Cómo una proteína CRISPR podría dar lugar a nuevas pruebas para muchos virus

18.01.2023 - Estados Unidos

En una primicia para el conjunto de herramientas genéticas conocido como CRISPR, se ha descubierto recientemente una proteína que actúa como una especie de sistema de autodestrucción polivalente para bacterias, capaz de degradar ARN monocatenario, ADN monocatenario y ADN bicatenario. Gracias a su capacidad para destruir tantos tipos de material genético, este descubrimiento puede contribuir al desarrollo de nuevas pruebas de diagnóstico caseras, baratas y muy sensibles, para una amplia gama de enfermedades infecciosas, como el Covid-19, la gripe, el ébola y el zika, según los autores de un nuevo estudio publicado en la revista Nature.

Utilizando una técnica de imagen de alta resolución denominada crio-EM, el equipo descubrió que cuando esta proteína, denominada Cas12a2, se une a una secuencia específica de material genético de un virus potencialmente peligroso, denominada ARN diana, una parte lateral de Cas12a2 se desplaza hacia fuera para revelar un sitio activo, similar a una navaja de resorte. Entonces, el sitio activo empieza a cortar indiscriminadamente cualquier material genético con el que entra en contacto. Los investigadores descubrieron que, con una única mutación de la proteína Cas12a2, el sitio activo degrada únicamente el ADN monocatenario, una característica especialmente útil para desarrollar nuevos diagnósticos adaptados a cualquier tipo de virus.

En teoría, una prueba basada en esta tecnología podría combinar las mejores características de las pruebas basadas en la PCR que detectan material genético de un virus (alta sensibilidad, gran precisión y capacidad para detectar una infección activa) con las mejores características de las pruebas de diagnóstico rápido a domicilio (producción barata sin necesidad de equipos de laboratorio especializados). También sería fácilmente adaptable a cualquier nuevo virus de ARN.

"Si mañana apareciera un nuevo virus, bastaría con averiguar su genoma y cambiar el ARN guía de la prueba para tener una prueba contra él", afirma David Taylor, profesor asociado de biociencias moleculares de la Universidad de Texas en Austin y coautor del nuevo estudio.

Un diagnóstico de este tipo seguiría requiriendo un trabajo aparte y probablemente implicaría recoger saliva o una muestra nasal de un paciente para mezclarla con la proteína Cas12a2 modificada del equipo, el trozo de ARN guía que actúa como una ficha policial para identificar un virus específico, y una sonda fluorescente diseñada para iluminarse cuando se corta su ADN monocatenario.

CRISPR es el nombre de un conjunto de herramientas que se encuentran de forma natural en las bacterias, pero que los científicos han adaptado para su uso en la edición de genes. Ésta es la primera proteína CRISPR que se ha descubierto capaz de degradar una gama tan amplia de material genético.

"Básicamente, Cas12a2 agarra los dos extremos de la doble hélice del ADN y los dobla con mucha fuerza", explica Jack Bravo, investigador postdoctoral de la Universidad de Texas Austin y coautor del artículo. "Y así, la hélice del medio se abre, lo que permite a este sitio activo destruir los trozos de ADN que se convierten en monocatenarios. Esto es lo que hace que Cas12a2 sea diferente de todos los demás sistemas dirigidos al ADN".

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