La nueva herramienta basada en el CRISPR puede sondear y controlar varios circuitos genéticos a la vez
La tecnología permite una mayor precisión en la identificación y el tratamiento de las células enfermas
Cada célula de nuestro cuerpo tiene un sistema de control similar a una computadora que envía señales biológicas a través de miles de circuitos para monitorear las necesidades de la célula y regular sus respuestas.
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mcmurryjulie, pixabay.com, CC0
Pero cuando surgen enfermedades como el cáncer, estos circuitos reguladores a menudo se estropean, dando lugar a señales y respuestas no naturales. La capacidad de detectar con precisión estas señales anormales de la enfermedad sería una vía potencial para tratamientos más precisos.
Ahora, los investigadores de Stanford han ideado una herramienta biológica que no sólo puede detectar tales circuitos genéticos defectuosos, sino también "depurarlos" - como pasar un cable de parche alrededor de un fallo del hardware de un ordenador - para facilitar la eliminación de las células cancerosas, por ejemplo.
En un artículo de la revista Molecular Cell, Stanley Qi y su equipo describen cómo construyeron su sistema de sentido y respuesta modificando la herramienta de edición genética CRISPR-Cas, que funciona como un interruptor molecular para reparar genes defectuosos. Qi es un profesor asistente de bioingeniería y de biología química y de sistemas.
Qi había desarrollado previamente herramientas Cas que podían realizar múltiples tareas, como activar o desactivar los genes deseados. En su último trabajo, con la estudiante de postgrado Hannah Kempton, amplió ese concepto para desarrollar una herramienta CRISPR-Cas que realiza estas diferentes tareas sólo en presencia de diferentes combinaciones de señales biológicas.
Esto es importante porque las enfermedades complejas, como el cáncer, rara vez pueden ser identificadas por una sola falla genética. Más a menudo, son el resultado de una cascada de fallos que involucran a varios genes - uno puede estar encendido cuando debería estar apagado, por ejemplo, interfiriendo con el funcionamiento adecuado de otros genes. Kempton modificó una proteína Cas particular, Cas12, para permitirle detectar múltiples señales defectuosas y activar los interruptores correctos para ayudar a eliminar cualquier cadena de defectos que hubiera causado el mal funcionamiento de la célula.
"Pocos trabajos han demostrado tanto control en las células humanas", dijo Qi, cuyo laboratorio ha solicitado una patente provisional sobre su tecnología Cas12. "Sentir muchas señales a la vez significa mayor precisión en la identificación de un estado de enfermedad, y mayor seguridad en la administración de una terapia. Vemos que este tipo de control de circuito juega un papel más importante en los tratamientos del futuro".
Los investigadores creen que las aplicaciones de esta tecnología se extienden más allá del tratamiento de enfermedades como el cáncer. Por ejemplo, en lugar de eliminar las células enfermas, el cuerpo puede necesitar generar nuevas células sanas para reemplazar las irreparables. Nuestro corazón, huesos, hígado y otros órganos están compuestos por tipos de células especializadas que pueden ser generadas a partir de células madre. Al programar la herramienta de ingeniería Cas12 para activar los circuitos genéticos correctos en estas células madre, los científicos clínicos podrían dirigir su rápida transformación en células útiles para reparar los órganos dañados en respuesta a las lesiones.
"Hemos creado una herramienta multitarea que puede sondear y controlar varios circuitos genéticos a la vez", dijo Kempton,
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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