Dominando CRISPR-Cas: De la Teoría a la Práctica en Edición Genética
El curso ofrece una experiencia inmersiva en una de las tecnologías más revolucionarias de la biología molecular moderna. A través de una combinación de fundamentos teóricos y sesiones prácticas en laboratorio, los estudiantes adquirirán un entendimiento profundo del mecanismo CRISPR-Cas y su aplicación en la edición genética. Desde la ingeniería de células hasta el diseño de experimentos, este curso está diseñado para proporcionar una experiencia integral, donde los participantes podrán manipular herramientas de vanguardia y ver los resultados de primera mano.
Participar de este curso es fundamental para quienes buscan actualizarse en técnicas avanzadas de biotecnología, ya que CRISPR-Cas es una herramienta clave en la investigación genética, el desarrollo de terapias, y la biotecnología industrial. Los participantes desarrollarán habilidades críticas como el diseño de secuencias guía, la edición y reparación de ADN, y el análisis de datos de edición genética.
El diferencial del curso radica en su enfoque práctico intensivo, que permite aplicar la teoría directamente a problemas reales, proporcionando una ventaja competitiva a profesionales en áreas de investigación y desarrollo biotecnológico. El curso combina teoría avanzada con prácticas de laboratorio intensivas, permitiendo a los estudiantes aplicar directamente los conceptos aprendidos.
Este curso no sólo ofrece un conocimiento sólido sobre los mecanismos de CRISPR-Cas, sino que también incluye el diseño y ejecución de experimentos de edición genética en tiempo real. A diferencia de otros programas más generales, este curso está actualizado con los avances más recientes en la tecnología CRISPR, alineándose con las tendencias actuales en la medicina de precisión, terapias génicas, y biotecnología industrial. Además, el curso cuenta con profesores que son expertos activos en el campo, con experiencia directa en proyectos de investigación y aplicaciones industriales de CRISPR. Esto proporciona a los estudiantes una perspectiva práctica y estratégica sobre cómo se están utilizando estas tecnologías en la biotecnología moderna y en la resolución de problemas globales como la salud y el medio ambiente. La combinación de una metodología práctica, un contenido actualizado, y el acceso a profesionales líderes en el área, hacen de este curso una experiencia única para quienes buscan posicionarse a la vanguardia de la edición genética.
Este curso hace parte del programa Biología Molecular Aplicada: Innovación en Edición Genética y Biotecnología. Ver más aquí.
Dirigido a
El curso está dirigido a profesionales del campo de las ciencias biológicas y afines, como biólogos, biotecnólogos, bioquímicos, genetistas, médicos, ingenieros químicos, biomédicos y farmacéuticos, que busquen actualizarse o profundizar en el uso de tecnologías avanzadas de edición genética. Está especialmente diseñado para investigadores y técnicos en laboratorios de biotecnología, centros de investigación, o industrias farmacéuticas que trabajen con biología molecular, genómica, o desarrollo de terapias génicas. El curso es ideal para personas con formación universitaria de pregrado o posgrado en áreas relacionadas, con conocimientos previos en biología molecular y genética básica.
Requisitos: Aunque no es estrictamente necesario tener experiencia directa en CRISPR, se recomienda que los participantes tengan un entendimiento básico de técnicas de laboratorio relacionadas con manipulación de ADN y ARN. No se requieren conocimientos avanzados en biología sintética, pero sí una disposición para aprender técnicas prácticas y teóricas de alta complejidad en el campo de la edición genética.
Objetivos
Al finalizar el curso, el estudiante estará en capacidad de:
- Comprender y explicar el funcionamiento del sistema CRISPR-Cas en el contexto de la edición genética, incluyendo sus mecanismos moleculares y aplicaciones biotecnológicas.
- Diseñar y planificar experimentos de edición genética utilizando CRISPR-Cas, seleccionando las secuencias guía apropiadas para el corte y modificación del ADN en organismos modelo.
- Aplicar técnicas de laboratorio de biología molecular para realizar ediciones genéticas en microorganismos, evaluando y optimizando los resultados en entornos controlados.
- Interpretar y analizar los resultados de experimentos de edición genética, utilizando herramientas de bioinformática para el análisis de secuencias y eficiencia de la edición.
