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Controversial CRISPR «Gen Drives» probado en mamíferos por primera vez

noviembre 1, 2018
Redaccion

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 completas se ha aplicado a los mamíferos por primera vez. En un artículo publicado en el servidor de preimpresión de bioRxiv el 4 de julio, los investigadores describen el desarrollo de «unidades genéticas», que podrían utilizarse para erradicar poblaciones animales problemáticas, en ratones de laboratorio que utilizan la técnica de edición de genes CRISPR.

Los impulsos genéticos aseguran que las mutaciones elegidas se transmitan a casi todos los descendientes 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 podría ayudar a matar ratas invasoras, ratones y otras plagas de roedores. Pero el último estudio rompe las esperanzas de que eso ocurra pronto, dicen los científicos. La técnica funcionó de manera inconsistente en ratones de laboratorio, y existen innumerables obstáculos tecnológicos antes de que los investigadores puedan siquiera considerar lanzar la herramienta en la naturaleza.

«Hay una indicación de que podría funcionar, pero también es alarmante», dice Paul Thomas, un genetista del desarrollo en la Universidad de Adelaide en Australia, que no participó en la investigación. «Hay mucho más que hacer antes de que pueda considerar las unidades genéticas como una herramienta útil para el control de la población de roedores». Su laboratorio está haciendo un trabajo similar, como parte de un consorcio internacional para usar unidades genéticas para combatir a los roedores invasores.

Los impulsos genéticos funcionan asegurando que una mayor proporción de la descendencia de un organismo herede cierto gen «egoísta» de lo que ocurriría por casualidad, permitiendo que una mutación o gen extraño se propague rápidamente a través de una población. Ocurren naturalmente 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 genéticas sintéticas que están diseñadas para eliminar especies silvestres, como los mosquitos transmisores de la malaria, de la naturaleza, por ejemplo, asegurando que la descendencia sea estéril. La tecnología ha generado controversia, e incluso un intento fallido de prohibir su uso a nivel mundial , ya que, si se libera en la naturaleza, los organismos portadores de genes podrían ser difíciles de contener.

Un equipo liderado por Kim Cooper, un genetista de desarrollo en la Universidad de California en San Diego, no intentó desarrollar un impulso genético para hacer estériles a ratones de laboratorio ( Mus musculus ). Más bien, el objetivo de los investigadores era crear un banco de pruebas para la tecnología, que dicen que también podría ser útil en la investigación básica: propusieron la herencia de una mutación que proporciona a los ratones abrigos completamente blancos, en lugar de infertilidad.

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

El equipo estimó que esto podría conducir a una mutación que se transmita a aproximadamente el 73% de la descendencia de un ratón hembra, en promedio, en lugar del 50% habitual para la mayoría de los genes que operan bajo las reglas normales de herencia. Cooper se negó a comentar sobre el trabajo de su equipo, porque aún no se ha 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 unidades genéticas en mosquitos portadores de malaria, está emocionado de ver que las unidades genéticas pueden, al menos, funcionar en roedores. Incluso si la tecnología no se convierte en una herramienta de erradicación, podría ser más eficiente que las tecnologías existentes para producir animales de laboratorio transgénicos que modelan enfermedades causadas por múltiples mutaciones, dice.

Otros investigadores están de acuerdo en que el estudio es importante, pero dicen que también muestra cuán lejos debe llegar la tecnología a los roedores. «¿Te imaginas esta unidad de genes en la naturaleza? Eso no va a suceder «, dice Gaétan Burgio, un genetista que trabaja en CRISPR en la Universidad Nacional Australiana en Canberra. La eficiencia relativamente baja de la técnica significa que tomará muchas generaciones para que el impulso genético se propague a través de toda una población de roedores, dejando suficiente tiempo para que las  especies desarrollen resistencia .

Thomas describe los resultados como una «verificación de la realidad» para los esfuerzos por desarrollar unidades genéticas en roedores. «Da una indicación de lo mucho que hay que ir», dice. El trabajo futuro debe buscar mejorar la eficiencia y comprender por qué la técnica no funciona en ratones machos, agrega Thomas.

Es miembro de un consorcio llamado Genetic Biocontrol of Invasive Roents, o GBIRd, que espera desplegar unidades de genes contra ratas y ratones.

Las unidades genéticas CRISPR no son la única estrategia del consorcio para lidiar con roedores invasores. El miembro de GBIRd, David Threadgill, genetista de la Universidad de Texas A&M en College Station, y su equipo están trabajando con una unidad genética que ocurre naturalmente en los ratones, llamada t-haplotipo. Los investigadores planean modificar este gen egoísta para crear ratones sin hijas: las hembras que llevan dos copias darán a luz solo a machos, lo que podría provocar una caída de la población.

Si la tecnología de control genético es efectiva para controlar roedores, las islas son un banco de pruebas ideal, dice Heath Packard, director de Island Conservation en Santa Cruz, California, un socio de GBIRd que se enfoca en la erradicación de plagas invasoras. Los pesticidas pararoedores  que han eliminado ratones y ratas problemáticos en islas pequeñas  son demasiado riesgosos para usarlos en islas más grandes, con ecosistemas complejos y grandes poblaciones humanas, dice Packard. Las unidades genéticas, que podrían estar contenidas en islas, siguen siendo una tecnología que vale la pena investigar. «Tenemos la esperanza de que esta podría ser una herramienta que podría servir a la comunidad de restauración de la isla», dice, «pero no sabemos si va a funcionar».

Ewen Callaway trabaja para la revista Nature .

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