Súper humanos: La polémica y revolucionaria técnica de "reescribir el ADN”, que ganó el Nobel de Química 2020

En 2002, la francesa Emmanuelle Charpentier inició su propio grupo de investigación en la Universidad de Viena, centrándose en una de las bacterias que más daño causa a la humanidad: el Streptococcus pyogenes, que cada año infecta a millones de personas causando enfermedades como amigdalitis e impétigo, una de las afecciones de la piel más comunes entre los niños, y que también puede causar una sepsis potencialmente mortal rompiendo los tejidos blandos del cuerpo, lo que le da una reputación de “devorador de carne”.

Paralelamente, la estadounidense Jennifer Doudna dirigía un grupo de investigación en la Universidad de California, Berkeley, con 20 años de experiencia trabajando con ARN, el “hermano molecular” del ADN, dando sus primeros pasos en un campo por entonces nuevo, llamado interferencia de ARN.

Tras un llamado para colaboración y una larga serie de encuentros y estudios fallidos, en 2012 ambas publicaron el descubrimiento de las tijeras genéticas CRISPR / Cas9, herramienta se puede utilizarse para modificar el genoma en células tanto de ratones como de humanos, y que este miércoles las hizo merecedoras del Premio Nobel de Química 2020.

Anteriormente, cambiar los genes en una célula, planta u organismo requería mucho tiempo y, a veces, era imposible. Usando esta técnica, los investigadores pueden realizar “cortes” en el genoma que deseen.

Gracias a lo sencillo de esta herramienta genética, hoy se encuentra muy extendida en la investigación básica. Se utiliza para cambiar el ADN de células y animales de laboratorio con el fin de comprender cómo funcionan e interactúan los diferentes genes, como durante el curso de una enfermedad.

La Dra. Soledad Miranda, bioquímica, doctora en Biología Molecular y Celular e investigadora en el Centro de Investigación del Hospital de Niños de la Universidad de Montreal, explica que “CRISPR fue descubierto en bacterias donde actúa como un sistema inmune contra virus. Cuando infecta la bacteria el virus, inyecta su ADN con sus propios genes y este se inserta en el ADN de la bacteria para tomar control, luego ese ADN se usa como molde para otra molécula que es el ARN y finalmente el ARN se usa como molde para generar proteínas del virus y ese será el principio del fin para esa bacteria”.

“El ADN es como un libro”, explica Ricardo Moreno, miembro del Centro de Bioética UC y doctor en Ciencias Biológicas. “Este sistema es similar a si tuvieses un editor que revisa si nos falta una coma, tilde, o una hache, etc”.

“Es un sistema empleado por las bacterias y que está presente en la vida natural. La genialidad de las investigadoras es que se les ocurrió usarlo en células animales, pudiendo ser dirigido a cualquier parte de la secuencia del ADN y así cambiar cualquier letra a voluntad, produciendo una mutación”, dice.

“Toda la comunidad científica está de acuerdo en emplear esta técnica en células con leucemia, por ejemplo, modificándola y devolviéndola al paciente, para que la persona se cure. Eso se junta con las técnicas de fecundación asistida, cambiando el genoma humano”, afirma Moreno.

“Eso está muy bien para personas con mutaciones malas, pero ¿qué pasa si quiero cambiar al embrión ‘por placer’, diseñándolo con más masa muscular, inteligencia, altura, etc? eventualmente con este procedimiento se podría hacer en un futuro”, sostiene.

“Hay muchos países con menos regulación que no tendrían problemas en realizar cualquiera de estas procedimientos en el futuro, sin importar bases legales o ética”, asevera el científico.

En efecto, este avance también ha sido objeto de polémicas. La más conocida se produjo en China, hace dos años.

A fines de 2018, el mundo científico se paralizó cuando He Jiankui, un profesor asociado en el Departamento de Biología de la Universidad de Ciencia y Tecnología del Sur en China aseguró haber modificado genéticamente un par de embriones conseguidos con la técnica de fertilización in vitro y luego los implantó en un mujer. ¿El resultado? El nacimiento de dos niñas sanas que según dijo, serían inmunes al VIH.

De acuerdo a Jiankui, el padre de las mellizas es VIH positivo y ha sufrido discriminación a causa de su enfermedad, por lo que buscaba que ambas pequeñas no pasaran por la misma situación.

