La edición genética marca España sigue demostrando su versatilidad

CRISPR es el acrónimo de Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, o como se puede decir en español: repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente interespaciadas. Es decir, es una región de la molécula de ADN que contiene secuencias repetidas en intervalos regulados. Cuando se comenzaron los estudios de estas secuencias presentes en muchas bacterias y arqueas, se desconocía la función, hasta que un investigador alicantino, Francis Mojica, pudo unir las pistas que contenía este ADN en su interior. Entre los fragmentos de ADN repetidos había otras secuencias desconocidas y diferentes. Aparentemente parecían ajenas al material genético celular habitual. Y lo eran, estas secuencias procedían de virus. Pero ¿Qué hace una secuencia de un virus en una bacteria? La respuesta, como se suele decir, es historia (de la biología).

Cuando no tienes sistema inmunitario

En el cuerpo humano existen una enorme cantidad de células encargadas de su protección. Desde la primera línea de defensa formada por fagocitos, granulocitos y algunas clases de linfocitos, hasta células especialmente entrenadas para acabar con el atacante. Pero en las bacterias no hay otras células, excepto contadas ocasiones, están formadas por únicamente una célula por individuo. Por ello, cuando a estas bacterias les infecta un virus bacteriófago, lo más probable es que el desenlace sea fatal. Pero es justo en ese momento donde entra el sistema CRISPR en la naturaleza, para tratar de evitar la inminente muerte de la bacteria (o arquea).

Las secuencias víricas situadas entre las repetitivas son como un sistema de memoria. Cuando la bacteria note que ha sido infectada, leerá esa región de su genoma y generará unas proteínas que degraden los ácidos nucleicos. Estas proteínas, denominadas caspasas, cortarán el ADN o el ARN del virus y así lo inactivarán, permitiendo que la bacteria viva un día más. El sistema es muy efectivo, y por eso está presente en cerca del 40% de las bacterias que se han analizado hasta la fecha, incluidas aquellas denominadas “multirresistentes”, que pueden resultar un peligro para la salud pública.

La imaginación humana no tiene límites

En el año 2012 se presentó una investigación con el sistema CRISPR en la cual se habían adaptado las proteínas involucradas para que cortasen el fragmento de ADN que se desease en células eucariotas, y ahí comenzó la verdadera revolución, había nacido CRISPR/Cas9. Dicha investigación les valió a las investigadoras Emmanuelle Charpentier y Jennifer A. Doudna el Premio Nobel de Química en 2020. No es para menos, este sistema permite editar de forma sencilla y precisa el ADN de animales, plantas y microorganismos y abre la puerta a hallar curas de enfermedades genéticas, modificar organismos para que sean más productivos y otras mil aplicaciones más. Aunque todavía hay que pulir algunos aspectos, en la actualidad existen terapias aprobadas para curar enfermedades antes incurables que se basan en la tecnología CRISPR.

Dos años antes de que Doudna y Charpentier recogieran el Nobel, la prensa se hacía eco de una investigación llevada a cabo por el científico He Jiankui. En sus experimentos, mostró al mundo cómo había modificado embriones humanos utilizando esta tecnología. La premisa inicial del experimento era hacer a estos humanos inmunes al virus causante del sida, pero el resultado va a afectar a las dos gemelas durante el resto de su vida. Uno de los problemas actuales de CRISPR es que puede que la molécula corte en lugares aleatorios, denominados “sitios off-target” por lo que aparte de la modificación genética deseada, pueden ocurrir otras indeseadas. Por ello, realizar estas prácticas con humanos y condicionar su vida es una práctica aberrante y una condena para estas gemelas a estar bajo vigilancia médica constante.

CRISPR/Cas13b

Actualmente se siguen realizando descubrimientos relacionados con CRISPR, como en la Universidad de Rochester, donde han observado que una variante de esta proteína denominada CRISPR/Cas13b es capaz de cortar el RNA viral y, además, se comunica con otra proteína de la membrana celular bacteriana, denominada Csx28, para aumentar su capacidad viricida. Esta comunicación es clave para la supervivencia de la bacteria, ya que Csx28 activa un mecanismo que pone al metabolismo de la bacteria en modo “ahorro de energía”. Bajo estas condiciones de metabolismo mínimo, el virus tiene muchísimas más dificultades para replicarse y, por tanto, la bacteria aumenta sus posibilidades de supervivencia. Se trata de un mecanismo desconocido y que abre todo un campo de estudio sobre los mecanismos de defensa bacterianos. Estas investigaciones pueden, en un futuro, servir para diseñar estrategias que puedan acabar con la amenaza de las bacterias multirresistentes.

QUE NO TE LA CUELEN:

• El futuro es prometedor, pero siempre hay que avanzar con pequeños pasos y ser cautos. El experimento en el que se editó genéticamente a dos embriones y se llevaron a término supone un salto demasiado grande en una tecnología no lo suficientemente testada. Por ello se condenó a 3 años de prisión al investigador responsable. Tras su reciente liberación y sin una institución que lo respalde, su idea es seguir investigando sobre la modificación genética humana.

Referencias (MLA):

• Regalado, Antonio. “Exclusive: Chinese Scientists Are Creating CRISPR Babies.” MIT Technology Review, MIT Technology Review, 20 Oct. 2021, https://www.technologyreview.com/2018/11/25/138962/exclusive-chinese-scientists-are-creating-crispr-babies/.
• [[LINK:EXTERNO|||https://www.science.org/doi/10.1126/science.abm1184|||Arica R. VanderWal et al. ,Csx28 is a membrane pore that enhances CRISPR-Cas13b–dependent antiphage defense.Science380,410-415(2023).DOI:10.1126/science.abm1184]]