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Genética

Quimioterapia a la carta.

Escrito por cienciaenlasnoticias 07-12-2016 en Genética. Comentarios (0)

 Últimamente ha evolucionado las informaciones que tenemos sobre el cáncer, sobre sus causas y tratamientos. Se ha ido sabiendo que muchos tumores podían generarse a partir de fallos genéticos dentro de las células normales.

 Frente a la quimioterapia, que ataca a todas las células para dañar también a las cancerosas, se comenzaron a crear fármacos para mutaciones específicas detrás de tipos concretos de cáncer. Junto a estos medicamentos, aparecieron también los test diagnósticos que permitían saber si el paciente tenía una mutación específica que le haría responder bien a ese tratamiento.

 La semana pasada la empresa Foundation Medicine se mostraba convencidos de encontrarse en el centro de una nueva revolución. Gracias a las mejoras y el abaratamiento de las técnicas de secuenciación, la aparición de nuevos tratamientos para mutaciones específicas y el manejo de los datos ofrece la posibilidad de utilizar la información que tenemos para combatir el cáncer. La empresa recordaba como ahora se sabe que el cáncer de dos personas puede tener el mismo aspecto bajo el microscopio pero luego pueden ser muy diferentes molecularmente, lo que hace que el cáncer se pudiera afrontar con un fármaco empleado contra una mutación que afecta al cáncer de mama para tratar un cáncer gástrico en el que también se encuentre ese cambio genético.

 Esta revolución se cataloga como un paso más para el tratamiento personalizado del cáncer, ya que en lugar de buscar las mutaciones más probables (como se hace ahora), tienen la capacidad de escarbar entre 315 genes relacionados con el desarrollo del cáncer, pudiendo encontrar dichos tipos de mutaciones. Este "test" sería más acertado ya que los oncólogos no tendrían que apostar sobre que tipos de mutaciones se pueden dar. Además, permite obtener mucha más información a partir de las biopsias de los pacientes, muestras del cáncer escasas y difíciles de obtener.

 Una vez identificadas las mutaciones, la información se cruza con la que tienen en su base de datos de cerca de 100.000 pacientes. Así tratan de aprender qué funcionó en otras ocasiones, casos raros incluidos, para diseñar la mejor combinación de fármacos para la combinación de mutaciones del paciente. Este sistema tiene su versión para tumores sólidos y hematológicos, e incluye la biopsia líquida, una forma de detectar algunos tipos de cáncer a través del ADN que estos sueltan al torrente sanguíneo.

 No obstante, hace falta más evidencia sobre el beneficio clínico que supone el tratamiento del cáncer con medicina personalizada frente a los tratamientos convencionales. Citando como ejemplo un análisis de 570 ensayos clínicoscon más de 32.000 pacientes donde se observó un beneficio estadísticamente significativo de más de tres meses de supervivencia libre de progresión en aquellos pacientes que fueron tratados en base a dichos tratamientos.

 Unos de los mayores problemas es el coste del producto, algo superior a los 5.000 dólares. De manera convencional, los pacientes reciben una serie de tratamientos y se van probando nuevos fármacos con un alto componente de ensayo y error. Es posible que cuando los fármacos habituales no funcionen y el paciente se vaya quedando sin opciones se plantee la posibilidad de realizar un análisis como el de Foundation Medicine. Realizar la inversión en su test al principio abarataría los costes del tratamiento, porque evitaría dar al paciente fármacos con un coste muy elevado que no se sabe si van a funcionar. Ahora, en España, en algunas comunidades, son las propias farmacéuticas que venden fármacos para mutaciones concretas las que financian los test.

 Esto es muy relativo ya que pueden pasar muchas cosas y pueden haber muchos nuevos avances respecto a esta nueva revolución sobre el cáncer.

Paula Sanabria. (miembro del equipo de redacción del blog)

¿Qué es el CRISPR/Cas9?

Escrito por cienciaenlasnoticias 02-10-2016 en Genética. Comentarios (0)

 Últimamente hemos estado viendo en las noticias numerosos descubrimientos científicos, quizás este sea el que verdaderamente pueda revolucionar todo lo que veníamos viendo hasta ahora. La curación es sólo una de las aplicaciones de esta nueva técnica genética revolucionaria. Otras son más oscuras, como la creación de armas biológicas y de niños a la carta, según están diciendo ya, aunque esto solo es el principio.

 Estamos hablando de biotecnología, una de las ramas que más aportaciones está realizando al ya enorme acervo de conocimientos científicos actuales; estamos hablando de ingeniería genética, de hacer "corta y pega" con los genes y conseguir seres vivos con nuevas características tomadas de otros (transgénicos). Y estamos hablando del "sistema inmune" de las bacterias y su posible uso en seres vivos superiores, como el propio hombre.

 La tecnología CRISPR/Cas9 es una herramienta molecular utilizada para “editar” o “corregir” el genoma de cualquier célula. Sería algo así como unas tijeras moleculares que son capaces de cortar cualquier molécula de ADN haciéndolo de una manera muy precisa y totalmente controlada.  Esa capacidad de cortar el ADN es lo que permite modificar su secuencia, eliminando o insertando nuevo ADN.

 Las siglas CRISPR/Cas9 provienen de Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, en español “Repeticiones Palindrómicas (que se leen igual al derecho y al revés) Cortas Agrupadas y Regularmente interespaciadas.” La segunda es el nombre de una serie de proteínas, llamadas así por CRISPR associated system (es decir: “sistema asociado a CRISPR”).

