¿Es la edición genética CRISPR el futuro del cannabis?

Si bien la reproducción mediante esquejes o clones es una práctica antigua y efectiva de generación de cultivos, no es el estándar en la industria agrícola. En cambio, los agricultores usan semillas estables o semillas que crecen de manera predecible y uniforme. Muchos cultivadores están interesados ​​en desarrollar semillas similares para el cáñamo y el cannabis medicinal; sin embargo, el proceso puede requerir el uso de una tecnología conocida como CRISPR/Cas9.

Para aquellos que no están familiarizados, CRISPR es una herramienta de edición de genes que permite alterar el ADN, controlando qué atributos expresa el organismo. De cualquier manera, sin importar el organismo editado, tener la capacidad de hacer que el ADN sea consistente en varios organismos o semillas permite la uniformidad genética sin clonación.

En resumen, en lugar de tener que eliminar una selección de un huésped y luego crear una nueva planta de cannabis a partir de eso, la tecnología CRISPR permite obtener plantas uniformes. La ventaja aquí proviene del hecho de que la genética de los esquejes de cannabis tradicionales varía a lo largo del ciclo de vida de la madre. A medida que la planta madre envejece, los esquejes que produce no serán uniformes. Los que se tomen al comienzo de su ciclo de vida serán notablemente diferentes de los que se tomen al final.

Además, los cultivadores dedican alrededor del 20 % del espacio de cultivo de cannabis disponible para producir esquejes. De estos esquejes, la variación entre ellos puede ser dramática. Para los cultivadores por ejemplo de cáñamo, donde los límites de contenido en THC no son nada indulgentes, las variaciones en el tetrahidrocannabinol entre los esquejes pueden arruinar toda su cosecha. Entonces, para ahorrar espacio, lograr rendimientos constantes y mantenerse dentro de los límites legales, la tecnología CRISPR podría ser el camino para el futuro de la industria del cannabis.

¿Qué es la técnica de edición genética CRISPR/Cas9?

La técnica CRISPR (acrónimo en inglés de ‘Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats’, o Repeticiones Palindrómicas Cortas Agrupadas y Regularmente Espaciadas) fue desarrollada en 2012 por la investigadora francesa Emmanuelle Charpentier y la estadounidense Jennifer A. Doudna. CRISPR ha supuesto tal revolución en el mundo de la ingeniería genética y puede llegar a tener tanta repercusión en el ámbito científico y social, que ambas fueron galardonadas con el Premio Nobel de Química en 2020.

Emmanuelle Charpentier y Jennifer A. Doudna recibieron el premio Nobel de Química por su técnica que ha revolucionado la tecnología genética y les ha proporcionado algunos de los premios más importantes; entre ellos, el Princesa de Asturias de Investigación en 2015
Emmanuelle Charpentier y Jennifer A. Doudna recibieron el Nobel de Química por su técnica que ha revolucionado la tecnología genética y les ha proporcionado algunos de los premios más importantes; entre ellos, el Princesa de Asturias de Investigación en 2015

Se trata de una técnica de edición genética muy precisa que es capaz de cortar las secuencias del ADN que componen los genes. De este modo, los genes que determinan rasgos de la planta del cannabis (como el color de las hojas, la síntesis de THC o de CBD, etc), pueden ser modificados o eliminados completamente. El resultado; una planta de cannabis diseñada a medida con extrema precisión.

Este mecanismo tan eficiente, aunque lo parezca, no nació en un laboratorio. CRISPR es un mecanismo de defensa bacteriano que es capaz de reconocer secuencias de ADN víricas y cortarlas para destruir el agente infeccioso. Se trata, así pues, de unas tijeras moleculares que esta dupla de científicas consiguieron desarrollar para que puedan utilizarse sobre cualquier célula bacteriana, animal o vegetal.

Esta técnica supone un salto gigantesco en la edición genética y en la industria agroalimentaria, un sector donde los transgénicos vienen pegando fuerte desde hace un par de décadas y que siempre anda a la caza de las variedades más eficientes. Sin embargo, las plantas modificadas con esta técnica no son plantas transgénicas. Esto se debe a que CRISPR no incorpora ADN externo, sino que el material genético se edita sin necesidad de añadir genes de otras especies o organismos.

Secuenciado el genoma de la Marihuana

Un equipo de científicos canadienses ha conseguido secuenciar el genoma completo de una variedad de marihuana y compárala con el genoma del cáñamo. Se cree que esta investigación va a permitir profundizar en el estudio de Cannabis sativa y conseguir cannabioides sintéticamente encaminados a combatir enfermedades específicas.

¿Cómo funciona CRISPR/Cas9?

