En el sueƱo, estoy de pie en una playa. A cada lado, una franja de arena de color sal y pimienta se extiende a lo largo del agua, perfilando la bahĆa. Me doy cuenta de que es la costa de la isla de HawĆ”i don- de crecĆ: la orilla de la bahĆa de Hilo, donde pasĆ© fines de semana con mis amigos contemplando carreras de canoas y buscando conchas y boyas de cristal de los pesqueros japoneses que la marea arrastraba hasta la costa.
Pero hoy no hay amigos, ni canoas, ni pesqueros a la vista. La playa estĆ” vacĆa, la arena y el agua estĆ”n anormalmente inmĆ³viles. MĆ”s allĆ” del rompeolas, la luz juega apaciblemente sobre la superficie del ocĆ©ano, como si quisiera calmar el miedo que he arrastrado desde la infancia; el miedo que acecha a todo hiloano, da igual lo joven que sea. Mi generaciĆ³n creciĆ³ sin sufrir un tsunami, pero todos hemos visto las fotos. Sabemos que nuestra ciudad se encuentra en la zona inundable.
Como si le hubieran dado la seƱal de salida, la veo a la distancia. Una ola.
Al principio es diminuta, pero crece por segundos, elevĆ”ndose frente a mĆ como una pared altĆsima, la cresta espumosa oscureciendo el cielo. Tras ella hay otras olas, todas acercĆ”ndose a la costa.
Estoy paralizada de miedo, pero, a medida que el tsunami se acerca amenazador, el terror cede ante mi determinaciĆ³n. Descubro una pequeƱa cabaƱa de madera. Es el local de mi amigo Pua, con un montĆ³n de tablas de surf extendidas delante. Cojo una y salto al agua; remo hacia la bahĆa, rodeando el rompeolas, y me lanzo directamente hacia las olas que se aproximan. Antes de que la primera me alcance, consigo atravesarla zambullĆ©ndome, y cuando emerjo al otro lado surfeo la segunda. Conforme lo hago, me empapo del paisaje. La vista es impresionante: se ven Mauna Kea y, detrĆ”s, Mauna Loa, elevĆ”ndose protector sobre la bahĆa y alzĆ”ndose al cielo.
Abro los ojos en mi habitaciĆ³n de Berkeley, California, a miles de kilĆ³metros de la casa de mi infancia.
Es julio de 2015 y estoy a mitad del aƱo mĆ”s emocionante y abrumador de mi vida. He comenzado a tener sueƱos como este regularmente y ahora me resulta fĆ”cil comprender su significado profundo. La playa es un espejismo, pero las olas y la maraƱa de emociones que me inspiran āmiedo, esperanza y respetoā son absolutamente reales.
Me llamo Jennifer Doudna. Soy bioquĆmica, y he pasado la mayor parte de mi carrera en un laboratorio, investigando temas de los que la mayor parte de la gente fuera de mi campo de trabajo nunca ha oĆdo hablar. En el Ćŗltimo lustro, sin embargo, me he involucrado en un Ć”rea innovadora de las ciencias de la vida, un tema cuyo progreso no puede quedar confinado entre las cuatro paredes de ningĆŗn centro de investigaciĆ³n. Mis colegas y yo hemos sido barridos por una fuerza irresistible, no muy diferente de la del tsunami de mi sueƱo; excepto que este maremoto es uno que yo he ayudado a desencadenar.
Hacia el verano de 2015, la biotecnologĆa que yo habĆa contribuido a establecer tan solo unos pocos aƱos antes estaba evolucionando a un ritmo que no podrĆa haber imaginado. Y sus implicaciones eran sĆsmicas; no solo para las ciencias de la vida, sino para la vida en la Tierra. Este libro es su historia y la mĆa. TambiĆ©n es la de usted. Porque no pasarĆ” mucho tiempo antes de que las repercusiones de esta tecnologĆa tambiĆ©n lleguen a su puerta.
