Dos científicos ganan el Premio Nobel de Química por la edición de genes Crispr


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El Premio Nobel de Química fue otorgado conjuntamente el miércoles a Emmanuelle Charpentier y Jennifer A. Doudna para su trabajo de 2012 en Crispr-Cas9, un método para editar ADN. El anuncio marca la primera vez que el premio se otorga a dos mujeres.

“El premio de este año consiste en reescribir el código de la vida”, dijo Goran K. Hansson, secretario general de la Real Academia Sueca de Ciencias, al anunciar los nombres de los galardonados.

La Dra. Charpentier y la Dra. Doudna, sólo la sexta y séptima mujeres en la historia en ganar un premio de química, hicieron gran parte del trabajo pionero para convertir moléculas fabricadas por microbios en una herramienta para personalizar genes, ya sea en microbios, plantas, animales o incluso humanos.

“Estoy sobre la luna, estoy en estado de shock”, dijo el miércoles el Dr. Doudna, profesor de la Universidad de California, Berkeley, en una conferencia de prensa.

Han pasado solo ocho años desde que el Dr. Doudna y el Dr. Charpentier, ahora director de la Unidad Max Planck para la Ciencia de los Patógenos en Berlín, fueron coautores de su primer papel demostrando el poder de Crispr-Cas9. Desde entonces, la tecnología se ha disparado. Los médicos lo están probando como una cura para trastornos genéticos como anemia drepanocítica y ceguera hereditaria. Los científicos de plantas lo están utilizando para crear nuevos cultivos. Algunos investigadores incluso están tratando de usar Crispr para traer especies de regreso de la extinción.

Junto con estos experimentos de alto perfil, otros científicos están utilizando Crispr para hacer preguntas fundamentales sobre la vida, como qué genes son esencial a la supervivencia de una célula. Crispr “resuelve problemas en todos los campos de la biología”, dijo Angela Zhou, científica de la información en CAS, una división de la American Chemical Society.

“Esta tecnología ha transformado por completo la forma en que investigamos en ciencias básicas”, dijo el Dr. Francis Collins, director de los Institutos Nacionales de Salud. “Estoy encantado de ver a Crispr-Cas obtener el reconocimiento que todos estábamos esperando y ver a dos mujeres ser reconocidas como premios Nobel”.

Crispr también se ha convertido en uno de los desarrollos más controvertidos de la ciencia debido a su potencial para alterar la herencia humana. En 2018, He Jiankui, un científico chino, anunció que había utilizado la tecnología para editar los genes de embriones humanos, lo que produjo los primeros bebés modificados genéticamente del mundo. Los experimentos del Dr. He fueron denunciado por muchos en la comunidad científica tan irresponsable y peligroso.

“Hay un enorme poder en esta herramienta genética que nos afecta a todos”, dijo Claes Gustafsson, presidente del Comité Nobel de Química.

El Dr. Charpentier y el Dr. Doudna tropezaron con Crispr por accidente. El Dr. Charpentier, un microbiólogo, pasó varios años estudiando Streptococcus pyogenes, una especie de bacteria que causa la escarlatina y otras enfermedades. Al inspeccionar el ADN del microbio en 2006, ella y sus colegas descubrieron una serie desconcertante de segmentos repetidos.

Algunos científicos habían estudiado estos segmentos desde la década de 1980, pero nadie estaba seguro de su función. Francisco Mojica, microbiólogo de la Universidad de Alicante en España, dio a estos tramos de ADN un nombre en 2000: repeticiones palindrómicas cortas agrupadas regularmente interespaciadas, o Crispr para abreviar.

El Dr. Mojica y otros investigadores pasaron la década de 1990 y principios de la de 2000 tratando de determinar por qué los microbios tenían este misterioso ADN repetitivo. Quedó claro que entre estas repeticiones había trozos de material genético derivado de virus que habían intentado infectar la bacteria. De alguna manera, las bacterias estaban tomando fragmentos de genes virales y almacenándolos. Era como si estuvieran creando un archivo de infecciones pasadas, que luego podrían usar para defenderse de futuros ataques.

La Dra. Charpentier y sus colegas descubrieron algunos de los pasos clave mediante los cuales las bacterias usaban esta información para atacar virus. Las bacterias fabricaron moléculas de ARN (ácido ribonucleico, un primo del ADN) que reconoció los genes de los virus atacantes.

Después de escribir un papel Tras su descubrimiento en 2011, la Dra. Charpentier reconoció que necesitaba colaborar con un experto en moléculas de ARN para avanzar más. Ese experto fue el Dr. Doudna.

La Dra. Doudna (la primera sílaba que rima con fuerte) nunca había oído hablar de Crispr hasta que otra científica de Berkeley, la microbióloga Jill Banfield, le llamó la atención en 2006. Hasta entonces, había estudiado cómo las bacterias producen moléculas de ARN para otros fines, como detectando el medio ambiente y silenciando ciertos genes.

El Dr. Charpentier, de 51 años, y el Dr. Doudna, de 56, se conocieron en un café en Puerto Rico en 2011 mientras asistían a una conferencia científica e inmediatamente comenzaron a colaborar para comprender cómo funcionaba Crispr. Pronto, se dieron cuenta de que podrían aprovechar las moléculas de ARN para buscar y alterar cualquier fragmento de ADN.

Las bacterias se defienden usando estas moléculas para reconocer los genes de un virus atacante. El armamento incluye una enzima llamada Cas9 que corta el material genético viral.

El Dr. Charpentier y el Dr. Doudna se dieron cuenta de que podían sintetizar un fragmento de ARN que apuntaba y cortaba no solo una mancha en un gen viral, sino en cualquier gen. En 2012, los científicos demostrado este concepto podría funcionar.

