Cortar y pegar genes



Fue considerada el avance científico del año por la revista Science y motivó una cumbre en Washington para discutir los aspectos éticos de su aplicación en humanos; la llaman Crispr-Cas9

 


"Este es un ejemplo de cómo la investigación básica y aplicada se nutren mutuamente -explica Marcelo Rubinstein, investigador del Instituto de Genética y Biología Molecular (Ingebi), del Conicet, y profesor de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA-. Científicos de una empresa láctea francesa estaban interesados en estudiar cómo evitar que las bacterias lácticas utilizadas en la fabricación de yogur no se murieran por virus (bacteriófagos, o "fagos", a secas), lo que a veces obligaba a tirar hectolitros de producto. Descubrieron que había bacterias que tenían mecanismos naturales de inmunidad: cortaban una partecita del genoma viral y lo metían en su propio genoma, de manera que las «hijas» nacían con inmunidad contra esos virus. Los neutralizaban identificando una zona particular del genoma y cortando el ADN con una enzima. Después, se dieron cuenta de que podían trasladar a otros grupos ese mecanismo."
Según Doudna, Crispr-Cas9 puede usarse para replicar la base genética de enfermedades humanas en modelos de laboratorio, abriendo la puerta a un conocimiento sin precedente de desórdenes previamente enigmáticos. También hace más fácil corregir defectos genéticos en animales adultos y en tejidos de cultivo producido a partir de células madre, estrategias que eventualmente pemitirían tratar o curar enfermedades.
Las instrucciones para fabricar un organismo son como un largo texto en código almacenado en su ADN. La humanidad viene modificándolo desde hace mucho con distintas técnicas, como hacer cruces o seleccionar las mutaciones que se producen al azar. Lo singular del hallazgo de Doudna y Charpentier es que permite intervenir a la manera de un procesador de texto, como si tomáramos una oración, la cortáramos y volviéramos a deletrearla con las letras correctas.
La técnica Crispr-Cas9 tiene dos componentes: una enzima (Cas9) que corta el ADN como si fuera una tijera molecular, y una guía de ARN sintético [el ácido nucleico que actúa como mensajero de la información genética para la síntesis de proteínas] que le dice a la enzima exactamente dónde cortar.
Aunque resulta efectivo, este proceso no es perfecto. Puede cortar demasiado ADN y alterar otros genes importantes, pero investigadores del Broad Institute, del MIT y Harvard creen haber resuelto el problema moficando la estructura molecular de la enzima y reduciendo el riesgo de cortes fuera de registro.
Los investigadores que la emplean están maravillados por su versatilidad y rapidez.


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IMPORTANTE Avance en el estudio del PARKINSON


La identificación del nuevo gen, publicada en la revisa Elife, desempeña un importante papel de mediación en otros genes previamente reconocidos (PARKIN y PINK1). Concretamente, el nuevo gen es MUL1 y fue descubierto gracias a un estudio con moscas de la fruta y ratones. El equipo de investigadores halló que el suministro de una cantidad extra del gen MUL1 ayuda a mejorar el daño mitocondrial, debido a estos genes mutados, y por tanto, la inhibición de este nuevo gen exacerba el daño.

“Demostramos que la dosis MUL1 es clave y optimizar su función es crucial para la salud del cerebro y para prevenir la enfermedad de Parkinson. Nuestro trabajo demuestra que la salud mitocondrial es de vital importancia para evitar que suframos de neurodegeneración. Además, la búsqueda de un medicamento que pueda mejorar la función de MUL1 sería de gran beneficio para los pacientes con la enfermedad de Parkinson”, afirma Ming Guo, líder de estudio.

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Este nuevo descubrimiento podría conducir a grandes avances en el tratamiento de la enfermedad, así como su prevención, y abre la esperanza a una potencial cura para este trastorno.

