A principios de este mes, el ilicitano Francis Mojica, profesor en la Universidad de Alicante, recogía el premio honorífico de la Fundación Antama en reconocimiento a su decisiva aportación al avance de la edición genética por su descubrimiento de las tecnologías CRISPR. En Hipertextual hemos querido hablar con él para conocer un poco más a fondo su trabajo.¿Cómo llegó hasta CRISPR?
Cuando estaba haciendo la tesis doctoral, estaba buscando otra historia, intentando comprender cuáles eran los mecanismos hacia el crecimiento de alta salinidad con microorganismos habitantes de salinas solares. Empezamos a secuenciar, en aquella época hacerlo era un poco complicada. De hecho, fueron las primeras secuencias que hicimos en la Universidad de Alicante y nos encontramos que sólo nos podíamos permitir un trocito y en ese trocito resulta que encontramos unas repeticiones regularmente espaciadas del genoma de estos microorganismos.
Pensábamos que era algo único, que no se había descrito nunca y luego comprobamos, en el año 92, que habían encontrado repeticiones muy parecidas a estas, en cuanto a esta estructura tan curiosa, en otros microorganismos antes, pero que no habían hecho nada con ellos. Y, cuando terminé la tesis, decidí que me iba a dedicar a esto y estuvimos como diez años intentando averiguar cuál era la función de estas secuencias y al final, en el año 2003, averiguamos que era un sistema de inmunidad que utilizan los procariotas (bacterias y arqueas) frente a elementos geneativos invasores. Y eso fue, digamos, el principio de mi implicación con esto de CRISPR. A partir de ahí lo bueno es que dejamos de estar solos. En 2005, cuando empecé a publicar las existencia de este sistema inmunológico basado en CRISPR se juntaron unos cuantos grupos más. Luego, la colaboración de todos y cada uno de forma independiente o en colaboración, ha hecho que consigamos averiguar cómo funcionaba ese sistema y eso es lo que llevó finalmente, una vez que se supo más o menos bien cómo funciona este sistema inmune, dio pie al desarrollo de la tecnología.
¿Y qué es CRISPR Cas9?
Es la herramienta para cortar y para hacer muchas cosas más. Los sistemas CRISPR tienen las repeticiones aquellas que descubrimos a principios de los 90 y los genes que dan lugar a unas proteínas que están asociadas funcionalmente con CRISPR, esas proteinas se llaman Cas. Entonces hay varios sistemas CRISPR Cas, de hecho, de distintos tipos y uno de ellos tiene la proteína Cas9, por eso se les llama así. Pero los sistemas no dependen de esta única proteína, lo que pasa es que por eso se le llama CRISPR Cas9, por esta técnica que se desarrolla a partir de este sistema que utilizaba la información genética de las CRISPR y una de esas proteínas del sistema que es Cas9.
Entonces, estamos en su sistema CRISPR Cas 9, esta técnica lo que permite es cortar ADN de una forma muy sencilla. Se puede programar muy fácilmente lo cual lo diferencia de las otras técnicas que había anteriormente a CRISPR para cortar ADN y editar genomas. Tu puedes programar esta Cas9 para que vaya a cualquier sitio del genoma de cualquier ser vivo y corte y a partir de ahí dentro de ella puedes empezar a editar o hacer casi lo que quieras con el ADN. O sea, la gracia de esto es que tienes un vehículo, que es la propia proteína Cas9, que pueden llevar fácilmente donde te dé la gana. Entonces, de forma nativa, Cas9 corta y a partir de ahí se puede editar.
Eso sería el primer paso y otra otra aplicación es simplemente llevar Cas9 al sitio en el genoma de una bacteria y que corte y que eso no se repare y que la bacteria muera, con lo cual puedes utilizar CRISPR Cas9 como un antimicrobiano que mata específicamente y exclusivamente a bacterias que tengan una determinada secuencia, que puede ser por ejemplo la secuencia que le proporciona resistencia a un antibiótico o que la hace patógena. Así puedes matar solo a bacterias que resisten al antibiótico o las que sean patógenas y no las que son beneficiosas.
Más aplicaciones pueden ser que los sistemas o agrupaciones CRISPR se pueden utilizar como un almacén de memoria para introducir información de cualquier tipo dentro de un ser vivo, dentro de bacterias.
La información codificada en forma de ADN se han desarrollado también unos sistemas de diagnóstico molecular basados en CRISPR Cas9 y otras cas distintas para diagnóstico molecular, para identificarla y detectar la presencia de determinados virus patógenos que afecta a seres humano, por ejemplo. Hay estudios de desarrollo para utilizar, por ejemplo, bacterias espías que te dicen qué está pasando en un organismo utilizando estos sistemas; modificar el ADN no solo en secuencias sino en estructura...
En laboratorios se está utilizando para muchas aplicaciones de todo tipo y basado en lo mismo: puedes llevar la proteína donde quieras y puedes cortar o utilizarla como lanzadera para que te lleve a otras actividades que modifican el ADN como tu quieras.
