Cortar y pegar: la verdadera ingeniería genética del coronavirus

Es más fácil cortar árboles que genes. Pero con las dos cosas se puede, en teoría, desatar una pandemia. Deforestando y destruyendo ecosistemas se lo ponemos más fácil a los patógenos animales para saltar a los humanos. Pero también es verdad que podemos conocer con enorme detalle el código fuente en que están escritas las entrañas de los nuevos virus. Sus genes. Y manipularlos.

En el laboratorio de Lluis Montoliu, en el CNB-CSIC, llevan años siguiendo la pista a la revolucionaria técnica de edición genética CRISPR. Un sistema que permite cortar y pegar trozos del genoma de un ser vivo con enorme precisión, y cuyo descubrimiento debemos al español Francis Mojica.

Ahora están poniendo a punto esta herramienta para comprobar si puede ser útil a la hora de destruir las cadenas de ARN de los coronavirus y, por tanto, evitar que se replique el SARS-CoV-2 en el organismo. Sería la primera vez que se desarrolla un fármaco de este tipo. Básicamente, usando las tijeras más pequeñas del universo.

La fábrica genética de ratones mutantes

Empecemos por una de las aplicaciones más comunes del CRISPR: fabricar animales y plantas a medida. Se lleva haciendo unos cuatro años de manera relativamente habitual en laboratorios de investigación.

Pese a que la técnica alcanzase fama mundial por el atrevimiento del doctor He Jiankui, en 2018, de fabricar tres niños editados mediante esta técnica –algo del todo ilegal–, CRISPR es útil para hacer modelos animales.

El ratón es el clásico modelo animal con el que experimentar desde fármacos antivirales a vacunas. En el caso del SARS-CoV-2, «los ratones no son infectables porque carecen del receptor ACE2 que permite al virus entrar en las células».

CRISPR es la técnica por la que, ilegalmente, se editó genéticamente a tres bebés chinos para no desarrollar sida. Pero es común en otros usos cotidianos de laboratorio.

Así que ya hay varios laboratorios que están desarrollando ratones humanizados con CRISPR. Se cortan los genes o partes del mismo propios de humanos y se pegan en el genoma de un futuro roedor, casi antes de ser un embrión.

El ratón que nace ya podrá tener esos receptores propios de humanos (y algunos otros animales) para que, a ese nivel, se parezcan un poco más. El siguiente paso es, no ya infectar a los ratones. Sino ‘curarlos’.

Las tijeras que rompen ARN

«El genoma del coronavirus es ARN –explica Montoliu–. Si tenemos una proteína CAS que la podemos programar para cortar ARN, ¿por qué no la dirigimos para que corte el genoma del coronavirus? Y estamos atacando directamente el corazón, el material genético de ese coronavirus», explica el investigador.

Cuando habla de proteína CAS se refiere a esas diminutas tijeras moleculares. Hay de distinto tipo. Existen verdaderas podadoras motorizadas, las llamadas CAS9, que pueden cortar la doble cadena de los ADN. Por eso son tan prometedoras como disputadas: funcionan en humanos.

Para un virus de ARN (la cadena es simple) basta con una ‘podadora manual de tijera’, por seguir con la metáfora. Ahí entran las CAS13a o las CAS13d. «Funcionan (gracias a unas guías) no importa en qué cepa, variante o mutante». Interesante, por si el coronavirus empieza a cambiar más de lo que pareciera, como ocurre con el virus de la gripe.

El pequeño inconveniente de estas tijeras (las CAS13a apenas las conocemos desde 2016) es que una vez cortan el virus, se pueden liar a cortar el resto de la célula. Cuando el Doctor Feng Zhang (BROAD/MIT), su inventor probó la CAS13a por primera vez, vio que hacía bien su trabajo pero «inmediatamente enloquecía y empezaba a cortar, inespecíficamente, el resto de ARN que estuviera en ese tubo de ensayo».

Por fortuna, la proteína se ha ido sofisticando como para que, ya con la variante 13d, tengamos una herramienta «muy específica, porque la célula tiene sus propios ARN y esos no los tenemos que tocar, le sirven para funcionar».

Una podadora que no tale todo el árbol

Tampoco entrará en el núcleo de la célula humana (ADN) «porque la CAS13d no lo necesita». Eso sería tan arriesgado como meter la motosierra en el corazón de un seto. Se corre el riesgo de talarlo.

