La cara y la cruz de la edición genética

^{Cadena de ADN. /Pixabay}

Finalmente, los científicos James Allison y Tasuku Honjo, originarios de Estads Unidos y Japón respectivamente, se han hecho con el premio Nobel 2018 de Medicina por el descubrimiento de un enfoque revolucionario para el tratamiento del cáncer: la inmunoterapia, la disciplina que asegura que el sistema inmunitario del cuerpo puede ser aprovechado para atacar las células cancerosas. Pero hasta esta mañana, se barajaba el nombre de Francisco Martínez Mojica, profesor del departamento de Fisiología, Genética y Microbiología de la Universidad de Alicante (España), y padre de la técnica de edición genética CRISPR. Su nombre ya era favorito en 2017, y aunque se ha vuelto a quedar sin el galardón en la categoría de Medicina, el miércoles, 3 de octubre se fallará el premio de Química, para el que sigue teniendo papeletas. 

¿En qué consiste esta técnica revolucionaria candidata a llevarse uno de los más importantes reconocimientos científicos del mundo? Sus siglas vienen de Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (en español, repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente interespaciadas) y es una revolucionaria herramienta molecular utilizada para editar o corregir el genoma de cualquier célula. Una especie de tijeras moleculares capaces de cortar cualquier molécula de ADN de una manera precisa y controlada, eliminando o insertando una nueva para activar o bloquear funciones del sistema inmune.

Aunque las aplicaciones de este hito de la ciencia van desde la lucha contra enfermedades hasta la mejora de cultivos transgénicos, la técnica no está exenta de polémica. Sobre todo desde que hace unas semanas, un estudio publicado en la revista Nature Methods pedía cautela y aseguraba que esta tecnología también puede introducir cientos de mutaciones involuntarias en el genoma del organismo. El riesgo, decían, es que aunque es extraordinariamente precisa y se centra en cadenas específicas de ADN, algunas veces sus modificaciones podrían llegar a otras partes del genoma.

Según los autores, mediante esta técnica se corrigió la ceguera de un grupo de ratones, pero al comparar los resultados de su estudio con una secuenciación similar en ratones sin modificación genética, los investigadores descubrieron que la tecnología CRISPR/Cas9 causó una serie de mutaciones genéticas no planificadas que excedían el límite máximo de efectos secundarios admitidos para esta tecnología. 

La publicación de esta noticia causó un revuelo mediático en la comunidad científica, el cual derivó en una caída del valor de las acciones de compañías que trabajan en el desarrollo de este tipo de tecnologías. Sin embargo, días más tarde, el portal de Harvard Molecular Technologies e Intellia Therapeutics, se hacían eco de una nota elaborada por expertos de las compañías detrás de CRISPR/Cas9, enfocada en señalar una serie de fallos metodológicos del estudio.

En particular, criticaban que el estudio no realizó una secuenciación genética a los padres de los animales, quienes también fueron genéticamente modificados con CRISPR/Cas9. Este paso habría permitido calcular con mayor precisión los efectos que tiene esta tecnología en las diferencias genéticas de sus crías. Los investigadores también señalaban que estudios análogos previos no encontraron el mismo número de efectos secundarios en los ratones. Además, agregan que la diferencia genética entre los ratones del experimento y los ratones de control tiene un rango de variación normal que se presenta entre ratones de una misma colonia. Finalmente, agregaban que muchas de las mutaciones del estudio escapan a las capacidades de CRISPR/Cas9.

Más allá de la polémica, CRISPR es una tecnología muy prometedora aunque controvertida, y a la luz de los datos, no excenta de peligro. Por eso aún se encuentra aún en cuarentena, aunque en China ya se han atrevido a inyectar a un humano células que contienen genes editados. El 28 de octubre pasado, un equipo liderado por el oncólogo Lu You de la Universidad de Sichuan en Chengdu, China, suministró a células modificadas en un paciente que sufre de un agresivo cáncer de pulmón —como parte de una prueba clínica en el Hospital de la China Occidental, en Chengdu. El objetivo es que el paciente logre, gracias a esta técnica, vencer al cáncer.

Hay, por otra parte, experimentos que osan jugar con la idea de alargar la vida mediante modificación genética. Un equipo de científicos de diversas afiliaciones ha desarrollado una nueva forma de editar el ADN —retirando genes defectuosos como cuando uno borra palabras mal escritas en un correo electrónico— que podría arreglar genes en el cerebro, curar enfermedades antes incurables y con ello, incluso, ser la clave para extender la esperanza de vida de la raza humana.

Lo cierto es que hay escenarios que nos recuerdan a inquietantes mundos de película, pero hay frentes en los que CRISPR demuestra que puede haber venido a mejorarnos la vida. Un ejemplo de ello es la edición de genes para librarnos de algunas enfermedades.

