El rap del ATCG

Este libro tiene poros, tiene rasgos.

Este libro puede colocarse bajo el microscopio.

A través de la lente, encontraría vida,

huellas del pasado en infinita profusión.

Ray Bradbury

La actualidad nos desplaza con vértigo hacia el aumento desmedido de conocimiento, y más allá de lo atractivo que suene esto, a veces es necesario dejar de pensar tanto en las cosas que la ciencia puede hacer, y preguntarnos si realmente es lo que debe hacer.

Hoy los invito a una maravillosa cita con la genética, la ciencia que estudia la herencia biológica. Y, si bien la idea es adentrarnos a un universo ultra específico, y entender uno de los tantos términos con los que somos bombardeados hoy, primero necesitamos entender la base de esta ciencia, que consiste en nada más y nada menos que las bases de la vida. Y hablando de bases, porque no arrancar con una breve introducción acerca de las instrucciones con las que estamos hechos: el ADN, y el porqué de su fascinante universo.

Dentro de la química orgánica tenemos a 4 macromoléculas que por excelencia, nos permiten ser personas, al pichichu ser pichichu y al árbol ser árbol, pero solo una de esas 4 es la que nos codifica: los nucleótidos. El ADN (o ácido desoxirribonucleico) es básicamente, el responsable de todo: es el ácido nucleico (polímero grande formado por repeticiones de muchísimos nucleótidos) encargado de contener todas las instrucciones genéticas usadas en el desarrollo y en el funcionamiento de los organismos vivos y algunos virus (otro día entraremos en el debate de si los virus son o no son vida, con plantar la semilla de la duda hoy nos basta); pero sobre todo, el ADN es el responsable del almacenamiento y la transmisión hereditaria.

Los nucleótidos son moléculas orgánicas constituidas por: un monosacárido (otra macromolécula), un grupo fosfato (un átomo central de fósforo rodeado por cuatro átomos de oxígeno) y una base nitrogenada (compuesto orgánico cíclico, con dos o más átomos de nitrógeno). Existen dos grupos de bases nitrogenadas, las purinas (adenina y guanina) y las pirimidinas (timina, uracilo y citosina), según la forma que tenga el anillo formado por sus átomos. Estas bases nitrogenadas se aparean entre sí (las purinas con las pirimidinas y viceversa) y son las responsables de unir las dos hebras de ADN que contienen la información genética.

El libro es el ADN y las instrucciones para armarlo son estas cuatro letras: A, C, G y T, ja-dejé de jebe tu de jebere seibiunouva majavi bueno esas ya no, pero las primera si, que se disponen en un determinado orden y son extremada, pero necesariamente largas, aunque paradójicamente, la estructura que lo contiene (los cromosomas) es diminuta.

Tener la posibilidad de dar por sentado todo esto es descabellado, porque claro, la vida existe hace 4 mil millones de años, y un 99,9% de esta vida pasó muchísimo antes de que siquiera haya un atisbo de existencia del Homo sapiens. Sí, en algún momento de la historia descubrimos cómo funciona el ADN, construimos máquinas para leerlo y herramientas que son capaces de reescribirlo. Entonces, si los humanos tienen la tecnología para controlar el código fuente de la vida, ¿qué pasa cuando utilizamos esta tecnología en nosotros mismos?

En 1987 fueron identificadas, sin querer queriendo por unos científicos japoneses, unas secuencias repetidas que, un tiempo después, fueron formalmente llamadas repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente interespaciadas (o CRISPR para facilitarnos la vida) por Francisco J. M. Mojica, quien las identificó en una arqueobacteria (organismo procariota unicelular) y, más tarde, detectó un gran número de estas secuencias repetidas en bacterias, arqueas e incluso en mitocondrias.

Si,si muy lindos todos estos descubrimientos con nombres innecesariamente largos, pero ¿Cómo funcionan? y lo más importante: ¿Qué se puede hacer con todo esto?