Los seres humanos han estado reformando el mundo fĆsico durante milenios, pero sus efectos nunca han sido tan dramĆ”ticos como lo son hoy dĆa. La industrializaciĆ³n ha causado el cambio climĆ”tico que amenaza los ecosistemas en todo el globo, y esta y otras actividades humanas han precipitado una oleada de extinciĆ³n de especies que estĆ” haciendo estragos en diversas poblaciones de criaturas con las que compartimos la Tierra. Estas transformaciones han llevado a los geĆ³logos a proponer que rebauticemos la era actual como el Antropoceno: la Ć©poca de los humanos.
El mundo biolĆ³gico tambiĆ©n estĆ” experimentando cambios profundos inducidos por los seres humanos. Durante miles de millones de aƱos la vida discurriĆ³ de acuerdo con la teorĆa de la evoluciĆ³n de Darwin: los organismos se desarrollaban mediante variaciones genĆ©ticas aleatorias, algunas de las cuales confirieron ventajas para la supervivencia, competencia y reproducciĆ³n. Hasta ahora, nuestra especie tambiĆ©n ha sido formada de este modo; de hecho, hasta hace poco hemos estado fundamentalmente a su merced. Cuando surgiĆ³ la agricultura, hace diez mil aƱos, los humanos comenzaron a influir en la evoluciĆ³n a travĆ©s del cultivo selectivo de plantas y animales, pero el material de partida ālas mutaciones aleatorias del ADN que constituyen las variaciones genĆ©ticas disponiblesā seguĆa generĆ”ndose espontĆ”neamente y al azar. Como resultado, los esfuerzos de nuestra especie por transformar la naturaleza estaban ralentizĆ”ndose y obteniendo un Ć©xito limitado.
Hoy las cosas no pueden ser mĆ”s diferentes. Los cientĆficos han conseguido someter por completo este proceso fundamental al control humano. Usando poderosas herramientas biotecnolĆ³gicas para hacer pequeƱos ajustes en el ADN de la cĆ©lula viva, los cientĆficos pueden modificar racionalmente el cĆ³digo genĆ©tico que define cualquier especie del planeta, incluida la nuestra. Y con CRISPR-Cas9 (CRISPR para abreviar), la mĆ”s novedosa y, posiblemente, la mĆ”s eficiente herramienta de ingenierĆa genĆ©tica, el genoma āel contenido completo de ADN de un organismo, que incluye todos sus genesā puede ser tan editable como un simple fragmento de texto.
Con tal de que el cĆ³digo genĆ©tico de algĆŗn rasgo en particular sea conocido, los cientĆficos pueden usar CRISPR para insertar, editar o borrar el gen asociado en virtualmente cualquier genoma de una planta o de un animal vivo. Este proceso es mucho mĆ”s simple y efectivo que cualquier otra tecnologĆa de manipulaciĆ³n gĆ©nica existente. PrĆ”cticamente de un dĆa para otro, nos hemos encontrado en la cĆŗspide de una nueva era de ingenierĆa genĆ©tica y dominio biolĆ³gico, una era revolucionaria en la cual las posibilidades solo estĆ”n limitadas por nuestra imaginaciĆ³n.
El reino animal ha sido el primero y, por ahora, el mayor campo de pruebas para esta nueva herramienta de ediciĆ³n gĆ©nica. Por ejemplo, los cientĆficos han utilizado CRISPR para generar una versiĆ³n genĆ©ticamente mejorada de los beagles y crear asĆ perros con un fĆsico supermusculado a lo Schwarzenegger, cambiando una sola letra del ADN que controla la formaciĆ³n de los mĆŗsculos. En otro caso, mediante la inactivaciĆ³n de un gen del genoma del cerdo que responde a la hormona del crecimiento, los investigadores han creado microcerdos, puercos no mucho mayores que un gato grande que pueden venderse como mascotas. Los cientĆficos han hecho algo similar con las cabras Shannbei, editando el genoma del animal con CRISPR de modo que formen mĆ”s mĆŗsculo (y, por tanto, produzcan mĆ”s carne) y pelo mĆ”s largo (lo que implica mĆ”s fibras de cachemira). Los genetistas estĆ”n usando CRISPR incluso para transformar el ADN del elefante asiĆ”tico en algo que cada vez se parece mĆ”s al ADN del mamut lanudo, con la esperanza de resucitar algĆŗn dĆa a esta bestia extinta.
