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TECNOLOGÍA DEL ADN RECOMBINANTE; APLICACIONES Y RIESGOS

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TECNOLOGÍA DEL ADN RECOMBINANTE; APLICACIONES Y RIESGOS

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Inés Moreno Perea 1ºC CAFD

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Craig Vender es un pionero en la decodificación del ADN y en el estudio de innovaciones y nuevas aplicaciones de la biología molecular.

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Entrevista a Craig Venter, pionero en decodificar el ADN (en español)

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UTILIZACIÓN DE ENDONUCLEASAS DE RESTRICCIÓN 

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UTILIZACIÓN DE ENDONUCLEASAS DE RESTRICCIÓN 

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https://youtu.be/TLwWghLxm6g

INFORMACIÓN SOBRE ENZIMAS DE RESTRICCIÓN (CONCRETAMENTE LAS ENZIMAS ENDONUCLEASAS) A TRAVÉS DE UN VÍDEO

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GENERALIDADES DE LA INGENIERÍA GENÉTICA 

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Por qué las mujeres ven más colores que los hombres

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Por qué las mujeres ven más colores que los hombres

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https://www.microsiervos.com/archivo/ciencia/si-las-mujeres-ven-mas-colores-que-los-hombres-en-especial-si-son-tretracromatas.html

Como ya sabéis tenemos dos clases de células receptoras de luz denominadas conos y bastones. En este caso nos centraremos en los conos, que son los que nos permiten diferenciar los colores. Bien, pues estos conos se pueden diferenciar en tres tipos: los que detectan el azul, los que detectan el verde y por último, el rojo. Lo hacen gracias a una serie de pigmentos. Así el pigmento S es el receptor para el color azul codificado en un gen del cromosoma 7, el pigmento M detecta el verde y es codificado en el cromosoma X y por último el pigmento L que detecta el color rojo y también estará codificado en el cromosoma X.

La razón de que las mujeres sean capaces de ver más colores es por una sencilla razón: las mutaciones en los genes que codifican los pigmentos M y L. Claro está que éstas afectarán a hombres y mujeres, pero en ellas, al tener dos cromosomas sexuales X la probabilidad que tienen de sufrir mutaciones que alteren la forma de percibir estos colores aumenta considerablemente, ya que como he mencionado antes, estos genes se encuentran codificados en el cromosoma sexual X.

De esta forma, las mujeres tendrán la visión tricromática normal como un hombre y en algún caso un juego adicional de M y/o L mínimamente modificado en otro cromosoma X, permitiéndoles distinguir más colores que los hombres.

La próxima vez que no sepáis distinguir un color más allá de rojo y rosa, no os sintáis mal por ello.

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Sí, las mujeres ven más colores que los hombres, y más aún si tienen tetracromía

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Los colores según los hombres y las mujeres por McLarenX;es una traducción de Color Wheel de Doghouse Diaries Turquesa viejo. Gris Marengo. Blanco...

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Es uno de los referentes de la ciencia en España. Discípula de Severo Ochoa en su laboratorio de Nueva York, retornó en los años 60 a España para introducir el incipiente campo de la biología molecular. Margarita Salas (Canero, Asturias, 30 de noviembre de 1938) descubrió algunos de los secretos del ADN, desarrolló la patente más exitosa en la historia del CSIC y ahora, recién cumplidos los 80 años, sigue trabajando en su laboratorio del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa, en Madrid. De afrontar dificultades por su género ha pasado a lidiarlas a causa de su edad, asegura.

