2024-06-21CRISPR-Cas9 y la vanguardia de la edición genética
Revista Virtual Pro |Existen hitos científicos y tecnológicos que cambiaron la historia de la humanidad, sucesos que crearon un antes y un después de la innovación. Desde el descubrimiento del fuego, pasando por la creación de la imprenta, la máquina de vapor, los antibióticos, el motor de combustión, la computación y, recientemente, la Inteligencia Artificial (IA), la ciencia ha transformado la historia de manera irreversible, generando que las cosas no vuelvan a ser como antes. En este sentido, uno de los logros científicos y tecnológicos más importantes en la historia de la humanidad es la edición genética por medio de la técnica CRISPR (Repeticiones Palindrómicas Cortas Agrupadas y Regularmente Espaciadas), un proceso en el que las proteínas CAS cortan el ADN por medio de la proporción adecuada de ARN de reconocimiento.La revolucionaria tecnología CRISPR nació a partir del estudio del sistema inmunológico que emplean una gran cantidad de bacterias y arqueas para combatir los virus. En este proceso, las proteínas de la bacteria, denominadas Cas1 y Cas2, retienen pequeños fragmentos de ADN de los virus bacteriófagos intrusos para asimilarlos y adherirlos a su propio genoma. Con esta información del código genético vírico, las bacterias pueden reconocer y destruir el ADN viral durante una infección.
El CRISPR, unas tijeras moleculares naturales de precisión en las bacterias.
En 2020, las científicas Emmanuelle Charpentier y Jennifer A. Doudna fueron galardonadas con el Premio Nobel de Química por el descubrimiento del método de edición genética CRISPR/Cas9. En el método CRISPR se utiliza ARN guía y la proteína Cas9 para identificar y cortar áreas específicas del ADN.
Fuente: SINC (2023).
De forma natural, las tijeras genéticas de las bacterias por medio del ARN y la proteína detectan el área indicada del ADN de los virus para inhabilitarlos. En 2012, Charpentier y Doudna lograron con la proteína Cas9 obtener el control y la precisión para cortar cualquier fragmento molecular de ADN seleccionado. Después del corte el sistema de reparación genética del ADN naturalmente actúa o se induce la reparación del corte por medio de una plantilla de la secuencia de ADN homóloga a las dos partes de la doble hebra de ADN cortado. El logro de las científicas se convirtió en un hito científico de la edición de genes con el cual se puede reescribir el código genético de la vida.
El CRISPR-Cas9 revolucionó la ciencia biomédica con la generación de un procedimiento de edición genética rápido y práctico. Esta tecnología de ingeniería genética es útil para la modificación de genes de bacterias, hongos, levaduras, animales, plantas e incluso en seres humanos. Su campo de acción va más allá de las múltiples e increíbles aplicaciones para la medicina. Este avance transformará en gran medida la agricultura y la industria de alimentos.
En el campo de la medicina se está trabajando en proyectos para la erradicación del VIH, el tratamiento de enfermedades como el síndrome de Angelman, la fibrosis quística, el Huntington, el autismo, la distrofia muscular de Duchenne y varios tipos de cáncer. El desarrollo de CRISPR-Cas9, en conjunto con las mejoras en aplicaciones de ARN mensajero, augura nuevas y mejores vacunas para diversas enfermedades. Esta tecnología también es una herramienta con la cual se pueden crear tratamientos para enfermedades genéticas, monogénicas e infecciosas. En el área farmacéutica el avance puede ser empleado en la innovación de nuevos medicamentos. A pesar de todos estos beneficios para el sector de la medicina, existe un debate bioético sobre el control biológico y la mejora genética de seres humanos.
Esta técnica de edición molecular de genes también está evolucionando la agricultura con la edición genética de semillas, permitiendo que las plantas y los frutos sean resistentes a plagas, pesticidas y tengan la capacidad de adaptarse a diversos climas. El CRISPR-Cas9 también puede ser empleado en la mejora del sabor, el color, el tamaño y el tiempo de duración, tanto del grado de maduración de frutas y verduras como el de descomposición de las mismas. Aunque este avance puede asegurar la seguridad alimentaria del planeta, existe el riesgo de que estos cambios en los genes de las plantas, frutas y verduras alteren la biodiversidad y que presenten peligros para la salud humana a futuro.
El CRISPR-Cas9 además, puede ser utilizado para la edición genética de los animales. En este sentido, el consorcio internacional sin ánimo de lucro Target Malaria está trabajando en la edición genética del mosquito que transmite la malaria, con el objetivo de eliminar esta enfermedad en el continente africano. Varios proyectos también están trabajando con los insectos que transmiten enfermedades como el zika y la fiebre amarilla.
