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¿Cómo afecta la edición de genes en una célula a otras células?

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He leído sobre la edición de genes y tengo algunas preguntas sobre esta tecnología:

  1. Con la edición de genes, ¿estamos corrigiendo los genes de todas las células o de una sola?

  2. Si la edición de genes se realiza solo para una célula, entonces, ¿cómo (o puede) ¿Afecta a otros genes en otras células?


La edición de genes no se realiza en una sola celda, sino en un grupo de celdas. Sin embargo, todavía no afecta a todas las células. La edición / terapia genética para todo el organismo funciona en estos casos:

  1. Las células madre se editan, lo que da lugar a muchas otras células somáticas. Generalmente se realiza en caso de terapia génica en la que las células madre se obtienen del paciente, se editan y se vuelven a implantar.
  2. Algunas células embrionarias se editan y se reimplantan en el embrión en desarrollo, lo que da lugar a lo que se conoce como organismo quimérico (algunas células del cuerpo llevan la edición y otras no). Ahora, algunas de las células editadas darán lugar a células germinales que, a su vez, darán lugar a gametos. En la siguiente ronda de reproducción, los padres quiméricos darían lugar a un organismo completamente transgénico (con gen editado).
  3. Para los organismos unicelulares, es bastante obvio: simplemente usa un marcador de selección o un cribado extenso para seleccionar las células que portan el gen editado.

Cuestiones éticas de la tecnología CRISPR y la edición de genes a través de la lente de la solidaridad

Fondo: La avalancha de comentarios sobre la tecnología CRISPR-Cas9, un sistema inmunológico bacteriano modificado para reconocer cualquier secuencia corta de ADN, cortarla e insertar una nueva, ha reavivado las esperanzas de la terapia génica y otras aplicaciones y ha generado críticas sobre la ingeniería genética en las generaciones futuras. .

Fuentes de datos: Esta discusión se basa en artículos que enfatizan la ética, identificados en parte a través de PubMed y Google, 2014-2016.

Áreas de acuerdo: CRISPR-Cas9 ha llevado el ritmo y las perspectivas del descubrimiento genético y las aplicaciones a un alto nivel, lo que ha avivado la anticipación de la ingeniería genética somática para ayudar a los pacientes. Apoyamos una moratoria sobre la manipulación de la línea germinal.

Áreas de controversia: Ponemos un mayor énfasis en el principio de solidaridad y el bien público. Las bases genéticas de algunas enfermedades no se pueden abordar completamente con CRISPR-Cas9. No vemos nuevos problemas éticos, en comparación con la terapia génica y la ingeniería genética en general, aparte de la tasa explosiva de hallazgos. Otras controversias incluyen la eugenesia, la patentabilidad y las expectativas poco realistas de los profesionales y el público.

Puntos de crecimiento: Los problemas más importantes son el vacío de la investigación sobre la biología de las células germinales humanas, las rutas adecuadas para la supervisión y la transparencia, y las áreas científicas y éticas de la medicina reproductiva.

Áreas oportunas para el desarrollo de la investigación: El principio de solidaridad genómica y prioridad en el bien público debe ser un lente para aportar claridad a los debates de CRISPR. La afirmación válida del excepcionalismo genético respalda la restricción de la experimentación en células germinales humanas, dados los peligros transgeneracionales y la brecha de conocimiento en biología de células germinales.

Palabras clave: CRISPR ética edición de genes ingeniería genética mutación de células germinales solidaridad.


¿Es ética la edición de genes?

Si saca a relucir el tema de la edición genética, el debate seguramente se calentará. Pero, ¿nos estamos acercando lentamente a la idea de utilizar la edición de genes para curar enfermedades genéticas, o incluso crear "bebés de diseño"?

Share on Pinterest ¿La edición genética se convertirá en parte de la medicina diaria?

La edición de genes es la clave para prevenir o tratar enfermedades genéticas debilitantes, dando esperanza a millones de personas en todo el mundo. Sin embargo, la misma tecnología podría abrir el camino para diseñar a nuestros futuros hijos, mejorando su genoma mediante la selección de rasgos deseables como la altura, el color de los ojos y la inteligencia.

Si bien la edición de genes se ha utilizado en experimentos de laboratorio en células individuales y en estudios con animales durante décadas, en 2015 se vio el primer informe de embriones humanos modificados.

El número de estudios publicados ahora es de ocho, y la última investigación ha investigado cómo un determinado gen afecta el desarrollo en el embrión temprano y cómo corregir un defecto genético que causa un trastorno sanguíneo.

El hecho de que la edición genética sea posible en embriones humanos ha abierto una caja de Pandora de problemas éticos.

Entonces, ¿quién está a favor de la edición genética? ¿Los genetistas se sienten diferente sobre este tema? ¿Y es probable que veamos la tecnología en la medicina convencional en el corto plazo?

La edición de genes es la modificación de secuencias de ADN en células vivas. Lo que eso significa en realidad es que los investigadores pueden agregar mutaciones o sustituir genes en células u organismos.

Si bien este concepto no es nuevo, hace 5 años se produjo un gran avance cuando varios científicos vieron el potencial de un sistema llamado CRISPR / Cas9 para editar el genoma humano.

CRISPR / Cas9 nos permite apuntar a ubicaciones específicas en el genoma con mucha más precisión que las técnicas anteriores. Este proceso permite reemplazar un gen defectuoso por una copia no defectuosa, lo que hace que esta tecnología sea atractiva para quienes buscan curar enfermedades genéticas.

Sin embargo, la tecnología no es infalible. Los científicos han estado modificando genes durante décadas, pero siempre hay compensaciones. Todavía tenemos que desarrollar una técnica que funcione al 100 por ciento y no conduzca a mutaciones no deseadas e incontrolables en otras ubicaciones del genoma.

En un experimento de laboratorio, estos llamados efectos fuera del objetivo no son el fin del mundo. Pero cuando se trata de la edición de genes en humanos, este es un gran obstáculo.

Aquí, el debate ético sobre la edición de genes realmente despega.

Cuando la edición de genes se utiliza en embriones, o antes, en el esperma o el óvulo de portadores de mutaciones genéticas, se denomina edición de genes de la línea germinal. El gran problema aquí es que afecta tanto a la persona que recibe el tratamiento como a sus futuros hijos.

Este es un cambio de juego potencial, ya que implica que podemos cambiar la composición genética de generaciones enteras de forma permanente.

Dietram Scheufele, profesor de comunicación científica en la Universidad de Wisconsin-Madison, y sus colegas encuestaron a 1.600 miembros del público en general sobre sus actitudes hacia la edición de genes. Los resultados revelaron que el 65 por ciento de los encuestados pensaba que la edición de la línea germinal era aceptable con fines terapéuticos.

En cuanto a la mejora, solo el 26 por ciento dijo que era aceptable y el 51 por ciento dijo que era inaceptable. Curiosamente, las actitudes estaban relacionadas con las creencias religiosas y el nivel de conocimiento de la persona sobre la edición de genes.

"Entre los que informan de poca orientación religiosa", explica el profesor Scheufele, "una gran mayoría (75 por ciento) expresa al menos algo de apoyo para las aplicaciones de tratamiento, y una proporción sustancial (45 por ciento) lo hace para aplicaciones de mejora".

