La revolución del ADN
La capacidad de alterar rápidamente el código de la vida nos otorga un poder sin precedentes sobre la naturaleza. La cuestión es si debemos hacer uso de él.
Michael Specter
24 de abril de 2017, 18:20 Actualizado a
Análisis genético desde el nacimiento
Calla Vanderberg viene al mundo en el Hospital Inova de Falls Church, en Virginia. Al igual que a todos los recién nacidos en este centro, se le analizarán siete de sus genes relacionados con el metabolismo de fármacos. En el futuro, los médicos podrán producir medicamentos personalizados para su perfil genético.
Foto: Greg Girard
Filtro de sangre humana…con pulmones de cerdo
En el laboratorio de Lars Burdorf, en la Universidad de Maryland, filtran sangre humana a través de unos pulmones de cerdo. Cada año mueren miles de personas esperando un trasplante. Los científicos experimentan con CRISPR para eliminar de los órganos de cerdos virus dañinos para los humanos. En este laboratorio ya se han trasplantado con éxito órganos porcinos en primates.
Foto: Greg Girard
Embriones de perro modificados genéticamente
En el Instituto General de Investigación Farmacéutica de Guangzhou, en China, el veterinario Long Haibin acaricia a Taingou, uno de los dos beagles criados a partir de embriones modificados para duplicar su masa muscular. Experimentos como este podrían contribuir a la investigación de la distrofia muscular y otras patologías humanas.
Foto: Greg Girard
Investigación en especies vegetales
La investigadora Caixia Gao sujeta una placa de petri en la que ha depositado una muestra de trigo modificado para resistir al oídio, una infección fúngica. Esta tecnología podría resultar un alivio para millones de personas que dependen de este cereal. A diferencia de los organismos modificados genéticamente, la técnica CRISPR no introduce ADN de otras especies, por lo que los científicos esperan que esta tecnología no genere tanto rechazo.
Foto: Greg Girard
Especies con rasgos genéticos específicos
Zhou Yin, del Laboratorio de Investigación Biomédica con Primates de Yunnan, en Kuhming, China, muestra con orgullo su macaco cangrejero, criado a partir de un embrión modificado mediante CRISPR. Esta técnica también se ha empleado para modificar otros muchos organismos -pollos, vacas, setas, trigo, peces gato y carpas- para que lleven rasgos genéticos específicos. Y la lista está abierta…
Foto: Greg Girard
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Investigación con primates
El investigador Zhou Yin consuela a Mingming y Ningning, dos macacas gemelas concebidas por fertilización in vitro a partir de óvulos modificados con la técnica CRISPR. Fue la primera vez que se empleó con éxito esta técnica para modificar selectivamente múltiples genes en primates, una práctica que podría suponer un avance significativo en nuestra capacidad para entender las enfermedades congénitas.
Foto: Greg Girard
Combarir el virus del Zika
El ayudante de investigación Kou Xiaochen sujeta un hurón en la Escuela de Tecnología y Ciencias de la Vida de la Universidad Tongji, en Shanghai. El genoma del animal fue alterado con la técnica CRISPR para investigar la microcefalia, un trastorno de nacimiento caracterizado por presentar un cerebro más pequeño de lo normal y relacionado directamente con la epidemia de virus del Zika. La técnica CRISPR podría arrojar datos inestimables para el estudio de este virus.
Foto: Greg Girard
Prevención prenatal
El especialista en medicina reproductiva Tur-Kaspa recoge una muestra de óvulos de una paciente valiéndose de una aguja y un equipo de ultrasonido. La revisión de los embriones en busca de indicios de enfermedades genéticas libera a los padres de tener que elegir entre abortar o dar a luz un hijo que podría padecer un enorme sufrimiento debido a una enfermedad congénita.
Foto: Greg Girard
Experimentos con embriones humanos, la asignatura pendiente
Un trabajador aguarda para entrar en una sala blanca del CRMI (empresa china de medicina regenerativa) en Shenzhen, donde se modifican córneas de cerdo para trasplantarlas en humanos. Los científicos chinos han realizado experimentos en dos ocasiones para alterar embriones humanos inviables mediante CRISPR. Queda mucho por hacer antes de que esta técnica pueda aplicarse en embriones humanos viables, que transmitirían cambios genéticos.
