Con el planeta algo acelerado por aquello de llegar al perihelio, arranca el año 2023 destacando el protagonismo de la ciencia biomédica española.
Desde que en los años 90 del siglo pasado el microbiólogo alicantino Francis Mojica sentara las bases de lo que luego devino el sistema de edición genética más prometedor. Hablo del ya famoso CRISPR-Cas. Muchas han sido las alegrías que nos ha proporcionado esta especie de 'corta pega' molecular multipremiado.
Mas vayamos por partes. Mojica, desde un lugar poco favorecido por la financiación científica y alejado de todo foco de 'excelencia', describió unas curiosas secuencias repetidas a las que llamó CRISPR en las arqueas (microorganismos unicelulares) y su papel en los mecanismos de defensa en las células procariotas. A partir de estos trabajos, Emmanuelle Charpentier, Jennifer Doudna, Feng Zhang y otros investigadores desarrollaron un potentísimo sistema de edición del genoma que es, sin duda, uno de los hitos científicos de todos los tiempos.
¿En qué consiste? En lo mismo que hacemos todos los días con el procesador de texto cuando cortamos y pegamos frases, pero a nivel del ADN, es decir, tratando a los genes como si fueran palabras.
Este ingenioso mecanismo lo tienen las bacterias para evitar ser infectadas por virus que tratan de meterse en su genoma. En ellas el sistema CRISPR detecta la intrusión y lo corta. Es como si, al leer un texto, descubrimos que alguien cometió errores ortográficos o escribió algunas frases inapropiadas; las detectamos, las cortamos e insertamos la correcta.
Nuestro Mojica identificó este 'sagaz' sistema molecular de edición, le dio nombre y lo publicó. Pero, los premios gordos como el Princesa de Asturias y el Nobel fueron para Emmanuelle Charpentier y Jennifer Doudna. Injusticia donde las haya.
Muchas son las esperanzas puestas en esta técnica, entre ellas la solución definitiva a enfermedades crónicas como la diabetes, el VIH y otras muchas con bases genéticas conocidas. Por otra parte, ya miles de laboratorios en el mundo usamos este sistema de edición para nuestros más variopintos experimentos.
Sin embargo, no todo es tan fácil. Como te conté, el sistema CRISPR-Cas primero tiene que reconocer el sitio que debe 'editar', luego cortarlo y finalmente 'reparar' el error. En el corte intervienen unas tijeras moleculares llamadas Cas. Actualmente se usa Cas9 o variaciones de esta enzima. Estas moléculas se producen en bacterias patógenas como el Streptococcus pyogenes o el Staphylococcus aureus. ¿Y esto qué quiere decir? Pues que, si se quiere usar en humanos para editar nuestro genoma y evitar una enfermedad, el sistema de defensa detectará la Cas9 como perteneciente a una bacteria que nos daña y la atacará. ¡Peor el remedio que la enfermedad!
Pero el ingenio científico no se detiene y aquí entra en juego la astucia de un grupo de investigadores españoles. La alternativa era encontrar nuevas tijeras en bacterias que no hayan interactuado con los humanos y, por lo tanto, no las reconozcamos como algo que hay que destruir. Para ello estos científicos, con ayuda de la Paleoenzimología, viajaron en el tiempo con el objetivo de 'resucitar' secuencias de proteínas ancestrales –que debieron existir hace millones de años en organismos ya extintos–, usando las secuencias de estas proteínas en un determinado grupo de organismos actuales.
Aplicando técnicas matemáticas, con la suficiente potencia computacional, se infirieron las secuencias ancestrales más probables y se obtuvieron cinco Cas ancestrales que probablemente dieron lugar a las actuales. Según los investigadores, estas Cas pudieron existir hace 37, 137, 200, 1.000 y 2.600 millones de años.
Uno de los autores del artículo científico publicado en Nature Microbiology, Lluis Montoliu, nos ubica mentalmente las edades estimadas que tienen estas Cas ancestrales resucitadas informáticamente: “Recordad que la Tierra tiene una edad de ~4.500 millones de años; que las evidencias más antiguas de células procariotas son de hace ~3.500 millones de años; que las células eucariotas aparecieron hace ~1.850 millones de años; que la explosión Cámbrica que dio lugar a la mayoría de grupos de animales que existen hoy en día tuvo lugar hace ~580 millones de años; que el Braquiosaurio —el primero que sale en la película Parque Jurásico— se extinguió hace ~150 millones de años…”
Los resultados publicados son espectaculares: la proteína más antigua de todas sólo puede cortar cadenas simples de ADN, sencillas y primitivas; el ADN humano está formado por cadena doble. Pero, el resto de moléculas Cas, sí pueden cortar el ADN humano. De hecho, han sido capaces de corregir dos genes que provocan el albinismo. ¡Esto promete!
A raíz del estudio recién públicado se ha abierto un campo enorme de posibilidades para el uso de esta tecnología en terapias sin temer a los efectos de rechazo que provoca el sistema inmunológico. Borja Alonso-Lerma, Ylenia Jabalera, Sara Samperio, Matias Morin, Almudena Fernández, Logan T. Hille, Rachel A. Silverstein, Ane Quesada-Ganuza, Antonio Reifs, Sergio Fernández-Peñalver, Yolanda Benitez, Lucia Soletto, Jose A. Gavira, Adrian Diaz, Wim Vranken, Avencia Sanchez-Mejias, Marc Güell, Francisco Mojica, Benjamin P. Kleinstiver, Miguel A. Moreno-Pelayo, Lluis Montoliu y Raúl Perez-Jimenez han escrito una página en la historia.
Sus nombres han de ser mencionados como se hace cuando hablamos de la selección de fútbol. En este caso los goles marcados a la naturaleza no son magia, son ciencia con la camiseta española.