Desde que se llegó a conocer la estructura del genoma y cómo este funcionaba, nació el deseo de manipularlo, ya fuera activando o inhibiendo determinados genes. Los esfuerzos habían sido muchos, pero el principal escollo estaba en la falta de precisión, que no permitía ubicar entre los 20.000 genes del genoma humano, él o los genes que se deseaba modificar. Ante esta imprecisión no se podía pretender llegar a reparar un determinado gene. Cuando mucho, podría reemplazar un gene que funcionara mal, por otro que teniendo una estructura (DNA) adecuada, pudiese ubicarse en otra parte del genoma
(Corrección de errores genéticos: Realidad y Ficción).
La posibilidad que el gene de repuesto se instalara en un lugar correcto era muy baja y por ello la eficiencia de la intervención era escasa. Al insertarse al azar, podía quedar ubicado lejos del promotor, o en muchas de las otras regiones no codificadores del DNA, donde no era posible controlar la eficiencia de su función
(A cincuenta años de la molécula de la vida). Ello significaba que la proteína (el producto final del gene) no se produjera, o sólo se lograra una cantidad mínima de ella. Por ello los investigadores introducían el gene de reemplazo a la célula con una concentración excesiva del virus transportador, con la esperanza que con ello se pudiese incrementar su actividad. Pero en más de una ocasión ello resultó en la muerte de algún paciente
(Alarma por terapia génica).
Es por ello que la nueva tecnología llamada CRISPR ha sido tan entusiastamente recibida. En los últimos doce meses ya han aparecido más de 60 publicaciones relacionadas con ella. Por lo menos 20 equipos de investigadores han comenzado a manipular genes específicos mediante la tecnología CRISPR, ya sea en el genoma de ratas, bacterias, levaduras, el pez cebra, nemátodes, la mosca de la fruta, en plantas y también en el genoma de células humanas. Ello, ya sea con la intención de conocer mejor el funcionamiento de los genes o tratando de usarlo para corregir genes defectuosos. Con la tecnología CRISPR incluso se puede llegar a modificar múltiples genes simultáneamente, como también para simplificar la compleja técnica de Knock-out para eliminar un gene, que se utiliza para producir modelos de enfermedades humanas en ratas
(Conocer la función de un gene por su ausencia). Con la tecnología CRISPR, el Knock-out del gene, es directo y muy eficiente.
Como se ha avanzado
Hasta hace 10 años la microcirugía genética era un sueño que solo algunos ilusos podían imaginar como posible. Para ello era previo disponer de una técnica que permitieran perfeccionar el proceso de ubicación del gene dentro del genoma, y una vez logrado, actuar sobre su estructura. Fue así como se encontró una proteína llamada "nucleasa dedo de zinc", que era un complejo proteico capaz de adherirse al gene específico y mediante una nucleasa adherida al dedo de zinc, cortar las doble hebra del DNA (las "nucleasas" son enzimas hidrolasas que degradan ácidos nucleídos). Luego la misma célula reparaba la hebra en el lugar dañado con un trozo de DNA que el investigador suministraba (figura 1). Se trataba de de una verdadera terapia génica que reparaba el gene específico en el sitio de la mutación.
(Nueva técnica para reparar genes: las proteasas dedo de zinc). Desgraciadamente la preparación del dedo de Zinc, necesario para ubicar el gene, era demasiado engorrosa. Ahora las cosas se han simplificado muchísimo utilizando una proteína que se ha llamado Cas9. Su nombre proviene de trozos repetitivos de DNA que las bacterias han desarrollado como un sistema inmune adaptativo que le permite defenderse de los virus llamados bacteriófagos. Las bacterias para defenderse de estos virus, unen la proteína Cas9 a un trozo de RNA guía, que calza e inactiva el genoma del virus. En el año 2012 los investigadores usaron por primera vez el complejo CRISPR, formado por un trozo de RNA guía que había sido editado en un tubo de ensayo. Inmediatamente otros investigadores reconocieron el tremendo potencial que había en el complejo CRISPR, que permitiría ubicar con gran precisión el trozo de un gene específico por la estructura de su DNA, permitiendo que luego la proteína Cas9 procediera a destruir o modificar su DNA. A diferencia de la nucleasa dedo de zinc, que requería construir una proteína para ubicar el gene (lo que era engorroso prepararla), el complejo CRISPR constituido por la proteína Cas9 y un trozo de RNA guía, era mucho más fácil de producir. Más aún, la ubicación del gene mediante el trozo de RNA guía, era mucho más específico, y al mismo tiempo el gene era más fácil romper o eliminar por la proteína Cas9 (figura 2). Es así que se ha estado logrando un complejo (CRISPR) que permite ubicar muy precisamente un gene específico, para que luego la proteína Cas9, de acuerdo a lo programado, destruyera la doble hebra del DNA. Una vez más, lo imposible parece ser una realidad (A bacterial inmune system yields a potentially revolutionary genome-deliting technique. Science, 2013; 341: 833-836).