How CRISPR lets us edit our DNA | Jennifer Doudna

Traductor: Lidia Cámara de la Fuente Revisor: Sebastian Betti

A few years ago,

Hace unos pocos años,

with my colleague, Emmanuelle Charpentier,

con mi colega, Emmanuelle Charpentier,

I invented a new technology for editing genomes.

inventé una nueva tecnología para editar genomas.

It's called CRISPR-Cas9.

Se llama CRISPR-Cas9.

The CRISPR technology allows scientists to make changes

La tecnología CRISPR permite a los científicos realizar cambios

to the DNA in cells

en el ADN de las células

that could allow us to cure genetic disease.

lo que podría permitirnos curar enfermedades genéticas.

You might be interested to know

Quizá les interese saber

that the CRISPR technology came about through a basic research project

que la tecnología CRISPR se desarrolló en un proyecto de investigación básica

that was aimed at discovering how bacteria fight viral infections.

cuyo objetivo era descubrir cómo las bacterias combaten infecciones virales.

Bacteria have to deal with viruses in their environment,

Las bacterias tienen que lidiar con los virus en su entorno,

and we can think about a viral infection like a ticking time bomb --

y podemos pensar en una infección viral como una bomba de relojería,

a bacterium has only a few minutes to defuse the bomb

una bacteria tiene solo unos minutos para desactivar la bomba

before it gets destroyed.

antes de que sea destruida.

So, many bacteria have in their cells an adaptive immune system called CRISPR,

Muchas bacterias tienen en sus células un sistema inmune adaptativo llamado CRISPR,

that allows them to detect viral DNA and destroy it.

que les permite detectar el ADN viral y destruirlo.

Part of the CRISPR system is a protein called Cas9,

Parte del sistema CRISPR es una proteína llamada Cas9,

that's able to seek out, cut and eventually degrade viral DNA

que puede buscar, cortar y eventualmente degradar el ADN viral

in a specific way.

de una manera específica.

And it was through our research

Y fue por nuestra investigación

to understand the activity of this protein, Cas9,

para entender la actividad de esta proteína, Cas9,

that we realized that we could harness its function

que descubrimos que podíamos aprovechar su función

as a genetic engineering technology --

como una tecnología de ingeniería genética.

a way for scientists to delete or insert specific bits of DNA into cells

Una forma para que los científicos eliminen o inserten bits específicos

with incredible precision --

de ADN en células con increíble precisión,

that would offer opportunities

lo que ofrecería oportunidades

to do things that really haven't been possible in the past.

para hacer cosas que realmente no fueron posibles en el pasado.

The CRISPR technology has already been used

La tecnología CRISPR ya se ha usado

to change the DNA in the cells of mice and monkeys,

para cambiar el ADN en las células de ratones y monos,

other organisms as well.

y de otros organismos también.

Chinese scientists showed recently

Científicos chinos mostraron recientemente

that they could even use the CRISPR technology

que incluso podrían usar la tecnología CRISPR

to change genes in human embryos.

para cambiar genes en embriones humanos.

And scientists in Philadelphia showed they could use CRISPR

Y científicos en Filadelfia mostraron que podían usar CRISPR

to remove the DNA of an integrated HIV virus

para eliminar el ADN de un virus VIH integrado

from infected human cells.

a partir de células humanas infectadas.

The opportunity to do this kind of genome editing

La oportunidad de hacer este tipo de edición genoma

also raises various ethical issues that we have to consider,

también plantea cuestiones éticas que tenemos que considerar,

because this technology can be employed not only in adult cells,

porque esta tecnología puede emplearse no solo en células adultas,

but also in the embryos of organisms,

sino también en los embriones de los organismos,

including our own species.

incluyendo nuestra propia especie.

And so, together with my colleagues,

Y así, junto con mis colegas, he hecho un llamado

I've called for a global conversation about the technology that I co-invented,

para una conversación global sobre la tecnología que he coinventado,

so that we can consider all of the ethical and societal implications

y considerar todas las implicaciones éticas y sociales

of a technology like this.

de una tecnología como esta.