Enfermedad de Huntington

Una investigación publicada en el Journal of Clinical Investigation afirma que este revolucionario método ha conseguido revertir signos de la enfermedad de Huntington en ratones, lo que deja el campo abierto a que en un futuro, sea capaz de hacer lo mismo en seres humanos. La enfermedad de Huntington es una condición hereditaria y letal en la que las células cerebrales mueren debido a una proteína tóxica liberada por una versión mutante del gen Huntingtin (mHTT). Los síntomas suelen aparecer en la mediana edad, lo que la convierte en más devastadora aún, al ser esta la edad en la que se suele estar al cargo de hijos pequeños, dicen los autores, de la Universidad de Emory (EE.UU.). Según afirman, el gen mHTT editado por CRISPR / Cas9 podría "eliminar eficiente y permanentemente" el envenenamiento del cerebro que conduce a esta enfermedad.

Tuberculosis

Investigadores chinos desarrollaron vacas con mayor resistencia a la tuberculosis bovina usando el método de modificación del genoma CRISPR/Cas9. El trabajo fue publicado en la revista científica Genome Biology. Los investigadores modificaron el gen implicado en la enfermedad, dándole una resistencia natural a la tuberculosis con la ayuda del sistema CRISPR/Cas9 modificado.

VIH

Una investigación de científicos de la Escuela Lewis Katz de Medicina de la Universidad de Temple (LKSOM) y la Universidad de Pittsburgh, publicada en la revista Molecular Therapy, demuestra que se puede extraer el ADN del VIH de los genomas de animales vivos para eliminar la infección. El logro fue alcanzado en tres modelos animales diferentes, incluyendo un modelo humanizado en el que ratones recibieron células humanas inmunes e infectadas con el virus.

Infertilidad

Investigadores de la Universidad Jiao Tong de Shanghai (China) han usado células madre para curar la infertilidad en ratones hembra esterilizados previamente. Según un estudio publicado en Molecular Therapy, los animales produjeron bebés sanos después de recibir un trasplante de células madre generadoras de óvulos de otro ratón. Que este procedimiento funcione en seres humanos es aún una perspectiva lejana, pero podría, según los científicos, ayudar a las mujeres con menopausia temprana o que han visto afectada su capacidad para concebir por tratamientos agresivos como la quimioterapia.

Otro campo en el que parece que CRISPR ha venido para quedarse es en la edición genética de los alimentos para modificar sus características con el fin de que sean más resistentes, más saludables, se adapten mejor o tengan mejor sabor.

Es el caso del arroz que sirve para combatir el cáncer. Investigadores chinos han desarrollado un enfoque de ingeniería genética capaz de administrar muchos genes a la vez para producir endosperma de arroz –un tejido de semillas que alimenta al embrión de la planta en desarrollo– que producen altos niveles de antocianinas, un tipo de pigmento antioxidante, resultando en un grano púrpura. Este alimento puede disminuir el riesgo de ciertos tumores, enfermedades cardiovasculares, diabetes y otros trastornos crónicos. El trabajo ha sido publicado por la revista Molecular Plant.

También, un equipo de científicos japoneses ha editado el gen del tomate de modo que el fruto crece sin semillas y sin la necesidad de ser fértil. En muchos casos, esta característica tiene un valor especial para la agricultura, ya que produce frutos mejor preparados para los procesos industriales (por ejemplo, en la preparación de pastas y salsas) y son más fáciles de manipular por las personas (ahorro de tiempo). Este tipo de plantas se reproducen de modo asexual (por ejemplo, mediante esquejes) y no dependen de la polinización de las abejas.

Límites éticos

Esta técnica despierta continuamente debates éticos. Gracias a un artículo publicado en Cell conocíamos la creación de fetos cerdo-humanos, lo que supone un paso hacia el cultivo de animales con órganos adecuados para el trasplante en humanos. El equipo además reportó sobre la anterior creación de un ratón-rata. Estos animales modificados proveerían a los investigadores con nuevos modelos para probar medicamentos y entender el desarrollo temprano de los humanos. Para crear este tipo de quimeras, los científicos generalmente inyectan células madre humanas pluripotentes –que se pueden volver cualquier tipo de órganos– desde una especie en el embrión precoz de una segunda especie. En teoría, las células foráneas deberían diferenciarse y expandirse a través del cuerpo. 

El estudio ha reavivado antiguas preocupaciones, entre ellas, por la posibilidad de que trabajos como este disparen la inteligencia animal, y propicien la aparición de criaturas híbridas desconocidas que pongan en peligro la vida humana y salvaje. En el 2015, el gobierno de EE.UU. dijo que no financiaría este tipo de trabajos.

Beatriz de Vera

Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma. 

Sobre N+1: Es la primera revista online de divulgación científica y tecnológica que permite la reproducción total o parcial de sus contenidos por medios de comunicación, bloggers e influencers, realizando la mención del texto y el enlace a la web: “Esta noticia ha sido publicada originalmente en la revista N+1, ciencia que suma: www.nmas1.org”.​​​​​​

Esta noticia fue publicada originalmente el 30 de junio de 2017