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Charla «La edición genética puede cambiar especies enteras y para siempre» de TED2016 en español.
La deriva genética CRISPR permite a los científicos cambiar secuencias de ADN y garantiza que los rasgos genéticos editados resultantes sean heredados por generaciones futuras, abriendo la posibilidad de alterar especies enteras para siempre. Más que nada, la tecnología ha llevado a preguntar: ¿cómo es que este poder afecta a la humanidad? ¿Para qué vamos a usarla? ¿somos dioses? Acompañe a la periodista Jennifer Kahn a reflexionar sobre estas preguntas y compartir una aplicación potencialmente poderosa de la deriva genética, como el desarrollo de mosquitos resistentes a la enfermedad que podrían acabar con la malaria y el zika.
- Autor/a de la charla: Jennifer Kahn
- Fecha de grabación: 2016-02-17
- Fecha de publicación: 2016-05-09
- Duración de «La edición genética puede cambiar especies enteras y para siempre»: 745 segundos
Traducción de «La edición genética puede cambiar especies enteras y para siempre» en español.
Esta es una charla sobre la deriva genética, pero comenzaré por contarles una historia breve.
Hace 20 años, un biólogo llamado Anthony James se obsesionó con la idea de crear mosquitos que no transmitieran la malaria.
Era una gran idea, y básicamente un fracaso total.
Por un lado, resultó ser muy difícil crear mosquitos resistentes a la malaria.
James lo consiguió, finalmente, justo hace algunos años, agregando algunos genes que evitan que el parásito de la malaria sobreviva dentro del mosquito.
Pero eso solo generó otro problema.
Cuando tienes un mosquito resistente a la malaria,
¿cómo haces para que ese reemplace a todos los mosquitos portadores de malaria?
Hay un par de opciones, pero plan A era básicamente el criar un grupo de mosquitos nuevos creados genéticamente soltarlos a la naturaleza y tener la esperanza de que transmitieran sus genes.
El problema era que tendríamos que soltar literalmente 10 veces más que el número de mosquitos nativos para que funcione.
En una villa con 10 000 mosquitos, liberas 100 000 extra.
Como pueden adivinar, esta no era una estrategia muy popular entre los habitantes.
(Risas)
En enero pasado, Anthony James recibió un correo de un biólogo llamado Ethan Bier.
Bier decía que él y su estudiante Valentino Gantz se habían topado con una técnica que podía, no sólo garantizar que un rasgo genético particular sería heredado, sino que se esparciría increíblemente rápido.
Si tenían razón, básicamente resolvería el problema en el que James había trabajado por 20 años.
Como una prueba, crearon dos mosquitos para llevar el gen antimalaria y también esta nueva técnica, una deriva genética, que explicaré en un minuto.
Después, lo establecieron para que cualquier mosquito que hubiera heredado el gen antimalaria no tuviera los ojos blancos normales, sino ojos rojos.
Eso era más que nada por conveniencia para que pudieran decir con un solo vistazo cuál era cuál.
Pusieron sus dos mosquitos de ojos rojos, antimalaria, en una caja con 30 mosquitos ordinarios de ojos blancos, y dejaron que se cruzaran.
En dos generaciones, aquellos habían tenido 3800 nietos.
Eso no es lo sorprendente.
Esto es lo sorprendente: dado que se comenzó con solo dos mosquitos de ojos rojos y 30 de ojos blancos, esperaríamos la mayoría de descendientes de ojos blancos.
En su lugar, cuando James abrió la caja, todos los 3800 mosquitos tenían ojos rojos.
Cuando le pregunté a Ethan Bier acerca de esto, se emocionó tanto que literalmente gritaba en el teléfono.
Porque tener solo mosquitos de ojos rojos rompe la regla que es la piedra angular absoluta de la biología, la genética Mendeliana.
Explicaré brevemente, esta nos dice que cuando un macho y una hembra se cruzan, su bebé hereda la mitad del ADN de cada uno.
Si nuestro mosquito original era aa y nuestro mosquito nuevo es aB, donde B es el gen antimalaria, los bebés deberían salir en cuatro combinaciones: aa, aB, aa, Ba.
En lugar, con la nueva deriva genética, todos salieron aB.
Biológicamente, no debería ser posible.
Entonces,
¿qué pasó?
Lo primero que pasó fue la llegada de la técnica de edición de genes conocida como CRISPR en 2012.
Quizá habrán escuchado ya hablar de CRISPR, les diré brevemente que es un sistema que permite a los investigadores editar genes de manera precisa, fácil y rápidamente.