Mientras tanto, en el mundo vegetal, el uso de CRISPR se ha expandido para editar genomas de cultivos, preparando el terreno a avances en agricultura que podrĆan mejorar drĆ”sticamente la dieta de la gente y reforzar la seguridad de la alimentaciĆ³n mundial. La ediciĆ³n gĆ©nica ha generado arroz resistente a las plagas, tomates que maduran mĆ”s lentamente, granos de soja con un contenido mĆ”s saludable de grasa insaturada y patatas con menores niveles de una potente neurotoxina. Los investigadores en alimentaciĆ³n no estĆ”n consiguiendo estas mejoras con tĆ©cnicas transgĆ©nicas āintroduciendo ADN de una especie en el genoma de otraā, sino refinando las mejoras genĆ©ticas que implican cambios de unas pocas letras en el ADN del propio organismo.
Mientras que las aplicaciones a la flora y la fauna del planeta son apasionantes, es el impacto de la ediciĆ³n gĆ©nica en nuestra propia especie lo que resulta a la vez mĆ”s prometedor y, posiblemente, el mayor peligro para el futuro de la humanidad.
ParadĆ³jicamente, algunos de los beneficios para la salud humana probablemente llegarĆ”n con la aplicaciĆ³n de CRISPR en animales vertebrados o incluso insectos. Experimentos recientes de CRISPR han servido para āhumanizarā el ADN de los cerdos, dando esperanzas de que algĆŗn dĆa estos animales puedan ser usados como donantes de Ć³rganos para los seres humanos. CRISPR tambiĆ©n se ha introducido en el genoma de nuevas cepas de mosquitos como parte de un plan para insertar rĆ”pidamente nuevos rasgos en las poblaciones de mosquitos silvestres. Con el tiempo, los cientĆficos esperan erradicar las enfermedades transmitidas por mosquitos, como la malaria o el zika, o incluso eliminar a los mosquitos portadores de enfermedades.
Para tratar muchas enfermedades, CRISPR ofrece el potencial de editar y reparar directamente genes mutados en pacientes humanos. Hasta ahora solo hemos podido entrever sus capacidades, pero lo que hemos visto en pocos aƱos es extraordinario. En cĆ©lulas humanas cultivadas en el laboratorio, esta nueva tecnologĆa de ediciĆ³n gĆ©nica se usĆ³ para corregir, entre otros muchos trastornos, las mutaciones responsables de la fibrosis quĆstica, la anemia falciforme, algunas formas de ceguera y la inmunodeficiencia combinada severa. CRISPR permite a los cientĆficos lograr estas proezas localizando y arreglando una Ćŗnica letra incorrecta del ADN entre los 3,200 millones de letras que componen el genoma humano, pero puede utilizarse para hacer modificaciones aĆŗn mĆ”s complejas. Los investigadores han corregido los errores del ADN que causan la distrofia muscular de Duchenne recortando exclusivamente la regiĆ³n daƱada del gen mutado y dejando el resto intacto. En el caso de la hemofilia A, los investigadores han utilizado CRISPR para reorganizar con precisiĆ³n el mĆ”s de medio millĆ³n de letras de ADN que estĆ”n invertidas en los genomas de los pacientes afectados. CRISPR puede llegar incluso a ser utilizado para tratar el VIH/SIDA, ya sea eliminando el ADN vĆrico de las cĆ©lulas infectadas del paciente o editando el ADN del paciente para que las cĆ©lulas puedan evitar la infecciĆ³n completamente.
La larga lista de posibles usos terapĆ©uticos de la ediciĆ³n gĆ©nica continĆŗa. Debido a que CRISPR permite la ediciĆ³n precisa y relativamente sencilla del ADN, ha transformado todas las enfermedades genĆ©ticas āal menos todas las enfermedades para las que conocemos la mutaciĆ³n (o mutaciones) subyacenteā en una diana potencialmente tratable. Los mĆ©dicos ya han comenzado a tratar algunos cĆ”nceres con cĆ©lulas inmunes potenciadas cuyos genomas se han reforzado con genes editados que les ayudan a cazar cĆ©lulas cancerosas. Aunque todavĆa nos queda mucho camino por recorrer antes de que las terapias basadas en CRISPR sean de uso comĆŗn en pacientes humanos, su potencial estĆ” claro. La ediciĆ³n gĆ©nica ofrece tratamientos que pueden mejorar la vida e, incluso, curas que salvarĆ”n vidas.
