Instituto de Genómica Innovadora

El Innovative Genomics Institute ( IGI ) es un instituto de investigación científica estadounidense sin fines de lucro fundado por la premio Nobel y pionera en la edición genética CRISPR Jennifer Doudna y el biofísico Jonathan Weissman . ^{[1] [2]} El instituto tiene su sede en la Universidad de California, Berkeley , y también cuenta con investigadores miembros de la Universidad de California, San Francisco , UC Davis , UCLA , Lawrence Berkeley National Laboratory , Lawrence Livermore National Laboratory , Gladstone Institutes y otras instituciones de investigación colaboradoras. El IGI se centra en el desarrollo de aplicaciones del mundo real de la edición genómica para abordar problemas en la salud humana, la agricultura y el cambio climático. ^{[3] [4]}

Además de Doudna, los actuales directores e investigadores del IGI incluyen a Jillian Banfield , quien introdujo por primera vez a Doudna en los sistemas CRISPR en bacterias en 2006, ^{[5] [6]} Fyodor Urnov , quien acuñó el término "edición del genoma" con colegas en 2005, ^{[7] [8]} así como Alex Marson , Brian Staskawicz y Pamela Ronald . ^{[9] [10]} El actual director ejecutivo es Bradley Ringeisen, exdirector de la Oficina de Tecnologías Biológicas de DARPA , quien se unió al IGI en 2020. ^{[11] [12]}

El primer artículo que demostraba el uso de CRISPR- Cas9 como herramienta programable de edición genómica fue publicado en 2012 por Doudna, Emmanuelle Charpentier y colegas, ^[13] trabajo que daría como resultado que Doudna y Charpentier recibieran el Premio Nobel de Química 2020. ^[14] En esa época, comenzaron a formarse empresas con fines de lucro para comercializar CRISPR de diversas formas, incluidas Caribou Biosciences , Editas Medicine y CRISPR Therapeutics . Si bien Doudna participó en algunas de las empresas comerciales, también sintió que un instituto sin fines de lucro podría desempeñar un papel único en impulsar la ciencia y ayudar a desarrollar pautas éticas y un acceso equitativo a la tecnología de edición genética de formas que las empresas impulsadas por el mercado no lo harían, en particular porque CRISPR era muy prometedor para abordar enfermedades raras que a menudo habían sido descuidadas por la industria farmacéutica. ^{[3] [15] [16] [17] [18]}

La formación del IGI se anunció inicialmente en marzo de 2014 como la "Iniciativa Genómica Innovadora", una asociación entre investigadores de UC Berkeley y UCSF y socios de la industria biofarmacéutica con el objetivo de mejorar la tecnología de edición genómica y aplicarla al desarrollo de fármacos y la salud global, con el apoyo financiero de la Fundación Li Ka Shing y las dos universidades. ^[19] El evento de lanzamiento oficial se llevó a cabo el 4 de febrero de 2015. ^{[20] [2]} Los primeros proyectos del IGI se centraron en estudiar el uso de CRISPR para abordar la enfermedad de inmunodeficiencia combinada grave y la anemia de células falciformes . El IGI se asoció con AstraZeneca y Agilent Technologies en 2015 para identificar posibles objetivos genéticos relacionados con el cáncer, las enfermedades cardiovasculares, las enfermedades autoinmunes e inflamatorias y otras enfermedades con componentes genéticos. ^{[20] [2] [21]}

En enero de 2017, el IGI se relanzó como el Instituto de Genómica Innovadora y se mudó a su edificio actual en el campus de la UC Berkeley. Al mismo tiempo, nuevas fuentes de financiación permitieron que el instituto ampliara su alcance para aplicar CRISPR y otras tecnologías genómicas a las plantas y la agricultura, y el IGI incorporó a Brian Staskawicz como director de este programa. ^[22] A principios de 2020, el cofundador del IGI, Jonathan Weissman, dejó la UCSF y el IGI para asumir el papel de profesor de Biología Landon T. Clay en el Instituto Whitehead y profesor de Biología en el Instituto Tecnológico de Massachusetts . ^[23]

