tintank

El CRISPR/Cas9 es el fruto de muchos años de investigación por parte de un puñado de científicos interesados en el fenómeno de la inmunidad bacteriana, o sea, en cómo las bacterias se protegen contra los ataques de los virus, cuestión fundamental en el estudio de la biología procariótica y la evolución. La disciplina de la biología molecular comenzó con el estudio de unos virus, los fagos, especializados en insertar su genoma en el de determinado tipo de bacterias. Estas, por su parte, utilizan mecanismos para defenderse de la ocupación, como por ejemplo las enzimas restrictivas, proteínas capaces de romper un enlace en la cadena de los ácidos nucleicos que, durante décadas, han sido el pilar de la industria biotecnológica.

La edición de genes fue descrita como herramienta potencial en 2003 por Austin Burt, del Imperial College London. Consiste en conducir una enzima endonucleasa editora para cortar el ADN en el cromosoma adjunto y proveer con su propia replicación, la plantilla para la reparación de la molécula. La idea dejó de ser sólo un concepto para convertirse en una herramienta útil y potente con la llegada de CRISPR-Cas9, siglas de Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, mientras que Cas9 se refiere a la enzima nucleasa asociada a CRISPR.

En agosto de 2012, las doctoras Emmanuelle Charpentier y Jennifer Doudna, de las universidades de Umea, en Suecia, y UC-Berkeley, en Estados Unidos, publicaron un artículo en la revista Science con la descripción de una herramienta útil, programable y precisa, capaz de cortar cualquier cadena de ADN de manera inducida. Utilizando un ARN guía, se dirige la Cas a la secuencia génica que se quiera intervenir, provocando un hueco en la cadena que, o bien se queda así y su función se anula, o bien se le introduce una nueva secuencia que modifica su función. De esta manera, se puede regular la expresión génica, se pueden anular funciones de genes, modificar funciones de genes y corregir genes defectuosos.

De repente, los genes pueden editarse con presición asombrosa, fácilmente, rápidamente y a bajo coste. Una verdadera revolución en biotecnología. Sus posibilidades superan nuestra imaginación, y la técnica es lo suficientemente sencilla, rápida y barata, como para poder ser desarrollada en cualquier laboratorio. Las implicaciones de que en cualquier laboratorio va a ser posible cambiar los genes de cualquier organismo, incluidos los genes humanos, suponen un salto cuántico en cuanto a la capacidad del ser humano para modificar la naturaleza.

Editando la evolución

De todos los sistemas de diseño nucleasa disponibles actualmente para la ingeniería de edición genómica precisa, CRISPR es el que está más orientado a usuario. El rápido desarrollo y progreso de herramientas basadas en CRISPR para la investigación en biología molecular y celular ha sido extraordinario. Su potencial va mucho más allá de la genómica. En la web de New England Biolabs se dice que la técnica está ampliamente extendida y que ya se ha usado con éxito para editar genes importantes en muchas líneas celulares y organismos, incluido humanos, bacterias, peces cebra, plantas, ratas, ratones, cerdos, Xenopus tropicalis, monos y, por supuesto, cebada.

Se esperan beneficios mayúsculos como la extinción de enfermedades como la malaria o el dengue, protección de cosechas y conservación de la vida salvaje, al eliminar especies no autóctonas o parásitos. En medicina se están llevando a cabo pruebas clínicas y pronto se pretende usar para enfermedades como la hemofilia, la anemia falciforme, la talasemia, el SIDA o enfermedades raras metabólicas. Las grandes empresas farmacéuticas y de biotecnología como Bayer, Vertex, Celgene o Novartis, están impulsando o asociándose con startups de la edición genómica, para llevar a cabo programas clínicos. Editas Medicine, CRISPR Therapeutics, Intellia Therapeutics o Caribou Biosciences son algunos de los proyectos pioneros en la aplicación de esta especie de piedra filosofal.

Para comprender lo del salto cuántico hay que ser consciente de que si se combina la técnica del CRISPR con la del gen drive o gestión de genes, va a ser posible editar la población total de una especie. Por lo general, las mutaciones genéticas tardan mucho tiempo en distribuirse por toda la población, debido a que sólo la mitad de la descendencia suele heredarlas. Pero con la gestión de genes, una mutación realizada con CRISPR en un cromosoma se copia a sí misma para que casi toda la descendencia la herede, distribuyéndose por la población mucho más rápido de lo normal, de manera exponencial. Una mutación diseñada para un mosquito podría estar extendida a todos los mosquitos en una sola estación.

