Thread by @LluisMontoliu

Hace una semana lanzé un HILO en el que explicaba los orígenes e información básica para entender las herramientas #CRISPR. Gracias a @jm_alarcon ese HILO está recogido en esta web: threadreaderapp.com/thread/9834491… Hoy continuaré con otro en el que hablaré de las aplicaciones. Dentro HILO

Las herramientas #CRISPR nos han cambiado tanto la vida a los investigadores de ciencias de la vida que prácticamente suelo decir que pronto solamente habrá dos tipos de laboratorio: (1) los que YA están usando CRISPR en sus experimentos y (2) los que VAN a usar CRISPR. Y ya está

Lo que está ocurriendo con las #CRISPR y la edición genética de alguna manera recuerda a lo que ocurrió a finales de los años 80, cuando apareció y se instaló la técnica de amplificación del ADN #PCR (reacción de la polimerasa en cadena) que está presente hoy en todas partes.

La realidad es que no hay semana que no contenga uno o más desarrollos innovadores, usos o aplicaciones sorprendentes de las herramientas #CRISPR de edición genética. Dónde está el límite? No creo que lo haya. Suelo decir en mis clases que el límite está en nuestra imaginación.

Alguien podría pensar que para unas herramientas, como las #CRISPR , que, en realidad, como ya sabemos, esencialmente "cortan" el ADN, no parecería que pudieran derivarse tantas aplicaciones, ni tan distintas, pero lo cierto es que es un sistema tremendamente versátil y maleable.

Para empezar, las #CRISPR pueden promover la inserción, la deleción (eliminación), la substitución, la inversión o la duplicación de prácticamente cualquier secuencia en cualquier genoma de cualquier organismo. Y eso sin apenas modificarlas, usándolas tal cual, para editar ADN.

Pero es que además, podemos inactivar su capacidad de corte. Pero os preguntaréis, para que sirve una tijera molecular que ya no corta? Las #CRISPR con la proteína Cas9 inactiva al corte ya no puede romper el ADN pero sigue pudiendo MARCAR el ADN en posiciones igual de precisas.

Esta es una de las aplicaciones más sorprendentes de las #CRISPR, su capacidad de marcar genes para que se comporten de forma distinta. Por ejem. reactivando el gen FMR1, inactivo por metilación y causa del síndrome del X frágil, como acaba de demostrarse cell.com/cell/fulltext/…

Estas son las llamadas aplicaciones #CRISPR en el ámbito de la #epigenetica pues no estamos cambiando para nada la secuencia del ADN sino alterando su función, reactivando o silenciando genes, y fueron descritas por primera vez hace apenas tres años nature.com/articles/nbt.3…

En el ámbito de la biología, por ejemplo, en la generación de ratones mutantes modelos de enfermedades o para investigar la función de los genes, mediante las #CRISPR ahora vamos MÁS RÁPIDO, pues tardamos 1/3 del tiempo. De 12-18 (antes) a hoy 4-6 meses science.sciencemag.org/content/354/63…

Siendo cierto esta mayor celeridad en la producción de mutaciones en ratones, también es cierto (y esto es la letra pequeña del contrato que hay que leerse si no queremos sorprendernos) que podemos ahora tardar otros 4-6 meses más en ANALIZAR los ratones generados rápidamente

Esto es así por la incertidumbre de los sistemas de reparación del corte producido por las #CRISPR Recordad que las CRISPR solo cortan el ADN, luego la célula debe reparar el corte. Toda la precisión que tienen las CRISPR desafortunadamente NO la tienen los sistemas de reparación

En la imagen adjunta podéis ver un experimento real con ratones mutantes editados con #CRISPR en un gen. Cada línea es un ratón distinto. Y cada línea podéis ver que tiene una secuencia reparada ligeramente diferente. A este ruido o incertidumbre genético lo llamamos MOSAICISMO

Entre los múltiples ratones analizados se encuentra el que nos interesa (flecha roja) pero fijaos que hay muchos más que NO nos interesan, distintos, que tenemos que descartar. Esta incertidumbre es la principal limitación que impide trasladar las CRISPR del lab a la clínica

Mientras no entendamos (y sepamos controlar) mejor los sistemas de reparación que actúan después de #CRISPR hasta conseguir un nivel bajo, aceptable, de indeterminación, no sería prudente utilizar estas herramientas en la clínica in vivo. Este es un campo activo de investigación

Retornando a lo que SÍ pueden hacer, mediante las #CRISPR p.e. nosotros hemos podido resolver el papel de las instrucciones que les dicen a los genes cuándo y dónde funcionar, sitas en el genoma no codificante (la mayoría del genoma 98%) tras más de 20 años intentándolo sin éxito

El genoma no codificante (que no contiene genes) contiene muchas secuencias repetitivas, muy difíciles de analizar, pero con ayuda de ordenadores se pueden localizar secuencias de ADN cortas únicas, a ambos lados de la instrucción a estudiar, a las que dirigir #CRISPR para cortar

Esto es lo que hicimos en el gen de la tirosinasa de ratón, fundamental para la pigmentación y cuyas mutaciones dan lugar a un tipo de #albinismo Eliminando la instrucción pudimos verificar que el gen dejaba de funcionar correctamente, gracias a las CRISPR academic.oup.com/nar/article/43…

Otra aplicación EXTRAORDINARIA de las herramientas #CRISPR es la que nos permite reproducir, EXACTAMENTE en un ratón modelo la misma mutación que hemos diagnosticado previamente en un paciente. Al ratón resultante, de alguna manera relacionado con el paciente, le llamamos AVATAR

Las ventajas y posibilidades de la generación de ratones AVATAR modelo de enfermedades congénitas mediante #CRISPR lo he contado en varios lugares. Por ejemplo en este artículo que escribí para el cuaderno de la @CCCientifica como colaboración @Naukas_com culturacientifica.com/2017/09/29/las…

Pero mucho mejor que yo, la explicación y relevancia de los ratones AVATAR en investigación lo contó un gran periodista como @aberron tras conversar conmigo y ser capaz de escribir este fantástico y premiado artículo con un título tan sugerente vozpopuli.com/altavoz/next/r…

Claro, si podemos reproducir las alteraciones genéticas que nos afectan a nosotros en los ratones avatar, deberíamos poder aprovechar también las mismas herramientas #CRISPR para CORREGIR las mutaciones, es decir, para desarrollar aplicaciones de TERAPIA GÉNICA. Por qué no?

