PREMIOS NOBEL 2020

El Premio Nobel de Química distinguió a dos científicas por el desarrollo de las tijeras moleculares que permiten editar el genoma

Emmanuelle Charpentier y Jennifer A. Doudna fueron galardonadas por CRISPR/Cas9, que abrió la posibilidad de cambiar el ADN de animales, plantas y microorganismos con alta precisión.


Las dos científicas galardonadas. Ilustración: Nobel Media. Niklas Elmehed.

La Academia Real de Ciencias de Suecia anunció esta mañana los ganadores del Nobel de Química 2020. Las galardonadas fueron las científicas Emmanuelle Charpentier y Jennifer A. Doudna, por una de las herramientas más resonantes de la última década: las tijeras genéticas CRISPR/Cas9. El hallazgo, que sucedió en 2012, permitió comenzar a cambiar el ADN de animales, plantas y microorganismos con una precisión extremadamente alta. Ya se utiliza para nuevas terapias contra el cáncer y se espera que pueda ser de ayuda para curar enfermedades de origen genético. Cabe destacar que de los ciento doce Premios Nobel de Química otorgados entre 1901 y 2019, solo siete hasta ahora habían estado destinados a mujeres.

“Hay un poder enorme en esta herramienta genética, que nos afecta a todos. No solo ha revolucionado la ciencia básica, sino que también ha dado lugar a cultivos innovadores y dará lugar a nuevos tratamientos médicos innovadores”, dijo Claes Gustafsson, presidente del Comité Nobel de Química.

 

Camino al Nobel

El hallazgo de CRISPR/Cas9 se inspiró en un proceso que se descubrió en los organismos más viejos del planeta: las arqueas y bacterias. Las arqueas, por ejemplo, usan a CRISPR/Cas9 como un sistema de defensa contra los virus. Cuando las arqueas son infectadas por un virus, el complejo CRISPR/Cas9 los corta y los elimina. Lo que sucedió en 2012 fue que se adaptó esa herramienta natural para usarla como una herramienta biotecnológica. CRISPR (que se llama así porque en inglés significa “repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente interespaciadas”) es un sistema de elementos genéticos que incluye enzimas llamadas Cas, que funcionan como tijeras moleculares que cortan y modifican en ADN con un alto grado de precisión y especificidad. La técnica revolucionó los ensayos de laboratorio que buscan una cura para enfermedades tan variadas como las enfermedades genéticas, el cáncer, las enfermedades virales o el Alzheimer. También se está aplicando tanto en el ámbito de la producción vegetal como animal.

Desde la organización de los Premios Nobel explicaron en un comunicado oficial que el descubrimiento de estas tijeras genéticas fue inesperado. “Durante los estudios de Emmanuelle Charpentier sobre Streptococcus pyogenes, una de las bacterias que más daño causan a la humanidad, descubrió una molécula previamente desconocida, tracrRNA. Su trabajo mostró que el ARNtracr es parte del antiguo sistema inmunológico de las bacterias, CRISPR / Cas, que desarma los virus al escindir su ADN”, advirtieron desde el Premio.

Charpentier publicó su descubrimiento en 2011. El mismo año, inició una colaboración con Jennifer Doudna, una bioquímica con conocimiento del ARN. “Juntas lograron recrear las tijeras genéticas de las bacterias en un tubo de ensayo y simplificaron los componentes moleculares de las tijeras para que fueran más fáciles de usar. En un experimento que hizo época, luego reprogramaron las tijeras genéticas. En su forma natural, las tijeras reconocen el ADN de los virus, pero Charpentier y Doudna demostraron que podían controlarse para poder cortar cualquier molécula de ADN en un sitio predeterminado. Es decir que donde se corta el ADN, se puede reescribir el código de la vida”, señalaron en la comunicación oficial del Premio.

Y explicaron: “Desde que Charpentier y Doudna descubrieron las tijeras genéticas CRISPR / Cas9 en 2012, su uso se disparó. Se pudieron desarrollar cultivos que resisten el moho, las plagas, la sequía. Se está utilizando en ensayos clínicos de nuevas terapias contra el cáncer, y se espera que pronto pueda contribuir a curar enfermedades hereditarias”.

