Gisella Orjeda*
A,T,G,C son las iniciales de los 4 componentes del ADN. Estas 4 letras del ADN organizadas en secuencias como un larguísimo collar de perlas en nuestras células codifican la vida tal como la conocemos. La totalidad del ADN de una célula se llama genoma. Los cambios en la secuencia del genoma originan, además de la biodiversidad, las enfermedades genéticas que sufrimos humanos y demás animales.
En 1987 unos científicos japoneses describieron unas secuencias repetidas en las bacterias de E.coli, la bacteria más común en nuestro intestino. Ellos las describieron pero indicaron que su significado biológico era desconocido. Hacía falta seguir investigando. Casi 30 años después, estas secuencias están revolucionando nuestras potencialidades para resolver problemas de la humanidad y simultáneamente planteándonos un reto filosófico y conceptual como todos los descubrimientos científicos de relevancia.
¿De
qué se trata? Para explicarlo de manera simple, hemos encontrado en unas
bacterias una forma de sistema inmunológico adaptativo; un tipo de sistema de
defensa que tienen casi todas las bacterias y mediante el cual “guardan” en su
genoma pequeños segmentos de ADN idénticos a los de los virus que las
atacan. De esta manera, cuando otro virus del mismo tipo las quiere
atacar de nuevo, las bacterias los reconocen de inmediato y cortan al
virus. Es como si las bacterias guardaran la huella digital del ADN de
sus atacantes para identificarlos y saber cómo eliminarlos rápidamente.
Este
sistema de defensa que el ser humano ha replicado, se conoce a partir de ahora
como CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats). El
CRISPR consta de una enzima (proteína con una función) y de las secuencias que
sirven para identificar el sitio donde se hará el corte de la secuencia en el
ADN, los genes asociados a CRISP (Cas) [Clustered Regularly Interspaced Short
Palindromic Repeats) y genes asociados a CRISP (Cas)].
Con
este sistema, la bacteria identifica al virus que tiene las mismas secuencias
que ha registrado de un enemigo previo, y lo corta inhabilitándolo.
Los
seres humanos hemos domesticado muchos seres vivos provocando su evolución
hacia formas que nos son útiles en intercambio por cuidado y protección. Así,
hoy en día tenemos miles de plantas cultivadas y animales domésticos que alguna
vez fueron silvestres. Ha ocurrido lo mismo con bacterias y levaduras. Por
ejemplo, la insulina que salva a millones de diabéticos proviene de bacterias
que originalmente estaban en nuestro intestino y que hemos “domesticado” para
que crezcan y produzcan insulina. Eso es justamente lo que acabamos de
hacer con el sistema de edición de genes CRISPR-Cas, lo hemos
"domesticado" y con ello estamos abriendo un nuevo mundo de
posibilidades.
Esta
tecnología CRISP-Cas9, que funciona a partir del sistema de defensa de las
bacterias, consta de una enzima que utiliza una molécula de ARN como una
guía para ayudar a identificar y cortar un segmento preciso de cualquier
genoma. Con esto se ha desarrollado una herramienta poderosísima para
editar genes de manera específica y programada, además de baratísima y fácil.
Es allí donde están sus inmensas posibilidades, que también están sus grandes
riesgos.
Porque
aunque la edición de genomas no es nueva y se usa hace décadas con otras
tecnologías, tanto en plantas, animales y células humanas, lo nuevo con
CRISPR-Cas9 es la asombrosa facilidad para hacerlo, al alcance de cualquier
biólogo molecular y sobre todo que lo económico ya no es un límite, porque con
CRISPR-Cas9 por pocos dólares podemos cambiar un gen.
Uno
de los primeros usos de CRISPR-Cas9 ha sido probado en la protección de las
bacterias cultivadas que usamos para producir yogurt. Estas bacterias son
atacadas por unos virus que se llaman fagos. Cuando esto ocurre es un desastre
para la industria y CRISPR-Cas9 ha logrado contenerlo.