Hace unos días pronunció la conferencia que cerraba el CNIC-PhDay, un evento organizado por los estudiantes de doctorado del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares. Hablamos no sin antes esperar a que muchos de los estudiantes, nerviosos, aprovechen para hacerse una fotografía con ella.
Supongo que no le pedirán tantas fotos por la calle.
No, no, por la calle no me paran [sonríe].
Me gustaría empezar hablando de su investigación. Siempre se menciona el descubrimiento y las aplicaciones de la polimerasa que patentó, pero ha hecho muchas más cosas. ¿De cuáles se siente especialmente orgullosa?
Bueno, conocer la dirección de lectura del código genético ha tenido muchas implicaciones. Según fuera esa dirección de lectura, el mensaje del ADN y las proteínas serían distintas. También descubrimos cosas muy importantes sobre la fabricación de proteínas. Todo eso lo hicimos durante mi estancia en el laboratorio de Severo Ochoa en Nueva York, de la que estoy muy orgullosa. Ya de vuelta en España descubrimos una proteína unida al ADN, necesaria para que este pueda duplicarse.
Junto a su marido, el también investigador Eladio Viñuela, estuvo tres años en Nueva York con Severo Ochoa. ¿Por qué decidieron volver?
Bueno, consideramos que ya habíamos aprendido la biología molecular que queríamos desarrollar y enseñar aquí en España. Quisimos volver para introducirla aquí.
Ahora sí, sobre la polimerasa. Es una proteína de un virus que infecta bacterias (el fago Phi29) y que permite duplicar el ADN. ¿Cuáles son sus principales características?
Sobre todo, que una vez que empieza a funcionar, continúa hasta el final de la cadena del ADN y es capaz de abrir la doble hélice al avanzar. Se usa para estudios forenses y arqueológicos, y en general para la secuenciación de genomas humanos.
En 1993, el Premio Nobel de Química fue concedido a Kary B. Mullis Hablando de premios y de España, la técnica de edición CRISPR¿El descubrimiento de "su" polimerasa y de sus características tan particulares podía preverse o fue una suerte de serendipia? suena como un casi seguro Nobel en los próximos años. Si se concede, ¿cree que merecería ser incluido ¿Hasta qué punto entonces el científico es genio, suerte o trabajo? Francis Mojica, el científico alicantino que dio pie a esta revolución, aunque él no participara directamente en el desarrollo de la técnica? Las aplicaciones de la polimerasa generaron más de 6 millones y medio de euros en royalties hasta 2009, cuando la patente expiró. Es la patente más rentable de la historia del CSIC. Algunos sostienen que eliminar las patentes El fago Phi29 sigue dando de sí, ¿verdad? beneficiaría la innovación En alguna entrevista Por la edad. ha mencionado que antes se sentía discriminada por su género y que ahora siente algo parecido por su edad... Cuando usted y su marido fueron al laboratorio de Severo Ochoa, él les separó en dos proyectos diferentes. Les dijo que "al menos así aprenderían inglés". . Otros, como Mariana Mazzucato, Usted ha rechazado siempre la comparación que le han hecho con Marie Curie. Es curioso, porque se ha nombrado como el síndrome de Madame Curie al sesgo por el cual las mujeres piensan que deben ser extraordinariamente brillantes para poder competir en un mundo de hombres. que los Estados deberían participar de ellas, ya que la mayor parte de la investigación se hace con dinero público. ¿Qué opina? Usted es optimista sobre el acceso de las mujeres a la ciencia. Alguna vez ha dicho que el movimiento es imparable. ¿Cree que basta con dejar que evolucione o debemos hacer algo más para favorecerlo? por el desarrollo de la PCR, otra técnica de amplificación del ADN, en este caso para regiones concretas. ¿Cree que usted también podría merecerlo? Pero hay una discriminación invisible: en la presencia en los cargos más altos, en los salarios a igualdad de plaza...
No, el Nobel ya se lo dieron y ya no habría lugar. Pero bueno, nuestra técnica fue también muy importante y lo sigue siendo. La diferencia es que con la nuestra no se necesita saber la secuencia original y permite amplificar genomas enteros.

Yo creo que sí, que deberían incluirlo. Al fin y al cabo él fue el padre, incluso quien le dio el nombre a CRISPR.
En alguna entrevista ha mencionado que muchos días es la última persona que se va de su laboratorio y que eso le da pena, porque los que tendrían que quedarse más tiempo deberían ser los jóvenes. Pero si es así, ¿cómo compaginar la ciencia con la conciliación familiar, por ejemplo, algo que debería afectar a todos? En los países del norte de Europa hay una política de horarios más racional en los laboratorios, ¿no es así?
Sí, sí lo fue. Nosotros elegimos el fago Phi29 porque era un virus pequeño y accesible, más fácil para estudiarlo aquí en España, que era un desierto científico. Encontramos cosas que no esperábamos: por ejemplo, las propiedades que la hacen tan especial para sus aplicaciones. Yo siempre digo que, en realidad, tuve suerte con la elección.
¿Está cansada de que se le pregunte tanto por temas de género, o lo ve como una oportunidad para poder hablar de ello?
Bueno, para tener suerte tienes que estar trabajando, aunque el trabajo no siempre te la asegure.
En una ocasión citó a Max Delbrück, al que considera el padre de la genética molecular, cuando dijo que "si uno no tiene dotes para ser artista, ¿qué otra cosa mejor puede ser sino científico?". ¿Está de acuerdo con esa frase? Y si los tuviera, ¿sería mejor ser artista?
Bueno, en nuestro caso el propietario de la patente es el CSIC y los royalties se reparten así: la tercera parte se la queda el propio CSIC, otra tercera parte va para las cuatro personas que figuramos como inventores y, del resto, una parte va al centro en el que yo trabajo (el Centro de Biología Molecular Severo Ochoa) y otra al laboratorio. Yo creo que las patentes dependen de quién haya financiado la investigación, pero en general me parece que el sistema está funcionando bien.
¿Qué sigue esperando de su vida en el laboratorio?
Sí. Por ejemplo, en los últimos años hemos desarrollado una quimera de la polimerasa (una versión optimizada) que la hace más estable y que funciona con cantidades de ADN más pequeñas. Esto ha dado lugar a una nueva patente.
Por último, si le concedieran un deseo para la ciencia en España, ¿qué pediría?
Bueno, cuando yo era joven a las mujeres no se nos consideraba capacitadas para investigar. Incluso mi director de tesis, Alberto Sols, era muy machista. Aunque después se convirtió. Recuerdo cuando volví de Estados Unidos y me dieron el premio Severo Ochoa de la fundación Ferrer. En esa comida se levantó y comentó: "Cuando Margarita vino a pedirme trabajo para hacer la tesis doctoral pensé: 'Bah, una chica. Le daré algo sin importancia, porque si no lo saca adelante no importará". Esa era la mentalidad en el año 1961. Ahora es distinto. Estoy muy bien considerada, pero también me encuentro con dificultades.

