La biología está basada en la activación precisa de genes específicos para funcionar de forma correcta. Si esta secuencia se sale de sintonía, el resultado muchas veces puede concluir con una enfermedad.

Ahora, bioingenieros de la Universidad de Stanford, en los Estados Unidos, y de otros centros académicos desarrollaron una especie de código genético programable que les permite activar o desactivar genes a voluntad en células vidas. El trabajo fue publicado en la revista “Cell”, y podría ser la investigación que dé pie a una nueva generación en terapias genéticas.

La técnica es una adaptación de la CRISPR, una herramienta genética de, relativamente, nueva creación que emplea un mecanismo de defensa natural que las bacterias desarrollaron a lo largo de millones de años para “mutilar” el ADN de virus infecciosos.

La CRISPR estándar consiste de dos componentes: un ARN corto que corresponde a un lugar particular en el genoma, y una proteína llamada Cas9 que corta el ADN en ese sitio. Para fines de edición de los genes, los científicos pueden controlar el sitio donde la proteína parte el genoma, insertar un nuevo gen en el corte y unirlo nuevamente.

Introducir el código genético, sin embargo, apenas es una forma de influenciar la forma en cómo el genoma es expresado. Otra forma implica decir a la célula cuándo activar un gen en particular, controlando, de esta forma, la cantidad de proteína que una célula produce a partir de este gen.

Y este es el proceso que Stanley Qi, profesor asistente de bioingeniería y de biología de sistemas químicos en Stanford, y sus compañeros pretenden manipular.

 

Influyendo en el genoma.

En esta nueva investigación, se describe cómo lograron diseñar la molécula CRISPR para incluir un segundo trozo de información en el ARN, instruyendo a la molécula a aumentar (regular positivamente) o disminuir (regular negativamente) la actividad de un determinado gen, o conectarlo/desconectarlo por completo.

Además, fue diseñada para que pudiera afectar a dos genes diferentes al mismo tiempo. En una célula, el orden o el grado en que múltiples genes se activan pueden resultar en diferentes productos metabólicos.

“Es como conducir un automóvil. Usas las ruedas para controlar la dirección y el motor para controlar la velocidad, y la manera en que equilibras ambos determina la forma en que el auto se desplaza”, explica Qi. “Podemos hacer lo mismo en un medio celular al regular negativa o positivamente los genes, produciendo resultados diferentes”.

Como prueba inicial, los científicos usaron la técnica para asumir el control de una vía metabólica de levadura, conectado y desconectando genes en varias órdenes para producir cuatro productos finales distintos. Entonces, probaron la técnica en dos genes de mamíferos que son importantes en la movilidad celular, y fueron capaces de controlar la dirección de la célula y cuán rápido se movía.

 

Terapias futuras.

La capacidad de controlar genes es una propuesta atractiva en la concepción de terapias genéticas para enfermedades complejas que involucran a varios genes. Según Qi, este nuevo sistema puede superar varios desafíos de terapias experimentales vigentes.

“Nuestra técnica permite controlar directamente múltiples genes y vías especificas del genoma sin expresar nuevos transgenes o comportamientos sin control, como producir de forma excesiva una proteína, o hacer esto en las células incorrectas“, asegura. “Eventualmente podríamos sintetizar decenas de miles de moléculas ARN para controlar el genoma a través de un organismo entero”.

A continuación, Qi y el equipo planean probar esta técnica en ratones y perfeccionar su método. Actualmente, los científicos empleas un virus para insertar la molécula en una célula, pero eventualmente les gustaría simplemente inyectar las molecular en la sangre de un organismo. – Phys.org

Los superhéroes genéticos, individuos capaces de esquivar enfermedades mortales, ya están entre nosotros, pero ellos – quizá seas tú – no lo saben. Como resultado de un estudio llamado “Proyecto Resiliencia”, se detectaron a 13 personas “resilientes” – entre más de 500 mil genomas estudiados. Se trata de individuos con mutaciones genéticas que deberían haberlos condenado a enfermedades graves, muchas veces mortales, en la infancia. Sin embargo, en lugar de que eso sucediera, aparentemente viven una vida saludable como adultos.

Entonces ¿qué estamos esperando para llevar a estas personas a un laboratorio, estudiar sus genes para encontrar curas y hacer que la raza humana viva con menos enfermedades? Ese es el problema: los científicos no han podido ponerse en contacto con estas personas, ya sea para contarles sobre su estado genético especial o para hacer cualquier investigación de seguimiento. Los formularios de consentimiento de investigación elaborados mucho antes del Proyecto Resiliencia, si es que existían, imposibilitaban la idea – un ejemplo del asunto tan complicado de consentimiento cuando se habla de estudios genéticos.