Mosquito Anopheles que puede transmitir parásitos del género Plasmodium, causantes de la malaria en humanos. Fuente: PHIL (2004)
En 2024, Bill Gates dio a conocer una fábrica en Colombia donde se están creando mosquitos modificados genéticamente para el control de enfermedades. Hace pocos años, varios laboratorios humanizaron ratones con el método CRISPR-Cas9 para probar vacunas y tratamientos contra el SARS-CoV-2. En Uruguay, científicos del Instituto Pasteur están utilizando la tecnología de edición para modificar genéticamente animales de granja. El objetivo es que sean resistentes a enfermedades.
En 2018, el científico chino He Jiankui utilizó la técnica CRISPR-Cas9 para modificar el ADN de tres niñas, logrando que fueran resistentes al VIH. El acto se convirtió en un escándalo a nivel mundial, Jiankui fue condenado a tres años de cárcel y fue liberado en 2022 según varios medios de comunicación. Un año después el investigador declaró en el diario hongkonés South China Morning Post que seguirá trabajando en sus investigaciones sobre edición genética, ahora empleando tecnologías de Inteligencia Artificial (IA).
A principios de 2024, la Comisión Europea aprobó el uso de la tecnología para realizar una terapia denominada Casgevy. Un tratamiento efectivo para personas con anemia de células falciformes con crisis vasooclusivas y el trastorno beta talasemia en personas que requieren continuas transfusiones de sangre. Este primer tratamiento, donde se emplea la técnica CRISPR-Cas9 en humanos, también ha sido autorizado en Estados Unidos y Reino Unido, sin embargo, aún es demasiado costoso.
Otros avances como la Inteligencia Artificial (IA), la computación cuántica y la biología molecular harán que la edición por medio de la técnica CRISPR-Cas9 se potencialice para mejorar desarrollos en campos como la salud, la agricultura y la industria de alimentos.
A pesar del alto potencial de esta herramienta en el campo de la edición genética, se resaltan los riesgos y peligros técnicos, biológicos, éticos y regulatorios como: la generación de mutaciones no deseadas o alteraciones impredecibles en el genoma objetivo. También es necesario garantizar que los procedimientos funcionen con la misma eficacia en las diversas aplicaciones.
En el área terapéutica se deben revisar las respuestas inmunitarias de los seres humanos a la proteína Cas9 y los mecanismos de reparación del corte de moléculas de ADN, ya que una imprecisión en esta reparación puede provocar efectos desastrosos. Otro riesgo es el mosaicismo en organismos multicelulares cuando algunas células no adquieren la modificación deseada.
Finalmente, con respecto a las consideraciones éticas, los debates y regulaciones sobre la edición genética son fundamentales, especialmente en lo que respecta a la edición de células germinales. Este tipo de intervención podría potencialmente diseñar características genéticas que se transmitirán a las generaciones futuras.
Mauro Sastoque Campos
Periodista, escritor y diseñador para la Comunicación Gráfica.
Virtualpro
[email protected]
Referencias
Andrés, R. (25 de febrero de 2024). Bill Gates ha invertido en una nueva factoría en Colombia. Su producto: mosquitos modificados para controlar epidemias. Xataka.
Disponible aquí
Ansede, M. (14 de febrero de 2024). La Comisión Europea aprueba el primer tratamiento de edición genética con CRISPR. El País.
Disponible aquí
Broom, D. (5 de abril de 2024). CRISPR: 5 formas en que la edición genética impacta el futuro de los alimentos y la salud. Foro Económico Mundial.
Disponible aquí
Celis-Pinzón, L. J. (2024). Excepciones de patentabilidad: enfoque desde el caso de la tecnología CRISPR-Cas9. ¿Constituye una vulneración al orden público, la moral y las buenas costumbres? Revista la Propiedad Inmaterial 37, 65-101.
Disponible aquí
Davis-Plüss, J. (24 de enero de 2024). La controversia detrás de la edición del genoma en alimentos. SWI swissinfo.ch.
Disponible aquí
Infante-López, D. V., Céspedes-Galvis, M. F. y Wilches-Flórez, A. M. (2021). CRISPR-Cas9: El debate bioético más allá de la línea germinal. Pers.bioét, 25(2).
Disponible aquí
DW (21 de febrero de 2023). Científico que modificó genes de bebés seguirá investigando. dw.com.