Sí. Yo estoy oficialmente jubilada, lo que pasa es que tengo un nombramiento del CSIC de profesora Ad Honorem. Eso es lo que me permite seguir trabajando, pero hay limitaciones. Por ejemplo, no puedo ser investigadora principal para determinadas entidades financiadoras. Los que estamos en esta situación nos encontramos en un limbo.

Sí, yo creo que Ochoa lo que quería es que cada uno desarrollase su propia investigación. Fue una manera elegante de hacerlo. Yo en su laboratorio no sentí ninguna discriminación por el hecho de ser mujer. Él me trataba como persona.

Sí. Yo creo que no hace falta ser un genio para ser buena científica. Yo me considero una persona absolutamente normal.

Yo no quiero cuotas, no quiero que a las mujeres se nos dé nada por el hecho de ser mujeres. Que se nos dé si lo valemos, pero que no se nos quite por el hecho de serlo.

Bueno, por ejemplo en el CSIC yo no veo discriminación, se mira el currículum independientemente de si se es mujer u hombre. Quizás en la universidad sea algo distinto. Lo que sí me parece bien es que haya acciones de visibilidad o que en los jurados de elección de plaza haya paridad para que se nos haga oír.

Pero es que es una realidad que para dedicarse a la ciencia hay que echarle horas. Yo lo he compaginado, aunque sé que es difícil en ocasiones. De todas formas, en general, ahora se trabajan menos horas que antes. Ahora, si hay que venir en un día de fiesta, lo cambian por un día laborable. Yo lo veo lógico desde su punto de vista, pero a mí me gustaría que la gente viniera en los días festivos porque quiere. Eso es lo que hacíamos en mi tiempo.

Estoy un poco cansada, la verdad. Yo me considero una persona normal que ha trabajado mucho porque me ha gustado mucho. Pero también he tenido una vida familiar y he disfrutado mucho de otras cosas. Me gustan el arte y la música, he ido a exposiciones y a conciertos... Pero me gusta trabajar duro.

Sí, pero solo si no tienes dotes para el arte.

Pues no lo sé, la verdad es que no lo sé [ríe].

Espero que me dejen seguir trabajando. Yo tengo ahora el nombramiento de profesora Ad Honorem hasta finales de 2021. A partir de ahí dependerá de la presidenta del CSIC.

Dinero. Ahora mismo es un desastre, y el dinero es la mejor forma de demostrar que se valora la ciencia.

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"No hace falta ser un genio para ser buena científica, yo soy una persona normal"

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Es un icono de la investigación en España. La que fuera discípula de Severo Ochoa en la década de los 60 acaba de cumplir 80 años y sigue yendo cada día al laboratorio. Hablamos de sus descubrimientos y patentes, de la discriminación por género y por edad, y de las condiciones de la ciencia actual.

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INGENIERÍA GENÉTICA, CÓMO SE REALIZA Y SUS APLICACIONES ACTUALES EN LA MEDICINA

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INGENIERÍA GENÉTICA, CÓMO SE REALIZA Y SUS APLICACIONES ACTUALES EN LA MEDICINA

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La tecnología CRISPR CAS9 (Repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente interespaciadas). Se descubrió que las bacterias de manera natural tienen secciones de ADN palindrómicas y que además, están repetidas de manera regular. Estas secuencias entre otras proteínas, genera la proteína CAS9 que es una nucleasa que corta el ADN de un virus patógeno y lo integra al ADN de la bacteria. Este sistema de defensa consiste en identificar, encontrar y destruir a los virus de esta especie que atacan a la bacteria.
Usando estos mecanismos se puede modificar el ADN a voluntad.
Actualmente, la CRISPR CAS9 es la técnica más precisa y económica de edición genética.

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Por: Natalia Lamprea B. y Oscar Lizarazo-Cortés

¿Se imagina una tecnología capaz de identificar y reparar las secuencias de ADN defectuosas en pacientes que sufren enfermedades de origen genético, tales como Huntington o fibrosis quística? Y que sirva también para prevenir y controlar las infecciones virales tales como VIH o hepatitis? Y que pueda ser usada igualmente en plantas o animales para controlar infecciones virales o eliminar características no deseables en cultivos, incluso cuando las plantas ya han crecido? O que pueda apagar y prender los genes en momentos determinados para modular la florescencia o la maduración de frutos? Estas son, entre otras, las aplicaciones que tiene el sistema CRISPR/Cas9.