Agrega: "Por el contrario, para aquellos que informan un nivel relativamente alto de orientación religiosa en su vida diaria, los niveles correspondientes de apoyo son marcadamente más bajos (el 50 por ciento expresa su apoyo al tratamiento, el 28 por ciento expresa su apoyo a la mejora)".

Entre las personas con altos niveles de comprensión técnica del proceso de edición de genes, el 76 por ciento mostró al menos algún apoyo a la edición de genes terapéuticos, mientras que el 41 por ciento mostró apoyo a la mejora.

Pero, ¿cómo se alinean las opiniones del público en general con las de los profesionales de la genética? Bueno, Alyssa Armsby y la profesora de genética Kelly E. Ormond, ambos de la Universidad de Stanford en California, encuestaron a 500 miembros de 10 sociedades de genética en todo el mundo para averiguarlo.

Armsby dice que “existe la necesidad de una conversación internacional continua sobre la edición del genoma, pero muy pocos datos sobre cómo las personas capacitadas en genética ven la tecnología. Como quienes investigan y trabajan con pacientes y familias, son un grupo importante de partes interesadas ".

Los resultados se presentaron ayer en la conferencia anual de la Sociedad Estadounidense de Genética Humana (ASHG), celebrada en Orlando, FL.

En total, el 31,9 por ciento de los encuestados estaba a favor de la investigación sobre la edición de la línea germinal utilizando embriones viables. Este sentimiento fue más pronunciado en los encuestados menores de 40 años, aquellos con menos de 10 años de experiencia y aquellos que se clasificaron a sí mismos como menos religiosos.

Los resultados de la encuesta también revelaron que el 77,8 por ciento de los encuestados apoyaba el uso hipotético de la edición de genes de la línea germinal con fines terapéuticos. Para las condiciones que surgen durante la infancia o la adolescencia, el 73,5 por ciento estaba a favor del uso de la tecnología, mientras que el 78,2 por ciento dijo que apoyaba la edición de la línea germinal en los casos en que una enfermedad sería fatal en la infancia.

Sobre el tema del uso de la edición genética con fines de mejora, solo el 8,6 por ciento de los profesionales de la genética se pronunciaron a favor.

"Me sorprendió mucho, personalmente", dijo el profesor Ormond. Noticias médicas hoy, "Por el hecho de que casi [un tercio] de los encuestados de nuestro estudio apoyaban el inicio de la investigación clínica sobre la edición del genoma de la línea germinal (haciendo la investigación e intentando un embarazo sin la intención de tener un bebé nacido vivo)".

Este hallazgo está en marcado contraste con una declaración de política que la ASHG publicó a principios de este año, agregó.

Según la declaración, de la cual el profesor Ormand es uno de los autores principales, la edición de genes de la línea germinal arroja una lista de cuestiones éticas que deben tenerse en cuenta.

La posibilidad de introducir mutaciones no deseadas o daño en el ADN es un riesgo definitivo y los efectos secundarios no deseados no se pueden predecir ni controlar en este momento.

Los autores explican con más detalle:

“La eugenesia se refiere tanto a la selección de rasgos positivos (eugenesia positiva) como a la eliminación de enfermedades o rasgos vistos negativamente (eugenesia negativa). La eugenesia en cualquiera de sus formas es preocupante porque podría usarse para reforzar los prejuicios y las definiciones estrechas de normalidad en nuestras sociedades ".

"Esto es particularmente cierto cuando existe el potencial de 'mejora' que va más allá del tratamiento de trastornos médicos", añaden.

Si bien las pruebas prenatales ya les permiten a los padres elegir abortar fetos que portan ciertos rasgos de la enfermedad en muchos lugares del mundo, la edición de genes podría crear la expectativa de que los padres deben seleccionar activamente los mejores rasgos para sus hijos.

Los autores lo llevan aún más lejos al especular sobre cómo esto puede afectar a la sociedad en su conjunto. "El acceso desigual y las diferencias culturales que afectan la aceptación", dicen, "podrían crear grandes diferencias en la incidencia relativa de una condición dada por región, grupo étnico o nivel socioeconómico".

“La enfermedad genética, que alguna vez fue un denominador común universal, podría convertirse en un artefacto de clase, ubicación geográfica y cultura”, advierten.

Por lo tanto, la ASHG concluye que, en la actualidad, no es ético realizar la edición de genes de la línea germinal que llevaría al nacimiento de un individuo. Pero la investigación sobre la seguridad y eficacia de las técnicas de edición de genes, así como sobre los efectos de la edición de genes, debe continuar, siempre que dicha investigación se adhiera a las leyes y políticas locales.

En Europa, esto se repite en un panel de expertos que insta a la formación de un Comité Directivo Europeo para "evaluar los posibles beneficios y desventajas de la edición del genoma".

Enfatizan la necesidad de "ser proactivos para evitar que esta tecnología sea secuestrada por aquellos con puntos de vista extremistas y evitar expectativas públicas engañosas con promesas excesivas".

Pero, ¿es la percepción del público realmente tan diferente de la de los investigadores en la primera línea del descubrimiento científico?


La edición de genes CRISPR se utiliza para almacenar datos en el ADN dentro de las células vivas.

El ADN dentro de las células bacterianas vivas se ha editado con tecnología CRISPR para codificar y almacenar información. Este podría ser un paso hacia el desarrollo de un nuevo medio para el almacenamiento de datos a largo plazo.

La información genética de la vida se almacena en el ADN, pero existe un interés creciente en utilizar el ADN como medio de almacenamiento para otros tipos de datos. Para hacer esto, la información a menudo se codifica utilizando las cuatro bases de ADN: adenina (A), citosina (C), timina (T) y guanina (G). La secuencia de ADN correspondiente puede sintetizarse químicamente en un laboratorio e incluso almacenarse en objetos cotidianos.

Harris Wang de la Universidad de Columbia en Nueva York y su equipo llevaron esto un paso más allá, utilizando una forma de edición de genes CRISPR para insertar secuencias de ADN específicas que codifican datos binarios, los 1 y 0 que las computadoras usan para almacenar datos, en células bacterianas. Al asignar diferentes arreglos de estas secuencias de ADN a diferentes letras del alfabeto inglés, los investigadores pudieron codificar el mensaje de texto de 12 bytes "¡hola mundo!" en el ADN en el interior E. coli células.

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Wang y su equipo pudieron posteriormente decodificar el mensaje extrayendo y secuenciando el ADN bacteriano.

Leer más: el ADN recubierto con sílice podría almacenar grandes cantidades de datos en un solo gramo

"Este campo está progresando exponencialmente y este artículo es un gran ejemplo", dice George Church de la Universidad de Harvard, que no participó en el trabajo.

Wang cree que el ADN dentro de las células vivas podría ser un medio más estable para el almacenamiento a largo plazo en condiciones impredecibles. Mientras que el ADN que se mantiene fuera de las células puede degradarse, las bacterias tienen la capacidad de adaptarse a entornos cambiantes y pueden sobrevivir en condiciones difíciles. "Lo que ofrece al ponerlo dentro de la célula es que el ADN está protegido por la célula y la maquinaria que tiene la célula para proteger su ADN", dice Wang.

