LO GANARON UNA FRANCESA y UNA NORTEAMERICANA
La francesa Emmanuelle Charpentier, del Instituto Max Planck, y la norteamericana Jennifer Doudna, de la Universidad de California, en Berkeley, compartirán los US$1.100.000 del galardón
Muy probablemente, el día de 2011 en que compartieron un café y una caminata por la playa en Puerto Rico, ni la microbióloga francesa Emmanuelle Charpentier, que creció en un pueblito de las afueras de París, ni la bioquímica norteamericana criada en un pueblo rural de Hawai, Jennifer Doudna, hayan imaginado que ese encuentro entre sesiones de un congreso científico las conduciría, apenas nueve años más tarde, al Olimpo de la investigación mundial como las elegidas para recibir el Premio Nobel de Química 2020 por sus aportes al desarrollo de la técnica para “cortar y pegar genes” llamada Crispr-cas9.
La Academia Sueca de Ciencias define el logro como una herramienta que permite “reescribir el código de la vida”. El galardón de este año hace historia, además, porque es la primera vez que dos mujeres ganan un Nobel en una misma disciplina.
“La posibilidad de mutar secuencias de genes por diseño experimental se conocía desde hacía años –explica el biólogo molecular Alberto Kornblihtt, director del Instituto de Fisiología, Biología Molecular
y Neurociencias, del Conicet y la Facultad de Ciencias Exactas de la UBA–. Lo revolucionario de Crisprcas9 es su versatilidad, robustez y rapidez. De hecho, hoy se usa rutinariamente en laboratorios de investigación de todo el mundo para editar genes de bacterias, plantas, animales de laboratorio y células en cultivo. Simplificó la generación de animales transgénicos y es importantísima para desarrollar modelos animales de enfermedades hereditarias y genéticas humanas, y para ensayar terapias que puedan ser trasladadas eficientemente a pacientes. Y permite generar nuevas variantes de organismos de interés económico y social”.
Aunque comenzó a gestarse hace décadas, el descubrimiento es tan nuevo que todavía está en medio de una batalla legal acerca de quién o quiénes merecen ser titulares de la patente. Participan Feng Zhang, del MIT, y George Church, de la Universidad de Harvard, que meses después de la publicación de Doudna y Charpentier lograron editar células humanas en el laboratorio utilizando esta herramienta.
Desde 2012, Doudna y Charpentier recibieron los premios más importantes a la investigación y eran un Nobel “cantado”. En 2015, la revista Science consideró esta técnica el avance científico del año. Su uso se expandió a la velocidad del rayo gracias a que es más económica, rápida, versátil y sencilla que sus predecesoras. Normalmente, transcurren décadas hasta que una nueva tecnología molecular se instala en los laboratorios, pero ya antes de que las científicas hubieran publicado su estudio inicial, por lo menos seis investigaciones que describían diferentes usos habían sido enviadas a revistas de la especialidad.
Hoy, se calcula que ya son más de 20.000 los trabajos que emplean este método que surgió de estudiar cómo las bacterias se defienden de los virus que las atacan (bacteriófagos o, simplemente, “fagos”): cortan una partecita del genoma viral y lo meten en su propio genoma, de manera que las “hijas” nacen con inmunidad contra sus enemigos.
La técnica Crispr-cas9 tiene dos componentes: una enzima (Cas9) que corta el ADN como si fuera una tijera molecular, y una guía de ARN sintético (el ácido nucleico que actúa como mensajero de la información genética para la síntesis de proteínas) que le dice a la enzima exactamente dónde cortar. Lo singular del hallazgo de Doudna y Charpentier es que permite intervenir a la manera de un procesador de texto, como si tomáramos una oración, la cortáramos e insertáramos las letras correctas.
A principios de 2013, varios papers, incluyendo algunos que describían cómo esta tecnología podía ser utilizada para “editar” los genomas de células germinales humanas y para alterar un organismo entero (el pez cebra), fueron una señal temprana de lo que se avecinaba. En los seis años que transcurrieron, se utilizó para modificar el ADN de células humanas en experimentos de laboratorio, pero también se lanzaron ensayos clínicos para emplearla en la cura de la beta talasemia y hasta de la ceguera congénita, entre muchos otros que están en marcha para, por ejemplo, la distrofia muscular de Duchenne, la fibrosis quística, la diabetes tipo I o la hemofilia.
