La técnica CRISPR-Cas9 ha revolucionado el campo de la Medicina. Se presenta como una especie de tijera molecular capaz de modificar el ADN, desarrollar terapias contra el cáncer, o soñar con la posibilidad de curar, definitivamente, enfermedades hereditarias. Nuevos resultados han salido a la luz, incluido la reconstrucción de un sistema defensivo bacteriano extinto hace 2 600 millones de años, los cuales han sido considerados entre los avances científicos más importantes del recién concluido 2022
Todo aquel que utilice con frecuencia un documento de Word, coincidirá conmigo en que el Ctrl C-Ctrl V es uno de los mejores atajos que Windows ha inventado, configurados hace quién sabe cuánto tiempo para hacernos más fácil el trayecto sobre la hoja en blanco.
Tan útiles se presentan, que ya hay quienes han “plagiado” estas operaciones del procesador de texto para insertarlas en la biotecnología. El “copia, corta y pega” de ciertos elementos de la secuencia de un ADN a otro es hoy posible gracias a los avances en la edición genética.
Las llamadas “tijeras moleculares”, capaces de editar genomas de organismos in vivo, de manera muy precisa, económica y sencilla, revolucionaron el campo de la Medicina y la Biología en las últimas décadas.
El microbiólogo español Francis Mojica sentó las bases de esta técnica, cuando descubrió en los años 90 unas curiosas secuencias repetidas a las que llamó CRISPR. Luego describió su papel en los mecanismos de defensa en las células procariotas.
Años más tarde, las investigadoras Emmanuelle Charpentier, de la Unidad Max Planck para la Ciencia de los Patógenos, y Jennifer Doudna, de la Universidad de California, Berkeley, convirtieron dichas secuencias en una novedosa herramienta de modificación genética, capaz de provocar la edición dirigida del gen de cualquier organismo. O lo que es lo mismo, cambiar el ADN de animales, plantas y microrganismos con una precisión extremadamente alta.
El logro de la dupla franco-estadounidense las llevó a obtener en 2020 el Premio Nobel de Química. Por primera vez en la historia un dúo de mujeres consiguió tan alto galardón, aunque el fallo de la Academia Sueca de las Ciencias no estuvo exento de polémica.
Del pasado al futuro con CRISPR
Las siglas de CRISPR responden a algo tan enrevesado como “repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente espaciadas”. Esto, en pocas palabras, se traduce en una familia de secuencias de ADN que se encuentran en ciertas bacterias y que funcionan como autovacunas.
“Contienen el material genético de los virus que han atacado a las bacterias en el pasado, por eso permiten reconocer si se repite la infección y defenderse ante ella cortando el ADN de los invasores”, publica el Instituto de Genómica Innovadora.
Agrega que estas secuencias utilizan una molécula llamada Cas9, que actúa como una tijera molecular para cortar con gran precisión el ADN en la ubicación deseada. “Una vez el ADN está cortado, es posible insertar, eliminar o reemplazar fragmentos de ADN específicos”, precisa.
La técnica de edición genética CRISPR tiene cada vez más aplicaciones en el ámbito de la salud o la medicina de precisión. Ensayos actuales se enfocan en siete áreas de tratamiento fundamentales: trastornos de la sangre, cánceres, padecimientos hereditarios, diabetes, enfermedades infecciosas e inflamatorias y trastornos del plegamiento de proteínas (proceso por el que una proteína alcanza su estructura tridimensional).
En diciembre último salieron a la luz nuevos resultados que situaron a la edición genética entre los avances científicos más importantes del recién concluido año 2022.
Sin embargo, desde años antes un grupo de científicos de la Universidad de Alicante logró, por primera vez, reconstruir con herramientas bioinformáticas un sistema defensivo bacteriano extinto hace 2 600 millones de años.
Estaríamos hablando de los ancestros del sistema de edición genética CRISPR, pero con igual capacidad para editar los genes que los actuales métodos, e incluso, podrían ser más versátiles.
El genetista Lluís Montoliu, vicedirector del Centro Nacional de Biotecnología de España y uno de los firmantes de la investigación que comenzó en 2018, precisó que no se sabe qué bacterias vivieron en la época de los dinosaurios o mucho más atrás –hasta 2 600 millones de años—, pero sí que la secuencia de aminoácidos creada por el ordenador es compatible con las que tenemos en la actualidad.