“Esto puede ser muy interesante para el almacenamiento a largo plazo”, dice Thomas Heinis del Imperial College de Londres. Pero a medida que las bacterias se adaptan y cambian, su ADN también cambia, y estos cambios podrían afectar la información codificada, dice Heinis. “Hay muchas fuentes de errores, una de las cuales son las mutaciones en el ADN durante la replicación celular”, dice.

“Están muy lejos de tener un sistema funcional que reemplace nuestros dispositivos digitales”, dice Nick Goldman del EMBL-European Bioinformatics Institute en Cambridge, Reino Unido. "Pero es un pequeño paso en el camino hacia algo que podría hacer eso".

Referencia de la revista: Biología química de la naturaleza, DOI: 10.1038 / s41589-020-00711-4


Explicación de la edición de genes CRISPR: ¿Qué es y cómo funciona?

Todo lo que necesita saber sobre el avance de la edición de genes que algún día podría curar enfermedades, erradicar especies y crear bebés de diseño.

Estamos en medio de una revolución en la edición de genes.

Durante cuatro décadas, los científicos han manipulado nuestros genes. Desde la década de 1970, los han encendido y apagado experimentalmente, descubriendo que sus funciones mapearon su ubicación dentro de nuestro genoma e incluso las insertaron o eliminaron en animales, plantas y seres humanos.

Y en noviembre de 2018, un científico chino afirmó haber creado los primeros seres humanos modificados genéticamente del mundo.

Aunque los científicos han logrado grandes avances en la comprensión de la genética humana, la edición de nuestros genes sigue siendo un proceso complejo que requiere tecnología imprecisa y costosa, años de experiencia y también un poco de suerte.

En 2012, un par de científicos desarrollaron una nueva herramienta para modificar genes, remodelando todo el campo de la edición de genes para siempre: CRISPR. A menudo descrito como "un par de tijeras moleculares", CRISPR se considera ampliamente la forma más precisa, rentable y rápida de editar genes. Sus aplicaciones potenciales son de gran alcance, afectando la conservación, la agricultura, el desarrollo de medicamentos y cómo podríamos combatir las enfermedades genéticas. Incluso podría alterar todo el acervo genético de una especie.

El campo de la investigación de CRISPR es todavía notablemente joven, sin embargo, ya hemos visto cómo podría usarse para combatir la infección por VIH, combatir especies invasoras y destruir bacterias resistentes a los antibióticos. Sin embargo, quedan muchas incógnitas, incluida la forma en que CRISPR podría dañar el ADN, dando lugar a patologías como el cáncer.

Un salto tan monumental en la ingeniería genética está lleno de complejidades que plantean grandes preguntas, a menudo filosóficas, sobre la ciencia, la ética, cómo llevamos a cabo la investigación y el futuro de la humanidad misma. Con la confirmación de que dos embriones humanos fueron modificados usando CRISPR y llevados a término, esas preguntas se han enfocado claramente. El futuro de la edición genética aparentemente llegó de la noche a la mañana.

Pero que exactamente Qué es CRISPR y cuáles son las principales preocupaciones sobre una herramienta tan poderosa?

CRISPR tiene el potencial de usarse en la edición de embriones humanos para crear "bebés de diseño".

Biblioteca de fotos científicas / Getty Images

¿Qué es CRISPR?

Pocos predijeron cuán importante sería CRISPR para la edición de genes tras su descubrimiento hace 30 años.

Ya en 1987, los investigadores de la Universidad de Osaka que estudiaban la función de los genes de Escherichia coli notaron por primera vez un conjunto de secuencias de ADN cortas y repetidas, pero no entendieron su significado.

Seis años después, otro microbiólogo, Francisco Mojica, notó las secuencias en un organismo unicelular diferente,
Haloferax mediterranei. Las secuencias siguieron apareciendo en otros microbios y en 2002, las estructuras de ADN inusuales recibieron un nombre: repeticiones palindrómicas cortas agrupadas regularmente interespaciadas.

El estudio más intenso de las secuencias reveló que CRISPR forma una parte integral del "sistema inmunológico" de las bacterias, lo que les permite luchar contra los virus invasores. Cuando un virus entra en la bacteria, se defiende cortando el ADN del virus. Esto mata el virus y la bacteria almacena parte del ADN sobrante.

El ADN sobrante es como una huella digital, almacenada en la base de datos CRISPR. Si es invadida nuevamente, la bacteria produce una enzima llamada Cas9 que actúa como un escáner de huellas dactilares. Cas9 usa la base de datos CRISPR para hacer coincidir las huellas digitales almacenadas con las del nuevo invasor. Si puede encontrar una coincidencia, Cas9 puede cortar el ADN invasor.

/> Eric Mack

¿Cómo se usa CRISPR para editar genes?

La naturaleza a menudo proporciona excelentes plantillas para los avances tecnológicos. Por ejemplo, la nariz de un tren bala japonés se inspira en el pico del martín pescador porque este último está "diseñado" por expertos por la evolución para minimizar el ruido cuando el ave se zambulle en un arroyo para pescar.

De manera similar, la capacidad de CRISPR / Cas9 para localizar de manera eficiente secuencias genéticas específicas y cortarlas, inspiró a un equipo de científicos a preguntarse si esa capacidad podría imitarse para otros fines.

La respuesta cambiaría la edición de genes para siempre.

En 2012, las científicas pioneras Jennifer Doudna, de UC Berkeley, y Emmanuelle Charpentier, de la Universidad de Umea en Suecia, demostraron que CRISPR podría ser secuestrado y modificado. Esencialmente, habían convertido CRISPR de un mecanismo de defensa bacteriano en un misil de búsqueda de ADN atado a un par de tijeras moleculares. Su sistema CRISPR modificado funcionó maravillosamente bien, encontrando y cortando cualquier gen que eligieran.

Una ilustración del complejo de edición de genes CRISPR-Cas9. La proteína nucleasa Cas9 (blanca y verde) utiliza una secuencia de ARN guía (roja) para cortar el ADN (azul) en un sitio complementario.

Molekull / Biblioteca de fotografías científicas / Getty

Varios grupos de investigación hicieron un seguimiento del trabajo original, demostrando que el proceso era posible en levaduras y en células cultivadas de ratones y humanos.

Las compuertas se abrieron y la investigación CRISPR, que había sido durante mucho tiempo el dominio de los microbiólogos moleculares, se disparó. El número de artículos que hacen referencia a CRISPR en la destacada revista de investigación Nature ha aumentado en más del 6.000 por ciento entre 2012 y 2018.

Mientras que otras herramientas de edición de genes todavía están en uso, CRISPR proporciona un salto gigantesco debido a su precisión y confiabilidad. Es muy bueno para encontrar genes y hacer cortes precisos. Eso permite eliminar los genes con facilidad, pero también brinda la oportunidad de pegar nuevos genes en la brecha. Las herramientas de edición de genes anteriores también podrían hacer esto, pero no con la facilidad que CRISPR puede hacer.

Otra gran ventaja que CRISPR tiene sobre las técnicas alternativas de edición de genes es su costo. Si bien las técnicas anteriores podrían costarle a un laboratorio más de $ 500 para editar un solo gen, un kit CRISPR puede hacer lo mismo por menos de $ 100.

¿Qué puede hacer CRISPR?