Pero aunque ofrece promesas extraordinarias, hay quienes fruncen el ceño frente a un posible uso incorrecto. Piensan que esta novedad podría convertir el libro de la vida de humanos, plantas y animales en poco más que bocetos, copias preliminares que podrán “mejorarse” en el laboratorio. La propia Jennifer Doudna se involucró en las discusiones bioéticas y varias veces advirtió: “Todavía no sabemos lo suficiente sobre las capacidades y los límites de la nueva tecnología, especialmente cuando se trata de crear mutaciones heredables”.
Alberto Kornblihtt coincide: “No estoy de acuerdo con que se la utilice para modificar la información genética de embriones humanos con fines reproductivos. Con el mismo fin es mejor hacer diagnóstico genético preimplantatorio de los embriones generados por la pareja y reimplantar aquellos que no portan la mutación heredada. Y si se trata de una pareja de portadores en que todos los embriones generados portaran la mutación causante de la enfermedad (cosa realmente rara), sería mejor recurrir a la donación de gametas que reemplacen las de uno o ambos miembros de la pareja o, finalmente, a la adopción. La insistencia en corregir un defecto genético en embriones está influida por un pensamiento determinista según el cual los hijos biológicos serían ‘más hijos’ que los no biológicos por heredar los genes de los padres. Por otro lado (...) hay posibles efectos off target de esta o de cualquier técnica de mutagénesis dirigida”.
Un logro colectivo
Por las normas establecidas, no más de tres personas pueden compartir el Nobel en una categoría. Sin embargo, el número de científicos que contribuyeron a armar el rompecabezas de la técnica Crispr excede en mucho ese número. Además de Doudna y Charpentier, están por lo menos el microbiólogo español Francis Mojica, que hace más de 25 años reconoció esta secuencia y su papel en la inmunidad bacteriana con trabajos bioinformáticos, los ya citados Zhang y Church, y hasta el argentino Luciano Marrafini, graduado en la Universidad Nacional de Rosario y autor de contribuciones sobresalientes.
“Emmanuelle y Jennifer jugaron un papel muy importante, pero hay otros que también hicieron aportes fundamentales –dice el rosarino Marrafini, investigador del Instituto Howard Hughes en la Universidad Rockefeller de Nueva York–. Ahora, la ciencia es muy colaborativa”.
Marrafini es autor, junto con Eric Sontheimer, del paper que por primera vez demostró en 2008 (en
Science) que esta técnica sirve para cortar el ADN. “Allí ya proponíamos que podía tener aplicaciones biotecnológicas. Comparada con otras enzimas que revolucionaron la medicina en los 70, con Crispr uno puede hacer un corte controlado”, explica. En colaboración con Zhang, Marrafini fue uno de los primeros que logró trasladar la técnica de las bacterias a las células humanas.
El científico también comparte la preocupación por su uso adecuado. “El Nobel sirve para eso: cuanta más y mejor información tenga el público, mejor podrá participar en la conversación social sobre qué se puede hacer, pero además para no dejar de beneficiarse con su utilidad por temor”, subraya.
Destaca Marcelo Rubinstein, director del Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular del Conicet: “Este sistema funciona en bacterias. Como ellas no tienen núcleo, su genoma está distribuido en un espacio proporcionalmente mayor. En los núcleos de nuestras células, los nuestros están muy compactados, hay que poner mucha información en poco volumen. Las modificaciones para que la ‘tijera’ fuera útil en genomas humanos las hicieron Zhang y Luciano Marrafini”. Y enseguida agrega: “Esto llegó para quedarse, funciona, es reproducible, es económico. En nuestro laboratorio empezamos a usarlo en 2014. Doudna y Charpentier contribuyeron con una parte que es importante, pero Crispr es una revolución que no se puede concentrar en dos personas. Es un hermoso ejemplo de construcción colectiva inorgánica”.
Durante las actividades organizadas por el Premio L’oréal-unesco Por las Mujeres en la Ciencia 2015 (año en el que, junto con ambas, también fue premiada la virología argentina Andrea Gamarnik), Doudna afirmó sobre la técnica que ayudó a desarrollar: “Además de ser simple y efectiva, hay otras dos cosas que la hacen muy útil. Una es que funciona en cualquier tipo de célula, lo que significa que no solo tiene una aplicación terapéutica, sino que también será valiosa en la agricultura y en biología sintética. Y la segunda es que se trata de un método muy adaptable, de modo que puede utilizarse para hacer no solo cambios permanentes en las células, sino también transitorios en la forma en que se expresan los genes”.
Charpentier, por su parte, declaró durante el anuncio del premio: “Estoy contenta y algo conmocionada de que dos mujeres hayamos ganado el Nobel de Química. Es muy importante que las jóvenes vean la ciencia como un camino posible y espero que esto envíe un mensaje a las jóvenes”.