Las técnicas CRISPR permiten modificar el genoma de cualquier célula usando proteínas como Cas9 para cortar y pegar, igual que se hace al editar un texto. Lluís Montoliu, investigador del CSIC en el Centro Nacional de Biotecnología de Madrid, es pionero en España en el desarrollo de esta prometedora herramienta, una revolución para todas las disciplinas relacionadas con la biología y en particular en la lucha contra las enfermedades. El Instituto de Neurociencias de Castilla y León (INCYL) de la Universidad de Salamanca acogió hoy una conferencia en la que Montoliu explicó su trabajo con CRISPR en albinismo, una enfermedad rara.
La cita coincide con la publicación de una investigación que arroja dudas sobre la aplicación de esta técnica en futuras terapias génicas, es decir, para tratar enfermedades. Las herramientas CRISPR fueron descubiertas en bacterias, que las usan para defenderse de los virus, usando proteínas como Cas9 para cortar su ADN, que queda modificado. “Las bacterias han hecho el trabajo por nosotros y nos dan unas proteínas listas para usar que son estupendas, el problema es que las bacterias que hemos usado son patógenas para el hombre. Streptococcus pyogenes produce laringitis y otitis, mientras que Staphylococcus aureus ocasiona un montón de infecciones hospitalarias, y de ellas hemos obtenido la proteína Cas9”, explica Montoliu en una entrevista concedida a DiCYT.
Ahora, una investigación de Matthew Porteus, de la Universidad de Stanford, demuestra que “un buen número de personas ya tenemos anticuerpos contra estas proteínas y linfocitos que van contra ellas, así que si pretendemos utilizarlas en terapia, no servirán para muchas personas porque les provocarían una reacción inmune”.
No obstante, este “contratiempo inesperado” tiene solución. Los científicos eligieron las proteínas Cas9 procedentes de bacterias patógenas porque “son un prodigio de simplificación gracias a la evolución”, pero hay otras alternativas. De hecho, el problema que ahora se presenta “es un acicate para que descubramos nuevas proteínas de otras bacterias con las cuales no hayamos tenido relación evolutivamente”, de manera que probablemente no se generará un rechazo por parte de nuestro organismo.
La mitad de las bacterias tienen un sistema CRISPR contra los virus y también se podría recurrir a las arqueas, otro tipo de microorganismos. De hecho, “quienes investigan en plantas usan CPC1, que no es tan famosa como Cas9, pero hace su misma función y viene de otra bacteria que no tiene relación con humanos, con lo cual es previsible que se pueda utilizar”.
Otra posibilidad es desarrollar estas estrategias terapéuticas combinadas con inmunosupresión, igual que en el caso de los pacientes que reciben un trasplante, a los que se les trata para que su organismo no reaccione contra el implante.
No obstante, el problema revelado por la investigación de Matthew Porteus “es una cura de humildad, un baño de realidad que nos dice que esto no va a ser tan sencillo, pero yo no soy un catastrofista, es mejor que lo conozcamos antes de empezar a usar la técnica con pacientes”, comenta el investigador del CSIC. Por el momento, no hay ninguna persona tratada con CRISPR, aunque hay algunas aproximaciones usando otras herramientas de edición génica o mediante la extracción de sangre.
En definitiva, la técnica CRISPR sigue adelante igual de prometedora que el primer día. “Nos ha cambiado la vida a los investigadores, nos permite hacer experimentos que antes eran imposibles”, asegura Montoliu. En su caso, estudia el albinismo, una enfermedad rara que provoca falta de pigmentación, aunque no en todos los casos, y sobre todo discapacidad visual.
Los ratones avatar
“Las herramientas de edición genética nos han permitido desarrollar lo que llamamos ratones avatar, como la película Avatar, que muestra un ser azul vinculado a una persona. Nosotros hacemos diagnóstico de personas con albinismo y la mutación que encontramos en un gen la reproducimos en el ratón, pero ya no se trata de una mutación cualquiera: si el paciente diagnosticado se llama Antonio, ese ratón pasa a ser el avatar de Antonio y, si yo quiero desarrollar algún tipo de estrategia terapéutica con el paciente, no tengo que utilizar a Antonio, puedo probarla en los ratones avatar que llevan su mutación”, explica.
Esto ocurre con otras muchas enfermedades raras, la edición de genes sirve para tener un modelo experimental muy preciso en el que se pueden validar diferentes fármacos. “La siguiente frontera es utilizar las herramientas de edición no para incorporar la mutación, sino para corregirla, lo que se llama terapia génica”, añade.
Colaboración con el INCYL
En la actualidad, su proyecto está generando diferentes avatares. “La siguiente fase será desarrollar una estrategia de terapia génica que nos permita corregir un número significativo de células para que mejore la visión de los ratones. Una vez que hayamos conseguido esto, pensaremos en trasladar esta experiencia a la clínica”, afirma el investigador del CSIC.
Esta preocupación por la visión es una de las razones por las que está en contacto con el INCYL, en concreto, con el laboratorio de Conchi Lillo, que trabaja en este campo. Ambas partes están explorando una posible colaboración para desarrollar proyectos en común.
Tratar enfermedades congénitas en adultos
“Si algo nos aporta la revolución de las CRISPR es la posibilidad de modificar los genes a voluntad y de identificar dónde van a ocurrir estas mutaciones”, asegura. Aunque se trate de enfermedades congénitas, podrán tratarse en adultos. Las herramientas de edición genética pueden llegar encapsuladas en virus específicos que, a través de la sangre, llegarán exactamente donde los científicos quieren, a una célula muscular, a una de la retina o del páncreas, por ejemplo. Una vez allí, “vierten su contenido y editan los genes”. Otra opción para hacer lo mismo por medio de nanopartículas.