El sistema CRISPR / Cas9 se ha adaptado para permitir la edición de genes en organismos que incluyen levadura, hongos, arroz, tabaco, pez cebra, ratones, perros, conejos, ranas, monos, mosquitos y, por supuesto, humanos, por lo que sus aplicaciones potenciales son enormes. .

Para los científicos de investigación, CRISPR es una herramienta que proporciona una manipulación mejor y más rápida de los genes, lo que les permite crear modelos de enfermedades en líneas celulares humanas y modelos de ratones con una competencia mucho mayor. Con mejores modelos de, por ejemplo, cáncer, los investigadores pueden comprender completamente la patología y cómo se desarrolla, y eso podría conducir a mejores opciones de tratamiento.

Un salto particular en las opciones de terapia del cáncer es la modificación genética de las células T, un tipo de glóbulo blanco que es fundamental para el sistema inmunológico humano. Un ensayo clínico chino extrajo células T de pacientes, utilizó CRISPR para eliminar un gen que generalmente actúa como un freno del sistema inmunológico y luego las reintrodujo en los pacientes en un esfuerzo por combatir el cáncer de pulmón. Y ese es solo uno de los muchos ensayos en curso que utilizan células editadas con CRISPR para combatir tipos particulares de cáncer.

Más allá del cáncer, CRISPR tiene el potencial de tratar enfermedades causadas por una mutación en un solo gen, como la anemia de células falciformes o la distrofia muscular de Duchenne. La corrección de un gen defectuoso se conoce como terapia génica, y CRISPR es potencialmente la forma más poderosa de realizarla. Utilizando modelos de ratón, los investigadores han demostrado la eficacia de tales tratamientos, pero las terapias genéticas humanas que utilizan CRISPR siguen sin probarse.

Los mosquitos serán atacados mediante impulsores genéticos CRISPR, que potencialmente podrían llevar a la extinción a las especies portadoras de malaria.

Laboratorio Crisanti / Alekos Simoni

Luego están los impulsores genéticos CRISPR, que usan CRISPR para garantizar que un rasgo genético se transmita de padres a hijos, esencialmente reescribiendo las reglas de la herencia. Garantizar que ciertos genes se propagarán a través de una población brinda una oportunidad sin precedentes para abordar enfermedades transmitidas por mosquitos como la malaria, lo que permite a los científicos crear mosquitos infértiles en el laboratorio y liberarlos en la naturaleza para destruir la población, o incluso extinguir una especie. CNET publicó un extenso informe sobre su uso propuesto y las preocupaciones éticas que los rodean en febrero de 2019.

Y los beneficios potenciales de CRISPR no terminan ahí. La herramienta abre nuevas formas de crear antimicrobianos para combatir los crecientes niveles de resistencia a los antibióticos, la manipulación dirigida de cultivos agrícolas como el trigo para hacerlos más resistentes o más nutritivos y, potencialmente, la capacidad de diseñar seres humanos, gen por gen.

Preocupaciones de CRISPR

CRISPR puede ser la forma más precisa de cortar el ADN que hemos descubierto hasta ahora, pero no siempre es perfecto.

Una de las principales barreras para lograr que CRISPR funcione eficazmente en humanos es el riesgo de "efectos fuera del objetivo". Cuando CRISPR tiene la tarea de buscar un gen, a veces encuentra genes que se parecen mucho a su objetivo y también los corta.

Un corte involuntario puede causar mutaciones en otros genes, lo que lleva a patologías como el cáncer, o puede no tener ningún efecto, pero con la seguridad como una preocupación importante, los científicos deberán asegurarse de que CRISPR actúe solo en el gen al que está destinado. Este trabajo ya ha comenzado, y varios equipos de investigadores han retocado con CRISPR / Cas9 para aumentar su especificidad.

Hasta la fecha, el trabajo de CRISPR en humanos se ha limitado a células que no transmiten su genoma a la siguiente generación. Pero la edición de genes también se puede utilizar para editar embriones y, por lo tanto, cambiar el acervo genético humano. En 2015, un panel de expertos de científicos de CRISPR sugirió que tal edición, conocida como edición de la línea germinal, sería irresponsable hasta que se pueda llegar a un consenso sobre seguridad, eficacia, regulación y preocupaciones sociales.

Aún así, la investigación sobre la edición de la línea germinal se ha estado realizando durante varios años. En 2017, científicos del Reino Unido editaron embriones humanos por primera vez, y los investigadores de EE. UU. Utilizaron CRISPR para corregir un gen defectuoso que causa enfermedades cardíacas. La capacidad de editar embriones comienza a generar preocupaciones éticas sobre los llamados bebés de diseño, en los que los científicos pueden seleccionar genes beneficiosos para aumentar la aptitud física, la inteligencia o la fuerza muscular, arrastrándose en las controvertidas aguas de la eugenesia.

Es probable que ese futuro en particular esté muy lejos, pero la era de la edición del genoma humano ya ha comenzado.

Editando humanos

El 25 de noviembre de 2018, el científico chino Jiankui He dijo que había creado los primeros bebés CRISPR del mundo. Al usar CRISPR, pudo eliminar un gen conocido como CCR5. Los embriones modificados dieron como resultado el nacimiento de gemelas, conocidas por los seudónimos Lulu y Nana.

La comunidad científica condenó ampliamente la investigación, criticó la falta de transparencia de He y preguntó si había una necesidad médica insatisfecha de que las dos niñas recibieran tal modificación. A raíz de la investigación, varios investigadores de alto perfil involucrados en la creación de CRISPR incluso sugirieron una moratoria global sobre el uso de la herramienta para la edición de la línea germinal.

Pocos argumentarían que el trabajo de He destaca la necesidad de controles regulatorios más estrictos y una supervisión eficaz de los ensayos clínicos en los que se editan embriones. Si bien Él sostiene que su propio experimento se preocupó por mejorar la salud de las gemelas haciéndolas resistentes al VIH, el experimento se consideró imprudente y éticamente incorrecto y se pasaron por alto las posibles consecuencias. Investigaciones recientes sugieren que la deleción que creó en el gen CCR5 puede afectar la actividad cerebral, después de que un estudio en ratones demostrara que el bloqueo de CC5 mejora la cognición y la recuperación de un accidente cerebrovascular.

En enero de 2019, el gobierno chino dijo que actuó de manera ilegal y poco ética y que enfrentaría cargos. Más tarde fue despedido por su universidad.

Jiankui He afirmó haber creado los primeros bebés editados genéticamente del mundo.

La Cumbre Internacional para la Edición del Genoma Humano más reciente, en noviembre de 2018, concluyó, como lo hizo en 2015, "la comprensión científica y los requisitos técnicos para la práctica clínica siguen siendo demasiado inciertos y los riesgos demasiado grandes para permitir ensayos clínicos de edición de la línea germinal en ese momento . "

Su trabajo, que permanece inédito, presagia el primer ensayo clínico y el nacimiento de seres humanos genéticamente modificados, lo que significa que, sea la intención o no, ha comenzado una nueva era para CRISPR.

A medida que avanza la revolución, los mayores desafíos seguirán siendo la supervisión y regulación efectivas de la tecnología, los obstáculos técnicos que la ciencia debe superar para garantizar que sea precisa y segura, y la gestión de las preocupaciones sociales más amplias de manipular las cosas que nos hacen nosotros.

