Un viaje en el tiempo ha permitido a un grupo internacional de investigación reconstruir proteínas ancestrales de bacterias que quizá existieron hace cientos de millones de años. Con esas proteínas resucitadas han ensamblado un nuevo sistema CRISPR-Cas, la famosa herramienta de edición genética que se utiliza, entre múltiples aplicaciones, para desarrollar tratamientos contra diversas enfermedades, como la ELA o el cáncer.
El sistema CRISPR-Cas es en realidad un mecanismo de defensa de las bacterias frente a los virus: en lugar desarrollar anticuerpos frente a patógenos, los organismo procariotas (bacterias y arqueas) se quedan con pequeños fragmentos del material genético de virus que han infectado a sus antepasados. Esa habilidad de reconocimiento de secuencias de ADN, como si fueran unas tijeras moleculares, es la base para el desarrollo de la tecnología CRISPR-Cas que permite cortar y pegar trozos de material genético en cualquier célula.
Para perfeccionarla, laboratorios de todo el mundo se han lanzado en pos de bacterias en los lugares más recónditos (el parque Yellowstone; la Antártida; la fosa de las Marianas, o la cima de la Everest). Buscan microorganismos que no convivan habitualmente con el ser humano. La tecnología CRISPR-Cas9 actual parte de Streptococcus pyogenes, bacteria frente a la que la mayoría de la población ha desarrollado anticuerpos, y eso dificulta su uso en el contexto terapéutico.
Un tesoro del pasado
La originalidad de la investigación que hoy lunes aparece en la revista científica Nature Microbiology radica en que en vez de viajar por el espacio, los investigadores han retrocedido en el tiempo.
Así han resucitado ancestros de la herramienta de edición genética CRISPR hasta remontarse a hace 2.600 millones de años, lo que podría dar lugar a una nueva y mejorada versión de esta tecnología.
El hallazgo es fruto de una colaboración de hace más de cuatro años entre varios centros y laboratorios, iniciada por Raúl Pérez-Jiménez (investigador Ikerbasque de CIC nanoGUNE); Francis Mojica (Universidad de Alicante y descubridor de la técnica CRISPR-Cas), y Lluís Montoliu (Centro Nacional de Biotecnología del CSIC y del Ciber de Enfermedades Raras), y en la que también participan Marc Güell (Universidad Pompeu Fabra); Miguel Ángel Moreno-Pelayo (Hospital Ramón y Cajal-Irycis), y Benjamin Kleinstiver (Hospital General de Massachusetts); todo un grupo de pesos pesados de la comunidad investigadora en edición génica y CRISPR-Cas.
Una capacidad mantenida lo largo de los años
Para este estudio, han realizado la reconstrucción informática de las proteínas Cas ancestrales (anCas), las han sintetizado y han confirmado su funcionalidad, hecho que destaca a este medio Lluís Montoliu, responsable del equipo que ha validado funcionalmente las Cas ancestrales en células humanas en cultivo: “Es sorprendente que podamos resucitar proteínas Cas que debieron existir hace miles de millones de años y constatar que mantienen su capacidad de edición. Si bien a medida que nos alejamos en el tiempo parece que disminuye la capacidad, esta sigue existiendo”.
Comenta también que las Cas ancestrales más antiguas ven desvanecerse su especificidad, lo que podría redundar en mayor versatilidad; también, que en lugar de cortar las dos cadenas de ADN, como hacen las nucleasas actuales, prefieren cortar moléculas de una sola cadena, un dato “compatible con la evolución que creemos tuvo lugar en el origen de la vida, cuando existía un mundo de ARN, de ácidos nucleicos de una sola cadena. Lo que hubiéramos predicho que nos gustaría haber encontrado es justamente lo que hemos encontrado”, apunta.
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