práctico enfrenta varias limitaciones que deben resolverse:

• La especificidad es uno de los principales desafíos. Existe el riesgo de que se produzcan "cortes fuera del objetivo", lo que podría causar mutaciones en otras partes del genoma.

• Otra limitación es la respuesta inmune del organismo, que puede rechazar las proteínas externas como Cas9, además del efecto de los vectores utilizados para transportar estos componentes.

• En aplicaciones como el control poblacional de vectores de enfermedades, CRISPR/Cas9 podría afectar a generaciones enteras de animales, provocando cambios ambientales difíciles de manejar.

• La capacidad de CRISPR/Cas9 para modificar genes en embriones también plantea serios debates éticos, ya que los riesgos y las posibles consecuencias son difíciles de prever.

Conclusión

CRISPR/Cas9 no solo promete ser una herramienta poderosa en la ciencia y la medicina, sino que marca el comienzo de una era en la que la manipulación del ADN será una práctica común y cada vez más precisa. La combinación de avances tecnológicos, éticos y regulatorios determinará hasta qué punto esta técnica transformará nuestras vidas en el siglo XXI, y si se utiliza de manera adecuada, podría redefinir nuestro enfoque hacia la salud, el medio ambiente y la genética humana.

Fuentes bibliográficas

• Janik, E., Niemcewicz, M, et al. (2020). Various aspects of a Gene Editing System—CRISPR–CAS9. International Journal of Molecular Sciences, 21(24), 9604. https://doi.org/10.3390/ijms21249604

• Li, T., Yang, Y., et al. (2023). CRISPR/Cas9 therapeutics: progress and prospects. Signal Transduction and Targeted Therapy, 8(1). https://doi.org/10.1038/s41392-023-01309-7

• Mengstie, M. A., & Wondimu, B. Z. (2021). Mechanism and applications of CRISPR/CAS-9-Mediated Genome Editing. Biologics, Volume 15, 353–361. https://doi.org/10.2147/btt.s326422

• Redman, M., King, A., Watson, C., & King, D. (2016). What is CRISPR/Cas9? Archives of Disease in Childhood Education & Practice, 101(4), 213–215. https://doi.org/10.1136/archdischild-2016-310459

• Wang, H., La Russa, M., & Qi, L. S. (2016). CRISPR/CAS9 in genome editing and beyond. Annual Review of Biochemistry, 85(1), 227–264. https://doi.org/10.1146/annurev-biochem-060815-01460

Co-autor: Dr. Iram Pablo Rodriguez Sánchez, profesor investigador.

Laboratorio de Fisiología Molecular y Estructural, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Autónoma de Nuevo León.

Ave. Pedro de Alba s/n cruz con Ave. Manuel L. Barragán. San Nicolás de los Garza, Nuevo León, 66455 México Conmutador 01 (81) 8329-4110 / Fax 01 (81) 8376-281383