¿Qué es la revolucionaria técnica de modificación genética CRISPR-Cas9? Gisella Orjeda lo explica en Sophimania

Genética, Biología y Química

Por Sophimaníaco Invitado
28 de Diciembre de 2015 a las 21:54
Compartir Twittear Compartir
¿Qué es la revolucionaria técnica de modificación genética CRISPR-Cas9? Gisella Orjeda lo explica en Sophimania

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.

gisella_2.jpg

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.


#orjeda #genetica #modificacion #gisella #crispr
Compartir Twittear Compartir