CRISPR-Cas9 paira axudar a combater a crise ecolóxica
2021/07/19 Ekain Payán Ellacuria - Zuzenbide eta Giza Genomako Katedrako ikertzailea (EHU) Iturria: Elhuyar aldizkaria
O coronavirus SARS-CoV-2 sacudiu con dureza os cimentos da sociedade. Con todo, a curto prazo, parece que a actual non será a última pandemia, tal e como confirmou a Organización Mundial da Saúde, a OMS, e as súas posibles consecuencias poden destruír o hábitat natural do ser humano. A ciencia tamén pode ser útil paira iso.
O medio e o home: vítima ou responsable?
Paira evitar futuras crises de saúde [1] é necesario profundar na orixe do covid-19mal. A OMS comprobou perfectamente que se trata dunha enfermidade zoonótica [2], é dicir, que se deriva de animais a persoas –ver imaxe–.
Neste sentido, a Axencia Europea do Medio Ambiente advertiu que a perda de biodiversidade e os hábitos alimenticios aumentan a probabilidade de que este tipo de infeccións transmítanse aos seres humanos [3]. Así mesmo, a medida que se reducen as especies animais e vexetais [4], os expertos prevén que a poboación continuará crecendo entre os anos 2050 e 2100 [5], de forma que o ser humano convértase nun destino ideal paira a difusión de novos patógenos.
Mentres tanto, o peche xeral do ano 2020 só mitigou provisionalmente a emerxencia climática. De feito, o último quinquenio foi o máis cálido de todos os tempos desde que existen rexistros [6], o que supón un aumento de episodios climáticos extremos como pragas ou secas. Paralelamente, o quecemento global acelera fortemente a expansión térmica e o desxeo das masas de xeo, que son as principais causas do aumento do nivel do mar [7].
Detrás do anterior apréciase a pegada das persoas: non se pode esquecer que a actividade humana ten una influencia directa na natureza, nin que a conservación da Terra require un estilo de vida sustentable. Consciente diso, varios Estados asinaron en 2016 o acordo de París paira reducir as emisións de gases de efecto invernadoiro de dióxido de carbono. Con todo, Estados Unidos, o segundo maior contaminante do mundo, saíu do acordo e acaba de ser devolto e os compromisos acordados poden ser escasos, total ou parcialmente [8]. Coma se fose pouco, algúns países exponse fomentar a produción de combustibles fósiles en lugar de reducilos [9]. Por todo iso, xa se puxo de manifesto a necesidade dun cambio de rumbo [10] e a existencia de iniciativas dignas de canalizar a diversificación.
CRISPR-Cas9, máis aló da transformación do xenoma humano
A aparición da biotecnoloxía paira a edición do xenoma humano ha revolucionado a ciencia, concretamente os Curtos Combinados e Regularmente Intercalados do Palindromo de Repetición –técnicas CRISPR-Cas9. En concreto, o chamado CRISPR foi descuberto na década dos 90 por Mojica cando anunciou que as bacterias tiñan un sistema de defensa antivirus propio [11]. Con todo, nos seres vivos non se aplicou até 2013, cando Doudna e Charpentier engadíronlle Cas9 [12]. Este descubrimento é tan disruptivo que lles deron o Premio Nobel de Química do ano 2020.
Así as cousas, a tecnoloxía CRISPR identifica en que lugar do organismo quérese actuar e conduce a proteína Cas9 cara ao corte dos xenes afectados, polo que tamén se coñece como tesoira ou tesoira molecular. A continuación, as propias células forman a sección aínda que sexa aleatoria. Este mecanismo é máis sinxelo, barato e preciso si compárase coas ferramentas previas de edición (TALLAS e DFN) [13]. Aínda que atraeu toda a atención paira curar as enfermidades graves dos embriones humanos, segundo o inventor Doudna, utilizarase principalmente no sector primario [14].
O reto do desenvolvemento sustentable
O feito de que a sobrepoblación requira nos próximos 50 anos una maior produción de alimentos que nos 10 mil anos anteriores [15] e a variable climática local porán en perigo o abastecemento dun gran número de pobos e, en consecuencia, a súa propiedade alimenticia en perigo de extinción. Proba diso é acudir con frecuencia ás importacións e encarecer o prezo dalgún produto. E que facer cando afecta a todos os territorios? Isto pode ocorrer en maior ou menor medida nun mundo interconectado.
A selección selectiva fai que paira obter produtos de calidade non sexan estraños as cruces ou hibridaciones entre especies, como son una gran variedade de froitas e hortalizas que se atopan nos mercados. Por citar un exemplo próximo, o Instituto Vasco de Investigación e Desenvolvemento Tecnolóxico, Neiker-Tecnalia, desenvolveu clons de patacas moradas e vermellas, o que deu como resultado a comercialización da pataca “Beltza”. Segundo os investigadores, por unha banda pode favorecer a saúde dos consumidores polas súas propiedades antioxidantes, e por outro, pode adaptarse a situacións climáticas amplas e mostrar una maior resistencia ás enfermidades [16]. A través da ciencia pódese avanzar na agricultura, a gandaría e a silvicultura, respectivamente, onde aparece o CRISPR-Cas9.
