¿Podemos editar nuestros genes?

Si alguna vez te has preguntado por qué tus ojos son de ese color o por qué tu pelo es lacio o rizado, seguramente sabes que esas características son heredadas y que la información se guarda en una molécula llamada “ADN”. El ADN está formado por secuencias de bases: Adenina, Timina, Citosina y Guanina, que se combinan para formar “palabras” denominadas “genes”: o sea, trozos de ADN que tienen instrucciones para formar hormonas y proteínas que le dan forma y color a tu cuerpo. Al conjunto de todos los genes que conforman un organismo se le llama “genoma”. 

Edición genética

Muchas afecciones tienen su origen en factores genéticos. La edición genética es el uso de técnicas que permiten eliminar, agregar o reemplazar alguna sección de ADN haciendo uso de unas “tijeras moleculares” conocidas como nucleasas que se encargan de cortar el ADN en un sitio específico.

En los años setenta, cuando se comenzó a investigar la edición genética, el científico Paul Berg logró cortar un fragmento de ADN de un virus que infecta bacterias y unirlo a un virus que infecta monos. Y, a finales de esa década, una empresa biotecnológica llamada Genentech producía insulina a gran escala usando a la bacteria Escherichia Coli, cuyo genoma había sido modificado para albergar un gen humano. Y en laboratorios de todo el mundo ya se usaban ratones transgénicos para estudiar enfermedades. Pero aquellos métodos tenían dos limitaciones: primero, eran imprecisos; y segundo, por sus costos eran difíciles de aplicar en gran es cala.

Nucleasas

Entonces se desarrollaron nucleasas especiales, como las TALEN y la Nucleasas con dedos de Zinc, que tienen mecanismos para llegar a la sección que se desea editar. Éstas últimas, por ejemplo, están compuestas de dos secciones: el “dedo de zinc” que se encarga de encontrar una secuencia determinada de ADN y la nucleasa que se encarga de hacer el corte. Gracias a la invención de estas nucleasas se logró aumentar la precisión del procedimiento, pero aún seguía siendo costoso y tardado.

CRISPR-cas9

Recientemente la edición genética logró dar un gran paso: se desarrolló un sistema conocido como CRISPR-cas9. Significa “repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente interespaciadas”. El Dr. Francisco Mojica descubrió que las bacterias, de manera natural, tienen secciones de ADN o “palabras” que se pueden leer igual al derecho y al revés, y que además están repetidas de manera regular. Estas secuencias son guías que ayudan a las bacterias producir un ARN que genera proteínas (como la proteína cas9, que es una nucleasa) que puede tomar un pedazo del ADN del virus e integrarlo al ADN de la bacteria. Este “sistema de inteligencia y defensa” sirve para identificar, encontrar y destruir a los virus que las atacan. 

Las doctoras Jennifer Doudna y Emmanuelle Charpentier desarrollaron la brillante idea de usar estos mecanismos para editar el ADN a voluntad:  el “ARN guía” ayuda a la proteína cas9 a encontrar el sitio que se desea editar. Actualmente CRISPR-cas9 es la técnica más precisa, fácil y económica de edición genética.

Potencial

La tecnología de edición genética tiene un enorme potencial. En Reino Unido se está usando para estudiar la biología del cáncer y así poder combatirlo. En la Universidad de Temple se ha usado con éxito para remover ADN del virus VIH-1 de cultivos de células humanas (aunque aún no en pacientes). También se están creando antibióticos biológicos para esos casos donde la penicilina ya no funciona. También se ha utilizado para producir variedades de frutas y verduras más resistentes o sin alérgenos. ¡En la Universidad de Harvard ya tienen planes para usarla para traer de vuelta a los mamuts!

Aunque en algunos países, como en China, ya se han hecho pruebas en pacientes humanos, en otros sitios como Estados unidos y Europa se ha postergado su uso con el fin de estudiar mejor ésta técnica. Además, como la misma Jennifer Doudna ha declarado, es necesario que las instituciones y científicos hagan una pausa para discutir las implicaciones bioéticas de esta tecnología. ¿Causará que algunas empresas monopolicen ciertos cultivos? En humanos ¿qué tan seguros estamos de que modificar ciertos genes no modificará otras características que se pasarán a las siguientes generaciones? ¿Se podría usar para producir humanos con súper habilidades? ¿Crearía esto una brecha entre los modificados y los que no?

Por otro lado, el potencial de los sistemas CRISPR-cas9 no se queda solo en su uso en edición genética: como el genoma es información, el ADN se puede utilizar como una especie de “memoria” o “disco duro”. El Dr. George Church, por ejemplo, guardó este GIF animado en el ADN de una bacteria, para decodificarlo después.

Existe una competencia universitaria llamada International Genetically Engineered Machine en Boston, conocida como iGEM, en la que estudiantes intentan construir sistemas biológicos modificando el ADN de células para que éstas desempeñen funciones específicas. Un grupo de estudiantes de biotecnología, nanotecnología, física y técnicas computacionales formó un equipo llamado Tec-Monterrey, y busca utilizar el sistema CRISPR-cas para crear una bacteria capaz de guardar información referente a estímulos externos, para registrar la presencia de contaminantes en cierto ecosistema o indicadores de enfermedad dentro del cuerpo humano.

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