A 11 años del CRISPR-Cas, presente y futuro de la edición genética

Avanza en humanos con buenos resultados, pero se halla lejos de ser una realidad estratégica de salud pública, en corto plazo

En junio de 2012 se publicó en la revista Science un artículo que lleva por nombre: “Una endonucleasa programable basada en un doble ARN, en una adaptación bacteriana inmunitaria”. Como dos de sus propias autoras admitieron posteriormente, tal vez no fue el mejor título, al menos no parece que anuncie la siguiente revolución en la edición genética ni mucho menos un Premio Nobel. Pero sólo ocho años después esas mismas autoras arrepentidas del título, Jennifer Doudna y Emmanuelle Charpentier, serían las ganadoras del Nobel de Química por el desarrollo del sistema CRISPR.

El nombre completo es CRISPR-Cas, ya que estas tijeras de edición genética trabajan en un dueto: CRISPR interroga al genoma, buscando una secuencia blanco, mientras que Cas se encarga de cambiar las letras en el ADN. Según David Romero, experto en edición genética e investigador del Centro de Ciencias Genómicas (CCG) de la UNAM, “CRISPR-Cas ha significado un gran cambio en la modificación de genomas, tanto en precisión como en facilidad”.

Previo al uso de estos sistemas, la modificación programada de un segmento del genoma requería de un tiempo largo para realizarse (en el orden de meses), con pruebas adicionales que verificaran que ésta realmente había ocurrido. En algunos organismos, como es el caso de mamíferos, el lapso era aún más largo”. Esos eran los periodos de espera a los que Romero estaba acostumbrado, pero ahora sus estudiantes de posgrado obtienen los mismos resultados en unos cuantos días y “con una precisión considerable”. Es por esto que el investigador considera que “no es exagerado señalar que dichos sistemas han causado una revolución en términos de modificación genética, aumentando nuestra comprensión de la genética básica”.

En estos últimos 11 años, CRISPR nos ha dado noticias impactantes a la vez que alentadoras. Pero también otras que nos recuerdan qué es lo que está en juego. En 2018, el investigador chino He Jiankui anunció mediante un video en YouTube que dos hermanas gemelas habían nacido recientemente y que el genoma de estas bebés había sido editado mediante CRISPR a fin de desactivar el mecanismo genético que utiliza el VIH para infectar células humanas.

Esa noticia rápidamente se convirtió en un escándalo. Jiankui fue condenado por una corte china a pasar tres años en prisión. En la Tercera Cumbre Internacional sobre Edición Genética en Humanos, realizada a inicios de marzo de este año, la misma Jennifer Doudna condenó el trabajo de Jiankui, diciendo que “La intervención fue médicamente innecesaria, en términos éticos muy irresponsable y con un uso del todo indebido de CRISPR”.

Sin embargo, esto no implica que la edición genética de humanos haya quedado suspendida o condenada del todo. En la misma cumbre, Doudna reportó que la empresa Intellia Therapeutics –de la que es fundadora– ha realizado distintas ediciones genéticas en humanos utilizando la tecnología CRISPR.

Una de las más exitosas ha sido la terapia para tratar la anemia falciforme, que afecta a más de 20 millones de personas en todo el mundo. Esta enfermedad se caracteriza por producir glóbulos rojos que son poco flexibles y que en vez de tener forma de disco la tienen de luna menguante o de hoz. Esto genera diversos problemas que pueden llegar a ocasionar accidentes cerebrovasculares y en consecuencia requerir transfusiones sanguíneas a lo largo de la vida. Este padecimiento es causado por una sola mutación puntual en uno de nuestros genes.

Doudna y su equipo de Intellia Therapeutics han logrado cambiar esa mutación en las células de sus pacientes –un grupo de siete hasta el momento– y han resultado en casos de éxito. Victoria Grey, la primera en recibir esta terapia, lleva ya 47 meses sin necesidad de recibir una transfusión sanguínea y sin mostrar ninguno de los síntomas de ese mal. Y su tratamiento fue realizado de tal manera que sus ediciones genéticas fueron somáticas; es decir, que contrario al caso de las gemelas –que tienen mutaciones germinales– Victoria no heredará estas mutaciones.

“Las malas noticias”, dice la propia Doudna, “son que el tratamiento es costoso –se invirtieron más de 2 millones de dólares en una sola paciente–, es invasivo –requiere quimioterapia y un trasplante de médula ósea–, y esto lo vuelve inaccesible para la mayoría de las personas”. Es decir, la edición genética en humanos está avanzando y ha generado buenos resultados, pero se encuentra lejos de ser una realidad y una estrategia de salud pública, al menos en el corto plazo.

