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.

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

El concepto de gen es colaborativo

El concepto de gen no es un concepto fácil. Y es que solo el 5% del ADN es codificante. Es decir, solo esa pequeña parte lleva información directa para construir proteínas. Entre ese 5% se situan amplias regiones de ADN, a veces muy repetitivo. Y dentro del ADN codificante se alternan regiones no codificantes, llamadas intrones, muy variables, con otras más conservadas, ya sí codificantes, llamadas exones.

Así que, o bien el ADN no es la molécula repleta de instrucciones que creíamos, sino más bien un desierto informativo con algunos oasis (los genes), o bien tenemos mucho que aprender todavía…

El problema de tanto ADN cuya función informativa aún no comprendemos bien, se pone de relieve si nos damos cuenta de la magnitud del problema para una célula. Que ha de lidiar con unos 2 metros (sí, sí, 2 metros) de ADN. Esa es su longitud aproximada. Y todo él empaquetado dentro de ella, en su núcleo. Si hay tanto ADN, y trabajar con él es tan complicado, ha de ser por buenas razones… Si no, la evolución lo hubiera podado.

Por cierto… el grado de empaquetamiento del ADN, teniendo en cuenta su volumen real y su longitud estirado, es de 105. Otro día hablamos de la cromatina…

Nosotros tratamos de comprender las cosas poniéndoles nombre y definiendo lo que son. Así, un gen es la secuencia de ADN necesaria directamente para la síntesis de un producto funcional (ARNm transcrito primario, que sirve para elaborar proteínas; hoy también se tiende a aceptar considerar como genes a los que producen ARNt, ARNr, y otros tipos de ARN, aunque al final no generen proteínas). Por tanto, un gen incluye algo más que la región directamente codificante (cuando yo estudiaba ni se definía ni se entendía así). Y ni siquiera todo el ADN que forma parte de un gen ha de estar junto en el mismo sitio. Fragmentos de él pueden estar alejados unos de otros, separados por ADN que no son el gen (o que creemos que no lo son).

Así, si te das cuenta, el gen ya no es un lugar en el cromosoma. Es una serie de lugares unidos por una función, por una cooperación para lograr un producto común. Un gen es más un concepto colaborativo, funcional y disperso y menos un lugar concreto. ¿Cómo sé qué regiones forman parte del gen? Pues probablemente porque mutaciones en ellas repercuten en el producto que tienen que crear.

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