Na primeira produciuse trigo sen gluten [17], paira o que a inmensa maioría das proteínas responsables da celiaquía, chamadas gliadina, manipuláronse xeneticamente e o resto mantivéronse intactas. A resposta inmunitaria permite que tanto a alimentación das persoas con intolerancia ao gluten como a das persoas sensibles melloren notablemente, xa que a dieta libre de gluten é a única vía paira non danar o intestino delgado.
No segundo, as vacas resistentes aos factores climáticos están a crecer [18]. Parece que cando fai moita calor, as vacas, que tamén son responsables dos gases de efecto invernadoiro, sofren a tensión e cómense moi pouco, polo que se lles dá menos leite. Tamén presentan dificultades reprodutivas e, en casos excepcionais, risco de chegar até a morte. Paira evitalo, procedeuse á transformación dos xenes da pigmentación, co fin de suavizar as cores escuras da pelame, que noutras palabras convértense en negros e/ou marróns en gris prateado, reducindo así a absorción de calor. Outro tanto se espera cunha mutación xenética paira cortar o pelo. A pesar dos efectos colaterais da clonación, o esforzo quedou en bancarrota, en dúas tenreiras nadas non se detectaron efectos secundarios fóra da conxestión.
Na terceira, púidose descender a pegada ecolóxica da árbore do chopo [19]. De paso pódese aumentar a resistencia ao clima e á tensión. Non hai que esquecer que as árbores e as plantas son os principais produtores de osíxeno, en tanto que atrapan o CO2 da atmosfera e limpan o aire. Neste sentido, tamén hai intentos de edición paira absorber máis dióxido de carbono. Así mesmo, a industria da madeira e a bioenergía tamén pode ser un axente de influencia, tanto paira conseguir pulpas máis copiosas como paira reducir os residuos.
Sentenza europea: CRISPR-Cas9, imposible
Segundo os científicos, este tipo de investigacións poden ser una aposta por un consumo sustentable [20], pero non serán aplicables á Unión Europea. Así o acordou o Tribunal de Xustiza da Unión Europea o 25 de xullo de 2018, cando, no caso C-528/16, considerou como organismos modificados xeneticamente os adquiridos mediante as novas técnicas mutagénicas, as denominadas CRISPR-Cas9, interpretando a Directiva 2001/18 baixo o principio de responsabilidade [21].
Desde entón, son moitos os que solicitaron a súa resolución e a súa reforma [22]. De feito, a diferenza dos transxénicos, o que se fai é acelerar especificamente os procesos naturais do produto de que se trate, sen introducir o ADN das especies exteriores. Por tanto, non é posible diferenciar claramente cal deles se obtén con axentes químicos, tanto con raios X como con mutacións. Por outra banda, até o momento non se detectou falta de seguridade, senón que poden tratarse de sucesos aleatorios cada vez que as células divídense, descoñecendo si son beneficiosas ou nocivas. En calquera caso, é innegable que a tecnoloxía non é suficiente paira liquidar o cambio climático: hai que axuntar esforzos paira impulsar a enerxía limpa, a reciclaxe e xestión de residuos plásticos ou o consumo de produtos de proximidade, entre outros.
En definitiva, a integración da agroecología e a xenética pode contribuír á supervivencia da biodiversidade, das xeracións vindeiras e do planeta en xeral. De feito, a vacina contra o covid-19 [23] é transxénica e está formada por unha molécula de RNA tan importante paira comprender a técnica CRISPR-Cas9 [24]. Por que non confiar una vez máis na ciencia?
Referencias
1 Organización Mundial da Saúde OMS (01-10-2020). “The best estafe to preventthe next pandemic is now: countries join voices for better emergency preparedness”. Nota de prensa da Organización Mundial da Saúde. Dispoñible: https://www.who.int/news/item/01-10-2020-the-best-estafe-to-prevent-the-next-pandemic-is-now-countries-join-voices-for-better-emergency-preparedness [Consultado: 29-06-2021].
2 Pérez Igrexas J. I. (20-10-2020). “Zoonosis”. Lingua Castelá.
3 European Environment Agency (05-11-2020). “COVID-19 and Europe´s environment: impacts of a global pandemic”. Briefing Non. 13/2020, 1-15. ISSN: Axuste 2467-3196: 10.2800/626706
4 Fondo Mundial paira a Natureza WWF. 2020. “Living Planet Report 2020”. Dispoñible en https://livingplanet.panda.org/en-us/?utm_campaign=living-planet&utm_medium=media&utm_source=report [Consultado: 29-06-2021].
5 Organización das Nacións Unidas ONU (17-6-2019). “2019 Revision of World Population Prospects”. Dispoñible: https://population.un.org/wpp/ [Cando consultado: 29-06-2021].
