El síndrome de Down se debe a una trisomía del cromosoma 21. Es decir, en vez de tener en sus células dos cromosomas de este tipo, como de todos los demás, los pacientes tienen 3, por un error que se cometió en la división celular, ya sea en la formación de óvulos y espermatozoides o en los inicios del desarrollo embrionario. No hay una cura ni un tratamiento para el síndrome de Down. Sin embargo, un equipo de científicos japoneses acaba de usar la técnica CRISPR-Cas9, consistente en una especie de corta-pega molecular, para cortar ese cromosoma sobrante en las células y devolver el juego de cromosomas a la normalidad.
No lo han hecho en pacientes. Tampoco en animales de laboratorio. El estudio se ha llevado a cabo con cultivos celulares. Sin embargo, han demostrado que, efectivamente, el CRISPR se puede usar para cortar ese cromosoma que sobra de una forma específica, sin afectar a otros.
La técnica CRIPSR-Cas9 es tan beneficiosa que le valió el premio Nobel de química a sus dos descubridoras, Jennifer Doudna y Emmanuelle Charpentier, en 2020. Sin embargo, y a pesar de lo útil que ya está resultando en otras ramas, como la biotecnología vegetal, en medicina aún requiere un control mucho mayor para poder llevarse a cabo. Es necesario tener todo controlado antes de editar el ADN de las células de los animales, incluidos los seres humanos. Aun así, gracias a estudios como este, podemos ver que en el futuro esta técnica podría estar detrás de algunos de los mayores avances de la ciencia. Porque acabar con el síndrome de Down sería, sin duda, un hito que pasaría a la historia.
¿En qué consiste CRIPSR-Cas9?
La técnica CRISPR-Cas9 está basada en un mecanismo que utilizan algunas bacterias para defenderse de los virus que las infectan. Básicamente, consiste en una serie de secuencias repetidas del ADN bacteriano que no codifican nada. No tienen las instrucciones para fabricar ningún componente de las bacterias. Sin embargo, rodean otras secuencias, provenientes de los virus que atacan a las bacterias y, junto a ellas, se sitúan otras secuencias que sí que codifican una proteína llamada Cas. El papel de esta es cortar el ADN. Por eso, cuando se detecta el material genético de los virus, complementario al ADN que se encierra entre las secuencias repetidas, este se pega entre ellas y la proteína Cas se pone en marcha, cortando lo que encuentra a continuación.
En resumen, el sistema CRISPR se pega específicamente al ADN de los virus que intentan invadir las bacterias y lo corta para cortar de raíz la invasión.
Este mecanismo fue descubierto por un español: Francis Mojica. Más tarde, Doudna y Charpentier encontraron la forma de usarlo como herramienta de la ingeniería genética.
Básicamente, donde las bacterias engloban el ADN de los virus que las atacan, se puede poner la secuencia complementaria a cualquier trozo de ADN que se quiera eliminar o cambiar. Así, una vez que se detecta, se corta y se retira. Se suele hacer para eliminar genes mutados o que codifican algún caracter indeseado. Por ejemplo, se ha utilizado para eliminar el gen responsable de que los champiñones se pongan negros tan deprisa.
En humanos se ha empezado a estudiar para tratar numerosas enfermedades. ¿Pero y si además de un gen mutado también pudiese eliminar un cromosoma completo? Si fuese así, se podrían eliminar multitud de enfermedades causadas por trisomías, como el síndrome de Down.
Tijeras moleculares contra el síndrome de Down
Los autores del estudio que se acaba de publicar tomaron dos cultivos celulares. Uno estaba formado por células madre pluripotentes. Se trata de células que se encuentran mayormente en los embriones y que aún no se han desarrollado en ningún tipo celular concreto. Según las señales que reciban, podrían dar lugar lo mismo a una célula de la piel que a una de los pulmones. En su caso no utilizaron células madre extraídas de embriones, sino con pluripotencia inducida. Esto se consigue tomando células que ya están diferenciadas y, mediante la incubación a unas condiciones concretas, desprogramándolas para que vuelvan a ser pluripotentes.
El segundo cultivo de células que tomaron estos científicos estaba formado únicamente por fibroblastos. Es decir, por células que ya están especializadas en la formación de tejido conjuntivo, como el de los ligamentos o los tendones.
En ambos casos había células en las que se había inducido una trisomía del cromosoma 21, como la que da lugar al síndrome de Down. Es importante tener algo en cuenta. Todos los seres humanos tenemos 23 pares de cromosomas. Esto indica que hay 23 tipos distintos de cromosomas y que de cada uno de ellos recibimos dos: uno paterno y otro materno. Por eso, a la hora de eliminar un cromosoma extra hay que tener cuidado de que el que se retire sea uno de los repetidos. Es decir, si el que está duplicado es el paterno habrá dos paternos y uno materno, por lo que nunca se debe eliminar el materno. Este era el principal reto de esta investigación. Se podrían programar unas secuencias de CRISPR-Cas9 para detectar un cromosoma 21 y eliminarlo, pero había que saber bien cuál eliminar. Y lo han logrado.
Estos científicos han encontrado la forma de detectar cuál es el cromosoma duplicado y, así, dirigir las tijeras específicamente a uno de ellos. Cuando probaron la técnica en los dos cultivos celulares, lograron eliminar justo el cromosoma adecuado en ambos casos.
¿Cuándo podría usarse?
El síndrome de Down se detecta bastante pronto durante la gestación. Por eso, los autores de este estudio creen que, en un futuro, su técnica podría usarse directamente en el momento en el que se diagnostica. Antes de que el bebé nazca. Es muy pronto para usar la técnica en humanos, pero son optimistas al respecto. Y es que la ingeniería genética es el presente, pero también el futuro. Si nos está ofreciendo un presente fascinante, el futuro que nos espera es, si cabe, aún mejor. Todo gracias al mecanismo de defensa de unas cuantas bacterias.
