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CRISP-Cas Tecnología: Wir mussen wissen – Wir werden wissen (II)

Las aplicaciones del sistema CRISPR-cas se incrementan cada día, así como el número de sistemas CRISPR-Cas que se están incorporando a esta tecnología. Destacan entre los usos actuales de esta tecnología de edición genómica dirigida:

  • Inserción de genes por recombinación homóloga (HDR). Estamos ante la posibilidad de una terapia génica de eliminación de un gen dañado e incorporación de una secuencia de elevada homología que pueda servir de molde para la reparación.
  • Delecciones de partes del genoma asociadas o no a mutaciones inducidas que permiten simular los efectos de las mismas en diferentes modelos animales.
  • Estudios de genómica funcional valorando la función que tiene un gen dentro del organismo. Gracias a esta genética reversa podemos conocer el fenotipo resultante de la alteración de un determinador gen de forma que nos permita conocer su función. Necesitamos recurrir a modelos CRISPR-Cas con herramientas muy específicas que sean capaces de generar delecciones en genes de interés.
  • La generación de modelos animales es uno de los grandes beneficios del sistemas CRISPR-Cas ya que se permite evaluar la etiopatogenia, diagnóstico y tratamiento de mediante diferentes terapias génicas, una vez que hemos creado la línea animal con la enfermedad a tratar. Este tipo de sistemas permiten desarrollar modelos Knockout  (inactivación de un gen por delección de toda o una parte de su secuencia codificante) y knockin (mutaciones dirigidas en la secuencia de un determinado gen afectando a uno o varios codones), modelos que resultan ser particularmente útiles en enfermedades degenerativas.
  • El sistema CRISPRi basado en un sistema de interferencia que permite sondear el genoma, dirigirse a un gen y provocar una silenciamiento del mismo o en su caso una activación del gen, presentando por tanto un elevado potencial para la terapia génica y celular.
  • Sistema homingCRISPR que genera diversidad en el ADN y registra la progresión exacta de una células hasta originar billones de ellas durante el desarrollo. Este sistema permite conocer el linaje de todas las células, desde la concepción hasta el desarrollo de sus órganos durante cualquier momento de su vida.
  • Resistencia a enfermedades de tipo infeccioso. En esta línea de actuación para la enfermedad porcina conocida como Síndrome Respiratorio Reproductivo Porcino (PRRSV1 y 2),  Burkard et al (2017, 2018) han generado mediante CRISPR-Cas9 cerdos Knockout para el dominio 5 del receptor CD163 que esencial para la unión del virus, obteniendo líneas resistentes al virus. Resultados semejantes, pero no tan exitosos se han logrado con el Mycobacterium bovis.
  • Mejoras en productos de origen animal asociados principalmente al knockoput del gen MSTN asociado a la proteína miostatina, y que en animales que no lo expresan o presentan una baja expresión generan el fenotipo conocido como doublé-muscling de hipertrofia muscular. Con objetivo semejante y también mediante el CRISPR-Cas se ha aumentado la longitud de la lana al inhibir el factor de crecimiento fibroblástico.
  • Nos acercamos cada día más a los Xenotransplantes con órganos de cerdo, con líneas animales Knockout para genes como el GGTAA1y A3GalT2 responsables del rechazo hiperagudo, o el gen CMAH responsables del rechazo vascular. Recientemente Niu et al.(2017) han inactivado mediante CRISPR los retrovirus endógenos porcinos (PERV) evitando la posibilidad de activación y transmisión a personas xenotransplantadas en un futuro.
  • El uso de animales como biorreactores es cada día más frecuente gracias al CRISPR, tenemos albúmina sérica humana (HSA) procedente de cerdo gracias a la inserción del gen ALB humano en el exón 1 del locus ALB de cerdo, usamos interferón Beta humano (hIFN-beta) de clara de huevo.

En una próxima entrada abundaremos en los distintos tipos de CRISPR-Cas, y en las tendencias actuales de esta casi milagrosa técnica. No obstante, como decía nuestro Premio Nobel Ramón y Cajal: “Espejismo extraño el ver el progreso en los efectos y no en las causas”, y sin duda el CRISPR-Cas nos ayuda a conocer el apasionante mundo de la genómica y sus disciplinas asociadas.

Emilio María Dolores Pedrero
Doctor en Veterinaria
Académico numerario de la ACVRM

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