CRISPR-Cas9 para ayudar a combatir la crisis ecológica

Ekain Payán Ellacuria

Zuzenbide eta Giza Genomako Katedrako ikertzailea (EHU)

El coronavirus SARS-CoV-2 ha sacudido con dureza los cimientos de la sociedad. Sin embargo, a corto plazo, parece que la actual no será la última pandemia, tal y como ha confirmado la Organización Mundial de la Salud, la OMS, y sus posibles consecuencias pueden destruir el hábitat natural del ser humano. La ciencia también puede ser útil para ello.

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Gran parte del genoma del COVID-19 coincide con el del murciélago. Es posible que desde aquí saltara al pangolín antes de llegar a los humanos, o que pasara directamente a los humanos, pero no se ha detect

El medio y el hombre: ¿víctima o responsable?

Para evitar futuras crisis de salud [1] es necesario profundizar en el origen del covid-19mal. La OMS ha comprobado perfectamente que se trata de una enfermedad zoonótica [2], es decir, que se deriva de animales a personas –ver imagen–.

En este sentido, la Agencia Europea del Medio Ambiente ha advertido que la pérdida de biodiversidad y los hábitos alimenticios aumentan la probabilidad de que este tipo de infecciones se transmitan a los seres humanos [3]. Asimismo, a medida que se reducen las especies animales y vegetales [4], los expertos prevén que la población continuará creciendo entre los años 2050 y 2100 [5], de forma que el ser humano se convierta en un destino ideal para la difusión de nuevos patógenos.

Mientras tanto, el cierre general del año 2020 sólo mitigó provisionalmente la emergencia climática. De hecho, el último quinquenio ha sido el más cálido de todos los tiempos desde que existen registros [6], lo que supone un aumento de episodios climáticos extremos como plagas o sequías. Paralelamente, el calentamiento global acelera fuertemente la expansión térmica y el deshielo de las masas de hielo, que son las principales causas del aumento del nivel del mar [7].

Detrás de lo anterior se aprecia la huella de las personas: no se puede olvidar que la actividad humana tiene una influencia directa en la naturaleza, ni que la conservación de la Tierra requiere un estilo de vida sostenible. Consciente de ello, varios Estados firmaron en 2016 el acuerdo de París para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero de dióxido de carbono. Sin embargo, Estados Unidos, el segundo mayor contaminante del mundo, salió del acuerdo y acaba de ser devuelto y los compromisos acordados pueden ser escasos, total o parcialmente [8]. Como si fuera poco, algunos países se plantean fomentar la producción de combustibles fósiles en lugar de reducirlos [9]. Por todo ello, ya se ha puesto de manifiesto la necesidad de un cambio de rumbo [10] y la existencia de iniciativas dignas de encauzar la diversificación.

CRISPR-Cas9, más allá de la transformación del genoma humano

La aparición de la biotecnología para la edición del genoma humano ha revolucionado la ciencia, concretamente los Cortos Combinados y Regularmente Intercalados del Palindromo de Repetición –técnicas CRISPR-Cas9. En concreto, el llamado CRISPR fue descubierto en la década de los 90 por Mojica cuando anunció que las bacterias tenían un sistema de defensa antivirus propio [11]. Sin embargo, en los seres vivos no se aplicó hasta 2013, cuando Doudna y Charpentier le adicionaron Cas9 [12]. Este descubrimiento es tan disruptivo que les han dado el Premio Nobel de Química del año 2020.

Así las cosas, la tecnología CRISPR identifica en qué lugar del organismo se quiere actuar y conduce la proteína Cas9 hacia el corte de los genes afectados, por lo que también se conoce como tijera o tijera molecular. A continuación, las propias células forman la sección aunque sea aleatoria. Este mecanismo es más sencillo, barato y preciso si se compara con las herramientas previas de edición (TALAS y DFN) [13]. Aunque ha atraído toda la atención para curar las enfermedades graves de los embriones humanos, según el inventor Doudna, se utilizará principalmente en el sector primario [14].

