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Cómo funciona la modificación genética con CRISPR

Platzi19:01

Transcription

Esto es un banano. Esto es una banana, un plátano. Esta cosita amarilla que ha creado tantas guerras y que desestabilizó gobiernos en Latinoamérica.

Así se veía originalmente. Y ellos están. Esos huecos solían haber un montón de semillas negras, gruesas y más. La humanidad, a través de décadas, siglos, modificó la planta de banano para hacer esa planta amarilla, dulce, sí, la que comemos el día de hoy. Y de hecho, la gran mayoría de los bananos o plátanos o bananas que comemos el día de hoy son de una variedad que ahora existe porque la variedad anterior que comían al final del siglo XIX ya no existe. Se extinguió en la humanidad debido a una enfermedad.

Esta era la forma en la que se veía el maíz, la mazorca, el elote. Esta era su forma original. Lo que pasa es que la humanidad, a través de siglos de selección genética artificial, logró construir ese elote estéreo típico que nosotros vemos en los mochis, que está, que es grandote, gordo, con unas bolitas amarillas redonditas. Pero eso no existía.

Sin embargo, probablemente el ser vivo que la humanidad ha modificado éticamente de una manera más agresiva es este. Nosotros llevamos de agarrar a un animal majestuoso e increíble que puede sobrevivir en las condiciones más adversas de la naturaleza a la cosa de la derecha. Nosotros llevamos muchos años como especie humana modificando genéticamente todo tipo de seres vivos, todo tipo de seres vivos.

Y ahora, en los Premios Nobel, le hemos dado el Premio Nobel, el Premio Nobel en Química a dos científicas por su trabajo en la edición del genoma humano. Emmanuelle Charpentier y Jennifer Doudna ganaron el Premio Nobel por ser las principales promotoras y descubridoras de una nueva tecnología que nosotros conocemos como CRISPR-Cas9. CRISPR-Cas9 tienen la posibilidad de modificar in vivo el código genético de un ser vivo.

¿Eso qué significa? Hoy vamos a hablar de eso, de qué es CRISPR y la edición del código genético. Sin antes olvidar, por supuesto, que llevamos mucho tiempo haciendo esto. Hemos modificado genéticamente y creado vida desde hace más de un siglo. Esto no es algo nuevo. Esto no es algo que esté atentando contra la ética. Sin duda tiene sus peligros y tiene sus advertencias que hay que tener en mente y atender, pero no es algo especial. O sea, es muy especial ganar el Premio Nobel. No es un momento blasfemo de la especie humana como tal. Es más una evolución natural de lo que llevamos haciendo hace muchos años.

Desde los años 70 nosotros sabemos cómo hacer cierto tipo de modificaciones genéticas a cierto tipo de seres vivos. Por ejemplo, en este caso, el ratón de la izquierda, usando una tecnología que se llama gene knockout, como noquear genes. Elementos de nuestro código genético. Le noquearon el gen del crecimiento de cabello, por eso el ratón de la derecha tiene un cabello lacio y manejable, absolutamente lujurioso, mientras que el ratón de la izquierda tiene un cabello mucho más delgado.

Nosotros también llevamos muchos años tratando de identificar cómo hacer modificación genética a plantas para poder alimentar a la humanidad. De hecho, si no fuera por lo que la gente llama GMOs, que son genetic modified organisms, organismos modificados genéticamente, la humanidad se habría muerto de hambre. Muchas personas de manera errónea y porque tienen una mala ciencia y una mala educación, creen que la modificación genética de plantas es algo malo. Pero todos ustedes comen plantas modificadas genéticamente.

Si ustedes alguna han comido una sandía, las sandías originales no eran nada jugosas, no eran nada dulces, aunque sí eran rojas por dentro y tienen unas pepas negras gigantescas. Ahora las pepas son muy pequeñitas. Es posible tener sandías que no tengan pepas y no tienen esas divisiones super fuertes que antes sí tenían. Si ustedes consumen cualquier cosa derivada del maíz, el maíz es una planta completamente artificial.

Esto, por ejemplo, son las hojas del maní. Al maní le da un tipo de hongo que lo empieza a degradar. Y lograron modificar genéticamente esa planta del maní para que ese hongo que lo degrada no la afecte.

Quizás el caso más famoso en Latinoamérica es el caso del café. Nosotros históricamente hemos modificado de múltiples maneras la planta del café porque el café estaba al borde de su extinción múltiples veces. De hecho, hoy en el 2020 estamos amenazados de perder el café de la humanidad. El café está afectado por una serie de enfermedades, un bichito y un hongo se llaman la broca y la roya, que también lo llaman como la oxidación del café. En los años 80 y 90, la Federación Nacional de Cafeteros con su centro de investigación de café logró modificar el código genético del café y crear una variedad que conocemos con la variedad Colombia, que le permite al café sobrevivir la roya. De ahí se han derivados múltiples variedades y hemos logrado crear un café excelente. Las variedades Castillo, Catuaí, Borbón, entre muchas, muchas otras. Si no fuera por Colombia, el café desaparecía de la humanidad.