Esto lo hace aprovechando un mecanismo que ya existe en la bacteria.
Básicamente, hay una proteína que actúa como una tijera, cortando el ADN, y hay una molécula ARN que dirige la tijera a cualquier punto del genoma.
El resultado es básicamente un procesador de palabras para genes.
Puedes sacar un gen completo, meter uno, o hasta editar una sola letra dentro de un gen.
Se puede hacer en casi todas las especies.
¿Recuerdan que dije que la deriva genética tenía originalmente 2 problemas?
El primero era que era difícil modificar un mosquito que fuera resistente a la malaria.
Eso ya se resolvió gracias a CRISPR.
Pero el otro problema era logístico.
¿Cómo hacer para que el rasgo se propague?
Aquí es donde se vuelve ingenioso.
Hace un par de años, un biólogo de Harvard llamado Kevin Esvelt se preguntaba qué pasaría si CRISPR insertara no solo tu nuevo gen, pero también la maquinaria que hace el corte y el pegado.
En otras palabras,
¿y si el mismo CRISPR se copiara y pegara a sí mismo?
Se logra una máquina de movimiento perpetuo para editar genes.
Y eso fue exactamente lo que pasó.
La deriva genética CRISPR que Esvelt creó no solo garantiza que un rasgo sea transferido, sino que si se usa en las células de línea germinal, automáticamente copiará y pegará su nuevo gen dentro de ambos cromosomas de cada individuo.
Es como una búsqueda y reemplazo global, o en términos científicos, convierte un rasgo heterocigota en homocigota.
¿Qué significa esto?
Por una parte, significa que tenemos una herramienta nueva, muy poderosa y algo alarmante.
Hasta ahora, el hecho que la deriva genética no funcionó muy bien fue en realidad un alivio.
Normalmente cuando intervenimos con los genes de un organismo, lo hacemos menos preparado para evolucionar.
Los biólogos pueden hacer las moscas de fruta mutantes que deseen sin problema.
Si algunas escapan, la selección natural se encarga de ellas.
Lo que es notable y poderoso y aterrador acerca de la deriva genética es que eso ya no será verdad.
Si asumimos que el rasgo no tiene una gran desventaja evolutiva, como un mosquito que no puede volar, la deriva genética basada en el CRISPR difundirá el cambio incansablemente hasta que está en cada individuo de la población.
No es fácil hacer una deriva genética que funcione bien, pero James y Esvelt creen que sí podemos.
La buena noticia es que esto abre la puerta a cosas extraordinarias.
Si pones una deriva genética anti-malaria en solo el 1% de mosquitos Anopheles, la especie que transmite la malaria, los científicos estiman que se extendería a toda la población en un año.
En un año, se podría virtualmente eliminar la malaria.
En práctica, estamos todavía a algunos años de poder hacerlo, pero aún así, 1000 niños mueren por malaria al día.
En un año, ese número podría ser casi cero.
Lo mismo se puede decir del dengue, el chikungunya, la fiebre amarilla.
Y se pone mejor.
Digamos que queremos deshacernos de una especie invasora, como sacar la carpa asiática de los Grandes Lagos.
Sólo hay que liberar una deriva genética que hace que el pez produzca solo crías macho.
En pocas generaciones, no va a haber más hembras, no más carpa.
Esto significa que podríamos recuperar cientos de especies nativas que han sido llevadas al límite.
Esa es la buena noticia, esta es la mala noticia.
La deriva genética es tan efectiva que hasta una liberación accidental podría cambiar una especie completa, y a veces muy rápidamente.
Anthony James tomó buenas precauciones.
Crió sus mosquitos en un laboratorio biocontenedor y utilizó una especie no nativa de EE.UU.
para que aún si se escapaban, simplemente morirían, no habría otras para cruzarse.
Pero también es cierto que si una docena de carpas asiáticas con la deriva genética macho se regresara accidentalmente de los Grandes Lagos a Asia, podrían eliminar potencialmente la población de carpa asiática nativa.
Y eso es probable, dado lo conectado que está nuestro mundo.
De hecho, es por lo que tenemos un problema de especies invasoras.
Y eso es pescado.
A los mosquitos y moscas de fruta, no existe, literalmente, forma de contenerlos.
Cruzan fronteras y océanos todo el tiempo.
Ok, la otra mala noticia es que la deriva genética podría no estar limitada a lo que llamamos especie meta Esto es debido a la fluidez del gen, que es una manera de decir que las especies vecinas a veces se cruzan entre sí.
