CRISPR ha estado en todas las noticias en los últimos dos años, y con razón. Esta herramienta de edición de genes hace que la edición de genes sea más fácil y rápida que nunca, y las posibilidades que ha abierto van mucho más allá de la salud humana.
Es posible que haya oído hablar del tremendo potencial que podría tener CRISPR en el tratamiento de enfermedades. La tecnología ya está acelerando la investigación sobre las causas subyacentes de todo tipo de condiciones humanas. Además, se están llevando a cabo ensayos clínicos que utilizan la herramienta de edición de genes para tratar enfermedades que van desde el cáncer hasta la ceguera y el SIDA.
Las aplicaciones médicas de CRISPR han tomado el centro de atención, especialmente después de las intensas críticas que surgieron después de que un científico chino revelara al mundo el nacimiento de «gemelos CRISPR», los primeros humanos en nacer de un embrión editado por genes. Pero la tecnología ofrece infinitas posibilidades (y menos cuestionables moralmente) más allá de sus aplicaciones en la salud humana.
Hablando con varios jugadores en el campo de CRISPR, reuní una lista de aplicaciones inusuales de CRISPR que muestran claramente el potencial que tiene la tecnología de edición de genes para impactar en muchos tipos diferentes de industrias.
Cría de mascotas
Los dueños de mascotas siempre están interesados en aprovechar las últimas tecnologías para ayudar a sus animales de compañía. Los servicios de pruebas genéticas para evaluar la salud y la raza de gatos y perros han aumentado en los últimos años, y la tecnología CRISPR podría seguir pronto.
La herramienta de edición de genes se ha propuesto como una forma de eliminar las enfermedades genéticas que abundan en los perros de raza pura. Un gran ejemplo son los dálmatas, que a menudo portan una mutación genética que los hace propensos a sufrir cálculos en la vejiga. Un criador de perros en los Estados Unidos ha elaborado un plan para arreglar dálmatas, aunque los animales tendrán que pasar por la revisión de la FDA antes de que puedan venderse.
Otros proyectos que utilizan CRISPR para la cría de mascotas incluyen la creación de cerdos en miniatura y carpas koi con tamaño, color y patrones personalizados.
Alimentos sin alergias
Las alergias alimentarias afectan a un gran porcentaje de la población y, en algunos casos, pueden ser potencialmente mortales. Con CRISPR, podría ser posible hacer leche, huevos o cacahuetes que sean seguros para que todos los coman. «Hay cuatro proteínas en la clara de huevo que causan alergia», explicó Tim Doran, investigador del CSIRO de Australia, en un podcast. «Básicamente estamos reescribiendo aquellas regiones del gen que son reconocidas por el sistema inmunitario y causan una reacción alérgica.»
La propia hija de Doran es alérgica a los huevos. «Muéstrame a un niño que no quiere tener un pastel de cumpleaños en su cumpleaños. Ese sería el objetivo, un pastel de cumpleaños grande y agradable que pudiera tener que sabe bastante bien.»
Otro grupo de investigación, en los Países Bajos, está utilizando CRISPR-Cas9 para modificar el ADN del trigo para eliminar el gluten, haciéndolo adecuado para celíacos. Sin embargo, la estricta regulación de la UE sobre el uso de la edición de genes CRISPR en plantas podría dificultar que este proyecto vea la luz, al menos en Europa.
Grabadoras de cinta de ADN’
Los científicos de Harvard han utilizado CRISPR para crear una herramienta molecular llamada CÁMARA, abreviatura de aparato de grabación analógica de eventos múltiples mediado por CRISPR. La herramienta actúa como un registrador de eventos en la vida de una célula, como la exposición a antibióticos, nutrientes, virus y luz.
Para lograr esto, CRISPR se programó en células para que se realizara una edición específica de ADN solo en presencia de la señal. Al contar la tasa de ediciones, incluso pueden determinar la duración y la fuerza del disparador. El sistema funciona tanto en células bacterianas como humanas, y es posible hacer que registre múltiples tipos de señales simultáneamente.
A largo plazo, estos desarrollos podrían ayudar a los científicos a detectar contaminantes ambientales en el campo o rastrear las señales que determinan si las células madre crecen para convertirse en neuronas, células musculares u otro tipo de células.
Granos de café descafeinados
Una empresa en el Reino Unido llamada Tropic Biosciences ha creado una variedad de granos de café editados por genes que están descafeinados de forma natural. Con CRISPR, la compañía ha podido desactivar los genes que hacen que los frijoles produzcan cafeína.
Esta variedad podría tener un impacto positivo en el sabor, la nutrición y el costo del café descafeinado. Actualmente, la producción de café descafeinado requiere un proceso costoso y agresivo en el que los granos se empapan y se cuecen al vapor.
«Si cultivas los granos sin cafeína o con una cantidad menor de cafeína, para empezar, puedes lograr un producto final que tenga un sabor mucho más cercano al café normal, y puedes mantener un mayor contenido de los compuestos muy saludables que se encuentran naturalmente en el café», dijo el CEO Gilad Gershon en una entrevista.