Foto: Greg Girard
Experimentación con mosquitos
Mosquito con el abdomen lleno de sangre de vaca, fotografiado en el laboratorio de Anthony James. Las especies portadoras de los virus del Zika y del dengue se pueden manipular con la técnica de edición genética CRISPR para que produzcan descendientes estériles.
Foto: Greg Girard
Investigación genética contra la fibrosis quística
El diagnóstico genético preimplantacional (DGP) es una de las técnicas empleadas en la investigación genética con embriones humanos. Consiste en seleccionar embriones (como este blastocito de cinco cías) libres de enfermedad para luego implantarlos en el útero materno. Según Ilan Tur-Kaspa, quien realizó este experimento en el Instituto para la Reproducción Humana (IHR por sus siglas en inglés), el DGP podría ahorrar unos 2.000 millones de euros anuales en gastos derivados del tratamiento de la fibrosis quística.
Foto: Greg Girard
Cerdos modificados genéticamente
Un equipo de investigadores sujeta unos pulmones y un corazón extirpados de un cerdo modificado genéticamente en un laboratorio de la Escuela de Medicina de Maryland, un centro en el que se han desarrollado y probado órganos animales para implantarlos en humanos desde 2002. Una vez superado un enorme escollo (hicieron falta decenios de investigación para modificar con éxito un gen que resulta clave para el rechazo de órganos) la técnica CRISPR revolucionó la velocidad a la que se pueden obtener resultados.
Foto: Greg Girard
Castaño americano resistente al hongo
William Powell, de la Facultad de Ciencias Medioambientales y Forestales de la Universidad del Estado de Nueva York, y otros colegas (entre ellos Kristen Stewart, en la imagen cuidando una planta transgénica) han utilizado un gen del trigo para desarrollar un castaño americano resistente al hongo. Tal vez un día estos árboles repueblen los bosques orientales.
Foto: Greg Girard
El primer salmón transgénico
Los científicos utilizaron técnicas de ingeniería genética convencional para añadir material genético de otras especies de peces y así crear el salmón atlántico. AquAdvantage (arriba), que puede alcanzar el tamaño de comercialización en la mitad de tiempo que los salmones naturales. Este salmón transgénico consume menos alimento y se puede criar de forma aislada cerca de las ciudades, lo que reduce los gastos de transporte y las emisiones derivadas, además de eliminar cualquier posibilidad de fuga al medio natural. Aunque la FDA (Administración de Alimentos y Fármacos de Estados Unidos) ha aprobado su consumo, las dudas sobre la seguridad de los alimentos transgénicos persisten. En el futuro, es posible que los alimentos modificados mediante CRISPR, que no combinan genes de especies diferentes, tengan una aceptación más rápida.
Foto: Greg Girard
Si echas un vistazo al despacho de Anthony James, es fácil imaginar a qué se dedica. Las paredes están empapeladas de dibujos de mosquitos, y todas las estanterías están repletas de libros sobre mosquitos.
Al lado de su escritorio hay un póster con imágenes de una especie en particular, Aedes aegypti, en todas sus fases de desarrollo, desde el huevo hasta la pupa y el estado adulto. «Llevo 30 años obsesionado con los mosquitos», confiesa este genetista molecular de la Universidad de California en Irvine.
Existen unas 3.500 especies de mosquitos, pero James solo presta atención a unos pocos, que figuran entre las criaturas más mortíferas de la Tierra. Una de ellas es Anopheles gambiae, transmisor del parásito de la malaria, que acaba con la vida de cientos de miles de personas cada año. Sin embargo, durante la mayor parte de su carrera James se ha especializado en los del género Aedes. Los historiadores creen que el mosquito llegó al Nuevo Mundo a bordo de los barcos negreros procedentes de África en el siglo XVII, llevando consigo la fiebre amarilla, que ha matado a millones de personas. Actualmente el mosquito también es portador del dengue, un virus que llega a infectar a 400 millones de personas al año, así como de otros patógenos cada vez más preocupantes, como el chikunguña, el virus del Nilo Occidental y el Zika.
