La inteligencia artificial se une a las tecnologías CRISPR para crear editores genómicos innovadores y precisos, prometiendo expandir las aplicaciones en medicina y agricultura.
En un avance significativo en biotecnología, investigadores de Profluent Bio han desarrollado OpenCRISPR-1, el primer editor genómico diseñado completamente mediante inteligencia artificial (IA).
Este editor no solo iguala la eficiencia de los sistemas naturales como el Cas9 de Streptococcus pyogenes, sino que también mejora en especificidad, lo que podría revolucionar campos como la agricultura y la medicina.
El Papel de la IA en CRISPR
El equipo liderado por Ali Madani, PhD, utilizó modelos de lenguaje a gran escala (LLMs) entrenados en billones de proteínas para diseñar secuencias únicas de proteínas CRISPR-Cas.
Este enfoque supera las limitaciones de los métodos tradicionales, que dependen de hipótesis estructurales explícitas o complejos procesos de selección.
«Nuestros LLMs pueden aprender el mapeo de secuencia a función de proteínas naturales y construir proteínas funcionales desde cero», explica Madani.
Resultados Prometedores
En pruebas experimentales, OpenCRISPR-1 mostró tasas de edición genética comparables al SpCas9, pero con una reducción del 95% en ediciones fuera de objetivo.
Este nivel de especificidad es crucial para aplicaciones terapéuticas donde los errores pueden tener consecuencias significativas.
«Esta es la primera demostración en células humanas de que la IA puede generar un editor genómico funcional desde cero», destacó Madani.
Expansión de la Diversidad CRISPR-Cas
El CRISPR-Cas Atlas, una base de datos exhaustiva compilada por el equipo, permitió generar una diversidad de secuencias 4.8 veces mayor que las proteínas CRISPR-Cas naturales.
Esto es especialmente notable en familias con pocas proteínas naturales, como Cas13 y Cas12a, que experimentaron expansiones de 8.4 y 6.2 veces, respectivamente.
«Aumentar la diversidad de proteínas similares a CRISPR incrementa nuestra capacidad para diseñar editores genómicos personalizados», afirma Madani.
Implicaciones Futuras
Aunque el estudio se centró principalmente en proteínas tipo Cas9, el potencial de la IA para diseñar sistemas CRISPR con especificidades mejoradas es inmenso.
Según Manuel Kaulich, PhD, de la Universidad Goethe de Frankfurt, «este método allana el camino para terapias génicas más precisas, potencialmente reduciendo efectos fuera de objetivo y mejorando los resultados para los pacientes».
OpenCRISPR-1 ya ha sido liberado públicamente, facilitando su uso en investigación y desarrollo de nuevas terapias.
Sin embargo, la comunidad científica sigue explorando el impacto a largo plazo y la inmunogenicidad potencial de estos editores generados por IA.
Madani concluye con optimismo: «Nuestro objetivo es democratizar la edición genética y acelerar la innovación en medicinas genéticas mediante editores diseñados por IA».