El 9 de marzo de 2020, UC Berkeley anunció la suspensión de las clases presenciales y comenzó a cerrar muchos edificios del campus debido a la pandemia de COVID-19 . ^{[24] [25]} El 13 de marzo de 2020, Doudna convocó una reunión con el liderazgo del IGI para discutir si el instituto debería cerrar temporalmente. En cambio, decidieron lanzar rápidamente una instalación de pruebas de diagnóstico en el edificio IGI para proporcionar pruebas a la comunidad de UC Berkeley, así como a los socorristas y las poblaciones desatendidas en las ciudades circundantes. ^{[26] [27] [16]} Además de proporcionar pruebas, el IGI otorgó fondos para apoyar estudios de investigación sobre la biología, la epidemiología y el impacto en la salud pública de COVID-19, así como nuevos diagnósticos y enfoques terapéuticos. ^{[28] [29]} El laboratorio de pruebas del IGI procesó más de 600.000 muestras de pacientes. ^[1] Doudna ha dicho que la experiencia del IGI con la respuesta al COVID-19 y la ciencia rápida en equipos grandes cambió la forma en que el instituto seleccionaba proyectos para el futuro porque mostró cuánto impacto se puede lograr cuando los investigadores trabajan juntos en pos de un objetivo común. ^{[30] [1]}

El 7 de octubre de 2020, se otorgó el Premio Nobel de Química a Doudna y Charpentier por su trabajo en el desarrollo de la edición genética CRISPR-Cas9. ^{[31] [32]} Doudna no pudo asistir a la tradicional ceremonia de entrega de premios en vivo en Estocolmo debido a la pandemia de COVID-19, por lo que aceptó el premio en su casa en Berkeley, California, y las celebraciones se llevaron a cabo en el edificio IGI. ^{[14] [33] [34]}

En octubre de 2023, UC Berkeley anunció planes para construir una nueva "zona de innovación" en el centro de Berkeley con edificios de laboratorio que proporcionarían nuevo espacio para el IGI. ^[35]

La investigación del IGI se centra en la edición del genoma e incorpora investigadores centrados en aplicaciones de salud humana, aplicaciones agrícolas, desarrollo de tecnología de edición del genoma y traducción de descubrimientos de laboratorio en soluciones del mundo real.

Desde su fundación, los investigadores del IGI han descubierto múltiples proteínas nuevas de edición del genoma, ampliando el conjunto de herramientas más allá de Cas9 . ^[36] La ola de descubrimientos de herramientas adicionales de edición del genoma con diferentes propiedades, incluidas nuevas proteínas Cas y técnicas como la edición de bases , a veces se denominó "CRISPR 2.0" en los informes de divulgación científica. ^{[37] [38]} Las proteínas ultracompactas CasX y CasY fueron descubiertas por Jillian Banfield y colaboradores en el IGI en algunos de los microbios más pequeños del mundo. ^{[39] [40]} Otra proteína Cas compacta, CasΦ ("Cas phi"), fue descubierta por Banfield y Doudna y colegas en los genomas de enormes bacteriófagos . ^{[41] [42]} Doudna y otros investigadores del IGI también han avanzado en nuevas técnicas para mejorar la administración no viral e in vivo de terapias basadas en CRISPR para aplicaciones médicas, y han trabajado para mejorar la seguridad y precisión de CRISPR. ^{[43] [44] [45] [46]}

El programa de salud humana del IGI se ha centrado en el desarrollo de terapias para enfermedades genéticas raras y desatendidas y enfoques de tecnología de plataforma para abordar enfermedades raras, incluida la anemia de células falciformes y otros trastornos sanguíneos e inmunológicos. ^[47] En 2021, la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. aprobó un ensayo clínico para una terapia experimental basada en CRISPR para la anemia de células falciformes desarrollada por un consorcio que incluye al IGI, el Hospital de Niños Benioff de la UCSF y el Centro de Investigación de Células Madre Broad de la UCLA. ^[48] Otras investigaciones sanitarias del IGI se centran en el cáncer , ^{[49] [50]} las enfermedades neurodegenerativas , ^{[51] [52]} y el diagnóstico clínico . ^{[53] [54]}

