¿Xenotrasplantes? Ahora, puede ser
Hace poco el presidente Obama recibió al Dr. C. D. Mote, jr., presidente de la Academia Nacional de Ingeniería americana y en un documento plasmaron que las más de 120 escuelas de Ingeniería americana formarán a una nueva generación de 20.000 jóvenes especialmente preparados para resolver los problemas más importantes con los que se va a encontrar nuestra sociedad en el siglo XXI
Hace poco el presidente Obama recibió al Dr. C. D. Mote, jr., presidente de la Academia Nacional de Ingeniería americana y en un documento plasmaron que las más de 120 escuelas de Ingeniería americana formarán a una nueva generación de 20.000 jóvenes especialmente preparados para resolver los problemas más importantes con los que se va a encontrar nuestra sociedad en el siglo XXI. Y buena parte de ellos se dedicarán a la Ingeniería genética. Es lo que los responsables políticos deberían hacer.
Y no se trata de futuro, sino de presente. Hace tres días, cuando finalizaba en Washington el Congreso Anual de esa Academia Nacional de Ingeniería Americana, el genetista George Church, de la Harvard Medical School de Boston, reveló que usando la revolucionaria y fantástica herramienta de biología molecular conocida con el nombre de CRISPR/Cas 9 su equipo investigador había modificado genéticamente más de 60 genes de embriones de cerdos de modo que creen que han podido resolver casi todos los problemas inmunológicos y de infecciones que, por ahora, impedían el xenotrasplante de órganos porcinos a humanos.
Pero vayamos por partes. Durante décadas, los científicos y los médicos han soñado con la creación de un suministro constante de órganos humanos para trasplante y, en todo el mundo, durante las pasadas décadas, multitud de equipos investigadores han intentado usar órganos animales para trasplantes. Principalmente se ha trabajado con cerdos debido a que pueden ser criados en granjas, presentan un crecimiento rápido, el tamaño de sus órganos es similar al de los órganos humanos y gozan de una vida media-larga. Pero varios problemas no se han podido solucionar: Uno de ellos es el rechazo, un proceso inmunológico reforzado por las barreras de la especie, mediante el cual el cuerpo de la persona que recibe el trasplante (receptor) intenta desembarazarse del mismo. Y otro es que, en su genoma, los cerdos poseen numerosos retrovirus endógenos (PERVs) que constituyen un grave peligro de enfermedades al introducir nuevos agentes infecciosos en la población humana. Por ello, son explicables, acciones como la moratoria sobre las investigaciones en xenotrasplantes solicitada por el Consejo de Europa con fecha 30 de enero de 1999. Aunque España se opuso a la misma, la realidad es que la euforia existente respecto a las posibilidades de los xenotrasplantes se amortiguó hace años en todo el mundo hasta que, ahora, la Ciencia puede cambiar la situación drásticamente.
Todos recordamos que el pasado mes de mayo fueron galardonadas con el premio Princesa de Asturias de Investigación Científica dos de las pioneras que desarrollaron el método CRISPR-Cas9 (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, traducible como Repeticiones Palindrómicas Cortas Agrupadas y Regularmente Interespaciadas), una herramienta molecular que permite “editar” o “corregir” el genoma de cualquier célula, incluyendo las humanas, funcionando como una especie de tijeras moleculares capaces de cortar cualquier molécula de ADN de una manera muy precisa y totalmente controlada, lo que permite modificar su secuencia, eliminando o insertando nuevo ADN.
La historia comenzó en 1987, cuando se descubrió que algunas bacterias (Streptococcus pyogenes) se defendían de las infecciones víricas porque poseían unas enzimas capaces de distinguir entre el material genético de la bacteria y el del virus y, que una vez hecha la distinción, destruían al material genético del virus. Años más tarde se supo que ello era debido a la existencia en microorganismos de secuencias palindrómicas (se leen igual al derecho que al revés) CRISP. Y cerca de esos agrupamientos se encontraban los genes cas, codificadores de enzimas nucleasas, cortadoras del material genético. Cuando un virus entra dentro de la bacteria interacciona con distintos componentes celulares y en las bacterias que tienen este sistema de defensa (formado por una proteína Cas unida al ARN producido a partir de secuencias CRISPR), el sistema interacciona con el material génico del virus, inactivándolo y destruyéndolo. Pero el sistema va más allá: las proteínas Cas cogen una pequeña parte del ADN viral, lo modifican y lo integran dentro del conjunto de sus secuencias CRISPR, por lo que si esa bacteria (o su descendencia) se encuentra posteriormente con ese mismo virus, lo inactiva de modo más eficiente, funcionando como un verdadero sistema inmune de bacterias. Y, en agosto del año 2012, Emmanuelle Charpentier en la Universidad de Umeå y Jennifer Doudna, en la Universidad de California en Berkeley, publicaron un artículo en la revista Science describiendo el modo de convertir esa maquinaria natural en una herramienta de edición “programable”, que sirviera para cortar cualquier cadena de ADN in vitro, con independencia de su procedencia. Es decir, era posible programar un sistema que se dirigiera a una posición específica de un ADN cualquiera (no solo vírico) y lo cortaran, usando unos ARNs guías específicos que localizan el sitio de corte. Pronto se supieron diseñar en el laboratorio esos ARN.
El ARN guía conduce al complejo al sitio de ADN preciso, la enzima Cas-9 corta la porción deseada de ADN y ahora se puede elegir entre enlazar los dos sitios de corte del ADN, eliminándose así la función original del ADN cortado, o bien sustituir el ADN cortado por otra secuencia concreta que se desee, pero con diferente función que la original.
Las posibilidades que se abren con ello son casi inimaginables y en los últimos dos años se han multiplicado exponencialmente de modo que, en el presente 2015, se superaran las 6.000 investigaciones publicadas al respecto.
Pero volvamos a los cerdos y los xenotrasplantes ¿Qué ha logrado el Dr. George Church en embriones de cerdos, usando el sistema CRISPR-Cas9? Localizar y eliminar 62 retrovirus endógenos porcinos (PERVs) que se incrustan en los genomas de todos los cerdos, retrovirus que, hasta ahora, no eran tratables o neutralizables y podían causar enfermedades en los receptores de xenotrasplantes humanos. Y, no eliminar, sino modificar, a otro conjunto de más de 20 genes de embriones de cerdo, incluyendo genes que codifican proteínas que se asientan en la superficie de las células porcinas, que se sabe que desencadenan una respuesta inmune en humanos o que provocan la coagulación sanguínea. Si han sabido escoger bien y se ha logrado suprimir los problemas hasta ahora existentes, ello significaría que los órganos de esos cerdos adultos podrían usarse en xenotrasplantes sin dificultades inmunológicas o infecciosas.
Como la investigación no se ha publicado todavía en una revista científica y el Dr. Church ha cofundado una compañía para el desarrollo de los cerdos genéticamente modificados, ello significa que muchos detalles concretos aún se desconocen, pero la puerta de la esperanza abierta por la ciencia está abierta.
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