Nobel de Qu¨ªmica a las creadoras de la edici¨®n del genoma

La francesa Emmanuelle Charpentier y la estadounidense Jennifer Doudna han ganado el premio Nobel de Qu¨ªmica 2020 ¡°por el desarrollo de un m¨¦todo para la edici¨®n gen¨®mica¡±, seg¨²n ha anunciado hoy la Real Academia de Ciencias Sueca.

Ambas investigadoras reciben el galard¨®n por desarrollar la t¨¦cnica de edici¨®n gen¨®mica CRISPR/Cas9 que funciona como unas tijeras moleculares que permiten localizar cualquier secuencia del c¨®digo gen¨¦tico de cualquier animal, planta o microbio (CRISPR) y cortarlo (Cas9). Esta tecnolog¨ªa ha sido ¡°revolucionaria¡± para las ciencias de la vida, est¨¢ contribuyendo a desarrollar nuevas terapias contra el c¨¢ncer y puede hacer realidad la cura de muchas enfermedades hereditarias de origen gen¨¦tico, ha destacado la Academia.

Esta t¨¦cnica le da a los humanos por primera vez la capacidad de dirigir la evoluci¨®n de su especie, seg¨²n explica Doudna (Washington D.C. 1964) en su libro Una Grieta en la Creaci¨®n (Alianza). CRISPR permite editar el ADN nos solo de individuos actuales, sino de generaciones futuras, lo que abre un camino lleno de dilemas ¨¦ticos. En 2018, CRISPR permiti¨® la creaci¨®n de los primeros beb¨¦s humanos editados gen¨¦ticamente por el cient¨ªfico chino He-Jiankui en un experimento delirante por el que ha sido condenado a tres a?os de c¨¢rcel. Hace tan solo unas semanas un comit¨¦ internacional de cient¨ªficos alertaba de que aunque CRISPR es una t¨¦cnica ¡°todav¨ªa¡± insegura, la edici¨®n gen¨¦tica legal de los seres humanos en determinadas circunstancias es quiz¨¢s inminente.

El comit¨¦ del Nobel ha dejado fuera a otros cient¨ªficos que contribuyeron a descubrir el CRISPR, que es el sistema inmune que utilizan muchos microbios para identificar a los virus y cortarlos en pedazos usando tijeras moleculares hechas de prote¨ªnas Cas. Entre ellos destaca el espa?ol Francis Mojica, que en 1992 estudi¨® el CRISPR en microbios aislados de las salinas de Santa Pola e incluso les dio nombre.

El genoma de un ser vivo es una lista de miles de millones de letras de ADN que contienen toda la informaci¨®n necesaria para fabricar las prote¨ªnas que le permiten moverse, respirar, alimentarse. Mojica descubri¨® que el genoma de los microbios de Alicante estaba lleno de pal¨ªndromos: equivalentes a nombres como Ana que se leen igual hacia delante que hacia atr¨¢s. Entre ellos hab¨ªa secuencias de letras de ADN espaciadoras.

En 2003 Mojica sugiri¨® que esos pal¨ªndromos y sus espaciadores ten¨ªan una funci¨®n posiblemente protectora. Despu¨¦s se supo que era un cat¨¢logo de secuencias gen¨¦ticas de virus que los microbios incorporan a su propio ADN para poder identificarlas. Cuando esto sucede, producen una secuencia gen¨¦tica complementaria a la del virus que se abrocha a ella como una cremallera e inicia el proceso molecular para que las tijeras Cas cercenen los fragmentos gen¨¦ticos virales, parando la infecci¨®n. Era un sistema inmune bacteriano cuyo descubrimiento, sin embargo, fue rechazado por importantes revistas cient¨ªficas, que lo consideraron poco ¡°novedoso e importante¡±. Dos a?os antes, Mojica acu?¨® las siglas inglesas de CRISPR, ¡°repeticiones palindr¨®micas cortas agrupadas y regularmente espaciadas¡±. Su pareja le advirti¨® de que CRISPR le sonaba a nombre de perro, seg¨²n recuerda con sorna el genetista Llu¨ªs Montoliu en su libro Editando genes: recorta, pega y colorea. Mojica explica que le coment¨® el nombre a su colega Ruud Jansen, de la Universidad de Utrecht, y este fue quien lo public¨® por primera vez ¡ªreconociendo en parte el cr¨¦dito a Mojica¡ª.

