El 'cortapega' de ADN, descubrimiento del año

El método CRISPR, que permite borrar, introducir o reparar trozos de genes asociados a enfermedades, es el avance más importante de 2015 para la revista 'Science'

17 DIC 2015

Emmanuelle Charpentier, izquierda, y Jennifer Doudna, derecha, creadoras del sistema de edición genética CRISPR.

“CRISPR es el modelo T de la genética”, decía Hank Greely en referencia al coche de Ford que introdujo la

producción en cadena. En un artículo publicado en The New Yorker, el director del Centro para la Ley y las Biociencias de

la Escuela de Derecho de Stanford (EE UU) consideraba que igual que “el modelo T no fue el primer coche, pero cambió la

manera en que nos movemos, trabajamos y vivimos”, el CRISPR "ha convertido en barato y fiable un proceso difícil”.

Después de dos años entre los finalistas, este año, la revista Science ha colocado la revolucionaria técnica de edición

genética como el descubrimiento del año.

Los seres humanos llevan milenios manipulando genéticamente a otros seres vivos, a través de los cruces entre

animales o plantas o incluso bombardeándolos con rayos X. Pero, hasta hace poco, intervenir con precisión en el ADN

cambiando un simple gen requería mucho tiempo y trabajo. Tecnologías como los dedos de zinc, una especie de tijeras

que permiten seleccionar con precisión la parte de ADN que se pretende manipular, comenzaron a cambiar la situación y

ya han mostrado su potencial para combatir infecciones como el VIH. Sin embargo, estas técnicas siguen siendo caras y

difíciles de utilizar en comparación con el CRISPR.

Los científicos ya han utilizado la técnica para tratar enfermedades como la distrofia en animales

El trabajo con este sistema es, según explicaba en EL PAÍS el investigador del Centro Nacional de Biotecnología del

CSIC Lluis Montoliu, similar a la labor de edición de un procesador de textos: “Puedes cambiar desde una letra [una base]

hasta un párrafo [un gen]”. Los científicos ya han utilizado esta tecnología para corregir las erratas genéticas que

producen enfermedades como la distrofia muscular, en la que un solo gen fallido desencadena la dolencia. Para las

enfermedades que dependen de la actividad de muchos genes, la mayoría, la capacidad para borrar o reemplazar trozos

de ADN servirá para acelerar la comprensión de las interacciones entre esos genes y su relación con la enfermedad.

El sistema tiene dos componentes básicos: un trozo de ARN, el mensajero de la información genética, que sirve de

guía para identificar el fragmento de ADN que se quiere editar, y una enzima que lo corta. Esta herramienta tiene su

origen en un sistema de defensa de las bacterias, que utilizan el CRISPR para integrar el material genético de los virus que

les atacan y guardarlo en su propio ADN para reconocerlo y utilizarlo en una próxima infección. Cuando llega, con la

muestra almacenada en su base de datos de virus peligrosos, la bacteria envía el ARN guía hasta el virus que es extirpado

con la enzima a modo de bisturí.

La técnica ya se ha probado con éxito en ratones, monos y perros. Los científicos sueñan ya con las aplicaciones

médicas del CRISPR , que permitiría curar enfermedades genéticas en la línea germinal de los pacientes. Esto significaría

que no solo se repararía su problema, sino que se acabaría con la dolencia en su descendencia. Aunque hacer esto es

ilegal en muchos países, un grupo de científicos chinos ya ha modificado embriones humanos con este sistema y en Reino

Unido ya han pedido permiso para seguir ese camino. En ambos casos, se trata de embriones inviables, que no pueden

acabar en un nacimiento.

El CRISPR permite tratar enfermedades en la línea germinal, algo que las cura en el paciente y su descendencia

Además de los retos científicos o técnicos, el CRISPR también requiere un análisis sobre las implicaciones éticas y

legales que deberá tener en cuenta sus riesgos y sus beneficios. El poder de esta técnica de edición genómica es inmenso,

como han demostrado ya algunos investigadores. Un grupo de la Universidad de California en San Diego mostró en

moscas que es posible producir una reacción en cadena genética, provocando la propagación de modificaciones genéticas

más allá de las células de un individuo hasta alcanzar a toda una población. Este verano, algunos de los principales

expertos en CRISPR recomendaban la aplicación de técnicas de confinamiento para evitar que los organismos modificados

se escapen de forma fortuita a la naturaleza.

Montoliu comenta que, aunque el riesgo nunca es cero, las posibilidades que ofrece esta técnica "deberían

empujarnos a revisar una serie de normas, como el Convenio sobre Derechos Humanos y Biomedicina, que se firmó en

Oviedo en 1997, que nos lastran". En su opinión, aquel acuerdo, que no han firmado otros países, como Reino Unido, EE

UU o China, se realizó en un marco en el que la clonación de la oveja Dolly y sus posibles aplicaciones a la creación de

clones humanos generó un ambiente de aprensión que limita el avance científico de manera innecesaria 18 años después.

