Crisp9

CTRL + F

Una vez, en esas aventuras internáuticas típicas de la procrastinación juvenil, me topé con


un artículo donde alguien había agarrado partes de los libros de Harry Potter y reemplazado la palabra ‘wand’ (‘varita’ en inglés), por ‘wang’ (órgano viril masculino en dicho idioma). Nunca encontré una manera más clara de demostrar que el cambio de una sola letra entre las millones que tiene un libro puede causar problemas muy graves. En el ADN pasa algo muy parecido.

El ADN es la molécula que contiene la información genética de un ser vivo. Es el libro de instrucciones para el armado de una persona, del potus de la abuela, o de la levadura que permitió que la pizza de anoche estuviese tan pero tan buena. Son instrucciones muy, muy largas, pero escritas sólo con cuatro letras: A, T, C, G; las famosas adenina, timina, citosina y guanina. Cuando una célula se divide para formar dos células iguales, tiene que copiar esa información con mucha exactitud, porque arruinar para siempre el patronus de Harry no es ni a palos tan grave como enfermedades tipo diabetes, fibrosis quística o cáncer.

Sabiendo ahora cómo se genera el problema, ¿no estaría buenísimo poder agarrar el error, corregirlo y listo? Chau enfermedades genéticas. En teoría sí, pero este libro aparentemente monotemático que nos define como seres vivos es descomunalmente largo y al mismo tiempo ridículamente pequeño. Contiene 3 mil millones de nucleótidos, uno detrás del otro; es un hilo de un par de nanómetros de ancho, pero entre 2 y 3 metros de largo, dependiendo de cómo lo midas, y lo de ‘medir’ es medio flojo, porque en realidad se calcula una estimación. Así es que poco a poco fuimos encontrando formas de leerlo lenta y costosamente, e identificando las partes que están causando problemas.

Ahora, ¿cómo encontrar ese pedacito que hay que corregir? Por suerte y como es el caso de muchísimos problemas actuales, hay algún bicho por ahí que lo resolvió y por eso se la bancó hasta ahora, evolution style. Y en este caso, como en la mayoría, son nuestras amigas, las bacterias.

Resulta que además de atacarnos a nosotros, a las bacterias y a los virus les gusta pelear entre ellos. Los virus infectan bacterias constantemente, les inyectan su ADN (que contiene, precisamente, las instrucciones para hacer ese virus) y usan el sistema de la bacteria para producir aún más virus malévolos.

Pero ciertas bacterias encontraron una forma de protegerse: cuando son infectadas, lo que hacen es cortar un pedacito del ADN viral y unirlo a su propio ADN en un sitio particular de la cadena, llamado CRISPR (sigla en inglés para Repeticiones Palindrómicas Cortas Agrupadas Y Regulamrente Interespaciadas, lo que explica por qué vamos a usar siempre, pero SIEMPRE la sigla). Por más que suene a marca de cereales, esta serie de pedacitos de ADN viral es, en definitiva, el historial de infección de la bacteria. Algo así como un banco de datos de infecciones conocidas. Una vez ahí, la bacteria puede copiar cada secuencia en formato ARN (primo hermano del ADN), y mandárselos a la heroína que presentamos a continuación:

Cas9 es una proteína, básicamente una molécula gigante hecha de aminoácidos encadenados que hace cosas (una de las descripciones más ambiguas de todos los tiempos). Esta es una gran tijera molecular que corta ADN. Pero no en cualquier lado: lo que hace es engancharse a uno de los ARN copiados del CRISPR, y con ese pedacito identificatorio buscar a ver si hay secuencias iguales. Entonces, cada vez que un nuevo virus intenta infectar, Cas9 lo identifica, y chop chop chau picho.

Las secuencias CRISPR habían sido descubiertas hacía unos años, pero fueron unos microbiólogos en una fábrica de yogurt y queso en Francia los que, buscando evitar infecciones y así mejorar la producción, experimentaron en la bacteria que usaban para fermentar y lograron entender para qué eran esas secuencias y cómo funcionaban. Así dieron pie a la avalancha de descubrimientos que le siguieron a su publicación, entendiendo más y mejor cómo es que funciona todo ésto.

