REVISTA

JUVENTUD Y CIENCIA SOLIDARIA:

En el camino de la investigación

Salvación o destrucción génica:

CRISPR-Cas9

Emily Margarita Abata Alcívar

Mi nombre es Emily Margarita Abata Alcívartengo 17 años y estudio el tercer BGU en la Unidad Educativa Fiscomisional

María Auxiliadora de Esmeraldas. Soy

miembro del Club de Investigación para

la Redacción Científica (CIRC). Me gusta

aprender sobre cómo funciona el mundo en

el que vivimos, escuchar música e ir a la

playa. Quiero estudiar Biomedicina en la

universidad.

Resumen

CRISPR-Cas9 es una tecnología innovadora que per-medicina, biotecnología y agricultura, CRISPR-Cas9

mite modificar el ADN con precisión y eficiencia; puede tratar enfermedades genéticas y mejorar cul-

inspirada en el sistema inmunológico de las bacte-tivos, sin embargo, también plantea retos importantes

rias, combina la proteína Cas9 y un ARN guía para como la falta de especificidad del ARN guía que puede

identificar y cortar segmentos específicos del ADN. generar mutaciones no deseadas; lo que representa

Este avance revolucionario, iniciado con los estudios un riesgo significativo, especialmente en humanos.

de Francisco Mojica en 1992 y desarrollado como Este punto generó controversia tras el caso de las

herramienta genética en 2012 por Jennifer Doudna y gemelas modificadas genéticamente en China, donde

Emmanuelle Charpentier, ha transformado la biología se vulneraron principios éticos para eliminar un gen

molecular al ofrecer un método rápido, accesible y asociado al VIH. La tecnología plantea dilemas éticos

altamente versátil. Con aplicaciones prometedoras en y legales, como la necesidad de normativas que regulen

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76 Juventud y Ciencia Solidaria.

su uso responsable. Aunque algunos científicos criti-De allí su nombre, pues es un acrónimo de la frase

can estas regulaciones por limitar el progreso, estas Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Re-

son esenciales para garantizar que los riesgos sean peats (Repeticiones Palindrómicas Cortas Agrupadas

manejables. A pesar de los desafíos, CRISPR-Cas9 y Regularmente Interespaciadas), que permiten a las

abre un horizonte emocionante, permitiendo avances células procariotas guardar información genética de

impensables en ciencia y calidad de vida. Su potencial virus que las han infectado previamente, creando una

transformador invita a seguir investigando y explo-especie de "memoria inmunológica" que les ayuda a

rando sus posibilidades con cuidado y responsabilidad. defenderse de futuros ataques.

La Figura 2 presenta:

Palabras clave: CRISPR, ADN, ARN, virus, bacte-

1. cuando un virus infecta a una bacteria,

rias

2. su ADN es fragmentado y almacenado dentro

Explicación del tema de la secuencia CRISPR, frente a un posterior

ataque

CRISPR-Cas9 es una tecnología de edición genética

que permite modificar el ADN de una célula de forma 3. la maquinaria molecular identifica

selectiva. Como se aprecia en la imagen siguiente, este

4. destruye el material genético del virus invasor

involucra dos componentes esenciales: un ARN guía

[1].

para que coincida con un gen objetivo y la Cas9 (pro-

teína 9 asociada a CRISPR) que funciona como una

endonucleasa causando una ruptura del ADN de doble

cadena, lo que permite modificaciones en el genoma

[10].

En la Figura 1 se presenta el funcionamiento de

CRISPR-Cas9: el ARN guía (sgARN), identifica el

protoespaciador (ADN objetivo), y la Cas9 corta en el

punto exacto indicado por el sgARN siempre que esté

presente PAM (pequeña secuencia adyacente) [6].

Figura 2. Pasos de la inmunidad mediada por el sistema

CRISPR

Fuente: [1]

Las proteínas Cas, asociadas al sistema CRISPR,

son nucleasas especializadas en cortar el ADN de ma-

nera precisa y que son guiadas por secuencias especí-

Figura 1. Representación del sistema CRISPR-Cas 9

ficas de ARN; así, desempeñan un papel esencial en

Fuente: [6]

la defensa de bacterias y arqueas contra elementos

Según Blázquez y Pozo, “CRISPR es una técnica genéticos externos como los virus. Su capacidad para

de edición génica que permite cortar el ADN en un reconocer y degradar material genético invasor está

sitio específico para después editarlo” [2]. mediada por esta guía de ARN, lo que les permite

Este sistema proviene del mecanismo natural in-actuar de manera selectiva y eficiente [2].

mune de las bacterias y arqueas, como se observa en De acuerdo con Ibañez et al. (2021), los sistemas

la figura 2: si un virus infecta un microorganismo, su CRISPR-Cas se clasifican en diferentes tipos según la