Estas tijeras moleculares, aunque pueda parecer increíble, actúan de una forma simple y eficaz que permite modificar genes con gran precisión. Los pasos son los siguientes:

  1. Seleccionar el gen que quiere modificarse: los genes están formados por cadenas de ADN que contienen su información genética y determina sus funciones.
  2. Desarrollar una secuencia de ARN complementaria al ADN de este gen: esta cadena de ARN es la que conforma la molécula de CRISPR, y será capaz de unirse complementariamente al ADN del gen, como dos cremalleras que se acoplan a la perfección.
  3. Cortar la secuencia del gen seleccionada: CRISPR lleva a sus espaldas las tijeras Cas9. Esta molécula es capaz de cortar la secuencia de ADN que ha seleccionado CRISPR por complementariedad. Mientras CRISPR sirve de guía para señalar el lugar en la cadena de ADN, Cas9 corta con precisión la secuencia seleccionada.
  4. Introducir el ADN deseado: una vez cortado el gen o una parte de este, puede introducirse el ADN que cumplirá con aquella misión para la que se ha diseñado de forma sintética. También puede eliminarse el gen para silenciar su función.

Con todo ello, se trata de una técnica de gran precisión que puede introducir muchos cambios en la planta del cannabis a una velocidad vertiginosa. Pero… ¿qué supondrá CRISPR para la industria del cannabis?

Una microfotografía de una célula de protoplasto vegetal aislada para su uso en un experimento de tecnología CRISPR de biotecnología
Una microfotografía de una célula de protoplasto vegetal aislada para su uso en un experimento de tecnología CRISPR de biotecnología

Mejoras genéticas del cannabis con CRISPR/Cas9

Esta técnica de modificación genética puede generar muchos beneficios en el sector de la marihuana. Entre ellos, la uniformidad de las cosechas y un mayor rendimiento en el cultivo, pero estas son solo algunas de las aplicaciones de esta innovadora técnica:

  • Mayor control sobre la ratio THC/CBD en los cultivos de cáñamo, donde una concentración demasiado alta de THC debido a variaciones genéticas puede generar grandes pérdidas debido a restricciones legales que regulan los niveles de este cannabinoide psicoactivo.
  • Incremento de la producción de THC de las plantas, ya sea aumentando la producción de este cannabinoide en los tricomas de la planta, como haciendo que lo produzcan también en otras partes de la planta, para generar una producción masiva.
  • Incremento de la producción de cannabinoides raros o minoritarios que tienen un gran potencial farmacéutico.
  • Más producción de biomasa.
  • Más resistencia a las enfermedades y factores ambientales.
  • Incremento de los tricomas.
  • Modificaciones en el perfil de terpenos.

Con todas estas posibilidades en el horizonte, no es de extrañar que los gigantes de la industria cannábica ya estén rascándose el bolsillo para participar en la carrera hacia la obtención de las nuevas variedades modificadas genéticamente. A continuación, te presentamos a algunas de ellas y en qué están trabajando en la actualidad.

Empresas de cannabis que ya están utilizando CRISPR/Cas9 para obtener nuevas variedades

Ebbu es una pequeña compañía norteamericana con sede en Colorado. Esta empresa había dedicado sus recursos a desarrollar una de las primeras técnicas de CRISPR/Cas9 para editar, específicamente, la planta de cannabis. El invento llamó tanto la atención en la industria que en 2018 el gigante canadiense Canopy Growth desembolsó más de 300 millones de euros para comprar la empresa, haciéndose con sus investigaciones y sus futuros beneficios.

Por el momento, Ebbu ha patentado varios métodos para la síntesis de cannabinoides. Utiliza la técnica CRISPR para eliminar enzimas que forman parte de la producción de THC de estas plantas, logrando que produzcan solamente CBD, el cannabinoide no psicoactivo del cannabis. Con esta técnica también han logrado producir variedades ricas en CBG, un cannabinoide con mucho potencial terapéutico. A pesar de que ya existen en el mercado variedades con alto contenido en CBD y CBG, el proceso llevado a cabo con CRISPR es mucho más rápido y efectivo que el método tradicional de selección y ‘breeding’ que por el momento impera en la industria del cannabis.

Usar las capacidades de edición del genoma podría desarrollar plantas que muestren rasgos agronómicos mejorados, que harían que el cultivo de cannabis sea más asequible y sostenible.

Un cultivo de cannabis de alta producción de CBG es un ejemplo de algo que puede abordar los cuellos de botella en la industria del cannabis. Los cannabinoides específicos son difíciles de obtener, ya que no siempre están disponibles en grandes cantidades. A través de la edición genética, fomentar rendimientos superiores de estos compuestos puede solucionar el problema.

En Ebbu explican este proceso comparándolo con el tráfico. Al cerrar ciertas rutas de viaje, la planta de cannabis desviaría los compuestos a otro lugar, lo que daría como resultado la creación de diferentes sustancias. Por ejemplo, al reducir la producción de compuestos necesarios para crear THC o CBD, otros cannabinoides se volverán más prominentes en la planta debido a la disponibilidad de nuevos materiales para su formación.