Pero existen otras implicaciones profundas para la tecnologĆa CRISPR: no solo puede usarse para tratar enfermedades en los seres humanos vivientes, sino tambiĆ©n para prevenirlas en los futuros seres humanos. La tecnologĆa CRISPR es tan sencilla y eficiente que los cientĆficos podrĆan explotarla para modificar la lĆnea germinal humana āla corriente de informaciĆ³n genĆ©tica que conecta a una generaciĆ³n con la siguienteā. Y, no tengan duda, esta tecnologĆa serĆ” utilizada āalgĆŗn dĆa, en algĆŗn lugarā para cambiar el genoma de nuestra propia especie de modo que sea heredable, cambiando para siempre la composiciĆ³n genĆ©tica de la humanidad.
Asumiendo que la ediciĆ³n gĆ©nica en humanos demuestre ser segura y efectiva, parecerĆa lĆ³gico, incluso preferible, corregir las mutaciones causantes de enfermedades al comienzo de la vida, antes de que los genes daƱinos empiecen a causar estragos. Sin embargo, una vez que sea posible modificar los genes mutados de un embriĆ³n a su forma ānormalā, surgirĆ” sin duda la tentaciĆ³n de mejorar genes normales con versiones supuestamente superiores. ĀæDeberĆamos comenzar a editar genes en niƱos que aĆŗn no han nacido para disminuir el riesgo de que en algĆŗn momento de su vida padezcan enfermedades cardiacas, alzhĆ©imer, diabetes o cĆ”ncer? ĀæY si dotĆ”ramos a los niƱos que vayan a nacer de caracteres beneficiosos como mayor fuerza y mejores capacidades cognitivas o cambiĆ”ramos caracterĆsticas fĆsicas como el color de los ojos o del pelo? La bĆŗsqueda de la perfecciĆ³n parece casi intrĆnseca a la naturaleza humana, pero si nos lanzamos por esa escurridiza pendiente puede que no nos guste dĆ³nde acabemos.
El problema es este: durante los aproximadamente cien mil aƱos de existencia del ser humano moderno, el genoma del Homo sapiens ha sido modelado por las fuerzas gemelas de la mutaciĆ³n aleatoria y la selecciĆ³n natural. Ahora poseemos por primera vez la habilidad de editar no solo el ADN de cualquier ser humano viviente, sino tambiĆ©n el ADN de las generaciones futuras; en esencia, de dirigir la evoluciĆ³n de nuestra propia especie. Es algo sin precedentes en la historia de la vida en la Tierra. Escapa a nuestra comprensiĆ³n. Y nos fuerza a enfrentarnos a una pregunta imposible pero esencial: ĀæquĆ© decidirĆ” hacer con este extraordinario poder una especie caprichosa, cuyos miembros no pueden ponerse de acuerdo en prĆ”cticamente nada?
Controlar la evoluciĆ³n de la especie humana no podĆa haber estado mĆ”s lejos de mi pensamiento en 2012, cuando mis colegas y yo publicamos el trabajo de investigaciĆ³n que formĆ³ la base de la tecnologĆa de ediciĆ³n gĆ©nica con CRISPR. DespuĆ©s de todo, nuestro trabajo habĆa estado motivado por la curiosidad acerca de un tema completamente inconexo: la manera que tienen las bacterias de defenderse de una infecciĆ³n viral. Sin embargo, durante el curso de nuestra investigaciĆ³n sobre un sistema inmune bacteriano llamado CRISPR-Cas, descubrimos el funcionamiento de una increĆble mĆ”quina molecular que puede extraer el ADN viral con exquisita precisiĆ³n. La utilidad de esta misma mĆ”quina para ejecutar manipulaciones del ADN en otros tipos de cĆ©lulas, incluidas las humanas, nos quedĆ³ inmediatamente clara. Y, a medida que la tecnologĆa fue ampliamente adoptada y avanzĆ³, ya no pude evitar enfrentarme a las numerosas ramificaciones de nuestro trabajo.