 Surgió en 1987, cuando se publicó un artículo en el cual se describía cómo algunas bacterias se defendían de las infecciones víricas. Estas bacterias tienen unas enzimas que son capaces de distinguir entre el material genético de la bacteria y el del virus y, una vez hecha la distinción, destruyen al material genético del virus.

 Haremos especial hincapié en que fue el investigador de la Universidad de Alicante, Francisco Mojica, el primero en estudiar las secuencias CRISPR, que él mismo bautizó. CRISPR nació en los marjales de Santa Pola (Alicante), donde el investigador Francisco Mojica (Elche, 1963) comenzó a estudiar la arqueobacteria Haloferax mediterranei, un microorganismo con una tolerancia extrema a la sal encontrado en las costas de la población valenciana. En 1993 publicó su descubrimiento: "Encontré unas secuencias repetidas en su genoma y comprendí que debían cumplir una función importante para la célula". El entonces recién doctorado Mojica llevó a cabo los primeros experimentos con estos sistemas, que posteriormente bautizaría como CRISPR, para descubrir su función.

 Sin embargo, las bases de este mecanismo no se conocieron hasta más adelante, cuando se mapearon los genomas de algunas bacterias y otros microorganismos. Se encontró que una zona determinada del genoma de muchos microorganismos, especialmente en las nucleasas (enzimas se encuentran en los lisosomas de las células y cuando se requieren salen para actuar en la hidrólisis de los ácidos nucleicos, es decir, participan en la limpieza celular del organismo), estaba llena de repeticiones palindrómicas (como ya hemos dicho, que se leen igual al derecho y al revés) sin ninguna función aparente. Estas repeticiones estaban separadas entre sí mediante unas secuencias denominadas “espaciadores” que se parecían a otras de virus y plásmidos (moléculas de ADN extracromosómico circular que se replican y transmiten independientes del ADN cromosómico). Justo delante de esas repeticiones y “espaciadores” hay una secuencia llamada “líder”, las cuales se llamaron CRISPR. Muy cerca de este agrupamiento se podían encontrar unos genes que codificaban para un tipo de nucleasas: los genes cas.


Las secuencias repetidas del CRISPR. Tomado de: Karginov FV y Hannon GJ. Mol Cell 2010

Las secuencias repetidas del CRISPR. Tomado de: Karginov FV y Hannon GJ. Mol Cell 2010


 Cuando un virus entra dentro de la bacteria toma el control de la maquinaria celular y para ello interacciona con distintos componentes celulares. Pero las bacterias que tienen este sistema de defensa tienen un complejo formado por una proteína Cas unida al ARN producido a partir de las secuencias CRISPR. Entonces el material génico del virus puede interaccionar con este complejo. Si ocurre eso, el material genético viral es inactivado y posteriormente degradado. Pero el sistema va más allá. Las proteínas Cas son capaces de coger una pequeña parte del ADN viral, modificarlo e integrarlo dentro del conjunto de secuencias CRISPR. De esa forma, si esa bacteria (o su descendencia) se encuentra con ese mismo virus, ahora inactivará de forma mucho más eficiente al material genético viral. Es, por lo tanto, un verdadero sistema inmune de bacterias.


Proceso por el que el sistema CRISPR/Cas9 inactiva virus e integra parte de sus secuencias en el genoma de la bacteria.

Proceso por el que el sistema CRISPR/Cas9 inactiva virus e integra parte de sus secuencias en el genoma de la bacteria.


 La comunidad científica llevaba años intentando encontrar un método eficiente y fiable para explorar el genoma hasta que dieron con la revolucionaria técnica en biología molecular del «corta y pega» (técnica CRISPR-Cas9). Sin embargo, hasta ahora ese procedimiento, mucho más potente que los antiguos métodos de edición del genoma, aún presentaba algunas limitaciones. Por ejemplo, era muy útil cuando se trataba de editar fragmentos del genoma que codifican para proteínas pero, en realidad, sólo el 1% del genoma forma parte de este grupo. El 99% del genoma restante, «la materia oscura» o lo que conocíamos como «ADN basura» todavía no podía beneficiarse de las ventajas que presentaba esta técnica.

 Ahora, investigadores del Centro de Regulación Genómica (CRG) liderados por Rory Johnson, presentan un nuevo método que permite utilizar la técnica del CRISPR-­Cas9 también en la materia oscura del ADN.

 Jennifer Doudna y Emmanuelle Charpentier, tras la publicación de su investigación sobre la tecnología CRISPR-Cas9 en 2012, han convertido sus vidas en un bucle de entrevistas, premios y debates científicos en torno a las enormes oportunidades que permite este método de manipulación genética. Mojica ha quedado en un segundo plano frente a las dos científicas, aunque reconocen su influencia. Doudna y Charpentier, cuyos nombres se oyen ya como posibles ganadoras del Nobel, han dejado momentáneamente las batas de laboratorio para prestar atención a todo el revuelo mediático que causan las potenciales aplicaciones del CRISPR-Cas9, que no solo podría aplicarse a la cura de enfermedades genéticas, sino que incluso podría abrir la puerta a modificar embriones o recuperar especies extintas.


Mapa con la historia de CRISPR. En verde, los primeros pasos dados en España. (Cell)

Mapa con la historia de CRISPR. En verde, los primeros pasos dados en España. (Cell)

 Es posible que además de merecer el Nobel sigamos encontrando en los próximos años muchos más descubrimientos que partan o tengan relación con la tecnología CRISPR/cas9.

Carmen C. (miembro del equipo de redacción del blog)