El virus del Zika, responsable de una creciente epidemia que empezó el año pasado en Brasil, parece ser el causante de diversos trastornos neurológicos, como la microcefalia, una malformación neonatal infrecuente en la que los bebés nacen con un perímetro craneal anormalmente pequeño y un cerebro subdesarrollado.
El objetivo del laboratorio de James, y de toda la carrera de este científico, ha sido hallar la manera de manipular los genes del mosquito para que no pueda difundir estas enfermedades. Hasta hace poco, este era un camino largo, solitario y muy teórico. Sin embargo, gracias a una tecnología nueva y revolucionaria denominada CRISPR-Cas9, combinada con un sistema natural conocido como impulso genético (gene drive), se está pasando rápidamente de la teoría a la práctica. (Los investigadores no suelen incluir el término Cas9, ni tampoco la engorrosa terminología que hay detrás de las siglas CRISPR: clustered regularly interspaced short palindromic repeats, o repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente interespaciadas.)
CRISPR pone en manos de la humanidad una capacidad completamente nueva. Por primera vez los científicos pueden alterar, borrar y reorganizar de forma rápida y precisa el ADN de casi cualquier organismo vivo, incluido el de nuestra especie. Durante los tres últimos años, esta tecnología de edición genética ha transformado la biología. Empleando modelos animales, investigadores de laboratorios de todo el mundo ya han utilizado la técnica CRISPR para corregir importantes defectos genéticos, entre ellos las mutaciones causantes de la distrofia muscular y de la fibrosis quística, y para eliminar el virus de la hepatitis B. Recientemente, varios equipos han usado la técnica CRISPR para intentar eliminar el VIH del ADN de células humanas. Los resultados solo han tenido un éxito parcial, pero muchos científicos siguen convencidos de que la tecnología podría contribuir a curar el sida. MÁS INFORMACIÓN PRUEBAN UNA NUEVA TÉCNICA DE EDICIÓN GENÉTICA PARA CURAR EL CÁNCER
La técnica CRISPR también se ha usado en experimentos para librar a los cerdos de los virus que impiden que sus órganos se puedan trasplantar a humanos. Los ecólogos están explorando métodos para que la tecnología ayude a proteger especies en peligro. Por su parte, los botánicos están intentando eliminar los genes que favorecen las plagas en una gran variedad de cultivos. De ese modo, recurriendo a la biología en vez de a las sustancias químicas, CRISPR podría contribuir a reducir nuestra dependencia de los pesticidas tóxicos.
Investigadores de laboratorios de todo el mundo ya han utilizado la técnica CRISPR para corregir importantes defectos genéticos y para eliminar el virus de la hepatitis B
Ningún descubrimiento científico del siglo pasado entraña tantas promesas. Ninguno alimenta tantas esperanzas y, a la vez, suscita tantas y tan incómodas dudas de carácter ético. Y lo que es aún más provocador: si se empleara la técnica CRISPR para editar la línea germinal de un embrión humano (las células que contienen el material genético heredable por la generación siguiente), bien para corregir un defecto genético o bien para potenciar un rasgo deseado, ese cambio se transmitiría a los hijos de esa persona, y a sus nietos, a perpetuidad. Es difícil, si no imposible, prever todas las consecuencias de unos cambios de tanto calado.
“Es una tecnología extraordinaria, con muchas aplicaciones fantásticas. Pero si vas a hacer algo tan serio como reescribir la línea germinal, más vale que seas capaz de darme una buena razón –me dijo Eric Lander, director del Instituto Broad de Harvard y el MIT, que lideró el Proyecto Genoma Humano–. Y más vale que la sociedad esté de acuerdo en hacer ese cambio, porque si no hay un amplio consenso, no se hará.”
“Los científicos carecen de autoridad para responder a tales cuestiones –añadió–. Y no tengo claro quién posee esa autoridad”.
Las claves de CRISPR
La técnica CRISPR-Cas9 tiene dos componentes. El primero es una enzima –la Cas9– que funciona como unas tijeras moleculares que cortan el ADN. (En la naturaleza, las bacterias utilizan el sistema CRISPR-Cas9 para cortar y desactivar el código genético de los virus invasores.) El otro consiste en un ARN guía que dirige esas tijeras (Cas9) hacia la secuencia de nucleótidos (las “letras” que conforman el ADN) específica que se pretende cortar.