El procedimiento consistió en tomar dos óvulos de una mujer a la que identificó como “Grace”. En el laboratorio, estos óvulos fueron fertilizados con los espermios de su esposo, “Mark”, añadiendo una proteína e información genética que reemplazó una parte específica del genoma, utilizando la técnica del CRISPR-cas9, mismo procedimiento ganador del Nobel 2020.

Según Jiankui -quien nunca publicó algún estudio- el embarazo se siguió muy de cerca tras el alumbramiento, las bebés -cuyos seudónimos son Nana y Lulu- fueron sometidas a pruebas genéticas y de sangre que confirmaron que no tenían nada extraño.

Mientras Jiankui recibía el repudio de colegas y autoridades mundiales, se confirmaba un tercer nacimiento, producto de una segunda fecundación. Finalmente, el científico fue sentenciado a tres años en prisión a fines de 2019 y multado con 3 millones de yuanes (430.000 mil dólares). No se conoce el estado actual de ninguno de los tres menores.

La Dra. Kathleen Whitlock, investigadora del Centro Interdisciplinario de Neurociencia de la Universidad de Valparaíso, emplea esta técnica en su laboratorio hace varios años. “Es espectacular. El procedimiento democratizará la ciencia, por su facilidad y costo. Aquí en Chile, donde los presupuestos no son altos, por 100 dólares y nuestra mano de obra podemos manipular el genoma”. afirma.

Pero este el bajo costo ¿puede implicar que cualquiera pueda usar esta técnica y que su objetivo se desvirtúe? Whitlock señala que “es una mala por otra buena. Hace dos años, en una clase, un alumno me preguntó por las consideraciones éticas del sistema, considerando la posibilidad que una persona la empleara en un embrión. Le dije que no me sorprendería porque el ego de los científicos no lo podría resistir, y los códigos de ética son distintos en todos los países, sobre todo en China. Dos semanas después, ocurrió lo del científico y las gemelas. Fue como una premonición”.

“Fue un horror. No tengo las palabras para explicar mis sentimientos cuando lo supe. La técnica no es 100% perfecta y tiene un porcentaje de error. Uno sabiendo eso, no emplea este proceso en bebés humanos”, dice.

“El científico chino se saltó todas las recomendaciones a nivel internacional y no obtuvo aprobación del comité de ética”, dice la Dra. Sofía Salas, profesora del Centro de Bioética facultad de Medicina, Clínica Alemana Universidad del Desarrollo.

“Él no trataba de mejorar una enfermedad, sino que modificó embriones sanos para hacerlos resistentes al VIH simplemente porque el padre era VIH positivo, cuando hay otras formas de evitar el contagio”, agrega.

“Manipular genéticamente a los embriones humanos versus fetos o personas nacidas, es que necesariamente se modifican las futuras generaciones, porque lo que se cambió en los genes va a ser heredado. Eso abre una ventana insospechada al futuro de la humanidad porque no sabemos cómo se van a reflejar estos cambios”, sostiene Salas.

Aún con el episodio chino, la experta manifiesta su entusiasmo por lo sencillo de la técnica y su bajo costo, algo que podría permitir curar enfermedades para las que actualmente no hay mejoría. “Si bien el procedimiento se encuentra en etapa experimental, hay suficientes avances como para afirmar que es una técnica que puede resolver serios problemas de salud”, indica.

“Las dudas que puedan surgir tienen que ver con temas de acceso igualitario, y la discusión ética si acaso sería permisible que se utilice esta técnica para ‘mejora’ de las personas”, apunta.

“Como toda innovación, siempre se produce una tensión entre el deseo de promover la innovación y avanzar más rápido, versus la precaución para asegurar que el procedimiento es eficaz y seguro, por lo tanto nos obliga a ir más lento”, señala la experta.

“En ese sentido hay que analizar los valores involucrados en esta técnica para personas, como la responsabilidad sobre riesgos y beneficios, o pretender el bien común en el sentido que su uso no aumente las injusticias inherentes a ciertas condiciones de vida. Hay que evitar favorecer a un grupo sobre otro, que no haya discriminación y se respete la dignidad individual de todas las personas”, opina.

Para Sofía Salas, esto abre un debate sobre las posibles implicancias de esta técnica en el futuro, considerando estudios y desarrollos ya avanzados, y la posibilidad que las personas utilicen el procedimiento para hacer otro tipo de mejoras no enfocadas en enfermedades, como el caso de He Jiankui.

“No creo que el científico chino simplemente haya estado buscando una forma de prevenir el VIH, porque ya habían estudios previos en animales en los que haciendo esa misma modificación se demostraba que las ratas rendían más en los test de inteligencia", dice.