What I want to do now is tell you what the CRISPR technology is,

Lo que quiero hacer ahora es explicar qué es la tecnología CRISPR,

what it can do,

qué puede hacer con ella,

where we are today

dónde estamos hoy.

and why I think we need to take a prudent path forward

Por eso creo que hay que optar por un camino prudente

in the way that we employ this technology.

en la forma en que empleamos esta tecnología.

When viruses infect a cell, they inject their DNA.

Cuando los virus infectan una célula, inyectan su ADN.

And in a bacterium,

Y en una bacteria,

the CRISPR system allows that DNA to be plucked out of the virus,

el sistema de CRISPR permite que el ADN se extraiga del virus,

and inserted in little bits into the chromosome --

y se inserte en pequeños trozos en el cromosoma,

the DNA of the bacterium.

del ADN de la bacteria.

And these integrated bits of viral DNA get inserted at a site called CRISPR.

Y estos trozos integrados de ADN viral se insertan en un sitio llamado CRISPR.

CRISPR stands for clustered regularly interspaced short palindromic repeats.

CRISPR significa repeticiones palíndromas cortas espaciadas agrupadas regularmente.

(Laughter)

(Risas)

A big mouthful -- you can see why we use the acronym CRISPR.

Bastante pomposo... ahora entienden por qué usamos el acrónimo CRISPR.

It's a mechanism that allows cells to record, over time,

Es un mecanismo que permite a las células grabar, con el tiempo,

the viruses they have been exposed to.

los virus a los que han estado expuestas.

And importantly, those bits of DNA are passed on to the cells' progeny,

Y más importante, esos pedacitos de ADN se transmiten a la progenie de la célula,

so cells are protected from viruses not only in one generation,

para proteger a las células de los virus no solo en una generación,

but over many generations of cells.

sino a través de muchas generaciones de células.

This allows the cells to keep a record of infection,

Esto permite a las células mantener un registro de la infección,

and as my colleague, Blake Wiedenheft, likes to say,

y como a mi colega Blake Wiedenheft le gusta decir,

the CRISPR locus is effectively a genetic vaccination card in cells.

el locus CRISPR es una tarjeta de vacunación genética para las células.

Once those bits of DNA have been inserted into the bacterial chromosome,

Una vez que esos trozos de ADN se han insertado en el cromosoma bacteriano,

the cell then makes a little copy of a molecule called RNA,

la célula hace una pequeña copia de una molécula llamada ARN,

which is orange in this picture,

de color naranja en esta imagen,

that is an exact replicate of the viral DNA.

que es una réplica exacta del ADN viral.

RNA is a chemical cousin of DNA,

El ARN es un primo químico del ADN,

and it allows interaction with DNA molecules

y permite la interacción con moléculas de ADN

that have a matching sequence.

con una secuencia emparejada.

So those little bits of RNA from the CRISPR locus

Así que esos pequeños trozos de ARN del locus CRISPR

associate -- they bind -- to protein called Cas9,

asociados, se unen a la proteína llamada Cas9,

which is white in the picture,

de color blanco en la imagen,

and form a complex that functions like a sentinel in the cell.

que forma un complejo que funciona como un centinela en la célula.

It searches through all of the DNA in the cell,

Se busca a través de todo el ADN en la célula,

to find sites that match the sequences in the bound RNAs.

para encontrar sitios que coincidan con las secuencias en los ARN unidos.

And when those sites are found --

Y al encontrase estos sitios,

as you can see here, the blue molecule is DNA --

-- se puede ver aquí, la molécula de ADN es azul --

this complex associates with that DNA

este complejo se asocia con el ADN

and allows the Cas9 cleaver to cut up the viral DNA.

y permite que la cuchilla Cas9 corte el ADN viral.

It makes a very precise break.

Hace una pausa muy precisa.

So we can think of the Cas9 RNA sentinel complex

Así que podemos pensar en el complejo centinela Cas9 ARN

like a pair of scissors that can cut DNA --

como un par de tijeras que pueden cortar el ADN,

it makes a double-stranded break in the DNA helix.

Hace un descanso de doble cadena en la hélice del ADN.

And importantly, this complex is programmable,

Y lo más importante, este complejo es programable,

so it can be programmed to recognize particular DNA sequences,

lo que se puede programar para reconocer secuencias de ADN particulares,

and make a break in the DNA at that site.

y hacer un corte en el ADN en ese sitio.