Hablo de terapia génica SOMÁTICA, en adultos, no en embriones. Está última, para embriones humanos, es "ilegal" en muchos países, como España. Y, yo añado que "imprudente" (incertidumbres de corrección) e "innecesaria" en muchos casos, por la existencia de métodos alternativos

El DGP (diagnóstico genético preimplantacional) permite analizar embriones obtenidos por fecundación in vitro antes de implantarlos en la mujer, para poder implantar solo aquellos que carecen de la mutación que intentamos evitar, sin necesidad de arriesgarnos a corregirla

Yo lo tengo muy claro. Lo he contado en muchas entrevistas como esta del @ElHuffPost Creo que tenemos una responsabilidad para desarrollar terapias para millones de personas afectadas de alguna de las miles de #enfermedadesraras antes que alterar embriones huffingtonpost.es/2017/10/06/llu…

Las terapias génicas somáticas basadas en #CRISPR se han validado en muchos modelos de ratón de enfermedades humanas congénitas, aunque todavía NO se han probado en humanos, in vivo, aunque sí EX VIVO. Lo he explicado para @mgenomica en este monográfico revistageneticamedica.com/genomica-en-me…

Probablemente el (pen)último resultado inesperado que hemos tenido de las #CRISPR antes de pensar en usarlas para terapia génica IN VIVO ha venido de la mano de Matt Porteus de la Univ. Stanford cuando descubrió que muchos de nosotros YA tenemos anticuerpos y linfocitos anti Cas9

Resulta que hemos estado usando las herramientas #CRISPR #Cas9 de dos bacterias muy conocidas: Streptococcus pyogenes y Staphylococcus aureus. La primera está asociada a faringitis/otitis, la segunda a muchas infecciones, Y, claro, nuestro sistema inmunológico las conoce MUY BIEN

Por eso si intentamos usar la proteína #Cas9 de alguna de estas dos bacterias nuestro cuerpo reaccionará contra ella, y nuestra terapia resultará muy problemática. Los resultados de Matt Porteus, validados por otros, los he contado hace poco en @Naukas_com naukas.com/2018/01/07/ine…

Quiere decir que esto es el fin de las #CRISPR para su uso potencial en terapia génica? NO, en absoluto. Es una baño de humildad y realidad. Hay que volver a arremangarse e investigar más. O bien combinando su administración con fármacos inmunosupresores, como sugiere Porteus...

... o bien acudiendo de nuevo a Francis #Mojica @UA_Universidad u otros microbiólogos expertos en #CRISPR y pidiéndoles que aislen y caracterizen OTRAS proteínas Cas de OTRAS bacterias (hay millones por caracterizar!), como ya ha hecho Feng Zhang con #Cpf1 cell.com/cell/fulltext/…

La edición genética mediante #CRISPR también puede llegar a plantas y alimentos. Es sencillo reproducir en estos organismos variantes genéticas ya existentes en la naturaleza o que le den mejores propiedades a los alimentos, como estos champiñones en EEUU comunicabiotec.org/2016/04/17/mas…

Son muchas ya las plantas editades genéticamente mediante #CRISPR en las que los investigadores han reproducido variantes genéticas existentes en la naturaleza y por lo tanto no deberían ser reguladas como organismos modificados genéticamente, aunque esto daría para otro hilo

He dejado las aplicaciones más sorprendentes para el final. Las herramientas #CRISPR no solo sirven para editar genéticamente genomas sino que también pueden servir para DIAGNOSTICAR para detectar la presencia de cantidades ínfimas de ADN p.e. de virus comunicabiotec.org/2017/04/30/she…

El hallazgo inesperado de que algunas proteínas Cas (Cas13a / Cas13b ...) son capaces de cortar ARN y, al detectar la diana se vuelven "locas" y degradan todo ARN que encuentren ha convertido los sistemas #CRISPR en sistemas de diagnóstico muy sensibles naukas.com/2018/02/15/las…

Pero probablemente, la aplicación #CRISPR más sorprendente de todas sea la de usarlas para almacenar información, imágenes/video en el genoma de bacterias, usando las letras AGTC, lo que consiguió el laboratorio de George Church y lo contó @bajoelbillete elconfidencial.com/tecnologia/cie…

Y para qué sirve usar #CRISPR para almacenar una película de un jinete galopando en una bacteria? No lo sé. Esta NO es la pregunta. Lo que nos dice el experimento es que es posible hacerlo. Dónde nos llevará este hallazgo es impredecible saberlo. Es la grandeza del conocimiento.

Tampoco Francis Mojica sabía para que serviría entender el significado de unas secuencias repetidas de microorganismos que vivían en las salinas de Santa Pola, y 25 años después estoy describiendo las sorprendentes aplicaciones de las #CRISPR FIN DEL HILO
elpais.com/elpais/2017/05…