Revelan secretos sobre la temible Peste Bubónica

Hay veces que un diente tiene mucho que decir. Molares extraídos de esqueletos encontrados en las obras de una nueva línea del metro de Londres están revelando secretos de la Peste Bubónica, la mortal epidemia medieval y de sus víctimas. Esta semana, Don Walker, especialista en huesos del Museo de Londres, resumió la biografía de un hombre cuyos huesos fueron encontrados por trabajadores de la construcción debajo de la londinense Plaza Charterhouse: cuando era niño le dieron el pecho, se mudó a Londres de otras parte del país, cuando era niño sufría de caries dentales, de adulto fue peón y murió cuando era un adulto joven de la peste bubónica que arrasó Europa en el siglo XIV. La vida del pobre hombres fue dura, brutal y corta, pero la información que dejó es iluminadora. "Es fantástico que podamos estudiar con tanto detalle a un individuo que murió hace 600 años", dijo Walker". Los 25 esqueletos fueron descubiertos el año pasado durante las obras de Crossrail, una nueva línea ferroviaria en la que se están perforando 21 kilómetros de túneles bajo el corazón de Londres. Los arqueólogos de inmediato sospecharon que los huesos eran de un viejo cementerio para víctimas de la también llamada Peste Negra. El lugar, fuera de los muros de la ciudad medieval, está lleno de información histórica. Y la plaza, donde otrora hubo un monasterio, es uno de los pocos lugares de la ciudad que no se ha tocado en varios siglos. Para probar sus teorías, los científicos tomaron un diente de cada uno de los 12 esqueletos y extranjeros ADN. El domingo anunciaron que las pruebas indican la presencia de la bacteria Yersinia pestis, que provocó la peste, en varias de las muestras y que probablemente murieron de la Peste Bubónica. Sin embargo, esa no fue la única conclusión. Arqueólogos, historiadores, microbiólogos y médicos trabajaron juntos en un equipo multidisciplinario para aplicar técnicas específicas al descubrimiento. El método del carbono 14 y el análisis de pedazos de cerámica ayudaron a determinar cuándo ocurrieron los enterramientos. La geofísica forense, que se usa más comúnmente en investigaciones de asesinatos y crímenes de guerra, ayudó a ubicar más restos debajo de la plaza. Y el estudio de isótopos de oxígeno y estroncio en los huesos reveló detalles de la dieta y la salud. Estas personas eran, en lo fundamental, pobres. Muchos de los esqueletos muestran señales de la desnutrición que provocó la llamada Gran Hambruna que afectó a Europa 30 años antes de la Peste Bubónica. Muchos tienen lesiones que sugieren una vida de trabajo duro. Uno de los hombres se hizo vegetariano ya de adulto, lo que indica que puede haber entrado en una orden de monjes. Los arqueólogos se sorprendieron de descubrir que los esqueletos estaban en capas y parecían haber proceder de tres períodos: la epidemia original de 1348-1350 y brotes posteriores en 1361 y principios del siglo XV. "Eso sugiere que el lugar se usó como cementerio una y otra vez para las víctimas de la peste", dijo Jay Carver, principal arqueólogo de Crossrail. Se cree que la Peste Bubónica mató a por lo menos 75 millones de personas, entre ellas casi la mitad de población de Europa, pero los enterramientos sugieren que alto grado de orden social, algo que se conoce por primera vez. Mientras la peste devastaba la Europa continental, transmitida por las pulgas que habitan en las ratas, las autoridades londinenses arrendaron tierras para un cementerio de emergencia. Los entierros fueron sencillos pero ordenados y los cadáveres estaban envueltos en mantas y colocados en hileras ordenadas, selladas por una capa de arcilla. Sin embargo, los esqueletos de personas enterradas posteriormente muestran más señales de lesiones en la parte superior del cuerpo, algo que pudiera indicar un período de inestabilidad y fractura social. Los arqueólogos planean cavar más este verano para saber cuántos restos más hay debajo de la plaza. Carver dice que parecen ser "pocos miles". Y es posible que los dientes no revelen todos sus secretos. Expertos en ADN antiguo de la Universidad McMaster en Canadá trabajan para reproducir el genoma de la plaga encontrado en los dientes, con el fin de conocer más sobre la enfermedad, que todavía afecta a miles de personas al año en todo el mundo. La mayoría de los pacientes se recuperan si los tratan a tiempo con antibióticos. Los científicos quieren saber si la enfermedad del siglo XIV es la misma cepa de la enfermedad de hoy, o si la cepa ha evolucionado. El estudio del ADN de los dientes de otros esqueletos descubiertos en los años 1980 en otro cementerio de víctimas de la peste en Londres sugiere que la cepa no ha cambiado, pero todavía no se ha podido probar científicamente. Brendan Wren, profesor de Biología Molecular de la Escuela de Higiene y Medicina Tropical de Londres, dijo que la nueva información pudiera ayudar a los científicos "a comprender cómo el bacilo de la plaga y otros similares, se hicieron tan virulentos para los humanos". "Es información útil que pudiera advertir y evitar epidemias y pandemias potenciales", dijo

