¿Qué es la técnica CRISPR y cuáles son sus aplicaciones?
La genética es la ciencia encargada del estudio de los genes, así como de las moléculas de ADN y ARN. Este campo ha realizado avances muy importantes en los últimos años, desarrollando herramientas que permiten modificar las secuencias de ADN de los organismos. Una de las más novedosas es la técnica CRISPR, que posee una gran facilidad de uso y múltiples aplicaciones.
Todos los seres vivos poseen moléculas de ADN y ARN, las que contienen información que determina las características de los mismos. La información de estas moléculas microscópicas ha sido objeto de estudio durante muchos años.
La edición genética es uno de los logros más importantes de la ciencia. De hecho, estudios afirman que existen diversos ensayos clínicos en genes humanos para tratar enfermedades. La aplicación de la edición genética puede generar un cambio en diversas áreas, sobre todo en la salud.
¿Qué es la técnica CRISPR-Cas9?
La técnica CRISPR-Cas9 es una de las 3 herramientas de edición genética disponibles en la actualidad. Se basa en las regiones CRISPR de las bacterias. La palabra CRISPR es un acrónimo pronunciado como crisper. Proviene de las siglas en inglés para «repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente espaciadas».
Estas repeticiones palindrómicas se caracterizan por poseer una secuencia de nucleótidos y espaciadores. Los nucleótidos son las unidades básicas que conforman una molécula de ADN. Por su parte, los espaciadores son fragmentos de ADN que se intercalan entre los nucleótidos.
Los espaciadores funcionan como una fuente de información adicional, por lo que alteran la genética del organismo. Un estudio publicado establece que las bacterias añaden secuencias del ADN viral como espaciadores para su defensa ante un virus determinado. Los mismos permiten crear enzimas específicas que cortarán un segmento de ADN sin alterar la información genética del organismo.
La técnica CRISPR para la modificación genética se creó de forma oficial en el año 2012. Fue ideada por las científicas Jennifer Doudna y Emmanuelle Charpentier. La idea era crear una herramienta sencilla, rápida y económica que permitiera modificar una secuencia de ADN e introducir cambios con suma precisión.
¿Cómo funciona?
Este método también se conoce como tijeras genéticas o copia-pega genético y su mecanismo de acción es muy sencillo. Puede emplear múltiples enzimas, aunque la que se utiliza con mayor frecuencia es la Cas9. Primero se debe introducir en la célula una molécula de ARN que codifique a la enzima Cas9 y un ARN guía.
El ARN guía le indicará a la enzima el segmento específico de ADN que se debe cortar. El corte se realiza con suma precisión, tal y como sucede en el interior de las bacterias. Los especialistas también deben introducir en la célula la secuencia de ADN que se desea insertar.
Después del corte del ADN, la célula iniciará el proceso de reparación genética e introducirá la secuencia deseada a la cadena principal. Las secuencias insertadas son creadas en laboratorios especializados, sin embargo, conservan el nombre CRISPR en honor al mecanismo bacteriano.
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¿Para qué se puede usar la técnica CRISPR-Cas9?
Las posibilidades que ofrece la edición genética son inimaginables. Las mismas pueden ir desde la corrección de genes defectuosos y la erradicación de enfermedades, hasta la producción de cultivos más resistentes. L a técnica CRISPR no cuenta con una aplicación específica en la actualidad, por lo que solo se emplea en el ámbito de la investigación.
Muchos laboratorios han utilizado esta herramienta para estudiar diferentes fenómenos y conocer todos sus misterios. CRISPR-Cas9 ha sido utilizada para crear plantas transgénicas y estudiar la reprogramación de las células madre. La misma también se ha empleado para conocer a profundidad ciertas enfermedades, como la esquizofrenia.
Uno de los campos donde esta técnica puede ser aprovechada es la biomedicina. Puede resultar una herramienta útil para tratar y prevenir enfermedades que alteren un solo gen en específico. Estas tijeras genéticas también ayudarían en las terapias contra el cáncer.
Entre los posibles usos que plantean los investigadores destacan los siguientes:
- Creación de cultivos que emitan menos contaminación.
- Realización de órganos, tejidos y células trasplantables a partir de animales.
- Fabricación de nuevas enzimas resistentes a los cambios de temperatura.
- Cultivo de pasto para vacas más fácil de digerir.
- Tratar enfermedades transmitidas por virus, como el VIH.
- Prevenir la transmisión de enfermedades heredables.
- Crear productos antibacterianos con un mayor espectro de acción.
¿Qué inconvenientes puede haber?
Una de las principales limitaciones que presenta la aplicación de la técnica CRISPR es el corte de ADN fuera del gen objetivo. Estudios afirman que es probable obtener efectos fuera del objetivo hasta en el 50 % de los casos. Estos cortes no deseados pueden tener graves consecuencias, e incluso convertir células sanas en cancerosas.
En algunos casos, los ARN guía y las modificaciones realizadas en el ADN pueden inducir la apoptosis, es decir, la muerte celular. Por su parte, también es posible desarrollar una respuesta inmune ante la enzima Cas9.
La introducción del CRISPR en el cuerpo humano es un gran desafío. Algunos de los virus empleados en la técnica pueden tener afinidad por diversas células, por lo que pueden afectar un tejido no deseado y generar cambios celulares.
Los problemas morales también han retrasado la aplicación clínica de la edición genética en general. Algunos investigadores han expresado su preocupación en cuanto al uso inadecuado. Se expone que pueden usarse para generar personas con características específicas en lugar de curar enfermedades.
Ensayos clínicos en humanos
Hasta el momento, los ensayos clínicos en humanos con la técnica CRISPR son muy limitados y se realizan en poblaciones pequeñas. Uno de los primeros experimentos generó gran controversia a nivel mundial. El mismo ocurrió en 2018 cuando el científico chino He Jiankui anunció el nacimiento de 2 gemelas resistentes al virus de inmunodeficiencia humana (VIH) modificadas con CRISPR-Cas9.
Dicho estudio se publicó en una revista especializada de China, sin embargo, la controversia aparece debido a los posibles efectos adversos a largo plazo. Además, He Jiankui ignoró todas las preocupaciones de la comunidad internacional en cuanto a la alteración de la línea de células germinales.
Por su parte, otro ensayo clínico en humanos realizado en China empleó la técnica CRISPR para tratar el cáncer de pulmón en 12 pacientes. El experimento consistió en la alteración de los linfocitos T de los pacientes para su posterior inoculación. Ninguno de los pacientes tratados desarrolló efectos adversos, aunque el estudio se encuentra en fase 1.
Alrededor del mundo existen decenas de ensayos clínicos en humanos con CRISPR. Además, múltiples estudios realizados in vitro han mostrado resultados prometedores en el tratamiento de enfermedades. Sin embargo, aún es necesario perfeccionar la técnica.
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Una técnica que debe perfeccionarse
La técnica CRISPR es uno de los descubrimientos científicos más revolucionarios de los últimos años. La misma permite cortar segmentos específicos de la cadena de ADN y modificar las características de una célula. Las numerosas aplicaciones podrían generar grandes avances en diversos campos, sobre todo en la medicina.
Por desgracia, posee múltiples limitaciones que han frenado su utilización a gran escala. En este sentido, los investigadores deben realizar más estudios y perfeccionar la técnica antes de poder emplearla en los seres humanos y explotar todo su potencial.
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