La técnica CRISPR-Cas9 permite modificar, reorganizar, añadir o eliminar libremente el alfabeto del ADN para inactivar la expresión genética patológica y hacerla sana. Ed. CC-BY-SA 3.0

El reto del desarrollo sostenible

El hecho de que la sobrepoblación requiera en los próximos 50 años una mayor producción de alimentos que en los 10 mil años anteriores [15] y la variable climática local pondrán en peligro el abastecimiento de un gran número de pueblos y, en consecuencia, su propiedad alimenticia en peligro de extinción. Prueba de ello es acudir con frecuencia a las importaciones y encarecer el precio de algún producto. ¿Y qué hacer cuando afecta a todos los territorios? Esto puede ocurrir en mayor o menor medida en un mundo interconectado.

La selección selectiva hace que para obtener productos de calidad no sean extraños los cruces o hibridaciones entre especies, como son una gran variedad de frutas y hortalizas que se encuentran en los mercados. Por citar un ejemplo cercano, el Instituto Vasco de Investigación y Desarrollo Tecnológico, Neiker-Tecnalia, ha desarrollado clones de patatas moradas y rojas, lo que ha dado como resultado la comercialización de la patata “Beltza”. Según los investigadores, por un lado puede favorecer la salud de los consumidores por sus propiedades antioxidantes, y por otro, puede adaptarse a situaciones climáticas amplias y mostrar una mayor resistencia a las enfermedades [16]. A través de la ciencia se puede avanzar en la agricultura, la ganadería y la silvicultura, respectivamente, donde aparece el CRISPR-Cas9.

En la primera se ha producido trigo sin gluten [17], para lo que la inmensa mayoría de las proteínas responsables de la celiaquía, llamadas gliadina, se han manipulado genéticamente y el resto se han mantenido intactas. La respuesta inmunitaria permite que tanto la alimentación de las personas con intolerancia al gluten como la de las personas sensibles mejoren notablemente, ya que la dieta libre de gluten es la única vía para no dañar el intestino delgado.

En el segundo, las vacas resistentes a los factores climáticos están creciendo [18]. Parece que cuando hace mucho calor, las vacas, que también son responsables de los gases de efecto invernadero, sufren el estrés y se comen muy poco, por lo que se les da menos leche. También presentan dificultades reproductivas y, en casos excepcionales, riesgo de llegar hasta la muerte. Para evitarlo, se ha procedido a la transformación de los genes de la pigmentación, con el fin de suavizar los colores oscuros del pelaje, que en otras palabras se convierten en negros y/o marrones en gris plateado, reduciendo así la absorción de calor. Otro tanto se espera con una mutación genética para cortar el pelo. A pesar de los efectos colaterales de la clonación, el esfuerzo quedó en bancarrota, en dos terneras nacidas no se detectaron efectos secundarios fuera de la congestión.

En la tercera, se ha podido descender la huella ecológica del árbol del chopo [19]. De paso se puede aumentar la resistencia al clima y al estrés. No hay que olvidar que los árboles y las plantas son los principales productores de oxígeno, en tanto que atrapan el CO2 de la atmósfera y limpian el aire. En este sentido, también hay intentos de edición para absorber más dióxido de carbono. Asimismo, la industria de la madera y la bioenergía también puede ser un agente de influencia, tanto para conseguir pulpas más copiosas como para reducir los residuos.

La técnica CRISPR-Cas9 puede conducir a garantizar la convivencia entre el ser humano y el ecosistema. Ed. CC-BY-SA 3.0

Sentencia europea: CRISPR-Cas9, imposible

Según los científicos, este tipo de investigaciones pueden ser una apuesta por un consumo sostenible [20], pero no serán aplicables a la Unión Europea. Así lo acordó el Tribunal de Justicia de la Unión Europea el 25 de julio de 2018, cuando, en el caso C-528/16, consideró como organismos modificados genéticamente los adquiridos mediante las nuevas técnicas mutagénicas, las denominadas CRISPR-Cas9, interpretando la Directiva 2001/18 bajo el principio de responsabilidad [21].