As I'm going to tell you now,

Como diré ahora,

we recognized that that activity could be harnessed for genome engineering,

vimos que esa actividad podría ser aprovechada por la ingeniería del genoma,

to allow cells to make a very precise change to the DNA

y hacer posible que se hagan cambios muy precisos en el ADN de las células

at the site where this break was introduced.

en el sitio donde se introdujo esta ruptura.

That's sort of analogous

En cierto modo es similar

to the way that we use a word-processing program

a la forma de usar un programa de procesamiento de textos

to fix a typo in a document.

para corregir un error tipográfico en un documento.

The reason we envisioned using the CRISPR system for genome engineering

La razón para imaginar el uso del sistema CRISPR para la ingeniería del genoma

is because cells have the ability to detect broken DNA

es porque las células tienen la capacidad de detectar el ADN roto

and repair it.

y repararlo.

So when a plant or an animal cell detects a double-stranded break in its DNA,

Cuando una célula vegetal o animal detecta un corte de doble cadena en su ADN,

it can fix that break,

se puede arreglar ese corte,

either by pasting together the ends of the broken DNA

ya sea pegando los extremos del ADN roto

with a little, tiny change in the sequence of that position,

con un pequeño cambio en la secuencia de esa posición,

or it can repair the break by integrating a new piece of DNA at the site of the cut.

o se puede reparar integrando una nueva pieza de ADN en el lugar del corte.

So if we have a way to introduce double-stranded breaks into DNA

Si tenemos una forma de introducir cortes de doble cadena en el ADN

at precise places,

en lugares precisos,

we can trigger cells to repair those breaks,

podemos activar las células para reparar esos cortes,

by either the disruption or incorporation of new genetic information.

ya sea por interrupción o incorporación de nueva información genética.

So if we were able to program the CRISPR technology

Así que si hemos podido programar la tecnología CRISPR

to make a break in DNA

para hacer un corte en el ADN

at the position at or near a mutation causing cystic fibrosis, for example,

en la posición de una mutación causante de la fibrosis quística, por ejemplo,

we could trigger cells to repair that mutation.

podríamos activar células para reparar esa mutación.

Genome engineering is actually not new, it's been in development since the 1970s.

La ingeniería del genoma viene desarrollándose desde 1970.

We've had technologies for sequencing DNA,

Se han obtenido tecnologías para secuenciar el ADN,

for copying DNA,

para copiar el ADN,

and even for manipulating DNA.

e incluso para la manipulación de ADN.

And these technologies were very promising,

Y estas tecnologías eran muy prometedoras,

but the problem was that they were either inefficient,

pero el problema resultaba que eran tan ineficaces,

or they were difficult enough to use

o tan difíciles de usar que

that most scientists had not adopted them for use in their own laboratories,

muchos científicos no aprobaban su uso en sus propios laboratorios,

or certainly for many clinical applications.

o así también su uso en muchos aplicaciones clínicas.

So, the opportunity to take a technology like CRISPR and utilize it has appeal,

Con una tecnología como CRISPR es atractiva su utilización,

because of its relative simplicity.

debido a su relativa simplicidad.

We can think of older genome engineering technologies

Podemos pensar en tecnología de ingeniería del genoma antigua

as similar to having to rewire your computer

tan similar a tener que volver a reconectar la computadora

each time you want to run a new piece of software,

cada vez que se desee ejecutar un nuevo software.

whereas the CRISPR technology is like software for the genome,

Sin embargo, la tecnología CRISPR es como software para el genoma,

we can program it easily, using these little bits of RNA.

se puede programar fácilmente, usando estos pequeños trozos de ARN.

So once a double-stranded break is made in DNA,

Así que una vez un corte de doble cadena se hace con el ADN,

we can induce repair,

podemos inducir la reparación,

and thereby potentially achieve astounding things,

y por lo tanto, lograr potencialmente cosas asombrosas,

like being able to correct mutations that cause sickle cell anemia

como corregir mutaciones que causan la anemia de células falciformes

or cause Huntington's Disease.

o que causan la enfermedad de Huntington.