Los virus y las bacterias tienen un historial que no nos deja para nada tranquilos, por no decir que les fascina pelear. Así es como estos virus poderosos y chiquitines se encuentran constantemente infectando bacterias a través de una, para nada sutil, inyeccion de su ADN. El ADN que inyectan tiene las instrucciones necesarias como para poder replicarse dentro de la célula bacteriana y así, proliferan usando la maquinaria de su huésped y logrando reproducirse.

Pero la bacteria no se va a quedar atrás, y hoy sabemos cómo es que hace para adelantarse al virus maligno. Cuando la bacteria es infectada, simplemente corta un pedazo de este ADN viral que no le pertenece y lo une al suyo, en este sitio que tanto amamos: CRISPR. Esta secuencia actuará como un mecanismo inmunitario frente al agente vírico, ya que la presencia de ADN viral en el genoma bacteriano funciona como un recordatorio de "¡Alto ahí, yo te reconozco, no sos bueno para mi!", algo así como una lista negra para las infecciones, así las bacterias habrán mandado al rincón a los virus por portarse mal. Y en el hipotético caso de que al virus se le ocurra atacar de nuevo, la bacteria ya está armadísima de mecanismos para destruirlo y decir: CANCELADO REY.

Y ahora es inevitable preguntarnos ¿cómo hace para cancelarlo? Gracias a su prima la proteína más empoderada de todas: Cas9.Jennifer Doudna y Emmanuelle Charpentier estudiaron de manera independiente a las proteínas asociadas con CRISPR y en particular, al sistema que utiliza a Cas9. Esta proteína es una endonucleasa (enzima) que funciona como una "tijera molecular" asociada y guiada por un ARN (el bro del ADN con una hebra menos), que se va a adherir al ADN invasor, luego tuki tuki unos cortes en dos sitios y piki, pedazo de ADN inactivado.

Toda esta tecnología que de ficticia no tiene nada, nos lleva hoy a la conocida y renombrada ingeniería genética. Resulta bastante claro pensar que los humanos no tenían una manera de rastrear los genes que codificaban para enfermedades hasta que en el 2003 se completó y se presentó la secuencia del genoma humano. Y no fue hasta 2012 que se demostró que CRISPR funcionaba como una herramienta de ingeniería en cultivos de células humanas.

Es inevitable preguntarnos qué podemos hacer con semejantes armas, digo con semejantes herramientas. Es importante hacer la distinción entre la edición de genes somáticos y la edición de genes embrionarios, ya que la manipulación germinal implica hacer modificaciones que cambiarán las poblaciones y la evolución humana a largo plazo.

No sin una explicación super reduccionista: la ingeniería genética SI es la manipulación directa de los genes de un organismo usando la biotecnología para modificar el material genético, a partir de duplicaciones, inserciones o deleciones de las mismas. Un tipo de ingeniería es la edición genética, que altera las secuencias de ADN a través del uso de nucleasas (tijeras moleculares) mediante herramientas como ser CRISPR/Cas9. Todo bastante ilusorio ¿no?

Actualmente se sabe que la técnica CRISPR y la edición genética podrían tener un enorme potencial en el campo de la tecnología de la reproducción humana, pero su utilización está bajo tela de juicio por los obvios asuntos de legalidad y de bioética que suponen. Tener que hablar sobre estos temas nos da la sensación de que se abren demasiadas puertas a un ritmo estrepitoso y que nuestra capacidad de modificar genes va por delante de nuestra capacidad de hacer un uso prudente y perspicaz de esa facultad. Sabemos sobre la inmensidad y la capacidad de irrumpir de la ciencia, es hora de saber cuales son sus límites. 

-Guadalupe Gómez

Bibliografía

Wu, X., Kriz, A. J., & Sharp, P. A. (2014). Target specificity of the CRISPR-Cas9 system. Quantitative Biology, 2(2), 59-70. doi:10.1007/s40484-014-0030-x

Mojica FJM, Almendros C. El descubrimiento del sistema CRISPR-Cas. Investigación y Ciencia 2017;493:20-8