Luciano Marraffini, pionero de CRISPR
“La edición genética de humanos va a ocurrir y mi nombre estará ligado a ella, para bien o para mal”
La ‘tijera molecular’ que promete corregir enfermedades, CRISPR-Cas9, no es única: existen otras versiones menos conocidas de esta herramienta. “Quizá alguna sea más eficiente para editar genéticamente las células humanas”, explica a Sinc el argentino Luciano Marraffini. Él fue quien descubrió cómo las bacterias utilizan CRISPR en defensa propia, cortando el ADN de sus invasores. Ahora, sigue ‘jugando’ con bacterias para entender esos otros sistemas alternativos.
Marraffini en una imagen de su centro de investigación. / The Rockefeller University
Luciano Marraffini ama las bacterias. Las adora: las observa con cariño, juega con ellas, cambia proteínas, modifica genes. “Son organismos fascinantes. Son ideales para aprender y hacer lo que uno quiere con ellas”, cuenta entusiasmado este microbiólogo argentino, jefe del Laboratorio de Bacteriología de la Universidad Rockefeller, en Estados Unidos.
En especial, a Marraffini, nacido en 1974, le fascinan dos especies de bacterias, dos de los patógenos humanos más comunes: Staphylococcus epidermidis, presente en la piel; y Streptococcus pyogenes, responsable de la faringitis bacteriana y otitis media. Las utiliza como modelo para estudiar el curioso sistema inmune bacterial del que habla todo el mundo: CRISPR.
“Es un mecanismo de evolución único. Cuando una bacteria es invadida por el ADN viral, su sistema CRISPR captura información genética de los virus presentes en su ambiente y los usa para desarrollar una resistencia a la infección”, explica a Sinc este científico, recientemente galardonado con el prestigioso Premio del Centro Médico Albany en Medicina y Investigación Biomédica 2017.
El premio lo recibió por su papel en la creación del sistema de edición genética que ha sido llamado el “descubrimiento del siglo”. Lo comparte con Emmanuelle Charpentier, Jennifer Doudna, Feng Zhang y Francisco Mojica. ¿Cuál fue su aportación?
Básicamente, dos. CRISPR se descubrió en el año 2000 y hasta 2007 no hubo ningún experimento. Los primeros estudios se hicieron en computadoras. Francisco Mojica fue un pionero en el estudio de CRISPR porque descubrió estas secuencias repetitivas en el ADN de bacterias y formuló la hipótesis de que CRISPR era un sistema inmune adaptativo. En marzo de 2007, científicos de la empresa de yogures Danisco realizaron la primera demostración experimental de esta inmunidad. Y en diciembre de 2008 descubrí qué hace CRISPR para defender a las bacterias: corta el ADN de los invasores. Fue un hallazgo fundamental. Cuando Mojica descubrió CRISPR, propuso que cortaba ARN. Hoy con CRISPR se puede hacer edición genética porque sabemos que corta de manera precisa una secuencia de ADN.
“Sin los trabajos de Mojica y mis investigaciones básicas, el boom de la edición genética no existiría”
Dijo que fueron dos aportaciones. ¿Cuál fue la segunda?
En 2013, colaboré con Feng Zhang del Broad Institute del MIT y Harvard, y fuimos los primeros en transferir juntos el sistema CRISPR de las bacterias Streptococcus pyogenes a células humanas. Fue uno de los primeros trabajos que demostró que podía usarse para cortar el ADN humano y que creó la revolución CRISPR.
Su nombre no suele aparecer tanto en los medios como los de Jennifer Doudna y Feng Zhang. ¿Le molesta?
Hay una realidad innegable: los avances e implicaciones de CRISPR en la sociedad vienen del lado de la aplicación. CRISPR tiene un gran potencial para corregir enfermedades genéticas. Por eso, los científicos implicados en estas investigaciones, como Doudna y Zhang, suelen tener mayor visibilidad mediática. Pero no se puede negar que todo esto procede del estudio de CRISPR en bacterias. Sin los trabajos pioneros de Mojica y mis investigaciones básicas, las tecnologías actuales y el boom de la edición genética no existirían.
¿Cree que alguno de los científicos responsables de CRISPR va a ganar el Premio Nobel?
Sí. Yo creo que en algún momento va a suceder. El comité del Nobel se caracteriza por hurgar hasta llegar al punto de partida de un descubrimiento. El tema es que no sé a quién se lo van a dar porque solo pueden premiar a tres.
¿Y ahora qué está investigando en su laboratorio?
Estoy interesado en el intercambio de material genético entre las bacterias y cómo afecta a su capacidad para evolucionar. La enzima Cas9, la tijera molecular especializada en cortar ADN, es solo uno de los varios sistemas de CRISPR que existen. Hay seis tipos que utilizan distintas maquinarias. Algunos sabemos cómo funcionan pero de los otros no tenemos ni idea. En mi laboratorio estamos tratando de entenderlos, de saber cómo funcionan las bacterias en la intimidad. Es ciencia básica, pero eso no quiere decir que algún día no llegue a tener una aplicación. Tal vez estos otros sistemas alternativos sean más eficientes para editar genéticamente las células humanas.