Funcionamiento biológico del sistema

En el campo de la biotecnología y específicamente de la ingeniería genética, siempre fue un reto poder "identificar" un sitio específico del ADN y poder editarlo al mismo tiempo, por ejemplo para cambiar una mutación puntual que impide la formación de una proteína, o para poder eliminar toda una variante defectuosa de un gen. La tecnología CRISPR/Cas9, logra justamente eso, identificar un segmento específico de ADN y eliminarlo o reemplazarlo, usando siempre las mismas herramientas: un RNA dúplex con la copia del ADN que se debe identificar (sgRNA) y con una secuencia corta (PAM) que se unirá al ADN y estabilizará la proteína Cas9; y una proteína (Cas 9, con actividad de endonucleasa y helicasa) guiada por el sgRNA que separa y corta las dos hebras de ADN (Doudna y Charpentier, 2014).

El sistema CRISPR/Cas con su RNA como molécula guía que dirige la actividad de Cas fue descubierto en 2012 en las bacterias, es el sistema inmune de ellas y es empleado para defenderse del ingreso de virus y plásmidos (Jinek, et.al. 2012). Cuando un virus infecta a una bacteria, lo que hace es ingresar a la célula bacterial e insertar su ADN en el de ésta, usar la maquinaria de replicación de la bacteria para reproducirse y crear más virus. El sistema CRISPR/Cas les permite a las bacterias identificar el ADN viral, enviar un fragmento a un arreglo de ADN con secuencias cortas palíndromas repetidas separadas por espacios donde se ubicara el ADN invasor o a identificar ( clustered regularly interspaced palindromic repeats -CRISPR), luego crea o transcribe un crRNA con esa secuencia invasora y la usa para identificar ese mismo segmento en cualquier parte del ADN bacterial donde se haya insertado, dirigiendo además ese crRNA a la proteína Cas9 para que corte el ADN viral y pegue de nuevo el ADN bacterial de manera que quede como el original (Makarova et. al, 2011) ( video de cómo funciona CRISPR/Cas aquí)

Aplicaciones del sistema CRISPR/Cas9

A partir de este sistema CRISPR/Cas9 bacterial, se realizaron versiones ligeramente adaptadas que permiten la edición del ADN en eucariotas -aquellos organismos que tienen membrana nuclear definida, tales como insectos, mamíferos, plantas, etc-, puesto que una vez la secuencia blanco del ADN es eliminada, el organismo tiene diferentes formas para reparar el ADN. Recientemente se desarrollaron ensayos con el sistema CRISPR/Cas para múltiples aplicaciones en enfermedades genéticas, imágenes de diagnóstico, agricultura, entre otros. Por ejemplo, se ha utilizado para eliminar cataratas causadas por una mutación dominante en el gen Crygc en ratones y logrando que la descendencia del ratón no tuviera la enfermedad (Wu, et.al.,2013); se reparó in vitro del loci CFRT defectuoso en células madre intestinales aisladas de pacientes con fibrosis quística (Schwank et. al., 2013); se han modificado genes de diferentes tipos de plantas (Jiang et. al. 2013) y se han realizado pruebas de imágenes diagnósticas en genes de interés al incluir proteínas de fluorescencia en el sgRNA (Chen, et. al., 2013). Los campos de aplicación de la tecnología CRISPR/Cas9 están en desarrollo y su proyección es alentadora, se estima que además será protagonista en el diseño de drogas por su actividad como modulador de la expresión de genes, por ello ya algunas compañías farmacéuticas como Astrazeneca y Novartis han invertido en la tecnología.

Solicitudes de patentes y su conflicto actual

Aunque hay dos solicitudes de patente que han generado el conflicto más relevante y publicitado, debe tenerse presente que hay varios grupos de investigación y empresas que habían publicado previamente resultados de investigación relacionados con el funcionamiento de CRISPR/Cas y sus aplicaciones en la edición de genes, y que actualmente también tienen solicitudes de patente en trámite (Granahan y Loughran, 2014).

Los actores en este conflicto son los investigadores y co-inventores de algunas de las solicitud de patentes y las entidades en que trabajan, los investigadores mantienen su bata de laboratorio pero la complementan con su atuendo de emprendedores en diferentes start-ups en algo que ya empieza a tener aspecto de red compleja y enredada (Regalado, 2014):

1. a)Jennifer Doudna de la Universidad de California-Berkeley, tras distanciarse de Zhang y de Editas Medicine de la cual fue co-fundadora, ahora es socia deCaribou Biosciences@CaribouBIo, compañía que recientemente suscribió un acuerdo con Novartis, que a su vez tiene alianzas con Intellia.

2. b)Zhang investigador del Broad Institute trabaja con la compañía Editas Medicine@editasmed junto a otros investigadores, se enfocan en terapias humanas, obtuvieron licencia del titular de la patente en US, el Broad Institute.

3. c)Emmanuelle Charpentier cedió sus derechos y es una de las fundadoras científicas de CRISPR Therapeuticsfirma apoyada por Versant Ventures.

Tanto la investigación de Zhang, como la del equipo de Doudna tuvieron apoyo de los Institutos Nacionales de Salud - NIH- de EEUU, como se señala en la patente concedida y en la solicitud en trámite.