La técnica funciona forzando la homocigosis, frente a la aleatoreidad que permite la heterocigosis. Una vez que los genes para un rasgo son homocigóticos y ambos progenitores son homocigóticos, el rasgo aparecerá siempre en sus decendientes, es decir, lo que hace la edición y gestión genética es prohibir la heterocigotis en progenitores mezclados y dictar un solo rasgo a la descendencia. Si un gen o conjunto de genes son editados en toda una población, su destino queda en manos del editor egosísta, una especie de Mesías para el gen de Dawkins. A los científicos les preocupan las consecuencias que puede tener para el ecosistema, el hecho de alterar, repentinamente, a toda una población, de manera irreversible. Además, la mutación podría evolucionar y alterar otras partes del genoma.

Guerra de patentes

Como no podía ser de otra manera, se ha desatado una guerra de patentes alrededor de la tecnología CRISPR, que no ayuda a mantener la cabeza fría en cuanto a pensar con claridad sobre sus riesgos y oportunidades. Unos meses después del famoso artículo de Doudna y Charpentier, los laboratorios de George Church, en Harvard, y de Feng Zhang, en el Broad Institute del MIT, fueron los primeros en publicar artículos demostrando que CRISPR/Cas9 servía para células humanas. Doudna publicó lo mismo, de manera independiente, apenas unas semanas más tarde.

En abril de 2014, Zhang y el Instituto Broad obtuvieron la primera de entre varias patentes generales que cubren el uso de CRISPR en células eucariotas, lo que les otorga derechos para usar CRISPR en cualquier criatura que no sea una bacteria, léase ratones, cerdos, humanos, etc. La patente fue procesada a una velocidad poco habitual y en secreto, porque el Instituto Broad pagó discretamente para acelerar el trámite. Jennifer Doudna había presentado una solicitud previa a la de Zhang pero, siempre según Zhang, se trataba de una mera conjetura frente a su demostración fehaciente de que CRISPR/Cas9 funcionaría en humanos. Para demostrar que fue el primero en inventar su uso en células humanas, Zhang presentó más de mil páginas de documentos, incluidas fotos de cuadernos de laboratorio que, según él, demuestran que tenía el sistema en marcha a principios de 2012, antes de que Doudna y Charpentier publicaran sus resultados o solicitaran su propia patente. Se espera que los abogados de Doudna y Charpentier presenten un ‘procedimiento de interferencia’, un proceso legal mediante el cual un inventor puede hacerse con la patente de otro y, por tanto, el ganador se lo lleva todo.

En la guerra de las patentes aparecen implicadas tres startup para las que el control de esta tecnología es clave: Editas Medicine e Intellia Therapeutics, ambas de Cambridge, MA, Estados Unidos, y CRISPR Therapeutics, de Basilea, Suiza. Esta última ha sido cofundada por Charpentier, mientras que Editas fue una creación de Zhang y Doudna. En diciembre de 2014, Editas anunció que había comprado la licencia para el uso de la patente al Instituto Broad, donde investiga Zhang, lo que llevó a Doudna a romper con la empresa y a llevarse la propiedad intelectual de su propia patente pendiente de aprobación que, en caso de tramitarse, será adquirida por Intellia. Por si fuera poco, Charpentier vendió sus derechos de la misma solicitud de patente que Doudna, a CRISPR Therapeutics.

Poder al alcance de cualquiera

Desde la comunidad científica han alzado la voz para pedir que la tecnología no quede enjaulada en una patente, debido a la gran capacidad de curar enfermedades que promete. Emmanuelle Charpentier asegura que la tecnología ha sido puesta libremente a disposición de la comunidad investigadora, por lo que no cree que la patente suponga ningún obstáculo al avance científico.

En cualquier caso, los precios de mercado de la tecnología son realmente asequibles lo que implica una democratización de la tecnología sin precedentes. Un fragmento de ARN disruptor, cuesta 30 dólares, y se ha desarrollado software gratuito para diseñar ARN, capaz de identificar cualquier gen. La organización Addgene, un depósito de moléculas de ADN, le ofrece a los académicos la posibilidad de crear su propio sistema CRISPR, por 65 dólares. Incluso los adolescentes pueden permitirse jugar a alterar el código con este método. En 2013, Addgene distribuyó más de 10000 constructos de CRISPR y, desde entonces, ha recibido secuencias génicas activadoras de CRISPR de 11 equipos de investigación independientes.

Dice Stanley Qi, un biologo de sistemas de la Universidad de Stanford , que para usar CRISPR/Cas9 no se necesita un equipamiento muy caro ni años de entrenamiento para entender la técnica, por lo que se hace imprescindible «pensar con cuidado cómo vamos a usar este poder».

 

 

Abrir la barra de herramientas