El programa de agricultura sustentable del IGI y su Centro de Transformación y Genómica de Plantas ha desarrollado protocolos CRISPR para editar más de 30 especies de cultivos comunes, ^[17] y ha trabajado en el desarrollo de aplicaciones que incluyen la protección del suministro mundial de chocolate contra el virus del brote hinchado del cacao , ^{[55] [56]} la eliminación de precursores tóxicos de cianuro en la yuca , ^[57] y la mejora de la tolerancia a la sequía en el arroz. ^[58]

En 2022, el IGI lanzó nuevos programas para aplicar la edición genómica y las tecnologías genómicas al desafío de mitigar y adaptarse al cambio climático . ^[59] Este trabajo incluyó esfuerzos para reducir las emisiones agrícolas, capturar carbono atmosférico y ayudar a los agricultores a adaptarse a las condiciones cambiantes. La Iniciativa Chan Zuckerberg comprometió 11 millones de dólares al IGI para apoyar la investigación sobre enfoques basados ​​en CRISPR para mejorar la capacidad de las plantas y los suelos para eliminar y secuestrar el carbono atmosférico. ^{[10] [60]}

En la conferencia TED de 2023 en Vancouver, se anunció que el IGI fue seleccionado para recibir financiación del Proyecto Audacious y que el instituto recibió 70 millones de dólares de donantes para desarrollar herramientas de edición del microbioma que se puedan aplicar a problemas del mundo real relacionados con la salud humana y el cambio climático. El proyecto, titulado "Ingeniería del microbioma con CRISPR para mejorar nuestro clima y nuestra salud", se centra inicialmente en dos problemas causados ​​por los microbiomas, las emisiones de metano del ganado y el asma infantil . ^{[61] [62] [1]}

Un equipo del IGI se centra en trabajos de impacto público en todas las disciplinas para dar forma al impacto de la investigación de edición del genoma en la sociedad a través de la investigación en ética, derecho, economía y políticas. ^[63]

En una reunión con senadores estadounidenses en diciembre de 2018, se le preguntó a Doudna sobre el alto costo potencial de un tratamiento basado en CRISPR para la anemia falciforme y qué se podría hacer para reducirlo. Cuando regresó al IGI después de esta reunión, decidió hacer de la asequibilidad una parte de la misión del IGI y un objetivo clave para su iniciativa sobre la anemia falciforme. ^[16]

En 2022, el IGI convocó a un grupo de 30 expertos de diversos campos, como la biotecnología, la economía, la fabricación, el capital de riesgo y la propiedad intelectual, para desarrollar un plan para mejorar la asequibilidad de los medicamentos genéticos. Las terapias genéticas y las terapias de edición genómica actuales pueden costar entre 2 y 3 millones de dólares por paciente. El grupo elaboró ​​un informe titulado "Making Genetic Therapies Affordable and Accessible" (Cómo hacer asequibles y accesibles las terapias genéticas) en el que se desarrollaron estrategias para reducir el costo de los medicamentos genéticos en un factor de 10 mediante una combinación de nuevos modelos de financiación, una mejor fabricación y enfoques alternativos de concesión de licencias de propiedad intelectual. ^{[64] [65] [66] [67]}

Además de la investigación sobre CRISPR, el IGI trabaja para promover la comprensión pública de CRISPR y la ingeniería genómica y orientar el uso ético de estas tecnologías. Los recursos públicos gratuitos incluyen:

• CRISPRpedia : un recurso gratuito en formato de libro de texto para aprender sobre la biología, las aplicaciones y la ética de CRISPR y la edición genómica, con capítulos editados por Doudna, Urnov, Ronald y otros investigadores del IGI. ^{[68] [69]}
• CRISPR Made Simple : una guía educativa sobre CRISPR para estudiantes y profesores más jóvenes. ^[70]
• CasPEDIA : una base de datos de estilo wiki de las proteínas asociadas a CRISPR (Cas) conocidas, su actividad y casos de uso, lanzada en 2023 por un grupo de investigadores del IGI. ^[71]
• Ensayos clínicos CRISPR : un resumen anual de las terapias basadas en CRISPR que se encuentran actualmente en ensayos clínicos, desglosadas por área de enfermedad. ^[72]
• CRISPR en la agricultura : un resumen del progreso en el desarrollo de aplicaciones CRISPR en la alimentación y la agricultura. ^[73]

• Sitio web oficial