CRISPR, aplicaciones del ‘corta y pega’ genético
Actualizado: 17 de noviembre de 2023
CRISPR-Cas9 es una herramienta popularmente conocida como el 'corta y pega genético' porque permite editar el ADN de cualquier organismo, se ha definido como el avance científico más importante del último siglo, y por él se ha concedido el Premio Nobel de Química 2020 a sus descubridoras, las científicas Jennifer Doudna, profesora de la Universidad de California, Berkeley, y Emmanuelle Charpentier, de la Unidad Max Planck para la Ciencia de los Patógenos.
Aplicaciones de la edición genética
Pero, actualmente, ¿cuáles son las aplicaciones prácticas de las herramientas CRISPR de edición genética? Hasta hace muy poco no había ningún medicamento o terapia aprobados basados en CRISPR, aunque esta técnica se está evaluando en ensayos para eliminar el VIH o tratar enfermedades como la distrofia muscular de Duchenne, el Huntington, el autismo, la progeria, la fibrosis quística, el cáncer triple negativo, o el síndrome de Angelman, e incluso se está investigando como un potencial nuevo test diagnóstico para detectar el coronavirus o una terapia capaz de destruir su genoma.
Un proyecto del CSIC pretende construir una herramienta CRISPR Cas dirigida contra el coronavirus que lo degrade e impida su replicación. "Sería como un tratamiento antiviral directo al corazón del coronavirus"
El genetista Lluís Montoliu, del Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC), y uno de los mayores expertos en esta técnica, ha explicado a Webconsultas que en estos momentos las aplicaciones biomédicas de CRISPR que están siendo más favorecidas son las aplicaciones ex vivo –que quiere decir fuera del paciente– y que tienen que ver con la sangre y con la piel, especialmente con la sangre.
Por ejemplo, la anemia falciforme, la beta talasemia, y cualquier tipo de inmunoterapia para tratar el cáncer en la que se puedan extraer células del sistema inmunitario del paciente, para editarlas fuera del cuerpo y devolverlas al paciente una vez editadas. Actualmente, señala, hay un total de 41 ensayos clínicos con herramientas CRISPR.
En noviembre de 2023, la Agencia Reguladora de Medicamentos y Productos Sanitarios (MHRA) del Reino Unido autorizó la primera terapia basada en la tecnología CRISPR-Cas9 para tratar dos graves enfermedades de la sangre hereditarias: la anemia de células falciformes y la β-talasemia dependiente de transfusiones.
Ana Sastre Perona, investigadora del Instituto de Genética Médica y Molecular del Hospital Universitario La Paz (Ingemm) afirma que hasta ahora la mayor utilidad de las CRISPR ha sido a nivel de investigación básica e investigación traslacional, porque ha ayudado, entre otras cosas, a generar modelos de enfermedades. Al conocer las alteraciones genéticas de los pacientes han sido capaces de reproducirlas en sistemas, bien sea de ratón, bien sea con células humanas, y disponer de mejores modelos de enfermedad ha permitido investigar posibles opciones terapéuticas.
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Aplicaciones médicas de la edición genética CRISPR
La investigadora de Ingemm nos ofrece tres ejemplos del uso actual de CRISPR en el ámbito médico:
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Diagnosticar y tratar la infección por SARS-CoV-2 con CRISPR
Otra de las potenciales aplicaciones de las herramientas CRISPR que está siendo analizado es su utilidad para detectar la infección por coronavirus, o incluso como tratamiento del COVID-19. Montoliu nos cuenta que “el laboratorio de Jennifer Doudna ha realizado muchísimas contribuciones al universo CRISPR, y en septiembre propuso un nuevo método de diagnóstico basado en CRISPR, donde utiliza otra proteína Cas que se llama Cas 13a, y que se puede aplicar para detectar por ejemplo el RNA del genoma del coronavirus SARS-CoV-2 y puede utilizarse para diagnosticar COVID-19, según ellos dicen, en 5 minutos, con un sistema de fluorescencia”. El hallazgo debe confirmarse aún, pero en opinión de Montoliu resulta prometedor.
