NUEVOS RETOS PARA LA BIOINFORMÁTICA: LOS CRISPR

Hace unos días asistimos a Biocomunica16, el II Congreso de la Asociación de Comunicadores de Biotecnología (AcB), que tuvo lugar en Valencia. Allí coincidimos con Francis Mójica, biólogo y profesor en la Universidad de Alicante, que en las últimas semanas ha estado en el ojo del huracán mediático por ser uno de los favoritos al Nobel de Medicina por su trabajo pionero en el desarrollo de la tecnología CRISPR (un premio que, desgraciadamente, no fue para él).

En el congreso, Mójica compartía mesa con Lluis Montoliú, investigador en el Centro Nacional de Biotecnología (CNB) y en el Ciberer, y con Ángela Bernardo, biotecnóloga y redactora en el medio de divulgación Hipertextual (que, por otra parte, ha sido duramente atacada e incluso, amenazada por proclamar las desigualdades de género patentes entre los premiados a los Nobel; desde aquí todo nuestro apoyo a esta gran profesional). Los tres debatieron sobre el presente y el futuro de la edición genómica, un escenario que gira, precisamente, en torno a la tecnología CRISPR. 

¿En qué consiste exactamente esta nueva herramienta? CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) hace referencia a un grupo de secuencias cortas separadas por un tipo "especial" de secuencia, repetida, denominada Espaciador. Estas secuencias se corresponden a pequeños fragmentos de material hereditario de virus que entraron en contacto con la bacteria a lo largo de su historia evolutiva. Están asociados a los genes Cas, que codifican para proteínas nucleasas (degradan material hereditario), conformando el sistema CRISPR/Cas, capaz de conferir una especie inmunidad adquirida.

Gracias a este descubrimiento se pueden detectar y aislar cargas genéticas que ‘saben’ cómo luchar contra determinados virus o infecciones, e implantarlos en determinados seres con el fin de inmunizarlos. Uno de los mejores ejemplos de su utilidad se encuentra en los CRISPR/Cas9, que permiten editar el genoma para evitar determinadas enfermedades hereditarias.

ÍNTIMA RELACIÓN CON EL BIG DATA

Durante su ponencia en el congreso, Mójica comentaba que tenemos todo un mundo de microorganismos por descubrir, sobre todo desde el punto de vista de la genómica. Miles de millones de datos que cruzar para los que se necesita toda una familia (numerosa) de algoritmos.

Gracias a la bioinformática se han podido identificar CRISPR en diferentes bacterias, buscando y encontrando repeticiones en los genomas secuenciados. Algunas de ellas llevan en su ADN milenios de información acumulada, con multitud de secuencias que marcan los ataques de fagos a los que han podido enfrentarse. Megabytes de datos y más datos que deben ser analizados de forma eficaz, que sólo son abarcables gracias al Big Data y al desarrollo de herramientas bioinformáticas que estén adaptadas a las necesidades de cada investigación.

Con ellas podemos diferenciar cepas de bacterias, saber qué infecciones han sufrido, contra qué virus están protegidas, conocer la carga genética que las ha inmunizado contra ellos. Podemos secuenciar y duplicar esos fragmentos, identificarlos, determinar el fago de procedencia, comparar diferentes cepas y determinar cuáles son resistentes, cuáles no y por qué. Podemos establecer la historia evolutiva del microorganismo en cuestión e ‘incluir’ dicha secuencia en otra cepa bacteriana de interés, proporcionándole inmunidad contra el ataque de ese fago. Y, por supuesto, darle a todo ello mil y una aplicaciones en nuestra vida cotidiana.

Aplicaciones que no sólo están relacionadas con el sector sanitario, también pueden ser de carácter industrial. Por ejemplo, para mejorar el funcionamiento de una depuradora que use tapices bacterianos para purificar el agua. Si se contaminase con un virus bacteriófago habría que parar el proceso de purificación, quitar esos tapices y ponerlos nuevos, un proceso que implica un coste elevado y una pérdida de tiempo considerable.

Este problema podría ser solventado fácilmente gracias a la bioinformática y al sistema CRISPR, al poder identificar una cepa resistente a dicho bacteriófago, aislar el fragmento que le da esa inmunidad y añadírselo a la cepa que ya está instalada en la depuradora para hacerla inmune sin tener que cambiar los tapices.

Éste es sólo un pequeño ejemplo de lo que se puede conseguir con la ayuda de los CRISPR. La mayoría de los agentes del sector biotecnológico están convencidos de que ésta va a ser una herramienta revolucionaria, germen de importantes descubrimientos en un futuro al que todavía le falta desarrollo pero que no queda tan lejano. Y en el que la bioinformática tendrá un papel esencial.

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