Imagina una herramienta que nos permita erradicar las enfermedades genéticas, intervenir a poblaciones de mosquitos para hacerlos incapaces de transmitir la malaria, asegurar suficiente alimento para las próximas generaciones, o incluso comprender el misterio de la vida… Aunque parezca historia de ciencia ficción, no lo es. Esta tecnología existe, se llama “CRISPR-Cas9” y fue desarrollada por un equipo de investigadores de la Universidad de California en Berkeley.

Tal como un programador avispado puede intervenir los códigos de un programa informático para ajustarlo a su antojo, científicos de Berkeley concibieron una técnica de edición genómica que permite transformar el ADN de los organismos según se desee. Y si bien, otras técnicas de modificación genética son práctica común desde hace varias décadas, la precisión y bajos costos de este nuevo método podrían revolucionar el mundo de la biología en los próximos años.

Sin embargo, con los nuevos horizontes que CRISPR-Cas9 permite vislumbrar, se abre también un debate sobre sus implicaciones éticas y sobre el tipo de sociedad que estamos construyendo. ¿Cuáles serían los efectos secundarios de tales modificaciones?, ¿qué legitimidad tenemos como seres humanos para intervenir otras formas de vida?… Participar en una discusión que concierne a la humanidad entera requiere conocer este tema más allá de su superficie. Encuentra toda la información en este reportaje, grabado en el centro de la acción, en Berkeley.

Para comprender cómo funciona la edición genómica, detengámonos un momento sobre la molécula de ADN. Presente en el núcleo de cada una de nuestras células, es ella quien contiene toda información necesaria para la vida. Si bien, su estructura en doble hélice no fue descubierta sino hasta hace algunas décadas (en 1953, por James Watson y Francis Crick), los conocimientos sobre su naturaleza no han dejado de extenderse y de sorprendernos desde entonces.

Al conjunto de caracteres genéticos de un individuo se le conoce como “Genotipo”. Sin embargo, de todos los genes que heredamos de nuestros padres, sólo algunos de ellos se expresan y son los que conforman al «Fenotipo». Es decir, todas las características que se manifiestan en nuestra morfología, desarrollo y comportamiento.

Los genes tienen un papel fundamental en el funcionamiento de todo ser vivo. Además de determinar cómo somos y cuáles son las características de nuestro organismo, los genes permiten producir las proteínas responsables de nuestra estructura física o de los movimientos y la comunicación entre células, por ejemplo. De esta manera, modificar el ADN de un organismo permite modificar su fenotipo. Es decir,  transformar una o varias de sus características expresadas o incluso cambiar el rumbo de su desarrollo.

Dentro del gran abanico de posibles aplicaciones que puede tener la edición genómica, uno de los ejemplos más conocidos es la producción de Organismos Genéticamente Modificados (OGM) para la agricultura. Desde mediados de los años 90, el proceso más común para ello es la llamada transgénesis, que consiste en transferir genes de un organismo a otro. Sin embargo, su falta de precisión le ha valido numerosas críticas tanto en el plano sanitario como en el ambiental.

Por otro lado, un método de edición genómica desarrollado a principios de esta década en la Universidad de California en Berkeley, supone un verdadero salto tecnológico por ser rápido, económico y sorprendentemente preciso: se trata de CRISPR-Cas9.

El desarrollo de la técnica CRISPR-Cas9 fue posible gracias al descubrimiento de un equipo de investigadores japoneses, en 1987. Yoshizumi Ishino, que en aquella época realizaba su doctorado en la Universidad de Osaka, se dio cuenta de que el genoma de una bacteria contenía series de bases (A, G, C, T)  que se leían de igual manera en un sentido que en el otro. Así como las palabras “radar” o “aérea”, se trataba de palíndromos en la estructura del ADN de la bacteria. Estas secuencias palindrómicas formadas por alrededor de treinta bases nitrogenadas cada una, fueron bautizadas como Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (“repeticiones palindrómicas cortas regularmente espaciadas y agrupadas”), o CRISPR.

