CRISPR podría desempeñar un papel clave en nuevas tecnologías usadas para identificar virus como H5NI e influenza

CRISPR puede hacer más que la edición genética

CRISPR (Repeticiones Palindrómicas Cortas y Regularmente Interespaciadas) es más conocido como una herramienta para la ingeniería genética y, más recientemente, para curar enfermedades genéticas como la anemia falciforme. Exploramos muchas de estas aplicaciones en nuestro artículo “De la ceguera a los sustitutos de carne: la edición genética CRISPR sigue produciendo resultados prometedores”.

Lo que hace único a CRISPR como herramienta genética es su capacidad para coincidir e identificar secuencias genéticas exactas con precisión.

Esta precisión ahora se está reutilizando para la detección de enfermedades y podría ser más simple de usar y más rentable que las pruebas PCR más comunes.

Investigadores del Broad Institute, MIT y la Universidad de Princeton anunciaron el lanzamiento de una prueba de tiras basada en la tecnología CRISPR, capaz de distinguir entre los dos principales tipos de gripe estacional, influenza A y B, así como los subtipos de gripe estacional H1N1 y H3N2.

Fuente: Broad Institute

¿Cómo funciona?

La tecnología fue desarrollada por primera vez en 2020, bajo el nombre SHINE (Streamlined Highlighting of Infections to Navigate Epidemics). Esto se construyó sobre un método de prueba basado en CRISPR previamente desarrollado, SHERLOCK (Specific High-sensitivity Enzymatic Reporter unLOCKing). Aunque SHERLOCK era eficiente, los múltiples pasos del método aumentaban el riesgo de errores y lecturas erróneas.

Fuente: Nature

El nuevo método SHINE puede, en cambio, detectar virus tanto con una lectura colorimétrica basada en papel como con una lectura fluorescente en tubo. Además, los resultados de la lectura fluorescente pueden interpretarse de forma automatizada mediante una aplicación complementaria para smartphones.

Por qué es importante

Las pruebas PCR son costosas y requieren equipos especializados. Como resultado, solo se prueba a un pequeño número de pacientes (fuera de condiciones pandémicas, por supuesto), generalmente solo el segmento de pacientes que acuden a un hospital en lugar de a su médico de familia.

Las pruebas de antígeno se usan a menudo como alternativa a las pruebas PCR, pero son mucho menos fiables y sensibles.

Con una identificación correcta de la cepa y con bajos costos y complejidad, los clínicos podrían, por ejemplo, decidir si usar Oseltamivir. Este antiviral común es efectivo solo para algunas cepas.

Otra aplicación sería ayudar a los científicos a monitorear mejor un brote epidémico mediante pruebas rápidas en el campo.

CRISPR supera a los métodos anteriores

La expansión de SHINE en 2024 a diferentes cepas de gripe tiene como objetivo reemplazar el método actualmente usado en laboratorios de patología, especialmente la PCR.

Los enfoques diagnósticos típicos, como la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), requieren tiempos de procesamiento prolongados, personal capacitado, equipos especializados y congeladores para almacenar los reactivos a -80 °C, mientras que SHINE puede realizarse a temperatura ambiente en aproximadamente 90 minutos. Actualmente, el ensayo solo requiere un bloque calefactor económico para calentar la reacción, y los investigadores están trabajando para simplificar el proceso con el objetivo de obtener resultados en 15 minutos.

En general, las pruebas basadas en CRISPR podrían rendir mejor desde una perspectiva práctica y comercial y, en última instancia, reemplazar la PCR al probar virus altamente variables como la gripe y los coronavirus.

Próximos virus en la lista

Es probable que la próxima versión de las pruebas de tiras basadas en CRISPR se amplíe para que puedan usarse para detectar el virus de la gripe y la cepa presente, y distinguir entre virus con síntomas similares, como los coronavirus y la influenza (virus de la gripe).

Otro tema urgente son las cepas de influenza aviar y porcina. Estas enfermedades están devastando las operaciones agrícolas. Presentan graves riesgos para la salud humana, incluso con la posibilidad de causar una nueva pandemia si estos virus se adaptan de sus hospedadores animales a los humanos.

