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Discovery’s Edge: Explicación sobre la herramienta CRISPR para editar genes
Con una nueva herramienta para editar genes, llamada CRISPR, los científicos son capaces de modificar los genomas de las plantas, los animales y hasta los seres humanos. Continúe leyendo para enterarse sobre qué es CRISPR, cómo funciona y por qué puede cambiar su vida.
¿Qué es?
CRISPR es la sigla inglesa para “Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats” (que en español significa repeticiones palindrómicas cortas, agrupadas y regularmente interespaciadas), o sea, fragmentos de ADN repetitivos que las bacterias usan para defenderse de los virus invasores. Los virus infectan a las bacterias, igual que a usted o a mí. Cuando uno contrae una infección viral, el sistema inmunitario produce anticuerpos contra ese virus a fin de que la próxima vez que se presente esa amenaza, haya una reacción rápida.
A muchas bacterias, CRISPR les sirve como un tipo de sistema inmunitario. Cuando una bacteria se infecta, reúne trozos del código viral y los guarda en su propio genoma para mantenerlos a buen recaudo. Estas secuencias sirven como un tipo de memoria inmunológica que provee a la bacteria una huella molecular de los virus que la infectaron. Si el mismo virus vuelve a aparecer, la bacteria lo reconoce y libera una proteína llamada Cas9 que corta el ADN para dividir el código genético del invasor. Por ello, muchas personas se refieren a esta tecnología como CRISPR/Cas9.
¿Cómo funciona?
El CRISPR permite a los investigadores cortar y pegar secuencias de ADN. Primero, los científicos componen un conjunto de letras genéticas o “ARN guía” que, igual que los fragmentos originales del código viral, reconoce un tramo específico del ADN entre los millones de letras A, T, G y C del genoma.
Luego, introducen en la célula diana esta secuencia guía junto con una enzima similar a Cas9, que reconocen el texto correspondiente y lo abren. Los científicos usan este mecanismo para borrar, mutar, insertar o reparar secuencias genómicas de ADN en células, animales y seres humanos.
La tecnología se desarrolló en 2012 y, desde entonces, se han publicado más de 8000 trabajos científicos que mencionan al CRISPR. Hoy en día, esta tecnología se usa en los laboratorios investigativos de más de 80 países para estudiar las bases moleculares de las enfermedades y crear nuevos tratamientos.
¿Por qué CRISPR puede cambiar su vida?
Las posibles aplicaciones de la tecnología CRISPR son ilimitadas. En placas de Petri y en animales modelo, los investigadores han usado el CRISPR para componer grandes errores genéticos, como los causantes de la distrofia muscular, de la fibrosis quística y del síndrome del cromosoma X frágil. Asimismo, han aprovechado la tecnología para manipular cerdos a fin de obtener órganos para personas que necesitan trasplantes. Están en curso otros trabajos para eliminar las infecciones por VIH, crear antagonistas de microbios más inteligentes y controlar a los mosquitos portadores de enfermedades. Sin embargo, no espere que haya pronto una pastilla CRISPR para alguna dolencia que le aqueje.
“Con toda tecnología potencialmente transformadora —según recordará de la clonación de la oveja Dolly o de la culminación del proyecto del genoma humano— los primeros bombos y platillos son impresionantes. No obstante, a medida que se comienza a entender las muchas limitaciones existentes, se echa el freno y se reconoce que posiblemente transcurran décadas antes de que esta tecnología pueda tener una repercusión directa sobre la atención médica de un paciente”, comenta el Dr. Richard Sharp, director del Programa de Investigación sobre Ética Biomédica de Mayo Clinic.
El Dr. Sharp cree que, por lo menos a corto plazo, los mayores efectos de la tecnología CRISPR se verán en el área de las enfermedades raras, cuyas consecuencias son asoladoras y no solamente terminan embarazos, sino que roban la salud a los niños y acortan el tiempo de vida. Al seguir el hilo de muchas de ellas, se llega a un solo defecto genético o “error tipográfico” en el genoma; es decir, estos trastornos raros y de un solo gen suelen entenderse bien a nivel molecular y permiten a los científicos predecir con más facilidad qué ocurrirá al manipular esa parte del código genético. De hecho, una compañía biotécnica con sede en Suiza piensa empezar hacia finales del 2018 un ensayo clínico del CRISPR en pacientes con trastornos sanguíneos raros como anemia de células falciformes y talasemia beta.