"Creo que detrás estaba la idea de crear una súper raza”, asegura.

Para la Dra. Carolina Cares, genetista de Clínica Dávila, aunque la técnica "significa un antes y un después, sus debilidades se relacionan a que se necesita mas investigación, porque no es 100% precisa. Pueden ocurrir errores o alteraciones no deseadas, o que este cambio de información genética se produzca en algunas células que no son el objetivo”.

“Por otro lado también está la dificultad ética en relación a las células del embrión, como cambiar la información genética de un individuo, desde una amenaza biológica, selección genética con características particulares físicas como la estatura, y todo lo que tiene que ver con el valor de la persona”, añade.

“Hay algunos países que son muy categóricos en prohibir cualquier experimentación con embriones, y otros donde existen ventanas legales que permiten hacer estudios”, dice Cares.

La Dra. Soledad Miranda afirma que “a veces la ciencia avanza mas rápido que la ética, como en este caso. En este momento hay un acuerdo internacional que permite modificar células del cuerpo que no son gametos, pero está prohibido usar CRISPR para modificar óvulos o espermios humanos porque son cambios que se transmiten de generación en generación”.

“Actualmente CRISPR/Cas9 se está usando como una herramienta de investigación en miles de laboratorios y empresas biotecnológicas en el mundo y nuevos usos de la técnica aparecen todo el tiempo. Una de mis aplicaciones favoritas es usarlo para unir una molécula fluorescente a las proteínas que estoy estudiando en las neuronas, gracias a eso podemos visualizarlas en el microscopio y entender su función”, afirma.

“Nosotros (los científicos) no pagamos patente por su uso, pero sí las empresas biotecnológicas. Pero no siempre funciona, a veces no logramos un buen diseño para engañar a Cas9 y no corta donde queremos, o corta otro gen, pero así es la investigación. Aún falta perfeccionar la técnica para que sea segura”, dice Miranda.

La experta asegura que hoy existen otras técnicas similares que se están investigando, y funcionan mejor en ciertas condiciones. “En marzo de este año la prestigiosa revista Nature publicó el uso de CRISPR para tratar la ceguera en un paciente que padece de la enfermedad de Leber, que es la principal causa de ceguera en niños y que no tiene cura. Lo que se hizo fue cortar la mutación en el gen que produce la enfermedad usando un virus especial que inyectó la Cas9 y el ARN especial directamente en el ojo del paciente”, explica.

Por ello, Miranda señala que “en estos temas, la ética va mas allá de la seguridad. Hay casos como tratar la ceguera en una persona adulta donde la aprobación de un comité de ética no es controversial, pero hay otros casos mas grises y otros que están definitivamente mal, como el caso del científico chino”.

“Y aunque este hecho generó un llamado para una moratoria en la edición genética de embriones humanos, las posibilidades son enormes y en este momento hay un equipo de científicos de la Universidad de Stanford usándolo como una terapia experimental para Covid-19”, asevera.

La Dra. Salas menciona que la recomendación de la Academia de Ciencias Americana es que esta técnica no se use para mejoras en estatura, inteligencia, etc, hasta que no haya una adecuada discusión para ver qué mejoras serian permisibles.

“Siempre esta el riesgo de mal uso de los avances científicos. Pero desde mi perspectiva, eso no debiera limitar el desarrollo de la investigación y avances, sino que junto con promover el desarrollo, aumentar la fiscalización y también lograr un consenso moral”, añade.

“Debe haber suficiente solidez en estudios que hayan permitido evaluar en generaciones el impacto al futuro. Estos experimentos deberían hacerse primero en ratas que tienen un ciclo reproductivo más corto, por lo que cada 21 días tenemos nuevas generaciones y en un año podemos estudiar las consecuencias de las generaciones de manera mas rápida”, explica la experta.

“El científico chino se saltó muchas etapas y es lamentable, porque cada vez que se producen estas fallas se genera un rechazo, aunque la técnica pueda ser provechosa para el futuro de la humanidad”, dice.

“La ciencia no es buena ni mala, lo que lo hace ético o menos ético es el uso que le podamos dar a esos avances”, sentencia Salas.

Para la Dra. Whitlock, “lo positivo es que en experimentos controlados con adultos están usando CRISPR para distrofia muscular, o bien alguien que quiera tener un hijo y hay un 25% de posibilidades que no pueda sobrevivir, quizá pueda tener acceso a tecnología para tener un bebé sin problemas. Pero diseñar su propio hijo, aún estamos muy lejos de eso”.