Ciencia y Salud

CRISPR y el nuevo diseño de la vida

Al seguir las pistas de la naturaleza, los científicos han aprendido que el genoma humano —ese conjunto completo de información genética contenida dentro de nuestras células y conocido como ADN— puede editarse. Y la vida transformarse…

Imaginar un mundo en el que las enfermedades genéticas, el VIH o el cáncer puedan curarse simplemente eliminándolos del ADN ya no es ciencia ficción. Con 8,000 millones de habitantes en nuestro planeta, vastos años de investigación e increíbles avances en la medicina, alcanzamos un punto en el que las principales intervenciones genéticas son posibles y donde la biotecnología promete resolver nuestro suministro de alimentos y retos ambientales para las próximas generaciones. Sentirnos optimistas es posible. Ahora, la humanidad está llamada a considerar cuidadosamente las implicaciones de esta capacidad para usarla bien.

Pero empecemos por el principio. Durante millones de años, la vida en la Tierra ha evolucionado mediante variaciones genéticas que la naturaleza “edita” aleatoriamente. El genoma determina nuestras características físicas como la altura, el color de la piel e incluso la susceptibilidad a las enfermedades. Pero ¿y si esas ediciones no dependieran de casualidades improbables o de los caprichos de la naturaleza? ¿Qué pasaría si la ciencia pudiera revertir los efectos devastadores de las faltas de ortografía genética y corregirlas para curar enfermedades?

Científicos del mundo se plantearon esa misma pregunta hace 40 años cuando observaron que los virus podían insertar su ADN en las células de bacterias y tejer su genoma en ese cromosoma. A mediados de la década del 2000, investigadores notaron una región de ADN bacteriano que llamaron CRISPR, por sus siglas en inglés, o “repeticiones palindrómicas cortas, agrupadas y regularmente interespaciadas”. Se dieron cuenta de que, específicamente en las bacterias, los CRISPR funcionan como “tarjetas de vacunación” moleculares al almacenar recuerdos de virus pasados como secuencias espaciadoras en el ADN CRISPR. Al hacerlo, permiten que las bacterias reconozcan y destruyan virus durante futuras infecciones. De manera que, para defenderse de los virus invasores y como si de seres inteligentes se tratara, las bacterias usan estos fragmentos de ADN que se repiten exactamente en ciertos intervalos.

Los CRISPR almacenan recuerdos de virus pasados y pueden cortar el ADN de los mismos.

Las tijeras de Doudna

Pero el asunto, aunque complicado, se pone más interesante… Resulta que, para cortar el ADN del virus, los CRISPR se basan en unos genes asociados llamados CAS. El más importante de ellos es el gen Cas9, que codifica una proteína especial que atraviesa y desactiva el ADN invasor. Los investigadores plantearon que, si los CRISPR ayudan a las bacterias a cortar el ADN viral, podrían usarse en un laboratorio para apuntar y empalmar otro ADN. De esta manera, los CRISPR se pueden utilizar como herramientas de edición de genes, y la reconocida bioquímica Jennifer A. Doudna, de la Universidad de Berkeley, en California, fue la primera en demostrar cómo usarlos como máquinas cortadoras o tijeras de ADN.

En un artículo que marcó un antes y un después, y que fue publicado en el 2012 en la revista Science, Doudna demostró cómo el método de edición de genes CRISPR/Cas9 podría aplicarse al cortar el ADN de medusas en lugares específicos y deliberados. El descubrimiento les ganó -a ella y a Emmanuelle Charpentier, coautor del artículo- el Premio Nobel de Química 2020 “por el desarrollo de un método para la edición del genoma”. El hallazgo dejó claro que el método CRISPR es notablemente barato y fácil de usar, por lo que despertó rápidamente el entusiasmo en la comunidad científica e inspirando nuevas investigaciones.

En 2013, el profesor Kiran Musunuru, de Harvard, aplicó el método al ADN de pacientes de anemia falciforme, la cual dificulta que los glóbulos rojos transporten oxígeno por el cuerpo y es una enfermedad que es causada por una mutación de una sola letra en el gen de la beta globina, y al aplicar el método CRISPR, Musunuru pudo corregir la falta de ortografía en su laboratorio. Tal capacidad de jugar a Dios tenía el potencial de transformar la medicina y, en un instante, CRISPR se convirtió en la herramienta más valiosa disponible en la investigación genética.

El método CRISPR ha demostrado tener un costo accesible, lo que facilita nuevas investigaciones.

