Descubrimiento de CRISPR abre camino a prueba diagnóstica única para COVID, gripe y VRS

Muchas defensas basadas en CRISPR logran esto cortando el ADN viral, pero estos enfoques pueden dañar las células huésped y limitar su uso terapéutico o diagnóstico. El reto ha sido detener la replicación viral con precisión sin dañar el material genético sano. Una nueva investigación describe un mecanismo CRISPR que detiene la producción de proteínas virales al actuar sobre el ARN, lo que ofrece una estrategia más segura y controlable que podría facilitar el diagnóstico rápido de infecciones respiratorias.

En la investigación colaborativa dirigida por la Universidad Estatal de Utah (Logan, UT, EUA), los investigadores estudiaron sistemas CRISPR menos conocidos, Cas12a2 y Cas12a3. A diferencia de CRISPR-Cas9, que utiliza ARN guía para cortar ADN en sitios específicos, Cas12a2 y Cas12a3 reconocen directamente el ARN. La unión al ARN viral desencadena un cambio estructural en estas enzimas, activando la escisión repetida de dianas secundarias. Cas12a3 destaca porque se dirige selectivamente al ARN de transferencia en lugar del ADN, preservando así el material genético del huésped.

Cas12a3 interrumpe la síntesis de proteínas cortando una región específica del ARN de transferencia, conocida como la cola, que normalmente transporta los aminoácidos necesarios para la síntesis de proteínas. Al desactivar este puente molecular, el sistema impide que los virus produzcan proteínas esenciales, manteniendo intacto el ADN del huésped. Esta precisión contrasta con la de Cas12a2, que escinde el ADN indiscriminadamente tras la activación y, en última instancia, destruye la célula huésped. La actividad selectiva de Cas12a3, basada en el ARN, la hace especialmente atractiva para aplicaciones diagnósticas y terapéuticas.

Mediante análisis estructurales y funcionales, los investigadores descubrieron el mecanismo de respuesta inmunitaria de Cas12a3, previamente desconocido. El estudio demostró que el reconocimiento del ARN por sí solo es suficiente para activar la enzima y desencadenar la escisión dirigida del ARNt, deteniendo eficazmente la replicación viral. Estos hallazgos, publicados en la revista Nature, revelan una estrategia de defensa CRISPR fundamentalmente diferente a las que se utilizan habitualmente en la edición genética o el diagnóstico actual.

Dado que Cas12a3 responde a secuencias de ARN específicas, podría adaptarse a herramientas de diagnóstico de alta precisión capaces de detectar infecciones virales como la COVID-19, la influenza y el VRS, ya sea individualmente o en conjunto en una sola prueba. Su mecanismo de activación repetida puede amplificar las señales de detección, lo que permite ensayos más rápidos y sensibles. La investigación en curso busca perfeccionar este sistema para que pueda utilizarse de forma fiable para diagnósticos rápidos en el punto de atención y, potencialmente, para futuras terapias antivirales.

“Creemos que poder detener un patógeno invasor sin alterar el ADN podría ser un gran avance terapéutico”, afirmó el profesor asociado Ryan Jackson, autor principal del estudio. “Al estudiar estos sistemas, también descubrimos la enorme diversidad funcional de estos mecanismos de defensa bacterianos”.

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Universidad Estatal de Utah