La técnica CRISPR podría contribuir a reducir nuestra dependencia de los pesticidas tóxicos
La precisión de esta guía es asombrosa; gracias a ella es posible insertar una nueva secuencia sintética de ADN en cualquier posición de los miles de millones de nucleótidos que conforman nuestro genoma. Cuando llega a su destino, la enzima Cas9 escinde la secuencia de ADN no deseada. Para remendar el corte producido, la célula inserta la cadena de nucleótidos que ha sido entregada en el paquete CRISPR (el ARN guía, la Cas9 y la nueva secuencia de ADN).
Basándose en los patrones de otras enfermedades transmitidas por mosquitos, los Centros para el Control y la Prevención de las Enfermedades de Estados Unidos calculan que cuando la epidemia de zika en Puerto Rico llegue a su fin, al menos la cuarta parte de los 3,5 millones de puertorriqueños podrían haber contraído la enfermedad. Eso significa que miles de mujeres embarazadas podrían infectarse. MÁS INFORMACIÓN NACE EL PRIMER HUMANO CON 3 PADRES GENÉTICOS
Hoy en día, la única respuesta eficaz contra el Zika supondría rociar toda la isla con insecticida. Según James y otros, editar los mosquitos con la técnica CRISPR y recurrir al impulso genético para que esos cambios sean permanentes es un enfoque mucho mejor.
El impulso genético permite saltarse las reglas tradicionales de la herencia. Normalmente, los descendientes de cualquier animal que se reproduzca sexualmente reciben una copia de un gen de cada progenitor. Pero algunos genes son “egoístas”: la evolución les ha concedido una probabilidad de ser heredados superior al 50 %. En teoría, los científicos podrían combinar la técnica CRISPR con el impulso genético para alterar el código genético de una especie acoplando una determinada secuencia de ADN a ese gen tan favorecido antes de dejar que los animales se apareen de forma natural. Ambas técnicas juntas podrían imponer casi cualquier rasgo genético en una población.
El año pasado, en un estudio publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, James usó CRISPR para modificar genéticamente una variedad de mosquitos del género Anopheles e incapacitarlos para transmitir el parásito de la malaria.
«Llevo décadas trabajando en el anonimato. Pero ya no es así, el teléfono no para de sonar desde hace semanas», me dice James. La lucha contra el mosquito Aedes aegypti, portador de un sinfín de patógenos diferentes, requeriría un enfoque ligeramente distinto. “Lo que habría que hacer es diseñar un impulso genético que convierta en estériles a los insectos –me explica–. No tendría sentido crear un mosquito resistente al Zika si luego puede seguir transmitiendo el dengue y otras enfermedades.”
Para combatir el dengue, James y sus colegas han diseñado unos paquetes de CRISPR que podrían borrar un gen natural del progenitor silvestre y sustituirlo por una versión que causaría esterilidad en los descendientes. Si se liberara una cantidad suficiente de esos mosquitos para que procrearan, en unas pocas generaciones (que no suelen durar más de dos o tres semanas cada una) la especie entera portaría esa versión modificada.
James es consciente de que introducir una mutación para que se extienda rápidamente por una población silvestre podría tener unas consecuencias imprevistas y tal vez difíciles de revertir. “Ciertamente, liberar insectos modificados genéticamente en un laboratorio tiene sus riesgos –reconoce–, pero creo que el peligro que supone no hacerlo es mucho mayor”. MÁS INFORMACIÓN 4 CIENTÍFICAS EXTRAORDINARIAS
Han pasado más de 40 años desde que los científicos descubrieron la manera de aislar secuencias de nucleótidos de los genes de un organismo e insertarlas en el genoma de otro para introducir unos rasgos determinados. Los biólogos moleculares estaban entusiasmados con las posibilidades que las técnicas de recombinación del ADN y la transgénesis ofrecían a sus investigaciones. Sin embargo, también se dieron cuenta de que si transferían ADN entre especies, tal vez traspasarían involuntariamente virus y otros patógenos, lo que podría causar enfermedades imprevistas para las cuales quizá no existiría protección natural, ni tratamientos ni cura.
