El sistema CRISPR se utiliza para hacer mutaciones, para hacer ingeniería genética de todo tipo de células

La medicina se ha visto revolucionada en las últimas décadas gracias al avance de la tecnología y los conocimientos científicos. Pero existe una nueva tecnología ligada a la investigación genética que, si bien es muy incipiente, puede revolucionar todo lo hasta aquí conocido. Se llama CRISPR.

Las siglas CRISPR en inglés, significan "repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente interespaciadas". Y este avance genético tiene de particular que imita el sistema que utilizan las bacterias para protegerse de los virus. Infobae visitó el laboratorio de la Rockefeller University en la ciudad de Nueva York, EE.UU. y habló con el argentino, Luciano Marrafini, referente mundial en la materia.

"CRISPR", hasta su nombre genera estupor y suena tan lejano al ciudadano de pie. Pero comprender de qué se trata esta tecnología puede ayudar a encontrar consensos globales sobre cómo guiar su crecimiento, en beneficio de la Humanidad. O, mejor dicho, para que al menos podamos elegir en qué deseamos transformar al mundo y a nuestra especie.

Ya lo decía Yuval Noah Harari en su libro "Homo Deus": "Es vital pensar en la nueva agenda de la humanidad. Precisamente porque tenemos cierto margen de elección con respecto al uso de las nuevas tecnologías, sería preferible que comprendiéramos qué está sucediendo y decidiéramos qué hacer al respecto, antes de que ellas decidan por nosotros".

Esta tecnología ya se aplica en genes de insectos y animales (iStock)

Y es que en esta "breve historia del mañana" Harari vaticina un tránsito del Homos Sapiens hacia un Homo Deus, un nuevo tipo de hombre convertido en un ser que aspira a la divinidad y que se vale de la ciencia y de la tecnología para alcanzar las grandes metas del siglo XXI: la felicidad, la perfección, la salud y la inmortalidad. CRISPR tiene mucho que ver que esto.

Desde los años '60 los seres humanos hemos experimentado con genes. Los avances en esta materia llevaron a que hoy se fabriquen muchas soluciones que utilizan vida genéticamente modificada: insulina, hormonas de crecimiento y factores de coagulación, son algunos de estos desarrollos que ayudan a millones de personas en un mundo en el que también se crearon comida modificada, peces que brillan, pollos sin plumas, un bebé con tres padres genéticos, la oveja Dolly como primer animal clonado, cerdos musculosos, salmones de crecimiento rápido y ranas transparentes. Todo gracias a la ingeniería genética.

La década del 90 marcó el inicio de la incursión en la ingeniería humana. Pero hasta entonces, esta tecnología era muy costosa y compleja. CRISPR representa una bisagra porque, de la noche a la mañana, redujo un 99% los costo de la ingeniería genética y la volvió más sencilla – casi cualquier laboratorio puede hacerlo – y más rápida, ya que acortó los tiempos de experimentación de años a semanas.

¿Cómo lo hace? Imitando el mejor antivirus jamás creado: un sistema que utilizan las bacterias para protegerse de los virus. La guerra más larga de este planeta es la que protagonizan bacterias vs. virus. Los bacteriofagos (virus que "comen" bacterias) atacan introduciendo su propio código genético dentro de la bacteria. De esta manera, las secuestran para usarlas como fábricas en su beneficio. Para defenderse de estos embates, las bacterias encontraron una forma muy efectiva: el sistema CRISPR.

 

-¿Cómo podrías explicar qué es el sistema CRISPR?

-Es un sistema inmune bacteriano que está presente en microorganismos que se llaman bacterias. Si bien es un sistema inmune distinto – más primitivo – al de los seres humanos, tienen muchas analogías. Las bacterias, al igual que las células de nuestro cuerpo, son susceptible a la infección por bacteriófagos (que son los virus que se comen a las bacterias). Entonces, las bacterias han desarrollado este sistema inmune para defenderse de las infecciones virales que son muy prevalentes y comunes en las poblaciones bacterianas.

-¿De qué manera funciona?

-Empecemos por explicar cómo es la infección vírica en las bacterias. En las bacterias, los virus reconocen la superficie de las mismas e inyectan el ADN viral, dentro de la célula bacteriana. Entonces, la forma que tienen las bacterias de defenderse es reconocer el ADN que está siendo inyectado y destruirlo. Eso es lo que hace el sistema CRISPR: reconoce la secuencia de ADN del virus que está infectando a una bacteria y lo destruye.

Para eso utiliza unas proteínas que son conocidas como "nucleasas" que significa que cortan el ADN y al sistema. Además, las bacterias lo pueden programar para que solamente corte el ADN del virus y no corte el ADN bacteriano, que ella obviamente necesita. Todo organismo necesita de ADN para vivir y si el sistema CRISPR atacará al ADN bacteriano, sería un problema. Entonces, una de las características más importantes del sistema CRISPR es que las bacterias lo pueden programar para reconocer y atacar solamente el ADN viral.

