La revolución biotecnológica de "las tijeras del genoma" (CRISPR/Cas): Premio Nobel de Química 2020

    Muchas películas y series futuristas han jugado a lo largo del tiempo con la temática de la manipulación genética y el concepto de: "jugar a ser Dios y sus problemas". Sin embargo, lo que hace unas décadas nos parecía futurista, parece ser cada vez más posible y cercano. Desde el descubrimiento de su aplicabilidad en el campo de la biotecnología en 2012, el uso de CRISPR-Cas en los diferentes campos no ha dejado de crecer, considerándose la técnica genética más revolucionaria del siglo. De hecho, se ha otorgado el Premio Nobel de Química 2020 a Emmanuelle Charpentier y Jennifer Doudna por "el desarrollo de un método de edición genética". Este premio ha sido bastante sonado en nuestro país por la gran ausencia del español Francisco Juan Martínez Mojica, descubridor de este mecanismo en bacterias, contribuyendo así a la posterior aplicabilidad de esta técnica en edición genética.

 

¿Qué es realmente CRISPR-Cas?

    Para poder entender el mecanismo CRISPR-Cas, es recomendable comprender cómo funciona una célula, si te encuentras perdido te dejo este otro post que seguro te ayuda un poco: ¿Conoces la célula?. Una célula bacteriana es muy sencilla, en su interior no hay prácticamente nada, es como la sopa donde se encuentran todos sus ingredientes: nutrientes, ADN, ARNm, ribosomas, proteínas. El ADN o genoma de la bacteria, al igual que en el resto de seres vivos, es donde está toda la información que utiliza la bacteria para fabricar todos sus componentes celulares, para que funcione correctamente la célula. Es como si fuera el disco duro de un ordenador. Como ya adelantábamos en el post anterior mencionado, el ADN es una doble cadena complementaria donde se encuentra la información en forma de moléculas (nucleótidos). Como recordarás, había 4 nucleótidos distintos que se diferenciaban en un elemento conocido como base nitrogenada. Como consecuencia, se representaban cada uno de ellos con una letra en base a esta base nitrogenada: adenina (A), timina (T), guanina (G) y citosina (C). En conjunto, el ADN de una bacteria suele estar formado de 4-5 millones de nucleótidos que se agrupan formando secuencias. Estas secuencias no son más que la organización de ellos, uno detrás de otro, formando frases que darán las instrucciones para permitir a la célula formar sus componentes y tener un correcto funcionamiento.

     

    Francisco Martínez Mojica estudiaba un microorganismo (Arquea Haloferax mediterranei) presente en las salinas de Santa Pola, Alicante (mostradas abajo). Las arqueas son microorganismos procariotas unicelulares, bastante parecidos a bacterias, pero con características únicas que hace que se consideren un dominio aparte. En concreto, este microorganismos se considera halófilo extremo, lo que significa que tiene la capacidad de tolerar altas concentraciones de sal. En 1993 se publicó su descubrimiento, en el genoma de este microorganismo encontró secuencias repetidas en  a intervalos regulares [+]. En otras palabras, analizó cómo se organizaba los nucleótidos en el ADN del microorganismo y observó que se repetía palabras cada poco tiempo. Esto no significa que se repitiera siempre la misma palabra ("Francisco-Francisco-Francisco"), sino que se repetían palabras estando espaciadas por otras ("Francisco-Miguel-Francisco-Lucía-Francisco"). Este tipo de secuencias ya habían sido descritas en 1987 en otro microorganismo totalmente distinto, una bacteria que habita en el intento de los animales incluido nosotros (Escherichia coli) [+]. 

    En el año 2000, Mojica con su grupo de investigación analizó todas las secuencias disponibles en base de datos y encontraron este tipo de secuencias en muchos organismos muy diversos [+]. De hecho, actualmente se estima que estas secuencias se encuentran aproximadamente en el 40% de los genomas bacterianos y el 90% de los genomas de las arqueas. De esta forma, describieron una nueva familia de repeticiones a las inicialmente bautizaron como SRSR. Un año después, un grupo holandés le propuso un cambio de nombre que representara mejor las características de esta familia de secuencias: CRISPR ("Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats", en español "repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente interespaciadas"). ¿Te suena raro la palabra palindrómica? Pues bien, palindrómico significa solamente que se lee igual en un sentido que en el otro, por ejemplo: ala, ojo, rotor, aérea, radar, entre otros. Si lo extrapolamos en el lenguaje de ADN sería igual: ATGTA, GCACG y así. En conjunto, de forma simplificada una secuencia CRISPR en lenguaje de ADN podría ser: ATGTA-GCG-ATGTA-TGG-ATGTA). Como puedes ver, son secuencias cortas palindrómicas y que están regularmente espaciadas. La parte de la secuencia que separa las secuencias cortas palindrómicas (GCG, TGG) se denominan espaciadores. Puede haber agrupadas hasta 600 repeticiones CRISPR.

