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lunes, 31 de julio de 2017

YA SE PUEDE REPARAR EL ADN ANORMAL EN EL EMBRION HUMANO




Imagenes sacadas de la conferencia Sistemas CRISPR en los cursos de verano 2017 UCM del Escorial
Ciertas enfermedades genéticas son debidas a la mutación de unas cuantas bases en un gen del ADN. Si ese gen produce proteínas no funcionales, o proteínas hiperfuncionales, o proteínas dañinas aparece la enfermedad en esa persona. Si la función del gen es reguladora , por ejemplo del crecimiento celular, esta función se vuelve anómala y puede producir cáncer. También puede ocurrir que la mutación genere un feto no viable y acabe en aborto.
Un ejemplo es la mutación del gen hTPH2 que produce la enzima triptófano hidroxilasa en humanos. Esta enzima está involucrada en la producción de serotonina en el cerebro. Una mutación (G1463A) de hTPH2 determina aproximadamente un 80 % de pérdida de función de la enzima, lo que se traduce en una disminución en la producción de serotonina y se manifiesta en un tipo de depresión llamada depresión unipolar.
Otros ejemplos serian la Hiperfenilalaninemia o fenilcetonuria, la fibrosis quística, anemia de globulos rojos faciformes, beta Talasemia, hemofilia, etc.
La mutación puede afectar a un gen (con lo cual pierde el 50% de la funcionalidad)  o a los dos genes del padre y madre (con lo cual pierde el 100% de la funcionalidad) . Hay unas 5.000 enfermedades genéticas conocidas.
Actualmente existe una herramienta genética llamada CRISPR que permite reparar el trozo de gen mutado.
Los CRISPR (en inglés: clustered regularly interspaced short palindromic repeats, en español repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente interespaciadas​) son lugares de ADN que contienen repeticiones cortas de secuencias de bases.
El investigador Alicantino Francisco Martinez Mogica en su tesis doctoral muestra como las bacterias de las salinas de santa Pola pueden vivir en un ambiente hostil y defenderse de los virus que las atacan,. Su sistema de defensa es diferente al humano. Cortan y guardan una copia del virus que la ataca y ante una posterior invasión del mismo virus no dejan que el ADN del virus se replique en el interior de la bacteria y la mate.
Este mecanismo de defensa esta en el origen del CRISPR que identifica un trozo de gen y la Cas9 que lo corta.


 El CRISPR-Cas9 se podria utilizar para cortar una secuencia de ADN que guarde una informacion, una imagen, un video, etc. y guardarlo en una bacteria que actuaria como una videoteca. En la siguiente imagen se ve una mano, un caballo originales y la reproducción despues de almacenarlo en una bacteria.
Es decir CRISPR-Cas9 es capaz de identificar una secuencia de bases de ADN (una mutación dañina) de una célula (somática o embrionaria, procariota o eucariota), cortarla y sustituirla por otra secuencia correcta. Todo ello barato, con mucha precisión, selectividad.
Como se ve en la siguiente figura esto tendria muchas aplicaciones.

Actualmente se está experimentando para hacerlo sin errores.

Al alterar el código de ADN de los embriones humanos, el objetivo de los científicos es demostrar que pueden erradicar o corregir los genes que causan la enfermedad hereditaria, como la condición sanguínea beta-talasemia, que provoca anemia. El proceso se denomina "ingeniería de la línea germinal" porque cualquier niño modificado genéticamente pasaría los cambios a las generaciones posteriores a través de sus propias células germinales: el óvulo y el esperma.
Algunos críticos dicen que los experimentos con líneas germinales podrían abrir las compuertas a un nuevo y valiente mundo de "bebés diseñadores" con mejoras genéticas -una perspectiva amargamente opuesta por una serie de organizaciones religiosas, grupos de la sociedad civil y compañías de biotecnología.
Sin embargo, Mitalipov y sus colegas han demostrado convincentemente que es posible evitar Errores tales como el mosaicismo ylos efectos "fuera de destino" del CRISPR.
Una persona familiarizada con la investigación dice que "muchas decenas" de embriones humanos de FIV se crearon para el experimento utilizando el esperma donado de hombres que llevan mutaciones hereditarias de la enfermedad. Los embriones en esta etapa son pequeños grupos de células invisibles a simple vista.
"Es una prueba de principio que puede funcionar. Redujeron significativamente el mosaicismo. No creo que sea el comienzo de los ensayos clínicos todavía, pero lo lleva más lejos de lo que nadie ha hecho antes ", dijo un científico familiarizado con el proyecto.
Un informe de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos en febrero se interpretó como luz verde para la investigación de laboratorio sobre la modificación de la línea germinal.
El informe también ofreció apoyo calificado para el uso de CRISPR para hacer bebés modificados genéticamente, pero sólo para la eliminación de enfermedades graves.

El comité consultivo dibujó una línea roja en las mejoras genéticas-como las de perseguir  inteligencia superior. "La edición del genoma para mejorar los rasgos o habilidades más allá de la salud ordinaria plantea preocupaciones sobre si los beneficios pueden compensar los riesgos y sobre la imparcialidad si sólo están disponibles para algunas personas", dijo Alta Charo, copresidenta del comité de estudio del NAS y profesora de derecho y Bioética en la Universidad de Wisconsin-Madison.

En los Estados Unidos, cualquier esfuerzo por convertir un embrión editado en un bebé ha sido bloqueado por el Congreso, lo que agregó lenguaje a la ley de financiamiento de la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos que le prohibía aprobar ensayos clínicos del concepto.

A pesar de estas barreras, la creación de una persona editada genéticamente podría ser intentada en cualquier momento, incluso por las clínicas que operan instalaciones en países donde no existen tales restricciones legales.

Recientemente se ha publicado un estudio en la revista Nature muestra como corregir en células germinales de ambriones con errores geneticos en una de las copias de los progenitos
 
La corrección de la mutación (produce hipertrofia cardiaca y arritmias) MYBPC3 heterozigótica en embriones humanos a traves de la  preimplantación con CRISPR-Cas9 del trozo de genoma para reparar un gen deficiente;mediante la activación de una respuesta endógena, en la línea germinal específica de reparación de ADN embrionario.  

Se provoca el desdoblamiento del ADN de doble hebra inducidas (DSB). Se selecciona el alelo paterno mutante y en él se repararon pel gen defectuoso; usando el gen materno homólogo correcto.  Asi el embrion intervenido queda con los dos genes de la madre correctos en lugar de uno correcto de la madre y otro incorrecto del padre.

Mediante la modulación de la fase del ciclo celular en la que se indujo el desdoblamiento de la doble hélice, hemos podido evitar el error del mosaicismo en la división de los embriones y lograr embriones homocigotos que portan el tipo correcto del gen MYBPC3 de la madre. 

La eficiencia, exactitud y seguridad del método presentado sugiere que tiene potencial para ser utilizado para la corrección de mutaciones hereditarias en embriones humanos complementando el diagnóstico genético preimplantacional.  

Sin embargo, queda mucho por considerar antes de las aplicaciones clínicas, incluida la reproducibilidad de la técnica con otras mutaciones heterocigotas.
 
Referencias:

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