Desde el momento en que los cientĆficos emplearon CRISPR en embriones de primates para crear los primeros monos editados genĆ©ticamente, ya me estaba preguntando cuĆ”nto tardarĆa algĆŗn cientĆfico poco ortodoxo en hacer lo mismo en seres humanos. Como bioquĆmica, nunca habĆa trabajado en modelos animales, tejidos o pacientes humanos; mi zona de confort acababa en los bordes de las placas de Petri y los tubos de ensayo de mi laboratorio. Y, sin embargo, aquĆ estaba, observando cĆ³mo una tecnologĆa que yo habĆa ayudado a crear se estaba usando de formas que podrĆan transformar radicalmente tanto nuestra especie como el mundo en el que vivimos. ĀæPodrĆa incrementar voluntariamente las desigualdades sociales o genĆ©ticas o introducir un nuevo movimiento eugenĆ©sico? ĀæA quĆ© consecuencias tendrĆamos que enfrentarnos?
Estaba tentada de dejar esas discusiones a la gente con preparaciĆ³n en bioĆ©tica y regresar al apasionante mundo de la investigaciĆ³n bioquĆmica que originariamente me habĆa traĆdo hasta CRISPR. Y, sin embargo, al mismo tiempo, como pionera en el campo, sentĆa la responsabilidad de ayudar a dirigir el debate sobre cĆ³mo podrĆan, y deberĆan, ser usadas estas tecnologĆas. En particular, querĆa asegurarme de que el debate no solo incluyera a cientĆficos y expertos en bioĆ©tica, sino tambiĆ©n a un amplio grupo de partes interesadas, entre ellas sociĆ³logos, polĆticos, lĆderes religiosos y ciudadanos de a pie. Dado que este desarrollo cientĆfico afecta a toda la humanidad, parecĆa indispensable involucrar al mayor nĆŗmero posible de sectores de la sociedad. AdemĆ”s, creĆa que el debate deberĆa comenzar de inmediato, antes de que nuevas aplicaciones de esta tecnologĆa frustraran los intentos de ponerle freno.
Por consiguiente, en 2015, mientras dirigĆa mi laboratorio en Berkeley y viajaba alrededor del mundo para presentar mi investigaciĆ³n en seminarios y conferencias, comencĆ© a dedicar cada vez mĆ”s tiempo a temas que me eran completamente ajenos. RespondĆa preguntas de docenas de periodistas acerca de todo, desde los bebĆ©s de diseƱo hasta los hĆbridos cerdo-humano y la ingenierĆa gĆ©nica de seres sobrehumanos. HablĆ© sobre CRISPR con el gobernador de California, con miembros de la Oficina de PolĆtica CientĆfica y TecnolĆ³gica de la Casa Blanca, con la CIA y ante el Congreso de Estados Unidos. OrganicĆ© la primera reuniĆ³n para discutir las cuestiones Ć©ticas que las tecnologĆas de ediciĆ³n gĆ©nica, y especialmente crispr, estaban generando en Ć”reas que abarcan desde la biologĆa reproductiva y la genĆ©tica humana hasta la agricultura, el medio ambiente y los cuidados sanitarios. Y ayudĆ© a mantener la inercia de esa primera reuniĆ³n coorganizando una cumbre internacional mucho mayor sobre ediciĆ³n gĆ©nica humana que aunĆ³ a cientĆficos y otros participantes de Estados Unidos, Reino Unido, China y del resto del mundo.
En estos debates hemos vuelto una y otra vez a la pregunta de cĆ³mo debe ser ejercido este reciĆ©n descubierto poder. AĆŗn no hemos encontrado una respuesta. Pero, poco a poco, nos vamos acercando.