Combustibles más ecológicos
La edición de genes podría mejorar la producción de biocombustibles por las algas. Utilizando CRISPR-Cas9, la compañía Synthetic Genomics ha creado cepas de algas que producen el doble de grasa, que luego se utiliza para producir biodiesel. En particular, la herramienta de edición de genes permitió a los científicos encontrar y eliminar genes que limitan la producción de grasas.
Hasta ahora, las algas no producían niveles de grasa lo suficientemente altos como para que la producción de biodiésel fuera económicamente viable. Con esta modificación, su eficiencia de conversión de CO2 en biocombustible es mucho mayor. La compañía ahora está trabajando con la compañía petrolera ExxonMobil para cumplir con el objetivo de producir 10,000 barriles de biocombustible de algas por día para 2025.
Tomates picantes
Científicos de Brasil e Irlanda están utilizando CRISPR para crear el primer tomate que es naturalmente picante. Resulta que el tomate ya lleva muchos de los genes para producir capsaicina, el compuesto que hace que los chiles sean picantes. Con los ajustes de CRISPR, los investigadores podrían darles los genes faltantes para hacerlos picantes.
Los chiles son difíciles de cultivar. Requieren condiciones muy específicas, producen niveles de calor inconsistentes y tienen un rendimiento mucho menor que los tomates. Gracias a CRISPR, sería más fácil obtener la capsaicina picante cultivándola en tomates. Los investigadores ya han creado un primer híbrido de tomate y chile, y pronto podríamos usarlos para hacer salsa picante.
Erradicación de plagas
CRISPR podría ayudarnos a controlar el número de especies animales que transmiten enfermedades infecciosas o que son invasivas en un ecosistema en particular. La tecnología de edición de genes se puede utilizar para crear «impulsos genéticos» que garanticen que toda la descendencia herede una modificación genética, que se propague a través de una población animal a lo largo de varias generaciones.
El año pasado, investigadores del Imperial College de Londres, Reino Unido, demostraron que esta tecnología podría usarse contra la especie de mosquito responsable de la propagación de la malaria. Introdujeron un gen que, cuando sus dos padres lo portan, impide que las hembras pongan huevos. En un ensayo con mosquitos enjaulados, la población fue eliminada tan pronto como 7 generaciones después de que se introdujo el impulso genético.
Investigadores de todo el mundo están planeando probar si un enfoque similar podría servir para combatir ratas invasoras que causan estragos en el ecosistema de islas con especies en peligro de extinción, e incluso para limitar el daño de los gatos salvajes en Australia. Sin embargo, existe controversia en cuanto a si el uso de impulsos genéticos es ético y si deberían prohibirse.
Caballos de carreras más rápidos
La empresa argentina Kheiron-Biotech está editando el genoma de caballos de carreras para crear razas que sean más rápidas, fuertes y mejores saltadores. Gracias a CRISPR, los investigadores de la compañía pudieron modificar el gen que codifica la miostatina, una proteína crucial para el crecimiento de los músculos. Han producido embriones sanos y esperan que los primeros caballos nazcan este año.
En 2013, la Federación Internacional de Deportes Ecuestres levantó una prohibición que impedía a los caballos clonados competir en competiciones internacionales. Desde entonces, los caballos clonados han estado participando y ganando en deportes como el polo, y con la edición de genes, algunos esperan verlos participar en los Juegos Olímpicos en el futuro.
Pescado más nutritivo
El salmón modificado genéticamente que crece el doble de rápido que el salmón normal ya se produce en Canadá. Con el advenimiento de la edición de genes CRISPR, los científicos podrían ir aún más lejos. Un grupo de investigación en Noruega ha utilizado CRISPR-Cas9 para producir salmón estéril, lo que hace que crezcan mejor y sean menos propensos a enfermarse. También impide que el salmón se reproduzca si logra escapar de las instalaciones de acuicultura.
Los investigadores ahora están investigando rasgos que podrían mejorarse con CRISPR. «Estamos interesados en mejorar la genética para un mejor bienestar de los peces, incluida la resistencia a las enfermedades», me dijo Anna Wargelius, líder del grupo de investigación. En el futuro, la técnica también podría usarse para mejorar el contenido de omega-3 del pescado para que sea más saludable y nutritivo.
De extinción
Aunque el término suena como que proviene de una novela de ciencia ficción, no lo es. Los científicos ya están trabajando en la recuperación de animales extintos. El primer candidato es la paloma migratoria, que alguna vez habitó los bosques de América del Norte.
Utilizando la tecnología CRISPR, los investigadores planean introducir genes de las palomas pasajeras en su pariente actual: la paloma cola de banda. Los híbridos serán criados durante varias generaciones hasta que el ADN de la descendencia coincida con el de la especie extinta. Se espera que la primera generación de palomas ‘revividas’ eclosione en 2022.
Poco después, los mamuts podrían seguir. Un grupo de Harvard está trabajando en la recuperación del mamut lanudo que se extinguió hace miles de años.
Ilustración de portada de Elena Resko. Imágenes vía . Este artículo se publicó originalmente en marzo de 2019 y desde entonces se ha actualizado para reflejar los cambios en el campo.