Debido al éxito demostrado previamente con COVID y ahora con la gripe, es probable que las pruebas basadas en CRISPR como SHINE pronto se vuelvan mucho más comunes. Esto será especialmente útil para virus que evolucionan rápidamente, donde rastrear la propagación de diferentes cepas es crucial, una tarea en la que las tiras de antígeno suelen rendir pobremente.

Empresas de CRISPR

1. Ginkgo Bioworks

La empresa produce organismos bajo demanda para aplicaciones específicas. Estos incluyen aplicaciones biomédicas y numerosos programas de ciencias industriales y de materiales.

También cuenta con un amplio segmento de bioseguridad, que prosperó durante la pandemia.

Ginkgo Bioworks (DNA ) ha diversificado ampliamente sus aplicaciones con muchos programas de investigación y asociaciones:

• Cannabinoides
• producción de vacunas de ARNm y medicina de ácidos nucleicos
• Proteínas alimentarias
• Producción de fertilizantes biológicos in partnership with Bayer
• Microbios programables para enfermedades intestinales
• Biorremediación de microplásticos
• Bioseguridad y detección de patógenos
• Reciclaje de residuos y contaminantes

Obtiene ingresos al recibir un pago inicial por el proceso de desarrollo y luego a través de regalías sobre el producto final.

Las asociaciones de Ginkgo se están expandiendo constantemente, con:

• Una asociación en crecimiento con Novo Nordisk.
• Una asociación con la empresa comercial japonesa Sojitz Corporation.
• Financiación de DARPA para proteínas novedosas que controlen el hielo en entornos de clima extremadamente frío.
• $331 M de acuerdo con Pfizer.
• $490 M de acuerdo con Merck para optimizar la fabricación de biológicos.
• $406 M de acuerdo con Boehringer Ingelheim para objetivos no farmacológicos.

Ginkgo Bioworks también se asocia con todas las principales corporaciones agrícolas, la mayoría de las cuales tienen intereses en la producción de biocombustibles y microbiología. Algunas de ellas incluyen Bayer, Cargill, Syngenta, Corteva, ADM, Exacta y más.

Fuente: Gingko Bioworks

La experiencia de Ginkgo en diseños personalizados de secuencias genéticas, así como en monitoreo de bioseguridad, la convierte en una buena candidata para beneficiarse del surgimiento de nuevos métodos de pruebas basados en ADN.

Así que, con las pruebas basadas en CRISPR ahora demostradas como una alternativa viable a las pruebas PCR (un mercado masivo, incluso fuera de condiciones pandémicas), Ginkgo podría aprovechar su experiencia y asociaciones para capturar una parte de este mercado emergente.

2. Editas Medicine, Inc.

Editas fue fundada por Jennifer Doudna, una descubridora de CRISPR-Cas9. Editas comenzó trabajando con Cas9 pero ahora se centra en una versión propietaria de Cas12 que diseñaron: AsCas12a.

Puedes leer más sobre las propiedades únicas de Cas12a en nuestro artículo dedicado “¿Qué es CRISPR-Cas12a2? & ¿Por qué es importante?”.

En resumen, Cas12as es único porque:

• Problemas difíciles de resolver con Cas9 podrían ser manejables con Cas12a
• Esto resulta en mayores posibilidades de edición genética que con Cas9.
• Se pueden modificar más de un gen a la vez con Cas12a.

También puedes leer una visión general de todas las empresas de Jennifer Doudna en el artículo correspondiente “Principales empresas de Jennifer Doudna a observar.”

Editas se centra en la enfermedad de células falciformes (SCD) y la beta-talasemia, 2 enfermedades en las que perdió la carrera por la primera aprobación de tratamiento frente a los competidores CRISPR Therapeutics y BlueBirdBio (CRSP ).

Sin embargo, Editas posee patentes significativas sobre CRISPR-Cas12, que han sido utilizadas por otros investigadores de la Universidad de New South Wales, Australia, para desarrollar una prueba de tiras COVID-19 (la prueba de tiras de los investigadores del Broad Institute mencionada anteriormente utilizó CRISPR-Cas13).

Editas se centra en otras versiones de CRISPR distintas a la “clásica” CRISPR-Cas9, lo que podría ser útil para ingresar rápidamente al mercado de pruebas de tiras CRISPR y comercializar (con o sin asociación) su propia versión de las pruebas de tiras desarrolladas por investigadores de universidades líderes.