La solicitud de patente que tiene como co-inventoras a Emmanuelle Charpentier y Jennifer Doudna, está relacionada con la edición de genomas por el uso de CRISPR/Cas9, fue presentada en la Oficina de Patentes de Estados Unidos - USPTO el 15 de marzo de 2013 y tiene fecha de prioridad del 25 de mayo de 2012 ( PCT/US2013/032589)[3] (Aquí para Link USPTO).Los solicitantes son la Universidad de California, Universidad de Viena y Jennifer Doudna. Dicha solicitud de patente reclama el sistema RNA dirigido a ADN con cada uno de sus elementos, secuencia PAM, sgRNA y Cas9 con diferentes secuencias alternativas (reivindicaciones 1-6); vectores de expresión con diferentes variantes de estos elementos (reivindicaciones 7-17); células transgénicas y organismos transgénicos expresando el sistema CRISPR/Cas9 con diferentes variantes (Rv 38-43), composiciones que contienen el sistema CRISPR/Cas9 (Rv 44-63); método de modificación del ADN sitio-específica con múltiples genes posibles a modificar por disminución o por incremento de su expresión (Rv 64-94), modificación por métodos in-vitro o in-vivo (Rv 95-96), método de tratamiento de sujetos por sistema CRISPR/Cas (Rv 97-108); kit que contiene distintas variantes del sistema CRISPR/Cas (Rv 109-155).

La patente del investigador Feng Zhang relacionada con el sistema CRISPR/Cas9 y método para editar la expresión de genes en células eucariotas, ya fue concedida en la USPTO ( US 8,697,359), sus titulares sonThe Broad Institute, Inc., y Massachusetts Institute of Technology (MIT), ambos de Estados Unidos, tiene fecha de prioridad del 12 de diciembre de 2012. Protege el método para alterar la expresión de genes usando CRIPR/Cas9 en células eucariotas, incluidas las de mamíferos y humanos (reivindicaciones 1-7), el sistema CRISPR/Cas9 como tal, con su principio de funcionamiento y adaptación para células eucarióticas, para disminuir o interrumpir la expresión de genes (reivindicaciones 8-20). Esta misma invención ya fue presentada vía PCT (WO2014093661) y en la Oficina Europea de Patentes -EPO.

Aunque la solicitud de Zhang fue presentada el 15 de octubre de 2013, fue estudiada por vía fast-track por lo que su estudio y concesión (15 abril 2014) fue anterior a la de la solicitud de Doudna y Charpentier, pese a que su prioridad es posterior a ésta (Sherkow J, 2015). Ambas solicitudes incluyen la protección del sistema básico de funcionamiento del CRISPR/Cas9 y varias de sus aplicaciones generales en la modificación de expresión de genes.

Las disputas entre Zhang y Doudna/Charpentier o mejor entre Broad Institute y U.California-Berkeley, se dan en una "transición" entre el sistema first to invent anteriormente vigente en EEUU y el sistema first to file establecido a partir de la norma AIA - American Invents Act. (Lash, 2014, 2015). También se aderezan con la participación de terceros anónimos que pueden enviar comentarios third party relevance submission (Xconomy, 2015) a los diferentes procesos en curso (a diferencia de lo que ocurre con la relativamente limitada posibilidad de presentar observaciones de la Decisión 486, 60 días después de la publicación, demostrar legítimo interés y pagar una tasa que no tiene ningún descuento, incluso para universidades o pymes).

Dichas patentes y la forma en que se gestionen, en particular los modelos de licenciamiento que se empleen pueden bloquear o dificultar el acceso a la tecnología de otras empresas e investigadores y hacer que no se desarrolle todo el potencial de la herramienta debido a falta de libertad de operación. En Estados Unidos, por haber financiado parte de las Investigaciones los Institutos Nacionales de Salud (dotados con robustos presupuestos), tienen licencia no exclusiva libre de regalías sobre la patente de Zhang (licencia confirmatoria) y la solicitud de Patente Doudna/Charpentier, esto con base en la norma Bayh-Dole Act, 37 CFR 401, Sec. 401.14 Standard patent rights clauses. Otras empresas, como GE General Electric en su división de Ciencias de la Vida, ya obtuvieron una licencia del Broad Institute y Zhang (MIT-Harvard).

Algunos antecedentes históricos en materia de licenciamiento de tecnología y otros expertos tales como Jacob Sherkow (2015) sugieren que la forma de resolver esto puede ser a través de esquemas de licenciamiento flexibles y no exclusivos, tal como sucedió en los 70 y 80 en Estados Unidos con las patentes para las tecnologías de ADN recombinante desarrolladas por Stanford, la Universidad de California San Francisco y posteriormente Genentech, caso paradigmático en materia de transferencia tecnológica (Feldman, et.al, 2007). También sugieren tener en cuenta el caso de la Reacción en Cadena de Polimerasa PCR (Sherkow, 2015) desarrollada por Cetus (US 4,965,188) y cedida a Roche, técnica que permite amplificar y replicar ADN y es usada ampliamente en procesos de paternidad, investigación en genes, en este caso si bien la protección por propiedad intelectual fue fuerte, en aras de que se expandiera la tecnología existió cierta tolerancia de los titulares de derechos sobre los investigadores que en algunos casos la usaban sin licencia (Fore, 2006), dado que en Estados Unidos no existe una excepción estatutaria de experimentación. El problema en caso como CRISPR/Cas es que podrían llegar a requerirse varias licencias de diferentes titulares.