La ediciĆ³n gĆ©nica nos fuerza a solucionar la difĆcil cuestiĆ³n de dĆ³nde trazar la lĆnea cuando se manipula la genĆ©tica humana. Algunos ven cualquier forma de manipulaciĆ³n genĆ©tica como algo atroz, una violaciĆ³n execrable de las sagradas leyes de la naturaleza y la dignidad de la vida. Otros ven el genoma simplemente como un software āalgo que podemos arreglar, limpiar, actualizar y mejorarā y argumentan que dejar a los seres humanos a merced de una genĆ©tica defectuosa no es solo irracional, sino inmoral. Consideraciones como esta han llevado a algunos a solicitar una prohibiciĆ³n absoluta de la ediciĆ³n de los genomas de seres humanos no nacidos, y a otros, a reclamar que los cientĆficos continĆŗen con prudencia pero sin restricciones.
Mi punto de vista sobre este tema todavĆa estĆ” evolucionando, pero me llamĆ³ la atenciĆ³n un comentario hecho durante un encuentro que organicĆ© en enero de 2015 para discutir sobre la ediciĆ³n de la lĆnea germinal de embriones humanos. Diecisiete personas, incluyendo el coautor de este libro (y mi antiguo estudiante de tesis), Sam Sternberg, estaban sentadas en torno a una mesa de conferencias en Napa Valley, en California, debatiendo acaloradamente acerca de si āy cuĆ”ndoā podrĆa permitirse la ediciĆ³n de la lĆnea germinal. De pronto alguien se inclinĆ³ hacia el grupo y dijo tranquilamente: āAlgĆŗn dĆa puede que consideremos poco Ć©tico no usar la ediciĆ³n de la lĆnea germinal para aliviar el sufrimiento humano.ā Este comentario dio un vuelco a la conversaciĆ³n, y aĆŗn me viene a la memoria cuando me reĆŗno con padres o futuros padres que estĆ”n encarando los devastadores efectos de los trastornos genĆ©ticos.
Mientras deliberamos, la investigaciĆ³n en CRISPR continĆŗa. A mediados de 2015, cientĆficos chinos publicaron los resultados de experimentos en los que habĆan inyectado CRISPR en embriones humanos. Los investigadores habĆan utilizado embriones descartados por ser inviables, pero su estudio fue, de todos modos, un hito: el primer intento de editar con precisiĆ³n el ADN de la lĆnea germinal humana.
Existe una alarma justificada acerca de este tipo de experimentos. Y, sin embargo, no podemos pasar por alto las fantĆ”sticas oportunidades mĆ©dicas que la ediciĆ³n gĆ©nica nos proporciona para ayudar a gente que sufre enfermedades genĆ©ticas debilitantes. Imaginen que alguien que acaba de enterarse de que porta la copia mutada del gen htt, que virtualmente garantiza la apariciĆ³n temprana de la demencia, tuviera acceso a un medicamento basado en crispr que pudiera eliminar las mutaciones en el ADN antes de la apariciĆ³n de cualquier sĆntoma. Los tratamientos curativos nunca han parecido tan cercanos, y es esencial que, mientras debatimos sobre la ediciĆ³n de la lĆnea germinal, tomemos precauciones para no poner al pĆŗblico en contra de crispr ni obstruyamos el uso clĆnico de la ediciĆ³n gĆ©nica no heredable.
Soy enormemente optimista sobre la promesa que representa la ediciĆ³n gĆ©nica. El progreso en la investigaciĆ³n sobre CRISPR continĆŗa rĆ”pidamente tanto en los laboratorios de instituciones acadĆ©micas como en las compaƱĆas biotecnolĆ³gicas incipientes, las Ćŗltimas apoyadas por mĆ”s de mil millones de dĆ³lares de inversores y empresas de capital riesgo. Para estimular el campo, investigadores acadĆ©micos y grupos sin interĆ©s comercial estĆ”n aportando herramientas baratas relacionadas con crispr a cientĆficos de todo el mundo para que la investigaciĆ³n pueda continuar sin trabas. ~
Fragmento editado del libro Una grieta en la creaciĆ³n (Alianza Editorial), coescrito con Samuel H. Sternberg, disponible ya en librerĆas.TraducciĆ³n del inglĆ©s de James C.-G. HombrĆa y MarĆa JosĆ© SĆ”nchez
es bioquĆmica y catedrĆ”tica en la Universidad de California, en Berkeley. En 2020 fue galardonada con el Premio Nobel de QuĆmica