I actually think that the first applications of the CRISPR technology

De hecho, creo que las primeras aplicaciones de la tecnología CRISPR

are going to happen in the blood,

ocurrirán en la sangre,

where it's relatively easier to deliver this tool into cells,

donde es relativamente más fácil transferir esto dentro de las células,

compared to solid tissues.

en comparación con tejidos sólidos.

Right now, a lot of the work that's going on

En este momento, una gran parte del trabajo

applies to animal models of human disease, such as mice.

se aplica a modelos animales, como ratones, con enfermedades humanas

The technology is being used to make very precise changes

La tecnología se usa para realizar cambios muy precisos

that allow us to study the way that these changes in the cell's DNA

que nos permiten estudiar estos cambios en el ADN de la célula

affect either a tissue or, in this case, an entire organism.

que afectan a un tejido o, en este caso, un organismo entero.

Now in this example,

En este ejemplo,

the CRISPR technology was used to disrupt a gene

la tecnología CRISPR se usó para alterar un gen

by making a tiny change in the DNA

haciendo un pequeño cambio en el ADN

in a gene that is responsible for the black coat color of these mice.

en un gen responsable de la capa de color negro de estos ratones.

Imagine that these white mice differ from their pigmented litter-mates

Estos ratones blancos se diferencian de sus hermanos de camada pigmentados

by just a tiny change at one gene in the entire genome,

solo por un pequeño cambio en un gen en el genoma,

and they're otherwise completely normal.

y son aún así completamente normal.

And when we sequence the DNA from these animals,

Y cuando secuenciamos el ADN de estos animales,

we find that the change in the DNA

nos encontramos con que el cambio en el ADN

has occurred at exactly the place where we induced it,

ha ocurrido exactamente en el lugar donde se indujo,

using the CRISPR technology.

usando la tecnología de CRISPR.

Additional experiments are going on in other animals

Experimentos adicionales se hacen en otros animales

that are useful for creating models for human disease,

útiles para la creación de modelos para la enfermedad humana,

such as monkeys.

tales como monos.

And here we find that we can use these systems

Y aquí vemos que podemos usar estos sistemas

to test the application of this technology in particular tissues,

para probar la aplicación de esta tecnología en tejidos particulares,

for example, figuring out how to deliver the CRISPR tool into cells.

por ejemplo, encontrar cómo transferir la herramienta CRISPR en las células.

We also want to understand better

También queremos entender mejor

how to control the way that DNA is repaired after it's cut,

la manera de controlar cómo el ADN se repara después del corte,

and also to figure out how to control and limit any kind of off-target,

y encontrar la manera de controlar y limitar los elementos fuera del objetivo,

or unintended effects of using the technology.

o efectos involuntarios del uso de la tecnología.

I think that we will see clinical application of this technology,

Creo que veremos la aplicación clínica de esta tecnología,

certainly in adults,

sin duda en los adultos,

within the next 10 years.

dentro de los próximos 10 años.

I think that it's likely that we will see clinical trials

Creo que lo más probable es que veamos los ensayos clínicos

and possibly even approved therapies within that time,

y posiblemente incluso terapias dentro en ese tiempo,

which is a very exciting thing to think about.

lo que emociona pensar.

And because of the excitement around this technology,

Y debido a la emoción en torno a esta tecnología,

there's a lot of interest in start-up companies

hay un gran interés de empresas de nueva creación

that have been founded to commercialize the CRISPR technology,

fundadas para comercializar la tecnología CRISPR,

and lots of venture capitalists

y muchos inversores de riesgo

that have been investing in these companies.

que han invertido en estas empresas.

But we have to also consider

Pero hay que considerar también

that the CRISPR technology can be used for things like enhancement.

que la tecnología CRISPR se puede usar para mejoras.

Imagine that we could try to engineer humans

Imaginemos que se intentara diseñar humanos

that have enhanced properties, such as stronger bones,

con propiedades mejoradas, como huesos más fuertes,

or less susceptibility to cardiovascular disease

o menos susceptibilidad a enfermedades cardiovasculares

or even to have properties

o incluso con propiedades

that we would consider maybe to be desirable,

que consideramos quizá deseables,

like a different eye color or to be taller, things like that.

como un color de ojos diferentes o ser más altos y cosas así.

"Designer humans," if you will.