6 Organización Meteorolóxica Mundial (19-12-2020).“Provisional Report on the State of the Global Climate 2020”, 1-38. Dispoñible: https://library.wmo.int/doc_num.php?explnum_ide=10444 [Consultado: 29-06-2021].
7 T. Frederikse, F. Landerer, Caron L. Adhikari S. D. Parkes, Humphrey V. W. etc. 2020. The causes of sexa-level rise since 1900. Nature, 584, 3393-397 doi: 10.1038/s41586-020-2591-3
8 Watson R., McCarthy J. J. P. Canziani, Nakicenovic N. e Hisas L. 2019. The Truth Behind the Climate Pledges. The Universal Ecological Fund FEU-US, Buenos Aires. ISBN: •
9 SEIS, IISD, TUBOS, E3G e UNEP. 2020. “The Production Gap Report: 2020 Special Report”, 1-76. Dispoñible en https://productiongap.org/wp-content/uploads/2020/12/PGR2020_FullRprt_web.pdf [Consultado: 29-06-2021].
10 Euskal Herria post-COVID19. 2020. “Pola economía ecolóxica do País Vasco post-COVID19”. Dispoñible: https://euskalherriapostcovid19.eus/ [Cando consultado: 29-06-2021].
11 F. Mojica J. M. Xuíz G. e Rodríguez Valera F. 1993. “Transcription at different salinities of Haloferax mediterranei sequences adjacent to partially modified Pstl sites”. Molecular Microbiology, 9(3), 613-621 doi: 10.1111 – j.1365-2958.1993.tb01721.x
12 Jin M., C. Chylinski, Fonfara I, Hauer M., D. Doudna A. e Charpentier, E. 2012. “A Programmable Dual-RNA-Guided DNA Endonuclease in Adaptive Bacterial Inmunity”. Science, 337(3096), axuste 816-821: 10.1126/science.1225829
13 Etxebeste Aduriz, E. 2016 “CRISPR, técnica de edición do xenoma: beneficios e inquietudes”. Revista Elhuyar: Ciencia e tecnoloxía, 321, 34-40. ISSN: 0213-3687.
14 Brodwin, E. (20.04.2019). “We´ll be eating the first Crispr´d food within 5 years, according to a geneticist who helped> the blockbuster gene-editing tool”, Business Insider. Dispoñible: https://www.business essinsider.com/first-crispr-food-5-years-berkeley-scientist-inventor-2019-4 [Consultado: 29-06-2021].
15 Davies, K. 2020. Editing Humanity. The CRISPR Revolution and the New Era of Genome Editing. Pegasus Books, Nova York. ISBN: 01001-64313-308-9
16 Instituto Vasco de Investigación e Desenvolvemento Tecnolóxico Neiker-Tecnalia (17-6-2020). “Udapa realizará un estudo agroeconómico e de acollida comercial da variedade de pataca “Beltza” creada por NEIKER”. Dispoñible en https://neiker.eus/é/noticias/negro-nomee-pataca llegsi-dá-comercio-pur-mamia-eta-antioxidantes/ [Cando consultado: 29-06-2021].
17 J. Gil-Humanes, Pistón F., Altamirano-Fortoul R. Real A., Comiño I, Sousa C. etc. 2014 “Reduced-gliadin wheat bread: an alternative to the gluten-free diet for consumers suffering gluten-related pathologies”. PLOS ONE, 9(3), 1º- 9º axuste: 10.1371/journal.pon.0090898
18 Mullin E. (10-11-2020). “Scientists Are Building Cows to 978-84-Climate Change”. Future Human. Dispoñible: https://futurehuman.medium.com/scientists-are-building-cows-to-resist-climate-change-37b877f27b2f [Consultado: 29-06-2021].
19 B. De Meester, Madariaga Calderón B, de Vries L. Pollier J., Goeminne G. Van Doorsselaere J. V. etc. 2020. “Tailoring poplar lignin without yield penalti by combining a null and haploinsufficient CINNAMOYL-CoA REDUCTASE2 allele”. Nature Communications, 11(5020), 1-13 doi: 10.1038/s41467-020-18822-w
20 Science Advice for Policy by European Academies (SAPEA). 2020. A sustainable food system for the European Union. SAPEA, Berlín. ISBN: 01003-9820301-7-3.
21 Romeo Casabona C. M. 2004 Principio de precaución, Biotecnoloxía e Dereito. Comares, Bilbao-Selecta. ISBN: 84-8444-863-0
22 European Sustainable Agriculture Through Genome Editing (EUSAGE). (27-07-2020). “Open Statement of EUSAGE”. Dispoñible: https://www.eu-sage.eu/sites/default/files/2020-02/Open%20Statement.pdf [Cando consultado: 29-06-2021].
23 Agirre Ruiz de Arkaute A. (01-09-2020). “Vacina do covid-19: soberanía sanitaria ou responsabilidade social?”. Revista Elhuyar, 339.
24 Musunuru, K. 2019. The CRISPR Generation. The Story of the World´s First Gene-Edited Babies. BookBaby, Nova Jersey. ISBN: 9781543986372.