    Ya tenemos claro qué significa CRISPR, pero os podréis preguntar qué es Cas. En 2002, el mismo grupo holandés que propuso el cambio de nombre, observó que, próximo a las secuencias CRISPR con sus espaciadores, había unas regiones codificantes en el ADN (genes) que contenía la información para la síntesis de las proteínas Cas [+]. Como recordaréis, a partir de la información del ADN codificante mediante procesos de transcripción y traducción se fabrican proteínas que ejecutan distintas funciones. Puede haber entre 3 a 33 genes Cas distintos asociados. ¿Cuál es la función de las proteínas Cas? ¿Para qué sirve las repeticiones? Ahora viene lo mejor, te lo cuento a continuación.

 

¿Para qué sirven?

    El hecho de existir en tantos microorganismos distintos, e incluso morir muchos de ellos cuando manipulaban genéticamente estas secuencias, hizo pensar a Mojica que estas secuencias no debían ser obra del azar, sino que tenían que tener alguna función relevante. Y así fue.

    En 2003, aunque los resultados se publicaron en 2005, el grupo de Mojica determinó de dónde venían esos espaciadores, lo que sería  la clave de todo este asunto. Confirmaron que esos espaciadores venían de virus que infectaban a las bacterias [+]. Al igual que nosotros nos infectamos por virus, por ejemplo el Covid-19 (virus estrella del año), las bacterias también se infectan por virus. Realmente, los virus de las bacterias son los responsables de mantener a raya a las bacterias en la Tierra. Se estima que la mitad de las bacterias son destruidas por virus cada 1 o 2 días. Al igual que en nuestras células, los virus entran en las bacterias, pero no entra todo el virus, sino que entra únicamente su material genético provocando que la maquinaria celular de las bacterias sea quien cree el resto de componentes del virus. Así, la bacteria, sin saberlo, es engañada para crear miles de nuevos virus en su interior que acaban explotando a la bacteria, quedando libres para infectar nuevas bacterias. 

    

    Los espaciadores no eran más que fragmentos del genoma de virus que infectaban bacterias. Las bacterias no guardaban recuerdos del virus manteniéndolos generación tras generación porque sí, sino que era un mecanismo para protegerse de nuevas infecciones. Cuando la bacteria sufría el ataque de un virus, se "vacunaban" contra ese virus, creaban resistencia al virus guardando la "huella dactilar" del virus. Así, cuando la bacteria se divida creando nueva descendencia, esta descendencia conocerá la existencia del virus y estará preparada para hacerle frente destruyéndolo. De hecho, se comprobó que cuando se sometía unas bacterias a la infección por un virus, algunas sobrevivían. Cuando analizaban el genoma de las supervivientes, se observaba que habían incorporado  nuevos espaciadores que no eran más que fragmentos del genoma del virus (su huella dactilar). Incluso si esos espaciadores se lo transmitían a otras bacterias sensibles a la infección por ese virus, se hacían resistentes. Este sistema no era más que un mecanismo inmune de las bacterias. Nosotros respondemos a las infecciones gracias a nuestro sistema inmune el cual emplea células especializadas en destruir todo aquello que no sea propio nuestro. Una bacteria es un organismo unicelular, no tiene otras células que puedan encargarse de su protección. Sin embargo, crea este ingenioso sistema que permite recordar a los virus que las infectan para destruirlos. 