"Humanos de diseño", si se quiere.

Right now, the genetic information

En este momento, la información genética

to understand what types of genes would give rise to these traits

para entender qué tipos de genes dan lugar a estos rasgos

is mostly not known.

en su mayoría no se conocen.

But it's important to know

Pero es importante saber

that the CRISPR technology gives us a tool to make such changes,

que CRISPR es una herramienta para hacer este tipo de cambios,

once that knowledge becomes available.

una vez que el conocimiento esté disponible.

This raises a number of ethical questions that we have to carefully consider,

Esto plantea cuestiones éticas que hay que considerar cuidadosamente,

and this is why I and my colleagues have called for a global pause

y por eso mis colegas y yo hemos hecho una llamada a una pausa mundial

in any clinical application of the CRISPR technology in human embryos,

para cualquier aplicación clínica de CRISPR en embriones humanos,

to give us time

para darnos tiempo

to really consider all of the various implications of doing so.

y considerar realmente todas las diversas implicaciones al hacerlo.

And actually, there is an important precedent for such a pause

Y en realidad, es un precedente importante en una pausa tal

from the 1970s,

desde la década de 1970,

when scientists got together

cuando los científicos se reunieron

to call for a moratorium on the use of molecular cloning,

para pedir una moratoria en el uso de la clonación molecular,

until the safety of that technology could be tested carefully and validated.

hasta asegurar que la tecnología fuese probada cuidadosamente y validada.

So, genome-engineered humans are not with us yet,

Así, los humanos de ingeniería genética aún no están con nosotros,

but this is no longer science fiction.

pero esto ya no es ciencia ficción.

Genome-engineered animals and plants are happening right now.

Animales y plantas de ingeniería genética están sucediendo en este momento.

And this puts in front of all of us a huge responsibility,

Y esto nos enfrenta a todos con una gran responsabilidad,

to consider carefully both the unintended consequences

de considerar prudentemente tanto las consecuencias no deseadas

as well as the intended impacts of a scientific breakthrough.

como los impactos previstos de un avance científico.

Thank you.

Gracias.

(Applause)

(Aplausos)

(Applause ends)

(Aplausos termina)

Bruno Giussani: Jennifer, this is a technology with huge consequences,

Bruno Giussani: Jennifer, es una tecnología con enormes consecuencias,

as you pointed out.

como has señalado.

Your attitude about asking for a pause or a moratorium or a quarantine

Tu actitud en pedir una pausa o moratoria o cuarentena

is incredibly responsible.

es increíblemente responsable.

There are, of course, the therapeutic results of this,

Hay, claro, resultados terapéuticos de esta tecnología,

but then there are the un-therapeutic ones

pero luego están los no terapéuticos

and they seem to be the ones gaining traction,

y parecen ser que son los que ganan,

particularly in the media.

en los medios de comunicación.

This is one of the latest issues of The Economist -- "Editing humanity."

Este es un número de la revista The Economist, "Edición de la humanidad".

It's all about genetic enhancement, it's not about therapeutics.

Todo es cuestión de mejoramiento genético, no se trata de la terapéutica.

What kind of reactions did you get back in March

¿Qué reacciones recibiste en marzo

from your colleagues in the science world,

de tus colegas en el mundo de la ciencia,

when you asked or suggested

cuando pediste o sugeriste

that we should actually pause this for a moment and think about it?

que debemos hacer una pausa por un momento y pensar en ello?

Jennifer Doudna: My colleagues were actually, I think, delighted

Jennifer Doudna: Mis compañeros, creo yo, estaban encantados

to have the opportunity to discuss this openly.

de tener la oportunidad de discutir esto abiertamente.

It's interesting that as I talk to people,

Es interesante que cuando hablo con la gente,

my scientific colleagues as well as others,

mis colegas científicos, así como otros,

there's a wide variety of viewpoints about this.

hay una gran variedad de puntos de vista al respecto.

So clearly it's a topic that needs careful consideration and discussion.

Por eso está claro que es un tema que requiere de cuidadosa consideración.

BG: There's a big meeting happening in December

BG: Habrá una gran reunión en diciembre

that you and your colleagues are calling,

donde tú y tus colegas participan

together with the National Academy of Sciences and others,

junto con la Academia Nacional de Ciencias y otros,

what do you hope will come out of the meeting, practically?