¡°Es una noticia estupenda¡±, explica Mojica desde su despacho de la Universidad de Alicante. ¡°Lo he parido, le he puesto nombre y ahora le han dado el Nobel; esto me da la vida" se?ala. El investigador reconoce que era muy dif¨ªcil dar un Nobel al CRISPR en general, pues habr¨ªa que reconocer por lo menos a unos 30 cient¨ªficos que han participado en diferentes momentos. La Academia ha preferido centrarse en la herramienta concreta que desarrollaron Emmanuelle y Jennifer. ¡°Ellas fueron las primeras en publicarla, pero los que demostraron que pod¨ªa editar el genoma de c¨¦lulas eucariotas y de mam¨ªferos fueron Feng Zhang y George Church. As¨ª que si miras un poco antes o un poco despu¨¦s ya te salen cinco nombres. Es una soluci¨®n tan v¨¢lida como otra cualquiera¡±, a?ade Mojica, que asume que aqu¨ª termina su carrera hacia el Nobel.

El comit¨¦ del Nobel reconoce que en 2011 Emmanuelle Charpentier (Juvisy-sur-Orge, 1968) descubri¨® que una secuencia de ARN ¡ªla mol¨¦cula mediadora que lee el ADN y lo transforma en prote¨ªna¡ª en la bacteria Streptococcus pyogenes es esencial para que el microbio pueda cortar el ADN del virus y deshabilitarlo. Ese mismo a?o la francesa comenz¨® a colaborar con Jennifer Doudna, experta en ARN de la Universidad de California en Berkeley. Durante ese a?o y el siguiente se inspiraron en el sistema inmune microbiano para crear el CRISPR/Cas9, compuesto por dos secuencias de ARN cuyo objetivo era localizar y unirse a la secuencia exacta de ADN diana y la tijera Cas9, que la corta. Sus detalles se publicaron en Science en verano de 2012. Potencialmente, dec¨ªan, esta herramienta permit¨ªa editar ADN con gran precisi¨®n y facilidad.

En la pr¨¢ctica esta tecnolog¨ªa funciona como un editor de textos. Una vez cortado el ADN con CRISPR/Cas9, la maquinaria end¨®gena de la c¨¦lula repara el corte. ¡°Esta maquinaria se puede aprovechar a nuestro favor y obligarla a que introduzca las modificaciones en el ADN que nosotros queramos, por ejemplo la versi¨®n correcta de un gen cuya variante mutada produce una enfermedad¡±, explica Miguel ?ngel Moreno Mateos, investigador del Centro Andaluz de Biolog¨ªa del Desarrollo, que colabor¨® con Doudna en el desarrollo de unas nuevas tijeras moleculares, las Cas12a. "Es sin duda una revoluci¨®n en biolog¨ªa con aplicaciones hasta hace unos a?os inimaginables en ¨¢mbitos muy diversos como la agricultura, ganader¨ªa y por supuesto la medicina incluyendo la lucha contra la covid-19¡å, a?ade.

El CRISPR se ha usado para corregir enfermedades hereditarias en embriones humanos, se est¨¢ estudiando como cura para enfermedades sangu¨ªneas causadas por mutaciones en un solo gen y ha demostrado sus primeros ¨¦xitos para editar las c¨¦lulas inmunes de los pacientes para que puedan combatir tumores incurables. Los equipos de las dos Nobel est¨¢n sumidos en una guerra de patentes con sus hom¨®logos de EE UU debido a los posibles beneficios millonarios que puede suponer CRISPR.

La t¨¦cnica ha sido mejorada para editar el genoma humano de forma mucho m¨¢s segura. En la actualidad Doudna y muchos otros equipos trabajan en el uso de CRISPR para desarrollar m¨¦todos r¨¢pidos de diagn¨®stico del coronavirus e incluso sistemas capaces de eliminarlo. Usan tijeras moleculares que en este caso no cortan ADN sino ARN, la mol¨¦cula de la que est¨¢ hecho el genoma del SARS-CoV-2.

Durante la rueda de prensa de anuncio del premio, una periodista china ha preguntado a Charpentier: ¡°?Habla usted con dios¡±? Ella ¡ªal tel¨¦fono¡ª ha respondido: ¡°De ni?a me educaron en la fe cat¨®lica, pero ahora mi religi¨®n es la ciencia. Creo en lo que hago como cient¨ªfica porque muestra la parte buena de la naturaleza. CRISPR nos ha mostrado que podemos usar los mecanismos de la vida para ayudar a la sociedad¡±.