    Cuando un virus infecta a la bacteria introduciendo su material genético, una de las proteínas Cas se encarga de copiar, como si fuera una fotocopiadora, una parte de ese material genético e introducirlo en una de las agrupaciones CRISPR. Como ya hemos mencionado, una vez introducido la bacteria queda inmunizada, pero cómo. Pues bien, como ya hemos visto en otras ocasiones, el ADN se transcribe formando ARN que transmiten un mensaje. Los ARN que se crean al leer el ADN de las repeticiones CRISPR con sus espaciadores reciben el nombre de ARN guía. Estos ARN guías que se forman contienen cada uno de ellos la secuencia o información de un virus. Si ese virus vuelve a inyectar el material genético a la bacteria o sus descendientes al que se lo ha transmitido, es reconocido por el ARN guía. Este reconocimiento se basa únicamente en la complementariedad de bases tratadas en el post de la célula. Al tener afinidad A por T o U y C por G, se enlazan entre ellos formando una especie de doble hebra. El ARN guía tiene la huella, detecta ese material genético del virus y se une a él. Una vez unidos, otra proteína Cas reconoce la unión, lo detecta como peligroso y corta el material genético del virus degradándolo. De esta forma, el virus no puede llegar a engañar a la maquinaria bacteriana, evitando la formación de nuevos virus, la bacteria está inmunizada.  A continuación te dejo dos vídeos resumen de esto para que te quede un poco más claro.

¿Cómo nos podemos beneficiar los humanos?

    Este mecanismo y su posteriores aplicaciones vuelven a resaltar la enorme importancia de la ciencia básica, muchas veces desprestigiada. En general, la investigación científica se puede clasificar en dos tipos: ciencia básica y ciencia aplicada. La ciencia básica permite aumentar el conocimiento sobre un tema (por ejemplo, conocer este mecanismo de inmunidad en bacterias); mientras que la ciencia aplicada, es el estudio para una aplicación (por ejemplo, una vacuna). Desgraciadamente, muchas veces se desprestigia la ciencia básica, olvidando que es la base para comprender los mecanismos que subyacen a los sistemas biológicos para buscar una aplicación posterior. No sería posible el desarrollo consciente de vacunas sin comprender cómo funciona nuestro sistema inmune. De igual manera, el estudio de ciencia básica sobre el sistema CRISPR/Cas ha permitido el desarrollo de un sin fin de aplicaciones.

Edición genómica

    En 2012,  Emmanuelle Charpentier y Jennifer Doudna desarrollaron un método de edición génica empleando los sistemas CRISPR/Cas [+]. Se observó que al introducir en una célula de cualquier organismo (microorganismos, células de planta o de animales) un ARN guía, diseñado para una diana del genoma, este se unía a la diana correspondiente formando un complejo. Estos complejos podían ser reconocidos por proteínas Cas que se añadieran a la célula. Entre las proteínas Cas, se destacó a la proteína Cas9 por su capacidad de cortar material genético como si fuera una tijera del genoma. Luego, el ARN guía se une a la diana que queremos cortar y Cas9 la corta. En otras palabras, es como si a un niño le dices corta el papel, pero no cortes donde quieras, corta en este cuadrado. ¡Una maravilla! Este hecho es importantísimo porque puedes dirigir lo que quieres hacer. Hasta entonces, los métodos de edición génica eran mucho menos precisos. Si querías realizar un corte en el genoma de una célula para estudiar una enfermedad, no cortabas solo la región concreta que la causaba sino un trozo mucho mayor. Como consecuencia, el efecto que veías no era una reproducción exacta de la enfermedad que querías ver puesto que habías manipulado también material genético adyacente que podía estar alterando tus resultados. Este método se caracteriza por poder utilizarse en cualquier organismo y ser muy eficaz y específico. Además, es rápido (en semanas tienes el cambio) y barato (menos de 60 euros). ¡Un chollo! A continuación se muestra una imagen real tomada con microscopía de fuerza atómica de alta velocidad donde se ve a Cas9 cortando.

    ¿Para qué sirve editar genomas? 

