GENOME EDITION

From La Recherche/OlivierDessibourg

A SMALL STEP, A GREAT LEAP FOR HUMANITY

According to the chemist David Liu (MIT, Harvard University), a scientific revolution is brewing in the areas of chemistry-genetics-biology and immunology, of gigantic proportions. Although there are obviously emerging ethical problems, the techniques of editing the genome of living beings on planet Earth, begin to cure or alleviate a growing number of diseases. The transcendence of these techniques extends to the possibility of creating genetically improved human beings and extend the useful lifespan of humans, animals and plants. I) Liu, emphasizes that the process of replacement of defective nucleotides in live mice occurs in differentiated cells that no longer divide, generating cascades of molecular signals capable of self-repairing parts of the cochlea of ​​the inner ear, an important fact because half of the cases of deafness have genetic bases. Liu, who is aware of the emerging collateral effects of these techniques in the rest of the genome, argues that, by the way, nobody knows the side effects before developing a therapeutic application. However, when a disease is fatal, the ethical risks are minor. The scientist believes that the synergistic use of several genome editing strategies will reduce these risks. II) He does not believe in the emergence of immune reactions to this technique because many of these proteins of  CRISPR-Cas9, exist in the bacteria that inhabit our body. Aware of the rumors that these techniques could be used as weapons of mass destruction, Liu points out that there are more effective weapons for such purposes and that clinical trials are conducted in humans’ beings, not in petris. He adds that we must respect ethics, but we must not be so rigid, saying that ethical moratoriums cannot be global, although he agrees with some, for example, he is in favor of a moratorium banning experiments on human germ cells. He also believes that  genome  editing  (simple, selective and effective), will establish new therapies for diseases that depend on a specific mutation, improve techniques in agronomy through corrective genes and others. III) The scientist emphasizes that the CRISPR-Cas9 technique, belongs to genetic engineering, is inexpensive, uses a bacterial enzyme (Cas9), fragments of RNA and manipulates specific sequences, being applicable to rodent plants, monkeys, and human embryos, allowing introduce artificial mutations, in cells of culture, or in guinea pigs suspected of causing certain diseases, permit  study the effects and develop treatments, in mutations that cause: blindness, deafness, epilepsy, neurological or metabolic diseases and in cancers, stop their proliferation, allowing T lymphocytes, rearranged  with   genetic engineering  to attack  cancer cells. Of 64,000 genetic variants, associated with diseases, 2/3, are point mutations. IV) However, the initial CRISPR techniques, equivalent to molecular scissors, have certain problems, because they cut the DNA in a specific site in order to remove the unwanted gene, without recognizing that the cell itself is capable of joining by itself the damaged DNA parts.  Therefore, Liu and collaborators created the: Basic Editor, a protein that does not exist in its natural state, that has components extracted from nature, but also synthetic, that does not cut DNA, but that realizes a rearrangement of atoms, reconfiguring the defective nucleotides, a process aided by intracellular cameras, which visualize the activities of a viral infection, triggering editing mechanisms in the genome of the cells involved, allowing to read the historical sequence of reactions initiated by the cell. 2  others systems: Detector and Sherlock, detect the anomalous presence of foreign DNA, being helpful to determine the  characteristics of plant’s resistance, doing the same as farmers of a few decades ago when they crossed varieties of the same plant to transfer genes and improve them naturally.  Liu hopes that plants treated in this way will not be considered nor regulated as genetically modified organisms.

UN PEQUEÑO PASO, UN GRAN SALTO PARA LA HUMANIDAD

Según el químico David Liu (MIT, Harvard University), se está gestando   una revolución científica en las áreas de química-genética-biología e inmunología, de proporciones gigantescas.  Aunque obviamente existen problemas éticos emergentes, las   técnicas de edición del genoma de seres vivos en el planeta Tierra, empiezan a curar o paliar un número creciente de enfermedades. La trascendencia de estas técnicas se extiende a la posibilidad de crear seres humanos mejorados genéticamente y extender la vida útil de humanos, animales y vegetales.  I) Liu, enfatiza que el proceso de recambio de   nucleótidos defectuosos en ratones vivos se efectiviza   en células diferenciadas que ya no se dividen, generando cascadas de señales moleculares   capaces de autoreparar partes de la   cóclea del oído interno, hecho importante porque la mitad de los casos de sordera tienen   bases genéticas.     Liu, que es consciente de los efectos colaterales emergentes de estas técnicas en el resto del genoma, arguye que, por cierto, nadie conoce los efectos colaterales antes de desarrollar una aplicación terapéutica. Empero, cuando una enfermedad es fatal, los riesgos éticos, son menores. El científico, cree que el empleo sinergistico de varias estrategias de edición del genoma, reducirán estos riesgos. II) No cree en la emergencia de reacciones inmunes a esta técnica porque   muchas de estas proteínas (CRISPR-Cas9), existen en las bacterias que habitan en nuestro soma.     Enterado de los rumores de que estas técnicas podrían ser empleadas como armas de destrucción masiva, Liu retruca que existen armas más efectivas para tales propósitos y que los ensayos clínicos se realizan en humanos, no en petris. Agrega que hay que respetar la ética, pero no hay que ser tan rígidos, opinando que las moratorias éticas no pueden ser globales, aunque está de acuerdo con algunas, por ejemplo, está a favor de una moratoria que prohíba experimentos en   células germinales humanas.   Opina además que la edición del genoma (simple, selectiva y efectiva), establecerá nuevas terapias para  enfermedades que dependen de una mutación específica, mejorar técnicas en agronomía, mediante genes  correctores y otros. III)  Enfatiza  que la técnica   CRISPR-Cas9, pertenece a la  ingeniería genética, es poco costosa,  usa una enzima bacteriana  (Cas9),  fragmentos de  RNA y    manipula  secuencias específicas, siendo aplicable a  plantas roedores, monos, y embriones humanos, al permitir   introducir   mutaciones artificiales, en células de cultivo, o en  guinea pigs sospechosos de  causar  determinadas  enfermedades,  estudiar efectos y desarrollar tratamientos,  en  mutaciones que causan  :ceguera, sordera,  epilepsia, enfermedades neurológicas  o metabólicas y en canceres, detener su proliferación, permitiendo que    linfocitos T, modificados con  ingeniería genética ataquen  células cancerosas. De 64,000 variantes genéticas, asociadas a enfermedades, 2/3, son mutaciones puntuales. IV) Empero, las técnicas   CRISPR iniciales, equivalentes a    tijeras moleculares, tienen ciertos problemas, porque   cortan el   DNA en un sitio específico a fin de remover el gene no deseado, sin   reconocer que la propia célula es capaz de unir las partes deterioradas del   DNA.  Por ello, Liu y colaboradores crearon el:   "Basic Editor”, una proteína, que no existe en estado natural, que   tiene componentes extraídos de la naturaleza, pero también sintéticos, que no corta el   DNA, pero que realiza un   rearreglo de los átomos, reconfigurando los   nucleótidos defectuosos. Un proceso ayudado por “cámara intracelulares”, que visualizan las actividades de una infección viral, desencadenando   mecanismos de edición en el    genoma de las células implicadas, permitiendo leer la secuencia histórica de las reacciones iniciadas por la célula.  Otros 2   sistemas:   Detector and Sherlock, detectan    la presencia anómala de DNA extraño, siendo de ayuda para determinar las características de resistencia de las plantas, haciendo lo mismo que los agricultores de hace pocas décadas cuando cruzaban variedades de la misma planta para transferir genes y mejorarlos de modo natural. Liu espera que    las plantas tratadas de este modo no sean consideradas ni reguladas como organismos genéticamente modificados.