Doudna y sus colegas tienen la mira puesta en otros organismos: “Hay otra aplicación de CRISPR que creo que será importante en los siguientes años y afectará a los humanos, aunque no mediante la edición de sus células, sino del microbioma”. El microbioma es el conjunto de bacterias, virus y hongos que cohabitan encima y dentro de nosotros o algún animal, planta u otro tipo de hongos. Nos ayudan a controlar enfermedades, a nuestro propio desarrollo y a digerir nuestros alimentos.

En una planta
En el CCG, Mario Serrano, junto con su grupo de trabajo, se encuentra investigando los efectos que pueden generar ciertos microbios para proteger los cultivos de jitomate. Al investigador le preocupa ya no tanto la producción de alimentos, sino la conservación de los mismos: “Cada año, de todos los alimentos producidos para el consumo humano, se pierden aproximadamente 1,300 millones de toneladas”. Uno de los mayores culpables de estas pérdidas es el hongo Botrytis cinerea, clasificado como el segundo fitopatógeno más importante en la agricultura.

Serrano y otros grupos de investigación alrededor del mundo indagan cómo proteger nuestros cultivos de este hongo sin la necesidad de recurrir a fungicidas sintéticos: “Esto nos ha llevado a buscar nuevas opciones ecológicas, entre ellas el empleo de los Agentes de Biocontrol, que son biomoléculas o microorganismos que permiten el control de plagas y enfermedades”, explica el científico.

Para fortuna de Serrano, una excelente propuesta llegó dentro del mismo CCG: “gracias a la colaboración con el grupo de Eria Rebollar hemos identificado agentes de biocontrol provenientes del microbioma de plantas y animales que han mostrado potencial para detener el crecimiento y daño por parte de B. cinerea”. Actualmente, el equipo de Serrano se encuentra analizando la respuesta tanto de la planta como del hongo a estos microbiomas, con la mira de generar “posibles productos biotecnológicos nacionales en contra del segundo patógeno más importante para la agricultura”.

Aunque sin duda CRISPR ha logrado un avance raudo, eficiente y económico en la edición genética, por fortuna no ha desplazado a otras técnicas con las que ya se trabajaba. Este es el caso del proyecto de investigación de Damien Formey, investigador del CCG, interesado en la función y desarrollo de ARN pequeños en plantas.

Para poder editar el genoma de una planta, señala Formey, utilizan “una técnica de transformación genética mediada por Agrobacterium”, que es un género de bacterias que suele infectar algunas plantas y de manera natural son capaces de transferir su propio ADN al genoma del organismo que infectan. Sin embargo, estos patógenos “pueden ser modificados para introducir secuencias de ADN deseadas en el genoma de la planta, sin las consecuencias dañinas de la patogenicidad”, cuenta Formey. Otras herramientas con las que su equipo introduce ADN a éstas son el bombardeo de tejidos con microproyectiles o el silenciamiento génico inducido por virus.

La manipulación genética que Formey y su equipo efectúan en el laboratorio es más sutil que modificar, quitar o agregar un gen. Ellos se preocupan por poder regular un gen o una familia de genes de interés. Es decir, controlar, cuando el gen se prende, qué tanto lo hace y en qué momento se apaga. Esto lo logran con moléculas pequeñas de ARN, una molécula hermana del ADN y que justamente forma parte esencial del proceso mediante el cual el código genético se convierte en proteínas. Así, aumentando la cantidad del ARN de interés o generando muchas copias complementarias para confundirlo e impedir su función original en la célula con “una técnica llamada mimetización de blancos”, afirma Formey, pueden regular la acción de los genes: “los ARN pequeños se vuelven no sólo un sujeto de estudio, sino también una herramienta poderosa”.

Actualmente las aplicaciones para la edición genética en plantas, comenta Formey, van desde “crear especies resistentes a enfermedades, aumentar su rendimiento y productividad, mejorar su valor nutricional, o desarrollar resistencias como a la sequía u otras agresiones medioambientales”.

En conclusión, como casi todo en la biología, la diversidad nos hace fuertes. Romero nos recuerda que CRISPR “no es, desde luego, una bala mágica”. Es una herramienta útil, poderosa, eficiente y barata; sin embargo, no todo se resolverá mediante su uso ni tampoco debemos utilizarla libremente. Aún nos hace falta regular mucho de sus posibles usos.

Dentro del marco de la Tercera Cumbre Internacional sobre Edición Genética en Humanos, un comité de expertos de distintas naciones hizo un breve análisis del estado de las legislaciones que cada país tiene implementadas. Para el nuestro, el reporte dice: “Aunque no se ha desarrollado una legislación específica para la edición genética somática en humanos, México tiene una capacidad técnica y reguladora local como para realizar esta tarea en un futuro cercano […] de lo que México carece es de la voluntad política y las órdenes para desarrollar esta gobernanza”. Esperemos que los cambios de voluntad sucedan pronto, y nuestra nación y la UNAM puedan posicionarse como puntas de lanza de este tipo de investigación.

(Con información de Gaceta UNAM)