Es una tarea casi imposible resumir un artículo que ya trae muy condensado la revista "Investigación y Ciencia" en su número de febrero de 2015. Empieza diciendo: La era de la ingeniería genética comenzó en los años setenta, cundo Paul Berg cortó un fragmento de ADN procedente de un virus que infecta a las bacterias y lo unió a ADN de un virus de mono. En este mismo período, Herbert W. Boyer y Stanley N. Cohen crearon organismos en los que habían introducido genes que se mantenían activos durante generaciones. Hacia finales de los setenta la compañía Genentech producía insulina a gran escala a partir de la bacteria Escherichia coli, la cual albergaba un gen sintético humano. Y en laboratorios de todo el mundo ya se usaban de manera rutinaria ratones transgénicos para estudiar enfermedades.
Se reproduce esta cita porque en pocas frases recoge un verdadero "cambio de época". Pero fueron necesarias tres décadas más para perfeccionar estas técnicas que sólo a partir del año 2012 "permiten modificar material genético con una facilidad y rapidez sin precedentes", mérito que corresponde a Emmanuelle Charpentier y a Jennifer Doudna. El método en cuestión recibió el nombre de CRISPR, sigla formada a partir de la frase en inglés que da cuenta de cómo las bacterias "recuerdan" a los virus que las infectaron. Charpentier y Doudna enriquecieron este método con una proteína llamada Cas9, que actúa a modo de enzima para abaratar y agilizar el proceso de la producción de CRISPR en el laboratorio.
Las bacterias usan el sistema CRISPR para "trocear" a los virus invasores y así volverlos inofensivos, mientras que nuestros científicos copian este método, lo mejoran y lo utilizan en lo que llamamos ingeniería genética.
Desde el punto de vista físico, los genes son minúsculas unidades químicas que utilizan tanto la naturaleza en las sinapsis -estructuras destinadas a la comunicación entre neuronas- como los científicos en sus laboratorios para, entre otros fines, modificar los genes, eliminando los que, se supone, transmiten malformaciones o provocan propensión a desarrollar las enfermedades consideradas hereditarias.
¿Cómo funciona CRISPR? Copiamos de la revista: "1. Se construye una guía de ARN que incluya una secuencia complementaria a la que se quiere modificar en el ADN. 2. La guía de ARN se une a Cas9, la enzima cortadora, y se forma el sistema CRISPR. 3. Se introduce el sistema CRISPR en la célula de interés y la guía de ARN se empareja con su secuencia de ADN complementaria. 4. La proteína Cas9 corta las dos hebras de ADN de un gen. De este modo, lo inactiva; o, si en este lugar se inserta un fragmento de ADN sintetizado, lo modifica".
En la práctica, el método CRISPR permite realizar con rapidez y exactitud modificaciones genéticas en animales de laboratorio, preferentemente ratones.
Dice la revista: "Los empleados de SAGE comienzan este proceso [el proceso de producción de ratones transgénicos] generando el ADN personalizado y el ARN que se empareje con este ADN mediante el uso de un kit químico. En una placa de Petri mezclan el ARN y la proteína Cas9, que forman una sustancia con la capacidad de modificar el ADN: la herramienta CRISPR. Luego dedican alrededor de una semana a ensayarla en células animales; emplean un aparato semejante a un escáner de escritorio para aplicar una corriente eléctrica a las células, la cual facilita la entrada de CRISPR en ellas. Una vez en su interior, CRISPR corta el ADN y causa pequeñas inserciones o delecciones. De hecho, como esta técnica no opera a la perfección, algunas células se libran de los cortes o mutaciones. Para comprobar la eficacia de CRISPR, los científicos aíslan el ADN de las células, lo juntan y hacen copias de la región alrededor del sito de mutación que pretendían inducir. Después de procesar las muestras, observan los resultados en la pantalla de un ordenador. Si el ADN está mutado, aparece como una banda tenue, la cual se va haciendo más intensa cuanto mejor ha funcionado la técnica.
"El siguiente paso se lleva a cabo en el animalario, donde se utiliza CRISPR para modificar embriones en masa y crear ratones mutantes. En uno de estos laboratorios, observo el trabajo del biólogo Andrew Brown -dice la autora del artículo que comentamos-. Envuelto en guantes quirúrgicos y ropa azul de papel -calzas, bata y gorro-, se reclina sobre un microscopio de disección, al tiempo de que aspira en el extremo de una pipeta de cristal para agarrar un embrión de rata. Con este en la pipeta, atraviesa el cuarto hasta un microscopio más grande, flanqueado por brazos robóticos, lo deposita en una gota del líquido encima de un portaobjetos y se sienta en un taburete. Entonces estira su brazo derecho y, mediante una palanca de control, acerca una aguja de cristal hacia el embrión.
Vistos a través del ocular del microscopio, los dos pronúcleos del embrión, uno de cada progenitor, se asemejan a pequeños cráteres lunares. Entonces Brown presiona sobre la célula hasta que el extremo de la aguja se sitúa cerca de uno de los pronúcleos; pulsa en el ratón del ordenador, y la aguja expulsa una gota minúscula del líquido que contiene CRISPR, el cual atraviesa la membrana plasmática celular. El pronúcleo se hincha como una flor que se abre a cámara rápida. Con suerte, Brown habrá creado una célula mutante. Los tres técnicos de SAGE repiten esta tarea hasta 300 veces por día, cuatro días a la semana.
A continuación, Brown aspira el embrión modificado dentro de una pipeta, lo deposita en una placa de Petri y lo introduce en una incubadora climatizada a la temperatura corporal de los humanos. Al final inyectará el embrión, junto con unos treinta o cuarenta, en una rata que hará las veces de madre portadora. A los veinte días esta rata da a luz a veinte crías y, transcurridos diez días más, los investigadores extraerán de ellas muestras de tejidos para ver cuáles han incorporado el gen modificado.
"'Esa es la parte emocionante', comenta Brown. 'Puede que sólo una de veinte crías presente el cambio. La denominamos animal fundador. Cuando obtenemos al menos uno, lo celebramos por todo lo alto'. Al observar a los científicos de SAGE preparando ARN o inyectando embriones, todo parece fácil. Y de hecho, estos mismos procesos están sirviendo para modificar animales en numerosos laboratorios de todo el mundo".
El artículo termina con lo más natural: la alusión a los temores de que la técnica de modificaciones genéticas CRISPR, rápida, eficiente y barata, pueda ser usada irresponsablemente. Pero su lado bueno es que la modificación genética de animales quizás nos libre definitivamente de plagas tales como la malaria, el sida, de otras clases de parásitos, y abre caminos para exitosas investigaciones futuras.
La autora de este artículo, que casi copiamos entero, es Margaret Knox, periodista y escritora.