¿qué esperas que saldrá de la reunión, en la práctica?

JD: Well, I hope that we can air the views

JD: Bueno, espero que intercambiar opiniones

of many different individuals and stakeholders

de muchos individuos y grupos de interés diferentes

who want to think about how to use this technology responsibly.

quienes piensan en cómo usar esta tecnología de manera responsable.

It may not be possible to come up with a consensus point of view,

Puede que no sea posible llegar a un punto de vista consensuado,

but I think we should at least understand

pero creo que por lo menos debemos entender

what all the issues are as we go forward.

que son estos temas a medida que avanzamos.

BG: Now, colleagues of yours,

BG: Colegas tuyos,

like George Church, for example, at Harvard,

como George Church en Harvard,

they say, "Yeah, ethical issues basically are just a question of safety.

dice: "Sí, cuestiones éticas, son solo una cuestión de seguridad.

We test and test and test again, in animals and in labs,

Probamos y probamos otra vez en animales y en laboratorios,

and then once we feel it's safe enough, we move on to humans."

y una vez que nos sentirmos seguros, pasamos a los seres humanos".

So that's kind of the other school of thought,

Eso pertenece a la otra escuela de pensamiento,

that we should actually use this opportunity and really go for it.

de que debemos aprovechar esta oportunidad e ir a por ello.

Is there a possible split happening in the science community about this?

¿Existe una posible división en la comunidad científica por esto?

I mean, are we going to see some people holding back

Quiero decir, vamos a ver a algunas personas frenando

because they have ethical concerns,

debido a preocupaciones éticas,

and some others just going forward

y otros solo avanzando

because some countries under-regulate or don't regulate at all?

debido a que algunos países regulan poco o nada?

JD: Well, I think with any new technology, especially something like this,

JD: Con cualquier nueva tecnología, especialmente algo como esto,

there are going to be a variety of viewpoints,

generará una gran variedad de puntos de vista,

and I think that's perfectly understandable.

y creo que eso es perfectamente comprensible.

I think that in the end,

Creo que, al final,

this technology will be used for human genome engineering,

esta tecnología se usará para la ingeniería del genoma humano,

but I think to do that without careful consideration and discussion

pero creo que hacer eso sin una consideración cuidadosa

of the risks and potential complications

de los riesgos y posibles complicaciones

would not be responsible.

no sería responsable.

BG: There are a lot of technologies and other fields of science

BG: Hay una gran cantidad de tecnologías en otros campos de la ciencia

that are developing exponentially, pretty much like yours.

que están desarrollando de manera exponencial, como tú.

I'm thinking about artificial intelligence, autonomous robots and so on.

Pensando en la inteligencia artificial, robots autónomos, etc.

No one seems --

nadie parece,

aside from autonomous warfare robots --

a excepción de los robots autónomas de guerra,

nobody seems to have launched a similar discussion in those fields,

nadie parece haber iniciado una discusión similar en esos campos,

in calling for a moratorium.

para pedir una moratoria.

Do you think that your discussion may serve as a blueprint for other fields?

¿Crees que la discusión puede servir de modelo para otros campos?

JD: Well, I think it's hard for scientists to get out of the laboratory.

JD: Creo que es difícil para los científicos salir del laboratorio.

Speaking for myself,

Hablando por mí ahora mismo,

it's a little bit uncomfortable to do that.

es un poco incómodo hacerlo.

But I do think that being involved in the genesis of this

Pero sí creo que estar implicada en la génesis de esto

really puts me and my colleagues in a position of responsibility.

nos coloca a mis colegas y a mí en una posición de responsabilidad.

And I would say that I certainly hope that other technologies

Y diría que sin duda espero que otras tecnologías

will be considered in the same way,

sean consideradas de la misma manera,

just as we would want to consider something that could have implications

al igual que nos gustaría considerar algo que podría tener implicaciones

in other fields besides biology.

en otros campos además de la biología.

BG: Jennifer, thanks for coming to TED.

BG: Jennifer, gracias por venir a TED.

JD: Thank you.

JD: Gracias.

(Applause)

(Aplausos)