Ilustración artística do funcionamento de CRISPR. Autor: Stephen Dixon.

Ilustración artística do funcionamento de CRISPR. Autor: Stephen Dixon.

CRISPR: o editor de ADN explicado para principiantes

Esta nova técnica de edición xenética está revolucionando a bioloxía, pero aínda ten moitos interrogantes ao seu redor

Por Jesús Méndez / Axencia Sinc

Que é CRISPR?

O acrónimo CRISPR é o nome dunhas secuencias repetitivas presentes no ADN das bacterias, que funcionan como autovacinas. Conteñen o material xenético dos virus que atacaron ás bacterias no pasado, por iso permiten recoñecer se se repite a infección e defenderse ante ela cortando o ADN dos invasores.

Os científicos aprenderon a utilizar a ferramenta CRISPR fora das bacterias para cortar e pegar anacos de material xenético en calquera célula. O poder destas tesoiras moleculares é inmenso. Por iso, foi considerado o maior avance científico do ano 2015. Xustamente por iso, as súas propias creadoras advirten que debemos controlar o seu uso.

Como funciona?

En resumo, CRISPR utiliza unhas guías e unha proteína (Cas9) para dirixirse a zonas elixidas do ADN e cortar. A partir de aí, pódense pegar os extremos cortados e inactivar o xene, ou introducir moldes de ADN, o que permite editar as súas ‘letras’ a vontade.

“CRISPR é unha das tecnoloxías máis robustas que nunca se describiron en bioloxía”, comenta Lluís Montoliu, investigador do Centro Nacional de Biotecnoloxía do CSIC e un dos referentes sobre CRISPR en España. “Ademais, é sinxela e barata, e non se necesitan equipos especiais para aplicala”. As anteriores técnicas de edición xenética eran moito máis laboriosas, impredicibles e custosas.

Quen o inventou?

A súa función foi descrita polo microbiólogo español Francis Mojica no ano 2005. Nos anos seguintes, varios equipos de científicos desentrañaron o seu mecanismo e, entre 2012 e 2013, os equipos de Jennifer Doudna, Emmanuelle Charpentier e Feng Zhang, entre outros, aproveitárono para desenvolver unha ferramenta sinxela, versátil e potentísima para editar o ADN de calquera tipo de célula.

Cales son as súas aplicacións?

Pode aplicarse en case calquera situación na que se desexe modificar a secuencia de ADN. Está a ser moi útil en investigación básica para xerar modelos de enfermidades que antes apenas se podían estudar, así como para estudar novas dianas e fármacos.

Tamén está permitindo producir con maior seguridade plantas transxénicas, o que leva a conflitos legais, xa que en realidade non se introduce ningún xene, senón que se modifica un xa existente. Nos Estados Unidos, onde non se someten a unha regulación especial, xa se venden cultivos editados, como champiñóns que se conservan durante máis tempo. A Unión Europea non se pronunciou respecto diso. “Só Suecia determinou que os organismos editados con CRISPR non son organismos modificados xeneticamente”, matiza Montoliu.

Embrións editados con CRISPR para corrixir a miocardiopatía hipertrófica. Fonte: OHSU.

Embrións editados con CRISPR para corrixir a miocardiopatía hipertrófica. Fonte: OHSU.

CRISPR permite levar a cabo tamén proxectos de impulso xenético nos que un xene modificado hérdase cunha probabilidade case do 100%, o que modifica poboacións enteiras en apenas unhas xeracións. Existen ideas de levalos a cabo para alterar os mosquitos transmisores da malaria, xa sexa infertilizándolos ou facendo que actúen contra o parasito. “Fálase moi pouco destes experimentos, pero parécenme poderosísimos e peligrosísimos”, avisa Montoliu. Aínda que aínda non se iniciaron, estes experimentos supoñerían romper a selección natural. Ademais de riscos ecolóxicos, poderían usarse con fins de bioterrorismo ou de terrorismo industrial.

Pero seguramente, a aplicación máis esperada de CRISPR é no campo da medicina, xa que é a gran esperanza para facer realidade a anhelada terapia xénica.

Que enfermidades poderían tratarse con CRISPR?

En principio, as investigacións diríxense ao tratamento de enfermidades causadas por alteracións nun só xene, aínda que outras moitas poderían beneficiarse. Pero aínda non hai ningunha terapia terapia xénica con CRISPR aprobada e convén ser cautos coas expectativas xeradas.

As enfermidades nas que máis se traballa maniféstanse en sitios accesibles, como o ollo, o sangue e os músculos. Algúns dos ensaios clínicos que se esperan dirixiranse a doenzas graves como a amaurosis conxénita de Leber (un tipo de cegueira), a anemia de Fanconi ou a distrofia muscular de Duchenne. Con todo, os únicos que hai actualmente en marcha están a ter lugar en China e inclúen pacientes con cancro sen opcións de tratamento. Faise ex­­vivo, sacando as células, modificándoas e volvéndoas inxectar.

Implica riscos para a saúde?

Hai aínda un nivel de incerteza “moi elevado”, sinalan algúns expertos

Si. “O nivel de incerteza é aínda moi elevado”, advirte Montoliu. “Dado o nivel de incerteza, debemos aplicar o que se adoita dicir nos comités de ética: ir caso a caso e paso a paso”, engade. É dicir, valorar individualmente o risco-beneficio dunha técnica aínda moi incipiente.

