Comprender la base genética de las enfermedades es fundamental para identificar los mecanismos moleculares subyacentes a su etiología y patogénesis. Un paso clave en esta investigación es el desarrollo de modelos animales con eliminaciones genéticas dirigidas que simulan enfermedades humanas. Los ratones son particularmente valiosos para estos estudios debido a su similitud genómica general con los humanos, su pequeño tamaño, su corta vida útil y su alta fertilidad. Los modelos de ratones son importantes tanto para la investigación básica como para las pruebas preclínicas1.
Para crear un ratón knockout utilizando el sistema CRISPR-Cas9, los investigadores suelen inyectar un complejo de ARN guía y nucleasa Cas9 en un cigoto, causando una ruptura de doble hebra en el ADN diana y, por lo tanto, activando el sistema de reparación de la célula para causar una mutación en el sitio de la ruptura 1,2. La microinyección en cigotos sigue siendo el estándar de oro para este propósito. Sin embargo, este método requiere varios pasos: aislar embriones de hembras donantes, realizar microinyecciones de construcciones genéticas en cigotos y transferirlos quirúrgicamente a los oviductos de hembras pseudoembarazadas. Como resultado, es necesario mantener una gran cantidad de animales, incluidas hembras donantes, machos vasectomizados y hembras pseudopreñadas. Además, el aislamiento de los cigotos requiere la eutanasia de las hembras donantes. Por lo tanto, son preferibles protocolos que minimicen el uso de animales, en línea con los principios de las 3R (Reemplazo, Reducción, Refinamiento)3.
Los avances en la tecnología de electroporación, como el uso del sistema Nepa21, brindan una oportunidad única para generar ratones knockout de genes específicos en un solo paso utilizando una técnica conocida como edición mejorada del genoma a través de la administración de ácidos nucleicos oviductales (I-GONAD)4. El Super Electroporator NEPA21 Tipo II emplea un sistema de electroporación multipulso de 4 pasos, lo que garantiza una alta eficiencia de electroporación mientras mantiene una alta viabilidad embrionaria. I-GONAD implica la microinyección de componentes CRISPR-Cas (proteína Cas9 (500-600 ng/μl) y ARN guía (80-100 ng/μl)) en los oviductos de ratones preñados 0,7 días después de la concepción, seguida de electroporación in vivo para administrar estos componentes directamente en los cigotos5. Después del procedimiento I-GONAD, la rata preñada da a luz a crías con el gen diana knockout 6,7,8. La eficacia de este método varía según el objetivo deseado, pero es comparable con las técnicas estándar basadas en microinyección (alrededor del 50%)9,10. Además, I-GONAD podría adaptarse potencialmente para la edición del genoma en otras especies.
Este artículo presenta un protocolo paso a paso para implementar el método I-GONAD para generar ratones knockout. Como ejemplo, su eficacia se demostró al dirigirse al locus del genoma ROSA26 en el cromosoma 6 del ratón. Se seleccionó este locus ya que se somete a transcripción constitutiva sin traducción posterior. Por lo tanto, es poco probable que la introducción de una mutación en este locus tenga un efecto negativo en la salud de las crías resultantes.