Nobel de Química a las creadoras de la edición del genoma

La francesa Emmanuelle Charpentier y la estadounidense Jennifer Doudna han ganado el premio Nobel de Química 2020 “por el desarrollo de un método para la edición genómica”, según ha anunciado hoy la Real Academia de Ciencias Sueca.

Ambas investigadoras reciben el galardón por desarrollar la técnica de edición genómica CRISPR/Cas9 que funciona como unas tijeras moleculares que permiten localizar cualquier secuencia del código genético de cualquier animal, planta o microbio (CRISPR) y cortarlo (Cas9). Esta tecnología ha sido “revolucionaria” para las ciencias de la vida, está contribuyendo a desarrollar nuevas terapias contra el cáncer y puede hacer realidad la cura de muchas enfermedades hereditarias de origen genético, ha destacado la Academia.

Esta técnica le da a los humanos por primera vez la capacidad de dirigir la evolución de su especie, según explica Doudna (Washington D.C. 1964) en su libro Una Grieta en la Creación (Alianza). CRISPR permite editar el ADN nos solo de individuos actuales, sino de generaciones futuras, lo que abre un camino lleno de dilemas éticos. En 2018, CRISPR permitió la creación de los primeros bebés humanos editados genéticamente por el científico chino He-Jiankui en un experimento delirante por el que ha sido condenado a tres años de cárcel. Hace tan solo unas semanas un comité internacional de científicos alertaba de que aunque CRISPR es una técnica “todavía” insegura, la edición genética legal de los seres humanos en determinadas circunstancias es quizás inminente.

El comité del Nobel ha dejado fuera a otros científicos que contribuyeron a descubrir el CRISPR, que es el sistema inmune que utilizan muchos microbios para identificar a los virus y cortarlos en pedazos usando tijeras moleculares hechas de proteínas Cas. Entre ellos destaca el español Francis Mojica, que en 1992 estudió el CRISPR en microbios aislados de las salinas de Santa Pola e incluso les dio nombre.

El genoma de un ser vivo es una lista de miles de millones de letras de ADN que contienen toda la información necesaria para fabricar las proteínas que le permiten moverse, respirar, alimentarse. Mojica descubrió que el genoma de los microbios de Alicante estaba lleno de palíndromos: equivalentes a nombres como Ana que se leen igual hacia delante que hacia atrás. Entre ellos había secuencias de letras de ADN espaciadoras.

En 2003 Mojica sugirió que esos palíndromos y sus espaciadores tenían una función posiblemente protectora. Después se supo que era un catálogo de secuencias genéticas de virus que los microbios incorporan a su propio ADN para poder identificarlas. Cuando esto sucede, producen una secuencia genética complementaria a la del virus que se abrocha a ella como una cremallera e inicia el proceso molecular para que las tijeras Cas cercenen los fragmentos genéticos virales, parando la infección. Era un sistema inmune bacteriano cuyo descubrimiento, sin embargo, fue rechazado por importantes revistas científicas, que lo consideraron poco “novedoso e importante”. Dos años antes, Mojica acuñó las siglas inglesas de CRISPR, “repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente espaciadas”. Su pareja le advirtió de que CRISPR le sonaba a nombre de perro, según recuerda con sorna el genetista Lluís Montoliu en su libro Editando genes: recorta, pega y colorea. Mojica explica que le comentó el nombre a su colega Ruud Jansen, de la Universidad de Utrecht, y este fue quien lo publicó por primera vez —reconociendo en parte el crédito a Mojica—.

“Es una noticia estupenda”, explica Mojica desde su despacho de la Universidad de Alicante. “Lo he parido, le he puesto nombre y ahora le han dado el Nobel; esto me da la vida» señala. El investigador reconoce que era muy difícil dar un Nobel al CRISPR en general, pues habría que reconocer por lo menos a unos 30 científicos que han participado en diferentes momentos. La Academia ha preferido centrarse en la herramienta concreta que desarrollaron Emmanuelle y Jennifer. “Ellas fueron las primeras en publicarla, pero los que demostraron que podía editar el genoma de células eucariotas y de mamíferos fueron Feng Zhang y George Church. Así que si miras un poco antes o un poco después ya te salen cinco nombres. Es una solución tan válida como otra cualquiera”, añade Mojica, que asume que aquí termina su carrera hacia el Nobel.

El comité del Nobel reconoce que en 2011 Emmanuelle Charpentier (Juvisy-sur-Orge, 1968) descubrió que una secuencia de ARN —la molécula mediadora que lee el ADN y lo transforma en proteína— en la bacteria Streptococcus pyogenes es esencial para que el microbio pueda cortar el ADN del virus y deshabilitarlo. Ese mismo año la francesa comenzó a colaborar con Jennifer Doudna, experta en ARN de la Universidad de California en Berkeley. Durante ese año y el siguiente se inspiraron en el sistema inmune microbiano para crear el CRISPR/Cas9, compuesto por dos secuencias de ARN cuyo objetivo era localizar y unirse a la secuencia exacta de ADN diana y la tijera Cas9, que la corta. Sus detalles se publicaron en Science en verano de 2012. Potencialmente, decían, esta herramienta permitía editar ADN con gran precisión y facilidad.

En la práctica esta tecnología funciona como un editor de textos. Una vez cortado el ADN con CRISPR/Cas9, la maquinaria endógena de la célula repara el corte. “Esta maquinaria se puede aprovechar a nuestro favor y obligarla a que introduzca las modificaciones en el ADN que nosotros queramos, por ejemplo la versión correcta de un gen cuya variante mutada produce una enfermedad”, explica Miguel Ángel Moreno Mateos, investigador del Centro Andaluz de Biología del Desarrollo, que colaboró con Doudna en el desarrollo de unas nuevas tijeras moleculares, las Cas12a. «Es sin duda una revolución en biología con aplicaciones hasta hace unos años inimaginables en ámbitos muy diversos como la agricultura, ganadería y por supuesto la medicina incluyendo la lucha contra la covid-19″, añade.

El CRISPR se ha usado para corregir enfermedades hereditarias en embriones humanos, se está estudiando como cura para enfermedades sanguíneas causadas por mutaciones en un solo gen y ha demostrado sus primeros éxitos para editar las células inmunes de los pacientes para que puedan combatir tumores incurables. Los equipos de las dos Nobel están sumidos en una guerra de patentes con sus homólogos de EE UU debido a los posibles beneficios millonarios que puede suponer CRISPR.

La técnica ha sido mejorada para editar el genoma humano de forma mucho más segura. En la actualidad Doudna y muchos otros equipos trabajan en el uso de CRISPR para desarrollar métodos rápidos de diagnóstico del coronavirus e incluso sistemas capaces de eliminarlo. Usan tijeras moleculares que en este caso no cortan ADN sino ARN, la molécula de la que está hecho el genoma del SARS-CoV-2.

Durante la rueda de prensa de anuncio del premio, una periodista china ha preguntado a Charpentier: “¿Habla usted con dios”? Ella —al teléfono— ha respondido: “De niña me educaron en la fe católica, pero ahora mi religión es la ciencia. Creo en lo que hago como científica porque muestra la parte buena de la naturaleza. CRISPR nos ha mostrado que podemos usar los mecanismos de la vida para ayudar a la sociedad”.