Avances recientes

CRISPR continúa ocupando titulares a medida que los científicos refinan su especificidad y la orientan hacia una miríada de enfermedades genéticas. El 4 de febrero, investigadores de UC Berkeley, incluida la pionera de CRISPR Jennifer Douda, revelaron que otra enzima, CasX, podría usarse para editar genes en lugar de Cas9.

Los científicos identificaron CasX en una bacteria que habita en el suelo que normalmente no está presente en los humanos, lo que significa que es menos probable que nuestro sistema inmunológico se rebele contra ella. Debido a que es más pequeño y potencialmente más específico que Cas9, puede recortar genes con mayor éxito y menos posibilidades de efectos negativos.

Luego, el 18 de febrero, los científicos de la Universidad de California en San Francisco revelaron que habían usado CRISPR para hacer que las células madre fueran "invisibles" para el sistema inmunológico. Las células madre pueden madurar y convertirse en células adultas de cualquier tejido, por lo que se han propuesto como una forma de reparar órganos dañados. Sin embargo, el sistema inmunológico normalmente intenta aniquilar a cualquier invasor extraño y las células madre se ven como tales. CRISPR ha permitido a las células madre evadir el sistema inmunológico para que puedan comenzar a trabajar en la curación.

Solo un día después, los investigadores del Instituto Salk de Ciencias Biológicas publicaron en Nature Medicine sus hallazgos sobre una terapia CRISPR para la progeria Hutchinson-Gilford, una enfermedad asociada con el envejecimiento rápido. La enfermedad es causada por una mutación genética que resulta en una acumulación de proteínas anormales, lo que finalmente conduce a la muerte celular prematura. Se demostró que una sola dosis de CRISPR / Cas9 suprime la enfermedad en un modelo de ratón, allanando el camino para una mayor exploración del potencial terapéutico de CRISPR.

Y siguen apareciendo más historias de éxito de CRISPR. El 25 de febrero, CRISPR Therapeutics, una empresa cofundada por la visionaria de CRISPR Emmanuelle Charpentier, anunció que los primeros pacientes humanos habían recibido una infusión de un fármaco CRISPR / Cas9 para tratar la enfermedad beta. -talasemia. La enfermedad es causada por una mutación genética que hace que los glóbulos rojos no puedan crear la molécula de transporte de oxígeno hemoglobina. Para combatir esto, el equipo de CRISPR Therapeutics toma células madre de un paciente, las edita con CRISPR / Cas9 fuera del cuerpo para aumentar la producción de hemoglobina y luego las transfunde nuevamente al torrente sanguíneo. La compañía planea utilizar un enfoque similar para tratar la enfermedad de la sangre conocida como anemia de células falciformes.

La investigación de CRISPR avanza a un ritmo rápido y puede ser difícil mantenerse al día. En solo siete años, CRISPR pasó de una adaptación evolutiva en bacterias a una herramienta de edición de genes que creó a los primeros seres humanos genéticamente modificados. Ya hemos visto a CRISPR transformar todo el campo de la biología molecular y ese efecto se ha extendido a los campos biológico y médico.


3 grandes preguntas sobre la edición de genes humanos

Investigadores de todo el mundo se reunieron en Washington, DC, esta semana para discutir la tecnología de edición de genes humanos en rápido desarrollo.

En la Cumbre Internacional sobre Edición de genes humanos, organizada por la Academia Nacional de Ciencias de EE. UU. En Washington, la Academia de Ciencias de China y la Royal Society del Reino Unido, hubo mucha discusión en torno a una biotecnología de edición de genes recientemente desarrollada llamada CRISPR, derivada de una proteína bacteriana. - que permite a los científicos recortar o modificar porciones específicas de ADN.

Tiene el potencial de ayudar a deshacerse de ciertas enfermedades mediante la división de fragmentos defectuosos de nuestros genes. Pero debido al impacto desconocido a largo plazo, algunos científicos destacados están pidiendo una moratoria sobre su uso.

En la cumbre, surgieron una y otra vez un puñado de cuestiones clave: ¿Qué tipos de enfermedades podrían tratarse con tecnologías de edición de genes humanos? ¿Qué riesgos y efectos secundarios potenciales podría haber? ¿Y cuáles son las cuestiones éticas que rodean a la nueva tecnología?

CBS News habló con expertos de diversas áreas de la medicina, la mayoría de los que asistieron a la cumbre, sobre estas grandes cuestiones.

¿Qué enfermedades se pueden curar?

Noticias de actualidad

"Básicamente, vas a buscar enfermedades genéticas en las que estás mirando un solo gen y entrarás y alterarás o reemplazarás el gen que funciona mal", dijo Fran & ccediloise Baylis, filósofa y bioética de la Universidad de Dalhousie en Halifax. , Canadá.

La fibrosis quística, la enfermedad poliquística del riñón, la hemofilia, la enfermedad de Tay-Sachs y algunos cánceres de mama se encuentran entre las afecciones que los científicos podrían tratar en primer lugar, explicó el Dr. Arthur Caplan, director fundador de la división de ética médica en el Departamento de Salud del Centro Médico Langone de la NYU. Salud de la población.

"Se llaman mutaciones puntuales. Son los primeros lugares a los que intentarías ir", dijo Caplan.

Pero los científicos creen que eso es solo el comienzo. "I hope that there will be a move beyond, to more complex diseases and disorders," Baylis, a member of the organizing committee for this week's summit, told CBS News.

She pointed out that the meeting was divided into discussions about two types of gene editing therapies: Somatic (non-reproductive) cell therapy, which involves treating individual sick people, and the more controversial germ line therapy, which involves editing genetic material in embryos.

Baylis said the CRISPR advances make more "fanciful" ideas about using gene editing for human enhancement "seem all the more possible," too.

Caplan said that back in the late seventies, scientists swore they'd never touch the germ line -- embryos.

"They were terrified it was eugenics, Nazi Germany. In order to keep people calm, scientific leaders said, 'Whatever we do with genetic changes, we're just going to stick with somatic cells , don't worry about it, we're never going do that.'"

But Caplan said that's always what scientists say when they don't have the ability to do something now, with an editing tool such as CRISPR, the conversation is changing.

Does that mean scientists will be able to engineer changes to eye or skin color, or give people mega-strength?

Maybe, said Caplan. "I think it's reasonable to presume you could tweak things for strength, more muscles, endurance, or to be able to run or travel further." You might be able to enhance memory, to make a person able to retain more or learn faster, he said.

Someday, he said, "I think you could tweak genes that would allow you to perceive more. You might be able to see more like a bat, sense more of the radiation spectrum. See ultraviolet light and parts of the energy spectrum we don't see but that other creatures do. Eagle-eye vision."

"You could certainly make people more disease resistant, less likely to get a cold or the flu. Or to fight off MRSA or E. coli -- build up their immune systems. Enhance them so they could enjoy more pleasure. They've been doing a teeny, tiny bit in animals," said Caplan, who will lead sessions on ethical and regulatory issues of gene editing in animal research next week in Washington, DC.

But such knowledge is still years away, he added, and scientists at the summit made it clear that the aim of the new technology is to heal the sick.