¿Cómo se edita el ADN?
Cuando cortas en el ADN con esta proteína Cas9, lo que se hace es reclutar en ese sitio donde has producido el corte unos sistemas de reparación de la célula que te permiten reescribir esa información, modificar, meter más información, quitarla, sustituirla por otra, incluso mover una información de un sitio a otro. Esto quien lo hace normalmente son los sistemas de reparación de la propia célula, lo que haría CRISPR Cas9 es marcarle a los sistemas de reparación el sitio donde tienen que ir. Y este es es el sistema de reparación que nosotros podemos aprovechar para reescribir el material genético. Se dice siempre que CRISPR es un sistema de corta y pega, pero no. CRISPR corta y quien pega, repara o cambia la secuencia, es otra.
Esa es la herramienta original, como se desarrolló. Pero ahora ya hace unos años que han desarrollado una variante de CRISPR Cas9 que en sí mismo ya es capaz de cambiar una letra del ADN por otra, donde hay una A poner una G o viceversa. Esos son los verdaderos editores, no requieren estrictamente una reparación. Hace poco ha salido una mejora estupenda de CRISPR Cas9, el prime editing, que aumenta mucho la precisión y la eficacia de esta reparación.
**¿Cuál es la diferencia entre Cas9 y el prime editing?
Es lo mismo: sigues utilizando la misma enzima y la misma guía porque, digamos que la enzima es tonta, ella no sabe dónde tiene que ir a cortar. Entonces se le da una guía que es lo que se llama CRISPR, que es un trocito de este y se sintetiza en el laboratorio. Esa guía aquí es Cas9 que es la que dice en este sitio es donde tienes que cortar. En este caso lo que se ha hecho es extender esa guía poniendo más información. La información que se le ha añadido es, precisamente, la que quieres que introduzca en tres en el sitio de corte. Por lo tanto, estás utilizando ya no solamente esta guía de ADN como un mensajero que le dice a Cas9 dónde tiene que ir sino que encima le dice lo que tiene que introducirse en ese sitio. Cas9 no lo introduce, pero se lleva la información que tiene que introducirse.
Antes se tenía que depender de otras estrategias en las que se introducía la guía en una célula, se introducía Cas9 a parte o una tercera molécula de ADN que era el que se tenía que introducir en la zona a reparar. Ahora simplemente se ha juntado la guía con esa nueva información... Simplemente, claro (risas). Esto es un avance enorme porque aumenta muchísimo de esa reparación y evita que tenga lugar otras reparaciones que ocurren también en la célula que no queremos que sucedan. No se producen cambios al azar, que no se controlan. Pero así se favorece que tenga lugar un cambio específico.
Hemos visto que se ha utilizado ya CRISPR en embriones que han salido adelante en China, ¿esos cambios específicos también se podrían realizar en adultos?
Se está utilizando con mucho éxito desde hace años en animales adultos en los que se inyecta normalmente con algún vehículo para llevar esta información, esta proteína y esta guía... Se puede utilizar virus que reconocen células determinadas, por ejemplo si quieres curar una enfermedad que afecta a unas células muy concretas de un órgano muy concreto, pues utilizas un virus que lleve estas herramientas a estas células. También se están usando nanopartículas, sobre todo de oro, que se fusionan específicamente en membranas de células concretas y allí libera el material.
Esto lleva años haciéndose en animales adultos con bastante éxito. A lo mejor no ha curado totalmente, pero sí ha mejorado bastantes enfermedades genéticas e infecciosas. Se está haciendo también desde hace tres o cuatro años, ensayos clínicos en humanos. Lo que pasa es que se han iniciado en una aproximación que ya no es sólo el individuo ni adulto ni embrión sino en celulas que se extraen del paciente, normalmente son pacientes con cáncer, se extraen linfocitos T, del sistema inmunitario del paciente y se modifican con CRISPR, luego se devuelve al paciente y gracias a esa modificación son capaces de ir y destruir el tumor, esto es lo que se llama una terapia ex vivo. Pero ha empezado hace ya unos meses en Estados Unidos, la primera terapia en adultos in vivo inyectando en el ojo a pacientes con amaurosis congénita de leber. Esta es la primera vez que se va a hacer en adultos humanos una terapia con CRIPSR.
De aquí a diez años, ¿qué podremos hacer con CRISPR?**
Cada semana, cada mes nos sorprendemos con lo que se está haciendo. Ten en cuenta que la herramienta no está pensada en origen para lo que se está utilizando por lo tanto al principio no era perfecta, era mejor que cualquier otra herramienta que se utilizada previamente para los mismos fines, pero se ha ido mejorando muchísimo, muchísimo. El prime editing es lo último, pero lo penúltimo fue la edición de bases, antes una Cas9 con alta eficacia... Está mejorado muchísimo. Dentro de dónde se va a llegar, yo apostaría por que se podrán curar algunas enfermedades con CRISPR Cas9, muy probablemente de algún tipo de cáncer porque es donde están poniendo el mayor énfasis.