Sin embargo, se podrían reducir los costos de transacción y aumentar la seguridad jurídica si desde un principio solo se protegen mediante patente aquellas reivindicaciones que realmente lo ameriten, aquellas que sean verdaderas invenciones y no meros descubrimientos, y se dejan en "dominio público" los elementos básicos de la herramienta, por ejemplo las secuencias naturales de Cas 9 .

Por lo anterior, este caso también pone una vez más sobre la mesa la discusión sobre "materia patentable" en biotecnología. ¿qué debe protegerse y qué no? ¿cuál es el alcance y los límites a la protección?

Estado actual de solicitudes en Colombia

En Colombia, no se solicitaron las patentes iniciales de las tecnologías de ADN recombinantes ni de PCR, esto confirió amplia libertad de operación a investigadores nacionales, pues además de estar amparadas por la excepción de investigación prevista en la Decisión 486, debido al principio de territorialidad de las patentes podían emprender legalmente actividades con fines aplicados y comerciales sin infringir patente alguna. Por ello hace varios años se encuentran polimerasas en el mercado comercializadas por entes nacionales. Estas son adquiridas a precios cómodos por laboratorios, centros de investigación, empresas y universidades y se emplean en una amplia gama de investigaciones en biociencias, salud, agricultura etc.

En contraste en Colombia, si se presentó una de las principales solicitudes de patente para CRISPR/ Cas9. El 25 de noviembre de 2014 se radicó la solicitud de patente de Doudna y Charpentier (PCT/US2013/032589, WO 2013/176772) que corresponde al expediente colombiano 14-259531, contiene las mismas reivindicaciones de la solicitud en Estados Unidos.

Según el sistema de consulta de la SIC a la fecha nadie ha presentado observaciones u oposiciones (aún está en periodo de oposiciones). De concederse todas las reivindicaciones de esta solicitud de patente, toda investigación que pretenda usar el sistema CRISPR/Cas9 con fines comerciales posiblemente deberá obtener licencia de los titulares. Probablemente las investigaciones puramente académicas sin fines comerciales podrían beneficiarse de la excepción de experimentación prevista en la Decisión 486 (Artículo 53). Sin embargo, muchos de los proyectos de regalías o aquellos enmarcados en relación Universidad-Empresa no se verían amparadas por esta excepción y tendrían que contar con licencia.

Por ello entre otras opciones los investigadores y empresarios deben estar dispuestos a obtener licencias para poder desarrollar sus actividades legalmente. Otra alternativa, puede ser que solo se concedan algunas reivindicaciones de la solicitud de patente, y que las herramientas más básicas y fundamentales de investigación permanezcan en el dominio público en Colombia, esto dependerá -en parte- de que la oficina de patentes haga un examen riguroso de la solicitud y eventualmente de que terceros realicen observaciones u oposiciones fundamentadas.

Esta interesante herramienta CRISPR-CAS, que representa buena parte del presente y futuro para las investigaciones y aplicaciones en ciencias biológicas y ciencias médicas, pone sobre la mesa la importancia de un "descubrimiento" con la capacidad de convertirse en una herramienta útil para muchos campos de investigación, la necesidad de poder emplearlo con todo su potencial y los límites que debe tener la materia patentable.

Referencias Bibliográficas

Chen B., et. al., Dynamic imaging of genomic loci in living human cells by an optimized CRISPR/Cas system. Cell 155, 1479-1491 (2013).

Doudna Jennifer A. and Emmanuelle Charpentier, The new frontier of genome engineering with CRISPR-Cas9. Science, Vol. 346 issue 6213 (2014).

Feldman MP, A Colaianni and C Liu. 2007. Lessons from the Commercialization of the Cohen-Boyer Patents: The Stanford University Licensing Program. En Intellectual Property Management in Health and Agricultural Innovation: A Handbook of Best Practices (eds. A Krattiger, RT Mahoney, L Nelsen, et al.). MIHR: Oxford, U.K., and PIPRA: Davis, U.S.A. Disponible online en www.ipHandbook.org.

Fore J, Wiechers IR, Cook-Deegan RM. The effects of business practices, licensing, and intellectual property on development and dissemination of the polymerase chain reaction: case study. Journal of Biomedical Discovery and Collaboration 1:7. 2006.
http://www.j-biomed-discovery.com/content/pdf/1747-5333-1-7.pdf
Granahan Patricia and Loughran Chelsea A. CRISPR/Cas-9: An Exciting Addition to Genomic Editing. Life Sciences Law & Industry Report - March 2014. http://www.wolfgreenfield.com/files/granahan_and_loughran__crispr_cas9_.pdf

Jiang W. et. al., Demonstration of CRISPR/Cas9/sgRNA-mediated targeted gene modification in Arabidopsis, tobacco, sorghum and rice. Nucleic Acids Res. 41, e188 (2013).