Además de convertirse en una herramienta que ya es habitual en laboratorios de todo el mundo, el CRISPR ya ha

dado recompensas a sus descubridores. Este año, Emmanuelle Charpentier, francesa, y Jennifer Doudna, estadounidense,

las dos principales responsables de esta revolución, recibieron el premio Princesa de Asturias de Investigación, y se

considera casi seguro que pronto recogerán el Nobel. Además, ambas trabajan ya con el apoyo de importantes inversores

para desarrollar aplicaciones médicas a partir de su método. Doudna, en EE UU, con la compañía Editas Medicine, y

Charpentier, en Suiza, con CRISPR Therapeutics. Como concluye Science en la presentación de su hallazgo del año, "para

bien o para mal, todos vivimos ya en el mundo CRISPR".

LAS IDEAS QUE DEFINIERON 2015

Y con CRISPR llegó la revolución El sistema de edición genética ha abierto un enorme campo en la

investigación científica 27 DIC 2015 - 00:00 CET

Muestra para una prueba de ADN. GETTYIMAGES

Sus siglas son confusas, feas e impronunciables, pero CRISPR (dígase crisper) es el elixir

genético para todo uso que está revolucionando los laboratorios. Como casi todo en este viejo

planeta, es una invención de las bacterias, donde funciona como una especie de sistema

inmune contra los virus que las atacan. Pero los científicos lo han domesticado y convertido en

una herramienta de tal eficacia, versatilidad y facilidad de uso que ha puesto la modificación

del ADN –incluido el humano— al alcance de cualquier laboratorio de genética.

CRISPR no se ha descubierto en 2015 –parafraseando a Borges, todo hallazgo crea sus

precedentes— pero sí ha sido este año cuando se ha demostrado su inmenso potencial, con

tres experimentos de choque. El primero utilizó CRISPR para disparar una “reacción en

cadena” genética que extendió un gen modificado por toda una población de insectos en solo

unas pocas generaciones; el mecanismo es prometedor para luchar contra la malaria y otras

enfermedades transmitidas por insectos, pero también ha preocupado, comprensiblemente, a

reguladores y bioéticos.

El segundo experimento logró borrar de un plumazo los 62 retrovirus del cerdo, un

paso esencial para los proyectos de utilizar ese animal como fuente de órganos para

trasplantes. Esos retrovirus están integrados en el genoma del cerdo, y pueden reactivarse tras

el trasplante sembrando el caos en el paciente. Gracias a CRISPR, eso ya no será un problema

(aunque quedan otros).

Las dos principales descubridoras obtuvieron el último premio Princesa de Asturias

El tercer experimento de este año es el más polémico. CRISPR se puede utilizar para

modificar la línea germinal humana, es decir, las células que generan los óvulos y los

espermatozoides, de modo que los genes alterados se transmitan a hijos, nietos y toda la

descendencia del individuo. Esto está prohibido en todos los países que han legislado sobre el

asunto, pero un laboratorio chino ya ha experimentado con embriones humanos (inviables), y

las instituciones científicas británicas están promoviendo los cambios legales necesarios para

permitir la técnica. La intención última es erradicar desde su base las 5.000 enfermedades

hereditarias raras, para las que no hay otra solución eficaz.

Las dos (principales) descubridoras de CRISPR, Jennifer Doudna, de la Universidad de

California en Berkeley, y Emmanuelle Charpentier, actualmente en el Instituto Max Planck de

Biología de la Infección, en Berlín, obtuvieron el último premio Princesa de Asturias de las

ciencias. Y la revista Science acaba de distinguir a CRISPR como descubrimiento del año.

Diversos laboratorios ya han utilizado CRISPR para crear un trigo resistente a los

hongos que lo atacan, perros sabuesos con una extraordinaria masa muscular o cerdos

inmunes a varias infecciones, y tienen en cartera unos chopos optimizados para la producción

de biocombustible, cacahuetes aptos para alérgicos y tomates de larga duración. Como

destaca John Travis en Science, una ventaja de CRISPR es que se puede organizar de modo que

no deje ni una traza de ADN extraño (bacteriano o artificial) en el organismo modificado, lo

que puede transformar el debate ético y legal.

El tercer experimento de este año es el más polémico. CRISPR se puede utilizar para modificar la línea germinal humana, es decir, las células que generan los óvulos y los espermatozoides

Es obligatorio, por último, decir algo sobre el nombre de la cosa, en un párrafo que el

lector apresurado se puede saltar sin grave merma cognitiva. CRISPR son las siglas de Clustered

Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, o secuencias de ADN cortas que aparecen

repetidas con regularidad (en el genoma bacteriano) y que contienen palíndromos, o textos

que se leen igual en las dos direcciones, como reconocer o saldadlas, pero en el lenguaje del

ADN. Estas secuencias se comportan en la naturaleza como nanoingenieros genéticos:

incorporan ADN de los virus atacantes y lo usan para dirigir sus dardos contra los propios virus.

Los dardos son enzimas (catalizadores biológicos) que cortan el ADN del virus. Los científicos lo

han tenido fácil para adaptar este sistema inmune bacteriano al propósito de modificar a

voluntad cualquier genoma.

