La edición primaria (prime editing, en inglés) es una técnica avanzada de edición genómica que permite realizar modificaciones precisas en el ADN de organismos vivos sin necesidad de generar rupturas de doble hebra ni depender de plantillas de ADN donante. Esta metodología, descrita como un sistema de «buscar y reemplazar», introduce directamente nueva información genética en sitios específicos del genoma.
La edición primaria se basa en tres componentes principales:
- ARN guía de edición primaria (ARNgep). Este ARN no solo identifica la secuencia objetivo en el ADN, sino que también contiene la nueva información genética que se desea insertar. El ARNgep incluye un sitio de unión del cebador (SUC) y una secuencia plantilla para la transcriptasa inversa (TI), facilitando la hibridación y la síntesis de la nueva cadena de ADN.
- Proteína de fusión: Consiste en una nucleasa Cas9 modificada (Cas9 H840Anicasa) fusionada con una transcriptasa inversa derivada del virus de la leucemia murina de Moloney (VLM-M). La Cas9nicasa realiza un corte en una sola hebra del ADN, mientras que la transcriptasa inversa sintetiza la nueva secuencia de ADN utilizando el ARNgep como plantilla.
- ARN guía sencillo (ARNgs): En algunas variantes del sistema, se utiliza un ARNgs adicional para mejorar la eficiencia y precisión de la edición, dirigiendo cortes en hebras complementarias del ADN.
El proceso de edición primaria se desarrolla en varios pasos:
- El ARNgepse une a la secuencia objetivo del ADN.
- La Cas9nicasa realiza un corte en una hebra del ADN en el sitio específico.
- La región cortada se hibrida con el SUC del ARNgep.
- La transcriptasa inversa sintetiza la nueva secuencia de ADN utilizando la plantilla proporcionada por el ARNgep.
- El ADN modificado se integra en el genoma mediante mecanismos de reparación celular.
Ventajas de la edición primaria
La edición primaria ofrece múltiples beneficios en comparación con técnicas anteriores de edición genética. Entre ellos destaca una precisión mejorada, ya que al evitar rupturas de doble hebra se reducen las inserciones o deleciones indeseadas, minimizando mutaciones no deseadas. Además, es muy versátil, pues permite realizar diversas modificaciones, incluyendo inserciones, deleciones y todas las transversiones y transiciones de bases, ampliando el espectro de ediciones posibles.
Por otra parte, tiene menos dependencia de los motivos adyacentes de protoespaciador (MAP). A diferencia de sistemas como CRISPR/Cas9, la edición primaria no requiere una secuencia MAP estrictamente posicionada, ofreciendo mayor flexibilidad en la selección de sitios de edición. Finalmente, debido a la necesidad de múltiples eventos de unión para la edición, se sugiere que la edición primaria podría tener menos efectos fuera del objetivo en comparación con otras técnicas.
Limitaciones y retos
A pesar de sus ventajas, la edición primaria tiene sus inconvenientes. Así, la tasa de éxito puede variar según el tipo de célula y organismo, requiriendo optimización para aplicaciones específicas. Además, la introducción efectiva de las herramientas de edición en las células objetivo es un reto, especialmente en organismos multicelulares. Y la proteína de fusión y el ARNgep son relativamente grandes, lo que puede dificultar su empaquetamiento en vectores virales comunes utilizados para la entrega en células vivas.
Aplicaciones potenciales
La edición primaria tiene aplicaciones en investigación biomédica, en biotecnología agraria y como ténica génica.
Facilita la creación de modelos celulares y animales con mutaciones específicas para estudiar enfermedades genéticas. Ofrece una vía para corregir mutaciones patogénicas en células humanas, con el potencial de tratar una variedad de enfermedades genéticas. Y permite la modificación precisa de genomas de plantas para mejorar características como resistencia a enfermedades, tolerancia a condiciones adversas y rendimiento de los cultivos.