Desde entonces, son muchos los que han solicitado su resolución y su reforma [22]. De hecho, a diferencia de los transgénicos, lo que se hace es acelerar específicamente los procesos naturales del producto de que se trate, sin introducir el ADN de las especies exteriores. Por tanto, no es posible diferenciar claramente cuál de ellos se obtiene con agentes químicos, tanto con rayos X como con mutaciones. Por otra parte, hasta el momento no se ha detectado falta de seguridad, sino que pueden tratarse de sucesos aleatorios cada vez que las células se dividen, desconociendo si son beneficiosas o nocivas. En cualquier caso, es innegable que la tecnología no es suficiente para solventar el cambio climático: hay que aunar esfuerzos para impulsar la energía limpia, el reciclaje y gestión de residuos plásticos o el consumo de productos de proximidad, entre otros.

En definitiva, la integración de la agroecología y la genética puede contribuir a la supervivencia de la biodiversidad, de las generaciones venideras y del planeta en general. De hecho, la vacuna contra el covid-19 [23] es transgénica y está formada por una molécula de RNA tan importante para comprender la técnica CRISPR-Cas9 [24]. ¿Por qué no confiar una vez más en la ciencia?

 

Referencias

1 Organización Mundial de la Salud OMS (01-10-2020). “The best time to preventthe next pandemic is now: countries join voices for better emergency preparedness”. Nota de prensa de la Organización Mundial de la Salud. Disponible: https://www.who.int/news/item/01-10-2020-the-best-time-to-prevent-the-next-pandemic-is-now-countries-join-voices-for-better-emergency-preparedness [Consultado: 29-06-2021].

2 Pérez Iglesias J. I. (20-10-2020). “Zoonosis”. Lengua Castellana.

3 European Environment Agency (05-11-2020). “COVID-19 and Europe´s environment: impacts of a global pandemic”. Briefing No. 13/2020, 1-15. ISSN: Ajuste 2467-3196: 10.2800/626706

4 Fondo Mundial para la Naturaleza WWF. 2020. “Living Planet Report 2020”. Disponible en https://livingplanet.panda.org/en-us/?utm_campaign=living-planet&utm_medium=media&utm_source=report [Consultado: 29-06-2021].

5 Organización de las Naciones Unidas ONU (17-6-2019). “2019 Revision of World Population Prospects”. Disponible: https://population.un.org/wpp/ [Cuándo consultado: 29-06-2021].

6 Organización Meteorológica Mundial (19-12-2020).“Provisional Report on the State of the Global Climate 2020”, 1-38. Disponible: https://library.wmo.int/doc_num.php?explnum_id=10444 [Consultado: 29-06-2021].

7 T. Frederikse, F. Landerer, Caron L. Adhikari S. D. Parkes, Humphrey V. W. etc. 2020. The causes of sea-level rise since 1900. Nature, 584, 3393-397 doi: 10.1038/s41586-020-2591-3

8 Watson R., McCarthy J. J. P. Canziani, Nakicenovic N. e Hisas L. 2019. The Truth Behind the Climate Pledges. The Universal Ecological Fund FEU-US, Buenos Aires. ISBN: •

9 SEIS, IISD, TUBOS, E3G y UNEP. 2020. “The Production Gap Report: 2020 Special Report”, 1-76. Disponible en https://productiongap.org/wp-content/uploads/2020/12/PGR2020_FullRprt_web.pdf [Consultado: 29-06-2021].

10 Euskal Herria post-COVID19. 2020. “Por la economía ecológica del País Vasco post-COVID19”. Disponible: https://euskalherriapostcovid19.eus/ [Cuándo consultado: 29-06-2021].