 

Una distinción esperada

Para Marcelo Rubinstein, investigador superior del CONICET especializado en esta técnica de la genética molecular y director del Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular “Dr. Héctor Torres” (INGEBI-CONICET), “el descubrimiento del sistema de CRISPR/Cas9 fue un hecho totalmente revolucionario, indiscutiblemente. Dentro de la biología molecular y la biomedicina, es el hecho distintivo sin ninguna duda de los últimos diez años. Cambió la manera de trabajar en los laboratorios de genética, de biotecnología, biología molecular, de microbiología molecular. Generó una cantidad de perspectivas y de proyectos que están andando, algunos con resultados concretos, en biotecnología agropecuaria. Movió el horizonte de las terapias génicas en enfermedades humanas de base genética”.

Tal como indica el científico, “el descubrimiento de CRISPR/Cas9 fue el fruto de una construcción colectiva, de muchísima gente de países distintos a lo largo de veinticinco años. Esto empezó en el año 1995, y estamos en el 2020. En este sentido, las dos investigadoras galardonadas hicieron contribuciones importantes, pero muchos otros también hicieron aportes tan o más fundamentales, como el español Francis Mojica, Philip Horvath, Feng Zhang del MIT, incluso un argentino, Luciano Marrafini, que hizo su tesina en el Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (IBR – CONICET- UNR), también autor de contribuciones sobresalientes para este tema. Es decir que CRISPR/Cas9 es un ejemplo excelente de cómo funciona la ciencia hoy en día: de manera interdependiente, colectiva, multidisciplinaria y multinacional”.

Por su parte, María Eugenia Segretin, también investigadora del CONICET en el INGEBI, opina: “Que premien este tema era algo que veníamos esperando, porque representó un antes y un después en un montón de campos de aplicación de la ciencia. Desde medicina, mejoramiento vegetal, animal, investigación básica, aplicada. Fue un boom, y ese boom se vio reflejado en la cantidad de artículos que empezaron a aparecer a lo largo de los últimos años utilizando esta metodología”. Se refiere a que hasta 2012, había tan solo 350 papers sobre CRISPR/Cas9, y a partir de 2013 y hasta hoy, hay más de veinte mil publicaciones que la nombran.  “No es la primera metodología de edición génica –continúa-, pero sí la que logró tener una sencillez tal que se pudo implementar en un amplio rango de laboratorios a lo largo del mundo, sin necesidad de tener demasiados recursos. La hizo mucho más universal en la cantidad de gente que puede acceder”.

Segretin subraya que “el premio está muy bien, sobre todo por el poco reconocimiento que han tenido las mujeres científicas en la entrega de Premios Nobel. En Química habían sido muy pocos los Premios Nobel otorgados a mujeres. Cabe destacar que es el resultado del trabajo de un montón de gente y de grupos de investigación, y este tipo de distinción deja siempre afuera a personas merecedoras de reconocimiento. Los premios se entregan a las personas que son  líderes de los grupos de investigación, cuando del trabajo participan integrantes de sus grupos durante muchísimos años. Entiendo que las eligieron a ellas por sus trabajos, especialmente aquel del 2012, que fueron decisivos para el uso tan masivo de esta herramienta. Ellas aislaron los componentes mínimos necesarios y demostraron in vitro que con esos componentes ya se podía hacer edición del ADN. Fue un punto de inflexión en la aplicación de esta tecnología”.

Emmanuelle Charpentier, nació en 1968 en Juvisy-sur-Orge, Francia. Doctorada en 1995 del Institut Pasteur, París, Francia. Es directora de la Unidad Max Planck para la Ciencia de los Patógenos, Berlín, Alemania.

Jennifer A. Doudna, nació en 1964 en Washington, DC, Estados Unidos. Doctorada en 1989 de la Escuela de Medicina de Harvard, Boston, EE. UU. Es profesora de la Universidad de California, Berkeley, EE. UU. e investigadora del Instituto Médico Howard Hughes.

Por Cintia Kemelmajer