Francisco Juan Martínez Mojica, conocido como Francis Mojica, es uno de los descubridores de los CRISPR, una de cuyas variedades, en concreto CRISPR-Cas9 se ha convertido en la técnica más utilizada actualmente para realizar modificaciones genéticas, ya que permite localizar y recortar con precisión segmentos de ADN, de manera mucho más certera y barata que cualquier método anterior. Mojica ha sido el encargado de impartir la conferencia inaugural del XIII Congreso de Investigación para Estudiantes Pregraduados de Ciencias de la Salud y el XVII Congreso de Ciencias Veterinarias y Biomédicas. La Facultad responsable de organizar esta edición ha sido la de Biológicas, y su decana, María Teresa González, recuerda que este es un congreso "por y para los estudiantes, tanto los que presentan las ponencias como los que colaboran en la organización".

De acuerdo con la decana de Biológicas, "el conocimiento y los avances se basan en la investigación científica, en el método científico, y eso es algo que sólo se aprende haciéndolo", como demuestran los más de 1.500 inscritos en esta edición que defenderán unos 500 trabajos, entre ponencias orales y pósteres.

María Teresa González informa de que este año el lema es una frase de Charles Darwin, "un científico importante para todos los seres vivos que estamos aquí", que no es otra que "Sin la duda, no hay progreso". Para la decana de Biológicas, en ciencia no hay certezas absolutas, y es la duda lo que nos permite estar en constante búsqueda de un progreso real.

El rector Carlos Andradas coincidió con González y se mostró especialmente satisfecho por ver a más de 800 jóvenes abarrotando el anfiteatro Ramón y Cajal de la Facultad de Medicina, donde se celebró la inauguración del congreso. Al lema de este año Andradas quiso sumar otros dos: "Sin ciencia no hay futuro" y "Sin universidad no hay ciencia". Al juntarlos se llega al silogismo "Sin universidad no hay futuro y sin ciencia no hay universidad".

Aseguró Andradas que la presencia del profesor Francis Mojica es un claro ejemplo de que en España "a pesar de las dificultades se puede hacer ciencia magnífica".

El origen de los CRISPR
Lo que hoy se conoce como CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats) son en esencia secuencias repetidas dentro del genoma de procariotas (bacterias y arqueas), asociados a unos espaciadores que son más o menos de la misma longitud que esas secuencias.

Francis Mojica explica que cerca de esas agrupaciones de secuencias y espaciadores se encuentran genes que codifican para unas proteínas que se han denominado Cas (CRISPR associated).

Estos CRISPR los descubrió el equipo de Francis Mojica en la Universidad de Alicante en la que trabaja, en el año 1987, "a raíz del estudio de unas muestras de unas salinas de Santa Pola". El objeto de la investigación era descubrir qué hacía que la arquea Haloferax mediterranei diera un color rojizo a la sal. En la secuenciación que hicieron de la arquea descubrieron que había algo que se repetía muchas veces, y aunque no sabían qué quería decir, "tenía que servir para algo muy importante". Revisaron la literatura científica y vieron que la repetición se había descrito anteriormente para la bacteria E. coli por científicos japoneses.

Asegura Mojica que la distancia evolutiva entre esa bacteria y la arquea puede estar en miles de millones de años y eso apuntaba a que esa repetición "debía existir en otros muchos organismos".

¿Para qué sirven?
El hecho de que apareciesen tanto en esa bacteria como en esa arquea descartaba que tuviera algo que ver con el color rojizo de la sal como en que tuviera algún papel concreto en el intestino, así que se decidió investigar qué función real tendrían. Mojica confiesa que se pasó unos siete u ocho años probando diferentes hipótesis, pero ninguna "se cumplía, ni por asomo".

En esos años se comenzaron a multiplicar las investigaciones sobre el tema y cada grupo denominaba a esas repeticiones de una manera diferente, hasta que en 2001 se decidió crear un nombre común. Fue el propio Mojica el que las bautizó como CRISPR, y ya pensaba que "iba a ser algo importante, aunque sin imaginar la explosión que se iba a producir". Por ejemplo, en 2002 se encontraron los primeros 4 genes Cas y poco después ya se habían descubierto 45.