-¿Qué otras cosas se pueden hacer con CRISPR? ¿Qué aplicaciones se le puede dar?

-El sistema es famoso no porque les brinde un sistema inmune a las bacterias, sino porque los científicos hemos rediseñado el sistema para hacer otras cosas. El sistema CRISPR se utiliza para hacer mutaciones, para hacer ingeniería genética de todo tipo de células, en todo tipo de organismos. La forma en que eso funciona es igual a la manera en que el sistema CRISPR defiende a las bacterias del ADN viral, que es cortándolo.

 

Se sabe en la comunidad científica que China experimentó con humanos

 

Se sabe desde la década del '90, que la primera condición que se necesita para hacer una mutación en una célula humana – estoy hablando de una célula que está en un cultivo, no una célula en el cuerpo humano – es cortar el ADN del gen que se quiere modificar. Una vez que el ADN se corta, la célula tiene sistemas de reparación del ADN y uno puede manipular el sistema de reparación brindando diferentes secuencias de ADN para que la célula lo repare, pero con las secuencias que uno le brinda.

Entonces, de esa manera, uno puede introducir cualquier tipo de mutación. La cuestión es que, por mucho tiempo, encontrar una herramienta que pueda cortar un ADN de manera muy precisa, solamente en el gen, o específicamente en el gen que uno quiere modificar, fue siempre muy difícil, casi imposible.

Pero, como mencioné e hice hincapié, así como las bacterias pueden usar CRISPR para reconocer y cortar solamente el ADN del virus, los investigadores entendemos cómo lo hacen las bacterias. Así es que podemos hacer lo mismo: reprogramar el sistema CRISPR para reconocer un gen en particular en el que nosotros queremos hacer una mutación y hacer que corte un gen específico de una célula humana y que se lo repare con secuencias que nosotros queremos introducir (y que es la que introduce la mutación). Eso es un uso que realmente está revolucionando la investigación, sobre todo en genética humana, y ese es el motivo por el cual CRISPR es tan famoso en este momento.

 

-¿Hay muchos laboratorios o centros de investigación en donde se esté experimentando con CRISPR?

Sí, y en muchas partes del mundo. Es una técnica que es muy fácil de hacer y que se ha dispersado muy rápido debido a la globalización ya que esta tecnología tiene las ventajas de ser muy fácil y barata de hacer. No requiere ningún tipo de infraestructura complicada ni reactivos que sean extremadamente costosos. Al contrario, todo se hace como cosas muy generales. Entonces se ha dispersado por todos lados.

El científico argentino en una guerra millonaria

Luciano Marraffini es un biólogo rosarino que se destaca en el mundo. Su aporte fue clave en el desarrollo de la tecnología CRISPR-Cas 9, la "mina de oro" de la ciencia. Luciano es sencillo, amable, reservado, pero dispuesto brindar su escaso tiempo para explicar lo que hace. Tiene dos grandes pasiones: las bacterias y Newell´s Old Boys, la única noticia que sigue sobre la Argentina, domingo a domingo.

Luego de finalizar su licenciatura en biotecnología en Rosario, Luciano se mudó a Chicago para hacer un doctorado. Siempre le interesaron las bacterias. Corrían los años 2007- 2008, ya había algunos reportes de CRISPR, pero no se había hecho ningún experimento. Se trataba de trabajos más descriptivos que señalaban que habían ciertos genes en bacterias que podían participar en un sistema inmune. Entonces, decidió utilizar su entrenamiento y estudio en manipulación de las bacterias para comenzar a realizar experimentos con CRISPR.

Según publica Alexander Gelfand en la revista científica "Seek" de la Rockefeller University, los experimentos que realizó en el marco de su doctorado junto al biólogo molecular Erick Sontheimer en la Northwestern University, "representan un quiebre absoluto en la comprensión de cómo funciona CRISPR-Cas (…) menos de una década después la utilidad de CRISPR-Cas no es materia de especulación. Y Marraffini es visto como una de las principales figuras de la revolución de la edición de genes que apuesta a transformar diferentes campos, desde la medicina a la industria agropecuaria".

Luego realizó una segunda etapa de experimentos, en las que se unió a Feng Zhang, en el MIT. En ellos demostraron que Crispr/Cas9 puede ser aplicada en células humanas para introducir mutaciones. Pero había otro grupo haciendo pruebas similares en la Universidad de Berkeley, California. Eso derivó en una guerra entre claustros por determinar quién se lleva el trofeo de haber sido el primero.

A él parece no importarle demasiado hallarse en el fuego cruzado por hacerse dueño de la patente millonaria de esta tecnología que revolucionará la medicina, la farmacología, la agricultura, la ciencia y vaya uno a saber uno cuántas cosas más.