“Existen dous problemas. Un é o dos efectos off-target, cortes que se producen en zonas do ADN non desexadas. Este o podemos controlar. Pero existen tamén efectos on-target, alteracións no mesmo lugar que queremos editar, e que poden dar lugar a mutacións perigosas, mesmo máis prexudiciais que as que pretendemos eliminar. Aínda non sabemos controlar ben os mecanismos de reparación da célula”.

Outro problema é facer chegar os compoñentes da técnica ata as células. Actualmente os máis usados son un tipo de virus moi pouco perigosos que os transportan e introducen sen inserirse no ADN. Pero hai numerosas investigacións para facelo mediante nanotecnoloxía, “que podería ser máis eficaz e específica”, apunta Montoliu. De momento, a eficacia é limitada.

Podería usarse en embrións?

Da mesma forma que CRISPR pode modificar células adultas, pode facelo cos gametos ou coas células embrionarias. Desta forma poderíase corrixir unha alteración xenética e a súa enfermidade en todas as células futuras do individuo e os seus descendentes, aínda que sería máis difícil facelo con outros trastornos, como a síndrome de Down, que afecta a un cromosoma enteiro. “Fíxose en catro ocasións en China e unha nos Estados Unidos”, comenta Montoliu. Pero nalgúns deses experimentos apareceron bastantes erros, e os resultados deste último están en revisión.

Pode evitar enfermidades ou aumentar capacidades?

CRISPR debe afrontar tamén un amplo debate ético e legal para a súa aplicación
Non é descartable. Existen variantes dun xene —o chamado apoE— que se relacionan con distintas probabilidades de desenvolver a enfermidade de Alzheimer. Pero a variante máis protectora parece incrementar, en contrapartida, o risco cardiovascular. Moito máis complicado e afastado aínda sería aumentar capacidades como a intelixencia. Apenas se coñece a súa xenética, máis aló de que depende dun conglomerado e interacción de numerosos xenes. En calquera caso, segundo Montoliu, “está lonxe de poder xustificarse en ambos os casos. Conduciría a problemas de euxenesia, asuntos que se sabe como poden comezar, pero non como terminan”.

Pensar nestes termos podería botar por terra os beneficios reais da técnica. “Hoxe mesmo existen millóns de persoas con enfermidades raras que están expulsadas dos sistemas de saúde. É eticamente irresponsable pensar en embrións, en persoas que non existen, antes que nelas”, explica o investigador.

Quenes serán os primeiros beneficiados?

Montoliu ten claro que as primeiras aplicacións de CRISPR terán lugar en adultos e considera “un erro tratar de modificar embrións, porque non hai ningunha necesidade nin médica nin biolóxica para facelo. Non está xustificado nin ética nin tecnicamente”. A inmensa maioría dos erros que poden corrixirse evítanse seleccionando os embrións sans mediante diagnóstico preimplantacional.

É legal a modificación xenética de embrións?

Actualmente, ningún país ten previsto permitir o nacemento de nenos modificados xeneticamente. Con todo, existen discrepancias sobre o seu uso en investigación. O Convenio de Oviedo asinado en 1997 prohibíao, pero “países como China, Xapón, o Reino Unido e EE UU non o asinaron”, detalla Montoliu. En España non está permitido. O investigador recoñece que é difícil poñer portas ao campo, pero avisa de que “fan falta unhas normas que debemos darnos entre todos”. Para iso, deberían intensificarse reunións de comités éticos internacionais onde “non só hai científicos, tamén persoas de moitos outros ámbitos da sociedade”.

Xa se pode modificar ARN, en lugar de ADN. Que significa?

O ADN contén a información para fabricar proteínas, pero para iso debe transcribirse primeiro en forma de ARN. O equipo de Feng Zhang –uno dos impulsores da técnica CRISPR– conseguiu modificar de forma bastante fiable una das letras do ARN sen necesidade de producir un corte. Isto abre novas portas, xa que os cambios non serían permanentes como no caso do ADN. “Diminuiría os conflitos éticos, pero, sobre todo, permitiría facer tratamentos temporais e reversibles”, asegura Montoliu. “Aínda que está por ver a súa fiabilidade exacta, podería ser unha revolución”.

Hai unha loita pola patente entre as institucións onde se desenvolveu a técnica. Está a frear esta contenda as investigacións?

“Sen dúbida”, afirma Montoliu. “A inseguridade xurídica está a dificultar o clima necesario para que as empresas asuman e financien o risco que supón unha investigación deste tipo”. Polo menos, a investigación máis básica e académica pode continuar sen problemas, xa que a patente só actúa se é con fins comerciais.

Están xustificadas as esperanzas sobre CRISPR?

“Si”, asegura Montoliu. “Non vou dicir que poida usarse de aquí a cinco anos, pero a investigación avanza moi rapidamente”. Aínda así, alerta dos riscos: “Aínda non temos o control necesario sobre ela”.

Deixar unha resposta

XHTML: Podes empregar estas etiquetas: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

POLÍTICA DE COMENTARIOS:

GCiencia non publicará comentarios ofensivos, que non sexan respectuosos ou que conteñan expresións discriminatorias, difamatorias ou contrarias á lexislación vixente.

GCiencia no publicará comentarios ofensivos, que no sean respetuosos o que contentan expresiones discriminatorias, difamatorias o contrarias a la ley existente.