Disponible aquí
Infante-López, D. V., Céspedes-Galvis, M. F., y Wilches-Flórez, Á. M. (2022). CRISPR-Cas9: el debate bioético más allá de la línea germinal. Persona y BioéTica, 25(2), 1-18.
Disponible aquí
Jinek, M., Chylinski, K., Fonfara, I., Hauer, M., Doudna, J. A., y Charpentier, E. (2012). A programmable dual-RNA-guided DNA endonuclease in adaptive bacterial immunity. Science, 337(6096), 816–821.
Disponible aquí
Menchaca, A., Dos Santos-Neto, P. C., Mulet, A. P., & Crispo, M. (2020). CRISPR in livestock: From editing to printing. Theriogenology, 150, 247–254.
Disponible aquí
Méndez, J. (28 de noviembre de 2017). El editor genético CRISPR explicado para principiantes. SINC.
Disponible aquí
Putorti, E. (1 de marzo de 2023). CRISPR/Cas9, la revolucionaria «tijera genética» ganadora del Nobel. Gruppo San Donato.
Disponible aquí
Taniguti, N. (3 de junio de 2022). CRISPR/Cas9: edición de adn y tratamiento de enfermedades. Blog Mendelics.
Disponible aquí
SINC. (22 de marzo de 2023). Así funciona CRISPR, la revolucionaria herramienta de edición de ADN. [Fotografía].
Disponible aquí
SINC. (7 de octubre de 2020). Charpentier y Doudna, descubridoras de las tijeras géneticas CRISPR, ganan el Premio Nobel de Química. SINC.
Disponible aquí
Sternberg, S. H. (2018). “La revolución biológica de la edición genética con tecnología CRISPR”. Artículo del libro ¿Hacia una nueva Ilustración? Una década trascendente. BBVA.
Disponible aquí
Hunt, K. (13 de marzo de 2023). Cómo avanza la edición genética humana tras el escándalo de las bebés CRISPR. CNN.
Disponible aquí
UNAM. (s. f.). Edición genética en humanos, solo con fines terapéuticos y sin afectar a generaciones futuras. UNAM.
Disponible aquí
Publicación virtual académico-científica, indexada a nivel Latinoamérica. Presenta la información de una forma innovadora a través de documentos hipertexto, multimedia e interactivos que complementan el proceso de enseñanza-aprendizaje en diferentes programas académicos relacionados con procesos industriales. Cuenta con un comité editorial y científico internacional ad honorem presente en diferentes países de Latinoamérica.
2024-09-19
Cómo educar para la paz y democracia en América Latina
Tres universidades católicas se unieron para abordar los serios retos y amenazas que enfrenta la democracia en la región. El Simposio Permanente Educar para la Democracia -conformada por la UC, la Pontificia Universidad Católica del Perú y la Pontificia Universidad Javeriana de Colombia- realizó esta semana un encuentro en Santiago, que reunió a expertos internacionales, rectores, académicos y estudiantes.
2024-09-19
La revolución industrial más profunda está en marcha en la órbita baja terrestre
Si bien la exploración del espacio profundo es fundamental para avanzar en nuestra comprensión de tantas preguntas sin respuesta sobre el universo y nuestro lugar en él, es igualmente fundamental que el gobierno de los Estados Unidos y la industria privada trabajen juntos para liderar la comercialización de la órbita terrestre baja (LEO) y capturar la nueva economía espacial masiva resultante.
2024-09-19
Allanar el camino para unas redes de comunicación cuántica seguras
Unos investigadores trabajan con átomos artificiales para realizar el primer experimento de comunicación cuántica interurbana, lo que demuestra cómo la información transmitida puede ser protegida de las ciberamenazas.
2024-09-18
Reloj nuclear: conoce cómo se ha construido y sus usos
¿Alguna vez has imaginado medir el tiempo con una precisión tan extraordinaria que desafíe nuestras propias leyes físicas? Con el primer prototipo de reloj nuclear, una nueva era en la medición del tiempo está por comenzar. ¿Qué impacto tendrá este avance en nuestra comprensión del tiempo y el universo? Descubre cómo este reloj podría transformar el futuro.
2024-09-17
3 preguntas: El pasado, el presente y el futuro de la ciencia de la sostenibilidad
El profesor Ronald Prinn reflexiona sobre lo lejos que ha llegado la sostenibilidad como disciplina y dónde empezó todo en el MIT.
2024-09-17
El embarazo renueva el cerebro. Así es como se ve
Las exploraciones cerebrales de la neurocientífica Liz Chrastil ofrecen la visión más clara hasta el momento de los cambios neuronales en el embarazo.