Si eso pasa, es posible que una deriva genética pueda cruzar, como la carpa asiática podría infectar otro tipo de carpa.
Eso no es tan malo si la sólo promueve un rasgo, como el color de ojos.
De hecho, existe la posibilidad que veamos una ola de moscas de la fruta muy raras en un futuro cercano.
Pero podría ser un desastre si la deriva está hecha para eliminar la especie completamente.
La última preocupación es que la tecnología para hacer esto, el crear genéticamente un organismo e incluir una deriva genética, es algo que básicamente cualquier laboratorio en el mundo puede hacer.
Un estudiante lo puede hacer.
Un estudiante de secundaria con talento y algo de equipo puede hacerlo.
Ahora, creo que esto suena terrorífico.
(Risas)
Lo que es interesante, es que casi cada científico con que hablo pareciera pensar que las derivas genética no son tan espeluznantes o peligrosas.
En parte porque creen que los científicos van a ser muy cautelosos y responsables al usarlas.
(Risas)
Hasta ahora, esto ha sido cierto.
Pero las derivas genéticas también tienen algunas limitaciones.
Por una parte, trabajan solo en especies que se reproducen sexualmente.
Gracias a Dios, no puede usarse para crear virus o bacteria.
También, la tendencia se esparce solo con cada generación sucesiva.
Cambiar o eliminar una población es práctico solo si esa especia tiene un ciclo reproductivo rápido, como los insectos o quizá vertebrados pequeños como ratones o peces.
En los elefantes o en la gente, tomaría siglos para difundir extensamente una rasgo lo suficiente para que importe.
También, aún con CRISPR, no es tan fácil crear un rasgo verdaderamente devastador.
Digamos que queremos hacer una mosca de fruta que come de fruta ordinaria y no fruta podrida, con el objetivo de sabotear la agricultura americana.
Primero, tendríamos que descubrir qué genes controlan lo que las moscas quieren comer, lo cual ya es un proyecto muy largo y complicado.
Después, tendríamos que alterar los genes para cambiar la conducta de la mosca como la queremos, lo cual es un proyecto aún más largo y complicado.
Y quizá no funcione, porque los genes que controlan la conducta son complicados.
Si eres un terrorista y tienes que elegir entre un programa riguroso de investigación básico que requiere años de trabajo meticuloso y quizá no va a resultar, o simplemente hacer estallar algo.
Probablemente, elegirían lo último.
Esto es particularmente cierto porque, al menos en teoría, debe de ser fácil construir lo que llamamos deriva de cambio.
Esta, básicamente sobreescribe el cambio hecho por la primera deriva genética.
Si no te gustan los efectos de un cambio, se puede liberar una segunda deriva que la cancela, al menos en teoría.
¿A qué nos lleva esto?
Tenemos ahora la facultad de cambiar especies completas a voluntad.
¿Deberíamos hacerlo?
¿Somos dioses?
No lo diría a ciencia cierta.
Pero si diría esto: Para empezar, personas muy inteligentes están ahora debatiendo cómo regular las derivas genéticas.
Al mismo tiempo, otras personas muy inteligentes están trabajando fuerte para crear salvaguardas, como derivas genéticas que se autoregulan o se apagan después de generaciones.
Es genial.
Pero esta tecnología todavía requiere una conversación.
Y dada la naturaleza de la deriva genética, la conversación debe ser global.
¿Qué pasa si Kenia quiere usar una deriva pero Tanzania no?
¿Quién decide si liberar una deriva genética que puede volar?
No tengo la respuesta a esa pregunta.
Lo que podemos hacer más adelante, creo, es hablar honestamente acerca de los riesgos y beneficios y tomar responsabilidad por nuestras decisiones.
Lo que quiero decir, no solo la decisión de usar una deriva genética, pero también la decisión de no usarla.
Los humanos tienen la tendencia a asumir que la opción más segura es preservar el estatus quo.
Pero no siempre es el caso.
La deriva genética tiene riesgos, y deben de discutirse, pero la malaria existe ahora y mata 1000 personas al día.
Para combatirla, rociamos insecticidas que causan daños graves a otras especies, incluyendo anfibios y aves.
Cuando escuchen sobre la deriva genética en los próximos meses, y créanme, van a escucharlo, recuerden esto.
El actuar, puede ser aterrador, pero a veces, no actuar es peor.
(Aplausos)
https://www.ted.com/talks/jennifer_kahn_gene_editing_can_now_change_an_entire_species_forever/