De igual manera, están en curso otros ensayos clínicos de esta tecnología dirigidos contra varias enfermedades metabólicas, autoinmunitarias y neurodegenerativas. Un ensayo usará CRISPR para tratar muchos tipos de cáncer, entre ellos, melanoma, sarcoma y mieloma múltiple. El método propuesto implica alterar dos genes en las células inmunitarias de pacientes con cáncer para que puedan combatir eficazmente los tumores.
Pese a que este campo avanza rápidamente de varias maneras, muchos de los ensayos más prometedores se han visto estancados durante meses.
“La mayor parte de estos trabajos se encuentran en la etapa de la investigación básica y aunque pasen a ensayos clínicos, todavía habrá que recopilar muchos datos respecto a su seguridad y eficacia antes de que puedan convertirse en la norma de la atención médica. Será un proceso largo, lo cual es bueno porque necesitamos tiempo para verificar que estamos haciendo las preguntas científicas y éticas correctas”, acota el Dr. Zubin Master, bioeticista de Mayo Clinic.
Un ejemplo del trabajo en investigación básica que se lleva a cabo en Mayo Clinic es la aplicación de CRISPR en los estudios sobre el cáncer de pulmón y de páncreas. Los científicos examinan los diferentes tipos del gen KRAS vinculado con el cáncer a fin de entender en más detalle qué es lo que se necesita para inhibir el desarrollo del tumor. El proyecto se financia a través del Centro para Descubrimientos Biomédicos de Mayo Clinic y usa la edición genómica mediada por CRISPR/Cas9 para examinar diferentes mutaciones genéticas en ratones a fin de correlacionar los cambios con la formación y el avance del tumor.
Las interrogantes
Una cosa es valerse de este poder para curar enfermedades que, de otra manera, serían incurables; pero, ¿qué pasaría si se usara el CRISPR para manipular los genes relacionados con características como estatura, color de los ojos o coeficiente intelectual, a fin de generar mejoras de tipo estético? ¿Sería posible que los esfuerzos por mejorar el genoma lleven inevitablemente a la generación de bebés configurados?
“En ética, es común que haya preocupación por los argumentos conocidos como de pendiente resbaladiza, en los que una vez que se hace X, es solo cuestión de dar otro paso para llegar a Y o Z; sin embargo, Y o Z son problemáticos, pese a que X no lo es. Ese tipo de argumento suele tener fallas, pero hay que pensar dónde se trazan los límites de esta tecnología. Desde el punto de vista moral, esto aún no está resuelto”, dice el Dr. Sharp.
Hasta ahora, la naturaleza se ha encargado de trazar los límites.
Antes de que los científicos puedan usar el CRISPR para manipular una característica particular, primero necesitan entender muy bien los cambios genéticos implicados, pero las bases biológicas de muchas características deseables todavía son un misterio. Por ejemplo, la estatura es una característica aparentemente simple y fácil de medir; no obstante, los científicos han descubierto cientos de genes que contribuyen a ella y continúan encontrando más. Por otro lado, los genes no son lo único que determina que alguien sea alto o bajo, sino que el ambiente personal, especialmente la posibilidad de una buena nutrición, también desempeña un gran papel.
Esto no significa que la humanidad tampoco haya impuesto límites. El Congreso de Estados Unidos, por ejemplo, prohibió a la Administración de Alimentos y Medicamentos considerar todo ensayo clínico que derive en descendencia genéticamente modificada. Si llegase a caducar esa prohibición, el grupo de investigadores, bioeticistas y eruditos legales formado por la Academia Nacional de Ciencias elaboró pautas respecto a la alteración del ADN en embriones humanos. El informe indica que la edición genética solo debe permitirse debido a “razones imperiosas” y “bajo supervisión estricta”. Además, prohíbe la realización de toda edición que pudiera considerarse “mejora”. Según estas pautas, no habría problema en arreglar el gen defectuoso para la distrofina en los pacientes con distrofia muscular, pero estaría prohibido alterar ese mismo gen en personas sanas para producir atletas olímpicos.
Por lo tanto, los científicos coinciden en que el CRISPR conlleva el potencial de cambiar para siempre la vida de los seres humanos, pero cómo y cuándo continúan siendo las interrogantes.
– Dra. Marla Vacek Broadfoot
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