En 2005 se publicó un artículo en el que se describía el origen de las secuencias espaciadoras y se asegura que un 2% de las estudiadas eran idénticas o muy parecidas a las de otros elementos genéticos, como los virus. En concreto, con genes que infectaban tanto a bacterias como arqueas.

La propuesta, a raíz de aquel descubrimiento, era que los CRISPR eran un sistema de inmunidad, mediada por ARN, que protege de invasores.

Las aplicaciones
En 2010 se presentó la primera patente del uso de los CRISPR como interferencia en células eucariotas, pero era un sistema con algunos defectos, así que la patente no se aceptó. Informa Mojica de que hoy en día hay miles de laboratorios en todo el mundo trabajando en los CRISPR, que han descubierto que son mucho más que un sistema de inmunidad adquirida, son barreras a la transferencia de material genético.

Se sabe además que hay una enorme diversidad de CRISPR, de momento se han descrito dos clases, seis tipos y muchísimos subtipos. Sus usos son múltiples, y van desde estudios de epidemiología hasta trabajos de ecología microbiana de dinámica y diversidad, que permiten conocer la co-evolución de virus y hospedadores en ambientes naturales.

Gracias a los CRISPR se puede conseguir que las bacterias sean resistentes a la infección de un virus e incluso se puede evitar que una bacteria se haga patógena o resistente a los antibióticos. Además se puede transferir la inmunidad de una bacteria a otro, o incluso entre individuos distintos de bacterias y arqueas.

Uno de los usos más comunes es el de utilizar los CRISPR como tijeras moleculares para hacer un corte programable del ADN, "ya que se puede cortar la secuencia que queramos", algo que se puede hacer incluso en "células in vivo y no sólo en el laboratorio". Con eso se pueden editar genomas, incluso "cambiando párrafos de un lugar a otro para resolver aberraciones cromosómicas". En 2013 se consiguieron editar células de ratón y humanos con la técnica CRISPR/Cas 9.

Ahora mismo, al usar esa técnica en el genoma de un organismo se puede, por ejemplo, llevar un registro de eventos intracelulares, identificar las funciones de los genes, conocer el linaje genético de toda una célula para saber de dónde vienen los tumores, acelerar la floración y fructificación de plantas, aumentar la tolerancia a efectos como la sequía, los hongos, los virus, los herbicidas, los plaguicidas...

Se habla incluso de que puede servir para "prevenir, estudiar y curar enfermedades infecciosas como el zika y el dengue, la gastroenteritis, la malaria, el SIDA...". E incluso hay estudios que han conseguido identificar y eliminar genes de patologías como el cáncer, el autismo, la diabetes, el albinismo, la fibrosis quística, la distrofia muscular...

Ensayos clínicos
La mayoría de esos estudios se han realizado en laboratorio, pero también hay algunos ensayos con humanos. En concreto, en China comenzaron a hacerlos en 2016 para luchar contra diferentes tipos de cánceres, virus y hemofilias. Después lo aprobaron en Estados Unidos, donde todavía no han comenzado y Mojica informa de que ya "se ha autorizado el primer ensayo clínico en Europa para averiguar si sirve como terapia contra la talasemia, un tipo de anemia hereditaria".

Mojica explica que todas estas aplicaciones se deben sólo a la proteína de Cas9, pero hay muchas más, incluso la dCas9, que permite el uso de esa proteína "para llevarla a cualquier parte del genoma que queramos para que realice modificaciones epigenéticas, funcione como un marcador in vivo, modifique la estructura del ADN sin necesidad de cortarlo...".

De las demás clases de CRISPR, la de tipo 2, de acuerdo con el investigador, "actúa sobre el ARN y permite editarlo, así que ya no haría falta modificar el material genético".

Concluye Mojica que todos estos avances, por muy impresionantes que sean, "se basan sólo en lo que sabemos, que es muy poco, porque no conocemos el 99,9% de lo que ocurre en la naturaleza". Y si en sólo 30 años de investigación se ha llegado hasta donde estamos ahora, se puede esperar que esta "revolución fantástica" vaya a mucho más.

Recomendó por último, a los estudiantes, que sigan con su afán investigador, porque "lo más importante para investigar es la propia satisfacción, la de descubrir cosas nuevas y responder a preguntas que te pueden llevar a algo grande".