Dr. Mitchell Weiss, chair of the hematology department at St. Jude Children's Research Center, told CBS News that somatic therapies to treat individual patients are already being tested in clinical trials.

He said the technology has the potential to treat conditions such as HIV, hemophilia, sickle cell anemia, and some forms of cancer.

"Genome editing directed toward bone marrow is another application," he said. The bone marrow can be removed, genetically edited in the lab, and then returned to the body. This technique, he said, may lower the health risks of a current treatment option for children with sickle cell anemia, an inherited condition in which there aren't enough healthy red blood cells to carry enough oxygen throughout the body, for example.

What are the health risks?

The main worry about CRISPR is the same worry you'd have using any gene therapy, Weiss said: "You mess around with the genome, and are you going to shut off something important or turn on something bad?"

Past investigational gene therapy led to cancer in some patients, he said.

"The major risk that people are concerned about -- there are different kinds of risk -- but the most significant right now is 'off-target' side effects," said Pilar Ossorio, professor of law and bioethics at the Morgridge Institute for Research at the University of Wisconsin-Madison.

She said once you put a CRISPR gene editing "tool" into a person's body, it can travel throughout the body and might get into other cells that you're not targeting. So the aim will be to figure out how to apply the gene editing only to the cells and tissues that scientists want to hit, without affecting anything else.

"Cells are dying all the time. If all it does is cause a cell here or there to cease to function, though, that will probably not be noticeable," Ossorio said.

What are the ethical issues - and potential for abuse?

"Our traditional ways of understanding risk and benefit completely apply. We have to make those calculations whenever we use a new kind of therapy," said Ossorio.

More risk may be acceptable for patients who have no other good treatment options. "For medical applications, the first applications are that we are trying to treat a disease. There is a human being in front of you who has a very serious disease, and you wouldn't start studying this technology in a person unless that person didn't have alternatives. Maybe existing therapies didn't work for them or there are no existing therapies," Ossorio said.

In somatic cells, gene editing will not be transmitted down to future generations, she said.

However, Caplan pointed out, it's not clear yet how germ line gene editing will affect future generations. It's possible that those genetic changes could be passed down when the person has children.

Kyle Orwig, the director of the Molecular, Genetics, and Developmental Biology Program at the University of Pittsburgh School of Medicine said, "My ethics are mostly focused on medical need and safety and efficacy. If you haven't proven safety and efficacy in animal models, you shouldn't proceed to clinical trials. And if you have, you should. And don't make trials any bigger than they need to be," to avoid exposing more people to any potential risks.

He added, "There's the claim that ethics go beyond safety and efficacy. That's there's some kind of slippery slope, but I think most of these arguments disappear once safety and efficacy is shown."

"It's good these discussions are taking place," Caplan said. "At the same time, I think we've got to be realistic. Better than fighting about bans or prohibitions, is to fight about what rules we want in order to try to fix disease in the germ line."

Another concern raised at the summit involved social justice -- equity when it comes to medical care. Gene editing technologies are costly and many experts said they're concerned that patients who might benefit from them would not have access. Weiss said sickle cell anemia, for example, one of his areas of expertise, impacts many inner city and low-income patients, not to mention those in the developing world.

"If you live in Africa or under-developed countries, health care is very different," he said.

But Caplan said disparity will not slow down technological innovation in this case, and rarely does.

"The equity thing will not work as an argument. Right now there are kids in New York City going to the finest prep schools and in Mississippi, there are kids who don't have books," he said. "Some people get care at the Mayo Clinic and some people don't have health insurance. We have neonatal care rescuing babies here in the U.S. yet many children in Africa are dying of diarrhea. I don't think it will hold things up. It would be more reasonable to try and set things up so that disease repair by gene editing is more affordable."

After three days of intensive discussion, the members of the organizing committee for the International Summit on Human Gene Editing issued a statement of conclusions. They called for more "intensive" basic science research, and for the use of existing and evolving regulatory frameworks for somatic cell clinical investigations. They also highlighted the need to address the complex issues that relate to germ line editing, and the importance of ongoing discussions as the science moves forward.


Researchers' algorithm to make CRISPR gene editing more precise

It eventually became a Nobel prize-winning revolution when researchers first engineered CRISPR as a gene editing technology for bacterial, plant, animal and human cells. The potential of the technology is great and span from curing genetically disposed diseases to applications in agricultural and industrial biotechnology, but there are challenges.

One such challenge consists of selecting a so-called gRNA molecule which should be designed to guide the Cas9 protein to the right location in the DNA where it will make a cut in relation to the gene editing.

"Typically, there are multiple possible gRNAs and they are not all equally efficient. Therefore, the challenge is to select the few that work with high efficiency and that is precisely what our new method does," says Yonglun Luo, Associate Professor Department of Biomedicine at Aarhus University.

The new method is developed from the researchers' new data and implementation of an algorithm, which gives a prediction on what gRNAs that work most efficiently.

"By combining our own data with publicly available data and including knowledge on the molecular interactions between gRNA, DNA and the CRISPR-Cas9 protein, we have succeeded in developing a better method," says Jan Gorodkin, professor at the Department of Veterinary and Animal Sciences at the University of Copenhagen.

Data, deep learning molecular interactions

Jan Gorodkin's research group with Giulia Corsi and Christian Anthon have collaborated with Yonglun Luo's research group in order to achieve the new results. The experimental part of the study was conducted by Luo's group while Gorodkin's group spearheaded the computer modelling.

"In our study, we have quantified the efficiency of gRNA molecules for more than 10,000 different sites. The work was achieved using a massive, high throughput library-based method, which would not be possible with traditional methods," says Yonglun Luo.

The researchers took their starting point concerning data generation in the concept of having a virus express gRNA and a synthetic target site in one cell at a time. The synthetic target sites have exactly the same DNA sequences as the corresponding target sites in the genome. Thus, these synthetic target sites are used as so-call surrogate target sites to capture the CRISPR-Cas9 editing efficiency. Together with colleagues from Lars Bolund Institute of Regenerative Medicine in BGI-Research and Harvard Medical School, they generated high quality CRISPR-Cas9 activity for over 10,000 gRNAs.

With this dataset of gRNAs with known efficiencies from low to high, the researchers were able to construct a model that could predict efficiencies of gRNAs which has not been seen before.

"In order to train an algorithm to become precise, one has to have a large dataset. With our library of viruses, we have obtained data that constitutes the perfect starting point for training our deep learning algorithm to predict the efficiency of gRNAs for gene editing. Our new method is more precise than other methods currently available," says Jan Gorodkin.


What will happen to He — and the children?

He has been criticized, but not just because he pursued germline editing. He also neglected to do adequate safety testing and failed to follow standard procedures in procuring participants. He was subsequently censured by the health ministry in Guangdong, where he worked, and fired from his university. He did not respond to Naturaleza’s multiple attempts to contact him.

At this point, further penalties seem to be in the hands of the police. There are a range of criminal charges that He could face. While recruiting participants, He and his team agreed to cover the costs of fertility treatment and related expenses, up to 280,000 yuan (US$42,000). He also stipulated that participants would have to repay costs if they dropped out. Liu Ye, a lawyer at the Shanghai Haishang Law Firm, says that if such payments are found to count as coercive measures, they could constitute a crime. Guangdong province also found that He used forged ethics-review documents during recruitment of participants and swapped blood samples to skirt laws against allowing people with HIV to use assisted reproductive technologies.