Una nueva era de dominio biológico para bien

Más de 7,000 enfermedades genéticas humanas son causadas por la mutación de un solo gen. Los CRISPR se pueden usar para identificar curas para muchas de estas dolencias. En el campo de estudio del VIH, el virus de la inmunodeficiencia humana que afecta a millones, hay algunas personas que tienen una resistencia natural al virus. Esa resistencia es una mutación en el gen CCR5. Mediante el uso de CRISPR, se podría editar el CCR5 en sujetos no resistentes y prevenir la infección por VIH en primer lugar, evitando el desarrollo de esta enfermedad de transmisión sexual.

El cáncer es causado por mutaciones en el ADN, algunas de las cuales se heredan y otras se adquieren a través de hábitos, como fumar. Al eliminar tales mutaciones, CRISPR podría ofrecer nuevos tratamientos o incluso prevenir el cáncer por completo.

En fin, la edición de genes tiene una serie de aplicaciones prácticas más allá de la medicina. En la agricultura podría usarse para crear mayores rendimientos, cultivos más resistentes y alimentos más saludables. CRISPR podría rescatar a la industria de los cítricos de una enfermedad vegetal bacteriana conocida como huanglongbing, o enfermedad del dragón amarillo cuando se traduce del chino. Esta infección ha diezmado plantaciones en Asia y ahora amenaza los huertos de Florida y California.

CRISPR podría incluso mejorar nuestra comida. Los seres humanos producimos y consumimos millones de toneladas de aceite de soya cada año, pero este aceite contiene niveles poco saludables de grasas trans que se han relacionado con niveles elevados de colesterol y enfermedades del corazón. Mediante el uso de CRISPR, la soya podría modificarse para reducir los ácidos grasos nocivos en este alimento.

La edición de genes también podría aplicarse a los animales. Investigadores canadienses ya han producido lo que llaman «Enviropig», un cerdo genéticamente modificado que contiene un gen de la bacteria E. coli para mejorar su digestión, reduciendo el 75 por ciento en el contenido de fósforo de su estiércol. Este es un avance significativo, ya que el estiércol cargado de fósforo a menudo llega a los arroyos y ríos, generando floraciones de algas que matan la vida acuática.

Uno de los mayores retos al desarrollar este método es que su uso sea ético y para beneficio de la humanidad.

Seguridad, ética y regulación

La edición de genes con CRISPR sin duda puede hacer mucho bien al prevenir enfermedades genéticas. Pero ¿cuáles son las dimensiones éticas de usar la edición de genes para elegir el género de un bebé o implantar genes asociados con características deseables como músculos más grandes?

Resulta asombroso saber que la mismísima Jennifer A. Doudna, responsable del extraordinario descubrimiento que ha permitido la edición de genes, fuera quien planteara abiertamente su preocupación de que se abuse de CRISPR en su libro «Una Grieta en la Creación». En 2015, explicó junto a otros expertos las implicaciones éticas de la edición de genes para la sociedad en un libro blanco o white paper, centrándose en la línea germinal humana, esas células que transmiten información genética durante la reproducción. Instaron a la comunidad científica a retrasar esta línea de investigación hasta dar lugar una discusión exhaustiva sobre los dilemas sociales, éticos y filosóficos involucrados. 

Sin embargo, Doudna cree que tarde o temprano la edición de la línea germinal será lo suficientemente segura para su uso clínico. El cuerpo humano experimenta alrededor de un millón de mutaciones genéticas naturales cada segundo, e incluso si CRISPR produjera mutaciones no deseadas, los beneficios generales superarían los peligros.

En la dimensión ética, hay un argumento para corregir las mutaciones que causan enfermedades, y una línea delgada y peligrosa entre mejorar la salud de las personas y crear mejoras genéticas en la inteligencia, el atletismo o la belleza, donde quienes puedan pagar se beneficiarían.

Por último, hay consideraciones reglamentarias. Los gobiernos están llamados a representar a sus sociedades, supervisar los métodos utilizados para modificar la línea germinal humana y garantizar el consenso global sobre cómo se escribe y aplica la ley. En 2015, científicos y políticos por igual encontraron el espacio necesario para iniciar estas importantes conversaciones durante la Cumbre Internacional sobre Edición de Genes Humanos, donde Jennifer A. Doudna lo declaró: “El poder de controlar el futuro genético de nuestra especie es asombroso y aterrador. Decidir cómo manejarlo puede ser el mayor desafío al que nos hayamos enfrentado”.

 

Fotos: Getty Images

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Sofía Kalormakis de Kosmas

Socia-Directora Comercial de Panama Fine Dining Corp. y CEO de Tink Comunicaciones. Especialista en comunicaciones y negocios. Licenciada en Periodismo y Comunicación, King´s College University. MBA, Illinois State University-QLU. Presidenta del capítulo panameño de egresados de ISU.