Españoles reviven el sistema inmune de bacterias de hace 2.600 millones de años
▶El experimento pionero abre nuevas vías en la manipulación del ADN y en el tratamiento de patologías genéticas ▶Estos sistemas no solo funcionan en células vivas, sino que son más versátiles que los usados actualmente
Las bacterias surgieron hace unos 3.500 millones de años. Desde entonces, han perfeccionado un mecanismo por el que su ADN guarda trozos de virus con el objetivo de que, si en el futuro vuelven a reinfectarse, esta defensa literalmente corta la infección, eliminándola del organismo. Este sistema, bautizado como Crispr (siglas en inglés de «repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente espaciadas») por su descubridor, el genetista alicantino Francis Mojica, se ha convertido en una técnica revolucionaria que permite crear modificaciones genéticas a la carta: desde trigo apto para celíacos a ovejas que dan mejor lana, incluyendo nuevas terapias experimentales que se han convertido en la esperanza de muchos pacientes con enfermedades genéticas. Y todo de una forma precisa y, además barata, solo usando el mecanismo refinado durante millones de años por las ‘humildes’ bacterias.
El método es ‘sencillo’: Crispr utiliza unas guías y una proteína (la nucleasa Cas9) para dirigirse a zonas concretas del ADN y cortar. A partir de ahí, de manera natural se pegan los extremos y se inactiva el gen. Es por ello que se ha bautizado como el ‘cortapega genético’. Sin embargo, la mayoría de las bacterias de las que se conoce este mecanismo habitan tan estrechamente a nuestro alrededor que estamos inmunizados a su sistema, y esas proteínas no funcionan con nosotros. Es por ello que los científicos llevan tiempo buscando en zonas recónditas, como la Antártida, la cima del Everest o la Fosa de las Marianas, para encontrar especies bacterianas mucho más exóticas con las que no hemos tenido contacto y sus proteínas (las nucleasas Cas) funcionen en nosotros. El enfoque del grupo español es totalmente novedoso.
«Nosotros, en lugar de buscar en el espacio, hemos buscado en el tiempo», explica a ABC Lluís Montoliu, investigador y vicedirector del Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC) y en el Centro de Investigación Biomédica en Red en Enfermedades Raras (Ciberer-ISCIII). «Hemos hecho una especie de ‘regreso al futuro’ en busca de nucleasas distintas». Su equipo, junto con el de Rául Pérez-Jiménez, investigador del CIC nanoGUNE y el del propio Mojica en la Universidad de Alicante, junto con otros colaboradores, son los artífices de este ‘viaje al pasado’, que les ha llevado a resucitar sistemas Crispr de bacterias que vivieron hasta hace 2.600 millones de años. Su trabajo se publicó ayer en la revista ‘Nature Microbiology’.
La idea nació en la cabeza de los investigadores allá por 2018. En vez de desplazarse a lugares remotos, ¿por qué no viajar a través de la historia del ADN y rescatar antiguas bacterias con diferentes nucleasas? Algo parecido a lo que ocurre cuando se estudian especies extintas a través de las actuales emparentadas hasta llegar a su ancestro común. No era una tarea sencilla: el primer problema era cómo hacerse con este material genético ancestral: los restos más antiguos encontrados hasta la fecha se remontan a hace dos millones de años. «Puede parecer mucho; pero si tienes en cuenta que la Tierra se creó hace 4.500 millones y que hay pruebas de que las primeras bacterias surgieron hace 3.500 millones, hay mucho margen para explorar», señala Montoliu. En ese momento entró en juego el equipo de Pérez-Jiménez, experto en paleoenzimología y bioinformática.
La máquina del tiempo
Su trabajo es observar la evolución de las proteínas desde el origen de la vida hasta nuestros días. Realizan reconstrucciones ancestrales de proteínas y genes de organismos extintos para observar qué cualidades tenían y si se pueden utilizar en aplicaciones biotecnológicas. En este caso concreto, reunieron 59 especies de bacterias actuales de las que se conoce su sistema Crispr Cas9 y los datos se metieron en un superordenador que, después, se encargó de dar marcha atrás en el tiempo para retroceder el sistema inmunitario de las bacterias. Como cuando se emparenta el ADN de diferentes especies para