    Recordemos que el genoma es el material genético donde se encuentra la información para la síntesis de todos los componentes necesarios para la célula. Imagina que una secuencia fuera "ATGTGTCAGTGCGTGAAC" y en la célula indicara "Crea una proteína esencial que repare el daño al ADN". Si esa secuencia se altera, por ejemplo porque se cambie una base por otra "ATGTGTCAGTGCGTGGAC", cuando la célula lo lea verá "Crea una proteína que ???? daño al ADN". En otras palabras, no sabrá que dice y esa proteína no será eficaz, no se fabricará bien, y como consecuencia producirá una enfermedad. Con la edición del genoma podemos corregir ese error. Así mismo, podemos querer todo lo contrario. Podemos tener una enfermedad rara cuyos individuos tengan la misma alteración de una secuencia, pero no sabemos para qué sirve dicha secuencia, qué proteína crea o qué ocasiona la enfermedad. Podemos crear modelos animales que tengan exactamente la misma mutación para el estudio de la enfermedad y de posibles tratamientos. Incluso en el CSIC, se están haciendo avatares de animales para distintos tipos de enfermedades raras de pigmentación (tipos raros de albinismo que causan problemas graves de ceguera). De forma simplificada, esto no es más que crear animales con la mutación exacta que tiene una persona para su estudio a profundidad y posibles tratamientos personalizados. Pero esto no es todo, podemos querer añadir más información a esa secuencia. Siguiendo con el ejemplo anterior, podemos hacer que la proteína que sinteticemos arregle, no sólo ADN, sino también ARN: "ATGTGTCAGTGCGTGAACAGCGGCGT".  Es más, podemos hacer que únicamente arregle ARN: "ATGTGTCAGAGCGGCGT".

    

    Os podéis preguntar, pero si has dicho que lo único que hace Cas9 es cortar, qué tiene que ver esto con cambiar letras, añadir o quitar secuencias. ¡Exacto! Cas9 corta y la célula tiene que reparar el corte mediante sistemas de reparación para no morir. Esta reparación lo puede hacer simplemente actuando como un pegamento uniendo ambas cadenas, poco útil en edición de genomas porque mete fallos aleatorios, o bien mediante recombinación homóloga. Este último mecanismo no es más que emplear un molde (el otro par del cromosoma) para la reparación. En otras palabras, ve lo que su hermano (el otro par del cromosoma) tiene en esa región y copia lo mismo. Este mecanismo es el que nos va a permitir aprovecharnos para crear cambios controlados. Solamente hay que introducir una secuencia parecida a la tiene antes del corte y en la zona de corte lo que queremos cambiar de la secuencia. Cuando se corte por Cas9, creerá que es su hermano y lo copiará, añadiendo la información que nosotros queríamos.  Espero que los dos vídeos que te dejo a continuación te ayuden a entenderlo.

    

    Podemos manipular incluso a la proteína Cas9. Podemos manipularla para que no corte, sino que emita fluorescencia para poder seguirla por la célula, permitiendo localizar genes y ver como cambia su distribución con el paso del tiempo. Podemos hacer que en vez de cortar, marque una proteína para que se silencie y deje de expresarse (modificación epigenética). En otras palabras, etiquetar a una secuencia para que no se lea, no se produzca el ARNm correspondiente, y como consecuencia, tampoco la proteína. Puede servir, por ejemplo, para silenciar la expresión de la proteína causal de un tumor en células cancerígenas. Incluso podemos hacer que tenga función de factor de transcripción aumentando la expresión de los genes de nuestro interés. Esto significa hacer que la proteína tenga la función de crear ARNm para aumentar el número de ejecutores o proteínas de tu interés. Por ejemplo, aumentar el número de receptores de insulina para poder detectarla en diabetes de tipo II. El marco de acción es infinito y como os habréis dado cuenta, lo importante de estas proteínas no es más que poder direccionarla a la diana del genoma puesto que la función será la que queramos. El siguiente vídeo muestra todo ello en un vídeo resumen de la revista científica de prestigio "Nature".

    ¿Qué se ha conseguido mediante la edición del genoma con CRISPR/Cas? 

