Una tècnica permet modificar organismes sense alterar-ne els gens

L'enginyeria genètica ha arribat a una precisió sense precedents, però planteja grans dilemes ètics: alterar l'ADN implica 'remenar' el mecanisme bàsic de la vida. Ara, una nova tècnica promet obtenir els mateixos efectes d'una modificació genètica, però de forma temporal i reversible.

El mètode, que s'ha donat a conèixer aquest dimecres a la revista 'Science', és una variant de la tecnologia CRISPR, una tècnica que ha revolucionat la biologia en els últims anys, perquè permet modificar ADN amb extraordinària precisió i baixos costos. Un dels pares del CRISPR, Feng Zhang, investigador de l'Institut Broad (EUA), és el creador de la nova tècnica.

La diferència principal és que en aquest cas el mètode no s'aplica a l'ADN, sinó a l'ARN. Les instruccions de funcionament d'un organisme, contingudes als gens, es transcriuen a la cèl·lula als ARN, molècules missatgeres que al seu torn s'usen per fabricar proteïnes: aquestes últimes són les que realment executen les instruccions. La tècnica de Zhang permet deixar intacte l'ADN, mentre modifica la seva versió transcrita, l'ARN: d'aquesta manera, es modifiquen les funcions biològiques resultants, sense haver d'alterar els gens.

Corregir un gen sense modificar-lo

“L'efecte és igual al de corregir un gen, però sense modificar-lo”, explica Lluís Montoliu, investigador del Centre Nacional de Biotecnologia (CNB-CSIC) a Madrid i un dels introductors del CRISPR a Espanya. “Si la tècnica funciona, es podria modificar l'ARN corresponent a un gen defectuós que produeix càncer, per exemple. Quan el tumor deixa de progressar, es deixa d'aplicar la teràpia. D'aquesta manera, s'obté l'efecte desitjat sense alterar el genoma de forma irreversible”, explica Montoliu.

Un dels inconvenients de modificar el genoma és que es poden provocar mutacions addicionals no desitjades. Els organismes amb canvis erronis es poden eliminar quan s'està produint una planta transgènica o un ratolí experimental, però no quan es treballa amb un pacient: això planteja dilemes ètics en l'aplicació de la teràpia gènica.

“Amb el nou sistema, com que no es toca l'ADN, els problemes bioètics desapareixerien”, comenta Gemma Marfany, professora de genètica i membre de l'Observatori de Bioètica i Dret de la Universitat de Barcelona. L'assumpte ètic més sensible relacionat amb el CRISPR és la seva facilitat per modificar embrions, que es podria utilitzar per curar malalties, però també per seleccionar trets socialment desitjables. “Si una malaltia genètica afecta un moment concret del desenvolupament de l'embrió, la nova tècnica es podria aplicar només durant aquesta fase, sense alterar l'ADN”, explica Marfany.

Tècnica 'robada' als bacteris

El cor de la nova tècnica és el mateix del CRISPR. En els dos casos, els científics 'roben' als bacteris la maquinària que aquestes usen per defensar-se dels virus, i la reciclen per assolir els seus objectius. Quan els bacteris són envaïts per virus, usen una molècula (l'enzim Cas) que actua com unes estisores: talla l'ADN del virus i el desactiva.

La tècnica CRISPR original agafa les 'tisores Cas', les insereix a les cèl·lules d'un organisme que es vol modificar, i les equipa amb un sistema capaç de dirigir-se a gens concrets, tallar-los i enganxar-los gens modificats. Altres variants de la tècnica equipen el Cas amb un sistema capaç de canviar lletres individuals del codi genètic (és a dir, les quatre molècules o “bases” que componen l'ADN): no s'altera tot un gen, sinó que s'edita el seu codi lletra per lletra.

L'equip de Zhang ha trobat en els bacteris Prevotella (presents a la flora oral i vaginal i en infeccions respiratòries) un tipus de Cas (el Cas13b) que permet fer el mateix amb l'ARN. Els investigadors hi han inactivat la capacitat del Cas13b de tallar, però l'han equipat amb una molècula (la proteïna ADAR2), que és capaç de modificar lletres individuals del codi de l'ARN.

“Des de fa molt volíem desenvolupar una eina per modular amb precisió l'ARN, així que quan vam descobrir que el sistema funcionava, estàvem realment emocionats”, relata Zhang.

El sistema es diu “Repair”, les inicials angleses d'“edició de l'ARN per mitjà de reemplaçament programat de la lletra A per la lletra I”. En efecte, de moment, la tècnica només permet editar aquestes lletres. “Aconseguir el canvi de les altres bases és sols qüestió de temps”, afirma Montoliu.

Aplicacions terapèutiques

Notícies relacionades

¿Què són les tempestes solars?

Aquestes són les feines que porten més infelicitat

No obstant, aquest canvi de lletres és ja per si mateix molt interessant, perquè permet revertir algunes de les mutacions més comunes, implicades en certs tipus d'epilèpsies, la distròfia muscular de Duchenne i el Parkinson, entre altres. En el treball, l'equip de Zhang va aconseguir corregir en cèl·lules humanes en plaques de laboratori algunes de les mutacions implicades en l'anèmia de Fanconi i la diabetis insípida nefrogènica.

“La tècnica té un potencial brutal. Ja hi ha teràpies gèniques dirigides a l'ARN, però no arriben a editar lletres individuals”, explica Marfany. No obstant, Montoliu fa una crida a la cautela. “El sistema encara té una eficiència baixa i modifica unes A que no toquen. És una eina que encara no està polida i no es podrà aplicar a la teràpia demà passat”, conclou.