La revolución de la edición genética y el legado de Francis Mojica

• Mojica y las salinas de Santa Pola

En los últimos años, la ciencia ha logrado avances impresionantes en la modificación del ADN, permitiéndonos corregir errores genéticos, mejorar cultivos y hasta diseñar organismos con nuevas características. Todo esto ha sido posible gracias a CRISPR-Cas, una herramienta de edición genética revolucionaria que ha cambiado la manera en que los científicos trabajan con el ADN.

La historia de CRISPR-Cas no comienza en un laboratorio de alta tecnología, sino en las salinas de Santa Pola, donde el microbiólogo de la Universidad de Alicante Francis Mojica hizo un descubrimiento clave. En la década de 1990, Mojica, estaba estudiando microorganismos que viven en ambientes salinos extremos. En sus análisisidentificó en arqueas (un gran grupo de microorganismosprocariotas unicelulares que conforman su propio dominio o reino)del género Haloferax un conjunto de secuencias repetitivas en el ADN, a las que denominó Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (CRISPR).

Mojica observó que estas secuencias no solo estaban presentes en arqueas, sino también en diversas especies bacterianas, lo que sugería una función biológica conservada. En 2001, Francis propuso que estas estructuras formaban parte de un sistema inmunológico adaptativo bacteriano, algonunca visto en estos microorganismos, y que les servía para defenderse de los virus. La idea es simple: cuando una bacteria es atacada por un virus, guarda un pequeño fragmento de su ADN como «recuerdo» en una región especial de su propio ADN, llamada CRISPR.Si el mismo virus intenta atacar de nuevo, la bacteria usa este «recuerdo» para reconocerlo y activar una proteína llamada «Cas», que actúa como unas «tijeras moleculares» y corta el ADN del virus, destruyéndolo antes de que cause daño.

Los científicos se dieron cuenta de que podían aprovechar este sistema para editar genes en cualquier organismo, incluidas las plantas, los animales y los seres humanos. Con una guía de ARN, pueden dirigir la proteína Cas9 a cualquier parte del ADN y hacer modificaciones precisas.

A pesar de su descubrimiento, la idea de Mojica fue ignorada por la comunidad científica durante varios años. No fue hasta 2005 cuando logró demostrar que los espacios entre las secuencias repetitivas correspondían a fragmentos de ADN de virus que habían atacado previamente a la bacteria.Este hallazgo fue fundamental para que otros investigadores, como las bioquímicas Emmanuelle Charpentier y Jennifer Doudna, desarrollaran la técnica de edición genética CRISPR-Cas9, lo que les valió el Premio Nobel de Química en 2020. A pesar de que Mojica fue nominado, no recibió el reconocimiento, lo que generó un gran debate en la comunidad científica.

• ¿Qué aplicaciones tiene el CRISPR-Cas?

Desde que se descubrió que CRISPR-Cas podía usarse para editar el ADN, su impacto ha sido enorme. Esta metodología permite eliminar, activar, inactivar, incluso corregir, cualquier gen, dando lugar a diversas aplicaciones tanto en la investigación científica, tanto básica como aplicada.

En el campo de la salud, CRISPR-Casse está usando para tratar enfermedades como la anemia de células falciformes y beta-talasemia (enfermedades de la sangre causadas por mutaciones en el ADN), la distrofia muscular de Duchenne (un trastorno genético que debilita los músculos) o incluso algunos tipos de cánceres (donde CRISPR-Casse usa para modificar células inmunitarias y hacerlas más efectivas contra tumores).

En el sector de la agricultura la tecnología CRISPR-Casha sido utilizada para mejorar cultivos, haciéndolos más resistentes a plagas y enfermedades (lo que lleva consigo un menor uso de pesticidas), más nutritivos, más duraderos e incluso se ha empleado esta técnica para cultivar alimentos en climas extremos, como es el caso del arroz y el maíz resistentes a sequías. CRISPR-Castambién ha permitido crear organismos con nuevas funciones, como bacterias diseñadas para producir insulina y otros medicamentos, microorganismos que pueden absorber CO₂ de la atmósfera para combatir el cambio climático o especies con características mejoradas, como mosquitos incapaces de transmitir malaria. Finalmente, algunos científicos han propuesto utilizar CRISPR-Caspara proteger especies en peligro de extinción aumentando su resistencia a enfermedades o resucitar especies extintas, como el mamut lanudo, editando el ADN de elefantes asiáticos.

• CRISPR-Cas y la bioética

A pesar de sus enormes beneficios, la edición genética con CRISPR-Castambién plantea preguntas éticas y riesgos importantes en áreas como la salud, la bioseguridad o el bioterrorismo.A modo de ejemplo les contaré que, en 2018, el científico chino He Jiankui usó CRISPR-Caspara modificar los genes de dos gemelas con el objetivo de hacerlas resistentes al VIH. Este experimento fue altamente criticado y He Jiankui fue condenado a prisión por violar regulaciones éticas.A medida que avanzamos en el uso de la tecnología CRISPR-Cas, es crucial que su aplicación sea regulada de manera responsable para evitar abusos y garantizar que sus beneficios lleguen a toda la humanidad.

Estimados lectores de LA VERDAD, el desarrollo de herramientas de edición genética ha sido un objetivo central en la biotecnología, con el propósito de modificar el ADN de manera precisa y eficiente. Antes de la llegada de CRISPR-Cas, las técnicas existentes, presentaban limitaciones en términos de costos, tiempo y eficiencia. Sin embargo, el descubrimiento deCRISPR-Cascambió la biotecnología y la medicina de una manera nunca vista. Lo que comenzó como un mecanismo de defensa en bacterias se ha convertido en una de las herramientas más poderosas para modificar el ADN.Sin el trabajo del alicantino Francis Mojicaprobablemente nunca habríamos descubierto esta tecnología y, aunque no recibió el Premio Nobel ni sorprendentemente tampoco el Premio Princesa de Asturias de Investigación Científica y Técnica (en España somos así), su contribución es incuestionable y ha dejado una huella permanente en la historia de la ciencia. Gracias Francis.