- Identificar las aplicaciones actuales y emergentes de CRISPR-Cas en biotecnología, salud, y agricultura, y evaluar su potencial para resolver problemas científicos y tecnológicos.
- Desarrollar competencias en el manejo de bioseguridad y normas éticas asociadas al uso de tecnologías de edición genética, asegurando la correcta aplicación de la tecnología en investigación y desarrollo.
- Proponer soluciones biotecnológicas innovadoras utilizando CRISPR-Cas para la mejora genética en áreas como la terapia génica, el mejoramiento de cultivos y la producción de biomoléculas de interés industrial.
Metodología
El curso se desarrollará utilizando una metodología teórico-práctica que combina sesiones de instrucción teórica con actividades prácticas en laboratorio, diseñadas para que los estudiantes apliquen y refuercen los conocimientos adquiridos. A continuación, se describe la estructura metodológica implementada a lo largo del curso:
Clases teóricas interactivas
Se empleará una combinación de clases magistrales y actividades participativas. Las clases teóricas proporcionarán los fundamentos sobre CRISPR-Cas, biología molecular y las aplicaciones biotecnológicas de la edición genética. Estas sesiones se complementarán con:
- Presentaciones multimedia para explicar conceptos clave, como el funcionamiento del sistema CRISPR-Cas y sus variaciones.
- Análisis de casos de estudio reales en los que se ha aplicado CRISPR en investigación, salud y biotecnología industrial, estimulando la discusión crítica entre los participantes.
- Debates dirigidos para que los estudiantes discutan los desafíos y oportunidades de CRISPR en diferentes sectores, como la salud o la agricultura.
Laboratorios prácticos guiados
Las sesiones prácticas en laboratorio son el núcleo del curso. En cada práctica, los estudiantes trabajarán de manera directa con sistemas CRISPR-Cas en bacterias y levaduras, aplicando los conceptos teóricos aprendidos. La metodología se enfocará en:
- Demostraciones previas a las prácticas: los instructores realizarán una breve demostración de las técnicas y herramientas que los estudiantes usarán durante el laboratorio.
- Trabajo en equipos pequeños para fomentar la colaboración y el aprendizaje entre pares, simulando el entorno de un laboratorio de investigación biotecnológica.
- Protocolos de laboratorio detallados que guiarán paso a paso las actividades de edición genética, desde la introducción de CRISPR hasta la verificación de los resultados.
- Análisis post-laboratorio, donde los estudiantes analizarán los resultados obtenidos, presentando sus observaciones y compartiendo con el grupo sus conclusiones.
Uso de herramientas bioinformáticas:
Los estudiantes aprenderán a usar software y recursos bioinformáticos para diseñar secuencias guía (gRNA) y analizar los resultados de la edición genética. Esto incluirá:
- Talleres en aula computacional donde se enseñarán las principales herramientas bioinformáticas utilizadas para diseñar experimentos de CRISPR, como CRISPR design tools, Benchling, entre otros.
- Análisis de datos derivados de secuenciación y PCR, donde los estudiantes aprenderán a evaluar la precisión y eficiencia de las ediciones genéticas.
Discusión de bioética y regulación:
La última parte del curso incluirá discusiones dirigidas sobre las implicaciones éticas y normativas de la edición genética, con el objetivo de fomentar una comprensión responsable del uso de estas tecnologías. Este módulo integrará:
- Foros de discusión sobre los dilemas éticos que plantea el uso de CRISPR en humanos, agricultura y biodiversidad.
- Estudio de regulaciones internacionales y nacionales sobre el uso de la edición genética en investigación y producción.
Contenido
Sesión 1
- Introducción a CRISPR-Cas y la Edición Genética
Objetivo: Proporcionar a los estudiantes una base teórica sólida sobre el sistema CRISPR-Cas y sus aplicaciones.
Temas:
Fundamentos de CRISPR-Cas
• Historia y descubrimiento del sistema CRISPR-Cas.
• Tipos de CRISPR-Cas y su mecanismo de acción.
• Componentes esenciales: ARN guía (gRNA), proteína Cas, y ADN diana.
Sesión 2
- Aplicaciones de CRISPR-Cas en Edición Genética
• Edición de genes en organismos modelo.
• CRISPR como herramienta de investigación en biología y medicina.