Lo que hay detrás de un tomate con el color modificado

Estados Unidos ya permite comercializar alimentos cuyo genoma ha sido editado sin ninguna regulación especial mientras la UE estudia qué postura tomar al respecto

19 ABR 2018 - 00:30 CEST

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Los cultivos transgénicos llevan despertando encendidas polémicas desde el inicio de

su comercialización, a mediados de los noventa. Los desencuentros entre sus

defensores y detractores son casi siempre furibundos, y suelen incluir acusaciones de

manipular los estudios científicos. Mientras en Estados Unidos los primeros han tenido más

éxito, y los organismos modificados genéticamente salen al mercado con relativa facilidad, en

la Unión Europea han encontrado fuerte rechazo con constantes debates, regulaciones y

prohibiciones en los ámbitos nacional y comunitario. En la práctica, solo un maíz transgénico,

modificado por la multinacional Monsantopara combatir la peste del taladro del maíz, ha

conseguido traspasar la normativa comunitaria: España acumula el 95% de la superficie

cultivada de esta variedad en la UE. Pero ahora, los alimentos editados abren un nuevo área de

debate.

Los conocidos como transgénicos son aquellos organismos a los que se ha añadido

material genético externo o extraño para conseguir cambios de forma o de color, o resistencia

a ciertas bacterias o insectos. Esos nuevos genes vienen de otros organismos o salen de un

laboratorio. Por contra, con la edición del genoma —por ejemplo, a través del sistema

CRISPR— no se introduce ADN extraño: simplemente se modifican las características del

propio. Ya hay tomates cuyo color, tamaño y duración han sido editados, o trigos resistentes a

la roya. En Estados Unidos ya se pueden vender champiñones en los que se ha desactivado el

gen que hace que se tornen marrones, o una variedad de camelina que produce más aceite.

Las setas aún no han salido al mercado por temor a las reticencias de los consumidores, pero al

no incluir ADN extraño están autorizados a hacerlo sin necesidad de pasar por los controles

que sí requieren los transgénicos.

Esta proliferación de cultivos editados reclama una nueva regulación lógica, según

defienden expertos como Jennifer Kuzma, de la Universidad de Carolina del Norte. La

evidencia científica disponible hasta el momento establece que no hay riesgo en el consumo

de alimentos transgénicos por humanos: pese a más de dos décadas, no hay indicios de

alergias o enfermedades provocadas por estos. Tampoco se han registrado hasta ahora casos

en los que cultivos modificados hayan contaminado a sus parientes silvestres. Aun así, Kuzma

aboga por tener en cuenta las preocupaciones de los ciudadanos a la hora de legislar. "En la

práctica, a la hora de regular es imposible basarse totalmente en la ciencia", apunta.

"Cualquier evaluación de riesgos y seguridad implica juicios de valor", argumenta.

Mientras Washington ha dado el visto bueno y Bruselas reflexiona sobre qué hacer,

países como Nueva Zelanda han dicho que no: que cualquier organismo editado es equivalente

a un transgénico y, por tanto, está prohibido. La decisión de la UE —como la de EE UU— es

importante porque como poderoso bloque exportador de comida (101.000 millones de euros

en 2016), marca las condiciones a muchos países en desarrollo que la exportan.

"Los países en desarrollo no han sido tenidos en cuenta en el debate sobre los

transgénicos", apunta Chike Mba, experto en Biotecnología de la FAO (agencia de la ONU para

la alimentación y la agricultura). "Y si necesitamos producir más comida en un ambiente y un

clima cambiantes, estamos obligados a explorar todas las opciones, también ahora la de la

edición genética", señala.

Los partidarios de aprovechar estas opciones hablan ya de generar variedades que

aguanten inundaciones. O que resistan, por ejemplo, las sequías que azotan el Este y el Sur de

África. La edición, a priori, elude muchas de las pegas que se ponían a los transgénicos. Pero

hay otro nudo en este tema. "Todo el debate ha entrado en conflicto con la discusión sobre el

papel de las multinacionales agrícolas", apunta Mba.

Otras preocupaciones expresadas habitualmente por asociaciones de agricultores de

todo el mundo contra la ingeniería genética en general radican en el uso que las grandes

multinacionales de semillas (como la propia Bayer-Monsanto) pueden hacer de una tecnología

en la que son quienes más invierten y que, por tanto, prácticamente controlan. Organizaciones

como la Vía Campesinadenuncian entre otras cosas que con estos cultivos se empuja a

comprar otros productos de las mismas empresas, como pesticidas o fertilizantes, generando

así una dependencia por parte de los productores de comida.

"Quizá sea hora de que los Gobiernos den un paso al frente e inviertan en

investigación y formación para que no sean las grandes compañías las únicas que lo hagan",

opina Mba. Porque, admite, estas se centran en variedades comerciales y en optimizar sus

beneficios. Y es poco probable que en mejorar cultivos como la yuca o el taro, que son los que

realmente sirven a los pequeños productores y a quienes más riesgo tienen de pasar hambre.