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Desarrollan técnica para editar varios genes a la vez sin efectos secundarios

DNA strand cut with scissors - Gene editing conceptual illustration

Un equipo de investigación de la Universidad de Yale ha diseñado un sistema para modificar o editar múltiples genes en el genoma de forma simultánea, a la vez que se minimizan los efectos no deseados. La “caja de herramientas” de edición génica ofrece una solución fácil de usar que los científicos pueden aplicar a la investigación del cáncer y otras disciplina como la agricutura. El estudio fue publicado el 26 de julio en la revista Nucleic Acids Research.

Con técnicas modernas de ingeniería genética, tales como la recientemente desarrollada tecnología CRISPR, los investigadores pueden modificar genes en experimentos. Este campo de rápida evolución permite a los investigadores estudiar importantes genes relacionados con enfermedades y, finalmente, puede permitir que se traten las enfermedades genéticas mediante la realización de edición génica en sitios específicos del genoma humano. Sin embargo, el progreso se ha visto obstaculizado por varios problemas, entre ellos la edición de sitios no deseados.

El autor principal del estudio, Qin Yan, y sus co-autores de la Escuela de Medicina de Yale abordan estos desafíos en múltiples formas. En los sistemas anteriores, la maquinaria de edición del genoma estaba constantemente activa, dando lugar a más efectos fuera del objetivo. Para evitar estos efectos, el equipo desarrolló primero una estrategia para hacer a la maquinaria “inducible” –  capaz de ser activada y desactivada. Utilizaron un medicamento para activar la maquinaria durante el tiempo suficiente para modificar los genes. Este método les permitió activar la maquinaria de edición según fuese necesario y durante una cantidad limitada de tiempo, reduciendo los efectos fuera del objetivo.

Su sistema de edición génica también contenía un marcador fluorescente por lo que los investigadores podrían realizar un seguimiento de si la enzima de edición se enciende o se apaga en las células, señaló Yan, que es un profesor asociado de patología y miembro del Centro de Cáncer de la Universidad de Yale.

El siguiente paso fue hacer que el proceso de edición génica fuese menos complejo y requiriera mucho tiempo que los sistemas anteriores. Para actuar sobre múltiples genes al mismo tiempo, el equipo de investigación desarrolló una estrategia simple para poner múltiples secuencias dirigidas en un solo paso. Cada secuencia dirigida permite que la maquinaria de edición reconozca un gen.

Con las estrategias combinadas de edición de genes (la caja de herramientas) los investigadores se centraron en un grupo de tres genes relacionados con el cáncer. En ambos experimentos usando células cultivadas y modelos animales, eliminaron simultáneamente los tres genes.

“Esta caja de herramientas se puede utilizar para dirigirse a múltiples genes en forma inducible”, dijo Yan. “Hemos logrado lo que solía ser un proceso muy complicado, haciendo más eficiente y mucho más simple editar varios genes a la vez – principales ventajas que otros sistemas no tienen.”

El diseño del sistema también permitió al equipo llevar a cabo su trabajo en un período de tiempo condensado. “Esta caja de herramientas acortará significativamente nuestros experimentos, de un mes a una semana. Es muy eficiente”, dijo Jian Cao, investigador asociado de patología y primer autor del estudio.

Además de su aplicación como un sistema autónomo, la caja de herramientas podría combinarse con otras técnicas para mejorar la edición de genes en biomédica y otros campos, según los investigadores.

“El objetivo general es una plataforma eficiente, y para superar algunos de los problemas que tienen los sistemas actuales”, dijo Yan.

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