Emmanuelle Charpentier: "Va ser el descobriment i no el Nobel el que va transformar la meva vida"

BarcelonaPerseverant i sagaç, feia prop de quinze anys que Emmanuelle Charpentier (Juvisy-sur-Orge, França, 1968) investigava al seu laboratori un bacteri, Streptococcus pyogenes. És una de les deu primeres causes d’infecció mortal a escala mundial i s’estava tornant immune als antibiòtics, l’única arma que tenim per lluitar contra aquests microorganismes. Per això, la bioquímica l’escodrinyava per intentar comprendre’l millor i trobar-ne el taló d’Aquil·les. Aleshores, l’atzar va voler que conegués la biòloga molecular estatunidenca Jennifer Doudna, amb qui va començar a col·laborar i només un any més tard.... eureka! Les dues científiques aconseguien descobrir el sistema CRISPR, una molècula que permet modificar el genoma de qualsevol ésser viu amb gran precisió.

La troballa va desencadenar l’entusiasme de la comunitat científica, que va començar a aplicar aquella tecnologia extremadament ràpida i a fer avenços en àmbits molt diversos de les ciències de la vida. Per aquell descobriment, que va marcar un punt d’inflexió en biologia, les dues investigadores van rebre el premi Nobel de química l’any 2020.

Només dotze anys després d’aquella excepcional troballa, les anomenades tisores moleculars són una tecnologia present en qualsevol laboratori de biologia. Tenen un potencial enorme per tractar malalties genètiques com la fibrosi quística i l’anèmia falciforme, però també alguns tumors o malalties metabòliques com la diabetis. Les seves aplicacions van molt més enllà de la medicina: per exemple, també es fa servir aquesta tecnologia en agricultura amb l’objectiu de desenvolupar cultius més resistents a plagues i a l'efecte del canvi climàtic.

Charpentier, actualment directora de la Unitat de Recerca de Patògens de l'Institut Max Planck (Alemanya), ha visitat Barcelona aquesta setmana per ser investida doctora honoris causa de la Universitat Pompeu Fabra.

Sempre va saber que volia ser científica?

— De petita era molt curiosa, m’agradava estudiar, saber coses noves, i em sentia més atreta per la possibilitat de continuar aprenent d’adulta que no pas per la ciència en si mateixa. Va ser més endavant que em va picar el cuquet de la biologia. Vaig pensar d’estudiar medicina, tot i que no volia ser metgessa, sinó que m’interessava més entendre els fenòmens o comprendre l’ésser humà i, al final, vaig decantar-me per la biologia.

Però estudia patògens, bacteris sobretot.

— Però que causen malalties en humans. Em vaig sentir molt intrigada per aquests microorganismes que no podem veure i que, tot i que realitzen funcions molt beneficioses per a l’organisme, també ens poden perjudicar bastant. Són extremadament diversos i en sabem, paradoxalment, poquíssim. Per això vaig començar a investigar com aquests éssers que no tenen cervell poden funcionar i governar el món, en certa manera.

Es va centrar a estudiar el bacteri Streptococcus pyogenes.

— Així és, un bacteri capaç de causar infeccions molt greus que estava generant resistència als antibiòtics. Vaig obrir un projecte d’investigació per comprendre millor el rol que tenien petites molècules d’ARN en aquest bacteri i com utilitza el sistema CRISPR, una mena de sistema immunitari, per defensar-se de l’atac de virus. I, finalment, vam aconseguir desxifrar el mecanisme molecular que hi ha al darrere.

Com va descobrir el CRISPR?

— No ho vaig fer jo, és una història col·lectiva en què han participat un nombre de científics important. Va començar el 1987 amb un grup japonès que havia identificat a l’ADN dels bacteris alguns elements que es repetien i que eren una mica intrigants. Als 90 vam comprendre que aquests elements repetits segurament es transformarien en una molècula d’ARN que podria tenir un rol en la immunitat, cosa que es va poder demostrar al principi de l’any 2000. Un científic, Mojica...

Francis Mojica, microbiòleg de la Universitat d’Alacant...

— ...va ser clau per donar el nom CRISPR i per entendre els primers processos i les primeres funcions d’aquest sistema immunitari bacterià. Finalment, els científics van començar a fer experiments per esbrinar quins podrien ser els mecanismes al darrere de CRISPR; i jo, quan vaig entrar a fer recerca, em vaig centrar en un en què alguns col·legues ja n’havien identificat la funció. Suposo que vam arribar al moment adequat fent la pregunta correcta: quin és el mecanisme d’aquest sistema específic CRISR-Cas9?

Quina va ser, doncs, la seva aportació?

— Identificar una molècula d’ARN que té un paper clau a CRISPR. Això va permetre finalment entendre el mecanisme, disseccionar-lo i acabar revelant com CRISPR-Cas9 pot atacar l’ADN, i aprofitar aquest coneixement per poder desenvolupar després la tecnologia d’edició gènica. Vam publicar un primer article científic a Nature el 2011 on exposàvem el que havíem trobat i un segon treball només un any després, aquest cop a Science. Va ser sorprenent com la tecnologia es va convertir en un temps rècord en una eina genètica molt versàtil i popular per modificar gens i la seva expressió en tot tipus de cèl·lules i organismes.

