La herramienta de edición genética CRISPR puede ser crucial para combatir uno de los virus más mortíferos que circulan por el mundo: un virus que ha matado a cientos de millones desde 2020.
Por supuesto, no es Covid-19. El virus es un tipo de gripe aviar especialmente agresiva que ha diezmado las poblaciones de pollos en todo el mundo. Es desgarrador que se hayan sacrificado numerosas bandadas para contener la enfermedad. ¿Esos precios disparados por una docena de huevos? Esta cepa de gripe tiene parte de culpa.
Dejando a un lado las facturas de comestibles, la propagación del virus entre las aves de corral también plantea la alarmante posibilidad de que pueda transmitirse a otras especies, incluidos los humanos. Según la Según la Organización Mundial de la Salud, 10 países de tres continentes han informado signos del virus de la gripe aviar en mamíferos desde 2022, lo que genera preocupaciones sobre otra pandemia.
Varios países han lanzado campañas de vacunación para combatir el virus. Pero es un enemigo formidable. Al igual que las cepas de gripe humana, el virus muta rápidamente y hace que las vacunas sean menos efectivas con el tiempo.
Pero ¿y si pudiéramos cortar las infecciones de raíz?
Esta semana, un equipo del Reino Unido diseñó “súper pollos” resistentes a una gripe aviar común. En las células germinales primordiales de pollo (aquellas que se convierten en espermatozoides y óvulos) utilizaron CRISPR-Cas9 para modificar un único gen que es fundamental para la reproducción del virus.
Los pollos editados crecieron y se comportaron como sus pares de "control" no editados. Estaban sanos, pusieron huevos en la cantidad habitual y cloqueaban alegremente en sus corrales. Pero su mejora genética brilló cuando se los desafió con una dosis de gripe en la vida real similar a la que podría circular en un gallinero infectado. Las gallinas editadas lucharon contra el virus. Todas las aves de control contrajeron la gripe.
Los resultados son "un logro largamente esperado", afirmó el Dr. Jiří Hejnar, del Instituto de Genética Molecular de la Academia Checa de Ciencias, que no participó en el estudio. les dijo a Ciencia:. En 2020, Hejnar utilizó CRISPR diseñar pollos resistentes a un virus que causa cáncer, allanando el camino para una edición genética eficiente en aves.
La tecnología todavía tiene mucho camino por recorrer. A pesar del impulso genético, la mitad de las aves editadas enfermaron cuando se les expuso a una gran dosis de virus. Esta parte del experimento también generó una señal de alerta: el virus se adaptó rápidamente a las ediciones genéticas con mutaciones que lo convirtieron en un mejor propagador, no solo entre las aves, sino que también obtuvo mutaciones que podrían transmitirse a los humanos.
"Esto nos mostró una prueba de concepto de que podemos avanzar para hacer que los pollos sean resistentes al virus", dijo en una conferencia de prensa la autora del estudio, la Dra. Wendy Barclay del Imperial College de Londres. "Pero aún no hemos llegado a ese punto".
El objetivo
En 2016, Barclay descubrió un gen de pollo que los virus de la gripe aviar utilizan para infectar y crecer dentro de las células de pollo. Llamado ANP32A, es parte de una familia de genes que traduce la información del ADN en otros mensajeros bioquímicos para construir proteínas. Una vez dentro de la célula de un ave, el virus de la gripe puede cooptar los productos del gen para hacer más copias de sí mismo y propagarse a las células cercanas.
ANP32A no es el único vínculo genético entre las células y el virus. Un estudio posterior encontró un segundo gen "protector" que impide que los virus de la gripe crezcan en las células. El gen es similar al ANP32A, pero con dos cambios importantes que cortan la conexión del virus con la célula como si se cerrara una puerta. Debido a que los virus necesitan un huésped para reproducirse, el obstáculo esencialmente corta su línea de vida.
"Si se pudiera interrumpir esa interacción [gen-virus] de alguna manera... tal vez mediante esta edición genética, entonces el virus no podría replicarse", dijo Barclay.
El nuevo estudio siguió esta línea de pensamiento. Utilizando CRISPR, alteraron el ANP32A en células germinales primordiales de pollo empalmando los dos cambios genéticos observados en el gen protector. Las células, cuando se inyectaron en embriones de pollo, crecieron hasta convertirse en espermatozoides y óvulos editados en pollos maduros sanos, que tuvieron polluelos con el gen ANP32A editado.