Los propios científicos fueron los primeros que se alarmaron ante semejante riesgo. En 1975, biólogos moleculares de todo el mundo se reunieron en la costa de California para debatir sobre los desafíos que planteaba esta nueva tecnología. En aquel encuentro, convinieron una serie de salvaguardas, entre las cuales figuraba la implementación de ciertos niveles de seguridad en el laboratorio proporcionales a los posibles riesgos inherentes a los experimentos.
Pronto quedó patente que aquellas medidas de protección parecían funcionar y que los beneficios potenciales eran enormes. La ingeniería genética empezó a mejorar las vidas de millones de personas. Por ejemplo, los diabéticos empezaron a disponer de suministros constantes de insulina modificada genéticamente en el laboratorio mediante la introducción de genes de insulina humanos en bacterias que después se cultivan en grandes tanques. Los cultivos modificados genéticamente, más productivos y resistentes a herbicidas e insectos, empezaron a transformar buena parte del panorama agrícola del mundo.
No obstante, aunque la medicina derivada de la ingeniería genética se ha aceptado ampliamente, no ha ocurrido lo mismo con los cultivos producidos de forma similar, pese a los numerosos estudios que demuestran que su consumo no es más peligroso que el de cualquier otro alimento.
CRISPR puede dar una salida a este atolladero científico y cultural. Desde el inicio de la era de la recombinación genética, los términos transgénico y OMG (organismo modificado genéticamente) se han relacionado con la práctica de combinar en un laboratorio el ADN de especies que nunca podrían aparearse en la naturaleza. Pero los científicos tienen la esperanza de que el uso de la técnica CRISPR para alterar el ADN sirva para atenuar la oposición, ya que permite a los investigadores modificar genes concretos sin tener que introducir ADN de otras especies.
El arroz dorado, por ejemplo, es un OMG que contiene los genes necesarios para producir vitamina A en la parte comestible del grano, algo que no ocurre de forma natural en las plantas de arroz. Hasta medio millón de niños se quedan ciegos cada año en los países en vías de desarrollo por falta de vitamina A, pero los activistas anti OMG han actuado contra la investigación en este campo y han impedido la comercialización de este tipo de arroz. Con la tecnología CRISPR, los científicos podrían casi con toda certeza lograr el mismo resultado modificando los genes que ya están activos en la planta de arroz.
Científicos de Japón han empleado la técnica CRISPR para prolongar la vida de los tomates desactivando los genes que controlan la maduración. Por su parte, la investigadora Caixia Gao y su equipo de la Academia China de Ciencias de Beijing han creado una variedad de trigo resistente al oídio, una infección fúngica, mediante la eliminación de las tres copias de un gen de dicho cereal. MÁS INFORMACIÓN ¿POR QUÉ EXISTEN TANTAS RAZAS?
Los agricultores llevan miles de años modificando el genoma de especies cultivables, cruzándolas entre sí. CRISPR simplemente ofrece una manera más precisa de hacer lo mismo. En algunos países, entre ellos Alemania, Suecia y Argentina, las autoridades han establecido una distinción entre los OMG y los organismos modificados genéticamente con herramientas tales como CRISPR. Hay indicios de que la Administración de Alimentos y Fármacos de Estados Unidos podría seguir los mismos pasos, lo que haría que los productos creados con CRISPR fuesen más accesibles y regulables que cualquier otra clase de alimentos o medicamentos modificados genéticamente. Que la sociedad acabe beneficiándose de ellos todavía está por ver.
El potencial de CRISPR en el campo de la medicina es también inmenso. Por ahora ya ha transformado la investigación del cáncer, facilitando la modificación de células tumorales en el laboratorio para probar en ellas diferentes fármacos y observar cuál puede detener su crecimiento. Tal vez dentro de poco los médicos podrán emplear esta tecnología para tratar directamente algunas enfermedades.
Se podría, por ejemplo, extraer células madre de hemofílicos para editarlas y corregir el defecto genético que causa la enfermedad. Esas células sanas se podrían luego insertar en el cuerpo del paciente para repoblar su sistema circulatorio.