El estudio, publicado en la revista Nature Biotechnology, es la primera fase de este proyecto – y la prueba de que individuos resilientes con genes potentes son una realidad. Y para esta primera fase, los científicos se apoyaron en datos de genes originalmente recolectados para otros fines. La mayoría de los genomas, aproximadamente 400 mil, provino de personas que enviaron su saliva a la empresa de secuenciación 23andMe, que especificaron en el formulario de seguimiento que autorizaban que su ADN fuera utilizado en investigaciones.

“Cuando estás tratando con un estudio retrospectivo, estás manejando datos de otras personas”, dice Jason Bobe, genetista del Centro Médico Monte Sinaí, en los Estados Unidos, y colaborador del Proyecto Resiliencia. “No responde todas tus preguntas. No tienes toda la información que necesitas”, agrega.

 

Héroes anónimos.

Los científicos del proyecto no tienen nombres, información o registros médicos completos del contacto. El equipo construyó un programa para analizar los datos genéticos con la finalidad de encontrar personas con mutaciones de 584 enfermedades genéticas graves, como la fibrosis quística. Después, enviaron el programa a sus colaboradores, como 23andMe, al Hospital Infantil de Filadelfia y al Instituto de Genoma de Pekín, que ofrecieron datos anónimos de 303 candidatos. Haciendo su mejor esfuerzo para verificar los datos utilizando información médica proporcionada por las personas secuenciadas, el equipo filtró la muestra hasta que restaron 13 personas resilientes.

Y hasta aquí llegó el estudio. Para algunos de los proveedores de información, los participantes firmaron una cláusula de consentimiento que no permite que se les contacte por ningún motivo. “La última generación de cláusulas y recolección de muestras correspondientes a este tipo de estudios a gran escala fueron hechas sin tener un cuenta un contacto a futuro”, dice Jay Shendure, investigador de genética de la Universidad de Washington, que no participa en el estudio.

La lógica en aquel entonces era que los laboratorios de investigación no se consideraban al mismo nivel que los laboratorios clínicos certificados por el gobierno. Y para algunas personas, la información genética indeseable puede ser una carga. Por ejemplo, puedes donar tu ADN para un estudio sobre el hígado, ¿pero eso significa que deseas saber si más tarde tu ADN tendrá un gen de una enfermedad cerebral imprevisible e incurable? Debido a estas limitaciones, el Proyecto Resiliencia no fue capaz de verificar los registros médicos o, en la mayoría de los casos, re secuenciar el ADN.

La cláusula de consentimiento de 23andMe no promete ningún contacto posterior, pero no solicita explícitamente el consentimiento para que esto se haga, dejándola en un limbo. Bobe dice que el Proyecto Resiliencia solicitó a 23andMe iniciar un proceso para re contactar a ocho individuos identificados del estudio. “Aunque hagamos ese nuevo contacto regular con participantes de investigaciones”, dice 23andMe en un comunicado para el sitio Wired, “en ocasiones puede ser un proceso completo, que involucra tiempo y recursos significativos, como sucede en este momento”.

Ese problema de consentimiento para volver a contactar a los donadores puede que no sea un problema más adelante. “Cada vez más, proyectos de investigación están construyendo un compromiso con los participantes en la estructura de sus investigaciones”, dice Michelle Meyer, especialista en bioética de la Universidad de Clarkson y de Monte Sinaí. Esto podría significar, por mencionar un ejemplo, mantener a los pacientes cerca cuando su ADN se convierta en un hallazgo inesperado como una superpotencia genética. Meyer también ha dicho que en la próxima fase del Proyecto Resiliencia reclutarán un adicional de un millón de personas que aceptarán expresamente volver a ser contactadas.

El Proyecto Resiliencia tiene un enorme desafío por delante. Basta con considerar al paciente típico que se apunta para un estudio: resulta relativamente fácil encontrar y convencer a un paciente con cáncer de participar en un estudio que podría curar su enfermedad algún día, pero este proyecto trata de reclutar a individuos saludables, cuya protección contra defectos genéticos solo sería conocida cuando se lo informaran en el estudio. “Sabemos que se deben alcanzar números muy grandes. Sabemos que será raro”, dice Bobe. Pero una vez que el equipo identifique a los resilientes, finalmente estarán en posibilidad de hablar con ellos.