Crispr no fue la primera herramienta que inventaron los científicos para alterar el ADN. Pero los métodos anteriores eran relativamente rudimentarios e implicaban máquinas y materiales costosos y engorrosos. Crispr podría convertirse en una cirugía genética mucho más precisa.

Si los investigadores usaran moléculas Crispr para hacer cortes en dos sitios vecinos en un trozo de ADN, por ejemplo, el tramo de ADN se curaría, uniéndose sin el segmento cortado. Se hizo posible insertar una nueva pieza de ADN en el lugar del extraído. Investigaciones posteriores revelaron cómo utilizar Crispr para alterar letras genéticas individuales.

Lo que había comenzado como un antiguo sistema de defensa antiviral se convirtió rápidamente en una de las herramientas de edición del genoma más poderosas y precisas disponibles para la ciencia. En menos de una década, Crispr se ha convertido en algo habitual en los laboratorios de todo el mundo.

“Otras tecnologías a veces tardan un par de décadas antes de que entren en práctica regular”, dijo el Dr. Collins. El rápido ascenso de Crispr a casi la ubicuidad, agregó, “es notable”.

Jinelle Wint, decano asistente de asuntos académicos del Instituto Stowers de Investigación Médica en Kansas City, Missouri, describió el premio de este año como una “victoria histórica”, tanto por su reconocimiento de un avance revolucionario en la ciencia biomédica como por su defensa de mujeres científicas.

Las aspirantes a científicas, dijo la Dra. Wint, deberían tener el poder de pensar “que ellas también pueden ser las próximas ganadoras del Premio Nobel del futuro”.

Tras sus descubrimientos en 2011 y 2012, sus colegas le dijeron en numerosas ocasiones a la Dra. Charpentier que Crispr podría ser merecedor del Nobel. Pero tuvo problemas para internalizarlo.

“Es algo que escuchas, pero no te conectas completamente”, dijo en una conferencia de prensa el miércoles. Cuando recibió la llamada, “estaba muy emocionada”, dijo.

Aún así, señalaron los expertos, las mujeres constituyen un porcentaje insignificante de los laureados en ciencias. Los científicos de color, especialmente aquellos que se identifican como negros, latinos, nativos o indígenas, han quedado casi por completo fuera del proceso.

Desde el principio, el Dr. Charpentier y el Dr. Doudna reconocieron los peligros potenciales de la tecnología que ayudaron a introducir en el mundo. La Dra. Doudna dejó su laboratorio y entró en el circuito de conferencias. En 2017, coescribió un libro, “Una grieta en la creación” para describir tanto la promesa como el peligro de Crispr. Sin embargo, la tomó por sorpresa un año después cuando el Dr. He anunció su imprudente experimento en China.

“Nosotros, como comunidad, debemos asegurarnos de reconocer que nos estamos haciendo cargo de una tecnología muy poderosa”, dijo el Dr. Doudna en una entrevista el miércoles. “Espero que este anuncio impulse esa intención”.

El mes pasado, un comité internacional concluido Crispr no estaba lo suficientemente maduro como para usarlo en la alteración de embriones humanos. Pero el comité no descartó la posibilidad de que Crispr pueda usarse algún día en raras ocasiones para reparar mutaciones potencialmente mortales.

“No conocemos todos los efectos de manipular el genoma humano”, dijo Nita Farahany, experta en bioética de la Universidad de Duke en Durham, Carolina del Norte. “Un gran avance puede introducir grandes disrupciones, y debemos decidir cómo adoptarlo en de tal manera que la ciencia responsable progrese ”.

Crispr también es objeto de una larga lucha de patentes. En 2011, Feng Zhang, biólogo del Broad Institute en Cambridge, Massachusetts, se enteró de Crispr y reconoció que podría servir como una herramienta de edición de genes.

Mientras el Dr. Charpentier y el Dr. Doudna publicaron una investigación que mostraba cómo editar el ADN de las bacterias, el Dr. Zhang y sus colegas siguieron adelante con los experimentos con células humanas y publicaron su investigación en 2012. El equipo del Dr. Doudna hizo lo mismo, y tanto el Broad y Berkeley solicitaron patentes sobre Crispr.

Finalmente terminaron en la corte. Si bien The Broad ha ganado muchas de las batallas legales, el asunto sigue sin resolverse.

“Será interesante ver si la concesión del premio cambia el interés de las partes en seguir luchando”, dijo Hank Greely, profesor de derecho y genética en la Universidad de Stanford. Nada sobre el Nobel cambia la evidencia disponible, dijo. Pero puede “afectar las motivaciones para gastar millones de dólares al mes”.

En una conferencia de prensa el miércoles, la Dra. Doudna miró más allá de ese conflicto, enfocándose en cambio en el “espíritu colaborativo” que había impulsado gran parte de su trabajo con Crispr y reconociendo a los muchos otros científicos que habían contribuido a impulsar el campo hacia adelante.

“En cualquier premio, ya sabes, en cualquier trabajo científico, hay muchas personas que contribuyen en el camino”, dijo. “Y eso es ciertamente cierto en el caso de Crispr”.

Después de recibir la noticia del premio el miércoles temprano, la Dra. Doudna recordó haberle dicho a su hijo: “Ninguno de nosotros nos dedicamos a la ciencia, o al menos yo no, para ganar premios. Entramos porque queríamos entender algo verdadero sobre la naturaleza “.

John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham y Akira Yoshino fueron reconocidos por la investigación sobre baterías de iones de litio que ha “sentado las bases de una sociedad inalámbrica y libre de combustibles fósiles”, según el comité del premio.

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