Tal vez dentro de poco los médicos podrán emplear esta tecnología para tratar directamente algunas enfermedades
En los próximos dos años tal vez seamos testigos de un avance médico más trascendente si cabe, y que tiene que ver con los miles de personas que aguardan un trasplante. Los científicos llevan años buscando un método para utilizar los órganos de animales y paliar la escasez de donantes humanos. El cerdo siempre ha sido considerado el mamífero idóneo como donante de órganos, en parte porque estos son de un tamaño similar a los nuestros. El problema es que el genoma del cerdo está lleno de virus conocidos como PERV (acrónimo en inglés de retrovirus endógenos porcinos), semejantes al virus que causa el sida y que son capaces de infectar células humanas. Hasta hace poco, nadie ha sido capaz de eliminar esos retrovirus porcinos.
Ahora, gracias al empleo de la tecnología CRISPR para editar el genoma de los órganos del cerdo, parece que los investigadores van por el buen camino hacia la solución de ese problema. Un grupo liderado por George Church, profesor de la Facultad de Medicina de Harvard y del MIT, ha usado esta técnica para eliminar las 62 copias de PERV presentes en el genoma de células renales de cerdo. Fue la primera vez que se introdujeron en un genoma tantos cambios celulares al mismo tiempo.
Cuando los científicos mezclaron con células humanas esas células porcinas editadas, ninguna de las células humanas resultó infectada. El equipo también experimentó con otro conjunto de células porcinas modificando 20 genes que causan reacciones en el sistema inmunitario humano, lo que también sería de una importancia crucial para el éxito de este tipo de trasplantes.
Church ya ha clonado esas células editadas y ha empezado a cultivarlas en embriones de cerdos. El científico tiene previsto comenzar los ensayos con primates dentro de uno o dos años. Si los órganos trasplantados funcionan correctamente y el sistema inmunitario de los primates no los rechaza, el siguiente paso sería realizar ensayos con seres humanos, un proceso que, según me dijo, calcula podría estar listo en un plazo de apenas 18 meses. Y añadió que es muy importante tener presente que para muchas personas la única alternativa al riesgo que suponen estos ensayos es una muerte segura.
Church siempre ha estado buscando la manera de hacer trasplantes en pacientes que, por su estado de salud, no se consideran aptos para entrar en una lista de espera para recibir un órgano. “En Estados Unidos, muchas de las decisiones que se toman sobre quién recibe o no un trasplante se basan en las otras afecciones que tenga el paciente –dice–. Muchas personas son rechazadas por tener enfermedades infecciosas o problemas con el abuso de sustancias… un sinfín de motivos. Y además existe la idea de que esa gente no se beneficiaría de un trasplante. Pero por supuesto que se beneficiaría. Y si dispusiéramos de una cantidad abundante de órganos, se podría trasplantar a todo el mundo.”
El hurón de pies negros figura entre los mamíferos más amenazados de América del Norte. En los últimos 50 años los ecólogos han dado dos veces por extinguida esta especie que en otro tiempo era tan abundante en la región de las Grandes Llanuras. Poco le ha faltado: todos los hurones de pies negros que hoy viven descienden de siete ejemplares hallados en 1981 en un rancho ganadero de Meeteetse, en Wyoming.
Pero debido a la fuerte endogamia, los hurones tienen una diversidad genética extremadamente reducida, lo que dificulta la supervivencia de cualquier especie. “Los hurones son el clásico ejemplo de una especie que podría salvarse gracias a la tecnología genómica”, afirma Ryan Phelan, miembro de Revive & Restore, una entidad que coordina diferentes esfuerzos para aplicar la genómica a la conservación de especies. Junto con Oliver Ryder,del Zoo Congelado de San Diego, Phelan y sus colegas están intentando aumentar la diversidad de los hurones introduciendo en su genoma ADN procedente de dos especímenes conservados hace 30 años.
