Emmanuelle Charpentier: "Fue el descubrimiento y no el Nobel el que transformó mi vida"

BarcelonaPerseverante y sagaz, Emmanuelle Charpentier (Juvisy-sur-Orge, Francia, 1968) llevaba cerca de quince años investigando en su laboratorio una bacteria, Streptococcus pyogenes. Es una de las diez primeras causas de infección mortal a nivel mundial y se estaba volviendo inmune a los antibióticos, la única arma que tenemos para luchar contra estos microorganismos. Por eso, la bioquímica la escudriñaba para intentar comprenderlo mejor y encontrar el talón de Aquiles. Entonces, el azar quiso que conociera la bióloga molecular estadounidense Jennifer Doudna, con quien empezó a colaborar y sólo un año más tarde. eureka! Ambas científicas conseguían descubrir el sistema CRISPR, una molécula que permite modificar el genoma de cualquier ser vivo con gran precisión.

El hallazgo desató el entusiasmo de la comunidad científica, que empezó a aplicar aquella tecnología extremadamente rápida ya realizar avances en ámbitos muy diversos de las ciencias de la vida. Por ese descubrimiento, que marcó un punto de inflexión en biología, las dos investigadoras recibieron el premio Nobel de química en 2020.

Sólo doce años después de ese excepcional hallazgo, las llamadas tijeras moleculares son una tecnología presente en cualquier laboratorio de biología. Tienen un enorme potencial para tratar enfermedades genéticas como la fibrosis quística y la anemia falciforme, pero también algunos tumores o enfermedades metabólicas como la diabetes. Sus aplicaciones van mucho más allá de la medicina: por ejemplo, también se utiliza esta tecnología en agricultura con el objetivo de desarrollar cultivos más resistentes a plagas y al efecto del cambio climático.

Charpentier, actualmente directora de la Unidad de Investigación de Patógenos del Instituto Max Planck (Alemania), ha visitado Barcelona esta semana para ser investida doctora honoris causa de la Universidad Pompeu Fabra.

¿Siempre supo que quería ser científica?

— De pequeña era muy curiosa, me gustaba estudiar, saber cosas nuevas, y me sentía más atraída por la posibilidad de seguir aprendiendo de adulta que por la ciencia en sí misma. Fue más adelante que me picó el gusanillo de la biología. Pensé en estudiar medicina, aunque no quería ser médico, sino que me interesaba más entender los fenómenos o comprender al ser humano y, al final, me decanté por la biología.

Pero estudia patógenos, bacterias sobre todo.

— Pero causan enfermedades en humanos. Me sentí muy intrigada por estos microorganismos que no podemos ver y que, aunque realizan funciones muy beneficiosas para el organismo, también pueden perjudicarnos bastante. Son extremadamente diversos y sabemos, paradójicamente, poquísimo. Por eso empecé a investigar cómo estos seres que no tienen cerebro pueden funcionar y gobernar el mundo, en cierto modo.

Se centró en estudiar la bacteria Streptococcus pyogenes.

— Así, una bacteria capaz de causar infecciones muy graves que estaba generando resistencia a los antibióticos. Abrí un proyecto de investigación para comprender mejor el rol que tenían pequeñas moléculas de ARN en esta bacteria y cómo utiliza el sistema CRISPR, una suerte de sistema inmunitario, para defenderse del ataque de virus. Y, finalmente, logramos descifrar el mecanismo molecular que hay detrás.

¿Cómo descubrió el CRISPR?

— No lo hice yo, es una historia colectiva en la que han participado un número de científicos importante. Empezó en 1987 con un grupo japonés que había identificado en el ADN de las bacterias algunos elementos que se repetían y que eran algo intrigantes. En los 90 comprendimos que estos elementos repetidos seguramente se transformarían en una molécula de ARN que podría tener un rol en la inmunidad, lo que pudo demostrarse a principios del año 2000. Un científico,...

Francis Mojica, microbiólogo de la Universidad de...

— ...fue clave para dar el nombre CRISPR y para entender los primeros procesos y primeras funciones de este sistema inmunitario bacteriano. Finalmente, los científicos empezaron a realizar experimentos para averiguar cuáles podrían ser los mecanismos detrás de CRISPR; y yo, cuando entré a investigar, me centré en uno en el que algunos colegas ya habían identificado su función. Supongo que llegamos al momento adecuado haciendo la pregunta correcta: ¿cuál es el mecanismo de este sistema específico CRISR-Cas9?

¿Cuál fue, entonces, su aportación?

— Identificar una molécula de ARN que desempeña un papel clave en CRISPR. Esto permitió finalmente entender el mecanismo, diseccionarlo y acabar revelando cómo CRISPR-Cas9 puede atacar el ADN, y aprovechar este conocimiento para poder desarrollar después la tecnología de edición génica. Publicamos un primer artículo científico en Nature en 2011 donde exponíamos lo que habíamos encontrado y un segundo trabajo sólo un año después, esta vez en Science. Fue sorprendente cómo la tecnología se convirtió en un tiempo récord en una herramienta genética muy versátil y popular para modificar genes y su expresión en todo tipo de células y organismos.

¿Qué permite?