Descubren 74 nuevos errores genéticos asociados al cáncer


Más que por lo que signifiquen de momento para los pacientes con cáncer, los 13 estudios que esta semana se publican simultáneamente en cinco revistas diferentes son un ejemplo de colaboración científica internacional. Ha sido necesaria la participación de 200.000 voluntariosy cientos de instituciones de todo el mundo para descubrir nuevas pistas genéticas de tres tumores con fuerte carácter hormonal: mama, ovario y próstata.
'Nature Genetics','Nature Communications','Human Molecular Genetics''PLoS Genetics' y 'The American Journal of Human Genetics' son las cinco publicaciones en las que esta semana han visto la luz los resultados del mayor estudio científico de la historia; en el que han participado nada menos que 100.000 pacientes con cáncer y otras tantas personas sanas. Este prodigio de la colaboración internacional ha sido posible gracias a la financiación del séptimo programa marco de la Comisión Europea, y en él han participado 200 instituciones de Europa (entre ellas algunas españolas), Asia, Australia y EEUU.
"El proyecto 'Collaborative Oncological Gene-Environment Study' (COGS) se inició en 2009 con el objetivo, entre otros, de descifrar las bases genéticas de la susceptibilidad al cáncer", explica a ELMUNDO.es Javier Benítez, director del Programa de Genética del Cáncer del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) y uno de los coordinadores de esta iniciativa europea.
Gracias a esta colaboración ha sido posible descubrir 74 pequeños errores genéticos implicados en estas tres enfermedades que afectan a 2,5 millones de personas en todo el mundo al año. Cada uno de esos fallos (denominados (polimorfismos de un solo nucleótido, SNPS) confiere un riesgo muy bajo por sí solo, pero un individuo puede acumular decenas de ellos que se multipliquen entre sí hasta aumentar de manera significativa sus probabilidades de sufrir un cáncer a lo largo de su vida.
Los polimorfismos de un solo nucleótido son en realidad pequeños cambios en el orden de las letras en el ADN y cada individuo puede tener millones de estos 'fallos' en su genoma sin mayores consecuencias. Esos SNPS son los que nos hacen diferentes unos de otros, los que explican por ejemplo, que un individuo responda mejor a un tratamiento que otra persona, o que sea más sensible a ciertas enfermedades. A diferencia de las mutaciones (infrecuentes pero muy determinantes) los polimorfismos son muy habituales, pero se necesitan decenas de ellas para incrementar el riesgo de manera significativa.
Como explica a este periódico Lori Sakoda, de la Fundación Kaiser Permanente y autora de un comentario en 'Nature Genetics', "detectar estos fallos que confieren riesgos tan pequeños sólo es posible estudiando una población muy amplia".
"Estos resultados no son lo que cualquier ciudadano medio esperaría, una cura contra el cáncer, por ejemplo. Ni van a cambiar inmediatamente los tratamientos oncológicos", admite a EL MUNDO John Witte, coautor del comentario junto a Sakoda; "pero sí tienen un gran valor a corto plazo". A su juicio, uno de los aspectos más importantes es que algunos de los SNPS descubiertos son comunes a varios tipos de cáncer; "esto apunta directamente al inicio del proceso tumoral y sugiere que en lugar de categorizar los tumores como enfermedades diferentes tal vez deberíamos centrar la investigación en estudiar sus similitudes".