Y hay multitudes tipos de café. Está el café Arábica, que es el café que normalmente nosotros tomamos y nos gusta. Y está el café Robusta, que normalmente ese café que va en el Nescafé o en las máquinas de espresso, que siempre sabe amargo. Si un café te sabe amargo, es mal café. Alguien lo hizo mal. Alguien la cagó en el proceso. El café no tiene por qué saber amargo, excepto que alguien haya hecho mal el proceso del café.

Pero esto no tiene que ver con CRISPR. Pero estos son solamente modificaciones que no han usado CRISPR todavía. CRISPR significa Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, o en español, repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente interespaciadas. Es una combinación de un mecanismo que tiene una bacteria para sobrevivir ante virus. Es lo más fascinante. Hay una bacteria que tiene un sistema que se llama la proteína Cas9, en la cual detecta el código genético de un virus y lo rompe antes de que lo afecte. Recuerden que las bacterias son gigantescas comparados con lo increíblemente enano, microscópicas que son los virus.

Lo interesante es que estas científicas, junto con un gran grupo de científicos y una larga historia de ingeniería genética, lograron modificar esa bacteria para que se vuelvan nuestras tijeras genéticas. Básicamente, nosotros podemos llegar a las cadenas de código genético, cortar un pedacito, insertarle otro y seguir sanos y felices. El método de entrega sigue siendo un reto, pero se puede.

Esto nos trae a la mente películas como Gattaca. Gattaca, esta película de hace muchos años, no tantos, donde una sociedad entera tenía humanos modificados genéticamente y tenía humanos normales. Y es la historia de un humano normal que nació de una manera natural, que tiene que pelear y competir en un mundo donde todos los humanos son súper humanos, hiper modificados genéticamente.

CRISPR ya ha sido usado. En el 2016, la Federación de la Asociación de Drogas de Estados Unidos, la Administración Federal de Drogas de Estados Unidos, FDA, aceptó el uso de CRISPR para pelear contra el cáncer en pruebas humanas. Y ya hemos visto resultados. En China, en el año 2017, una investigación logró curar el virus del VIH/SIDA en animales a través de Cas9, modificando, atacando el código genético del VIH. En el 2019, el año pasado, fue la primera vez que un paciente con una enfermedad heredada, hereditaria, genética, lograron quitarle la enfermedad usando CRISPR. A esta paciente, Victoria Gray, ya tenía anemia y lograron por completo quitar la anemia. En julio, en el inicio del tratamiento genético, y en octubre, ella estaba lista para volver a su hogar.

Pero, ¿qué pasa? Una vez no es suficiente. Tiene que pasar múltiples veces. Este año, en junio del 2020, nos llegó la noticia que tres personas con enfermedades hereditarias, específicamente con tipos de anemia, han sido exitosamente tratados usando técnicas derivadas de CRISPR.

Y esto es tan exitoso que se está creando una industria gigantesca. Solamente googleando empresas que están privadas de CRISPR en las inmediaciones de Silicon Valley, encontré empresas como Zerobio, que están tratando de crear biología sintética. Synlogic, que están acelerando la plataforma para descubrir nuevas pruebas clínicas con CRISPR. Mammoth Biosciences, que también están creando vida sintética. Esto es básicamente diseñar nuestros propios seres vivos, inicialmente bacterias. No crean que estamos diseñando robots o humanos o animales o algo por el estilo. Por ahora.

Shoreline, que está creando fábricas de todo tipo de aplicaciones para CRISPR. Arbor, que igual están tratando de encontrar con CRISPR diferentes formas de aplicarlo para mejorar la vida humana. Y Asimov, que están construyendo toda la plataforma. Sin embargo, la más interesante de todas es una empresa de bioingeniería que se llama GreenLight Biosciences, que está usando para crear plantas que funcionan como biorreactores. Como, por ejemplo, imagina que yo puedo diseñar una bacteria que consuma azúcar y que tú, el producto resultante, su desecho tras consumir azúcar, sea aspirina. Eso puede ocurrir y ocurre el día de hoy.

El peligro es que esto se use mal. Y ya empezó a pasar. Ustedes realmente escucharon la historia en el 2018 en la cual científicos chinos no hicieron caso al consenso internacional de no usar CRISPR en embriones y empezaron a crear embriones con código genético modificado. El peligro es que en el momento en que tú modificas el código genético de un embrión de un ser humano, cuando ese ser humano tenga hijos, va a heredarle esos genes. Y de repente rompiste el árbol genético de la humanidad. Estas personas ya no son Homo sapiens sapiens, ahora son Homo sapiens CRISPR, y tienen una modificación.