Una de las innovaciones que utilizan en Ebbu son los cannabinoides solubles en agua. Otra es la edición del genoma CRISPR, que permite la creación de cultivares de cáñamo increíblemente potentes
Una de las innovaciones que utilizan en Ebbu son los cannabinoides solubles en agua. Otra es la edición del genoma CRISPR, que permite la creación de cultivares de cáñamo increíblemente potentes

CanBreed es otra empresa que se ha subido al ‘bullet train’ de la edición genética con la técnica de CRISPR. Gracias a ella, ha logrado desarrollar semillas híbridas de primera generación (F1) con una alta estabilidad genética. Esto se debe a que, gracias a esta técnica, la descendencia ya se obtiene con los rasgos deseados a la primera. Se han eliminado todos los genes no deseados, como por ejemplo, la producción de THC, y se ha logrado una uniformidad genética sin precedentes.

Con las técnicas tradicionales de ‘breeding’ y selección, en muchas ocasiones son necesarias varias generaciones para asegurar unos altos niveles de estabilidad y uniformidad. Aún así, y a pesar de los altos estándares de calidad que ofrecen los bancos de semillas más reputados del mercado, hay muchos cultivadores que prefieren asegurarse de que sus cultivos serán siempre igual a través de los esquejes. Con las variedades editadas por CRISPR, los cultivadores ya no tendrían que conservar un fenotipo determinado a través de una planta madre, dado que sus plantas de cannabis son todas iguales y no hay una mejor que otra; todas son igual de eficientes, el sueño de todo cultivador.

Por el momento, CanBreed ya cuenta con semillas de cáñamo libres de THC y mayor resistencia a los hongos, toda una revolución en el mercado que los ha llevado a expandirse de su Israel natal a San Diego, en California. Parece que el negocio de la edición genética genera frutos rápidamente para aquellos que se atreven a invertir en su desarrollo, pero... ¿es este el futuro del cannabis?

El futuro del cannabis modificado genéticamente

Es necesario tener tener en cuenta que la tecnología CRISPR solo ha estado disponible comercialmente desde 2012, por lo que llevará un tiempo que todas sus implementaciones lleguen al mercado. Sin embargo, el potencial de innovación y estabilización de las genéticas de cannabis a través de esta tecnología es emocionante.

Sin estandarización y regulación, la industria del cannabis no puede ser seria. Por lo tanto, la legislación tiene que comprender cada vez más los riesgos y las necesidades de prueba para un sector en pleno auge. El seguimiento y la trazabilidad desde la semilla hasta la venta es una innovación importante. Sin embargo, esa misma tecnología combinada con semillas estables o cannabis CRISPR podría cambiar las reglas del juego. En lugar de representar una opción corporativa malvada, esta tecnología podría ser lo que hace del cannabis una alternativa farmacéutica consistente, asequible y poderosa.

La startup israelí CanBreed ha llegado a un acuerdo de licencia para utilizar herramientas de edición genética a fin de proporcionar a los cultivadores de cannabis semillas mejoradas (para estabilidad y resistencia a enfermedades)
La startup israelí CanBreed ha llegado a un acuerdo de licencia para utilizar herramientas de edición genética a fin de proporcionar a los cultivadores de cannabis semillas mejoradas (para estabilidad y resistencia a enfermedades)

Pero, a pesar de los beneficios que puede generar esta innovadora técnica, no todo son buenas noticias para las empresas que deciden apostar por ella. El escritor y filósofo británico Aldous Huxley ya planteó esta cuestión casi un siglo antes de que las tijeras de CRISPR salieran de las bacterias para revolucionar el mercado del cannabis: ¿Un mundo genéticamente perfecto es un mundo feliz?

Aún son muchos los cultivadores de cannabis que no ven con buenos ojos los cultivos modificados genéticamente y que prefieren consumir marihuana orgánica y de cultivo tradicional. Por otro lado, mientras la industria farmacéutica no pone pegas a la modificación genética para poder crear rápidamente variedades a medida que satisfagan diferentes necesidades, aquí el problema es otro.

Algunos expertos aseguran que los cannabinoides, por sí solos, no tendrán el mismo efecto terapéutico que el cannabis medicinal que se utiliza hoy en día. Esto puede ocurrir debido a la interacción sinérgica que se da entre estos cannabinoides y los cientos de compuestos de la planta. Esta interacción recibe el nombre de ‘efecto séquito’ y defiende que varios componentes de la planta (cannabinoides, terpenos, flavonoides…) actúan sinérgicamente para potenciar sus propiedades entre sí, haciendo que sus efectos sean mayores que los de un mismo componente aislado. Esta interacción aún debe investigarse a fondo, ya que puede hacer tambalear la producción de variedades modificadas para este fin.

Es probable que las semillas estables, el cannabis desarrollado con CRISPR o los compuestos de cannabis cultivados en laboratorio mediante un biorreactor sean el camino a seguir por el cannabis farmacéutico. Pero tú, ¿crees que este es el futuro de la industria del cannabis? ¿Es este el inicio de “un mundo feliz” para la marihuana?


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