Premio Princesa de Asturias de Investigación Científica y Técnica 2015

El Premio Princesa de Asturias de Investigación Científica y Técnica 2015 ha sido concedido conjuntamente a la investigadora francesa Emmanuelle Charpentier y a la estadounidense Jennifer Doudna por los avances científicos que han conducido al desarrollo de una tecnología que permite modificar genes, con gran precisión y sencillez en todo tipo de células, posibilitando cambios que suponen una verdadera “edición del genoma”, según expone el propio acta del jurado.

Charpentier y Doudna han basado esta tecnología en las secuencias CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats) y en los sistemas CRISPR –Cas que actúan como mecanismos de defensa genéticos de bacterias y, más concretamente, en los de Tipo II como es el sistema CRISPR-Cas9 de Streptococcus pyogenes.  Este último utiliza la endonucleasa Cas9  junto con dos moléculas de RNA, crRNA y tracrRNA, que guían a la enzima a un sitio específico de la molécula de DNA diana a la cual se fija dando lugar al silenciamiento del DNA invasor procedente de virus o plásmidos.

Ambas científicas figuran como co-inventoras en la patente WO2013176772, publicada el 28-11-2013, que divulga un procedimiento para modificar sitios específicos de una molécula de DNA diana haciendo uso de estos sistemas, así como para modular la transcripción de un ácido nucleico concreto en una determinada célula, lo que conlleva poner en contacto dicho ácido nucleico con la enzima Cas9 y con un RNA dirigido a DNA.

Se trata de un mecanismo en el que se reconfiguran las dos moléculas de RNA mencionadas en una molécula incluyendo las secuencias necesarias para programar la Cas9 de modo que introduzca roturas en los sitios específicos elegidos de la doble hélice de la molécula de DNA diana. Dichas roturas son reparadas posteriormente, bien mediante recombinación homóloga para la inserción de nueva información genética, o bien mediante recombinación no homóloga o unión de extremos no homólogos (NHEJ) para introducir inserciones o deleciones, siendo posible así llevar a cabo los cambios que se deseen en la molécula de DNA.

Figura 2 de la patente WO2013176772

Además, en los últimos años se han concedido otras patentes que tienen también por objeto la tecnología que nos ocupa, entre ellas:

US8697359: Solicitada por The Broad Institute junto con el Massachusetts Institute  of Technology gracias al trabajo desarrollado por Feng Zhang, socio co-fundador de la empresa Editas Medicine junto con, entre otros, Jennifer Doudna. Esta patente especifica un procedimiento para alterar la expresión de un producto génico mediante la introducción del sistema CRISPR-Cas en la célula eucariota que contiene la molécula de DNA diana. Se logra así una edición genómica eficaz y rentable y una selección y comparación rápida de manipulaciones genéticas individuales y múltiples. Además, gracias a la presencia de señales de localización nuclear, se asegura la compartimentación en el núcleo.

US2010076057: Describe un método para prevenir o tratar infecciones basado en la utilización de los sistemas CRISPR-Cas que actúan inhibiendo la función del DNA patógeno ya se trate de un virus, una bacteria o un hongo.

WO2013126794: Divulga una composición para tratar las hemoglobinopatías, incluyendo talasemia y anemia de células falciformes, mediante una alteración de la expresión del gen de la globina empleando, por ejemplo, el sistema CRISPR-Cas9.

WO2014207043: Tiene por objeto una nueva cepa modificada de diatomeas en la que se ha inactivado un gen implicado en el metabolismo de lípidos utilizando, entre otros, el sistema CRISPR-Cas9. La nueva diatomea obtenida es útil para producir lípidos, biocombustibles, cosméticos o productos alimenticios.

En definitiva, se trata de una herramienta fácil de utilizar, versátil y eficiente en cuanto al beneficio logrado con su uso, que permite la edición genómica para llevar a cabo una precisa modificación de genes, habiendo supuesto por ello un avance en el campo de la biotecnología con gran potencial, entre otras utilidades, en el tratamiento de enfermedades genéticas, así como en la obtención de plantas transgénicas o de microorganismos productores de biocombustibles o moléculas terapéuticamente efectivas.