El equipo, dirigido por el investigador Rául Pérez-Jiménez, introdujo estas primitivas secuencias de CRISPR en células humanas en cultivo y comprobó que podían editar el gen que querían como si estuvieran usando un sistema Cas actual.
“Ya validado el sistema en células humanas, el siguiente paso sería hacerlo en un modelo animal, como un ratón, y luego verificar su seguridad y eficacia para poder plantear su uso en ensayos clínicos y terapias”, confirmó Montoliu.
El estudio ya ha sido publicado por la revista académica Nature Microbiology. Dicha publicación resalta que los sistemas actuales CRISPR están adaptados para funcionar dentro de una bacteria, pero cuando se usan en células humanas el sistema inmune provoca un rechazo y existen, además, determinadas restricciones moleculares que limitan su uso.
Sin embargo, en los sistemas ancestrales algunas de esas restricciones desaparecen, lo que les confiere una mayor versatilidad.
“Este logro proporciona herramientas de edición genética con propiedades distintas a las actuales, mucho más flexibles, lo cual abre nuevas vías en la manipulación del ADN y el tratamiento de enfermedades”, puntualiza.
Alerta con tijeras
Si bien aún se exploran innovaciones más recientes en placas de laboratorio y animales de experimentación, los tratamientos con CRISPR ya cuentan con ensayos en humanos. De hecho, con este método existe la posibilidad de manipular genes que se incorporarán permanentemente en el genoma humano y se transmitirán de generación en generación.
Kevin Doxzen, del Instituto de Genómica Innovadora, advierte que “es muy probable que en 2050 nazcan bebés genéticamente modificados con CRISPR u otra técnica”, y asegura que la edición genética permitiría, precisamente, concebir niños con cualidades seleccionadas, como una altura específica o capacidades especiales.
Estas “libertades” para crear una especie de humano “al antojo”, ha generado no poco rechazo, e incluso miradas recelosas por parte de la comunidad científica, sobre todo cuando se trata de modificar genes hereditarios.
La mayoría de los cambios introducidos con la edición del genoma humano hasta hoy se limita a ciertos tejidos, no así a genes del óvulo, de los espermatozoides o de un embrión, los cuales podrían transmitirse a las generaciones futuras.
“Ya la edición del genoma de las células germinales y del embrión plantea una serie de desafíos éticos, incluyendo si se permitiría utilizar esta tecnología para mejorar los rasgos humanos normales (como la altura o la inteligencia)”, alerta Doxzen.
De ahí que, ante las ambigüedades que generen estas posibilidades genéticas, la normativa regulatoria deba ser actualizada. De hecho, la edición del genoma de células germinales y del embrión es actualmente ilegal en los Estados Unidos y muchos otros países.
Mientras, otros sectores, como el agroalimentario, hacen de la técnica una aliada para incrementar la producción de alimentos transgénicos.
Editor 3.0
Como era de esperar, ya saltaron las primeras iniciativas que prometen dar solución a las preocupaciones éticas y de seguridad con los adelantos del CRISPR, entre ellas un editor de base al que han denominado Prime, que hace uso del mismo principio CRISPR pero con técnicas diferentes.
La nueva tecnología, presentada por la revista Nature, cambiaría la estrategia “cortar y pegar” por un sistema de reemplazo más seguro.
“Si CRISPR son las tijeras, los editores de base serían el lápiz que, en lugar de cortar la doble hélice, convierten una cadena del ADN en otra, sin llegar a romperla, lo que permite corregir los principales tipos de mutaciones de forma eficiente. De esta forma se podría curar casi 90 por ciento de las enfermedades genéticas conocidas”, señala la publicación científica.
El método, desarrollado por un equipo de la Universidad de Harvard, combina el uso de la enzima Cas9 con una segunda enzima llamada “transcriptasa reversa”. Con las dos herramientas, la máquina molecular resultante es capaz de buscar un sitio específico en el ADN e introducir de manera precisa la nueva información genética.
Los científicos han probado la técnica con más de 75 ediciones genéticas en células humanas, incluida la corrección del error que causa la anemia de células falciformes y la enfermedad de Tay Sachs, una alteración que afecta el cerebro.
Nuevos estudios buscan perfeccionar este y otros métodos. La carrera por lograr las mejoras técnicas de edición genética continúa en marcha.
El final feliz para lo que parece una extensión de Parque Jurásico u otro filme de ficción, está cada vez más cerca.