El proyecto de Phelan puede abordar dos amenazas inmediatas e interrelacionadas. La primera es la falta de comida: la población de perrillos de las praderas, la principal presa de los hurones, se ha visto diezmada por la peste selvática, una enfermedad causada por la misma bacteria que provoca la peste bubónica en los humanos. Y la segunda: la peste selvática también es letal para los hurones, que se infectan al comer los perrillos de las praderas muertos por esta enfermedad. Una vacuna contra la peste que afecta a los humanos, desarrollada en la década de 1990, también parece inmunizar de por vida a los hurones. El Servicio de Pesca y Vida Salvaje de Estados Unidos ha capturado, vacunado y liberado tantoshurones como ha podido, y hoy hay varios centenares en libertad. Pero este enfoque tan individualizado no sirve para proteger toda la especie. MÁS INFORMACIÓN DESCUBIERTA LA PRIMERA RANA FLUORESCENTE DEL MUNDO
Kevin Esvelt, profesor asociado del MIT Media Lab, quien desarrolló junto con Church parte de la tecnología CRISPR combinada con el impulso genético, ha propuesto una solución más sofisticada. Describe su proyecto como si se tratara de esculpir la evolución. “Lo único que hace falta es conferir resistencia”, explica, mediante la codificación de anticuerpos generados por la vacunación, y después editarlos para introducirlos en el ADN de los hurones.
Esvelt cree que un enfoque similar no solo podría ayudar a los hurones a resistir a la peste, sino que también contribuiría a erradicar la enfermedad de Lyme, causada por una bacteria transmitida por unas garrapatas que suelen parasitar los ratones de patas blancas, reservorio natural de la enfermedad.
Si en el ADN de esos ratones se pudiera introducir la resistencia a la enfermedad de Lyme y difundirla entre la población silvestre, dicha enfermedad se podría reducir o erradicar, con un impacto ecológico apenas visible. No obstante, Esvelt y Church tienen la convicción de que semejante experimento no se debería intentar si no se cuenta con la participación de la opinión pública y si los científicos que lo lleven a cabo no disponen de algún sistema de reversión, algo así como un antídoto. De ese modo, si la alteración genética tuviera unas consecuencias ecológicas imprevistas, se podría introducir el antídoto entre la población para dar marcha atrás.
Los hurones de pies negros no son la única especie que se podría salvar gracias a la tecnología CRISPR combinada con el impulso genético. La avifauna de Hawai está desapareciendo rápidamente, en gran parte por culpa de un tipo de malaria que infecta a las aves. Antes de que los balleneros llevaran los mosquitos a la isla a principios del siglo XIV, las aves del archipiélago de Hawai no estaban expuestas a las enfermedades transmitidas por mosquitos y, por tanto, carecían de inmunidad. Ahora solo quedan 42 de las más de 100 especies endémicas del archipiélago, y tres cuartas partes de ellas están en peligro. La malaria aviar no es la única amenaza para lo que queda de las aves nativas de Hawai, pero si no se le pone freno –y la edición genética parece ser la mejor forma de hacerlo–, probablemente acaben desapareciendo todas.
Jack Newman fue jefe del departamento científico de Amyris, compañía pionera en el desarrollo de una forma sintética de la artemisinina, el único fármaco realmente eficaz para el tratamiento de la malaria en humanos. Ahora centra la mayor parte de sus esfuerzos en la eliminación de enfermedades aviares transmitidas por mosquitos. El único método que existe actualmente para proteger las aves de la malaria consiste en matar los mosquitos rociando sustancias químicas sobre una extensa región. E incluso esa práctica tiene un éxito limitado.
Muchos de estos insectos viven y crían en los huecos de los árboles o en las grietas de las rocas. Para alcanzarlos con insecticidas sería casi imprescindible envenenar buena parte de la flora y fauna de los bosques hawaianos. En cambio, la edición genética, que serviría para crear mosquitos estériles, ayudaría a salvar las aves sin destruir sus hábitats. “El uso de la genética para salvar estas especies es solo un método, dirigido con suma precisión, para enfrentarse a diversos problemas medioambientales –afirma Newman–. La malaria aviar está acabando con la fauna de Hawai, y hay una forma de impedirlo. ¿Nos vamos a quedar de brazos cruzados?”