En el caso del cáncer de mama, explica Benítez, hasta ahora sólo se conocían 25 genes de riesgo. Con esta colaboración ha sido posible descubrir errores genéticos en otros 41 genes que nunca antes se habían vinculado a tumores y que explicarían alrededor del 4% del riesgo de cáncer de mama familiar. "Hasta ahora, los genes BRCA1 y 2 explican alrededor del 20% de casos de cáncer de mama hereditario; pero sabemos que hay familias con un gran número de mujeres afectadas por la enfermedad sin mutación en estos genes, en las que sospechábamos que debía de haber algo más", prosigue el especialista en genética.
A pesar de la importancia del hallazgo, Benítez insiste en que cada uno de estos genes confiere un riesgo muy bajo por sí solo: "Si una mujer tiene un 10% de probabilidades de tener cáncer de mama a lo largo de su vida, cada uno de estos nuevos genes elevaría su riesgo al 12% o 13%". Muy lejos todavía del 60%-70% de riesgo que sufren las portadoras de BRCA. Los trabajos han hallado otros 1.000 SNPS que confieren todavía un riesgo menor de susceptibilidad al cáncer (apenas un 0,1%), pero que sumados explicarían nada menos que otro 14% del riesgo de cáncer de mama familiar.
Por eso, los autores son cautos de momento sobre la aplicación clínica de estos hallazgos ("es demasiado pronto para cambiar nada en la clínica", asegura Benítez) aunque no sobre su importancia, que ha permitido duplicar en cuatro años las regiones conocidas de susceptibilidad al cáncer. En el caso de la próstata se han descubierto 26 nuevos SNPS, lo que eleva el número de errores genéticos conocidos en este tumor a 78; mientras que en ovario se han hallado ocho. "Ahora sabemos mejor en qué regiones del genoma debemos seguir mirando en el futuro", ha señalado por su parte Peter Hall, investigador del Instituto Karolisnka de Suecia y coordinador a nivel europeo del COGS.
A partir de ahora habrá que seguir indagando en este terreno para definir mejor qué individuos tienen mayores probabilidades de desarrollar un cáncer a lo largo de su vida, y poder centrar todos los esfuerzos preventivos en esa población (bien con pruebas de diagnóstico precoz, quimioprevención con fármacos o tratando de evitar hábitos nocivos como el tabaco que podrían despertar su susceptibilidad genética al cáncer). Es decir, estos hallazgos no indican mutaciones directamente implicadas en el cáncer, no apuntan a una relación causa-efecto (mutación-enfermedad), sino a una predisposición.
José Ignacio Arias, cirujano del Hospital Monte Naranco de Asturias, es uno de los especialistas que ha colaborado en esta experiencia, aunque se quita méritos con modestia: "Nosotros sólo hemos enviado muestras, todo el éxito es de coordinación es de Javier y su equipo", asegura. Él, que operará hoy a sus pacientes con cáncer como un día cualquiera de quirófano, asegura que este tipo de noticias pueden suponer una esperanza para ellos: "El diagnóstico de un cáncer impacta tanto que poder transmitirles que hay investigaciones en marcha, que tratan de trasladar pronto los avances del laboratorio a la clínica, eso es esperanzador".

Fuente: elmundo.es

Llega el primer medicamento para arreglar genes defectuosos


Se trata de una idea que lleva sobre la mesa más de tres décadas. Tratar las enfermedades genéticas mediante la sustitución de un gen defectuoso por una copia que trabaje bien. Un camino difícil hacia la creación de una terapia efectiva, segura y eficaz que ahora es una realidad gracias a una empresa de biotecnología holandesa bajo el nombre de uniQure. La primera terapia en el mundo occidental dirigida a la corrección de errores en el código genético de una persona ha sido aprobada en Europa.