    Las aplicaciones de la edición genómica con esta técnica son muy numerosas siendo prácticamente imposible mencionar todas ellas aquí. Espero poder ofrecerte una pequeña pincelada para que sigas comprobando lo importante de esta técnica. Se ha conseguido modificar plantas para: retardar la maduración de frutas como el tomate, mejorar la apariencia (por ejemplo, se ha eliminado una proteína encargada del oscurecimiento del champiñón al cortarlo permitiendo su venta en láminas con buen aspecto), plantas resistentes a condiciones adversas (frío, sequía) y a virus, entre otros. También se ha conseguido manipular insectos, entre ellos, se ha manipulado el mosquito de la malaria para que sea resistente al protozoo que crea la enfermedad evitando así que la transmita. Se ha modificado también animales como ovejas o cerdos. En el caso de la oveja, se ha creado un organismo genéticamente modificado que soluciona un problema existente. Hasta la fecha había dos tipos de ovejas: ovejas destinadas a alimentación porque tenían una gran masa muscular como consecuencia de una mutación y ovejas que producían mucha lana destinada para industria textil. Se ha recreado la mutación conocida de la oveja con masa muscular en una oveja de lana y se ha obtenido una oveja que produce sirve para alimentación y producción de lana. Por el lado de los cerdos, es bastante sonado el uso de sus órganos para xenotrasplantes, es decir, usar los órganos del cerdo (no es tan diferente a nosotros como creamos) para trasplantes a humanos. Sin embargo, muchas veces, estos animales tenían sus células infectadas por millones de copias de un virus. Se ha conseguido cerdos resistentes al virus evitando que esos virus llegue a una persona trasplantada que se encuentra inmunosuprimida. Se ha conseguido rectificar la producción de distrofina en el 20% de las fibras musculares, cuya ausencia produce la distrofia de Duchenne, en modelos animales adultos con la enfermedad solamente con inyectar el sistema CRISPR correspondiente. No sólo permite el estudio y la corrección de genes responsables de enfermedades, sino que también se ha visto que permite crear resistencias frente a virus (VIH, papiloma humano, virus del herpes, hepatitis B, entre otros).

Genotipado

       El sistema CRISPR/Cas no es únicamente la edición del genoma, tiene muchas más aplicaciones de interés. De hecho, sus primeras aplicaciones aplicaciones fueron  destinadas a los organismos donde se encontraba el sistema: los microorganismos. Como habrás oído hablar durante la pandemia en la que vivimos, existen diferentes cepas de un microorganismo. ¿Qué significa esto? Que dentro de una especie de microorganismo, hay diferentes variedades. Una bacteria de Escherichia coli puede pasar una infección vírica e incorporar este espaciador de inmunización en su genoma. Esta secuencia se la pasará a sus descendientes y sus descendientes a los suyos y así. De forma contraria, otra bacteria de Escherichia coli que no haya pasado la enfermedad dará lugar a generaciones de descendientes que carecerán de ese espaciador y resistencia.  Como consecuencia de ello, estas secuencias espaciadoras pueden servir para distinguir unas líneas de otras e incluso poder conocer el origen de las mismas. Esto es muy útil. Por ejemplo, si hay un brote de infección puede permitir conocer de dónde viene para poder frenarlo. 

Industria alimentaria

    Puede servir también para vacunar bacterias que fueran previamente sensibles a ese virus. ¿Esto para que sirve? Para mucho. Las bacterias tienen muchas aplicaciones en distintas industrias. Entre ellas, destaca la industria alimentaria en la cual los microorganismos son unos buenos aliados en la elaboración de diferentes tipos de alimentos. Su uso principal es la fermentación, donde los microorganismos usan un soporte rico en nutrientes para desarrollarse y transformar el medio en otro muy diferente. Por ejemplo, la producción de yogur con bacterias ácido lácticas a partir de leche. Para la formación de los productos a gran escala se llevan a cabo en tanques de fermentación donde se añaden estos microorganismos. Uno de los mayores problemas de estas industrias es la infección de estas bacterias por virus. Como resultado de esta infección, las bacterias mueren y la leche queda sin transformarse a yogur u otro producto provocando la pérdida de mucho dinero. Este descubrimiento permite que se creen o seleccionen aquellas bacterias resistentes para añadirlas en los tanques de fermentación evitando el riesgo de la infección. 

Bacterias multirresistentes y Covid-19

    Otro de los grandes problemas mundiales actuales son las Bacterias multirresistentes. Estas bacterias tienen resistencia a los antibióticos más empleados en hospitales, siendo muy difícil frenar las infecciones que estas ocasionan. Las bacterias crean resistencia a antibióticos de manera mucho más rápida de nuestra capacidad para generar nuevos antibióticos suponiendo una gran amenaza. Las resistencias a antibióticos lo obtienen gracias a crear diferentes mecanismos de defensa frente a los mismos. La información para estos mecanismos se encuentran principalmente en unas moléculas pequeñas de material genético, muy parecidos a un cromosoma, conocidos como plásmidos. Los plásmidos se transmiten fácilmente de una bacteria a otra con toda la información que almacenan, incluida la resistencia a antibióticos. Mediante esta técnica se puede prevenir la diseminación de estas resistencias a través de generar bacterias que tengan espaciadores de secuencias de estos plásmidos. De esta forma, cuando otra bacteria vaya a transmitirle el plásmido, lo romperán, evitando que le transmita la resistencia a antibióticos. Con el tiempo se irán eliminando estos plásmidos de la naturaleza, reduciendo la resistencia de las bacteria a los antibióticos y solucionando una de las mayores amenazas actuales. Pero no sólo puede servir para ello, sino que podemos intentar atacar cualquier otro genoma. Este es el caso de un nuevo proyecto del CSIC, donde sus investigadores utilizarán las herramientas CRISPR para destruir el genoma del SARS-COV2 o Covid-19 [+]. Intentarán atacar con esta herramienta al corazón del virus (su genoma) para destruirlo sin alterar ninguna otra molécula de la célula infectada. 

