Hola, llevo un GIF en mi ADN que podría curar el cáncer

Hola, llevo un GIF en mi ADN que podría curar el cáncer

La gran biblioteca de Alejandría ha llegado a nuestros días como centro del saber del mundo antiguo. En ella, se llegaron a albergar casi un millón de rollos, fundamentalmente papiros, con todo el conocimiento de la humanidad. Hoy, si no hubiese desaparecido bajo el fuego y los saqueos, toda esa información cabría en un disco duro de 500 gigas. Mañana, quizá podamos llevarla en nuestro ADN.

En las últimas décadas se ha vivido una auténtica revolución en el almacenamiento de información digital. De los primeros disquetes de 256 kilobytes a los discos duros que se comercializan actualmente, de hasta 60.000 millones de kilobytes (o 60 terabytes). Más capacidad en menos espacio, ese es el objetivo.

Ahora, investigadores de la Harvard Medical School han conseguido almacenar un GIF en el ADN de una bacteria. La técnica que han utilizado promete desde revolucionar la agricultura a curar el cáncer.

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¿Cómo corre un caballo?

Eadweard Muybridge fue un fotógrafo e investigador británico del siglo XIX. Su logro más conocido fue desarrollar la fotografía de acción y descifrar la mecánica de un caballo al galope. Fue capaz de tomar imágenes nítidas de un caballo en movimiento, produciendo después una de las primeras películas de la historia.

Conscientes de su papel pionero, los investigadores de Harvard liderados, entre otros, por el biólogo Seth Shipman y el polémico genetista George M. Church, tomaron las imágenes de Muybridge para crear el GIF cuya información introdujeron en el ADN de una bacteria unicelular llamada Escherichia coli.

Los resultados de su estudio, publicados el mes pasado en la revista Nature, muestran cómo los investigadores lograron codificar imágenes sustituyendo píxeles por nucleótidos (las unidades básicas del ADN) en el genoma de las bacterias. Al leer (secuenciar) después el genoma modificado, los investigadores lograron recuperar el GIF con una resolución cercana al 90% de la original.

“Las células tienen acceso privilegiado a todo tipo de información”, asegura Shipman. “Nos gustaría poder llegar tener estas grabaciones moleculares funcionando en el sistema nervioso y grabando información”. La grabación de un GIF en una célula es solo una aplicación más de un sistema que lleva ya un lustro revolucionando las posibilidades de la genética.

modificacion del adn

Un método de nombre impronunciable

Sea de la especie que sea, el ADN es algo muy pequeño. Esta molécula clave para la vida mide, de ancho, 20 ángstroms, cada uno equivalente a la diezmillonésima parte de un milímetro. Vamos, que grabar un GIF ahí dentro no parece cosa fácil. ¿Y cómo lo han hecho en Harvard? Pues mediante el sistema CRISPR, siglas inglesas de “repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente interespaciadas”. Ahí queda eso.

El CRISPR es, en realidad, una configuración fija (conocidas como locus) presente en el genoma de casi la mitad de las especies de bacterias. Esta secuencia de ADN es capaz de interaccionar con el ARN de un virus cuando este intenta atacar al organismo y desactivarlo. Y no solo eso, sino que es capaz de integrar un fragmento de los genes del virus para combatirlo de forma más eficiente en el futuro. Esta información se pasa así a sucesivas generaciones.

La existencia del CRISPR se conoce desde los años 80, pero no fue hasta 2012 que un equipo de investigadores lo empezó a utilizar como herramienta para editar el genoma. El estudio, publicado en Science, demostró que el CRISPR se podía programar para cortar cualquier tipo de ADN in vitro.

Ahora, este sistema se ha utilizado para convertir un conjunto de bacterias en un disco duro. La tecnología todavía está dando sus primeros pasos y, por eso, está llena de limitaciones. Pero el CRISPR se está usando para mucho más que para “jugar” con un GIF de caballos.

tecnica in vitro de adn

Así se hackea el ADN

Durante siglos, un biólogo era aquel que observaba la naturaleza, la describía y la estudiaba. Hoy, algunos, también la crean. La llamada biología sintética busca crear componentes biológicos que no existen en la naturaleza. Además, desarrolla las técnicas necesarias para modificar los diseños biológicos existentes. Y el CRISPR es una de sus herramientas preferidas.

Desde que se descubrió en 2012, estas han sido algunas de las aplicaciones del sistema CRISPR en el campo de la biología sintética:

  • Agricultura y alimentación. De forma artificial, se ha conseguido inmunizar bacterias esenciales en la producción de comida y la fermentación a gran escala. El investigador chino Gao Caixia también ha conseguido crear variedades de trigo resistentes al oídio mediante la modificación de su ADN con esta técnica.
  • Medicina. Es quizá el campo donde más se ha investigado el uso del CRISPR. A finales del año pasado, el oncólogo Lu You, de la universidad de Sichuan, inyectó células modificadas genéticamente con la tecnología CRISPR en un paciente con cáncer de pulmón. El experimento aún no ha concluido, pero se trató del primer intento de introducir células modificadas con CRISPR en un humano.
    También se está investigando el uso de esta técnica para acabar con el virus HPV, o virus del papiloma humano, causante de algunos tipos de cáncer. Potencialmente, el uso del CRISPR podría curar cualquier problema que tuviese su origen en alteraciones genéticas.
    Esta misma semana, se publicaba en Nature uno de los “estudios del año”. En él se detalla el uso del CRISPR para editar el genoma de embriones humanos y eliminar una mutación del ADN que causa muerte súbita.

investigadoras en un laboratorio

  • Trasplantes. Aunque tenga que ver con la medicina, esta aplicación del CRISPR merece una mención aparte. Investigadores de la compañía eGenesis Bio están utilizando este método para crear células, tejidos y órganos que sean trasplantables a un ser humano. Básicamente, están modificando genéticamente órganos de cerdos para eliminar aquellas proteínas que causarían rechazo en un cuerpo humano.

Como está en una fase bastante temprana de investigación, todavía no se descarta que todo acabe en un tremendo fail. De hecho, algunos de los primeros test complejos en ratones causaron multitud de mutaciones no deseadas. Pero, de momento, el potencial del CRISPR parece ilimitado. Quién sabe si, con el tiempo, su descubrimiento se verá como algo tan fundamental en la historia tecnológica del hombre como la cámara de Muybridge.

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Imágenes: iStock, Wikimedia Commons, Nature GIPHY