Jinek M. et. al., A programmable dual-RNA -guided DNA endonuclease in adaptive bacterial immunity. Science 337, 816 -821 (2012).

Lash Alex, Intrigue and Outdated Rules Complicate Big Biotech Patent Fight, Portal Xconomy (2014)

Lash Alex, With Atlas Cash and Berkeley Tools, Intellia Joins the CRISPR Fray, Portal Xconomy (2014)

Lash Alex, Ready Aim. CRISPR: Will Gene-Editing Tools Hit Their Targets? (2015)

Makarova K. S. et. al., Evolution and classification of the CRISPR-Cas systems. Nature. Rev. Microbiol. 9, 467 -477 (2011).

Regalado Antonio. El hallazgo biotecnológico del siglo está envuelto en una guerra de patentes. MIT Technology Review, diciembre 2014.http://www.technologyreview.es/read_article.aspx?id=46583

Schwank G. et. al., Functional repair of CFTR by CRISPR/Cas9 in intestinal stem cell organoids of cystic fibrosis patients. Cell Stem Cell 13, 653 -658 (2013).

Sherkow Jacob. Law, history and lessons in the CRISPR patent conflict. Nature biotechnology, vol 33 (5):256-257 (2015).

Wu Y. et al., Correction of a genetic disease in mouse via use of CRISPR-Cas9. Cell Stem Cell 13, 659 -662 (2013).

[1] Bióloga, Magíster en Biología. Especialista en Propiedad Intelectual. Asesora de patentes, independiente.

[2] Abogado. Magíster en Propiedad Intelectual. Candidato a PhD. Profesor de la Universidad Nacional de Colombia, Director Grupo de Investigación Plebio

[3] Con publicación internacional WO2013/176772
*La imagen ha sido suministrada por los autores para la presente publicación

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Tecnología CRISPR/CAS9 presente y futuro en biotecnología, y controversias de sus patentes - Departamento de Propiedad Intelectual

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Natalia Lamprea Bermúdez[1], Oscar Lizarazo-Cortés[2] ¿Se imagina una tecnología capaz de identificar y reparar las secuencias de ADN defectuosas en pacientes que sufren enfermedades de origen genético, tales como Huntington o fibrosis quística? Y que sirva también para prevenir y controlar las infecciones virales tales como VIH o hepatitis? Y [...]

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Transcripción (descripción detallada) | HHMI BioInteractive Video

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Explicación del proceso de síntesis de ARN.

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Explicación del proceso de síntesis de ARN.

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¿Cómo ocurre el proceso de replicación del ADN?

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Una vez resuelto el problema del alto empaquetamiento que debe adquirir el ADN en las células eucariotas, nos encontramos con otro obstáculo y es que gran parte del ADN del genoma eucariótico no es codificante y además se caracteriza por la repetición de secuencias, lo que lo hace mucho más complejo que el de seres procariotas.

Podemos hacer la siguiente diferenciación del ADN eucariótico:

ADN no repetitivo (de copia única,): Es la mayor parte (50-80%) no obstante la mayor parte de este es no codificante, solo una pequeña parte se destina a codificar proteínas

ADN repetitivo: aunque parte es codificante, no se conoce muy bien su función.

En el documento adjunto (hasta la diapositiva 13) se explica de forma más completa y detallada la esta organización tan compleja de nuestro genoma

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¿CÓMO SE EMPAQUETA EL ADN EN LAS CÉLULAS EUCARIOTAS?

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¿CÓMO SE EMPAQUETA EL ADN EN LAS CÉLULAS EUCARIOTAS?

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El ADN que forma el genoma de un individuo se organiza en función de la complejidad del propio organismo. Es por ello que vemos como bacterias, algunos virus o incluso las mitocondrias poseen una molécula de ADN corta, circular sin apenas proteínas asociadas. No obstante, en las células eucariotas hay una mayor cantidad de ADN con una gran cantidad de información genética y, por tanto, que debe adquirir un alto grado de empaquetamiento. Antes de profundizar en la organización genómica, haremos una introducción de los niveles de organización y empaquetamiento del ADN en la célula:

El primer nivel de empaquetamiento del genoma es el nucleosoma (fibra de 10 nm).

Se trata de una estructura formada por:

Un octámero de histonas (8 unidades proteicas formadas por dos moléculas de cada una de las histonas H2a, H2b, H3 y H4)

Una doble hélice de ADN, que rodea a cada octámero y lo une al resto.

En este nivel podemos diferenciar dos regiones:

Núcleo nucleosómico (formado por el octámero de histonas rodeado de ADN central)

Región internucleosomal (formada únicamente por el ADN espaciador que conecta dos octámeros).

Cada nucleosoma está conformado por 146 pares de nucleótidos que dan en torno a 1,7 vueltas a un octámero de histonas.