Protección de la microbiota - Antimicrobianos selectivos

   Por otro lado, la población en general tiene un enorme rechazo a las bacterias. Sin embargo, no todas las bacterias son malas.  En nuestro organismo tenemos un gran número de ellas, prácticamente una bacteria por cada célula humana, que constituyen la microbiota humana. Estas bacterias buenas son esenciales para un desarrollo normal y el mantenimiento de la salud. No sólo tienen un papel nutricional y nos protege frente a otros patógenos, sino que también regulan nuestro sistema inmune e influye en nuestra personalidad y estado emocional. De hecho su alteración se ha visto relacionada con múltiples enfermedades como obesidad, alergias, enfermedades autoinmune, cáncer, caries, depresión, estrés, alzheimer, entre otras. Es asombroso, ¿verdad? El problema adyacente a todo ello viene cuando tenemos una infección y nos tratamos con antimicrobianos como antibióticos. Estos antimicrobianos no son selectivos, van a eliminar la infección, pero también van a matar muchas de esas bacterias buenas provocando serios problemas. De ahí que muchas veces recomienden el uso de probióticos. Los probióticos no son más que bacterias buenas encapsuladas para repoblar el cuerpo con ellas. ¿Cómo podemos usar aquí CRISPR/Cas? Esta técnica revolucionaria nos puede ayudar incluso a la formación de antimicrobianos selectivos para matar únicamente a los malos y dejar intactas a las bacterias buenas. De forma simple, sería crear virus que tenga un sistema CRISPR/Cas con espaciadores que tengan la secuencia idéntica de material genético de los malos. Así, cuando el virus infecte a la comunidad (buenos y malos), sólo hará daño llegando a eliminar a estos patógenos.

Limitaciones

    Si esto es así, os podréis preguntar: ¿Por qué no se curan todas las enfermedades? ¿Por qué no podemos ir a un hospital directamente a que nos curen? A pesar de que el sistema CRISPR/Cas sea bueno y preciso, no lo son tanto el sistema de reparación de ADN de nuestras células. Recordemos que CRISPR nos permite detectar una secuencia que queremos y Cas lleva a cabo la acción que queremos, principalmente cortar. Sin embargo, una vez que realiza esta acción, se va y son los sistemas de reparación de nuestras células quienes tienen que introducir o eliminar lo que queremos. Cuando CRISPR/Cas corta, el sistema repara de una manera, cuando vuelve a cortar en otra célula lo repara de otra manera. Por eso, genera una gran variabilidad genética, genera células distintas, genera un individuo mosaico. Entre todas las ediciones posibles que crea, 1 de cada 10 es la edición que queremos. En un laboratorio es fácil porque simplemente seleccionas la célula que quieres, pero en una persona tratada no puedes hacer eso, no puedes eliminar las células que te han quedado mal. Incluso puedes llegar a crear una mutación peor aún. Si la enfermedad era debida a poca cantidad de una proteína, puedes mutarla y que no se produzca nada de proteína en algunas células. Cuando introduces el sistema CRISPR/Cas en una célula esta se divide. Imagina que llega a formar 8 células, el sistema CRISPR/Cas puede llegar a producir 16 ediciones distintas (2 ediciones por cada célula, una edición al cromosoma de la madre y la otra al del padre). Hasta que no se sepa hacer que siempre edite de igual manera, no se deberá trasladar a humanos puesto que sería imprudente e innecesario. Sin embargo, hace un par de años Junjiu Huang manipuló genéticamente el receptor de entrada del VIH en dos embriones humanos (dos gemelas) para evitar el contagio del VIH de su madre. No obstante, este receptor tiene otras funciones en el sistema inmune, además de servir como vía de entrada del VIH, y había otras vías para evitar el contagio por VIH. 

