martes, 29 de septiembre de 2015

EDICIÓN GENÉTICA II: CRISPR




En el verano de 2005, Karen Aiach y su marido recibieron muy malas noticias de Ornella, su bebé de cuatro meses: presentaba un extraño desorden conocido con el nombre de síndrome de Sanfilippo. El pronóstico era que, desde los tres años, la niña perdería la mayor parte de sus habilidades cognitivas. Probablemente, desarrollaría un desorden severo del sueño y se volvería hiperactiva y agresiva. Lo más seguro es que no llegara a la adolescencia, no sobreviviría.


El problema era que Ornella carecía de una copia de un gen específico de trabajo. La tarea de este gen es la de decirle al cuerpo cómo hacer una proteína particular que participe en la limpieza de detritos celulares. Sin esa proteína, las células de su cuerpo son incapaces de  romper una molécula de azúcar complejo, el sulfato heparán. Es la acumulación de esa molécula en las células del cerebro la que está detrás de los síntomas del síndrome de Sanfilippo. Si sus células pudieran producir esta proteína, la situación, en un principio, podría revertirse. Sabiendo esto, la señora Aiach se embarcó durante diez años en una investigación destinada a encontrar la forma de corregir el error del genoma de su hija.

En casi todas las células del cuerpo de Ornella, al igual que en todos los cuerpos humanos, existen dos copias del genoma humano, una de su madre y otra de su padre. En ambos genomas aparecen alrededor de 20.000 genes, y cada uno de ellos contiene la receta para una proteína específica en la forma de una secuencia de “letras” químicas. Hasta la fecha, la medicina ha encontrado alrededor de 6000 enfermedades que pueden atribuirse a un problema con uno u otro de esos genes, un trastorno en el que una secuencia de ADN faltante o inteligible deja al cuerpo incapaz de generar una determinada proteína o provoca que se produzca de una forma anormal. Algunos de estos desórdenes de genes únicos son muy conocidos: la enfermedad de Tay-Sach, la anemia de células falciformes o la hemofilia. Otras, como el síndrome de Sanfilippo, son un tipo de enfermedades que sólo llegas a conocer cuando tu hijo se convierte en uno de los 70.000 afectados.

El primer intento clínico de “terapia genética” comenzó en los años 90 con el uso de virus destinados a añadir genes en las células que carecían de ellos. Pero no fue una tarea fácil. No se podía garantizar que los nuevos genes ocuparan su puesto dentro del genoma, lo que significaba que en la práctica no se producían las proteínas y que existía el riesgo de que, por alterar otros genes, podrían causar cáncer. De hecho, aparecieron cánceres en los primeros ensayos. También hubo un caso en el que un paciente murió de una letal reacción inmune a los virus introducidos para transportar el gen.

Motivada por el deseo de hacer algo por los niños como Ornella, los genetistas se pusieron manos a la obra. En los siguientes 5 años se dieron con la pieza más importante del kit, un sistema conocido como CRISPR-Cas9.



Algunos años antes, los biólogos descubrieron una característica inusual en los genomas de algunas bacterias que llamaron CRISPR (clustered, regularly interspaced short palindromic repeats). Las bacterias los usaban para hacer pequeños pedazos de ARN, una molécula que puede almacenar secuencias de letras como las que componen los genes en el ADN. Un ARN CRISPR se unirá a un trozo de ADN que presente una secuencia complementaria. Una proteína llamada Cas9, que es una especie de tijera molecular, reconoce la estructura cuando una RNA CRISPR se una a una pieza de ADN y responde cortando a través del ADN precisamente en ese punto.

Los científicos pueden hacer las secuencias que quieran de ARN. Y debido a la forma en que las células reparan el ADN roto, si ellos ponen un nuevo gen dentro de la célula junto al sistema CRISPR-Cas9, pueden conseguir que el nuevo gen reemplace al viejo.

Desde el principio del 2015, la técnica CRISPR ha sido aplicada en docenas de especies, incluido el pez cebra, moscas de la fruta, conejos, cerdos, ratas, ratones y macacos, los primeros primates que han sido tratados genéticamente con este método. Ha sido utilizado para tratar versiones de distrofia muscular en ratones y una extraña enfermedad del hígado. Se han encontrado formas para hacer la técnica más fiable, versátil y menos propensa a hacer cortes donde no se deben hacer y otras mejoras están en camino.

Una de las características más atractivas del CRISPR es que puede usarse para introducir o eliminar un gran número de distintos genes a la vez. La mayoría de los desórdenes no están causados por el mal funcionamiento de un único gen, por lo que ser capaces de manipular distintos genes en una misma línea celular, ya sea de planta o de animal, abre nuevas vías para el estudio de condiciones como la diabetes, enfermedades del corazón o el autismo, donde un gran número de genes están involucrados.

La técnica CRISPR también permite a los investigadores sacarle más provecho a otros avances, sobre todo a la habilidad de crear células madre que puedan convertirse en células de cualquier tejido. George Church de Harvard está usando CRISPR para editar los genomas de las células madre antes de que éstas se transformen en células nerviosas con el fin de encontrar mecanismos para solucionar una amplia gama de desórdenes neurológicos.

Una aplicación particularmente impresionante, y potencialmente preocupante, es la creación de genes capaces de propagarse rápidamente a través de una población con gran indiferencia para las limitaciones de la selección natural. La ingeniería del sistema CRISPR-Cas9 dentro de un genoma hace que un organismo sea capaz de editar sus propios genes, y existe la posibilidad de que esta habilidad sea utilizada para “conducir” un gen a través de una población. Según los autores, esta tecnología podría utilizarse para hacer que los mosquitos que portan malaria o fiebre del dengue fuesen incapaces de difundir los organismos causantes de la enfermedad.


La capacidad de edición genética que genera la técnica CRISPR ha traído más de una polémica en torno al debate moral, sobre todo acerca de la fertilización in-vitro y su posible edición.