La terapia génica base del Premio Princesa de Asturias de la Investigación Científica y Técnica 2015

Por Nicolás Jouve, Catedrático Emérito de Genética y Presidente de CíViCa

Hace un par de meses decíamos en un artículo publicado en Páginas Digital y reproducido en nuestra Web que Lo mejor en la investigación biomédica está por llegar. Realmente los espectaculares avances en investigación biomédica, en campos dispares como la aplicación de las células madre o la terapia génica, están a punto de desembocar en una etapa esperanzadora de aplicaciones en la medicina reparadora. Las dos grandes aportaciones en este campo de los últimos años han sido sin duda la “reprogramación celular”, cuyos promotores los Dres. John Gurdon y Shinya Yamanaka merecieron el Premio Nobel de Medicina de 2012, y ahora la aplicación de la tecnología denominada CRISPR-Cas9, que ha abierto el camino para la curación  por “terapia génica” de muchas enfermedades importantes, y cuyas promotoras, la investigadora francesa Emmanuelle Charpentier y la americana Jennifer Doudna acaban de ser nominadas para el Premio Princesa de Asturias a la Investigación Científica y Técnica 2015.

La lista 100 Most Influential People de la prestigiosa revista TIME, publicada el pasado mes de Abril, incluía a estas dos investigadoras, de nombres hasta ahora desconocido, pero cuyo trabajo es de una gran importancia en el campo de la biomedicina. Emmanuelle Charpentier es la Directora del Departamento de Regulación en Biología de la Infección  del Helmholtz Centre for Infection Research (HZI) y profesora de la Facultad de Medicina de la Universidad de Hannover (Alemania). Jennifer Doudna es química y profesora de Biología Molecular y Celular en la universidad de California en Berkeley, así como investigadora del Howard Hughes Medical Institute (Maryland).

Los equipos liderados por estas investigadoras habían estado trabajando por separado en las propiedades de unas proteínas denominadas Cas, asociadas a unas secuencias del ADN de determinadas bacterias (agrupaciones de unas regiones cortas de secuencias repetidas regularmente interespaciadas, llamadas CRISPR). En 2012 publicaron un artículo conjunto en Science en el que demostraron que la enzima Cas 9 de la bacteria Streptococus pyogenes es capaz de cortar moléculas de ADN en sitios específicos y con enorme precisión, mediante la síntesis de una secuencia de una molécula intermediaria de ARN, que servía para guiar a la proteína Cas. Más recientemente han publicado un artículo en Nature que explica el mecanismo molecular de acción de este provechoso sistema que ahora se trata de aplicar con fines terapéuticos.

Se acababa de descubrir que el sistema CRISPR es un procedimiento inmune natural que utilizan las bacterias. El descubrimiento es importante por desvelar además que no solo los seres más evolucionados han desarrollado sistemas inmunológicos para defenderse de los miles de agentes agresivos que limitarían su existencia. También los procariotas unicelulares, como las archaeas y las bacterias, poseen un sistema inmunológico para su supervivencia que les permite defenderse de sus enemigos naturales, los virus, plásmidos y secuencias de ADN extracelulares. De este modo se desvelaba que el sistema CRISPR-Cas9 es un mecanismo de supervivencia de repercusión evolutiva, ya que mediante el mismo han sobrevivido las bacterias y otros microorganismos unicelulares por selección natural.

Como tantas aplicaciones tecnológicas, el descubrimiento científico de un fenómeno natural ha conducido a su utilización para beneficio de la humanidad. En este caso lo que Emmanuelle Charpentier y Jennifer Doudna proponen es la utilización del sistema CRISPR-Cas9 como “herramientas moleculares” para, primero “editar” las secuencias de determinados genes alterados causantes de patologías de origen genético, y después “corregirlos”. Se trata de un método limpio de ingeniería genética en la línea de lo que se ha venido haciendo en modificación genética para la obtención de organismos transgénicos, en este caso para la corrección de enfermedades. El potencial de utilización de este método como herramienta en terapia génica en humanos es inmediato y económico, y ofrece un nivel de precisión sin precedentes. De hecho, esta técnica ya ha sido aplicada en el laboratorio para editar y modificar la información de genes en células humanas y se ha demostrado en ratones que puede utilizarse para subsanar defectos genéticos. Mediante esta tecnología se podría manipular la información genética de las células cancerígenas que fuesen más vulnerables a la quimioterapia, corregir las secuencias génicas alteradas del gen causante de la fibrosis quística, convertir en células sanas los glóbulos arriñonados causantes de la anemia falciforme, eliminar el genoma del virus del SIDA insertado en las células del sistema inmunológico de las personas infectadas por el VIH, corregir el gen alterado de los llamados “niños burbuja”, afectados por el Síndrome de la Inmunodeficiencia Combinada Severa, etc., etc. El método CRISPR-Cas9 podría potencialmente curar cualquier enfermedad debida a alteraciones del ADN, por lo que esta nueva tecnología abre un camino de esperanza para la solución de muchas enfermedades, incluyendo las difíciles enfermedades raras. Por todo ello no es exagerado considerar esta tecnología como la investigación biomédica más importante en lo que va de siglo, con un importante impacto potencial en la salud humana.

Las posibilidades de esta tecnología han sido objeto de una avalancha de publicaciones en los últimos tiempos (véase la portada de la revista Nature adjunta) ya que de hecho, el descubrimiento del sistema CRISPR-Cas9 tiene más aplicaciones que su uso en la terapia génica. Es ya de hecho un gran procedimiento de utilidad en investigación básica para conocer la función y expresión de los genes en cualquier tipo de organismos, bacterias, hongos, plantas o animales. Ofrece igualmente expectativas espectaculares para modificar genéticamente la información genética con fines aplicados en la industria farmacéutica, la mejora genética de plantas cultivadas y de animales domésticos. Un gran descubrimiento que demuestra la importancia de la investigación básica para contribuir al bienestar de la humanidad.

Referencias

Jinek M, Chylinski K, Fonfara I, Hauer M, Doudna JA, Charpentier E. A programmable dual-RNA-guided DNA endonuclease in adaptive bacterial immunity. Science. 2012 Aug 17;337(6096):816-21. doi: 10.1126/science.1225829. Epub 2012 Jun 28. 

Sternberg, S.H., Redding, Sy., Jinek, M., Greene, E.C., Doudna, J.A. DNA interrogation by the CRISPR RNA-guided endonuclease Cas9. Nature, 507: 62–67. doi:10.1038/nature13011