En febrero de este año, James Clapper, director de la Inteligencia Nacional de Estados Unidos, advertía en su informe anual ante el Senado que ciertas tecnologías como CRISPR se deberían considerar posibles armas de destrucción masiva. Muchos científicos calificaron esas declaraciones de infundadas, o como mínimo exageradas. No obstante, sería de miopes pensar que con estas nuevas herramientas moleculares no existe la posibilidad de hacer daño (especialmente si es de forma accidental). Los científicos más implicados en avances como CRISPR coinciden en que cuando empiezas a jugar con la genética de otras especies, por no hablar de la nuestra, puede no ser fácil, o incluso posible, dar marcha atrás.
“¿Qué consecuencias indeseadas podría tener la edición del genoma?”, se pregunta Jennifer Doudna mientras hablamos en su despacho de la Universidad de California en Berkeley, donde imparte química y biología molecular. En 2012, Doudna y su colega francesa Emmanuelle Charpentier fueron las primeras en demostrar, por separado, que CRISPR se podría emplear para editar ADN purificado en el laboratorio. Por haber desarrollado una tecnología de edición genómica que permite reescribir el genoma y corregir genes defectuosos con un nivel de precisión sin precedentes obtuvieron en 2015 el Premio Princesa de Asturias de Investigación Científica y Técnica. “No sé si sabemos lo suficiente del genoma humano, o de cualquier otro genoma, para responder esa pregunta a ciencia cierta. Pero esta tecnología se utilizará independientemente de si sabemos lo suficiente o no.”
Cuanto más rápido impulsa la ciencia el progreso de la humanidad, más temible parece. Es probable que pronto se pueda experimentar con kits de edición genética basados en CRISPR de la misma forma que las anteriores generaciones jugaban con equipos de radioaficionados o con ordenadores rudimentarios. Es lógico asustarse ante un panorama lleno de aficionados usando herramientas que pueden alterar la genética básica de plantas y animales, pero las ventajas de estas herramientas también son reales, tanto como los riesgos que supone ignorarlas. Los mosquitos causan mucho sufrimiento en todo el mundo, y erradicar la malaria o cualquier otra enfermedad de las que son vectores sería uno de los mayores logros de la medicina. Aunque es demasiado pronto para plantearse el uso de CRISPR en embriones humanos viables, hay otras formas de editar la línea germinal humana que podrían curar enfermedades sin llegar a modificar el linaje genético de nuestra especie.
Los niños que nacen con la enfermedad de Tay-Sachs, por poner un ejemplo, carecen de una enzima imprescindible para que el cuerpo metabolice ciertos lípidos presentes en el cerebro. Es una enfermedad muy rara que solo se da cuando ambos progenitores transmiten al hijo su versión defectuosa del gen en cuestión. Con CRISPR sería fácil tratar el material aportado por uno de los progenitores (por ejemplo, el esperma del padre) para asegurar que el hijo
no reciba dos copias del gen defectuoso. Este tipo de intervención sin duda salvaría vidas y reduciría la probabilidad de recurrencia de la enfermedad. En la actualidad ya se puede lograr un resultado parecido con la fecundación in vitro: se implanta un embrión carente del gen defectuoso y así se garantiza que el hijo no transmita el trastorno a la generación siguiente.
Cuando nos enfrentamos a riesgos difíciles de evaluar, tenemos una fuerte tendencia a decantarnos por la inacción. Pero cuando hay millones de vidas en juego, la inacción es en sí misma un peligro. El pasado mes de diciembre se celebró en Washington un encuentro al que acudieron científicos de todo el mundo para debatir sobre los problemas éticos que entrañan estas decisiones. Y más debates están por venir. Jamás habrá respuestas sencillas, pero en ausencia de un marco regulatorio –inexistente todavía en lo que se refiere a la edición del ADN humano–, el enorme potencial de esta revolución podría verse eclipsado por el miedo.
“Gracias a las técnicas de impulso genético y de CRISPR, ahora tenemos un poder sobre todas las especies que nunca habíamos imaginado –dice Hank Greely, director del Centro de Derecho y Biociencias de la Universidad Stanford–. Los beneficios potenciales que podemos lograr son inmensos, pero debemos reconocer que estamos tratando con un poder nuevo, y buscar la manera de garantizar que lo usamos con sabiduría. Actualmente no estamos preparados para ello, y no tenemos tiempo que perder.”
