El Nobel de Química a la modificación genética excluye al español Francis Mojica

Muchos perciben la ciencia como una secuencia de grandes descubrimientos. Científicos que llegan a una idea brillante y nunca antes vista. Pero esto no es lo normal, realmente la ciencia es un proceso mucho más lento y continuo. Los científicos hacen pequeños descubrimientos, apoyándose los unos sobre los otros, sumando y llegando un poco más lejos cada vez. Cada peldaño, por pequeño que sea, es importante, e imprescindible para subir un poco más.

Este hecho debe ser recordado respecto al Premio Nobel de Química de este año 2020. Ha sido otorgado a las científicas Emmanuelle Charpentier y Jennifer A. Doudna, por la creación de la herramienta de edición genética CRISPR-Cas, unas tijeras genéticas que nos permiten cortar y reescribir de manera precisa el ADN de las células.

Un descubrimiento sembrado de cierta polémica, ya que, si bien el desarrollo de esta herramienta comenzó con ellas, habría sido del todo imposible sin los descubrimientos previos de otros científicos, especialmente el de un español, el biólogo Francisco Mojica. Muchos tenían sus esperanzas de que este español hubiera sido incluido entre los galardonados de este año, pero no ha llegado a suceder. Veamos el contexto de esta polémica y su relación con el descubrimiento.

Unas secuencias extrañas

Todo comenzó con unas secuencias de ADN extrañas que algunos investigadores habían encontrado en bacterias. No se sabía para qué servían, pero cada vez se hallaban en más especies diferentes, por lo que se intuía que debían cumplir alguna función biológica importante. Hace veinticinco años, estas secuencias llamaron la atención de Francisco Mojica, que se dedicó a estudiarlas en unas arqueas procedentes de las salinas de Santa Pola (Alicante).

Mojica bautizó estas secuencias como CRISPR. Junto a otros investigadores, comprobaron que cuando en el ADN aparecían secuencias CRISPR, cerca aparecían unos genes denominados Cas (las siglas de asociados a CRISPR). En 2003, Mojica descubrió que ambos componentes estaban relacionados, y formaban un mecanismo de defensa en bacterias y arqueas.

Las secuencias CRISPR actúan como una biblioteca, que identifican secuencias genéticas ajenas al propio ADN del microorganismo. Las proteínas procedentes de Cas se encargan de usar estas secuencias CRISPR para reconocer el ADN de virus invasores y cortarlos, evitando que el material genético del virus pueda replicarse.

Durante los siguientes años, muchos investigadores identificaron diferentes sistemas de Cas y CRISPR. Comprobaron que las Cas eran especialmente versátiles, y que algunos tipos eran capaces de sustituir la secuencia CRISPR cercana, cambiándola por otras secuencias CRISPR asociadas a nuevos virus invasores.

El campo de CRISPR (como sistema de defensa de algunos microorganismos) sigue siendo un campo en expansión, y tienen sus propios avances y descubrimientos. En este sentido, Mojica fue uno de los padres precursores, al poder notar que esas secuencias extrañas que se habían visto, podían tener tanta relevancia biológica.

Úsalo de otra manera

En 2011 Emmanuelle Charpentier, del Instituto Francis Crick en Alemania, una de las dos galardonadas con el Nobel, entra en escena. Ella formaba parte de los buscadores de nuevos sistemas CRISPR-Cas, investigando la bacteria S. Pyogenes, la culpable habitual de la faringitis.

Comprobó que entre los genes Cas, había un nuevo tipo de Cas que denominó Cas9. La proteína que formaba este gen era capaz de cortar y sustituir piezas de ADN cuando se le daba la secuencia CRISPR que encajaba con la zona de corte. Era una versión más compacta y sencilla que los sistemas CRISPR-Cas que se habían encontrado previamente. Esa sencillez le llevó a la idea que le ha hecho ganar el premio Nobel: si las bacterias usan esto para cortar el ADN ajeno, ¿por qué no lo usamos en el laboratorio?

Ya había otras herramientas de corte y empalme genético en ese momento, pero eran algo laxas. Muchas introducían el nuevo fragmento de ADN en cualquier sitio, por lo que se corría el riesgo de alterar algún gen. Otras eran precisas en su posición de inserción, pero requerían que las regiones tuvieran algunas características especiales. No había ninguna herramienta que fuera sencilla y precisa en la zona de corte, sin que tuviera demasiados “peros”.

Charpentier le ofreció una colaboración a Jennifer A. Doudna, de la Universidad de California, para comprobar si era factible usar el CRISPR-Cas9 como herramienta. Para hacerlo, crearon de manera artificial pequeñas secuencias genéticas que imitaban a los CRISPR, y engañaban a la proteína Cas9 para que cortara en esas zonas.

Desde ese momento, se ha jugado con diferentes combinaciones de CRISPR, creando herramientas genéticas para poder cortar, introducir o sustituir fragmentos de ADN. Era un equivalente genético a las teclas para cortar, copiar y pegar en un procesador de textos.

Después de Charpentier y Doudna, ha habido muchos más avances en la tecnología CRISPR-Cas9. Cada vez más laboratorios lo utilizan, y las herramientas se han adaptado para más contextos. Cuando comenzaron con esta herramienta, solo servía en ciertos microorganismos (ya que necesitaban tener Cas9). Hoy en día el sistema tenemos adaptaciones que sirven para células procariotas, tanto animales como vegetales. En un futuro muy cercano, es factible que sirvan para crear terapias génicas, que permitan corregir mutaciones genéticas y curar enfermedades incurables en este momento.

El caso del Premio Nobel de Química pone de manifiesto algo importante: la ciencia no se hace por una o tres personas. Son avances progresivos y continuos, en los que unos científicos se apoyan los unos con los otros. Mojica descubrió y puso en el mapa científico los sistemas CRISPR-Cas, pero nunca hizo referencia a su posible uso como herramienta genética, sino a su importancia clave como sistema de defensa de microorganismos. Si el comité del Premio Nobel se hubiera centrado en esta idea, habría recibido muy probablemente el premio.

El propio comité indica que el premio ha sido a la elaboración de la herramienta CRISPR-Cas9, por lo que está centrado en Charpentier y Doubna, que son las primeras que vieron su potencial en el uso como herramienta del laboratorio. Tampoco están incluidos los científicos involucrados en los avances posteriores de esta herramienta, que le dieron el potencial con el que se usa actualmente.

En este sentido, podemos decir que el comité ha elegido premiar a el salto en sí. A la idea de aprovechar un mecanismo de defensa y darle otro papel más pragmático en la investigación biomédica. Es un solo punto dentro del continuo avance científico, pero uno relevante. En el largo hilo de los descubrimientos científicos, es difícil saber dónde cortar y dar el reconocimiento. Puede que sea mucho más difícil que cortar el genoma.

QUE NO TE LA CUELEN:

• En algunos Premios Nobel, se ha compartido el galardón con algún investigador básico previo. Por ejemplo, en 2008 se concedió el premio Nobel de Química tanto a los investigadores que desarrollaron la herramienta de la proteína verde fluorescente como al investigador japonés que la aisló por primera vez. Esta vez no ha sucedido.
• El microbiólogo lituano Virginijus Siksnys también sacó un artículo sobre la posibilidad de usar CRISPR-Cas como herramienta genética, pero apareció solo dos meses después que los trabajos de Charpentier y Doudna. Ellas son las ganadoras por ese corto margen de tiempo.