Inma Besante Alcayna
En los albores de la década de los 90 en las salinas de Santa Pola (Alicante) se descubrió el secreto que permitió el desarrollo de la herramienta más revolucionaria de la biología molecular, descubrimiento que, a su vez, ha posibilitado el inicio de una de las etapas más fascinantes de la historia en general y de la Ingeniería Genética en particular.
El hallazgo fue llevado a cabo por Francis Mojica, quien estudiando el genoma de la arquea Haloferax mediterranei descubrió unas secuencias que aparecían de manera reiterada y a las que denominó CRISPR, repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente espaciadas. Estas secuencias presentes en arqueas y bacterias contienen fragmentos de DNA vírico que constituyen un sistema de inmunidad adaptativo que les defiende frente a invasores. El descubrimiento de estas secuencias, a su vez, posibilitó el desarrollo de una de las herramientas más revolucionarias y prometedoras de las últimas décadas cuyo desarrollo podría suponer una potente arma en la lucha frente a patologías como el Alzhéimer o el cáncer consiguiendo, de este modo, salvar millones de vidas.
El Dr. Francisco Juan Martinez Mójica es microbiólogo, investigador y profesor titular en el Departamento de Microbiología, Genética y Fisiología de la Universidad de Alicante y es uno de los posibles candidatos al Premio Nobel por el descubrimiento de CRISPR, el sistema de inmunidad presente en bacterias y su contribución al progreso y bienestar de la humanidad.
¿Cuál fue el momento y los motivos que le llevaron a estudiar el genoma de Haloferax mediterranei gracias a los cuales pudo descubrir la existencia de las secuencias CRISPR?
El momento en el que decidimos iniciar el estudio del genoma de Haloferax mediterranei fue durante mi tesis doctoral, a principios de los años 90. Intentábamos averiguar una cuestión muy básica, de contribución al conocimiento y era saber cómo eran capaces estos microorganismos habitantes de las salinas, en concreto Haloferax mediterranei, arquea halófila extrema, no solo de crecer en ambientes con una salinidad elevada sino de adaptarse de manera rápida a cambios en dichas salinidades. Pensábamos que una adaptación tan rápida debía responder a un mecanismo general de regulación. El motivo por el que iniciamos el estudio del genoma de Haloferax mediterranei fue descubrir y conocer cuál era este mecanismo.
Observamos que estos microorganismos experimentaban notables cambios cuando eran sometidos a distintas salinidades, lo cual nos indicaba que, efectivamente, debía existir un mecanismo general de regulación génica que súbitamente diera lugar a la expresión o represión de múltiples genes de manera simultánea. Pensando en diferentes hipótesis dedujimos que la estructura del ADN, por aquella época, recientemente descubierta, podría cambiar como respuesta a cambios en la salinidad y ese cambio en la estructura afectar a la topología, al superenrollamiento del ADN y hacer que genes que tuvieran promotores sensibles a cambios de topología se expresaran o se reprimieran. Llegamos a localizar tres regiones dentro del genoma de este microorganismo que podrían estar implicadas en estos cambios estructurales, por lo que decidimos secuenciarlo, el resultado fue el descubrimiento de las repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente espaciadas, lo que hoy conocemos como secuencias CRISPR.
¿Podría explicarnos con sus palabras en qué consiste este sistema de inmunidad adaptativo presente en bacterias y arqueas?
Este sistema de inmunidad adaptativa es capaz de responder a agentes infecciosos y adaptarse desarrollando una inmunidad específica contra ese agente. Para ello, almacena fragmentos de genoma invasor, generalmente virus, en el interior de las agrupaciones donde se encuentran las repeticiones. Una vez introducido en la secuencia CRISPR se genera una duplicación y/o repetición. De este modo, se forman las secuencias constituidas por repeticiones y espaciadores.
Este proceso, en su conjunto, permite actuar como mecanismo de reconocimiento frente a futuros ataques tanto de ese mismo agente infeccioso como de otros similares, lo cual, a su vez resulta muy determinante a la hora de tener en cuenta su enorme potencial terapéutico.
Durante sus investigaciones con H. mediterranei y a lo largo de su carrera ha dado muestras de su tenacidad, ¿Cree que esta es una característica relevante para dedicarse a la ciencia? ¿Qué otras características, en su opinión, debe tener un buen científico?
Entiendo que la tenacidad es importante pero también creo que debe tener un límite, es importante no llevarla al extremo.
Otras características que considero importantes para un científico son: contar con una buena imaginación (especialmente cuando no se tienen los medios, instrumentos y/o fondos suficientes), ser muy crítico, estar abierto a cambios en paradigmas ya que la ciencia es dinámica.
Actualmente, ¿en qué se centra su investigación?
Actualmente, trabajamos con CRISPR y estamos buscando en ambientes, mediante técnicas metagenómicas, nuevos sistemas CRISPR/Cas que sean lo suficientemente distintos a los conocidos y que merezcan suficientemente la pena intentar entender su funcionamiento con la esperanza de descubrir nuevos mecanismos o particularidades diferentes a los ya conocidos a partir de los cuales sea posible desarrollar nuevas herramientas que se sumen a las ya conocidas y descubiertas gracias al conocimiento de las secuencias CRISPR.
¿Considera que hoy en día se le otorga a la ciencia la importancia que se merece tanto desde la sociedad en general como desde las instituciones en particular?
Considero que no se le otorga la importancia que se merece, aunque en cierto modo sí tengo la sensación de que la gente joven parece que sí que está tomando conciencia de la importancia que tiene llevar a cabo una investigación seria en todos los aspectos. También es cierto que hoy en día sí hay muchas actividades de divulgación científica lo cuál refleja que la sociedad en general si muestra interés por conocer y acercarse a determinados aspectos de la ciencia, sin embargo, este interés no siempre se ve reflejado a la hora de la verdad por las instituciones.
A día de hoy ya se está demostrando en ensayos clínicos las innumerables y prometedoras aplicaciones de CRISPR e incluso existen algunas terapias o fármacos basados en la tecnología CRISPR aprobados por la FDA como Luxturna para el tratamiento de la retinopatía, patología congénita, ¿cree que en un futuro no muy lejano será posible la aplicación clínica de terapias basadas en la tecnología CRISPR para la el tratamiento de patologías como el cáncer?
Entiendo y creo que será posible desarrollar terapias efectiva basadas en la inmunoterapia, aplicación de linfocitos T para la lucha contra el cáncer con aplicaciones ex vivo, cabe la posibilidad de poder hacer también terapia in vivo. La técnica existente, hasta el día de hoy, no es completamente segura. Sin embargo, actualmente se están llevando a cabo numerosos ensayos clínicos con la esperanza y el objetivo de conseguir terapias efectivas y seguras.
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