Copiar, cortar y pegar: Premio Nobel de Química 2020

16.Dic.20    Opinión
   

El trabajo de estas investigadoras reduce los costos, esfuerzos y tiempo de edición del ADN si se compara con las metodologías que existían antes. Ahora se puede modificar los genes para descubrir el funcionamiento interno de la vida o indagar los efectos de una enfermedad congénita. (…)


El año 2020 quedará marcado en la historia como el año en que por primera vez dos mujeres en conjunto recibieron el premio nobel de química: Emmanuelle Charpentier y Jennifer A. Doudna. Las investigadoras fueron galardonadas por desarrollar y darle una aplicación biomédica al método para la edición del genoma: CRISPR/Cas9 (conocidas coloquialmente como tijeras genéticas).

 

Esta metodología tiene la capacidad de modificar y reprogramar el ADN de plantas, bacterias, hongos, arqueas y animales, incluyendo al ser humano. Los orígenes de CRISPR se remontan a los años noventa, cuando el investigador español Francisco Mójica realizó varios hallazgos a nivel molecular.

 

 El Dr. Mójica descubrió que el microorganismo Haloferax meditarreani (procarionte de dominio arquea) tenía en su genoma secuencias palindrómicas de ADN agrupadas, es decir, secuencias de ADN que se pueden leer de izquierda (5′) a derecha (3′) y viceversa.

 

Asimismo, encontró que estas secuencias están repetidas e interespaciadas regularmente, por ese motivo se le dio el nombre de CRISPR “Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats” por sus siglas en inglés. También descubrió que esas secuencias de ADN compartían identidad con secuencias de bacteriófagos (virus que infectan bacterias).

 

Este hallazgo sirvió de base para que otros investigadores descubrieran que CRISPR forma parte del sistema inmune de los procariontes y que el sistema es análogo a los anticuerpos, ya que tienen una memoria que les permite reconocer y combatir infecciones virales.

 

Con toda esa labor, al investigador español injustamente no se le consideró para darle dicho galardón.

 

A partir de esta breve historia surgen dos preguntas: ¿Cómo funciona el sistema CRISPR de un procarionte (por ejemplo, una bacteria) para deshacerse de un virus invasor? y ¿Qué fue lo que hicieron las investigadoras para ameritar el premio nobel de química?

 

La respuesta de la primera pregunta involucra a Cas9, una enzima encargada de cortar en fragmentos la doble hebra del DNA de los virus que infectan a las bacterias. Luego de cortar el ADN viral, Cas9 introduce los fragmentos en los espaciadores de las secuencias CRISPR que serán utilizadas como guías del ARN para reconocer a los futuros invasores.

 

Posteriormente, cuando las secuencias CRISPR se transcriben forman un intermediario llamado crRNA que se complementa con el ADN del virus, formando un complejo ARN-ADN. Este complejo es reconocido y cortado por la enzima Cas9, desechando el ADN viral, silenciando en el ADN de la bacteria, lo que permite su sobrevivencia.

 

Respecto a la segunda pregunta, cabe señalar que antes del 2020, CRISPR/Cas9 ya se utilizaba para la edición de genomas, pero la dificultad en su implementación era tal, que representaba una barrera técnica y de tiempo para la ciencia. Fue en ese momento que las aportaciones de Charpentier y Doudna cobraron mayor relevancia.

 

Las dos científicas transformaron el sistema inmunológico CRISPR de las bacterias en una herramienta que llamaron “tijeras moleculares” capaces de editar de manera económica, simple y efectiva los genomas de todos los organismos en un simple tubo de ensayo (sistema in vitro); puede editar desde un virus y mosquitos hasta seres complejos como los humanos. Lograron eso usando como base dos herramientas, un ARN guía que localiza y una enzima que corta y repara.

 

El trabajo de estas investigadoras reduce los costos, esfuerzos y tiempo de edición del ADN si se compara con las metodologías que existían antes. Ahora se puede modificar los genes para descubrir el funcionamiento interno de la vida o indagar los efectos de una enfermedad congénita. Pero al día de hoy, usando un sistema de “tijeras genéticas”, es posible editar o reprogramar los genes y por tanto los genomas en el transcurso de varios días.

 

Sin duda, esta herramienta está revolucionado la investigación básica, y con ello a la vida misma, se espera que estas herramientas contribuyan a preservar las especies amenazadas contra el cambio climático, a planificar   la producción de alimentos, y sirvan como terapia contra el cáncer y las enfermedades hereditarias de manera accesible y consciente para el beneficio de la sociedad.