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Controversiales ‘gene drives’ de CRISPR probadas en mamíferos por primera vez

Los experimentos en ratones sugieren que la tecnología tiene un largo camino por recorrer antes de ser utilizada para el control de plagas en la naturaleza.

 

Ewen Callaway

Una tecnología controvertida capaz de alterar los genomas de especies enteras se ha aplicado a los mamíferos por primera vez. En una pre-impresión publicada en 1 de BioRxiv el 4 de julio, los investigadores describen el desarrollo de “impulsos genéticos” que podrían usarse para erradicar poblaciones problemáticas de animales en ratones de laboratorio que utilizan la técnica de edición de genes CRISPR.

Las unidades de genes aseguran que las mutaciones elegidas se transmiten a casi todas las crías de un animal. Ya se han creado en mosquitos en el laboratorio , como una posible estrategia de control de la malaria. Los investigadores han planteado la posibilidad de que la tecnología pueda ayudar a matar ratas invasoras, ratones y otras plagas de roedores. Pero el último estudio ahoga las esperanzas de que eso suceda pronto, dicen los científicos. La técnica funcionó de manera incoherente en ratones de laboratorio, y aún quedan innumerables obstáculos tecnológicos antes de que los investigadores pudieran considerar la posibilidad de liberar la herramienta en libertad.

“Hay una indicación de que podría funcionar, pero también es aleccionador”, dice Paul Thomas, un genetista de desarrollo de la Universidad de Adelaide en Australia, que no participó en la investigación. “Pasaría mucho más tiempo en donde podrías considerar los genes como una herramienta útil para el control poblacional de los roedores”. Su laboratorio está haciendo un trabajo similar, como parte de un consorcio internacional para usar impulsos genéticos para combatir los roedores invasores.

Los impulsos genéticos funcionan asegurando que una mayor proporción de los descendientes de un organismo herede un cierto gen “egoísta” de lo que ocurriría por casualidad, permitiendo que una mutación o gen extraño se propague rápidamente a través de una población. Se producen de forma natural en algunos animales, incluidos los ratones, donde pueden causar la muerte o la infertilidad. Pero la revolucionaria herramienta de edición de genes CRISPR-Cas9 ha llevado al desarrollo de unidades de genes sintéticos que están diseñadas para eliminar especies problemáticas, como los mosquitos transmisores de malaria, desde la naturaleza, por ejemplo, asegurando que la descendencia sea infértil. La tecnología ha atraído la controversia, e incluso un intento fallido de prohibir su uso global , porque, si se liberara en la naturaleza, los organismos que llevan unidades de genes podrían ser difíciles de contener.

Un equipo dirigido por Kim Cooper, un genetista del desarrollo de la Universidad de California en San Diego, no intentó desarrollar un impulso genético para hacer que los ratones de laboratorio ( Mus musculus ) fuesen infértiles. Más bien, su objetivo era crear un banco de pruebas para la tecnología, que dicen que también podría ser útil en la investigación básica: sesgaban la herencia de una mutación que da a los ratones abrigos totalmente blancos, en lugar de infertilidad.

Las unidades de genes basadas en CRISPR usan la herramienta de edición de genes para copiar una mutación en un cromosoma al segundo de un par, generalmente durante el desarrollo temprano de un animal. Cuando el equipo de Cooper intentó esto en embriones de ratones, la mutación no siempre se copió correctamente, y funcionó solo en embriones femeninos.

En base a esos resultados, su equipo estimó que esto podría conducir a que una mutación se transmita a alrededor del 73% de las crías de ratones hembra, en promedio, en lugar del 50% habitual para la mayoría de los genes que operan bajo las reglas habituales de herencia. Cooper se negó a comentar sobre el trabajo de su equipo, porque aún no ha sido publicado en una revista revisada por pares.

Tony Nolan, un biólogo molecular en el Imperial College de Londres que forma parte de un equipo que desarrolla impulsos de genes en mosquitos portadores de malaria, está emocionado de ver que los impulsos genéticos pueden, al menos, funcionar en roedores. Incluso si la tecnología no se convierte en una herramienta de erradicación, podría ayudar a producir animales de laboratorio transgénicos que modelen las enfermedades causadas por mutaciones múltiples de manera más eficiente que las tecnologías existentes, dice.

Otros investigadores coinciden en que el estudio es importante, pero dicen que también muestra cuánto tiempo debe pasar la tecnología en roedores. “¿Podrías imaginar este impulso genético en la naturaleza? Eso no va a suceder “, dice Gaétan Burgio, un genetista que trabaja en CRISPR en la Universidad Nacional de Australia en Canberra. La eficiencia relativamente baja de la técnica significa que tomaría muchas generaciones para que el impulso genético se propague a través de una población completa de roedores, dejando tiempo suficiente para que las especies desarrollen resistencia al impulso genético .

Thomas describe los resultados como un “control de la realidad” para los esfuerzos por desarrollar unidades de genes en roedores. “Da una indicación de cuánto más hay que avanzar”, dice. El trabajo futuro debería tratar de mejorar la eficiencia, así como comprender por qué la técnica no funciona en ratones machos, agrega Thomas.

Es miembro de un consorcio llamado Genetic Biocontrol of Invasive Rodents, o GBIRd, que espera desplegar unidades de genes contra roedores invasores.

Las unidades de genes CRISPR no son la única estrategia del consorcio para tratar con roedores invasores. El miembro y genetista de GBIRd, David Threadgill, y su equipo en la Universidad de Texas A & M en College Station, están trabajando con un impulso genético que ocurre naturalmente en ratones, llamado t-haploype. Los investigadores planean modificar este gen egoísta para crear ratones sin hija: las hembras con dos copias darán a luz solo a los machos, lo que podría provocar un eventual colapso de la población.

Si la tecnología de manejo de genes resulta efectiva para controlar a los roedores, las islas son un banco de pruebas ideal, dice Heath Packard, director de Island Conservation, un socio de GBIRd que se centra en la erradicación de plagas invasoras. Los pesticidas de roedores que han eliminado ratones problemáticos y ratas en islas pequeñas son demasiado riesgosos para usar en islas más grandes, con ecosistemas complejos y grandes poblaciones humanas, dice Packard. Las unidades genéticas, que podrían estar contenidas en las islas, son todavía una tecnología que vale la pena investigar. “Esperamos que esta sea una herramienta que podría servir a la comunidad de restauración de la isla”, dice, “pero no sabemos si va a funcionar”.


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