• Casos de estudio: Terapias génicas y mejora de cultivos.
- Tendencias y Avances en CRISPR-Cas
• Evolución de las técnicas CRISPR-Cas9, Cas12, y Cas13.
• CRISPR en medicina de precisión y terapias génicas.
Sesión 3
Diseño y Planificación de Experimentos con CRISPR-Cas
Objetivo: Enseñar a los estudiantes a diseñar y planificar experimentos de edición genética utilizando CRISPR-Cas.
Sesión práctica: Diseño de Secuencias Guía (gRNA)
• Herramientas bioinformáticas para el diseño de gRNA.
• Selección del objetivo genético: Eficiencia y especificidad.
• Optimización de gRNA para minimizar efectos fuera del objetivo (off-target).
Sesión 4
Métodos de Entrega de CRISPR en Células y Organismos
Temas:
• Introducción a métodos de transfección: Plásmidos, RNPs, vectores virales.
• Selección del sistema de entrega adecuado según el tipo de célula o tejido.
• Casos de estudio: Edición en células humanas, bacterias, y organismos modelo.
Sesión 5
Planificación Experimental y Control de Calidad
• Diseño de controles experimentales: Positivos, negativos y off-target.
• Estrategias para la validación de ediciones exitosas.
• Herramientas de análisis de resultados: PCR, secuenciación, y análisis bioinformático.
Sesión 6
Bioética y Regulación en Edición Genética
Objetivo: Fomentar el entendimiento de los aspectos éticos y regulatorios en el uso de CRISPR-Cas.
Temas:
• Consideraciones Éticas de la Edición Genética
- Aspectos éticos en la modificación genética de organismos.
- Edición genética en humanos: Controversias y limitaciones.
• Marcos Regulatorios y Normativos
- Legislación vigente sobre la edición genética en América Latina y el mundo.
- Buenas prácticas y manejo responsable de CRISPR en la investigación y la industria.
Sesión 7
Prácticas de Laboratorio en Edición Genética
Temas:
- Generación del gRNA para su evaluación in vitro
- Procesamiento del blanco por la Cas9 in vitro
Sesión 8
Análisis de Resultados y Aplicaciones Prácticas
Objetivo: Capacitar a los estudiantes para interpretar los resultados de la edición genética y aplicar el conocimiento en contextos biotecnológicos.
Temas:
• Análisis de Eficiencia y Efectos Fuera del Objetivo
- Herramientas bioinformáticas para el análisis de efectos fuera del objetivo (off-target).
- Evaluación de la eficiencia de la edición en bacterias y levaduras.
- Técnicas de secuenciación y su interpretación para confirmar ediciones exitosas.
• Aplicaciones Prácticas en Biotecnología
- Casos de éxito en la industria biotecnológica: edición de microorganismos para la producción de enzimas, bioetanol, y otros productos de interés industrial.
- Discusión de ejemplos prácticos: cómo se utilizan las bacterias y levaduras editadas genéticamente en procesos industriales y agrícolas.
Sesión 9
Prácticas de Laboratorio en Edición Genética
Objetivo: Desarrollar habilidades prácticas para aplicar CRISPR-Cas en experimentos de edición genética.
Temas:
Edición Genética en Bacterias
• Preparación del experimento:
- Transformación de bacterias con plásmidos CRISPR-Cas.
- Introducción de la secuencia guía (gRNA) para un gen de interés.
• Edición y selección de bacterias editadas:
- Cultivo de bacterias transformadas.
- Selección de colonias exitosas mediante resistencia a antibióticos y otros marcadores.
• Verificación de la edición:
- Análisis de ADN bacteriano mediante PCR.
- Confirmación de la edición por secuenciación de ADN.
Profesores
Condiciones
Eventualmente la Universidad puede verse obligada, por causas de fuerza mayor a cambiar sus profesores o cancelar el programa. En este caso el participante podrá optar por la devolución de su dinero o reinvertirlo en otro curso de Educación Continua que se ofrezca en ese momento, asumiendo la diferencia si la hubiere.
La apertura y desarrollo del programa estará sujeto al número de inscritos. El Departamento/Facultad (Unidad académica que ofrece el curso) de la Universidad de los Andes se reserva el derecho de admisión dependiendo del perfil académico de los aspirantes.
