A finals de l’any 2018 va sortir la notícia que un científic xinès, He Jiankuim havia manipulat el DNA de dos nounats a fi de fer-los resistents a certes malalties i infeccions com la del VIH, el virus que pot provocar la SIDA. L’article que va publicar va remoure les consciències de científics d’arreu del món que es qüestionaven la bioètica darrere dels experiments de Jiankui. Aquesta manipulació dels gens es va fer amb la innovadora tècnica d’edició de gens CRISPR/Cas9, la gran obra d’enginyeria genètica del segle XXI.
L’edició genòmica
Existeixen moltes malalties genètiques causades per mutacions d’algun gen. Aquestes alteracions fan que l’organisme actuï de forma incorrecta o deficient, provocant dificultats o fins i tot la mort. Exemples d’aquestes malalties són l’anèmia, l’hemofília, moltes malalties minoritàries o qualsevol mena de càncer. Molts cops resulta difícil trobar un tractament per curar definitivament aquestes malalties. Últimament, però, s’intenta molts cops abordar-ho per teràpia gènica.
La teràpia gènica consisteix a reparar el gen mutat del pacient perquè aquest puguin exercir la seva funció de forma correcta. S’ha de dir que tot no són flors i violes: és complicat, car i pot provocar efectes secundaris com l’aparició de malalties relacionades amb el sistema immunitari. Per altra banda, resulta força fàcil alterar de forma aleatòria qualsevol part de la nostra informació genètica. El gran repte, però, és aconseguir l’edició concreta d’una part del genoma. I resulta ser que CRISPR/Cas9 supera aquest inconvenient de forma més ràpida i econòmica que les altres tècniques ja existents.
CRISP… quèèè?
CRISPR es correspon al nom Clustered Regularly Interspaced Palindromic Repeats. Dit d’una forma més entenedora, es correspon a fragments de DNA de virus que es troben en bacteris i que els serveixen per defensar-se de pròximes infeccions. Es podria dir que és un sistema immunitari bacterià.
Aquest acrònim el va idear un microbiòleg espanyol, Francis Mojica, el qual estudiant arqueobacteris d’unes salines d’Alacant es va topar amb aquestes seqüències. Mojica no tenia ni la més remota idea de les contribucions que podia tenir el seu descobriment.
No va ser fins a l’any 2015 que Emmanuelle Charpentier i Jennifer Doudna van publicar a la revista Science un article en el qual comentaven com aquest sistema bacterià es podia aplicar per fer teràpia gènica.
De mecanisme de defensa a teràpia gènica
Cas9, o bé CRISPR associated protein 9, és una proteïna endonucleasa; dit d’una altra manera, són unes tisores que tallen l’hèlix de DNA. Les “tisores” es poden dirigir al lloc que es vulgui gràcies a un fragment de RNA de 20 nucleòtids acoblat a aquestes. Aquest fragment de RNA s’enganxa com si fos un tros de velcro al fragment de DNA que es vol editar i així les tisores poden tallar.
En els bacteris, aquestes seqüències de RNA estan compostes per les seqüències CRISPR. I així aconsegueixen eliminar els virus que volen infectar-los. Per tant, si es vol editar una seqüència concreta, només cal fabricar un fragment de RNA complementari a la seqüència que es vol editar i la Cas9 (les “tisores”) serà capaç de tallar-la. Fascinant, oi?
En resum, el mecanisme actua de la següent forma:
- Cas9 s’acobla a un RNA complementari a la seqüència que es vol editar i talla la doble hèlix.
- Un cop fet el tall, s’incorpora el fragment que es vol.
- El genoma ja està editat: s’ha reparat la mutació!
Èxits aconseguits i per aconseguir
Actualment molts laboratoris treballen amb aquesta tecnologia. Molts d’ells ja han aconseguit editar cèl·lules i, fins i tot, organismes com mosquits, ratolins i embrions. La primera teràpia gènica en humans amb CRISPR ja ha començat fa uns mesos als Estats Units per tractar l’amaurosi congènita de Leber.
Alguns èxits aconseguits han estat:
- Inactivar DNA víric present en òrgans de porc a fi de fer una trasplantació més segura.
- Creació d’empelts per la pell que contenen una proteïna editada per CRISPR que controla els nivells d’insulina en pacients amb diabetis de tipus II.
- Editar el gen Doublesex d’Anopheles gambiae, el mosquit que transmet la malària, que fa que les femelles no puguin pondre ous ni picar. A la llarga es podria extingir la població d’aquests mosquits.
Encara queda molt per endavant, però sembla que CRISPR/Cas9 és una bona eina per fer aquest “tallar i enganxar” fragments de DNA. Així i tot, cal recordar sempre que, de la ciència, se n’ha de fer un bon ús.
Finalment, cal mencionar que fa poc més de tres mesos va sortir un article que proposa una innovació en el sistema CRISPR/Cas9. El nou mecanisme s’anomena prime editing, amb el qual prometen encara més facilitats en l’edició genòmica.
Ja per acabar…
Per saber-ne més
Investigación y Ciencia – Las 5 preguntas más importantes sobre CRISPR/Cas9
Science – The new frontier of genome engineering with CRISPR-Cas9
Hipertextual – Entrevista a Francis Mojica: «No sé dónde nos va a llevar CRISPR en 10 años, pero apostaría por que podremos curar el cáncer»
Bona feina! Gràcies!
Gràcies Carmen!