Què permet?

— Si pensem en els gens com en paraules fetes de lletres que defineixen el codi de la vida, la tecnologia CRISPR-Cas9 podríem dir que és com un programa d’edició de textos que permet trobar un gen o una peça de l’ADN i modificar-los amb precisió. En definitiva, fa possible reescriure el codi de la vida, de manera fàcil i precisa.

Se’n va adonar, del potencial, quan el va descobrir?

— Sí, a més vaig veure clar que si funcionava bé, es podria utilitzar a gran escala per tractar malalties genètiques. Per això vaig acabar fundant el 2019 una companyia biotecnològica, CRISPR Therapeutics, amb què ja tenim una medicina al mercat que cura els pacients de beta talassèmia, un trastorn sanguini hereditari que obliga a dependre de transfusions de sang tota la vida, combinant edició gènica i teràpia cel·lular.

Algun altre exemple on s’estigui aplicant ja CRISPR per tractar malalties?

— Hi ha en marxa alguns assajos clínics d’immunoteràpia per a certs tipus de càncer en què s’utilitzen cèl·lules CAR-T que són creades amb CRISPR. També hi ha assajos clínics en projecte per tractar trastorns metabòlics, com ara diabetis, i alguns trastorns hereditaris genètics. També ens ha aportat una millor comprensió dels mecanismes de moltes malalties; ha permès trobar noves dianes per a teràpies; i desenvolupar millors models animals per a malalties, per provar fàrmacs o teràpies.

El 2018 un científic xinès va anunciar que havia emprat CRISPR-Cas9 per modificar tres embrions per fer-los immunes al VIH.

— Em va sorprendre molt la notícia, com a molts altres científics. Va passar només un parell d’anys després que un nombre considerable d’acadèmies, inclosa la xinesa de ciències, haguessin consensuat un compromís per anar en la mateixa direcció pel que feia a l’edició gènica. La tecnologia encara no estava preparada per modificar embrions ni tampoc cèl·lules germinals.

En un futur modificarem els embrions per evitar als fills qualsevol malaltia? O fer-los més intel·ligents? Ja hi ha companyies que asseguren seleccionar els embrions amb més intel·ligència.

Si dos pares seqüenciessin els seus genomes trobarien un munt de mutacions i haurien d’escollir quines no transmetre, tot i que cal tenir clar que les mutacions per si mateixes no condueixen la persona a desenvolupar una malaltia. Tot és molt més complex. No obstant això, aquest debat sobre els usos o mals usos de l’edició genètica no és nou, sinó que ja va aparèixer als anys 70, a l’inici de les tècniques de biologia molecular. Aleshores ja es parlava de fins a on podrien arribar les tecnologies gèniques, com ara transformar les espècies. Amb CRISPR aquestes qüestions simplement van tornar a sorgir. És cert que és una tecnologia més versàtil, eficient i fàcil de fer servir i que això pot accelerar els mals usos. Però confio en els científics, que usaran la tecnologia per a bons propòsits.

Quines altres aplicacions, més enllà de la medicina, està tenint CRISPR?

— En l’agricultura ja ha tingut molt d’impacte perquè permet produir plantes de manera segura que puguin aguantar els canvis que s’esperen deguts a la crisi climàtica en el futur, com ara cultius més resistents a sequeres i a temperatures elevades, però també que no necessitin pesticides, plantes modificades per evitar l’ús de químics. Ja hem vist que som capaços amb CRISPR de crear genèticament plantes que podrien sorgir a la natura a partir de processos de selecció natural i mutacions espontànies.

És un perill?

— No ho crec, simplement demostra que pots utilitzar la tecnologia de manera molt precisa. També en animals, tot i que la biologia al darrere és més complexa i no hi ha només un gen implicat. A Sud-amèrica, per exemple, s’està modificant genèticament bestiar perquè no tingui banyes; sembla que no tenen cap utilitat i que, en canvi, es poden fer mal entre ells.

No es podrien dissenyar mosquits que no transmetessin malalties com el dengue o la malària?

— És més complicat, perquè això implica el risc de canviar dràsticament l’ecosistema.

Com veu la recerca a Europa, en comparació amb els EUA i l'Àsia?

— Encara som a la primera línia de la ciència d’excel·lència. I n’estic 100% segura perquè tenim un sistema universitari excel·lent que ofereix una educació molt bona. Ara bé, crec que clarament Europa no està invertint prou en ciència. En alguns llocs de l’Àsia, com ara a la Xina, són capaços de crear una nova universitat en cinc anys, mentre que a Alemanya, on soc ara, nou anys després encara no hem pogut començar un edifici diminut de 1.000 m2. Això és un problema. La inversió que cal fer és alta, però és crítica, perquè si no hi invertim prou perdrem la innovació i els beneficis de la innovació. I se n’anirà als EUA i a l'Àsia, és clar.

Ha canviat la seva vida després de rebre el Nobel?

— Ja havia canviat abans, dotze anys abans. De fet, el Nobel no la va millorar, en termes del nombre de peticions que rebo i que m'és impossible de respondre. En el meu cas, no va ser el Nobel sinó trobar la tecnologia, el descobriment, el que va transformar la meva vida.