Una noticia que podría abrir el camino hacia vías similares. El medicamento se llama Glybera y está limitado para el tratamiento de un único trastorno genético poco común bajo el nombre de deficiencia de lipoproteína lipasa (LPLD), una enfermedad hereditaria poco frecuente que hace que sea imposible metabolizar los ácidos grasos que se encuentran en la sangre, lo que resulta la inflamación del páncreas. Un trastorno que afecta a aproximadamente una de cada millón de personas.
El problema de este primer tratamiento pionero es que es muy costoso. Cada terapia tendrá un costo de 1,2 millones de euros por paciente, lo que evidentemente es un problema. A pesar de ello, la compañía justifica el precio del producto, a todas luces desorbitado. Según Joern Aldag, gerente general de la compañía, tratamientos similares tardarán en llegar al mercado, y el alto precio se justifica dado que se trata de una terapia de restauración de la función natural del cuerpo y no de una solución a corto plazo.
La pregunta entonces es clara, ¿cómo podrán acceder al tratamiento los pacientes? uniQure habla de un acuerdo con los gobiernos europeos para rebajar los precios potenciales donde se incluyan variantes en los planes de pago subvencionados por los propios gobiernos. De esta forma la Comisión Europea ha dado su aprobación y el medicamento se pondrá a la venta el próximo verano.
Fuente: http://alt1040.com

¿Alguna vez el ADN podrá revelarnos todos los secretos de la Vida?


En 2001, el Proyecto Genoma Humano nos dio un borrador casi completo de los 3 mil millones de letras –bases nitrogenadas- en nuestro ADN. Nos unimos al club de las especies que han tenido su genoma secuenciado, y en el cuál cada vez hay más.
Estos genomas contienen la información necesaria para la construcción de sus respectivos portadores, pero es una información que no está develada completamente. Hasta la fecha, nadie puede tomar el código de genes de un organismo y predecir todos los detalles de su forma, comportamiento, desarrollo, fisiología, la colección de rasgos conocidos como su fenotipo. Y, sin embargo, la base de esos detalles están ahí, todos capturados en tramos de As, Cs, Gs y Ts. "Las células saben cómo hacer esto", dice Leonid Kruglyak Universidad de Princeton. "Cada vez que se inicia con un genoma de pollo, se obtiene un pollo, y cada vez que se inicia con un genoma del elefante, se obtiene un elefante."

A medida que las nuevas tecnologías faciliten nuestro entendimiento del genoma, ¿podremos finalmente ser capaces de interpretar una secuencia de ADN y determinar todas las características del organismo al que pertenece? Así como los físicos pueden usar las leyes de la mecánica para predecir el movimiento de un objeto, pueden los biólogos utilizar las ideas fundamentales de la genética y la biología molecular para predecir los rasgos y defectos de un cuerpo basándose únicamente en sus genes?

No es fácil. En los organismos complejos, algunos rasgos se remontan a genes específicos. Si, por ejemplo, usted está buscando en una variante específica del gen MC1R, lo más probable es que tenga un mamífero frente a usted, y que además tenga el pelo rojo. De hecho, se ha pensado que algunos neandertales eran pelirrojos precisamente por esta razón. "Pero más allá de esto, la predicción de que algo fuere, un ratón o una ballena o un armadillo, no sería del todo cierta ", dice Kruglyak.