Why were scientists silent over gene-edited babies?

He claims to have disabled a gene called CCR5, which encodes a protein that allows HIV to enter cells. He was aiming to mimic a mutation that exists in about 10% of Europeans, and helps to protect them from HIV infection. But He might have inadvertently caused mutations in other parts of the genome, which could have unpredictable health consequences. (He claims to have found no such mutations.) Also, CCR5 is thought to help people fight off the effects of various other infections, such as West Nile virus. If the gene is disabled, the girls could be vulnerable. If they do suffer in a way that is linked to He’s procedure, and He is found to have been practising medicine illegally, he could be sentenced to between three and ten years in prison, says Zhang Peng, a criminal-law scholar at Beijing Wuzi University. But identifying those health effects could take years.

He promised to follow up with the girls until they were 18 years old, but it is unlikely that the health ministry, which ordered He to stop doing science, will allow him to be involved in the evaluations. It is not known what, if any, special measures are being taken to look out for the girls’ health or to track the other pregnancy.


Crispr Gene Editing Can Cause Unwanted Changes in Human Embryos, Study Finds

Instead of addressing genetic mutations, the Crispr machinery prompted cells to lose entire chromosomes.

A powerful gene-editing tool called Crispr-Cas9, which this month nabbed the Nobel Prize in Chemistry for two female scientists, can cause serious side effects in the cells of human embryos, prompting them to discard large chunks of their genetic material, a new study has found.

Administered to cells to repair a mutation that can cause hereditary blindness, the Crispr-Cas9 technology appeared to wreak genetic havoc in about half the specimens that the researchers examined, according to a study published in the journal Cell on Thursday.

The consequences of these errors can be quite serious in some cases, said Dieter Egli, a geneticist at Columbia University and an author of the study. Some cells were so flummoxed by the alterations that they simply gave up on trying to fix them, jettisoning entire chromosomes, the units into which human DNA is packaged, Dr. Egli said.

“We’re often used to hearing about papers where Crispr is very successful,” said Nicole Kaplan, a geneticist at New York University who was not involved in the study. “But with the amount of power we hold” with this tool, Dr. Kaplan said, it is crucial “to understand consequences we didn’t intend.”

Crispr-Cas9, a scissorslike chemical tool that can precisely cut and customize stretches of genetic material, such as human DNA, stoked international controversy in 2018 when He Jiankui, a Chinese scientist, used the technology to yield the world’s first gene-edited infants. The experiment was widely condemned as irresponsible and dangerous — in large part because many of the ways in which Crispr-Cas9 can affect cells remain poorly understood. Dr. He was found guilty of conducting illegal medical practices in China and sentenced to three years in prison.

The new paper’s findings further underscore that “it’s really too soon to be applying Crispr to reproductive genetics,” said Nita Farahany, a bioethicist at Duke University who was not involved in the study.

Crispr-Cas9 treatments have already been given directly to people to treat conditions like blindness — a potential cure that affects that patient, and that patient only. But modifications made to sperm, eggs and embryos can be passed to future generations, raising the stakes for any mistakes made along the way.

Although scientists have been tinkering with genomes for decades, Crispr-Cas9 can accomplish a precise type of genetic surgery that other tools cannot.

Scientists can use Crispr-Cas9 to home in on a specific region of the genome and snip it in two. Sensing trouble, the cell rushes to heal its genetic wound, sometimes using a similar-looking stretch of nearby, intact DNA as a template as it stitches the pieces back together. This gives researchers an opportunity to splice in a tailor-made template of their own, in the hopes that the cell will incorporate the intended change.

In 2017, a team of researchers led by Shoukhrat Mitalipov, a geneticist at Oregon Health and Science University in Portland, reported that human embryos carrying a mutation could be coaxed into this process without a synthetic template. The researchers generated embryos from a union between two cells: a sperm carrying a mutation that can make it harder for the heart to pump blood, and an egg with a healthy version of the gene. Dr. Mitalipov and his team used Crispr-Cas9 to cut the broken copy of the gene to see if the intact version would guide its repair. They reported the experiment a success and published it in the journal Nature.

“In principle, this could be a way to correct a mutation in a human embryo” that has only one broken copy of a gene, Dr. Egli said.

But the new findings could cast some doubt on the 2017 work, Dr. Egli added.

The researchers of the Cell study focused on a different mutation — one that causes hereditary blindness and affects a different part of the genome — but adopted a similar setup. Using donated sperm containing a mutation in a gene called EYS, they fertilized eggs that had normal copies of EYS, then sent in Crispr-Cas9 to snip the mutation.

Several of the cells managed to sew the Crispr-cut pieces of DNA back together with a few minor changes, Dr. Egli said.

But about half the embryos seemed unable to cope with the trauma of the break. The genetic damage failed to heal, eventually forcing cells to tear off and toss aside large chunks of the chromosome that harbored the mutated EYS. In some cells, the entire chromosome was lost.

“That is not a correction,” Dr. Egli said. “That is a vastly different outcome.”

Instead of gently goading the cell into editing the genetic “text” at which it was targeted, the Crispr machinery gouged irreparable gaps in cells’ DNA, said Maria Jasin, a geneticist at Memorial Sloan Kettering Cancer Center and another author of the study. The negative consequences of this, she added, were disproportionately disastrous. “They were talking about trying to repair one gene, and you have a substantial fraction of the genome being changed,” Dr. Jasin said.

Dr. Egli and Dr. Jasin said that this probably happened in Dr. Mitalipov’s 2017 paper as well, but it went unnoticed. After Dr. Mitalipov’s team carried out their Crispr-Cas9 treatment, they could no longer detect the mutation in embryos. But Dr. Egli and Dr. Jasin noted that, technically, dumping or destroying a huge segment of a chromosome would have wiped out evidence of the mutation as well. Dr. Mitalipov and his team, they said, might have mistaken a deletion for an edit.

Dr. Mitalipov disagreed with this interpretation, and he said the new paper’s conclusions were not fully backed up by the necessary data. “They don’t have evidence to show these are deletions,” he said. Far more complex experiments, he said, would be needed to conclusively distinguish a “corrected” chromosome from an absent one.

Dr. Kaplan, of New York University, said she found the new paper’s findings convincing. And she, like all of the other experts who spoke with The New York Times, echoed a crucial sentiment: that Crispr-editing embryos in the clinic must remain a far-off reality, if it is ever approved at all.

“At this point, it’s too dangerous,” Dr. Jasin said. “We’re just not sure which way things are going to go.”

The U.S. government does not permit the use of federal funds to conduct research on human embryos. Dr. Egli’s team sought private funding from the New York Stem Cell Foundation and the Russell Berrie Foundation Program in cellular therapies to run its experiments.

Other Crispr-based technologies exist that could circumvent several of the issues the team identified. For example, some researchers have developed techniques that allow them to make less drastic cuts to the genome and tinker with just one genetic letter at a time.

Given his team’s findings, Dr. Egli also floated the idea that the blunter version of Crispr-Cas9 could someday be deployed as a sort of molecular bomb: shredding and eliminating unwanted, extra chromosomes when they appear in embryos.

