La era de la manipulación genética

VALÈNCIA.- De nombre casi impronunciable, la tecnología CRISPR/Cas9 permite editar el genoma de cualquier célula. Pero ¿qué es un genoma? Es el conjunto de genes que tiene un organismo, y los genes son los responsables de construir un ser vivo y mantenerlo en funcionamiento: desde hacer la digestión, hasta formar el cerebro de un embrión. Están en todas partes.

Esta tecnología ha dado herramientas a los científicos para cortar el genoma donde quieren para desactivar genes, editarlos o sustituirlos por otros. El proceso puede hacerse a un precio irrisorio en comparación con las técnicas de manipulación genética usadas hasta ahora y, además, funciona con una exactitud que antes era impensable.

Francis Mojica es investigador del Departamento de Fisiología, Genética y Microbiología de la Universidad de Alicante. Actualmente se le considera como el español con más posibilidades de ganar el Premio Nobel, y todo gracias al descubrimiento que inició esta tecnología de manipulación genética. «Al acabar la carrera me habría dado por satisfecho con cualquier trabajo que hubiera encontrado relacionado con la biología. Podría haber estado cultivando caracoles, como fue mi intención inicial», confiesa entre risas Mojica, que recuerda: «Cuando estaba terminando la carrera, una empresa francesa buscaba a alguien para el cultivo de caracoles para la producción de caviar. Me hicieron una entrevista y me aceptaron. Pero antes de llegar se quemó la empresa, así que tuve que buscarme la vida en otro lugar». 

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Cuando abandonó su intención de criar caracoles comenzó un doctorado en microbiología. Estudiaba unos microorganismos resistentes a la sal y encontró algo inesperado, unas repeticiones genéticas raras que bautizó como CRISPR (del inglés Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats). Tras años de trabajo averiguó su función mientras estudiaba la bacteria Escherichia coli. Mojica cuenta cómo ocurrió: «La idea era comparar qué había entre las regiones CRISPR de diferentes cepas bacterianas. Nos encontramos con una secuencia genética que coincidía con la de un virus que infectaba justamente a Escherichia coli, pero nosotros sabíamos que nuestra cepa era resistente a ese virus. Así que pensamos que CRISPR podía ser parte de un sistema de inmunidad».

El grupo de Mojica intentó difundir sus resultados durante dos años sin éxito. Nadie creía que pudiera existir un mecanismo inmunitario en bacterias y que no se hubiera descubierto antes. Al final lograron publicar su investigación y otros científicos encontraron la maquinaria molecular que lo hacía posible. Desde 2013 se ha utilizado ese sistema inmunitario bacteriano para crear una potente herramienta de modificación genética que actualmente se utiliza en todo el mundo. 

De mazorcas y hombres

Desde hace décadas, los científicos han manipulado genéticamente a los seres vivos. Los usos más conocidos han sido los famosos transgénicos, utilizados para fabricar medicamentos, mejorar las plantas y animales de consumo y entender algunas enfermedades humanas. Entonces, ¿qué hace diferente a la técnica basada en CRISPR? Fundamentalmente, que ha permitido continuar con todo lo que ya se hacía, pero llevándolo a un nivel superior. Modificar un genoma antes era difícil y caro, pero ahora se trabaja en crear variedades de maíz con una treintena de genes modificados a la vez y, además, de manera controlada y barata. El objetivo es obtener plantas resistentes a la sequía, las heladas, las plagas y con mejores propiedades alimenticias. 

Otra de las revoluciones es el tratamiento de enfermedades que, por ahora, son incurables. Pero ¿cómo puede servir la manipulación genética para curar? Muchos males son causados por infecciones de microorganismos que se pueden combatir con antibióticos o retrovirales, pero otros ocurren porque hay un gen defectuoso. ¿Cómo luchar contra los propios genes del paciente? Antes, modificar un ser vivo de manera controlada era casi imposible, pero gracias a CRISPR se puede viajar al interior de las células, cortar los genes defectuosos y cambiarlos por genes sanos. Por ejemplo, algunos tipos de diabetes ocurren por culpa de genes defectuosos, y los científicos ya trabajan en cómo introducir genes sanos en el paciente. Otros grupos de investigación intentan hacer lo mismo con las enfermedades raras, que suman un total de 7.000 patologías que afectan al 7% de la población mundial.

Carla Fuster es investigadora del Instituto de Investigación Sanitaria La Fe de València y trabaja en el diagnóstico y desarrollo de aproximaciones terapéuticas en enfermedades raras. En 2017 publicó sus experimentos para encontrar un tratamiento para el síndrome de Usher, una patología causante de sordera y ceguera progresiva. Sobre su trabajo, comenta que consiste «en detectar las mutaciones genéticas responsables del síndrome de Usher, y en la búsqueda de terapias mediante la técnica de edición génica CRISPR». ¿Por qué recurrir a la manipulación genética? La investigadora explica que «no hay ninguna cura para la patología, únicamente existen los audífonos o implantes cocleares para paliar el síntoma de sordera». Es decir, la única esperanza para poder curar esta enfermedad es llegar hasta los genes del paciente.

Fuster: «Creemos que la metodología CRISPR podría suponer una solución como tratamiento para el síndrome de Usher»

Lo que Fuster hace en su laboratorio es corregir de forma dirigida la mutación que produce la enfermedad. Por ahora, han conseguido modificar las células de pacientes, pero en cultivos celulares. Es decir, quitan unas cuantas células de una persona con síndrome de Usher, las hacen crecer y multiplicarse en un laboratorio y luego les aplican la tecnología CRISPR. Según Fuster, «todavía no puede usarse esta metodología en personas, pues primero deben solventarse algunos efectos secundarios de la técnica y aumentar la eficiencia». Sin embargo, se muestra optimista: «estamos trabajando para conseguirlo y, aunque lleve mucho tiempo, creemos que la metodología CRISPR podría suponer una solución como tratamiento para el síndrome de Usher».