Pero
el sistema CRISPR-Cas9 no es solamente útil para la industria láctea, o como
disruptor de genes virales, aunque solo con eso sería enorme su utilidad pues
implica que podríamos controlar una gran cantidad de enfermedades
virales. Es también utilísimo como control de vectores de enfermedades.
Por ejemplo, en un laboratorio se ha logrado inhabilitar al mosquito portador
del parasito de malaria, esterilizándolo, lo que perfila CRISPR-Cas9 como una
técnica que puede eliminar las pestes.
Ahora
el debate ya no estará en como eliminar la malaria porque eso eventualmente no
será un problema, sino que el debate se traslada a sopesar los riesgos en los
ecosistemas de eliminar a los mosquitos o eliminar zoo-patógenos (como por
ejemplo la enfermedad de Lyme).
En
otros laboratorios se ha creado toda una batería de modelos animales y
vegetales resistentes a patógenos, también se ha producido maní sin
alérgenos. Asimismo, CRISP-Cas9 también está sirviendo para la identificación
de mecanismos de acción de drogas farmacéuticas y terapia de enfermedades
genéticas humanas que están muy abandonadas.
Pero
las posibilidades del CRISPR-Cas son mucho mayores. Y es que no solo sirve para
editar genes. En el Broad Institute de Estados Unidos el Dr. Feng Zhang lo ha usado para activar y silenciar más de
20,000 genes humanos e identificar aquellos involucrados en la resistencia a
una droga para melanoma (cáncer). Podemos decir que los usos y aplicaciones en
biomedicina están recién comenzando.
Debemos
tomar en cuenta que CRISPR-Cas hace su trabajo sin dejar ADN foráneo en las
células, así que no estamos hablando de transgénicos. En el Perú esta técnica
podría ser inmediatamente aplicable con las nuevas líneas celulares de Tenia
solium que la Dra Cristina Guerra del LID en la Universidad Cayetano Heredia
está desarrollando y serviría, entre otros, para identificar a los genes
involucrados en la infección y en las diversas fases de desarrollo y migración
de los parásitos en el cuerpo humano.
La
técnica es tan poderosa que hace poco, a propósito de esta nueva tecnología, se reunieron las Academias de Ciencias de China, EEUU y Reino
Unido para conversar sobre las implicancias éticas de CRISPR-Cas y le
dieron todo el apoyo para que se continúe su uso en investigación básica que
involucre óvulos, esperma o embriones, pero concluyeron que tratar de producir
un embarazo humano con esas células germinales modificadas- ya sea por
fertilización in vitro o implantación del embrión- es actualmente “irresponsable”
debido a las dudas sobre la seguridad y la falta de consenso social al
respecto. (Ver Travis en Science 4 Diciembre 2015).
El grupo de 12 biólogos, médicos y expertos en bioética que se reunió, no descartó permanentemente la edición de genes de líneas germinales para prevenir la transmisión de enfermedades genéticas de padres a hijos, sino que invocó a re-visitar el asunto cada cierto tiempo pues “a lo largo de los años lo impensable ha devenido en concebible”. “Estamos en una nueva era de la historia humana”, han sentenciado.
Como siempre la ciencia nos hace repensar nuestros conceptos sobre la naturaleza, ya lo hizo la astronomía con Galileo, la física con Einstein, la Biología con Darwin, hoy le toca nuevamente a la biología y más específicamente a la microbiología y biología molecular. Decir Crispr-Cas9 es lo mismo que decir una nueva frontera de lo posible. Sí, es genial pero con responsabilidad.
*Gisella Orjeda es Presidente del Consejo Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación Tecnológica (CONCYTEC). Estudió Biología y realizó una maestría en la Universidad Nacional Agraria La Molina, y obtuvo su Ph.D. en la Universidad de Birmingham en el Reino Unido. Ha sido investigadora principal del proyecto de secuenciación del genoma de la papa en el Perú.