Dr. Farahany, of Duke University, urged caution. The new study, she said, only builds upon the notion that scientists will need to walk, not run, in developing Crispr tools for reproductive medicine.

“We have a long way to go,” Dr. Farahany said. “Until we can figure out what the off-target effects are, and how we can control for them,” embryo editing of any kind “would be deeply unethical.”


How does gene editing in one cell affect other cells? - biología

Genome editing is a way of making changes to specific parts of a genome. Scientists have been able to alter DNA since the 1970s, but in recent years, they have developed faster, cheaper, and more precise methods to add, remove, or change genes in living organisms. Researchers are working to develop therapies that use gene editing to treat children or adults for a range of conditions, including sickle cell, hemophilia, and some forms of cancer and blindness.

Since 2015, a few laboratories have been experimenting with a far more controversial use of CRISPR: editing the genomes of early human embryos, eggs, and sperm. If edited embryos are used to start a pregnancy, the changes affect every cell in the body of any resulting child, that child’s offspring, their offspring, and so on. Dozens of countries already prohibit any attempt to start a pregnancy with edited embryos, yet some scientists seem eager to proceed.

In November 2018, researcher He Jiankui from Shenzhen, China announced the birth of the first gene-edited babies: twin girls publicly referred to as Lulu and Nana. In a reckless and widely condemned experiment, He had edited the DNA of two embryos and used them to start a pregnancy. The babies were born prematurely and their current health status is unknown.

These utterly unethical experiments have pushed the issue of human genome editing to the forefront of media, scientific, and public discussion and debate. Any discussion of how we might use this technology in the future needs to consider the serious societal consequences of human genome editing. This includes examining the rise of vast economic inequalities and the resurgence of overt xenophobia and racism in many parts of the world. It also includes acknowledging our eugenic histories and the present-day systemic oppression of women, people of color, Indigenous people, LGBTQ people, and people with disabilities, particularly as they relate to reproduction and ideas about who is “fit” to reproduce.

Human genome editing is not just a scientific issue. Está a political and social justice issue that intersects with the concerns of multiple movements, including disability rights, LGBTQ rights, reproductive rights and justice, racial justice, environmental justice, and health justice. Read on to learn more about human genome editing and why everyone should have a say in the decisions we make about whether and how to use this powerful technology.

¿Qué es CRISPR?

CRISPR is a gene editing technology that allows scientists to make changes to the DNA of living organisms more precisely and inexpensively than before. CRISPR stands for clustered regularly interspaced palindromic repeats. These segments of DNA occur naturally in bacteria, where they store information that helps recognize invading viruses. Associated enzymes, such as Cas9, then cut viral DNA out of the bacterial genes.

Scientists discovered that they can adapt CRISPR-Cas molecules to search for a specific DNA sequence and cut precisely at that point — not just in bacteria, but in plant, animal, and human cells, too. They can also provide a new DNA sequence for the cell to use when it repairs the cut.

CRISPR-Cas is often compared to the “find and replace” function in a word processor, but this metaphor of gene “editing” can make it sound more precise than it actually is. CRISPR sometimes mis-recognizes a DNA sequence that is similar to the one it’s looking for and cuts in the wrong place, causing “off-target mutations.” Other times it might cut in the right place, but cause mistakes, or “indels,” where DNA is incorrectly inserted or deleted.

Gene Therapy: Changing genomes to treat disease

There are two distinct ways gene editing might be used in humans. Gene therapy, or somatic gene editing, changes the DNA in cells of an adult or child to treat disease, or even to try to enhance that person in some way. The changes made in these somatic (or body) cells would be permanent but would only affect the person treated. One way this is already being done is by editing a person’s immune cells to help them better fight cancer. Clinical trials will soon be underway to use CRISPR to edit blood cells as a treatment for sickle cell anemia and other blood disorders. Gene therapy raises many of the same social and ethical issues as other high-tech medical treatments, including ethical research practices, safety and effectiveness, unequal access to expensive treatments, and how we allocate resources, but is widely supported as a promising way to treat disease.

Germline Editing: Changing the genomes of future generations

But there is a much more controversial way that human gene editing could be used. In germline modification, gene editing would change the DNA of embryos, eggs, or sperm. Because germline DNA is passed down to all future generations, any changes — whether they had beneficial or harmful effects — would be as well. Some have proposed that germline editing could be used to prevent inherited diseases, but this would carry unacceptably serious safety, ethical, and social risks. And it’s unneeded, since we already have safe and effective ways to prevent passing on an inherited disease. People at risk can use preimplantation genetic diagnosis (PGD), a way to screen embryos created through in vitro fertilization (IVF) and select one that is unaffected this allows parents to have a genetically related child without passing on an inherited disease. PGD certainly raises its own ethical questions, particularly around disability rights and justice, but it poses fewer safety and societal risks than germline editing would.

Understanding the Social and Ethical Risks

New technologies often raise ethical questions about their unknown risks and benefits. These questions become especially tricky — and essential — when we are talking about something like human germline editing, which affects future generations who obviously can’t consent to the changes being made to their DNA. What risks would women (who are rarely mentioned in discussions about human gene editing for reproduction) be subject to as the ones who would carry pregnancies started with genetically modified embryos and deliver the resulting children (for themselves or for others)? How could potential parents make informed decisions when there would be unknown health risks that might emerge during pregnancy for the woman and the fetus, epigenetic effects, and health issues that might not develop until adulthood or old age (or even in future generations)? It would be extremely difficult, if not impossible, to ethically conduct the kind of follow-up studies that would be necessary to say that human genome editing is safe enough to use in reproduction.

But focusing on these obvious safety risks takes too narrow a view and overlooks the many serious social and ethical risks that germline editing would pose. Imagine wealthy parents being able to purchase enhancements (real or perceived) for their children, and the kind of world that would result if children’s education and life chances were thought to be determined at birth by their DNA. Imagine the long-term consequences of imposing the preferences and biases we hold today on the genes of all future generations. Consider the potential effects on groups that have less power in society and are already discriminated against, including people with disabilities, people of color, and women. Ableism, racism, and reproductive injustices would likely be exacerbated by human genome modification, if it were ever allowed. These and other social inequalities that already shape our lives could rapidly grow worse, and new forms of inequality could be introduced, leading to a new form of eugenics.

While it might seem possible to avoid such dire outcomes by limiting the use of germline gene editing to the prevention of serious diseases, this would be extremely difficult. The line between therapy and enhancement is fuzzy and would be nearly impossible to enforce. How would we determine which diseases are serious enough to edit out? And who would decide? There are many disabled people who value their differences as a form of human diversity and do not think they need to be “treated” or “cured.” Allowing just some uses of germline gene editing for reproduction would mean opening the door to all uses. For these reasons, over 40 countries have banned human germline modification.

Who Gets to Decide?

Human germline editing is not just a scientific or technical issue. It affects how we understand ourselves as humans and what kind of future we want to build. It has implications for society as a whole, not just individuals. Therefore, decisions about whether to permit germline modification should not be made by small groups of scientists or bioethicists, by biotechnology companies, or by wealthy elites. Human germline editing is an urgent social justice issue we need public discussions of it that are open to all.


Ver el vídeo: Una revolución irreversible, la edición genética al interior de las células (Mayo 2022).