ADN es fragmentado e incorporado al genoma de la estructura de los genes Cas. En términos generales,

célula procariota. En otras palabras, CRISPR funciona se dividen en dos clases: la clase 1 incluye los tipos I,

como un “almacén” de fragmentos de ADN virales. III y IV, mientras que la clase 2 abarca los tipos II,

En el camino de la investigación 77

V y VI. Una de las principales diferencias entre estos ADN en ubicaciones específicas, dirigida por una se-

grupos radica en su complejidad estructural [3]. cuencia de ARN guía; su hallazgo fue crucial, pues

Los sistemas de clase 1 son multiproteicos, lo que este sistema no sólo cortaba el ADN viral, como en los

limita su aplicación en terapias genéticas. En contraste, procariotas, sino que podía programarse para cortar

los de clase 2 son más simples, formados por una sola cualquier secuencia deseada en cualquier organismo.

proteína, lo que los convierte en opciones más viables Este avance, publicado en Science, mostró el potencial

para investigaciones y aplicaciones terapéuticas. En-de CRISPR-Cas9 como una herramienta versátil para

tre estos, el sistema más conocido y utilizado es el la edición genética, permitiendo modificar genes con

CRISPR-Cas9 tipo II, que se deriva de la bacteria precisión sin precedentes [5].

Streptococcus pyogenes La Figura 3, destaca cómo la tecnología CRISPR- , ha sido ampliamente empleado

en investigaciones de edición genética [3]. Cas9 se utiliza para cortar y reparar el ADN en un

punto específico [2].

Este mecanismo fue descubierto por Francisco Mo-

jica, microbiólogo y profesor en la Universidad de Ali-

cante, en 1992. Mientras trabajaba en su tesis, Mojica,

secuenciaba el ADN de microorganismos y observó

que estos presentaban una serie de repeticiones que

denominó “repeticiones en tándem”. Sin embargo, no

fue hasta 2001 cuando propuso el nombre oficial de

Figura 3. Representación esquemática de la modificación

CRISPR. Posteriormente, en 2005, publicó en el Jour- de ADN mediante CRISPR

nal of Molecular Evolution sus hallazgos: entre las Fuente: [2]

secuencias repetitivas, se encontraban fragmentos de

Para el presente artículo, se utilizó un método cuali-

ADN viral, lo que sugería que estos fragmentos confe-

tativo con un enfoque descriptivo. Se llevó a cabo una

rían inmunidad a los organismos procariotas, protegién-

búsqueda en bases de datos científicas y repositorios

dolos de infecciones virales mediante la destrucción de

universitarios; con un proceso de selección riguroso

virus que compartían la misma secuencia en su genoma

con base en criterios de relevancia, impacto y claridad

[8].

para un público no especializado. Por consiguiente, se

El siguiente avance clave fue la identificación de utilizó un método de traducción de conocimiento, en-

las proteínas asociadas, conocidas como Cas (CRISPR-focado en simplificar conceptos técnicos que permiten

associated). En 2002, un equipo de científicos liderado que los lectores con información base sobre genética

por el investigador holandés Ruud Jansen, describieron comprendan los principios del sistema CRISPR orien-

por primera vez los genes que codifican estas proteí-tado hacia el -Cas9 y su impacto en la medicina y la

nas, ubicados cerca de las secuencias CRISPR, lo que vida humana. La investigación realizada confirma que

sugirió que las proteínas Cas podrían intervenir en el CRISPR-Cas9 es una herramienta revolucionaria en

mecanismo de defensa de estos organismos. Estudios el campo de la genética, capaz de modificar el ADN

posteriores confirmaron que estas actúan como nuclea-de manera precisa, su aplicación generó avances signi-

sas, enzimas que cortan el ADN de forma precisa y ficativos en la investigación médica y biotecnológica.

dirigida, deshabilitando el material genético invasor, No obstante, se identificaron grandes retos asociados

como el de los virus [4]. a su uso, particularmente en humanos, donde el riesgo

El descubrimiento de CRISPR-Cas9 tuvo lugar de fallos y mutaciones no deseadas es considerable.

en 2012 gracias al trabajo conjunto de la bioquímica Los estudios revisados destacan que, aunque CRISPR-

Jennifer Doudna y la microbióloga Emmanuelle Char-Cas9 ofrece un método eficiente y de bajo costo para

pentier. A partir de estudios previos sobre CRISPR la edición genética, la falta de especificidad absoluta

y las proteínas Cas, las investigadoras lograron de-del ARN guía presenta un desafío importante, porque

mostrar cómo la proteína Cas9, proveniente de la bac-puede ocasionar modificaciones en lugares no deseados

teria Streptococcus pyogenes, era capaz de cortar el del genoma, aumentando el riesgo de efectos adver-