Cuando ya había bastante info sobre el asunto, dos científicas en rincones diferentes del mundo tuvieron la idea del siglo (frase comúnmente usada, pero en este caso tiene grandes chances de ser posta), y unieron fuerzas para darle vida. Las minas transformaron un sistema inmune bacteriano en una tijera de ADN programable para ser usada en cualquier bicho, y la biología molecular se puso más buena que faltar al colegio un lunes de lluvia.

¿Cómo funciona esto? Pongámosle que este artículo es el ADN completo de una célula, y supongamos que me doy cuenta de que escribí mal ‘Regularmente’ (10 puntos para Ravenclaw si alguno lo notó antes). ¿Qué hago? Por un lado, este artículo es corto, lo puedo buscar manualmente, sumado al hecho de que tengo intenciones, conciencia y otro montón de cosas que me facilitan el acto de buscar información. Pero, ¿y si tuviese las tres mil millones de letras del ADN humano? La respuesta normal de la ciencia sería ‘tomo a un becario que lo haga’ (podemos agregar la palabra ‘asiático’ en algún lado, que sería discriminatoria si no fuese una descripción más bien real de lo que se ve en muchísimos grandes centros de investigación).

Por suerte, la información que busco no está en una enciclopedia de papel, sino en internet, y con un simple Ctrl+F estoy activando mi sistema CRISPR/Cas9. Una vez que aparece el cuadro de búsqueda, tengo que diseñar mi ARN guía, o sea encontrar la serie de letras que coincidan con la parte del texto que busco, antes o después del error. Probamos con ‘Regul’ y me encontró 1 resultado. Ahora simplemente queda marcar la parte mal, cortarla y corregirla, bien a lo Cas9.  

En resumen, el sistema CRISPR/Cas9 nos da la posibilidad de identificar un pedazo específico en un mar de ATCGs y cortarlo. ¿Para qué? Agárrense.

Editar precisamente un pedazo particular de ese mar de información nos puede permitir corregir una mutación, y con ella una enfermedad genética. Pero si cortamos en dos puntos, podemos quitar un gen completo, o agregarlo para emparchar uno fallido. Y ni siquiera tenemos que imaginarlo sólo en términos de ciencia aplicada; una herramienta así nos permite pinchar, meter, sacar, romper y cambiar pedacitos hasta comprender cómo funciona nuestro genoma. Tan profundo es el cambio potencial que encierra esta herramienta que para entender las posibilidades voy a tener que imaginármelas, esperar que otro montón de científicos se las imaginen, las hagan realidad y las cuenten.

Pero todavía hay más: otros investigadores modificaron la estructura de Cas9 para que ya no corte sino que se quede ahí piola, cosa que no nos dice nada hasta que le agregamos bracitos extra que logran que podamos hacer que active o desactive genes que ya estaban ahí. Así, prendiendo y apagando, podemos ver qué hacen (y qué pasa cuando lo hacen mal), lo que nos permite hacer ajustes y hasta curar algunos tipos de enfermedades sin modificar la secuencia del ADN en sí.

CRISPR/Cas9 tiene el potencial de ser el telescopio de los astrónomos, el acelerador de partículas de los físicos o las anfetaminas de los matemáticos (?), pero para los biólogos. Donde antes teníamos un límite operativo a la hora de manosear genomas, ahora el único límite es la imaginación (y la capacidad del laburo científico, elemento no menor). Esta tecnología suena a ciencia ficción tanto como debe, como toda tecnología realmente disruptiva. Es irresistible soñar con aplicarla por todos lados, emparchando al mundo hasta que no existan enfermedades genéticas porque todos esos errores fueron corregidos, que el hambre quede en el pasado gracias a plantas que crecen en ambientes áridos, correr más rápido, saltar más alto, vivir más largo y pensar más intenso. Pero (y este es un pero grande, onda PERO) todo gran poder conlleva una gran responsabilidad.

El poder de jugar con el genoma tan fácilmente genera preguntas que siempre se mantuvieron en lo futurista o en el cafecito después de ver Gattaca. Y no estamos hablando de la tía conspiranoica que sólo compra comida etiquetada como libre de transgénicos, sino de temas que vamos a tener que discutir entre todos, porque entran en el campo de lo que la ciencia puede, pero no necesariamente de lo que las personas quieren.