11 F. Mojica J. M. Juez G. y Rodríguez Valera F. 1993. “Transcription at different salinities of Haloferax mediterranei sequences adjacent to partially modified Pstl sites”. Molecular Microbiology, 9(3), 613-621 doi: 10.1111 – j.1365-2958.1993.tb01721.x

12 Jin M., C. Chylinski, Fonfara I, Hauer M., D. Doudna A. y Charpentier, E. 2012. “A Programmable Dual-RNA-Guided DNA Endonuclease in Adaptive Bacterial Inmunity”. Science, 337(3096), ajuste 816-821: 10.1126/science.1225829

13 Etxebeste Aduriz, E. 2016 “CRISPR, técnica de edición del genoma: beneficios e inquietudes”. Revista Elhuyar: Ciencia y tecnología, 321, 34-40. ISSN: 0213-3687.

14 Brodwin, E. (20.04.2019). “We´ll be eating the first Crispr´d food within 5 years, according to a geneticist who helped> the blockbuster gene-editing tool”, Business Insider. Disponible: https://www.business essinsider.com/first-crispr-food-5-years-berkeley-scientist-inventor-2019-4 [Consultado: 29-06-2021].

15 Davies, K. 2020. Editing Humanity. The CRISPR Revolution and the New Era of Genome Editing. Pegasus Books, Nueva York. ISBN: 01001-64313-308-9

16 Instituto Vasco de Investigación y Desarrollo Tecnológico Neiker-Tecnalia (17-6-2020). “Udapa realizará un estudio agroeconómico y de acogida comercial de la variedad de patata “Beltza” creada por NEIKER”. Disponible en https://neiker.eus/es/noticias/negro-nombre-patata llegsi-da-comercio-pur-mamia-eta-antioxidantes/ [Cuándo consultado: 29-06-2021].

17 J. Gil-Humanes, Pistón F., Altamirano-Fortoul R. Real A., Comino I, Sousa C. etc. 2014 “Reduced-gliadin wheat bread: an alternative to the gluten-free diet for consumers suffering gluten-related pathologies”. PLOS ONE, 9(3), 1º- 9º ajuste: 10.1371/journal.pone.0090898

18 Mullin E. (10-11-2020). “Scientists Are Building Cows to 978-84-Climate Change”. Future Human. Disponible: https://futurehuman.medium.com/scientists-are-building-cows-to-resist-climate-change-37b877f27b2f [Consultado: 29-06-2021].

19 B. De Meester, Madariaga Calderón B, de Vries L. Pollier J., Goeminne G. Van Doorsselaere J. V. etc. 2020. “Tailoring poplar lignin without yield penalty by combining a null and haploinsufficient CINNAMOYL-CoA REDUCTASE2 allele”. Nature Communications, 11(5020), 1-13 doi: 10.1038/s41467-020-18822-w

20 Science Advice for Policy by European Academies (SAPEA). 2020. A sustainable food system for the European Union. SAPEA, Berlín. ISBN: 01003-9820301-7-3.

21 Romeo Casabona C. M. 2004 Principio de precaución, Biotecnología y Derecho. Comares, Bilbao-Granada. ISBN: 84-8444-863-0

22 European Sustainable Agriculture Through Genome Editing (EUSAGE). (27-07-2020). “Open Statement of EUSAGE”. Disponible: https://www.eu-sage.eu/sites/default/files/2020-02/Open%20Statement.pdf [Cuándo consultado: 29-06-2021].

23 Agirre Ruiz de Arkaute A. (01-09-2020). “Vacuna del covid-19: ¿soberanía sanitaria o responsabilidad social?”. Revista Elhuyar, 339.

24 Musunuru, K. 2019. The CRISPR Generation. The Story of the World´s First Gene-Edited Babies. BookBaby, Nueva Jersey. ISBN: 9781543986372.

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