Edición del genoma: definición, técnicas y aplicaciones

Técnicas para estudiar genes y proteínas

Para entender la función de un gen o una proteína se puede interferir de forma específica en la secuencia y observar los efectos sobre el organismo. Cuando no es posible hacer una mutación específica del sitio, se recurre a estrategias indirectas o complementarias, como las siguientes:

• Silenciar el gen de interés mediante ARN de interferencia corto (siRNA). Sin embargo, la interrupción del gen mediante siRNA puede ser variable e incompleta.
• Edición del genoma con nucleasas como la ZFN. Esto es diferente del ARNsi. La nucleasa diseñada (la enzima que corta el ADN) es capaz de modificar la unión al ADN. Por lo tanto, en principio puede cortar cualquier posición del genoma e introducir cambios en las secuencias de los genes a los que no puede dirigirse específicamente el ARNi convencional.

Esta capacidad de modificar el ADN de manera dirigida ha convertido a la edición del genoma en una herramienta esencial para la biología molecular y la biomedicina. Permite crear modelos celulares y animales de enfermedad, analizar rutas metabólicas y estudiar qué ocurre cuando se inactiva, corrige o reemplaza un gen concreto.

Aplicaciones principales

La edición del genoma tiene usos muy amplios. En investigación básica se emplea para identificar genes implicados en el desarrollo, la respuesta inmunitaria o el cáncer. En medicina, se investiga para tratar enfermedades hereditarias, corregir mutaciones patogénicas y modificar células del propio paciente, como ocurre en ciertos enfoques de terapia celular. En agricultura, se usa para obtener cultivos más resistentes a plagas, sequía o enfermedades, o con mejores características nutricionales.

También se está explorando su aplicación en microbiología industrial, para mejorar microorganismos utilizados en la producción de fármacos, enzimas y biocombustibles. En todos los casos, la precisión del cambio es clave para reducir efectos no deseados en regiones del genoma distintas de la diana prevista.

La edición del genoma fue elegida por Nature Methods como método del año 2011, reflejo de su enorme impacto en la investigación biomédica. Desde entonces, la técnica ha evolucionado de forma rápida y hoy se emplea en numerosos laboratorios y ensayos experimentales.

Sin embargo, su uso en seres humanos plantea retos técnicos, médicos y éticos. Aunque ya existen aplicaciones terapéuticas en desarrollo y algunos tratamientos están avanzando hacia la práctica clínica, la implantación de embriones modificados en una mujer sigue sin estar permitida en la mayoría de los contextos clínicos y regulatorios. Por ello, la investigación continúa centrada en la seguridad, la precisión y el control de los cambios introducidos.