— Si pensamos en los genes como en palabras hechas de letras que definen el código de la vida, la tecnología CRISPR-Cas9 podríamos decir que es como un programa de edición de textos que permite encontrar un gen o pieza del ADN y modificar con precisión. En definitiva, hace posible reescribir el código de la vida, de forma fácil y precisa.

¿Se dio cuenta del potencial cuando lo descubrió?

— Sí, además vi claro que si funcionaba bien, podría utilizarse a gran escala para tratar enfermedades genéticas. Por eso acabé fundando en 2019 una compañía biotecnológica, CRISPR Therapeutics, con la que ya tenemos una medicina en el mercado que cura a los pacientes de beta talasemia, un trastorno sanguíneo hereditario que obliga a depender de transfusiones de sangre toda la vida, combinando edición génica y terapia celular.

¿Algún otro ejemplo en el que se esté aplicando ya CRISPR para tratar enfermedades?

— Hay en marcha algunos ensayos clínicos de inmunoterapia para ciertos tipos de cáncer en los que se utilizan células CAR-T que son creadas con CRISPR. También existen ensayos clínicos en proyecto para tratar trastornos metabólicos, como diabetes, y algunos trastornos hereditarios genéticos. También nos ha aportado una mejor comprensión de los mecanismos de muchas enfermedades; ha permitido encontrar nuevas dianas para terapias; y desarrollar mejores modelos animales para enfermedades, para probar fármacos o terapias.

En 2018 un científico chino anunció que había empleado CRISPR-Cas9 para modificar tres embriones para hacerlos inmunes al VIH.

— Me sorprendió mucho la noticia, como a otros muchos científicos. Ocurrió sólo un par de años después de que uno número considerable de academias, incluida la china de ciencias, hubieran consensuado un compromiso por ir en la misma dirección en lo que se refiere a la edición génica. La tecnología todavía no estaba preparada para modificar embriones ni células germinales.

¿En un futuro modificaremos los embriones para evitar a los hijos cualquier enfermedad? ¿O hacerlos más inteligentes? Ya hay compañías que aseguran seleccionar los embriones con mayor inteligencia.

Si dos padres secuenciaran sus genomas encontrarían un montón de mutaciones y deberían escoger cuáles no transmitir, aunque hay que tener claro que las mutaciones por sí solas no conducen a la persona a desarrollar una enfermedad. Todo es mucho más complejo. Sin embargo, este debate sobre los usos o malos usos de la edición genética no es novedoso, sino que ya apareció en los años 70, al inicio de las técnicas de biología molecular. Entonces ya se hablaba de hasta dónde podrían llegar las tecnologías génicas, como transformar las especies. Con CRISPR estas cuestiones simplemente volvieron a surgir. Es cierto que es una tecnología más versátil, eficiente y fácil de utilizar y que esto puede acelerar los malos usos. Pero confío en los científicos, que van a usar la tecnología para buenos propósitos.

¿Qué otras aplicaciones, más allá de la medicina, está teniendo CRISPR?

— En la agricultura ya ha tenido mucho impacto porque permite producir plantas de forma segura que puedan aguantar los cambios que se esperan debidos a la crisis climática en el futuro, como cultivos más resistentes a sequías ya temperaturas elevadas, pero también que no necesiten pesticidas, plantas modificadas para evitar el uso de químicos. Ya hemos visto que somos capaces con CRISPR de crear genéticamente plantas que podrían surgir en la naturaleza a partir de procesos de selección natural y mutaciones espontáneas.

¿Es un peligro?

— No lo creo, simplemente demuestra que puedes utilizar la tecnología de forma muy precisa. También en animales, aunque la biología detrás es más compleja y no existe sólo un gen implicado. En Sudamérica, por ejemplo, se está modificando genéticamente ganado para que no tenga cuernos; parece que no tienen ninguna utilidad y que, en cambio, pueden dañarse entre ellos.

¿No podrían diseñarse mosquitos que no transmitieran enfermedades como el dengue o la malaria?

— Es más complicado, porque esto implica el riesgo de cambiar drásticamente el ecosistema.

¿Cómo ve la investigación en Europa, en comparación con EE.UU. y Asia?

— Aún estamos en la primera línea de la ciencia de excelencia. Y estoy 100% segura porque tenemos un sistema universitario excelente que ofrece una educación muy buena. Ahora bien, creo que claramente Europa no está invirtiendo suficientemente en ciencia. En algunos lugares de Asia, como en China, son capaces de crear una nueva universidad en cinco años, mientras que en Alemania, donde estoy ahora, nueve años después todavía no hemos podido empezar un edificio diminuto de 1.000 m2. Esto es un problema. La inversión a realizar es alta, pero es crítica, porque si no invertimos lo suficiente perderemos la innovación y los beneficios de la innovación. Y se irá a EEUU y Asia, claro.

¿Ha cambiado su vida después de recibir el Nobel?

— Ya había cambiado antes, doce años antes. De hecho, el Nobel no la mejoró, en términos del número de peticiones que recibo y que me resulta imposible responder. En mi caso, no fue el Nobel sino encontrar la tecnología, el descubrimiento, lo que transformó mi vida.