CRISPR, ¿Es más importante un descubrimiento de aplicación o de ciencia básica?

¿Quién debe llevarse el Nobel si no pueden ser premiados todos los investigadores dedicados a un campo específico? Siempre solemos valorar más la ciencia de aplicación, la palpable; pero debemos tener en cuenta que sin los conocimientos básicos no podrían aparecer los avances de aplicación.

El sistema CRISPR fue descrito en 1993 por Juan Francisco Martínez Mojica, investigador de la Universidad de Alicante, quien, a su vez, en 2003 describió su función como parte del sistema inmune adaptativo de las bacterias.

El sistema CRISPR es un sistema de defensa de las bacterias, que trata de evitar el ataque de los virus. La clave radica en que funciona como un sistema de almacenamiento de información sobre los virus que van atacando a la célula, de forma que, en las siguientes generaciones, las bacterias ya tienen la información para defenderse de esos virus, se “inmunizan”.

Las siglas de CRISPR hacen referencia a secuencias palindrómicas repetidas separadas por secuencias espaciadoras (del inglés Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats).

El procedimiento de funcionamiento es el siguiente:

1. Un virus infecta a la bacteria, introduce su material genético en ella, e intenta apoderarse de la maquinaria celular para reproducirse.
2. La bacteria reconoce un material genético extraño y transcribe una molécula de ARN formada por secuencias palindrómicas y espaciadoras.
3. Procesa esta secuencia en fragmentos más pequeños.
4. Unas proteínas llamadas Cas, junto con estos fragmentos de ARN que las guían, son capaces de destruir el ADN/ARN viral.
5. Pero antes de terminar, toma un fragmento de este material genético y lo integra en su ADN, dentro del conjunto de secuencias CRISPR (en concreto, en las secuencias espaciadoras).
6. Con esa información, la célula será capaz combatir de forma eficiente la próxima invasión de un virus similar.

El conocimiento de este sistema ha servido como base para la generación de un sistema de ingeniería genética que permite la modificación del genoma de los organismos, el sistema CRISPR-Cas9. Este fue descrito por Jennifer Doudna y Emmanuelle Charpentier (quienes fueron galardonadas con el Premio Princesa de Asturias de Investigación de 2015) en este artículo. Se trata de un sistema de “corta y pega” con diferentes aplicaciones:

Inactivación de genes

1. En primer lugar, un ARN (guía) sintetizado previamente y complementario a la región del ADN que se quiere modificar, se asocia con la proteína Cas. Al ser complementario a la región de ADN que se quiere modificar, hibrida con esta, guiando a la proteína Cas para que realice un corte en esa región.
   
2. La célula detecta este corte como un daño al ADN y activa los mecanismos de reparación. Esta reparación puede producir mutaciones en la región dañada (cortada), que hacen que el gen no tenga la secuencia correcta y la proteína que deriva de este, no funcione. De esta forma, estamos inactivando genes.

Modificar la secuencia de ADN

Otra de las estrategias es proporcionarle a la célula una molécula de ADN molde (con una secuencia de interés para nosotros) con la que reparar el daño. La célula utilizará esta secuencia como molde en la reparación, incluyendo su información en su ADN. Con esta otra estrategia podemos introducir cambios concretos en el ADN, como introducción de genes o corrección de mutaciones producen enfermedades, algo con muy prometedor.

En resumidas cuentas, con este sistema se puede eliminar o insertar un gen en un organismo. Gracias a ello, puede tener aplicaciones como:

• Modificación del ADN de organismos modelo para estudiar enfermedades raras de origen genético o enfermedades como el cáncer (modelización de enfermedades).
• Edición genómica de embriones, lo que implica límites éticos y legales y una gran diversidad de aplicaciones (inmunizar un embrión contra una enfermedad, eliminarle una enfermedad monogénica [causada por un solo gen], añadirle una proteína esencial que no tiene…). En este campo ya se ha utilizado la técnica en embriones humanos.

Como vemos, los descubrimientos fueron, secuencialmente, de la ciencia más básica (defensa de las bacterias contra los virus) a la más aplicada (modificación genética de organismos complejos). Como bien explica esta noticia de hipertextual estos descubrimientos, candidatos al premio Nobel, se encuentran en debate, debido a que solo se puede galardonar como máximo a 3 investigadores del campo, según rigen las normas. Esta restricción limita el reconocimiento de muchos investigadores en algunos campos como este, en el que muchos científicos han trabajado y obtenido resultados importantes. A partir de aquí surge el debate de la mayor importancia de un descubrimiento de investigación básica o de uno de aplicación.

¿Es más importante un descubrimiento de investigación básica o uno de investigación aplicada?

Algunos investigadores apuestan por estudios de aplicación en los que no se conocen bien los fundamentos básicos; pero los avances de aplicación dependen en último término de los conocimientos básicos en el campo en cuestión. En este caso, el descubrimiento en ciencia básica de Francis Mojica ha permitido al mundo la búsqueda de aplicaciones del sistema CRISPR (desconocido hasta entonces) y posteriormente, su perfeccionamiento, por lo que no se debe desprestigiar su descubrimiento.

Además, como se comenta en la misma noticia, la elección de los premios Nobel también podría estar influenciada por motivos políticos, entre otros temas, algo que no debería tener cabida en estas decisiones. Todo país debe apostar por la ciencia e invertir en ella, permitiendo su avance, su prosperidad y quién sabe, la obtención de importantes premios de la talla de los Nobel. La reducida inversión en I+D+i de España impide a veces que se valore el talento y esfuerzo de muchos científicos de alto nivel con una buena formación nada envidiable respecto a los científicos de otros países, por lo que no deben ser menos valorados por su origen.

Los científicos debemos concienciar de la importancia de la ciencia para la sociedad, ya que los frutos de esta se ven reflejados en todo el país. Debemos apostar por la ciencia básica y luchar porque aumente la inversión en I+D.