Esta historia fue una historia muy compleja. El científico He Jiankui, que creó estos bebés gemelas, fue despedido de su universidad y terminó en la cárcel. Le pusieron una multa equivalente a medio millón de dólares y tres años de cárcel, que al día de hoy todavía está pagando. El próximo año sale de la cárcel. Pero lo que es real es que logró editar embriones de dos gemelas que ya nacieron. No dice nada de estas dos gemelas. Lo único que se sabe por artículos publicados en la red de la universidad donde el científico hizo todos estos cambios es que el código genético que el científico modificó es un código genético encontrado en las personas que son invulnerables al VIH/SIDA, personas que son que son inmunes.

Pero interesantemente, ese ese pequeño pedacito de código genético también es encontrado en personas que tienen ciertas capacidades mejoradas en sus cerebros para aprender y para formar memorias. Entonces, es posible, pero no sabemos por qué China no lo cuenta, que ya tengamos en la humanidad embriones de humanos modificados genéticamente que no son Homo sapiens sapiens y que tienen capacidades ligeramente mejoradas. Usar CRISPR como un aumento del futuro. Y recuerden que los hijos e hijas que tengan estos bebés van a heredar esa modificación. Y pónganle 10 años, 20 años, mil años a futuro, va a haber toda una rama desconectada de la rama del código genético fundamental en el que ustedes o yo vivimos en esta humanidad.

Pero, por supuesto, nadie aprendió nada de esta lección. En junio del 2019, un biólogo ruso, con apoyo y aprobación del gobierno de Rusia, dijo: "Me importa un bledo, yo voy a construir mis propios embriones rusos". Y el principio fue muy criticado, pero decidió avanzar y consiguió una pareja sorda que querían tener hijos que no fueran sordos. Si él logra modificar genéticamente los embriones para que no hereden la sordera, muy probablemente va a ser histórico porque va a ser replicable y esta vez publicable. Sin embargo, el consenso científico sigue siendo que no.

El 3 de septiembre del 2020, múltiples científicos se reunieron a tomar la decisión consciente de que la seguridad y la eficacia de la edición del genoma en embriones humanos no está probada y puede ser extremadamente peligrosa. Sin embargo, yo sé que todo el mundo le encanta pensar en: "Uy, si será que si me tomo una pastilla todos los días me salen alas y puedo volar". Con CRISPR, ese no es la promesa más interesante. La promesa más interesante es arreglar uno de los problemas más grandes que tenemos la humanidad, y son las vacas. No, realmente las vacas.

Muchos de ustedes saben y son completamente conscientes de que es completamente insostenible la forma en la que nosotros como humanos consumimos carne. La la carne de vaca, de cerdo, el pollo, todo lo que tiene que ver con la agronomía y en general con tener ganado es una de las fuentes más importantes de gases al ambiente, tan importante como el transporte marítimo, tan importante como los automóviles. Ustedes puede que cambien sus automóviles de combustible interna por un automóvil eléctrico, pero eso no va a tener tanto impacto como dejar de comer carne.

Y miren, yo lo entiendo. A mí me encanta comer carne, pero yo conscientemente, yo Freddy Vega, dejé de comer carne de vaca porque las vacas son una de las cosas que más nos hacen daño. Incluyendo hamburguesas. Casi siempre no es por el problema, casi nunca es la carne refinada, sino la tira de asado, la arrachera, el vacío, que me comí el New York steak de no sé qué carajos, el rib eye. Casi siempre es la carne inmunda, la carne de la hamburguesa de McDonald's, lo que genera los problemas. La humanidad, como tanta carne, que es muy poco probable que tanto ganado, que al final del día son mamíferos como nosotros, estén saludables.

Y esto se volvió un problema económico. ¿Cómo le hace un granjero, un industrial de la carne, para mantener a tantos animales que son realmente animales? No solo es una máquina, son animales vivos que piensan, que sienten. ¿Cómo le hacen para mantenerlos sanos? Pues los cargan con antibióticos. Les meten antibióticos, pero hasta el infinito. Ustedes puramente han escuchado el problema de que los seres humanos estamos exagerando con nuestros antibióticos, que para todo consumimos antibióticos y eso termina creando los problemas, problemas graves a nivel humano porque empezamos a generar bacterias y enfermedades que resisten los antibióticos y eventualmente los antibióticos no van a ser útiles.

Pues resulta que la humanidad es solamente un 5 o 6% del problema. Porque la grama y los antibióticos están en los cerdos, están en las vacas. La resistencia a los antibióticos puede generar los problemas de salud humana más grandes de la historia de la humanidad. Y CRISPR es una potencial solución porque con CRISPR nosotros podríamos crear tratamientos de edición genética que eliminen las bacterias que en este momento están resistiendo a nuestros antibióticos. Es un problema, es un problema significativo, importante, el que tenemos que conseguirle una solución.