“Nos ha tocado vivir tiempos muy interesantes. La terapia génica existía, pero el nivel de modificación genética al que podíamos llegar no iba más allá de añadir algo en algún sitio del genoma. Ahora lo que estamos haciendo es corregir el gen que está mutado intentando dejar intacto el resto”, destaca.
No obstante, el procedimiento aún no se puede controlar totalmente. “La edición de genes conlleva un sistema endógeno de reparación que nos causa problemas. Las herramientas CRISPR son extraordinariamente precisas, pero el sistema de reparación que tiene que aparecer inmediatamente después para reparar el corte y restaurar la secuencia correcta no es tan exacto. En células y animales lo gestionamos perfectamente porque seleccionamos lo que nos interesa, pero en personas deberíamos reducir este riesgo al mínimo”, comenta.
Animales y plantas
Ante las complicaciones que surgen a la hora de buscar aplicaciones para el ser humano, Montoliu tiene claro que los primeros resultados de CRISPR van a ir apareciendo en biotecnología vegetal y animal. “En Estados Unidos ya hay variantes de multitud de especies vegetales que han sido editadas, reproduciendo mediante CRISPR una mutación que ya existía en variantes naturales. Así, la FDA no encuentra ningún problema para su comercialización ni las interpreta dentro de la restrictiva legislación de organismos modificados genéticamente. Me gustaría que en Europa ocurriera igual”, destaca. De hecho, en Suecia ya hay repollos editados.
En el caso de los animales “hay ejemplos extraordinarios, como cerdos resistentes a la peste porcina africana y vacas sin cuernos para que no se hagan daño entre ellas”. En este segundo caso, se aprovecha una mutación natural que surgió en un gen implicado en el desarrollo de la cornamenta, de manera que apareció una raza vacuna que carece de ella. Los ganaderos suelen cortarle los cuernos a las vacas destinadas a carne y leche, un proceso doloroso que se puede evitar por esta vía, logrando un mayor bienestar animal.
Editar el genoma humano: una cuestión ética
Esta facilidad para modificar el genoma plantea problemas éticos con respecto al ser humano. “No creo que tengamos todavía una buena razón para editar nuestro propio genoma, cuando la tengamos, creo que deberíamos explorarlo”, señala el experto. Un argumento a favor es que se podría utilizar CRISPR para eliminar enfermedades genéticas, pero en realidad esto no es necesario, porque ya se puede conseguir con las técnicas actuales. “Cualquier pareja que quiera tener un hijo asegurándose de que no tendrá ninguna enfermedad congénita solo tiene que realizar el diagnóstico genético preimplantacional. Se lleva a cabo una fecundación in vitroy una biopsia del embrión para diagnosticar genéticamente si existe alguna mutación, de manera que se acaban implantando los embriones libres del problema. Esto es más sencillo que editar el genoma, aunque no es útil para todos los casos”, indica Montoliu.
Por otra parte, un convenio internacional firmado en Oviedo en 1997 determina que no se puede realizar ningún tipo de modificación genética que pueda ser transmitida a las generaciones posteriores, aunque hay muchos países que no lo han firmado. “Donde hay ensayos nunca se han implantado los embriones y se han visto otras modificaciones aparte de las deseadas. Es lo que todavía no controlamos, que está producido por el sistema de reparación posterior al corte que realiza la herramienta genética, el sistema que debe restituir la secuencia correcta. En células de ratón lo podemos gestionar porque me quedo con lo que me interesa, pero no es prudente ni recomendable trasladar esta incertidumbre a embriones humanos. Todavía no estamos en situación técnica de utilizarlo”, explica.
Estará en todos los laboratorios
Al margen de las aplicaciones, está claro que CRISPR será una herramienta fundamental para todos los campos de la biología. “Yo siempre digo que hay dos tipos de laboratorios, los que usamos CRISPR y los que van a usar CRISPR”, destaca el científico. “Ahora mismo no concebimos un laboratorio que no tenga una máquina de PCR, las que sirven para amplificar ADN, y cada uno la usa para cosas distintas. Con CRISPR sucederá lo mismo”, vaticina.
Premio Nobel para el español Francis Mojica
El adelanto es tan importante que con toda seguridad obtendrá un premio Nobel próximamente. La duda es saber si a la hora de elegir a los galardonados la Academia Sueca se acordará del investigador que descubrió CRISPR en las bacterias, el español Francis Mojica, microbiólogo de la Universidad de Alicante y amigo personal de Lluís Montoliu. “Hemos tenido grandes investigadores e investigadoras en este país a lo largo de muchos años, pero nunca habíamos tenido una persona cuyas investigaciones básicas tuvieran tanta trascendencia”, destaca.
“Él nunca pensó en las aplicaciones de edición genética, simplemente detectó que las bacterias son capaces de defenderse de los virus que las infectan mediante esta estrategia. Al cabo de los años, otros interpretaron estos resultados y los convirtieron en una herramienta. ¿Le darán el Nobel? En función de dónde quieran poner el acento. Si van a los orígenes, le tendrán en cuenta. Hay muchas personas involucradas en la traslación de este sistema de defensa de las bacterias a una herramienta de edición genética y deberían ser premiadas, pero todas ellas se basan en los resultados de Francis”, agrega.