El proceso suena técnico, pero es básicamente una aceleración del siglo XXI de una antigua técnica agrícola: criar animales para preservar los rasgos deseados, en este caso, la resistencia contra los virus.
El soporte
El equipo probó los pollos editados con varios virus.
En uno, inyectaron una dosis del virus de la gripe aviar en la nariz de 20 polluelos de dos semanas de edad, la mitad de los cuales fueron modificados genéticamente y los demás criados normalmente. El procedimiento suena intenso, pero la cantidad de virus se adaptó cuidadosamente a la que normalmente está presente en un gallinero infectado.
Las 10 aves de control enfermaron. Por el contrario, sólo uno de los pollos editados estaba infectado. Y aun así, no transmitió el virus a las otras aves editadas.
En una segunda prueba, el equipo aumentó la dosis a aproximadamente 1,000 veces más que el spray nasal original. Todas las aves, independientemente de su composición genética, contrajeron el virus. Sin embargo, las aves editadas tardaron más en desarrollar síntomas de gripe. También albergaban niveles más bajos del virus y eran menos propensos a transmitirlo a otras personas en su gallinero, independientemente de su composición genética.
A primera vista, los resultados parecen prometedores. Pero también levantaron una bandera roja. La razón por la que los virus infectaron a los pollos editados a pesar de sus “súper genes” protectores fue que los insectores se adaptaron rápidamente a las ediciones genéticas. En otras palabras, un intercambio genético destinado a proteger al ganado podría, irónicamente, impulsar al virus a evolucionar más rápidamente.
el trio dorado
¿Por qué sucedería esto? Varias pruebas encontraron que mutaciones en el genoma viral probablemente permitieron que los virus se apoderaran de otros miembros de la familia ANP32A. Estas proteínas normalmente permanecen en el banco durante las invasiones virales de la gripe y resisten silenciosamente la replicación viral. Pero con el tiempo, el virus aprendió a trabajar con cada gen para impulsar su reproducción.
El equipo es muy consciente de que cambios similares podrían permitir que el virus infecte a otras especies, incluidos los humanos. "No nos alarmaron las mutaciones que vimos, pero el hecho de que tuviéramos una [infección] revolucionaria significa que necesitamos ediciones más rigurosas en el futuro", dijo Barclay.
Dr. Sander Herfst del Centro Médico de la Universidad Erasmus, que estudia La incursión de la gripe aviar en los mamíferos, está de acuerdo. "Es necesario un sistema hermético donde no se produzca más replicación [viral] en los pollos". dijo Ciencia:.
Una posible solución es una mayor edición de genes. ANP32A es sólo uno de los tres miembros del gen que ayudan a los virus a prosperar. En una prueba preliminar, el equipo desactivó los tres genes en células en una placa de Petri. Las células editadas resistieron una cepa altamente peligrosa del virus de la gripe.
Pero todavía no es una solución perfecta. Estos genes son multitarea que regulan la salud y la fertilidad. Editar los tres podría dañar la salud y la capacidad de reproducción de un pollo. El desafío ahora es encontrar modificaciones genéticas que protejan a los virus pero que aún mantengan su función normal.
Dejando a un lado la biotecnología, las regulaciones y la opinión pública también están luchando por ponerse al día con el mundo de la edición genética. Los animales CRISPRed actualmente se consideran organismos genéticamente modificados (OGM) bajo las leyes de la Unión Europea, una designación que viene acompañada de una gran carga regulatoria y problemas de percepción pública. Sin embargo, debido a que las modificaciones genéticas como las del estudio imitan las que podrían ocurrir naturalmente en la naturaleza (en lugar de fusionar genes de un organismo con otro), algunos animales CRISPRed pueden ser más aceptables para los consumidores.
"Creo que el mundo está cambiando" dijo La autora del estudio, la Dra. Helen Sang, una experta que ha trabajado con aves resistentes a la gripe durante tres décadas. Las regulaciones sobre animales modificados genéticamente para uso alimentario probablemente cambiarán a medida que la tecnología madure, pero al final, lo que sea aceptable dependerá de puntos de vista multiculturales.
Crédito de la imagen: Toni Cuenca / Unsplash
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- Fuente: https://singularityhub.com/2023/10/12/crispr-engineered-super-chickens-are-resistant-to-bird-flu/
