El equipo de Jennifer Doudna, catedrática de Química y Biología Molecular de la Universidad de California Berkeley, ha presentado esta semana en Nature una nueva herramienta de edición genética llamada CasX, que ofrece nuevas funcionalidades gracias a que tiene un tamaño menor que otras enzimas como Cas9.
El anuncio se produce solo unas semanas después de que el grupo rival de Feng Zhang en el Broad Institute –con el que Doudna mantiene una batalla legal sobre patentes– anunciara una nueva plataforma CRISPR llamada Cas12b.
Su menor tamaño respecto a otros bisturíes moleculares le da una ventaja en edición genética
Según indica la UC Berkeley en un comunicado, en tan solo siete años desde su descubrimiento por Doudna y su colega Emmanuelle Charpentier, Cas9 “ha demostrado ser un formidable editor de genes, empleado en humanos, plantas, animales y bacterias para cortar y pegar ADN de forma rápida y precisa, transformando la biología y abriendo nuevas vías para el tratamiento de enfermedades”.
Ahora CasX viene a sumarse a la caja de herramientas de edición genética CRISPR, que no para de crecer. La nueva enzima fue descubierta hace dos años por Doudna y Jill Banfield (también de la UC Berkeley) en algunas de las bacterias más pequeñas del mundo, la proteína era similar a la Cas9, pero con un tamaño menor. “Una gran ventaja a la hora de introducir un editor de genes en una célula”, comenta a Sinc Benjamin Oakes, uno de los autores del nuevo estudio.
Según detalla, “debido a su pequeño tamaño, CasX es particularmente adecuada para la edición terapéutica del genoma, ya que puede encajar en el vehículo de administración más comúnmente utilizado, el virus adenoasociado (AAV). Este virus puede introducir moléculas útiles en las células que albergan mutaciones que necesitan reparación, pero tiene una capacidad limitada. Una herramienta de edición del genoma más pequeña deja espacio para otras cargas, como el ADN del donante”, argumenta.
El equipo,de Doudna ha determinado la estructura única de CasX (gris) y ha revelado que esta enzima Cas de tamaño pequeño está dominada por el ARN (rojo) que la dirige a secuencias específicas de ADN (azul), donde se une y corta el ADN. / UC Berkeley
Además, debido a que proviene de bacterias que no se encuentran en humanos –Banfield la obtuvo de una base de datos de microbios que se encuentran en aguas subterráneas y sedimentos– el sistema inmunológico humano debería aceptarlo más fácilmente que Cas9. Algunos médicos temen que Cas9 pueda crear una reacción inmune en pacientes tratados con terapias CRISPR.
"La inmunogenicidad, la entrega y la especificidad de una herramienta de edición del genoma son de vital importancia. Estamos entusiasmados con CasX en todos estos frentes", destaca Oakes, que ahora trabaja como invesatigador y emprendedor en el Innovative Genomics Institute (IGI), creado por Doudna.
“No solo buscamos descubrir nuevas tijeras moleculares. Queremos construir la próxima navaja suiza de CRISPR", dice Doudna
El equipo utilizó un criomicroscopio electrónico para capturar instantáneas de la proteína CasX a través de los movimientos de edición de un gen. Basándose en la composición y forma molecular única de la proteína, los investigadores concluyeron que CasX evolucionó independientemente de Cas9, sin compartir un ancestro común.
Según ha declarado Jennifer Doudna, este nuevo estudio es un buen ejemplo de los esfuerzos que su equipo está haciendo en el campo de la edición genética con CRISPR. “No solo buscamos descubrir nuevas tijeras moleculares. Queremos construir la próxima navaja suiza de CRISPR".
En este intento también trabaja el equipo del biólogo molecular español Guillermo Montoya en la Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research de la Universidad de Copenhague. Su grupo investiga con éxito las características de diferentes bisturíes moleculares para tratar de avanzar en la búsqueda de una tecnología de edición genética CRISPR multiusos
Para Benjamin Oakes, “cuantas más herramientas haya, más y mejores posibilidades. No debemos dejar ninguna piedra sin mover, ya que buscamos la herramienta adecuada para cada trabajo”, concluye.
Referencia bibliográfica:
Jun-Jie liu, Natalia Orlova, Benjamin l. Oakes, Hannah B. Spinner, Katherine l. M. Baney, Jonathan chuck, Dan tan, Gavin J. Knott, lucas B. Harrington, Basem Al-Shayeb, Alexander Wagner, Julian Brötzmann, Brett t. Staahl, Kian l. taylor, John Desmarais, Eva Nogales, Jennifer A. Doudna. “CasX enzymes comprise a distinct family of RNA-guided genome editors”. Nature (febrero, 2019) DOI 10.1038/s41586-019-0908-x
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