Descubren una nuevo tipo de 'tijera genética' que 'encierra' a los virus en las células infectadas

Esta técnica, llamada CRISPR por el científico alicantino que la descubrió, Francis Mujica, fue convertida en una tecnología revolucionaria con la que es posible modificar de forma sencilla y precisa cualquier ADN, incluido el humano. Ahora, investigadores estadounidenses han encontrado un nuevo tipo de 'tijera genética' basado en esta herramienta que, además de cortar material genético, ralentiza el crecimiento de la célula infectada y frena su difusión. Los resultados acaban de publicarse en dos estudios complementarios (aquí y aquí) del último numero de la revista 'Nature'.

CRISPR utiliza un ácido ribonucleico que actúa de guía de una proteína (Cas) que corta la infección. La proteína o nucleasa más famosa es la Cas9, pero hasta la fecha se han descubierto otras como la Cas10 o la Cas12a, con otras propiedades. De hecho, el equipo estadounidense estaba explorando las posibilidades del sistema CRISPR Cas12a cuando se percataron de que un conjunto de nucleasas que tradicionalmente se asociaban a este grupo trabajaban de diferente forma no solo de Cas12a, sino de cualquier otra nucleasa CRISPR conocida. Este nuevo tipo de CRISPR ha sido bautizado como CRISPR Cas12a2.

La diferencia crucial radica en el mecanismo de su acción de defensa. Cuando Cas12a2 reconoce el ARN invasivo, la nucleasa lo elimina. Sin embargo, ahí no acaba su trabajo: también daña otro ARN y ADN dentro de la célula infectada, lo que afecta a su crecimiento y limita la propagación del virus. Es decir, 'cerca' la infección de forma mucho más eficaz. «Esta estrategia se conocía en bacterias -explica Oleg Dmytrenko, autor principal del primero de los artículos-. Algunos otros sistemas CRISPR-Cas funcionan de esta manera. Sin embargo, no se había observado antes un mecanismo de defensa basado en CRISPR que dependa de una sola nucleasa para reconocer al invasor y degradar el ADN y el ARN celular».

Cas12a2 reconoce los ARN diana que son complementarios a su ARN guía. El ARN dirigido desencadena la escisión del ácido nucleico colateral que degrada el ARN, el ADN monocatenario y el ADN bicatenario. «Esta actividad conduce a la detención celular, presumiblemente al dañar el ADN y el ARN en la célula, lo que perjudica su crecimiento». Los autores señalan que este nuevo tipo de CRISPR se podría usar en el diagnóstico molecular y la detección directa de biomarcadores de ARN, lo que se traduce en nuevos test que revelan desde enfermedades víricas a cáncer.

El segundo estudio señala que Cas12a2 experimenta cambios estructurales importantes después de unirse a su objetivo de ARN en varias etapas de la respuesta inmune. «Increíblemente, las nucleasas Cas12a2 doblan la pieza generalmente recta de ADN de doble hélice 90 grados, para forzar la columna vertebral de la hélice hacia el sitio activo enzimático, donde se corta -explica Thomson Hallmark, bioquímico de la Universidad de Texas en Austin y uno de los autores principales del segundo estudio-. «Es algo extraordinario de observar, un fenómeno que arranca gestos de sorpresa en otros científicos».

Por su parte, su colega Ryan Jackson, coautor del mismo estudio, afirma que la diferencia entre una célula sana y una célula maligna o infectada es genética. «Si se pudiera aprovechar Cas12a2 para identificar, atacar y destruir células a nivel genético, las aplicaciones terapéuticas potenciales serían significativas -afirma-. Solo estamos arañando la superficie, pero creemos que Cas12a2 podría conducir a tecnologías CRISPR mejoradas y adicionales que beneficiarán enormemente a la sociedad».