¿Os imagináis un mundo en el que pudiéramos editar nuestros genes? ¿Un mundo en el que un error genético no supusiera una sentencia de muerte o una merma en la calidad de vida? Pues parece que ese mundo está cada vez más cerca gracias a la técnica CRISPR. Su uso clínico como cura de la anemia falciforme fue aprobado por el organismo regulador responsable en Reino Unido a finales de 2023 y su homólogo en Estados Unidos lo decidirá en breve.

Para que entendáis el impacto social y biomédico os pongo en contexto. La anemia falciforme es una enfermedad genética que provoca que los glóbulos rojos tengan forma de huso y puedan bloquear los vasos sanguíneos ocasionando mucho dolor y, en ocasiones, la muerte. Victoria Gray, mujer joven, de 30 y tantos, y enferma de anemia falciforme, gracias a la edición genética mediada por CRISPR es, hoy en día, una persona sana. Pero hasta llegar a este punto se ha recorrido, en relativamente poco tiempo, un camino lleno de grandes hitos. 

Los primeros esbozos de esta técnica se remontan a la década de los 80 cuando se descubrieron unas repeticiones palindrómicas de secuencias cortas de ADN (las repeticiones palindrómicas son secuencias de ADN idénticas cuando se leen de izquierda a derecha y de derecha a izquierda) agrupadas y espaciadas regularmente en el genoma de bacterias. A las mismas se las conoce por su acrónimo en inglés, CRISPR. Francisco Mojica, un científico español que trabajaba en la Universidad de Alicante, fue de los primeros científicos en dar cuenta de ello. Sin embargo, en ese momento no podía ni imaginar el alcance de su potencial como la herramienta de edición genética de precisión que ha demostrado ser. En 2012, Emmanuelle Charpentier y Jennifer Doudna describieron cómo utilizar este sistema para editar genes de manera específica en una amplia variedad de organismos, incluyendo células humanas. Esto las hizo valedoras del Premio Nobel en Química en 2020. En la actualidad el número de ensayos clínicos empleando CRISPR es enorme.

Pero, ¿qué es realmente la técnica CRISPR? Si quisiéramos contestar esta pregunta en pocas palabras diríamos que es un método de edición genética. Para que nos entendamos, si nuestro genoma fuera un texto, CRISPR sería la herramienta que nos permitiría modificarlo de forma precisa. Nos permitiría quitar lo que no queremos y reemplazarlo por información deseada exactamente dónde queremos. Lo creáis o no, esta herramienta de edición tan sofisticada no es producto de la inteligencia humana; la hemos copiado de las bacterias. Estas la utilizan de manera natural a modo de sistema inmune frente a patógenos, fundamentalmente virus. Cuando las bacterias se exponen a una infección y logran superarla, como resultado interiorizan secuencias cortas del genoma del patógeno en el suyo propio distribuyéndolas agrupadas de manera repetitiva y con un espaciado específico: las secuencias CRISPR. A partir de ellas se formarán moléculas de ARN que se asocian a unas proteínas que se llaman Cas, y que son capaces de cortar DNA: las tijeras moleculares. Estas tijeras son realmente precisas porque utilizan la molécula de ARN como guía para buscar en el genoma, por complementariedad, el sitio donde deben cortar. Esto les sirve a las bacterias de memoria inmune y, ante un nuevo encuentro con el mismo patógeno, el sistema CRISPR/Cas sería capaz de identificar las secuencias compartidas en el genoma del patógeno y hacerlas añicos.

Cuando la comunidad científica fue capaz de ver el potencial de esta estrategia bacteriana aplicada a la edición genética precisa, en cualquier secuencia, en cualquier organismo, dedicó sus esfuerzos a piratear el sistema CRISPR-Cas y ponerlo al servicio de la ciencia. Para ello tomaron los elementos claves: la proteína Cas y una molécula de ARN guía con una secuencia diseñada para buscar una región del genoma específica. Con ello, las tijeras moleculares de alta precisión, son dirigidas a la zona específica donde se quiere editar el genoma y cortan en la secuencia de interés. Aprovechando los sistemas naturales de reparación del ADN de la célula, se facilita una molécula de ADN homóloga -con la misma secuencia- a la región en la que se ha producido el corte pero que incluye la modificación para que la célula la use de molde en la reparación. Esta estrategia permite un corta-pega genético muy preciso.

Con esta revolución tecnológica han llegado multitud de aplicaciones en muy diversos ámbitos. En biomedicina está teniendo gran impacto, no “sólo” en la cura de enfermedades mediante terapia génica sino en investigación básica ya que ayuda a la identificación y caracterización de genes y sus funciones. Esto permite comprender mejor los procesos biológicos o crear modelos celulares y animales, además de facilitar el desarrollo de fármacos. En biotecnología, se está empleando en el diseño de cultivos más resistentes a condiciones ambientales adversas como la sequía o más resistentes a plagas, con características nutricionales mejoradas o, incluso, capaces de capturar gases de efecto invernadero. Además, se está explorando su uso para la conservación de la biodiversidad, ya sea mediante la modificación de los individuos de especies en peligro de extinción, con lo que se consigue que se adapten mejor al medio o expulsar a las especies invasoras del ecosistema. Por otra parte, se plantea el uso de CRISPR para combatir enfermedades transmitidas por insectos, como la malaria y el dengue, modificando genéticamente los mosquitos para reducir su capacidad de transmitir enfermedades.

Sin embargo, todos estos beneficios traen aparejados una serie de riesgos y de desafíos éticos. Entre los riesgos más preocupantes asociados a la técnica en sí misma, está el efecto off-target, o lo que es lo mismo el fallo de localización exacta del corte. Esto es, como cuando disparas una flecha y no das en la diana. Además, surgen problemas asociados a un mal uso, o a la utilización poco ética de la técnica: mutaciones aberrantes, bebés a la carta, la búsqueda de superhumanos, drogas dirigidas o bioterrorismo entre otras. 

En pocas palabras, la tecnología CRISPR se ha convertido en la herramienta de edición genética más barata, rápida y sencilla. Es muy prometedora, tiene y tendrá un impacto potencialmente transformador, ya sea directo o indirecto, en una inmensa variedad de campos y, en última instancia, en nuestras vidas. Su aplicación dependerá en gran medida de cómo se desarrolle y regule. En ello, la ciencia y la ética juegan un papel clave para fomentar su uso responsable y beneficioso para la sociedad al tiempo que la regulación proporcionará un marco legal sólido para garantizar su aplicación segura y equitativa.

Autora: Cristina Yunta