L'edició genètica CRISPR és el futur del cànnabis?

Si bé la reproducció mitjançant esqueixos o clons és una pràctica antiga i efectiva de generació de cultius, no és l'estàndard a la indústria agrícola. En canvi, els agricultors usen llavors estables o llavors que creixen de manera predictible i uniforme. Molts cultivadors estan interessats en desenvolupar llavors similars per al cànem i el cànnabis medicinal; no obstant això, el procés pot requerir l'ús d'una tecnologia coneguda com a CRISPR/Cas9.

Per a aquells que no estan familiaritzats, CRISPR és una eina d'edició de gens que permet alterar l'ADN i controla quins atributs expressa l'organisme. De qualsevol manera, sense importar l'organisme editat, tenir la capacitat de fer que l'ADN sigui consistent en diversos organismes o llavors permet la uniformitat genètica sense clonació.

En resum, en comptes d'haver d'eliminar una selecció d'un hoste i crear una nova planta de cànnabis a partir d'això, la tecnologia CRISPR permet obtenir plantes uniformes. L'avantatge aquí prové del fet que la genètica dels esqueixos de cànnabis tradicionals varia al llarg del cicle de vida de la mare. A mesura que la planta mare envelleix, els esqueixos que produeix no seran uniformes. Els que es prenguin al començament del seu cicle de vida seran notablement diferents dels que es prenguin al final.

A més, els cultivadors dediquen al voltant del 20% de l'espai de cultiu de cànnabis disponible per produir esqueixos. D'aquests esqueixos, la variació entre aquests pot ser dramàtica. Per als cultivadors per exemple de cànem, on els límits de contingut en THC no són gens indulgents, les variacions al tetrahidrocannabinol entre els esqueixos poden arruïnar tota la seva collita. Aleshores, per estalviar espai, aconseguir rendiments constants i mantenir-se dins dels límits legals, la tecnologia CRISPR podria ser el camí per al futur de la indústria del cànnabis.

Què és la tècnica d'edició genètica CRISPR/Cas9?

La tècnica CRISPR (acrònim en anglès de Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, o Repeticions Palindròmiques Curtes Agrupades i Regularment Espaiades) va ser desenvolupada el 2012 per la investigadora francesa Emmanuelle Charpentier i la nord-americana Jennifer A. Doudna. CRISPR ha suposat una revolució tan gran en el món de l'enginyeria genètica i pot arribar a tenir tanta repercussió en l'àmbit científic i social, que totes dues van ser guardonades amb el Premi Nobel de Química el 2020.

És una tècnica d'edició genètica molt precisa que és capaç de tallar les seqüències de l'ADN que componen els gens. Així, els gens que determinen trets de la planta del cànnabis (com el color de les fulles, la síntesi de THC o de CBD, etc.), poden ser modificats o eliminats completament. El resultat; una planta de cànnabis dissenyada a mida amb extrema precisió.

Aquest mecanisme tan eficient, encara que ho sembli, no va néixer en un laboratori. CRISPR és un mecanisme de defensa bacterià capaç de reconèixer seqüències d'ADN víriques i tallar-les per destruir l'agent infecciós. Es tracta, doncs, d'unes tisores moleculars que aquesta dupla de científiques van aconseguir desenvolupar perquè es puguin utilitzar sobre qualsevol cèl·lula bacteriana, animal o vegetal.

Aquesta tècnica suposa un salt gegantí a l'edició genètica ia la indústria agroalimentària, un sector on els transgènics estan en evident apogeu des de fa un parell de dècades i que sempre va a la caça de les varietats més eficients. Tot i això, les plantes modificades amb aquesta tècnica no són plantes transgèniques. Això és perquè CRISPR no incorpora ADN extern, sinó que el material genètic s'edita sense necessitat d'afegir gens d'altres espècies o organismes.

Com funciona CRISPR/Cas9?

Aquestes tisores moleculars, encara que pugui semblar increïble, actuen de manera tan simple i eficaç que permeten modificar gens amb gran precisió. Els passos són els següents:

1. Seleccionar el gen que es vol modificar: els gens estan formats per cadenes d'ADN que contenen la seva informació genètica i en determinen les funcions.
2. Desenvolupar una seqüència d'ARN complementària a l'ADN d'aquest gen: aquesta cadena d'ARN és la que conforma la molècula de CRISPR, i serà capaç d'unir-se complementàriament a l'ADN del gen, com dues cremalleres que s'acoblen a la perfecció.
3. Tallar la seqüència del gen seleccionada: CRISPR porta a l'esquena les tisores Cas9. Aquesta molècula és capaç de tallar la seqüència d'ADN que ha seleccionat CRISPR per complementarietat. Mentre CRISPR serveix de guia per assenyalar el lloc a la cadena d'ADN, Cas9 talla amb precisió la seqüència seleccionada.
4. Introduir l'ADN desitjat: un cop tallat el gen o una part d'aquest, es pot introduir l'ADN que complirà aquella missió per a la qual s'ha dissenyat de forma sintètica. També podeu eliminar el gen per silenciar la seva funció.

Amb tot això, es tracta d'una tècnica de gran precisió que pot introduir molts canvis a la planta del cànnabis a una velocitat vertiginosa. Però… què suposarà CRISPR per a la indústria del cànnabis?

