Presentación para el fórum sobre tecnologia CRISPR

CRISPR CAS work

1. Facultad de Biología Universidad de La Habana XXXIII Jornada Científica Estudiantil Biología 2022 Tecnología CRISPR-Cas 9, de mecanismos de defensa bacterianos a terapia contra enfermedades genéticas Autores : Dianny Esther Pérez Rodríguez Pavel José González Pérez

2. Introducción Enfermedad de origen genético Tecnologías de edición genética

3. Objetivo Analizar las potencialidades de la tecnología CRISPR-Cas9 en el tratamiento y prevención de enfermedades con origen genético :Amiloidosis cardíaca variante genética e hipercolesterolemia familiar.

4. Sistemas de defensa bacterianos: Enzimas de restricción y sistema CRISPR-Cas Los sistemas de defensa contra patógenos en bacterias se caracterizan por la presencia de endonucleasas en dos mecanismos fundamentales: las enzimas de restricción y el sistema CRISPR-Cas. Figura 1 : La enzima de restricción EcoRl reconoce, se une y realiza un corte a la secuencia palindrómica GAATTC. Adaptado de Klug y col. (2006)

5. ¿Qué es el sistema CRISPR-Cas? Este sistema, propio de arqueas y bacterias, involucra un complejo enzimático guiado por una secuencia de ácido ribonucleico (ARN) y forma parte de los mecanismos de protección de estos microorganismos. Actúa integrando secuencias cortas del ADN vírico en el material genético bacteriano, permitiendo que la célula reconozca y elimine futuras infecciones con mayor eficiencia. Figura 2 : Etapas del mecanismo de defensa por CRISPR-Cas. Marraffinni(2015)

6. Mecanismo de funcionamiento del sistema CRISPR-Cas: Figura 3 : Mecanismo de acción del Sistema CRISPR-Cas. Amitai y Sorek (2016)

7. ¿Cuáles son las diferencias entre ambos mecanismos de protección? CRISPR-Cas confiere resistencia contra material genético exógeno, pues luego de destruirlo, incorpora pequeñas secuencias de este en el genoma bacteriano, facilitando la protección en casos de reinfección. Sistema CRISPR-Cas Enzimas de restricción Son endonucleasas que reconocen secuencias específicas de nucleótidos y producen cortes en el ADN exógeno. Actualmente el sistema CRISPR-Cas se comienza a utilizar en múltiples procedimientos de edición genómica

8. Tabla 1 : Clasificación de los principales tipos de sistema CRISPR-Cas. Matesanz(2019).

9. De la autoprotección bacteriana a la tecnología CRISPR-Cas9: Figura 4: Mecanismo de acción del sistema CRISPR-Cas9. Berlanga y Guerrero(2017) Figura 5 : Mecanismo de corte del sistema CRISPR-Cas9 modificado (tecnología CRISPR-Cas9). Ibáñez(2021) HNH RuvC

10. ¿Por qué tan revolucionaria la tecnología CRISPR-Cas9 ? Figura 6: Mecanismos moléculas de edición genómica. Akram (2018)

11. Tecnología CRISPR-Cas9¿terapia contra enfermedades de origen genético? Anemia falciforme Miocardiopatía hipertrófica Hipercolesterolemia familiar Amiloidosis cardíaca variante genética

12. Amiloidosis cardíaca variante genética: Figura 7: Infusión intravenosa de fármaco desarrollado con tecnología CRISPR-Cas9. Maldonado(2021)

13. Figura 8: Mecanismo de acción del fármaco contra la amiloidosis cardíaca. Maldonado(2021)

14. Hipercolesterolemia familiar : Figura 9: Factores fundamentales que provocan la hipercolesterolemia. Hiper- actividad

15. Figura 10: Mecanismo de modificación del gen que codifica la proteína PCSK9. Katzmann (2022)

16. Conclusiones: El surgimiento de la tecnología CRISPR-Cas9 demuestra una vez más la importancia del estudio de los microorganismos en la industria biotecnológica y en el tratamiento de enfermedades. El fármaco que se desarrolla para la amiloidosis no solo evitará la síntesis de transtiretina funcional sino que también existen altas probabilidades de que haga retroceder la enfermedad, por lo que será por igual un tratamiento para pacientes en estados más avanzados del padecimiento. Con CRISPR-Cas9 en un futuro se podrá reducir en menor tiempo la misma cantidad de LDL (low- density lipoprotein) que con hipolipemiantes convencionales u otros procedimientos médicos en pacientes con hipercolesterolemia familiar.