La primera década de CRISPR: avances y perspectivas

CRISPR-Cas9, abreviatura de repeticiones palindrómicas cortas agrupadas regularmente interespaciadas (CRISPR): proteína 9 asociada a CRISPR (Cas9), es el editor de edición del genoma más utilizado. El poder de esta herramienta de edición del genoma proviene de su mecanismo químico de corte del ADN en un sitio dictado por el reconocimiento de secuencia determinado por el ARN. CRISPR actúa como un par de tijeras moleculares precisas que pueden cortar una secuencia de ADN objetivo, dirigida por una guía personalizable. CRISPR permite a los científicos reescribir el código genético de casi cualquier organismo. Es más simple, más barato y más preciso que las técnicas de edición de genes anteriores.

El sistema CRISPR se compone de dos partes clave: una nucleasa asociada a CRISPR (Cas), que une y corta el ADN, y una secuencia de ARN guía (ARNg), que dirige la nucleasa Cas a su objetivo. Fue descubierto en sistemas inmunológicos bacterianos, donde corta el ADN de los virus invasores y los desactiva. Una vez que se descubrió el mecanismo molecular de su capacidad de escisión del ADN, se desarrolló rápidamente como herramienta para editar genomas.

Los primeros ejemplos de CRISPR-Cas diseñados implicaron represión transcripcional o activación para silenciar o regular positivamente genes específicos. Otras formas de Cas9 diseñadas se fusionan con enzimas que permiten la edición de nucleobases individuales, la modificación de la cromatina o la inserción de secuencias. Se han explorado otras proteínas Cas, incluidas las proteínas dirigidas al ARN, como herramientas de modificación del genoma, gracias a los esfuerzos de descubrimiento y a una extensa caracterización bioquímica y estructural. Algunas de estas enzimas también se han aprovechado para el desarrollo de métodos de imagen y enfoques de diagnóstico.

Avances CRISPR

La última década ha sido testigo del descubrimiento, la ingeniería y la implementación de editores de genoma programados por ARN en muchas aplicaciones, incluidas la agricultura, la atención sanitaria y otras industrias. La tecnología CRISPR ha permitido avances agrícolas, incluido el ganado de capa resbaladiza, la dorada roja que crece, el pez globo con mayor apetito, la soja con alto contenido de oleico, el tomate con mayor ácido gamma-aminobutírico (GABA), el maíz con alto contenido de almidón y la reducción del pardeamiento. banana.

• Marzo de 2019: El aceite de soja con alto contenido de oleico llamado Calyno ^TM , desarrollado por expertos de Calyxt, Inc., se convirtió en el primer producto alimenticio editado genéticamente que se sometió con éxito a la revisión del USDA y la FDA y se comercializó en los EE. UU.
• Septiembre de 2021: la startup japonesa Regional Fish Co., Ltd. comenzó a vender una dorada roja «Madai» editada genéticamente. El pez editado genéticamente se desarrolló utilizando la tecnología de edición de genes CRISPR para eliminar una proteína que suprime el crecimiento muscular. El pescado editado tiene una parte comestible de aproximadamente 1,2 a 1,6 veces.
• Septiembre de 2021: Sanatech Seed Co., Ltd. y Pioneer EcoScience Co, Ltd. comenzaron la venta de sus tomates editados con genoma con mayor GABA llamado Sicilian Rouge High GABA. El tomate fue editado utilizando la técnica CRISPR-Cas9 para contener de cuatro a cinco veces más GABA, un aminoácido que se cree que ayuda a la relajación y a reducir la presión arterial.
• Octubre de 2021: Regional Fish Co., Ltd. desarrolló un pez globo tigre editado con el genoma utilizando tecnología de edición de genes CRISPR. El popular pez globo conocido como “torafugu” fue editado para aumentar la velocidad de crecimiento.
• Marzo de 2022: La Administración de Medicamentos y Alimentos de los Estados Unidos (FDA) autorizó el ganado de pelo corto con genoma editado conocido como ganado PRLR-SLICK para la producción de carne y el consumo humano. El producto es de bajo riesgo y no plantea ningún problema de seguridad.
• Marzo de 2023: Japón aprobó una variedad de maíz con alto contenido de almidón, el cuarto producto alimenticio editado con genoma que Japón no sometió a regulaciones para cultivos genéticamente modificados. El gen ceroso de dicha variedad de maíz se eliminó mediante tecnología CRISPR-Cas9 para aumentar su proporción de amilopectina en el almidón hasta casi el 100%.
• Abril de 2023: Tropic, una empresa pionera en biotecnología agrícola en el Reino Unido, anunció que la Oficina de Industria Vegetal del Departamento de Agricultura de Filipinas determinó que su plátano editado genéticamente con pardeamiento reducido no era OGM. Este plátano es el primer producto editado genéticamente que pasa por el proceso regulatorio de edición genética de Filipinas.

Varias aplicaciones de la tecnología CRISPR han proporcionado la base para ensayos clínicos de terapias para tratar la anemia de células falciformes (aprobada por la FDA de EE. UU. en diciembre de 2023), la beta-talasemia, la enfermedad degenerativa amiloidosis transtiretina (TTR) y la enfermedad ocular congénita, así como ensayos clínicos planificados para enfermedades tanto raras (progeria, inmunodeficiencia combinada grave, hipercolesterolemia familiar) como comunes (cáncer, infección por VIH).