Representación de un fragmento de ADN dividido por cortes limpios a cada lado siendo unido a otro fragmento de ADN.
Crédito: Ernesto del Aguila III, NHGRI.

Este miércoles 7 de octubre el premio Nobel de química 2020 ha sido otorgado a las creadoras de las “tijeras genéticas”. El proceso conocido como CRISPR-Cas9 descubierto y luego modificado por las científicas Emmanuelle Charpentier y Jennifer A. Doudna ha abierto las puertas al mundo a una nueva era de manipulación genética y tratamiento de enfermedades.

Sus aportes, desde su publicación en el 2012, han sido utilizados infinidad de veces. Pero incluso ahora, se sabe que no hemos llegado a aprovechar el máximo de sus capacidades. Por este motivo, el Comité del Nobel consideró que era necesario homenajear su descubrimiento. Puesto que este, casi una década más tarde, sigue siendo una fuente constante de nuevas oportunidades y puntos de investigación.

En la comunidad científica, el CRISPR-Cas9 es altamente conocido. Sin embargo, para el resto de la sociedad tal vez solo sea una vaga idea. Por este motivo, este es un buen momento para ahondar un poco más en las popularmente denominadas “tijeras genéticas”, lo que son, sus utilidades y lo que les depara en el futuro.

CRISPR-Cas9

Fotografía de la ceremonia del premio Nobel de química 2020 cuando anuncian como ganadoras a Emmanuelle Charpentier y a Jennifer Doudna.
Vía: Getty Images.

Básicamente, las “tijeras genéticas” permiten que se realicen cambios en el genoma de células vidas. En pocas palabras, el CRISPR-Cas9 se trata del proceso/herramienta que ofrece la posibilidad de editar el ADN de seres vivos.

Gracias a este, se puede tomar un sector del genoma y cortar, eliminar, añadir o sustituir partes. De esta forma se pueden introducir mutaciones específicas en el organismo y conseguir un resultado tan efectivo como preciso al alterar a voluntad la secuencia del ADN.

Descubriendo las “tijeras genéticas”

Ilustración de las dos ganadoras del Nobel de química 2020, Emmanuelle Charpentier y Jennifer Doudna.
Emmanuelle Charpentier y Jennifer Doudna / Ilustración: Niklas Elmehed. Vía: Nobel Media.

Estas “tijeras genéticas” no son por completo una creación del hombre. De hecho, el sistema CRISPR-Cas se trata de un proceso natural que nuestro organismo lleva a cabo como parte de la respuesta del sistema inmunológico.

Específicamente, dentro de la bacteria Streptococcus pyogenes, yace la molécula llamada tracrRNA. A través de la unión de esta y de la enzima Cas9, el organismo es capaz de “desarmar” los virus, al atacar su estructura y dividirla. Asimismo, el organismo guarda un “recuerdo” del virus atacante y, si este regresa, es capaz de crear estructuras diseñadas para atacar y diseccionar partes específicas del patógeno.

De este modo, se inutiliza agente atacante y este ya no puede multiplicarse ni continuar infectando el organismo.

Rediseñando las “tijeras genéticas”

Charpentier y Doudna trabajaron en conjunto y notaron que este no solo era un proceso que podría funcionar contra los virus. Fue gracias a esto que crearon las “tijeras genéticas” que actualmente utiliza la ciencia.

Con estas, es posible editar las directrices tanto del tracrRNA como de la enzima Cas9. De esta forma, pueden “programarse” para acercarse y “cortar” partes determinadas del ADN. Luego de esto, desde el laboratorio, los científicos pueden aprovechar el espacio cortado para insertar nueva información genética y simplemente eliminar la pieza separada del genoma.

CRISPR-Cas9, ¿qué hace a las “tijeras genéticas” tan especiales?

Representación de un fragmento de ADN siendo insertado en una cadena de ADN.
Crédito: Biblioteca de fotos científicas, NTB scanpix.

Desde hace años se han utilizado diferentes métodos para editar el ADN y generar mutaciones. Por ejemplo, algunos químicos y el uso de la radiación son capaces de generar cambios en nuestro organismo. Sin embargo, no es posible verdaderamente controlar el tipo de mutación ni tampoco el área del organismo en la que esta ocurriría. Por lo que no se convierten en los métodos más fiables para, por ejemplo, tratamientos médicos.

Como una continuación de estos, además del CRISPR-Cas9, también existen otros métodos de edición del genoma como el de nucleasas efectoras de tipo activador de la transcripción (TALEN, según sus siglas en inglés) y nucleasas de dedos de zinc (ZFN, según sus siglas en inglés).

No obstante, ninguno de estos dos ofrece la versatilidad y personalización del CRISPR-Cas9. Por si fuera poco, con el paso de los años las “tijeras genéticas” también han probado ser uno de los métodos más económicos al igual que eficientes. Como consecuencia, se han convertido rápidamente en un favorito de los científicos.

Un nuevo mundo de posibilidades

Desde su presentación en 2012, las tijeras genéticas se han utilizado en el tratamiento de algunas enfermedades y se encuentra presente también en variados ensayos clínicos como posible terapia contra patologías como el cáncer. Sin embargo, hasta ahora el grueso de las investigaciones se ha realizado en animales. Aunque ello podría cambiar poco a poco con el paso de los años.

Mientras se decide si este método es realmente seguro para los humanos o no, ya se está probando su efectividad contra diversas patologías. Para empezar, se lo ha enfrentado a trastornos de un solo gen como la fibrosis quística, la hemofilia y la anemia de células falciformes.

Igualmente, como ya hemos dicho, se lo tiene como tratamiento experimental contra el cáncer. Pero la lista no termina allí. También se considera que el CRISPR-Cas9 podría ser de utilidad contra algunas enfermedades cardiacas y mentales. Incluso, se ha hablado de que podría usarse en el futuro contra el VIH.

Algunas preocupaciones

A pesar de lo prometedor del las “tijeras genéticas” su capacidad de alterar el ADN humano también trae consigo variadas preocupaciones éticas. Después de todo, intentar evitar que un bebé nazca con una enfermedad hereditaria no parece generar mucho revuelo, pero… ¿y si también se usara para hacerlo más inteligente… fuerte… atractivo? Acá es donde la idea de los “bebés diseñados” hace presencia y las preocupaciones aparecen.

Por ahora, la idea de modificar genéticamente a un bebé sigue siendo muy compleja y contiene muchas aristas que debemos manejar antes de que la edición del ADN se convierta en un elemento más de nuestra cotidianidad. Debido a esto, en casi todos los países prohíben la edición de las células de la línea germinal (las que se transmiten a la descendencia).

Hasta que no se generen discusiones alrededor de este tema y se puedan determinar normativas claras sobre qué es posible y qué no con esta técnica, la edición genética seguirá siendo una excepción en lugar de la regla.