La CAS9, usada para editar desde un tomate a unas niñas, sí es como esa motosierra, de ahí lo delicado y prematuro de esta técnica para editar personas. El desaguisado del patchwork celular que puede montar es importante, hasta que no se afine la técnica de pegado, pese a que se revela prometedora. Es decir, vamos controlando la técnica de ‘injerto’, por seguir con la comparación jardinera.

Respecto al coronavirus, esto no quiere decir que tengamos ya un medicamento listo para usar a partir de estas tijeras CRISPR. Primero habrá que comprobar si funcionan «en embriones de pez cebra, que probaremos Sevilla, donde entregaremos junto a la CAS13 una guía que le dice dónde tiene que cortar».

Luego, se probará en células de laboratorio infectadas con otros virus «primos hermanos» para evitar riesgos y sacaremos «sus patrones de corte». De ahí, ya sí, en el SARS-CoV-2.

«Claro que podríamos empezar a hacer el experimento en ratones, pero es muy importante que vayamos paso a paso», advierte Montoliu. Al menos, con la seguridad de que funciona el método en células fuera de un ser vivo

El proyecto ha recibido 75.000 euros de financiación a partir de donaciones de empresas y particulares. «Cuando hayamos comprobado que funciona en células, lo probaremos en ratones (también editados), después de este año. Si vemos (este año) que podemos degradar el SARS-CoV-2 en cultivos ya sería un éxito».

En abril, tras propuestas teóricas al respecto, investigadores de las universidades de Stanford y Duke desarrollaron una tijera curativa de este tipo, viable experimentalmente en células de pulmón humano. La bautizaron como PACMAN (Comecocos). ¿Funcionará fuera del labertinto del laboratorio?

CRISPR para hacer tests

Las tijeras CAS pueden cortar virus. Y si lo hacen es porque los detectan, así que es posible usarlas para hacer tests, en teoría.

Aunque, hasta la fecha, el método más fiable para detectar el virus activo en una persona es la RT-PCR, existen otros abordajes de detección genética que aún no han demostrado que puedan funcionar, pero que son prometedores. Es el caso de esta posible PCR de bolsillo, en la que trabaja el compañero de patente de Margarita Salas Luis Blanco.

El corta-pega genético CRISPR también puede ayudar en la detección de coronavirus. En los métodos de PCR clásico y el del equipo de Blanco, el virus se evidencia porque, literalmente, brilla en el laboratorio. Con CRISPR se puede hacer «brillar» cada tajo que unas tijeras, las CAS12 en este caso, le dan a la molécula de los genes.

Hay varios métodos con los que se experimentará, bajos los acrónimos de SHERLOCK y CARMEN. Lo interesante de estas tecnologías es que, combinadas, pueden realizar centenares de tests simultáneamente. Y no sólo de detección de SARS-CoV-2, sino de 120 virus distintos.

Son algunas de las aplicaciones de la ingeniería genética para destruir virus o para inmunizarnos frente a ellos, ya que hay varios abordajes biotecnológicos en la carrera por la vacuna anti COVID-19 que implican la manipulación de genes (del virus, en este caso).

Entonces… también podemos ‘mutar’ virus de laboratorio

Cortar. Pegar. Y crear nuevos virus. Una vez más, y en el sentido de algunas teorías conspirativas, «sí tenemos la metodología para (en vez de destruir) fabricar virus, pero no tenemos la capacidad intelectual», responde la responsable del laboratorio de virología de la Universidad de Cambridge Nerea Irigoyen.

Hay metodología, que no capacidad, para crear un virus de laboratorio, pero el SARS-CoV-2 está lejos de ser el virus pandémico perfecto.

Recuerda comentarios en redes sociales en que le decían que «los virus se mutan en laboratorios». En efecto, «llevo haciéndolo muchísimos años. Pero una cosa es que se pueda hacer y otra fabricar un virus pandémico perfecto. Este no lo es. Todavía podríamos hacerlo mucho mejor para que pudiese infectar a un mayor número de tipos celulares».

El 70% de las enfermedades infecciosas humanas vienen de virus, bacterias o parásitos animales. Ha ocurrido siempre. Gripe, ébola, SARS-1, MERS… «¿Por qué no aceptamos lo normal?», concluye la científica.