“Estudio cómo funcionan las bacterias en la intimidad. Es ciencia básica, pero eso no quiere decir que algún día no llegue a tener una aplicación”
Usted se licenció en biotecnología en la Universidad Nacional de Rosario y emigró en 2002 a EE UU para realizar su doctorado en la Universidad de Chicago. ¿Cómo se decidió a estudiar CRISPR?
Al fin de mi doctorado no encontraba lugar para hacer mi posdoctorado. Me rechazaron de varios laboratorios y aquellos que me aceptaron no me convencían. No sabía que hacer. Estaba muy preocupado. Entonces, mi esposa Marcela me recomendó que me enfocara en algo para entonces nuevo, distinto y que pocos habían explorado: CRISPR. Por esa época, era como dar un salto al vacío. Claro que había un riesgo. Y lo tomé. Ella tuvo un rol muy importante en mis descubrimientos y merece parte del premio que me dieron.
¿No cree que muchas de las afirmaciones que hacen los científicos sobre las futuras aplicaciones de CRISPR son algo exageradas?
Los científicos nos entusiasmamos con el potencial que tiene CRISPR. Pero hay que ser cautos. Yo recibo con frecuencia mails de padres que tienen hijos con problemas genéticos. Me preguntan si conozco alguna forma de usar CRISPR para curarlos. Es duro. Por respeto a esa gente, creo que es irresponsable afirmar que en un año con CRISPR se van a desarrollar terapias génicas para distintas enfermedades genéticas. Creo que en algún momento será posible, pero lamentablemente no va a ser tan rápido como algunos pacientes necesitan. La investigación lleva tiempo.
Algunas afirmaciones parecen sacadas de películas de ciencia ficción…
La expectativa y el entusiasmo por CRISPR entre los científicos es real, pero puede conducir a una tremenda desilusión. Si pasan cinco o diez años sin terapias génicas con CRISPR, la gente se va a olvidar. A mí mucho no me va a impactar. Yo estudio CRISPR en bacterias y las bacterias siempre van a tener CRISPR.
“Recibo mails de padres que tienen hijos con problemas genéticos. Me preguntan si conozco alguna forma de usar CRISPR para curarlos. Es duro”
¿Cómo imagina el avance de la ingeniería genética en cinco años?
La terapia génica está lejos, pero el uso de CRISPR parar modificar embriones está mucho más cerca. Lo que se puede hacer hoy, y ya se está haciendo, es usar CRISPR después de la fecundación para corregir los genes del embrión, cuando es una única célula. Es mucho más complicado hacer esto cuando el individuo ya está desarrollado. Por ejemplo, es muy difícil tratar con CRISPR un hígado ya formado.
Usted es fanático del fútbol, la historia de antiguas civilizaciones y de directores de cine como Visconti, Fellini, Haneke, Antonioni, Spielberg y Kubrick. Y también de las bacterias. ¿Qué tienen de interesante?
Todo. Las bacterias conviven con nosotros, o nosotros convivimos con ellas, y no sabemos ni el 1% de lo que hacen. En nuestros cuerpos hay poblaciones enteras de bacterias que no vemos. Hay estudios que indican que ciertos comportamientos humanos tienen que ver con las bacterias que habitan en nuestros intestinos, que tiene miles de terminaciones nerviosas. Genéticamente, somos inferiores a las bacterias: el genoma de los seres humanos tiene 25 mil genes; las bacterias que tenemos en el intestino tienen 250.000.
En La Guerra de los Mundos de H.G. Wells son las bacterias y no los humanos las que vencen a los aliens…
Así es. Y ahora con CRISPR las bacterias nos enseñan a modificar nuestra propia especie. A fines de los 70, se consiguió producir insulina idéntica a la elaborada por el cuerpo humano a partir de una bacteria común, en uno de los grandes avances en el tratamiento de la diabetes. Y también creó un dilema ético: se temía un desastre ecológico si a las bacterias les poníamos genes humanos. Ahora el debate de CRISPR es parecido: ¿qué va a ocurrir si empezamos a jugar con los genes humanos? Por entonces, estas preocupaciones derivaron en la conferencia de Asilomar en 1975. Ahora se está imitando su modelo para poner barreras al uso de CRISPR hasta que no se sepa más o menos bien cómo hay que usarlo o cuáles son los peligros.
Filósofos como la canadiense Françoise Baylis remarcan que los discursos y afirmaciones de los científicos sobre la edición genética están marcados por un fuerte determinismo tecnológico, es decir, que la edición genética humana es inevitable. ¿Es así?
Me parece que el uso de tecnología genética para modificar el ser humano tarde o temprano, dentro de 50 o 100 años, va a ocurrir. No es que esté de acuerdo. Cuando llegue ese futuro, si es que llega, probablemente será a través de CRISPR. Y mi nombre va a estar ligado a eso, para bien o para mal.
Federico Kukso
Periodista científico argentino. Knight Science Journalism Fellow en el MIT. Autor del libro Todo lo que necesitas saber sobre ciencia. Colaborador de Sinc.
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