CRISPR para principiantes

Quizás estos días hayas oído o te ha sonado de algo ver este acrónimo en alguna parte. La verdad es que la palabra es fea, y si decimos que significa clustered regularly interspaced short palindromic repeats es decir, repeticiones palindrómicas cortas interespaciadas y agrupadas regularmente tampoco parece que ayude mucho. A veces se le pone la coletilla de CRISPR/Cas9 haciendo referencia a la proteína que participa. pero sigue siendo algo indescifrable.

Aunque lleva ya tiempo en el candelero, el hecho de que haya sido elegida la tecnología del año por la revista Science, que sus descubridores estén acaparando todos los premios científicos y que el Nobel esté más que cantado en breve, ha hecho que los medios de comunicación se fijaran en esta tecnología.

Habría que empezar diciendo que la mayoría de diarios han recogido los nombres de Jennifer Doudna y Emmanuelle Charpentier como inventoras, lo cual es cierto ya que fueron las primeras en utilizar esta técnica en bacterias. Con un poco de suerte nombran a Feng Zhang, que fue el primero que la utilizó en células humanas y de ratón in vitro, pero la ciencia hace mucho tiempo que no es un esfuerzo individual como en tiempos de Ramón y Cajal y sino la suma de muchos esfuerzos. Quizás cabría recordar los nombres de George Church, que fue el primero en utilizarla en células madre humanas.

Pero no nos quedaremos aquí. Si nos remontamos atrás en el tiempo esta tecnología con multitud de aplicaciones, como suele pasar, se basa en descubrimientos de ciencia básica a los que en su momento no se le vio ninguna utilidad. El primero fue del grupo del japonés Yoshizumi Ishino que en 1987 publicó una secuencia repetitiva en el genoma de E. coli que llamó iap. El nombre de CRISPR se puede considerar que es made in Spain. El primero que caracterizó la secuencia bacteriana que utiliza esta técnica fue el español Francisco Juan Martínez Mojica, de la Universidad de Alicante y fue el primero en utilizar el término CRISPR en la correspondencia con otro científico, Rudd Jansen. Este término fue publicado finalmente en 2002.

Pero bueno, ¿esto qué es? Las instrucciones para fabricar un organismo se encuentran en su ADN. Un cambio en determinada secuencia del ADN puede significar una enfermedad genética o una mejora que será transmitida a la siguiente generación. Cambiar el ADN de las especies de plantas y animales que nos dan de comer ha sido una constante en la historia de la humanidad, y tratar de cambiar nuestro ADN para corregir enfermedades algo que empezamos a hacer en el siglo XX, aunque con fortuna desigual.

En plantas y animales las técnicas hasta los años 50 del pasado siglo se basaban es seleccionar las mutaciones que ocurren por azar y hacer cruces. Luego se utilizó la mutagénesis inducida, que consiste en dañar el ADN con agentes químicos o físicos y ver si por azar se producía alguna mutación beneficiosa y finalmente llegó la tecnología transgénica, que nos permitió insertar genes de un organismo a otro. Esta tecnología se ha usado con éxito en numerosas aplicaciones, tanto médicas como de ciencia básica o de alimentación.

La tecnología CRISPR nos permite un paso más adelante ya que nos permite editar el ADN del propio organismo. Para entendernos. Imaginemos que el genoma es un texto en un procesador. La mutagénesis inducida sería como aporrear a ciegas el teclado y ver si por casualidad sale algún texto que valga la pena (¿sorprendido? Pues todas las especies que encuentras en un súper se han obtenido así), un transgénico sería como si hiciéramos un copia-pega de otro texto y lo introdujéramos en el nuestro y el CRISPR sería como si con el cursor fuéramos a la parte del genoma que nos interesa borráramos una parte y lo volviéramos a teclear corregido, exactamente lo mismo que se hace cuando se revisa un texto. ¿Cómo se consigue esto? Bueno, pues todo surge de una observación y es que en el genoma de las bacterias aparecían secuencias de virus flanqueadas de secuencias palindrómicas (secuencias de ADN que se leen igual de izquierda a derecha que de derecha a izquierda, como si fuera un texto del estilo de: “dábale arroz a la zorra el abad”). Esto era una especie de sistema inmune, de forma que cuando una bacteria había sido infectada por un virus, guarda un trozo de la secuencia de ese virus en su propio genoma. Si el virus volvía a infectar ese fragmento de ADN con la secuencia del virus y las secuencias flanqueantes sirven para hacer un ARN que neutraliza al virus. Al estar en el genoma esta información se hereda, transmitiendo la memoria de los virus, y por tanto, la resistencia a ellos a las siguientes generaciones. Este sistema se puede trucar para aplicarlo en otro organismo y para que el cambio en el genoma sea exactamente el que queramos.

La principal característica es que en un organismo donde se ha producido un CRISPR al final del proceso no tendrá ningún tipo de ADN foráneo, solo se habrán producido cambios en su propio ADN, pero sin ninguna secuencia ajena.

¿Qué ventajas tiene? Muchas. En el caso de enfermedades genéticas, muchas veces son debidas a cambios mínimos en la secuencia y esta técnica nos permite corregirlos. En el caso de las plantas y animales aquí la técnica no sustituye a la transgenia porque a veces lo que buscamos es que la planta transgénica exprese un gen ajeno, por ejemplo, uno que le dé tolerancia a un insecto. Pero hay veces que podemos conseguir mejoras simplemente haciendo cambios en el ADN de la propia planta, por ejemplo, quitando las secuencias retrovíricas de un cerdo para que sus órganos sean compatibles en un transplante o eliminando genes de plantas cuyo producto produce alergias.

Y aquí viene la parte que más me divierte. Una planta donde se ha aplicado la tecnología CRISPR es una planta manipulada, pero no se ajusta a la definición de planta transgénica de la Unión Europea ya que por ninguna parte hay ADN foráneo. ¿Conseguiremos con esta tecnología disminuir el gap tecnológico con Estados Unidos (o Brasil, o China o Argentina, que también nos han adelantado en biotecnología agraria)? A ver, cuando a finales de los 80 salieron las primeras plantas transgénicas se pensaba que íbamos a dominar el mercado, se autorizaron las primeras (el maíz MON810 y otro de Syngenta), pero luego vino el cierre. En los siguientes 20 años solo se ha autorizado una variedad más para siembra, pero se importan unas 60. ¿Qué pasará ahora? ¿Habrá lobbies de presión (léase ecologistas) para que la prohíban? Me gustaría ver como lo justifican. El argumento de que se está poniendo genes de un organismo en otro aquí no vale. Si dicen que no se puede cambiar el genoma, aunque no pongas genes foráneos tampoco valdría, ya que entonces no podemos autorizar todas las variedades nuevas que cada año salen al mercado donde el cambio se ha hecho a lo bruto o mediante cruces, que son cambios mucho más agresivos en el genoma, y que ni siquiera conoces. Esperemos no repetir errores del pasado. Nos va el futuro en ello.