Tenga en cuenta: El siguiente artículo se ha incluido en otras terapias convencionales porque aún no está disponible una sección separada para los métodos experimentales de biología molecular fuera de la medicina humana. El método CRISPR / Cas es un método de biología molecular para el corte dirigido y la modificación del ADN (edición del genoma; gen tijeras). En 1987, los científicos descubrieron una adaptación adaptativa no observada previamente. sistema inmunológico en E. coli. Esto se basa en las llamadas secuencias CRPSPR (repeticiones palindrómicas cortas agrupadas regularmente interespaciadas) dentro del ADN. E. coli integra el ADN de bacteriófagos (grupos de virus que se especializan en bacterias fotosintéticas como células hospedadoras) la secuencia CRSPR de su propio ADN, transcribiendo así un ARNcr (reescritura del ADN en ARN). El crRNA consta de secuencias espaciadoras y repetidas. Las secuencias espaciadoras son las secuencias "extraídas" de la bacterias fotosintéticas. El llamado trRNA (tracrRNA) se une a secuencias repetidas nombradas. Recluta la enzima CAS9. Ahora está presente un complejo, el complejo crRNA: tracrRNA: Cas9, que es capaz de unirse al ADN de bacteriófago complementario a las secuencias espaciales del crRNA. Como una llamada endonucleasa (enzima de corte de ADN, por lo tanto, una enzima de restricción), CAS9 corta el ADN viral de una manera bicatenaria, lo que finalmente conduce a la incapacidad de replicación (es decir, no más replicación y, en consecuencia, no más integración). Durante más de una década, este procedimiento se ha utilizado con énfasis en la investigación de edición del genoma. El "complejo crRNA: tracrRNA: Cas9" descrito es universalmente aplicable a plantas y animales y permite la eliminación (deleción) y el silenciamiento final de genes. Se ha encontrado un uso fuera de la investigación durante más de 5 años en la agricultura y los cultivos alimentarios para la tolerancia a la sequía, así como para mejorar la inmunización contra patógenos virales. El procedimiento posiblemente podría usarse en medicina humana más adelante. Desde 2020, por primera vez, existe un enfoque terapéutico curativo para una enfermedad con un congénito corazón defecto (vitium) en los niños. Vitium es parte del síndrome de Noonan, una enfermedad hereditaria compleja (herencia autosómica recesiva o autosómica dominante). Después de descifrar las variantes causales del LZTR1 gen, corrección genética apropiada de los cardiomiocitos pluripotentes inducidos generados (corazón células musculares) de las células madre de los gemelos. La gen regula las vías de señalización esenciales para la diferenciación y el crecimiento celular.
Antes de esta potencial terapia en medicina humana
Pruebas genéticas moleculares para trastornos hereditarios en los padres, incluida la asesoramiento genetico.
El procedimiento
El procedimiento es similar al del mecanismo de defensa de E. coli descrito en el sistema inmunológico. En este proceso, la porción espaciadora del crRNA se puede modificar para cortar el ADN complementario bicatenario específico de la secuencia, lo que da como resultado deleciones dirigidas. La molécula de trRNA: crRNA químicamente modificada se llama guideRNA. Esto requiere dos complejos de crRNA: tracrRNA: Cas9 diferentes para unirse a dos sitios en el ADN. Después de la eliminación del fragmento de ADN, se produce un enlace asistido por enzimas de los segundos fragmentos de ADN mediante ligasas. Esto difiere del mero corte de una secuencia de ADN como en la bacteria. A lo largo de los años, se han ido añadiendo técnicas de modelado esenciales. Estos permiten no solo deleciones dentro de la cadena de ADN, sino también la adición (inserciones) de nuevos nucleótidos de ADN. La modificación más prometedora es la edición principal. Aquí, una eliminación y, por lo tanto, la eliminación de un fragmento de ADN va seguida de la inserción de un nuevo fragmento de ADN. El llamado pegRNA (ARN guía de edición principal) está disponible aquí como la transcripción del ADN que se insertará. Con la ayuda de una transcriptasa inversa, el pegRNA se transcribe en el ADN y se incorpora al ADN, nuevamente utilizando ligasas. La proteína CAS2 requerida para este proceso genera cortes monocatenarios en lugar de bicatenarios. Esto permite que el nuevo fragmento de ADN se inserte con un ajuste preciso en la hebra de ADN cortada con sus extremos sobresalientes. La nueva modificación es fundamental para el intercambio de la secuencia de ADN “patológica” por la “no patológica” en el futuro en el contexto de una enfermedad hereditaria.
Después de la terapia
Una vez más, se realiza un cribado del genoma para confirmar el éxito de la edición del genoma.
Posibles complicaciones
Debido a posibles desajustes de bases del ARN guía, pueden producirse efectos fuera del objetivo, es decir, unión en el sitio no deseado. Estos pueden causar mutaciones puntuales (cambios de base), inserciones (incorporación de nucleótidos adicionales o secuencias de ADN en una secuencia de ADN), deleciones (pérdida de…), translocaciones (cambio en la posición del ADN) e inversiones (presencia de un segmento de ADN girado). 180 grados). La enzima CAS9 no corta en la ubicación deseada en todos los casos. Sin embargo, ya se han logrado aumentos en la especificidad a través de cambios en el diseño de proteínas. Además, al vincular CAS9 a una endonucleasa Fokl, también derivada de bacterias fotosintéticas, la especificidad podría aumentarse a 1: 10,000 (sin otras modificaciones, solo especificidad de hasta 1: 2).