Pero no todo es curar enfermedades. Esta nueva forma de editar genomas ha permitido crear muchas aplicaciones para estudiar la genética. Fuster nos recuerda que CRISPR «supone una herramienta muy eficaz para el avance en ciencia básica que no está directamente relacionada con estudios humanos, pero que puede derivar en grandes repercusiones para los mismos». La realidad es que, gracias a estas técnicas, se han podido crear variedades de animales transgénicos que permiten averiguar la función de muchos genes que hasta ahora eran difíciles de estudiar. No solo eso, también comprender mejor las bases genéticas de enfermedades como el Parkinson, el cáncer, el Alzheimer, y así un largo etcétera. Ese conocimiento, a la larga, podría ser la clave para encontrar una cura. Y todo ello habría sido imposible sin CRISPR.

Ciencia ficción y realidad

Por ahora CRISPR es una auténtica revolución, pero, como señala Fuster, «aunque la posibilidad de realizar cambios específicos en el genoma ha abierto las puertas para corregir los errores genéticos de casi cualquier patología, hay que recalcar que por ahora no es una realidad y aún debe considerarse casi como ciencia ficción».

Juan Miguel Aguilera, escritor de ciencia ficción y ganador, entre otros, del premio Ignotus y el Premio Alberto Magno, ofrece su visión del futuro que podría brindar CRISPR. «Los primeros beneficios de esta técnica los obtendremos en solo unos pocos años; curar enfermedades de origen genético, primero en humanos adultos y luego —cuando superemos las trabas y los miedos que sin duda se plantearán— en embriones. Y después un paso más que traerá encendidos debates éticos: mejorarnos genéticamente y mejorar a las especies y plantas que nos son de utilidad. Como hemos hecho desde la prehistoria, pero ahora con un sistema rápido, preciso y más barato que todos los que conocíamos hasta ahora. Podremos editar el ADN como editamos un archivo de texto», concluye Aguilera.

No obstante, todos estos escenarios futuros plantean problemas éticos. ¿Deberían manipular los humanos el ADN de las plantas y los animales? ¿Y el suyo propio? Mucha gente defiende que esa frontera no debería cruzarse, pero Aguilera responde que «desde nuestro principio como humanos, hemos alterado la naturaleza para crear mejores alimentos, para acabar con enfermedades y conseguir una vida más larga y en mejores condiciones. Mucha de la gente que piensa que no hay que alterar la naturaleza, estaría ya muerta de no ser por que los científicos no aceptaron esa limitación». Pero añade que «lo inteligente es ir con cuidado con un avance que puede ser potencialmente peligroso. Tenemos que saber más antes de adentrarnos en un terreno como ese». 

Aguilera: «Si CRISPR empieza siendo una herramienta para curar ciertos tipos de cáncer, por ejemplo, tarde o temprano estará en los hospitales públicos»

Otro de los miedos es que si CRISPR se aplica en el futuro a humanos, esto podría llevar a que solo las élites económicas tuvieran acceso a sus beneficios. Pero Aguilera opina que «una de la características más interesantes de CRISPR es que es mucho más barato que cualquier otro método de manipulación genética. Y es de esperar que con el tiempo lo sea cada vez más. Es posible que al principio esté al alcance de unos pocos, pero el destino de las tecnologías es ponerse al servicio de todo el mundo. Hemos visto eso una y otra vez. Si CRISPR empieza siendo una herramienta para curar ciertos tipos de cáncer, por ejemplo, tarde o temprano estará en los hospitales públicos». 

¿Qué opina de todo esto Francis Mojica, el descubridor de CRISPR? ¿A dónde cree que nos llevará su descubrimiento? En su opinión, «a un mejor conocimiento de cómo funcionan los seres vivos a nivel genético. Se ha generado una herramienta desde el conocimiento básico que permite seguir ampliando el conocimiento básico. Porque CRISPR permite hacer experimentos para saber cuál es la función de los genes. ¿A dónde nos va a llevar? Yo creo que en cuanto a aplicaciones el cambio bestial se dará en agricultura. Todo el mundo se centra en la posibilidad de CRISPR como agente terapéutico, pero aún falta ver si CRISPR se aplicará directamente en humanos. Pero en la agricultura, donde no existen esas limitaciones éticas, la técnica está funcionando de maravilla. Lo que se está consiguiendo en plantas es muy importante. Mejor calidad y productividad».

En lo que sí que coinciden todos los científicos es en que a CRISPR aún le falta un gran recorrido para ser aplicado en seres humanos. Puede que aún tardemos muchas décadas en llegar a ese escenario que podría estar sacado de un libro de ciencia ficción. CRISPR es para muchos una herramienta capaz de revolucionarlo todo. Para otros, la caja de Pandora que podría destruir la sociedad. Aunque, tal vez, la realidad esté en el término medio, y esta moderna técnica de manipulación genética solo sea un paso más en la ascensión del ser humano, que le ha llevado de ser un cazador-recolector de la sabana africana a crear herramientas capaces de hacerle dueño de su propio destino evolutivo. El viaje ha comenzado, y todo gracias a un alicantino que quiso crear una granja de caracoles.  

 * Este artículo se publicó originalmente en el número 47 de la revista Plaza