Investigadores de la TUM han demostrado una forma de estudiar de forma eficaz los mecanismos moleculares de resistencia a enfermedades o cuestiones biomédicas en animales de granja.
por la Universidad Técnica de Múnich
Ahora los investigadores pueden introducir mutaciones genéticas específicas en un órgano deseado o incluso corregir genes existentes sin crear nuevos modelos animales para cada gen objetivo. Esto reduce la cantidad de animales necesarios para la investigación.
CRISPR/Cas9 permite manipulaciones genéticas deseadas
CRISPR/Cas9 es una herramienta para reescribir información del ADN. Los genes pueden inactivarse o modificarse específicamente mediante este método. El sistema CRISPR/Cas9 consta de dos componentes.
El ARNg (ARN guía) es una secuencia corta que se une específicamente al segmento de ADN del gen que se va a modificar. La nucleasa Cas9, las verdaderas «tijeras genéticas», se une al ARNg y corta la sección respectiva del ADN objetivo. Este corte activa mecanismos de reparación que pueden inactivar funciones genéticas o incorporar mutaciones específicas.
Pollos y cerdos sanos con tijeras genéticas integradas
«Los animales generados proporcionan junto con ellos las tijeras genéticas, la proteína Cas9. Así que todo lo que tenemos que hacer es introducir los ARN guía para obtener animales que tengan características genéticas específicas», explica Benjamin Schusser, profesor de biotecnología reproductiva en la TUMO. «La generación inicial de estos animales tardó unos tres años. Ahora Cas9 se puede utilizar en todas las etapas del desarrollo animal, ya que cada célula del cuerpo posee permanentemente la proteína Cas9. Hemos podido utilizar con éxito esta técnica también en embriones de pollo. como en los cerdos vivos.»
Los pollos y cerdos sanos producidos por los investigadores poseen así la nucleasa Cas9 en todos los órganos estudiados. Esto es particularmente útil en la investigación biomédica y agrícola.
Herramienta analítica para combatir enfermedades virales o cancerosas
Los cerdos se utilizan como modelos de enfermedades para los humanos porque su anatomía y fisiología son mucho más similares a las de los humanos en comparación con los ratones (actualmente un modelo de enfermedad común). Por tanto, un cerdo modificado puede ayudar a comprender mejor el mecanismo de la carcinogénesis en humanos. También se pueden probar nuevos tratamientos potenciales para humanos en modelos animales.
«Gracias a la presencia de Cas9 en las células, los procesos se aceleran y simplifican significativamente», afirma Angelika Schnieke, profesora de biotecnología ganadera en la TUM. «Los animales equipados con Cas9 permiten, por ejemplo, desactivar específicamente genes relacionados con tumores y simular el desarrollo del cáncer».
Los cerdos y pollos Cas9 permiten a los investigadores probar qué genes podrían estar involucrados en la formación de rasgos, como la resistencia a enfermedades, directamente en el animal. «El mecanismo del sistema CRISPR/Cas9 también puede ser útil para combatir infecciones mediante virus de ADN. Los experimentos iniciales con cultivos celulares mostraron que esto ya funciona con el virus del herpes aviar», afirma el profesor Schusser.
Recurso importante para la investigación biomédica y agrícola.
El profesor Schnieke señala: «Nuestros pollos y cerdos que expresan Cas9 representan un recurso innovador para la edición del genoma en las ciencias biomédicas y agrícolas, pero más allá de eso, estos animales también están disponibles para otros grupos de investigación. Por lo tanto, la edición genómica eficiente en animales vivos tiene el potencial para avanzar significativamente en la investigación biomédica y agrícola».
Más información: Beate Rieblinger et al, Pollos y cerdos que expresan Cas9 como recursos para la edición del genoma en ganado, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2021). DOI: 10.1073/pnas.2022562118