¿Hasta qué punto podemos arreglar cosas? ¿Qué es lo que queremos arreglar? ¿Cuándo está algo realmente roto? ¿Dónde ponemos la línea?

El primer intento en un embrión humano se publicó el año pasado y este año empezó con la noticia del Reino Unido dando luz verde a una investigación en embriones humanos también. Como menciona en su charla TED Jennifer Doudna, una de las descubridoras, el uso de estas tecnologías en el futuro es inevitable, pero es muy importante tirar un rebaje ante toda la emoción y discutir los límites que nos vamos a poner, para evitar todos esos posibles usos de moralidad grisácea que invaden la cabeza de cualquier persona cuando se habla de esto.

Estamos viviendo un momento histórico muy groso. El mundo está en serios e inminentes problemas, pero la evolución combinada con el ingenio científico nos acaba de dar un nuevo superpoder con infinitas posibilidades. Abiertos los caminos, vamos a tener que elegir hacia dónde vamos y es en esa elección que la ciencia nos queda corta, porque empezamos a necesitar de un espectro gigante de personas que entiendan el mundo de maneras distintas y que nos ayuden a encontrar un Norte.

Un amigo una vez me dijo que la ciencia necesitaba de la filosofía para ayudarnos a encontrar nuevas utopías, imaginarlas, hacerlas faro y, recién después, ir hacia ellas. No sé ustedes, pero yo tengo la micropipeta en mano y planeo hacer lo mismo que hacemos todas las noches, Pinky: tratar de mejorar el mundo. Espero que muchos se unan para tratar de entender qué significa exactamente mejorarlo y así podamos hacerlo de la mejor manera posible.

 

http://www.nature.com/nbt/journal/v32/n4/full/nbt.2842.html#ref7
http://www.ted.com/talks/jennifer_doudna_we_can_now_edit_our_dna_but_let_s_do_it_wisely#t-85001
http://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(15)01705-5#
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7476211?dopt=Abstract
http://science.sciencemag.org/content/315/5819/1709.long
http://www.pnas.org/content/109/39/E2579.long
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1097276514002160
http://www.cell.com/molecular-cell/abstract/S1097-2765(15)00164-1
http://science.sciencemag.org/content/337/6096/816.long
http://science.sciencemag.org/content/350/6266/1299.long




Hay 39 comentarios

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  1. Federico Opfinger

    Excelente la nota, no tenía idea que se había llegado a tanto, es impactante ponerse a imaginar todo el potencial que acarrea esto..
    Coincido que es jodido poner un “límite” de hasta dónde se puede manosear y me fue inevitable pensar, que si se acaban ciertas enfermedades, va a haber que empezar a lidiar con problemas de población..

    • Juan Cruz Landoni

      Gracias! y si, la eterna batalla entre el deseo de mejorar y extender la vida humana pero controlar la sobrepoblación para salvar al planeta. Qué es lo “correcto”. Y la incomodidad de leer el libro Inferno de Dan Brown y coincidir completamente con el “malo” (no quiero spoilear, pero vale la pena leer). Sigo sin tener una opinión estable al respecto de esto yo mismo, así que ni me imagino cuando tengamos que consensuar a nivel global. A prepararnos y rompernos el bocho.

  2. Lau

    Excelente nota. Excelentes referencias a Harry Potter. Mi profe de Bioetica nos hablaba el martes de lo de los embriones en UK.
    Uno de los aspectos de la ciencia que mas remarco es el no “cortarse solo”, se necesita la opinion de distintas disciplinas (con argumentos y pruebas), que no haya temas taboo y saber que que se pueda no quiere decir que se deba.
    Y como siempre, mas ciencia es mas libertad.

  3. Muyyii

    Muy interesante articulo. La reflexión del final estuvo muy buena.
    Cuando comenzaste a hablar de las futuras utilidades de estos procesos micro biológicos no pude evitar rememorar nuestro querido Jurassic Park, mezclando secuencias de dinosaurios con el de ranas desde tiempos inmemorables. Supongo que nuestro sueño de tener un T-rex de mascota, cada vez más, va dejando de ser un simple sueño.
    Saludos

    • Juan Cruz Landoni

      Gracias! Lo del T-rex definitivamente va dejando de ser un sueño pero capaz que esté bueno aprender de la historia (o de Hollywood, pega en el palo) y ponernos de acuerdo en que capaz que no es una buena idea. O al menos discutirlo y ver, T-rex infértil de mesita de luz capaz que garpa.