    

    El descubrimiento de nuevos sistemas CRISPR/Cas en distintos microorganismos ha permitido descubrir nuevas proteínas Cas con futuros muy alentadores como Cas12a (antes Cpf1) o  más recientemente, Cas13. El descubrimiento de Cas12a ya fue una revolución puesto que era más pequeña y fácil de usar que Cas9, venciendo algunas de las limitaciones de esta. Cas12a requería la creación de estructuras de ARN más sencillas (Cas9 necesitaba 2 y Cas12a sólo 1). Además, Cas9 cortaba por igual las dos cadena de ADN; mientras que Cas12a, corta una cadena más que la otra favoreciendo que sea más fácil de trabajar e insertar nuevas secuencias. Cas12a también permite cortar en  sitios más alejados de la secuencia guía dando nuevas posibilidades de orientación. De igual manera, Cas9 es más útil en células que crecen rápido (incluidas las tumorales); mientras que Cas12a es más útil en células de poco o ningún crecimiento, incluidas las células nerviosas.  A pesar de la grandes ventajas de Cas12a, Cas13 ha supuesto una revolución aún mayor. Una de los posibles problemas más cuestionados durante el desarrollo de la técnica ha sido la posibilidad de introducir mutaciones indeseadas en el único ADN del organismo que será manifestado en todos los ARNs y proteínas que se sinteticen a partir de él. Incluso será transmitido a la descendencia. Cas13 no modifica el ADN sino que modifica el ARN. De esta forma, estas modificaciones no son permanentes, se van creando en cada ARN que se sintetice.

    Por otro lado, tenemos que tener en cuenta también los aspectos legales y éticos sobre la manipulación del genoma humano. A nivel europeo, el artículo 13 del Convenio de Oviedo (1997) trata sobre intervenciones sobre el genoma humano: "Únicamente podrá efectuarse una intervención que tenga por objeto modificar el genoma humano por razones preventivas, diagnósticas o terapéuticas y sólo cuando no tenga por finalidad la introducción de una modificación en el genoma de la descendencia". Este artículo es bastante ambiguo, no limita bien los límites y no pone de manifiesto ninguna sanción. Sin embargo, este tema también se trata en el código penal español, concretamente en el artículo 159: "Serán castigados con pena de prisión de 2-6 años e inhabilitación especial para empleo o cargo público, profesión u oficio de 7-10 años los que, con finalidad distinta a la eliminación o disminución de tasas o enfermedades graves, manipulen genes humanos de manera que se altere el genotipo. Si la alteración del genotipo fuera realizada por imprudencia grave, la pena será de multa de 6-15 meses e inhabilitación especial para empleo o cargo público, profesión u oficio de 1-3 años". La ley de Investigación Biomédica es aún más estricta, sin haber excepciones de su uso y habiendo grandes sanciones. Al otro lado del océano, en 2015 el congreso de EEUU prohibió a la FDA (Administración de Alimentos y Medicamentos del país) que  permita la creación de niños modificados genéticamente. Sin embargo, en 2017 la Academia Nacional de las Ciencias de EEUU afirma que es permisible crear bebés con genes editados, pero solo bajo condiciones extraordinarias.  Sin duda, es necesario la redacción de normas más claras y de carácter mundial en este tema puesto que de nada puede servir si se permite la manipulación en humanos en unos países, pero en otros, no. Finalmente, desde un punto de vista ético, puede dar lugar a un sin fin de opiniones. ¿Cuándo sería correcto usarlo? ¿Dónde se pone el límite? ¿La letalidad de una enfermedad sería el límite? ¿Por qué sólo usarlo con patologías letales si puedo mejorar la calidad de vida a otros pacientes con enfermedades menos severas? ¿Por qué no curar patologías visuales y ya de paso cambiarnos el color de los ojos? ¿Se perdería la identidad de los organismos? ¿Haríamos humanos a la carta? Sin duda puede abrir un gran debate.

    Sin duda alguna, la revolución que ha supuesto CRISPR hará que este tema dé que hablar durante mucho tiempo. ¿Y tú? ¿Qué opinas? ¿Estarías a favor de la manipulación genómica en humanos? En caso de que tengas dudas o curiosidad, no dudes en preguntar, espero poder resolvértela. Si te ha gustado no olvides suscribirte. ¡¡¡¡Muchas gracias por nutrir tu cabeza con ciencia!!!!