¿Cómo podemos erradicar las enfermedades genéticas? La respuesta puede estar en el sistema de defensa bacteriano
ARTÍCULOS – (28/01/2023)
CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, por su nombre en inglés) es una tecnología revolucionaria que permite a los científicos hacer cambios precisos en el ADN de organismos vivos. CRISPR ha sido aclamada como uno de los descubrimientos más revolucionarios del siglo XXI y, sin duda, revolucionará el tratamiento de las enfermedades genéticas. Una de las perspectivas más interesantes de CRISPR es la posibilidad de corregir anomalías congénitas -defectos presentados desde el nacimiento- a través de la edición genética y la eliminación de mutaciones en el ADN. Esta tecnología sustenta el mayor cambio de paradigma en la medicina que veremos en el siglo XXI: el paso de la medicina preventiva a la curativa.
El sistema CRISPR está basado en un mecanismo natural de defensa que se encuentra en bacterias y arqueas –microorganismos unicelulares-. Estos utilizan CRISPR para protegerse contra virus invasores cortando y destruyendo el ADN viral una vez que entra en sus células. Los científicos han aprovechado este microorganismo para crear una poderosa herramienta de edición del genoma para cualquier organismo.
CRISPR fue descubierto en 1993 por el científico español Francisco Mojica, que estudió y caracterizó estas secuencias y acuñó el término que utilizamos hoy en día. Desde entonces, la investigación en edición genética con esta tecnología ha explotado, con cientos de tecnología utilizando la revolucionaria técnica para curar pacientes. La compañía más importante en este campo, CRISPR Therapeutics, fue fundada por el Nobel Emmanuel Charpentier de forma conjunta con Versant Ventures y está cerca de conseguir la aprobación de la FDA para sus tratamientos de anemia falciforme y la beta-talasemia. Las compañías que están desarrollando tratamientos como CRISPR Therapeutics serán el motor para conducir hacia la curación en medicina; pero sin esta tecnología no habría base para esta revolución.
Pese a que CRISPR es considerada generalmente como una tecnología singular, hay diferentes sistemas de esta técnica, cada uno de ellos con propiedades únicas. El sistema de CRISPR más utilizado, CRISPR Cas9, está formado por dos componentes principales: la encima nucleasa Cas9 y una RNA guía. Esta última actúa como un sistema GPS, uniéndose a una secuencia específica de ADN y dirigiendo la enzima a esa localización, donde la Cas9 corta el ADN. Este corte puede ser entonces reparado por la maquinaria de la propia célula, que puede introducir cambios en el ADN, como la inserción, el borrado o el cambio de secuencias específicas de este ácido. El sistema Cas9 es altamente versátil y puede ser utilizado para hacer cambios precisos en el genoma de cualquier organismo, incluyendo plantas, animales y humanos.
Las enfermedades congénitas pueden ser de diversa consideración y causar muchos problemas de salud, incluyendo discapacidades físicas, intelectuales y de desarrollo. Además, pueden ir desde anomalías estructurales menores, como labio leporino o paladar hendido, a alternaciones de los cromosomas. Independientemente de su gravedad, la capacidad de CRISPR para corregir anomalías congénitas modificará radicalmente la forma en que se tratan estas enfermedades.
La anemia falciforme es un excelente ejemplo del tipo de enfermedad que se podría corregir con CRISPR. Esta afección es un trastorno genético que influye en la forma de los glóbulos rojos y está causada por una mutación en el gen HBB (gen falciforme), que a su vez proporciona instrucciones para fabricar un componente proteico de la hemoglobina. Esta última es clave, pues se trata de la molécula que transporta el oxígeno a la sangre. La mutación del gen HBB conduce a la producción anormal de hemoglobina, haciendo que los glóbulos rojos se vuelvan más rígidos y con forma de media luna, denominada falciforme. Estas células anormales pueden obstruir los vasos sanguíneos y provocar dolor, daños en los órganos y otro tipo de complicaciones.
En este caso, CRISPR puede ser empleado para corregir la mutación en el gen HBB y conseguir una normalización de la producción de hemoglobina. Los científicos ya han utilizado esta tecnología para eliminar esta mutación de células humanas y animales con anemia falciforme. Tras el tratamiento, las células madre fueron capaces de producir glóbulos rojos sanos, lo que les permitió tratar a pacientes con esta enfermedad y reducir su gravedad. Pero el potencial de CRISPR va más allá y también puede ser utilizado para proporcionar una cura funcional para esta enfermedad a través de la eliminación de la mutación en el gen HBB y su sustitución por una copia sana. Este enfoque de edición genética es precisamente lo que hace que CRISPR sea tan revolucionario, ya que después del tratamiento no habrá forma de distinguir las células del paciente de las de un individuo nacido sin la enfermedad.
Otras muchas enfermedades congénitas se beneficiarán de las posibilidades de tratamientos más eficaces y efectivas que ofrece CRISPR: cardiopatías congénitas, enfermedades hereditarias de la retina (IRD), trastornos metabólicos como la Fenilcetonuria (PKU) o la fibrosis quística son algunas de las enfermedades que probablemente pasarán a ser dolencias del pasado a medida que incremente la investigación sobre la edición genética de CRISPR y, finalmente, se adopte de forma generalizada.
Además de estas aplicaciones para tratar anomalías congénitas, CRISPR promete desarrollar nuevas terapias para varias dolencias, incluyendo el cáncer, enfermedades autoinmunes e infecciosas. CRISPR puede ser utilizado para editar los genes, lo que podría dar lugar a nuevos tratamientos más eficaces y con menos efectos secundarios que los actuales.
Pero más allá de esto, CRISPR también está siendo utilizado para tratar trastornos genéticos hereditarios, como la enfermedad de Huntington y la hemocromatosis hereditaria. Estas dolencias están causadas por mutaciones de genes específicos que conducen a la acumulación de proteínas tóxicas o de hierro en el organismo. CRISPR puede ser utilizada para editar esos genes y reducir o incluso eliminar la producción de esas proteínas perjudiciales o disminuir la absorción del hierro, lo que podría revertir o ralentizar la progresión de estos trastornos.
Utilizando CRISPR para eliminar anomalías congénitas, tratar trastornos genéticos y proveer nuevas terapias para enfermedades crónicas se pueden mejorar las vidas de cientos de millones de personas en todo el mundo. En otras palabras, CRISPR puede ser la llave para tratar trastornos genéticos que, a día de hoy, se consideran intratables y puede llevar a desarrollar curas para estas enfermedades. No obstante, es esencial tener en cuenta que estos tratamientos todavía están en etapas iniciales de investigación y desarrollo. Todavía se necesitan estudios adicionales para determinar su seguridad antes de que pueda iniciarse la práctica clínica. Con esto, es necesario considerar las implicaciones éticas y sociales de esta tecnología como la posibilidad de que existan efectos no deseados o que creen variaciones genéticas inesperadas. También de la desigual capacidad de acceso que puede tener este tipo de tratamientos.
Independientemente del camino que se plantea por delante, CRISPR está creando un nuevo paradigma en la forma en que se ven los tratamientos médicos. Compañías como CRISPR Therpeutics están al frente de la investigación y a pocos años de implementar clínicamente las primeras curas de este tipo de enfermedades genéticas. Mientras CRISPR está todavía en los primeros pasos de su desarrollo, el potencial de esta tecnología para cambiar la vida de millones de personas afectadas por enfermedades genéticas es enorme. Es un momento apasionante para la edición genética, y el futuro parece brillante para el desarrollo de nuevas y efectivas terapias para enfermedades genéticas.