  4. Federico Krell

    Justo la semana pasada tuve la clase ingenieria genetica! Muy copado esto, nos hablaron de las bibliotecas de genes pero no de esta proteina, gracias por la nota!

  5. Ana

    Excelente nota, por lo interesante y explicativa, Gracias Gatos por enseñarnos.
    Me encantó el final de la nota y estoy muy de acuerdo en el tema ético, que hay que debatir, buscando otras disciplinas, como la Filosofía, para que aporte lo que pueden.
    Felicitaciones y sigan así.

  6. A Garcia

    Juan EXCELENTE tu nota, tu didáctica para explicarlo .Realmente el potencial que genera todo esto es realmente inimaginable y requiere de un debate ètico imprescindible.
    Te mando un beso y felicitaciones

  7. Beatrice Laursen

    Muy bueno!. Nos previene y a la vez nos hace vislumbrar los cambios que se vienen. ¡A seguir investigando!, pero, también, a tener en cuenta, en el buen sentido, que sólo el AMOR salvará al mundo.

  8. Franco Landoni

    Tremenda nota!! Muy interesante el tema y todavía no había sido tan difundido con nosotros, los muggles fuera de la comunidad científica.
    Comparto que hay que seguir invitando a este gato…

  9. María Luisa de Gentile

    Juan Cruz: muy buena tu nota; hay que encaminar todo el empeño y seguir investigando para el bien de la humanidad.- Sin olvidar los principios básicos.-
    Cariño inmenso de María Luisa y Roberto

  10. Indra Roux

    Buen artículo! aunque más que la modificación de embriones humanos , pondría el foco en la posibilidad de hacer deriva génica si cuando insertan genes en el knock in…se inserta el propio gen del RNA guia y el gen de Cas9. Derrepente estamos en el punto de la ing genética en el que se podrían modificar ecosistemas enteros a partir de un organismo modificado. Es un flash que estemos en este momento tecnológico, y que sea tan barato y accesible, pero como decís, recontra va a tener que regularse , recomiendo este informe: https://elifesciences.org/content/3/e03401

  11. Rodolfo

    A mí se me hace que el verdadero villano de Jurassic Park (cualquier buen relato tiene más de uno) no era el velocirraptor, ni el hallazgo mal usado del cut’n’paste desoxirribonucleico, sino el tipo al que se le ocurrió que ya que tiene toda la pasta, nadie va a demandarle explicaciones, y se pone a jugar a ser Walt Disney (y forrarse un poco más los bolsillos, de paso, por qué no). Es un poco la sensación que me dejaba esta nota; cuando hablamos de un gran poder y la gran responsabilidad que éste demanda, a todos nos pica más o menos en el mismo lugar: ¿Cuánto pasará antes de que alguien suficientemente Pod€ro$o e irresponsable se ponga a comprar lo que no debe comprarse y se pase la ética y la filosofía por los fondos? Ya tenemos un antecedente bastante jodido con una marca que no voy a mencionar, que tiene más abogados que bioingenieros, y a quienes estas “futuras utilidades de estos procesos micro biológicos” les deben estar haciendo hervir la mollera de ideas muy, pero que muy lucrativas. Y lo de mejorar el mundo, bueno… bien puede empezar por mejorar las cuentas bancarias, y después vemos.

    • Juan Cruz Landoni

      Como dijo Pablo arriba hay que estar atentos y ser bocha, cosa de que no nos ataquen por la espalda. Hasta hace no mucho en EEUU las empresas podían comprar derechos sobre genes humanos “aislados” y tener monopolio sobre servicios diagnósticos basadas en ellos. Un par de abogados se organizaron y le armaron lío a una empresa que entre otros tenía patentados genes asociados con cáncer de mama, y ganaron, y un gen humano desde ahí en adelante se considera un producto natural no patentable. Ahora es lo mismo, mientras más conciencia pública haya (obviamente basada en info de calidad y científica, no conspiranoica), mejor controlado y justo va a ser todo. A meterse, informarse y opinar, y armar lío si es necesario.

