En los últimos años, la comunidad científica ha logrado avances significativos en el campo de la edición genética, en particular mediante el desarrollo de los sistemas CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats). En 2020, el Premio Nobel de Química El premio fue otorgado a los científicos por el descubrimiento del sistema CRISPR-Cas9, una tecnología revolucionaria de edición genómica que hizo avanzar la terapéutica del ADN. Posteriormente, el sistema CRISPR-Cas13 surgió como una herramienta potencial para identificar y rectificar errores en las secuencias de ARN. CRISPR-Cas13 es una tecnología novedosa diseñada específicamente para la detección de virus y la terapéutica dirigida al ARN. El ARN CRISPR (CrRNA) se dirige a secuencias de ARN específicas y no específicas, y Cas13 es una proteína efectora que sufre cambios conformacionales y escinde el ARN objetivo. Este sistema de orientación al ARN es muy prometedor para la terapéutica y presenta una herramienta revolucionaria en el panorama de la biología molecular.
Ahora, en un artículo publicado recientemente Estudio de investigación de BioDesignUn equipo de investigadores dirigido por el profesor Yuan Yao del Centro de Innovación Científica y Tecnológica Global ZJU-Hangzhou, Universidad de Zhejiang, China, ha dilucidado las últimas tendencias de investigación de CRISPR-Cas13 en terapias dirigidas al ARN. Al hablar sobre este artículo, que se publicó en línea el 6 de septiembre de 2024, en el Volumen 6 de la revista, el profesor Yao dice: "Al centrarse en el ARN, el intermediario entre el ADN y las proteínas, CRISPR-Cas13 permite a los científicos manipular temporalmente la expresión genética sin inducir cambios permanentes en el genoma. Esta flexibilidad lo convierte en una opción más segura en escenarios donde la estabilidad del genoma es fundamental".
El ARN desempeña un papel central en el transporte de información genética desde el ADN hasta la maquinaria de síntesis de proteínas, y también regula la expresión génica y participa en numerosos procesos celulares. Los defectos en el empalme del ARN o las mutaciones pueden provocar una amplia variedad de enfermedades, que van desde trastornos metabólicos hasta cáncer. Una mutación puntual se produce cuando se inserta, elimina o cambia por error un único nucleótido. CRISPR–Cas13 desempeña un papel en la identificación y corrección de estas mutaciones mediante el empleo de mecanismos REPAIR (edición de ARN para reemplazo programable de A a I) y RESCUE (edición de ARN para intercambio específico de C a U). Explicando las aplicaciones de los editores de genes basados en Cas13, El profesor Yao añade: “El editor mxABE, por ejemplo, se puede utilizar para corregir una mutación sin sentido relacionada con la distrofia muscular de Duchenne que se puede corregir con mxABE. Este enfoque ha demostrado una alta eficiencia de edición, restaurando la expresión de distrofina a niveles superiores a los del tipo salvaje”.
CRISPR–Cas13 puede corregir eventos de empalme inusuales. La desmetilasa es una enzima que desempeña un papel crucial en la modificación postranscripcional (PTM), un proceso que ocurre después de la transcripción y precede a la producción de proteínas. Aprovechar el conocimiento sobre los eventos de empalme y comprender el papel de las desmetilasas con la ayuda de CRISPR–Cas13 puede ayudar a los científicos a desarrollar terapias dirigidas y personalizadas. De manera similar, la maquinaria CRISPR–Cas13 se puede aplicar para alterar, regular al alza o a la baja la traducción. “Uno de los avances recientes más significativos en el campo CRISPR-Cas13 es la integración de inteligencia artificial (IA) para mejorar su precisión y eficiencia”, dice el profesor Yao..
El éxito de las herramientas CRISPR dirigidas al ARN depende de múltiples factores, entre ellos la secuencia de ARN guía, la accesibilidad del ARN diana y la estructura secundaria de la molécula de ARN. El sistema CRISPR–Cas13 tiene amplias aplicaciones clínicas, como el diagnóstico de virus de ARN, la obtención de imágenes de ARN, la edición de bases de ARN, la edición del epigenoma del ARN y las intervenciones terapéuticas. El hecho de que el sistema CRISPR–Cas13 no esté dirigido a la diana y el gran tamaño de la maquinaria de administración son algunos de los obstáculos clínicos que retrasan su implementación clínica. Pero la combinación de técnicas moleculares con IA puede mejorar la eficiencia. Los algoritmos de IA tienen el poder de predecir y optimizar los resultados de la administración del sistema CRISPR–Cas13.
Es probable que los sistemas CRISPR-Cas13 sigan evolucionando rápidamente. A medida que los investigadores perfeccionen la tecnología, existe el potencial de utilizarla en una gama aún más amplia de aplicaciones terapéuticas, desde tratamientos antivirales (como el SARS-CoV-2) hasta enfoques de medicina personalizada para enfermedades genéticas.
Por último, la llegada de CRISPR–Cas13 ha revolucionado sin duda la edición de ARN, ofreciendo una herramienta poderosa para abordar algunas de las enfermedades más desafiantes de nuestro tiempo. Es de esperar que, con las mejoras continuas en especificidad, administración e integración de IA, CRISPR–Cas13 pueda allanar el camino para una nueva era de terapias dirigidas al ARN.