El segundo nivel de organización es el solenoide (fibra de 30 nm) compuestos por grupos de 6-7 nucleosomas por vuelta que quedan empaquetados con disposiciones regulares gracias a la participación de la histona H1, que se une al ADN espaciador dando así lugar a una estructura denominada cromatosoma.

El tercer nivel de organización será la cromatina, que puede ser de dos tipos:

Heterocromatina: inactiva, no se transcribe

Eucromatina: es la activa que se usa para la transcripción

El cuarto nivel de organización y empaquetamiento serán los cromosomas.

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El ARN se sintetiza generalmente de la DNA. La síntesis requiere generalmente una o más enzimas como la polimerasa de ARN. El cabo de la DNA se utiliza como un patrón o guía en los cuales se forme el ARN. Desde el ARN forma las proteínas, ésta es la manera que la DNA mantiene el proyecto original para todas las proteínas sin dejar el núcleo.

Transcripción

Usando el cabo de la DNA como patrón, una cadena larga de nucleótidos se forma. Esto se llama transcripción. El lanzamiento de la transcripción comienza con el atascamiento de la enzima a una serie del promotor en la DNA. Esta región controla la lectura de la DNA y de la formación del cabo del ARN.

La DNA es un doble hélice y dos cabos se hieren apretado y el asunto se tuerce sobre sí mismo. En primer lugar el doble hélice de la DNA es desenrollado por la actividad del helicase de la enzima.

El cabo de la DNA entonces se lee en el 3' a 5' dirección y un ARN complementario se forma con la elongación que ocurre en el 5' a 3' dirección. La serie de la DNA también dicta donde ocurrirá el fin de la síntesis del ARN.

Hay varios millares de ribonucleótidos listos antes de que ocurra el proceso de la transcripción y se forma el ARN de mensajero o el mRNA. Cada uno de los 100.000 o las proteínas en el cuerpo humano se sintetiza tan de un diverso mRNA que se ha transcrito de un gen específico en la DNA.

Puede ser pedido porqué el mRNA se necesita en el primer lugar puesto que la DNA lleva a cabo la información para la proteína. La respuesta miente en el hecho de que la DNA necesita ser preservada. Si la DNA se daña de cualquier manera, después se cambia la serie de codificación y una mutación podría resultar que podría afectar grandemente a la célula o aún al organismo entero. Esto hace la DNA vulnerable si sale en el citoplasma a los ribosomas para la síntesis de la proteína. El mRNA trae en la información necesaria de la DNA en el citoplasma a los ribosomas para la síntesis de la proteína.

modificaciones de la Poste-transcripción

Una vez que la transcripción está sobre el cabo del ARN es modificada por las enzimas. Por ejemplo, un polivinílico y un 5' casquillo se agregan al pre-mRNA eucariótico y los intrones son quitados por el spliceosome.

Así el mRNA se forma de la DNA es un proceso de la transcripción que es similar a la réplica de la DNA. Sin embargo, en la transcripción solamente un cabo - el cabo antisentido - se copia para formar el mRNA. Desde el cabo del patrón y el cabo informativo sea complementario, y puesto que el cabo del patrón y la molécula del mRNA son también complementarios y el mRNA es una copia del cabo informativo de la DNA.

Polimerasas

Algunas polimerasas de ARN utilizan la DNA como patrón para los cabos de copiado del ARN (como se describe anteriormente). Hay también las polimerasas de ARN ARN-relacionadas numerosas que utilizan el ARN como su patrón para la síntesis de un nuevo cabo del ARN. Por ejemplo, varios virus del ARN (tales como virus de la polio) utilizan este tipo de enzima para replegar su material genético.

La polimerasa necesita saber dónde comenzar a copiar la DNA. Esto es reconocida por el sitio del promotor. Estos sitios son reconocidos por un factor llamado "SIGMA". Esto informa a DNA la polimerasa de ARN relacionada donde comenzar la transcripción. Una vez que la polimerasa de ARN ha sido dirigida al punto del comienzo del gen por sigma, se libera el factor de sigma y la polimerasa de ARN realiza el proceso de la transcripción.

Otro factor llamó semejantemente socorros de "RHO" en terminar el proceso de la transcripción. Hacia el extremo el factor de rho ata al mRNA y obra recíprocamente con la polimerasa de ARN. Esto destaca la polimerasa de ARN y para la transcripción.

Fuentes

1. http://140.128.142.86/yclclass/CellBiology/2010/Ch07-1.pdf

2. http://people.eecs.ku.edu/~jhuan/EECS831_S11/slides/3_genome.pdf

3. http://biology.kenyon.edu/courses/biol63/watson_06.pdf

4. http://www.biology.creative-chemistry.org.uk/documents/N-bio-06.pdf

5. http://www.saylor.org/site/wp-content/uploads/2010/11/BIO101-DNA-vs-RNA.pdf

6. http://ebooks.cambridge.org/chapter.jsf?bid=CBO9780511807022&cid=CBO9780511807022A013

7. http://www.dnatutorial.com/RNATranscription2.shtml

Further Reading

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Repaso de ARN y síntesis de proteínas (artículo) | Khan Academy

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