  12. Luciana

    Si hablamos de ciencia ficción, Orphan Black es una serie que maneja un poco este tema, lo bueno y lo malo, lo ético o no de poder manejar al ser humano de esa manera. A medida que avanza la serie voy pensando en lo terrible que se vuelven algunas cosas en base a esas decisiones, porque podemos jugar con la ciencia todo lo que queramos, pero en ese conjunto complejo de células, átomos, ADN y demás, entra la parte emocional de la que no podemos corrernos y la que también debemos cuidar, no?

    • Romi

      No nos detenemos a pensar que quizás el superhumano resulte un superHitler y el que justo falló el experimento sea un Favaloro. La dicotomía Cosima – Eve Cho en la temporada reciente es durísima. Lo mismo que la existencia de Beth vs. Rachel. Suerte que todavía es solo ficción.

    • Esteban Siravegna

      Lo ético es importantísimo.
      Tan importante como no perder de vista que ni Hitler, ni Mao, ni Atila, nos dice la evidencia, nacieron de ese modo, sino que son ellos mismos, sus genes, y sobre todo, su memoria, entendiendo memoria como el conjunto permanentemente editado y colectivo de sus experiencias vividas, lo que los llevaron a hacer lo que hicieron.
      Ojo con responsabilizar a un fenómeno sin consciencia ni sentido ético de las cagadas que hacemos conscientemente.

  13. Lilian Marcela michelutti

    Hola Juan! Pensaba en Carl Sacan y en como para toda una generación significo traernos el cosmos y entenderlo un poquito en su enorme complejidad. Te leía y te imaginaba en tu propio programa, introduciendo a todos y a cada uno con tu particular encanto y simpleza desde lo mas simple a lo complejo del modo del que solo aquellos que saben realmente comunicar, llegar, atraparnos y embelezarnos, porque realmente la tienen clara!!! Lo logran. Siempre es un placer leerte, como lo era charlar en clase , cuando te tuve un año que paso volando en tu rica vida. Seguí volando Juan! Tu imaginación no tiene limites! La ciencia te va a seguir, como pueda, tropezando, tus divertidos, agiles y labradores pasos!!!

  14. Jorge Anezin

    Juan Cruz: El mundo está a salvo.
    No por los increíbles avances y las infinitas posibilidades de curas que podamos imaginar, por los avances recientemente descubiertos que mencionas. Sino, por las personas e investigadores que piensan que es posible un mundo mejor, en lo humano y en lo científico. El mundo está a salvo y me emociona mucho decirlo, por pequeñas enormes personas como vos. Gracias!!

  15. Ceci

    “unos microbiólogos en una fábrica de yogurt y queso”
    La comida cambia el mundo. Es hora de que lo aceptemos.

    Harry Potter, Spiderman y Pinky y cerebro. Todo lo que quieren lxs wachxs.

    PD: Silenciar genes is the new clonar ovejas (?)

  16. flow

    Muy bueno el artículo. Para una mirada filosófica del tema se puede leer El conocimiento peligroso : el proyecto genoma humano y sus implicacione de Tom Wilkie. O toda la obra de Foucault, depende de cuánto tiempo tengas.

  17. Cielo

    Muy buena nota! :)
    Es increíblemente interesante esto del CRISPR/Cas, soy becaria y me tocó investigar bastante sobre el tema por si tengo la posibilidad de aplicarlo para mi tesis en pasto llorón. Tengo ganas de que se de para ver qué onda y aprender mas todavia!

    Saludos~

    • Lucas el Katalizador

      Lo menciono (a Karc), por la cuestión de qué “podemos” hacer (como en “tener poder” y no en “existir la posibilidad”) y cuales son las excusas que tenemos/ponemos/validamos para hacerlo.
      Y ya que nombraron a Foucault, cuáles serían los discursos de verdad que validan un uso u otro.

  18. Vic

    Excelente artículo! Quiero agregar que uno de los investigadores que realizó los trabajos preliminares que permitieron entender este mecanismo de “inmunidad” en bacterias es Luciano Marraffini, egresado de la UNR.
    http://marraffini.rockefeller.edu/
    Esperemos que los recortes no nos priven de los futuros marrafinis y que aportes como éstos nos ayuden a entender la importancia de invertir en proyectos de ciencia básica


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