Pero no fue sino hasta veinte años después, que un equipo internacional de ocho investigadores descubrió la utilidad de estos palíndromos. Y en realidad la utilidad no estaba en las secuencias CRISPR como tal, sino en los fragmentos de ADN situados entre los palíndromos. Para sorpresa de los investigadores, estos fragmentos interpalindrómicos no correspondían al ADN de las bacterias, sino al de un virus.

Jennifer Doudna, de la Universidad de California, en Berkeley, vio en este proceso natural un potencial tecnológico revolucionario. A partir de 2012, ella y su colega francesa Emmanuelle Charpentier, decidieron replicar el esquema de defensa natural de la bacteria para desarrollar un método de edición genómica increíblemente poderoso: Un fragmento de gen (CRISPR) guía a una proteína (llamada Cas9) hacia su objetivo para cortarlo, como si se tratara de unas tijeras moleculares.

Así como este método permite cortar el ADN, también permite reemplazar una secuencia de bases por otra. Mientras el dueto CRISPR-Cas9 se dirige a cortar una parte del ADN, se inyecta el fragmento de ADN ajeno que se quiere agregar. Cuando el ADN se reestablece del corte, integra la nueva secuencia a su genoma. De este modo, la delicada cirugía molecular, permite reemplazar cualquier secuencia de ADN con una facilidad y una precisión inigualables.

Bacterias, plantas, mariposas, perros… Más de dos mil organismos han visto modificar su ADN con CRISPR-Cas9. Pero, ¿cómo aprovechar todo el potencial de esta nueva tecnología? Las opciones son múltiples y variadas. Podría ser una excelente herramienta para conocer más en detalle la naturaleza del ADN porque al cortar un gen, podemos desactivarlo y comprender así su utilidad en el genoma. Pero algunos investigadores tienen sus ojos puestos en aplicaciones mucho más prácticas. Conoce sus proyectos haciendo clic en sus entrevistas.

Lejos de tener una aceptación unánime, las grandes soluciones que prometen los partidarios de CRISPR-Cas9 enfrentan también múltiples cuestionamientos: ¿Qué certeza hay de que la terapia génica es absolutamente inofensiva?, ¿estamos seguros de que no habrá consecuencias indeseadas?, o cuando se trata de alimentos, ¿cómo garantizar que estas modificaciones no tendrán efectos secundarios en nuestro organismo?

Y más allá de los riesgos, también están los cuestionamientos éticos: ¿Tenemos derecho a modificar el código genético de organismos que la naturaleza ha hecho evolucionar a lo largo de miles o millones de años?, ¿podemos hacerlo en nombre de la erradicación de ciertas enfermedades o de la hambruna? Los científicos que trabajan con CRISPR-Cas9 tienen sus opiniones y sus dudas:

Por supuesto, los especialistas de CRISPR-Cas9 tienen voz y voto al respecto, pero la aplicación de esta tecnología podría afectar a todos los seres vivos, así que su regulación concierne a toda la sociedad. En todo caso, esta es la opinión Patrick Gaudray, biólogo, genetista y director de investigación en el CNRS (Centro Nacional de Investigación Científica, en Francia). Como antiguo miembro del consejo Consultivo Nacional de Ética para las ciencias de la vida y la salud, advierte que las modificaciones genómicas no son necesariamente inofensivas y que no debemos olvidar la reflexión antes de pasar a la acción… No sea que nos volvamos víctimas de una tecnología que sobrepasa nuestros conocimientos y nuestra capacidad de asimilarla.

Si bien, hackear el ADN se ha vuelto cosa fácil, la pregunta sobre ¿qué haremos con esta navaja de doble filo? sigue en el aire. Ahora los principales retos no conciernen sólo a un puñado de expertos, sino a la sociedad entera. ¿Seremos capaces de medir las posibles consecuencias y de decidir lo más conveniente para todos? Sólo los años nos lo dirán. En todo caso, entre esperanzas y temores, CRISPR-Cas9 seguirá haciéndonos discutir y reflexionar por largo rato.