Y eventualmente, es completamente posible que las bacterias aprendan a resistir CRISPR. De hecho, ya encontramos que el propio sistema inmune humano, cuando ante ante la proteína de CRISPR-Cas9, logra resistirlo. Y no todos los humanos pueden recibir tratamiento de edición genética de CRISPR-Cas9. Entonces, va a volver a empezar como toda una batalla entre la evolución y las bacterias evolucionan muy rápido versus la ciencia humana.

Pero hay otras promesas, promesas fascinantes. Por ejemplo, es completamente posible que con CRISPR creemos maní que no dispare la alergia al maní. Creemos huevos. Bueno, no sabes por qué tome tiempo, pero podríamos crear huevos que no dispare la alergia al huevo. Eliminar las alergias en la humanidad puede ser impresionante porque aparentemente hay una conexión muy fuerte entre las alergias y la esperanza de vida.

También, en este mismo instante, empresas como Ginkgo Bioworks, entre muchas otras, están creando biorreactores para crear soluciones al petróleo, para que creemos biocombustibles sostenibles. Digo sostenibles porque son combustibles, les estamos prendiendo fuego, siguen generando gases de dióxido de carbono que eventualmente van a hacer al planeta inhabitable, que es un problema gigantesco. Pero mientras tanto, estamos empezando a reemplazar la extracción y el fracking de petróleo con fotobiorreactores. Que es una palabra super cool. Fotobiorreactor es un montón de tubos de agua con sal que tienen lucecitas LED por dentro. Es un fotobiorreactor donde crecen las algas de manera industrial para convertirlas en gasolina para aviones, por ejemplo.

Otro proyecto que probablemente, mi proyecto favorito de CRISPR-Cas9, es el Tomaco. Pero no solamente Tomaco. No sé si ustedes se acuerdan, pero en un capítulo de Los Simpson clásico, por una serie de accidentes, logran cruzar tabaco con tomate, entonces crean un tomate extremadamente adictivo. Hay un proyecto extremadamente bien financiado de CRISPR-Cas9 para hacerles un cross genético entre el tomate y los chiles. Entonces, imagínense un tomate que pique. Un tomate que lo único que yo tenga que hacer a volverlo machacarlo y ya tengo salsa instantánea sin usar ningún tipo de chile, ningún tipo de ají. Fascinante.

También podremos erradicar a los mosquitos. Hay animales como los mosquitos, por las avispas, el perro, el animal de la tierra, muerte a todas las avispas que no aportan nada, si le dan comida a algunos pájaros, pero en general, la gran mayoría de los mosquitos lo que hacen es simplemente infectarnos de chikungunya, de malaria, de otra serie de enfermedades. Podríamos con CRISPR-Cas9 hacer que no se reproduzcan. Estamos en el proyecto de revivir mamuts, de revivir animales estilo, bueno, estilo Jurassic Park, no porque el código genético está muy degradado, pero sí podríamos revivir mamuts, si podremos revivir otros animales que históricamente desaparecieron y que están extintos a través de CRISPR-Cas9.

Los dos proyectos más importantes que CRISPR-Cas9 va a ejecutar son los dos proyectos más grandes de la humanidad. Para en un segundo y piensen mientras me miran a los ojos, ¿cuál son los dos proyectos más importantes de la humanidad como especie? Hay dos. Uno es convertir a la humanidad en una especie interplanetaria. Imaginen que con CRISPR logramos modificar el código genético del humano para que pueda aumentar su probabilidad de sobrevivir en Marte, para que la microgravedad no nos afecte, para poder vivir en naves generacionales e ir a otra estrella y no estar atrapados en este sistema solar.

Y número dos, la inmortalidad. Que logremos encontrarle una cura a la muerte. Y sí, yo sé lo que van a decir: la sobrepoblación. Ya tenemos muchos problemas, la pobreza, y todo eso es igual de importante, es súper importante. Pero estos son los dos proyectos más importantes de la humanidad. Y lo que nos permite abrir la puerta a estos proyectos es la investigación que nos permite modificar el código genético que tenemos en nuestro cuerpo humano, así como modificamos el código de programación que tenemos en nuestras computadoras.

Así que hoy, antes de irse a dormir, manden un gran agradecimiento a Emmanuelle Charpentier y a Jennifer Doudna por haber creado CRISPR-Cas9. Live ocurre todos los jueves y eso fue lo que acabas de ver. Tú puedes vivirlo en vivo. Solo tienes que entrar a www.lan.com diagonal agenda, donde encuentras la hora y fecha en tu país. Es todos los jueves y tú puedes ser parte de esto cuando ocurre, no solo verlo en demanda.