Gracias al equipo iGEM UAM 2022 por
ayudarnos a traducir este artículo al español.
¿Es posible modificar genéticamente a un organismo para hacer que toda su especie
desaparezca? o ¿es posible modificar genéticamente a una especie en peligro de extinción para favorecer su preservación? La respuesta es sí, aquí te explicaremos cómo y por qué.
La genética dirigida es una técnica de ingeniería genética que teóricamente permite que el 100 % de un gen se transmita a través de la reproducción sexual. Esta técnica utiliza la herramienta de edición genética CRISPR/Cas9 y ofrece la posibilidad de modificar toda una especie abriendo una amplia gama de soluciones para abordar problemas globales.
Esta técnica es particularmente útil para controlar especies invasoras, eliminar genes
indeseables (como genes asociados con la resistencia a antibióticos o insecticidas) incluso puede ser útil para reducir la propagación de ciertas especies. En resumen, los campos de aplicación son los siguientes: agricultura, control de enfermedades, conservación y armas biológicas, por ejemplo, para transmitir ciertos patógenos de manera más efectiva.
Pero, ¿cómo se puede introducir o eliminar un nuevo gen? Para hacer esto, se utiliza la herramienta CRISPR-Cas9 la cual actúa como si fuera unas tijeras moleculares ya que nos permite cortar un gen en un lugar específico e introducir una mutación allí.
Así es como se hace. En primer lugar, los científicos tienen que fabricar un ARN en particular capaz de reconocer un lugar específico en el ADN donde se quiere hacer la inserción. Luego, el ARN guía se asocia con la proteína Cas9. Estos dos elementos forman una “tijera molecular”, permitiendo el corte en la ubicación deseada produciendo un daño en el ADN. De esta manera, la célula llevará a cabo una reparación introduciendo una mutación al azar.
Sin embargo, la genética dirigida no es una técnica perfecta porque es irreversible e incontrolable. Normalmente, la modificación genética llevada por la madre debe transmitirse solo a la mitad de la descendencia, pero gracias a la genética dirigida, se garantiza también una copia de esta modificación al cromosoma paterno. Por lo tanto, la progenie lleva dos copias de la modificación encontrándose en el estado homocigoto.
La imagen de arriba muestra cómo se hace esto. Un fragmento de ADN mostrado en color verde representa a un gen modificado que se extenderá a toda la población. La imagen muestra cómo la proteína Cas9 inserta el gen modificado para que ambos cromosomas lo tengan.
De hecho, una vez que se liberan los individuos modificados genéticamente, no hay vuelta atrás y la transmisión es casi segura para todos los descendientes. Es una reacción en cadena al final de la cual todos los individuos de una población son portadores del rasgo resultante de la genética dirigida.
El caso de la malaria
La malaria es una enfermedad infecciosa causada por un parásito del género Plasmodium. Estos parásitos tienen la particularidad de usar varios organismos huéspedes durante su ciclo de desarrollo.
El ciclo de vida del parásito de la malaria involucra a dos huéspedes: primero el mosquito y los humanos en segundo lugar. El mosquito albergará el plasmodio en sus glándulas salivales, luego, cuando el insecto muerda a un humano u otro vertebrado le transmitirá el parásito.
Se estima que esta enfermedad afecta a 250 millones de personas, de las cuales 90 000 mueren cada año. Debido a su prevalencia y a la falta de tratamientos y vacunas eficaces, la malaria sigue siendo un problema importante de salud pública en 2022. Para contrarrestar esto, muchos científicos están tratando de combatir esta enfermedad utilizando ingeniería genética y genética dirigida.
La batalla contra la malaria
Entonces, ¿cómo podemos usar esta nueva y poderosa técnica para combatir la malaria? ¿Podemos erradicar la enfermedad por completo? La verdad es que probablemente sí podamos (1). Sin embargo, la genética dirigida aún no se ha utilizado para erradicar la malaria. La técnica es demasiado poderosa, sigue siendo demasiado peligrosa para dejar que funcione libremente en la naturaleza. Sin embargo, es probable que la genética dirigida se utilice en algún momento en el futuro, ¡así que examinemos dos métodos para erradicar la malaria!
Uno de los métodos es la supresión de la población. Se puede utilizar esta técnica para hacer que las mosquitos hembras sean infértiles, lo que podría erradicar o disminuir significativamente la población de una especie de mosquitos. Vale la pena mencionar que no todas las especies de mosquitos pueden ser portadoras de la malaria, y no todas las especies portadoras de la malaria pueden tener tipos de malaria que afectan a los seres humanos. Una especie de mosquito que es especialmente peligrosa es Anopheles gambiae, que puede transportar el parásito de la malaria más peligroso, Plasmodium falciparum. Si pudiéramos deshacernos de Anopheles gambiae, sería genial para reducir la malaria. Pero erradicar una especie entera es peligroso, podría tener un papel importante en el ecosistema. Hay un debate en curso sobre esto. Las especies portadoras de la malaria tal vez podrían ser reemplazadas por otros mosquitos. ¡Sin embargo, existe el riesgo de que otras especies portadoras de enfermedades se hagan cargo (2)!
También hay otra técnica para combatir la malaria con genética dirigida. A través de
técnicas de edición genética, los científicos han logrado hacer que los mosquitos sean
resistentes a la malaria. Esos mosquitos siguen siendo de la misma especie que puede transportar la malaria. ¡Ahora todo lo que necesitamos es hacer que los mosquitos resistentes a la malaria transfieran sus genes a toda la población! Esto también se podría lograr con genética dirigida, y se llama reemplazo de la población. La siguiente imagen muestra cómo se vería esto. Los mosquitos verdes modificados en la imagen se apoderan en pocas generaciones.
Resumiendo
Dejemos un momento para mirar hacia atrás y ver lo que hemos aprendido en este post. Primero tenemos genética dirigida. La herramientsa CRISPR/Cas9 permite cortar y pegar genes. Esto se utiliza para hacer que un organismo tenga un gen modificado en cada cromosoma, lo que lleva a que el gen se transmita a todos la descendencia. Esto se puede utilizar para combatir la malaria. La malaria es causada por un virus que es transmitido a los humanos por los mosquitos y causa la muerte de aproximadamente 900.000 personas cada año. También hemos visto que en realidad hay dos formas de combatir la malaria con impulsos genéticos. Una forma es la supresión de la población, lo que significa que se erradica o disminuye significativamente la población de una especie. La otra forma es el reemplazo de la población, donde se modifica toda una especie. En conclusión, hemos examinado todo lo relacionado con la lucha contra la malaria con genética dirigida.
Esperemos que nada salga mal si elegimos usar esta nueva técnica ridículamente poderosa. Pero en el mejor de los casos, podríamos en un futuro próximo ser testigos del momento histórico en el que se erradica la desastrosa enfermedad malaria.
Esperamos que nuestro artículo te haya resultado interesante, ¡y gracias por leerlo! ¡Estén atentos a los futuros artículos!
Referencias
- Jennifer Kahn, 2016, “Gene editing can now change an entire species — forever | Jennifer Kahn”
- Hayley Dunning, 2021, “Malarial mosquitoes suppressed in experiments that mimic natural environments”
