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La huella del Premio Nobel de química 2020 en la UdeC

Tras conocerse el nombre de las científicas que recientemente fueron laureadas con el Premio Nobel de Química, la francesa Emmanuelle Charpentier y la estadounidense Jennifer A. Doudna; el concepto de “tijeras de la vida” fue reconocido alrededor de todo el mundo. Y es que desde hace ocho años, cuando este equipo de bioquímicas logró la hazaña, la posibilidad de contar con una herramienta que permita rediseñar los genomas de seres vivos con una precisión quirúrgica, ha representado una revolución en diversos campos de la ciencia.

Desde su creación, la utilización de estas “tijeras genéticas” o “CRISPR/Cas9” se volvió una herramienta de biología molecular ampliamente utilizada. Pero sus alcances permiten aplicarla hoy al desarrollo de la investigación contra patologías genéticas o cáncer. Es en éste ámbito donde los investigadores de la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad de Concepción han estado trabajando desde 2019.

Es el caso de la Dra. Roxana Pincheira, académica del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular de este organismo universitario, quien se especializa en la investigación de la biología del cáncer y actualmente estudia el rol de un factor de transcripción en el cáncer colorrectal, uno de los tipos de cáncer de mayor prevalencia tanto en Chile, como a nivel mundial; además de otras patologías gastrointestinales. Con este fin comenzó a implementar técnicas colonoscópicas de alta resolución con el sistema de edición genómica CRISPR/Cas9, lo que le permite estudiar diversos tipos de cáncer in vivo.

Según indicó la científica, este procedimiento entrega enormes ventajas sobre estudios de tipo in vitro, gracias a que permite obtener resultados fisiológicamente más representativos. “En estudios in vivo, además de las células cancerosas, están las células normales, matriz extracelular y vasos sanguíneos, entre otros elementos que conforman el ambiente que rodea y alimenta un tumor”, indicó la Dra. Pincheira. Agregó que “estos modelos permiten demostrar, desde un punto de vista fisiológico o fisiopatológico, la relevancia que puede tener la pérdida o ganancia de función de un determinado gen en el contexto de la iniciación o progresión del cáncer, terapias u otros”.

La implementación de esta técnica ha sido posible gracias a la colaboración establecida entre el Laboratorio de Transducción de Señales y Cáncer de la FCB, a cargo de la Dra. Pincheira, y el Instituto Koch para la Investigación Integral del Cáncer en el MIT de Boston, Massachusetts, donde se desarrolla esta técnica.

La docente FCB explicó que “a pesar de los retrasos producto del estallido social, primeramente, y luego por la pandemia de Covid-19, hemos avanzado en la implementación de esta técnica, para lo cual se deben generar los lentivirus que contienen los ARN guías para silenciar los genes que nos interesan”.

En cuando a la infraestructura necesaria para ejecutar esta técnica, la académica comentó que “este año logramos comprar casi un 90% del equipamiento que se requiere para el desarrollo de esta técnica, lo que ha implicado una alta inversión”. Los recursos para ello se han obtenido a través del proyecto Fondecyt 1191172 titulado “Unraveling the role and mechanism of SALL 2 transcription factor in colorectal cancer”, adjudicado por la Dra. Pincheira en 2019.

¿Cómo funciona la técnica?

Actualmente, el grupo de investigación de la Dra. Roxana Pincheira estudia el rol del gen SALL2, caracterizado como un supresor tumoral que regula la proliferación celular y la respuesta celular frente al estrés. El proyecto pretende determinar cómo la pérdida de la función de este gen podría impactar en la generación del tumor, la progresión de la patología y/o la respuesta al tratamiento.

“Estamos abordando el rol de SALL2 a través de estudios de pérdida y ganancia de función en cultivos celulares in vitro, pero la proyección es poder hacer los estudios in vivo para confirmar su relevancia fisiológica”, comentó la Dra. Pincheira. Es aquí donde la técnica de las “tijeras genéticas” comienza a cobrar un rol esencial en el proyecto, que en este proyecto se utilizará tanto en modelos in vivo, como in vitro.

Para cortar y extraer las partes del genoma que interesan para esta investigación en cáncer colorrectal, se combina la nobel técnica de reedición genética, junto a la inyección de lentivirus que expresan secuencias guías de genes específicos, denominadas “sgRNA”. “A través de una inyección de estos lentivirus por colonoscopia se genera la edición de genes específicos, permitiendo la pérdida de su función en regiones específicas del colon que coinciden con las regiones donde se genera el cáncer de colon en humanos. Esto permitirá determinar la significancia de la pérdida de función del gen de interés, sall 2, en el inicio y la progresión de la patología entre otras aplicaciones”.

La incorporación de este nuevo modelo biológico de investigación abre nuevas oportunidades para el impulso de diversas líneas de investigación que se desarrollan en la Facultad de Ciencias Biológicas aportando con ello al desarrollo de ciencia de alto nivel desde la región del Biobío.

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