78 Juventud y Ciencia Solidaria.

sos. Aunque la edición génica representa un avance sus riesgos y beneficios de manera meticulosa. Según

gigantesco para la ciencia, existen diversas problemáti-Blázquez y Pozo (2020) “En julio de 2018, el Tribunal

cas morales y éticas que hacen que su uso a gran de Justicia de la Unión Europea (TJUE) dictaminó

escala sea un tema controversial y atemorizante. Hace que los organismos obtenidos mediante mutagénesis se

poco, la edición genética era un proceso costoso y muy debían regular bajo la legislación de organismos modi-

complicado que llevaba meses e incluso años en ob-ficados genéticamente o transgénicos (OMG)”. En ella

tener un avance significativo. Sin embargo, el uso de se regula la creación, uso, comercialización y liberación

la tecnología CRISPR, cambia el horizonte científico, intencionada de estos organismos al medio ambiente,

ofreciendo un proceso efectivo, preciso y barato, que con el fin de proteger la salud humana, animal y el

permite la experimentación y obtención de resultados entorno de riesgos potenciales desconocidos. Plantear

solo en semanas [7]. una regulación legal en la ética del campo de la edición

La experimentación con CRISPR-Cas9 nos lleva genética generó descontento en la comunidad científica,

quienes consideran que dicha legislación retrasa y res-

a cuestionarnos si es aceptable modificar el genoma

en humanos cuando el riesgo para las generaciones tringe la posibilidad de utilizar CRISPR para mejorar

la calidad de vida en la sociedad en ámbitos como:

futuras es incierto. La especificidad del ARN guía del

CRISPR no es absoluta; en el extenso código del ADN, agricultura, economía y salud [2].

la secuencia que Cas9 intenta editar puede repetirse

múltiples veces, representando un alto riesgo de que el

genoma sea modificado en lugares no deseados. Este Conclusiones

es uno de los principales problemas para su aplicación

en humanos, dado que no se cuenta con la preparación CRISPR-Cas9 abrió una nueva puerta en la ciencia,

suficiente para mitigar los riesgos potenciales [7]. ofreciendo la posibilidad de modificar el ADN de forma

Las normativas éticas se crean para garantizar el precisa, lo que antes parecía imposible. Esta herra-

uso adecuado y moderado de la herramienta CRISPR, mienta tiene el potencial de transformar nuestras vi-

aunque algunos científicos decidieron eludir estas nor-das, desde el tratamiento de enfermedades hasta la

mativas. El investigador He Jiankui de la Universidad mejora de cultivos. Sin embargo, no debemos ignorar

del Sur de Ciencia y Tecnología de Shenzhen, anunció los riesgos que conlleva, especialmente cuando se trata

a fines de noviembre del 2018 el nacimiento de los dos de la edición genética en humanos, donde los errores

primeros seres humanos modificados genéticamente. pueden tener consecuencias graves. Por eso, es vital

Las gemelas Nana y Lulu fueron intervenidas antes de que sigamos explorando esta tecnología con cuidado,

sus nacimientos cuando apenas eran células embrio-estableciendo reglas claras y éticas para su uso. A

narias, para evitar que el virus del VIH les afectará pesar de los desafíos, el futuro con CRISPR-Cas9 es

mediante la eliminación del receptor CCR5 [9]. emocionante.

Para obtener sujetos nacidos genéticamente modi-

ficados de manera embrionaria se necesitó de la fertili-

zación in vitro para implantarse en un vientre materno. Agradecimientos

En China, el país donde se produjo este caso, cualquier

tipo de procedimientos que modifique la línea germinal Quiero expresar mi más sincero agradecimiento a Dar-

están vetados y la opinión de la comunidad científica win Méndez, su ayuda fue fundamental para la creación

no se hizo esperar. Se declaró que el experimento violó de este artículo, sin él, este trabajo no habría sido posi-

diversos principios éticos ligados al uso deficiente de la ble. Hago una mención especial a Brithany Ramo, mi

tecnología de edición genética [9]. Experimentos como co-asesora, por su paciencia, dedicación y dulzura y al

los realizados por He Jiankui demuestran la impor-MSc. Elio Ramírez Rubira, director del CIRC, quien

tancia de la intervención y regulación de los procedi-me brindó las sugerencias y apoyo necesario en la

mientos a llevar a cabo en humanos, así como evaluar redacción de este trabajo, como mi asesor.

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Referencias 816-821, 2012.

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https://shorturl.at/sFRD2 [8] F. J. M. Mojica, C. Díez-Villaseñor, J. García-

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004-0046-3. [9] N. Pallitto y G. Folguera, «Una alarma nada excep-

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