Pero Luciano no se preocupa, ni se desvela por pensar en esos millones. Trabaja y conoce las reglas del juego: los frutos económicos son para la institución que lo alberga. "Yo acá, sigo con las bacterias" dice, y se pone al margen de las disputas acaloradas. Mientras tanto, lo que no está en duda son sus lauros: su trabajo y trayectoria les hicieron ganar un nombre a nivel internacional y su aporte fue esencial para el desarrollo de una tecnología que puede cambiar el mundo. Un orgullo nacional.

Un arma de doble filo

CRISPR ha desatado una verdadera revolución en la ciencia básica ya que le permite a los científicos realizar mutaciones en varias especies, como mariposas, mosquitos, hormigas, llevando sus estudios a otra dimensión. Los científicos afirman que CRISPR les abrió la puerta a experimentos que no podrían haber no soñado hace sólo 10 años atrás.

También se realizaron pruebas exitosas en ratas, donde se pudo eliminar el 48% de los virus del cuerpo del animal. Esto llevó a pensar que, en el futuro, podrían existir terapias con CRISPR que curen el HIV y otros retrovirus, como el herpes; o que puedan hacerse tratamientos contra el cáncer con inyecciones de células modificadas y, por qué no, editar nuestro ADN para corregir ciertos errores que son responsables de más de 3000 enfermedades. Pero CRISPR es un arma de doble filo.

 

¿Qué cosas se pueden llegar a hacer en el futuro con ella? Marraffini advierte: "Si bien el potencial es muy peligroso, eso sólo un potencial. Porque el conocimiento en genética que es necesario para introducir modificaciones en seres humanos no existe, no está listo. No es que cualquier persona puede hacer una mutación con CRISPR. La genética todavía no avanzó el desarrollo necesario como para que los científicos puedan diseñar un ser humano cambiándole la secuencia del ADN, eso es algo que todavía es ciencia ficción". Pero también lo era la inteligencia artificial hace sólo una década.

Lo que sí pueden pueden hacer los científicos es reconocer "las potencialidades", y pensarlas puede causar estupor. Para Marraffini "Siempre que ocurren estos grandes avances tecnológicos está la posibilidad de que se use para fines no muy buenos. Por ejemplo, gente que trabaja con embriones podría utilizar la técnica para modificar contenido genético de seres humanos y eso, obviamente, es algo que no se puede tomar a la ligera, tiene consecuencia éticas muy importantes".

¿Podríamos comenzar por proteger a nuestro bebe de una enfermedad hereditaria y luego, por qué no, hacerlo más alto o más inteligente? ¿Llegaremos un día a transformar la especie, generar súper hombres, súper soldados?

En varios países del mundo, como EE.UU. está prohibido. Sin embargo, China ya ha utilizado CRISPR para experimentos en embriones humanos. Afortunadamente, y según cuenta Marraffini, se está comenzando a trabajar en forma conjunta y más articulada: "En EE.UU., Europa y China, que son los lugares en donde la tecnología se está usando más, se ha generado un comité especial para supervisar el uso de CRISPR. Todavía el informe no es público pero, en principio, se llegaría a algún tipo de acuerdo en cuáles son los usos de la tecnología que son aceptables y cuáles no".

Otro peligro tiene que ver con errores que pueden derivarse de la utilización de CRISPR, como mutaciones no deseadas. Es importante recordar además que, cada mutación introducida, será replicada a las siguientes generaciones. Este es un punto muy importante en la discusión ética.

Mutaciones en otras generaciones

Los progenitores podrían decidir usar CRISPR para mutaciones en el embrión que será su hijo, ¿pero pueden también disponer en nombre de sus nietos y de todas las generaciones que se verán afectadas por la decisión?

Barry S. Coller, miembro de la Academia Nacional de Ciencias y de la Academia Nacional de Medicina, explicó: "Hay asuntos muy profundos vinculados a la edición del genoma. Uno tiene que ver con el consentimiento informado. Por lo general hay precedentes sobre padres tomando decisiones médicas que pueden impactar en sus hijos".

Pero, en lo que refiere a la edición de genes, no tenemos precedentes de obtener consentimiento informado sobre las futuras generaciones que puedan verse afectadas" y destaca que si bien "la tecnología sigue mejorando, y los científicos hacen cada vez mejores trabajos en cuento a reducir los efectos no deseados (de CRISPR), tal vez estos errores nunca se reduzcan cero. Y si uno hace modificaciones que nunca fueron vistas en un genoma humano, eso puede abrir el problema a cualquier tipo de alteración que desate consecuencias imprevisibles".

CRISPR, la tecnología más revolucionaria, milagrosa y peligrosa hoy gatea en pañales entre nosotros. ¿En qué va a convertirse? ¿en un monstruo o en una bella criatura? Dependerá de los humanos.

Fuente: INFOBAE