El equipo científico liderado por Miguel Ángel Moreno Mateos, investigador del Centro Andaluz de Biología del Desarrollo (CABD), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), la Universidad Pablo de Olavide (UPO) y la Junta de Andalucía, ha conseguido optimizar diferentes sistemas CRISPR-Cas in vivo usando el pez cebra como modelo. A diferencia de la tecnología CRISPR-Cas más usada y conocida que corta el ADN, estos sistemas median la de edición de ARN. Esta tecnología podría tener gran utilidad en futuras terapias en biomedicina basadas en la manipulación de los ARNs.

Por un lado, los investigadores han optimizado el uso de guías de ARN (ARNg) químicamente modificados, que junto con el ARN mensajero (ARNm) de RfxCas13d permite la eliminación efectiva de ARNs durante más tiempo lo que ayudará a extender la capacidad de la herramienta en el tiempo y su posible utilidad en terapias efectivas y transitorias de eliminación de ARN.

Larvas de pez cebra de 2 días en las que se ha eliminado el ARN mensajero de rx3 con CRISPR-RfxCas13d. Este gen está implicado en la formación del ojo, por lo que de izquierda a derecha se puede ver un mayor defecto hasta la eliminación completa de ambos ojos.

Además, en este trabajo, mediante el uso de unas nuevas señales de localización nuclear fusionadas a Cas13d, se ha optimizado la eliminación de ARNs en el núcleo. Potencialmente, este hecho puede contribuir al uso de esta tecnología para el desarrollo de tratamientos que impliquen la eliminación de ARNs que solo se encuentren en el núcleo de la células, como es el caso de ciertos ARN no codificantes o microARNs para los que cada vez se conocen más funciones de las que en un principio se pensaban.

Dado que el uso de un gran número de guías químicamente sintetizadas supone un coste elevado, el grupo de investigación ha desarrollado, como alternativa, un protocolo sencillo para hacer un análisis con ARNg sintetizados in vitro y descartar una posible toxicidad antes de ser inyectado: “Esta técnica proporciona una opción fiable y específica para laboratorios con un bajo presupuesto”, indica uno de los investigadores, Luis Hernández-Huertas, que, junto a Daniel Nahón-Cano e Ismael Moreno Sánchez, ha liderado el proyecto.

El sistema CRISPR-RfxCas13d de eliminación de ARN puede presentar una actividad inespecífica después de eliminar específicamente su diana denominada ‘actividad colateral’, por lo tanto, el objeto de esta investigación también se ha centrado en la búsqueda de condiciones en las que el uso de esta herramienta de forma transitoria no genere dicha actividad colateral o, si la hay, sea mínima y no genere un impacto fisiológico en embriones.

“Estos resultados confirman que la herramienta no solo es eficiente, sino que también es segura en la gran mayoría de los casos”, como asegura Daniel Nahón-Cano. Aun así, los investigadores han puesto a punto las condiciones para eliminar ARNs de forma efectiva y específica con otros dos sistemas CRISPR alternativos que generan una actividad colateral nula o muy baja como son CRISPR-Cas7-11 y CRISPR-DjCas13d. “Estas nuevas optimizaciones en el sistema CRISPR-RfxCas13d y la puesta a punto de otros dos sistemas CRISPR-Cas para la eliminación de ARN contribuyen a ampliar la caja de herramientas moleculares para eliminación de ARN y aportan más opciones disponibles para la comunidad científica”, indica Ismael Moreno-Sánchez.

El conocimiento adquirido en este trabajo contribuye a mejorar los sistemas de degradación de ARN de forma transitoria y facilitan el acceso de esta tecnología a futuras terapias en biomedicina. Además, la generación de más sistemas CRISPR-Cas de edición de ARN permitirá llevar a cabo experimentos “multiplexing”, es decir, contra varias dianas a la vez, pudiendo soslayar así problemas relacionados con la redundancia génica o modelar enfermedades del desarrollo causadas por la ausencia de función de varios ARNs al mismo tiempo.

Esta investigación ha contado, además, con la colaboración de grupos científicos de Stowers Institute del Instituto de Neurociencias de Alicante o de la empresa americana Synthego Coorporation, entre otros.

Referencia:

Moreno-Sánchez, I., Hernández-Huertas, L., Nahón-Cano, D. et al. ‘Enhanced RNA-targeting CRISPR-Cas technology in zebrafish’. Nat Commun 16, 2591 (2025).