Además, un nuevo proyecto liderado por científicos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) está investigando para utilizar la técnica CRISPR de edición genética para destruir el genoma ARN del coronavirus. “Se trata –afirma el genetista– de un proyecto financiado por la plataforma de salud global del CSIC –que se ha nutrido de fondos de mecenazgo privado de empresas y de ciudadanos–, y en el que se ha reunido a virólogos y a biólogos moleculares y a especialistas en estas proteínas CRISPR-Cas, con el objetivo de utilizar una nueva proteína CRISPR-Cas que se llama Cas 13d, que es capaz de cortar específicamente moléculas de ARN. Dado que el coronavirus, su genoma, su corazón, es una molécula de ARN, lo que hemos planteado y estamos investigando es la manera de construir una herramienta CRISPR Cas dirigida contra el coronavirus que lo degrade, y que así impida su replicación. Sería como un tratamiento antiviral directo al corazón del coronavirus”.
Las CRISPR podrían usarse “para controlar o combatir enfermedades infecciosas transmitidas por insectos, como la malaria, el zika, el dengue, el chikungunya, la fiebre amarilla…”.
Este experimento se encuentra todavía en la fase de laboratorio, advierte el científico, pero si tienen éxito podría convertirse en un tratamiento contra el COVID-19. “Hay dos vías independientes de investigación que van a seguir coexistiendo; de hecho, hay muchos virus para los cuales no tenemos vacuna, pero tenemos tratamiento. Este es el caso del virus de inmunodeficiencia humana (VIH) o el virus de la hepatitis C, para los que no existe vacuna, pero sí un tratamiento eficaz. Como muchísimos investigadores estamos investigando sobre el SARS-CoV-2 la idea es tener tanto vacunas que sean eficaces y seguras, como tratamientos que sean eficaces y seguros”.
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Otros posibles usos de la edición genética
Las herramientas CRISPR de edición genética son muy versátiles y sus posibilidades de uso van más allá de la medicina. Montoliu nos pone como ejemplo la “biotecnología vegetal para producir plantas editadas que estén mejor adaptadas al medio ambiente, a la sequía, que luchen mejor contra plagas de insectos, o que tengan propiedades organolépticas, tanto a nivel de sabor, como de propiedades físico químicas que las hagan más aptas para el consumo”.
En tecnología animal se podría emplear, afirma, para crear cabañas de cerdos que sean resistentes por ejemplo al síndrome reproductor respiratorio, un virus que afecta a los cerdos y se introduce a través de un receptor en las células, por lo que “si utilizamos CRISPR para inactivar ese receptor, el virus ya no puede infectar a los cerdos”.
Y, finalmente, las propuestas más innovadoras en cuanto a la utilización de sistemas CRISPR servirían, según el genetista, “para controlar o combatir enfermedades infecciosas transmitidas por insectos, como la malaria, el zika, el dengue, el chikungunya, la fiebre amarilla…”. Como explica Montoliu todas estas enfermedades son transmitidas por mosquitos y se podría utilizar un grupo de aplicaciones CRISPR que en inglés se conocen genes drive (impulso génico en español), y que permiten implementar algún tipo de modificación en el ciclo de vida del mosquito para que deje de transmitir la infección, o para eliminar o reducir significativamente las poblaciones; y esa es una de las aplicaciones que tiene más futuro y que está recibiendo muchísimo apoyo, por ejemplo por parte de la Fundación Bill y Melinda Gates.
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Por qué no utilizar la edición genómica en embriones humanos
Evitar que una enfermedad genética se transmita a los descendientes es ya una posibilidad real gracias al diagnóstico genético preimplantacional, que permite seleccionar a un embrión libre de la alteración que origina dicha patología, y no es necesario por lo tanto utilizar las técnicas de edición genómica para conseguirlo.
Pero es que, además, si se manipula un embrión humano con una herramienta de este tipo el cambio introducido afectaría también a sus células germinales y sería heredado por sus descendientes. Esto significa que antes de modificar su genoma es imprescindible confirmar primero que esta técnica es totalmente segura y no va a generar ningún tipo de defecto hereditario.
A este respecto, Ana Sastre señala que con las herramientas de las que disponemos actualmente sería posible modificar un embrión humano, pero hay tal variedad de posibles efectos secundarios que no conocemos que se tendrían que hacer estudios de seguridad muy extensos, porque en cada tejido los efectos van a ser distintos y prever el efecto que puede tener a nivel del organismo entero es extremadamente complicado, además de las barreras éticas para modificar embriones humanos.
Creado: 17 de noviembre de 2020