Autor: Ed Yong  @edyong209 
Fuente: BBC Future @bbc_future


Encuentran la “hoja de ruta” para atacar el cáncer de mama


En un hallazgo que modifica de manera considerable la comprensión científica sobre el cáncer de mama, investigadores estadounidenses lograron identificar cuatro tipos de cáncer distintos desde el punto de vista genético. Y dentro de esos tipos descubrieron cambios genéticos distintivos que impulsan a muchos otros tipos de cáncer.
Estos descubrimientos, que fueron publicados online el domingo pasado en Nature , conducirán según se espera a la aparición de nuevos tratamientos con drogas ya aprobadas para tumores en otras partes del cuerpo y a nuevas ideas para terapias más precisas que apunten a anomalías genéticas que hoy no tienen remedio. 
Este estudio es el primer análisis genético exhaustivo sobre esta enfermedad, que mata anualmente a más de 35.000 mujeres sólo en los Estados Unidos.
La nueva investigación, así como otras recientes de menor envergadura, están revolucionando este campo de la medicina.
“Esta es una suerte de hoja de ruta sobre la forma de cómo podría curarse el cáncer de mama en el futuro” , indicó Matthew Ellis de la Universidad de Washington, investigador de este estudio.
Tanto científicos como grupos defensores de pacientes advierten que pasarán años antes de que estos descubrimientos se traduzcan en tratamientos nuevos . Aún dentro de los cuatro tipos principales de cáncer de mama, los tumores individuales parecen ser impulsados por su propia serie de modificaciones genéticas. Tendrá que crearse seguramente una gran variedad de medicamentos para ajustarlos a los tumores individuales.
Este estudio forma parte de un gran proyecto nacional, el Cancer Genome Atlas , que apunta a construir mapas de los cambios genéticos en los tumores más comunes.
La mayor sorpresa del estudio tuvo que ver con un subtipo especialmente mortal , cuyas células tumorales se parecen a las células basales de la piel y a las glándulas sudoríparas, que están en la capa más profunda. Estas células mamarias forman una suerte de andamio para las células del conducto de la leche.
A este tipo de cáncer se lo llama, por lo general, triple negativo y representa un pequeño porcentaje de los casos detectados. Los investigadores lograron ver que este cáncer es totalmente distinto a otros tipos de cáncer de mama y que se parece de hecho mucho más al de ovario y a una clase del cáncer de pulmón.
“Es increíble. Plantea la posibilidad de que haya una causa común”, dijo James Ingle de la Clínica Mayo, uno de los 348 autores de este complejo estudio.

Fuente: clarin.com

Al final no había tanta basura en el ADN

Un equipo de investigadores internacional revela que el denominado ‘ADN basura’ en el genoma humano es, en realidad, un gran panel de control con millones de 'interruptores' que regulan la actividad de nuestros genes. Sin estos interruptores, los genes no funcionarían y se podrían originar mutaciones que, a su vez, podrían desncadenar enfermedades. 
El proyecto está liderado por el National Genome Research Institute (NHGRI)  en EEUU y el EMBL-European Bioinformatics Institute (EMBL-EBI) en Reino Unido.  ENCODE presenta un mapa detallado de la función del genoma que identifica 4 millones de interruptores de genes. Esta referencia esencial ayudará a los investigadores a localizar áreas muy específicas de enfermedades humanas.
"Nuestro genoma sólo funciona gracias a los interruptores: millones de lugares que determinan si un gen se enciende o se apaga", explica Ewan Birney del EMBL-EBI, coordinador de análisis del proyecto. "El proyecto Genoma Humano mostró que sólo el 2% de nuestro genoma contiene genes, que son las instrucciones para hacer proteínas. Pero con ENCODE podemos ver que cerca del 80% del genoma está activamente haciendo algo. Hemos encontrado que una gran parte del genoma - de hecho, una cantidad sorprendente - está implicada en controlar cuándo y dónde se producen las proteínas más allá de simplemente fabricarlas”.
Estos descubrimientos ofrecen el conocimiento que se necesita para mirar más allá de la estructura lineal del genoma y ver cómo toda la red está conectada. Tan importante es saber dónde se están ubicados los genes como qué secuencias los controlan. Debido a la compleja estructura tridimensional de nuestro genoma, estos controles a menudo están lejos del gen que regulan si leemos la secuencia linealmente, aunque si se hace de forma tridimensional veremos que se encuentran envueltos alrededor para contactar con ellos.

Fuente: http://www.agenciasinc.es