Millores genètiques del cànnabis amb CRISPR/Cas9

Aquesta tècnica de modificació genètica pot generar molts beneficis al sector de la marihuana. Entre ells, la uniformitat de les collites i un rendiment més gran en el cultiu, però aquestes són només algunes de les aplicacions d'aquesta innovadora tècnica:

• Major control sobre la ràtio THC/CBD en els cultius de cànem, on una concentració massa alta de THC degut a variacions genètiques pot generar grans pèrdues a causa de restriccions legals que regulen els nivells d'aquest cannabinoide psicoactiu.
• Increment de la producció de THC de les plantes, ja sigui augmentant la producció d'aquest cannabinoide als tricomes de la planta, com fent que ho produeixin també en altres parts de la planta, per generar una producció massiva.
• Increment de la producció de cannabinoides rars o minoritaris que tenen un gran potencial farmacèutic.
• Més producció de biomassa.
• Més resistència a les malalties i els factors ambientals.
• Increment dels tricomes.
• Modificacions al perfil de terpens.

Amb totes aquestes possibilitats a l'horitzó, no és estrany que els gegants de la indústria cannàbica ja estiguin gratant-se la butxaca per participar a la carrera cap a l'obtenció de les noves varietats modificades genèticament. A continuació, te'n presentem algunes i en què estan treballant actualment.

Empreses de cànnabis que ja estan utilitzant CRISPR/Cas9 per obtenir noves varietats

Ebbu és una petita companyia nord-americana amb seu a Colorado. Aquesta empresa havia dedicat els seus recursos a desenvolupar una de les primeres tècniques de CRISPR/Cas9 per editar, específicament, la planta de cànnabis. L'invent va cridar tant l'atenció a la indústria que el 2018 el gegant canadenc Canopy Growth va desemborsar més de 300 milions d'euros per comprar l'empresa, fent-se amb les investigacions i els futurs beneficis.

De moment, Ebbu ha patentat diversos mètodes per a la síntesi de cannabinoides. Utilitza la tècnica CRISPR per eliminar enzims que formen part de la producció de THC d'aquestes plantes, aconseguint que produeixin només CBD, el cannabinoide no psicoactiu del cànnabis. Amb aquesta tècnica també han aconseguit produir varietats riques a CBG, un cannabinoide amb molt potencial terapèutic. Tot i que ja existeixen al mercat varietats amb alt contingut en CBD i CBG, el procés dut a terme amb CRISPR és molt més ràpid i efectiu que el mètode tradicional de selecció i 'breeding' que de moment impera a la indústria del cànnabis.

Fer servir les capacitats d'edició del genoma podria desenvolupar plantes que mostrin trets agronòmics millorats, que farien que el cultiu de cànnabis sigui més assequible i sostenible.

Un cultiu de cànnabis d'alta producció de CBG és un exemple d'alguna cosa que pot abordar els colls d'ampolla a la indústria del cànnabis. Els cannabinoides específics són difícils d'obtenir, ja que no sempre estan disponibles en grans quantitats. A través de l'edició genètica, fomentar rendiments superiors d'aquests compostos pot solucionar el problema.

A Ebbu expliquen aquest procés comparant-ho amb el trànsit. En tancar certes rutes de viatge, la planta de cànnabis desviaria els compostos a un altre lloc, cosa que donaria com a resultat la creació de diferents substàncies. Per exemple, en reduir la producció de compostos necessaris per crear THC o CBD, altres cannabinoides es tornaran més prominents a la planta a causa de la disponibilitat de nous materials per a la seva formació.

CanBreed és una altra empresa que ha pujat al bullet train de l'edició genètica amb la tècnica de CRISPR. Gràcies a ella ha aconseguit desenvolupar llavors híbrides de primera generació (F1) amb una alta estabilitat genètica. Això és perquè, gràcies a aquesta tècnica, la descendència ja s'obté amb els trets desitjats a la primera. S'han eliminat tots els gens no desitjats, com ara la producció de THC, i s'ha aconseguit una uniformitat genètica sense precedents.

Amb les tècniques tradicionals de breeding i selecció, moltes vegades calen diverses generacions per assegurar uns alts nivells d'estabilitat i uniformitat. Tot i així, i malgrat els alts estàndards de qualitat que ofereixen els bancs de llavors més prestigiosos del mercat, hi ha molts cultivadors que prefereixen assegurar-se que els seus cultius seran sempre igual a través dels esqueixos. Amb les varietats editades per CRISPR, els cultivadors ja no haurien de conservar un fenotip determinat a través d'una planta mare, atès que les seves plantes de cànnabis són totes iguals i no n'hi ha una de millor que una altra; totes són igual d'eficients, el somni de tot cultivador.

De moment, CanBreed ja compta amb llavors de cànem lliures de THC i més resistència als fongs, tota una revolució al mercat que els ha portat a expandir-se del seu Israel natal a San Diego, a Califòrnia. Sembla que el negoci de l'edició genètica genera fruits ràpidament per a aquells que s'atreveixen a invertir en el seu desenvolupament, però... aquest és el futur del cànnabis?

El futur del cànnabis modificat genèticament

Cal tenir en compte que la tecnologia CRISPR només ha estat disponible comercialment des del 2012, per la qual cosa portarà un temps que totes les seves implementacions arribin al mercat. Tot i això, el potencial d'innovació i estabilització de les genètiques de cànnabis a través d'aquesta tecnologia és emocionant.

Sense estandardització i regulació, la indústria del cànnabis no pot ser seriosa. Per tant, la legislació ha de comprendre cada cop més els riscos i les necessitats de prova per a un sector en plena expansió. El seguiment i la traçabilitat des de la llavor fins a la venda és una innovació important. Tot i això, aquesta mateixa tecnologia combinada amb llavors estables o cànnabis CRISPR podria canviar les regles del joc. En lloc de representar una opció corporativa malvada, aquesta tecnologia podria ser allò que fa del cànnabis una alternativa farmacèutica consistent, assequible i poderosa.

Però, malgrat els beneficis que pot generar aquesta innovadora tècnica, no tot són bones notícies per a les empreses que decideixen apostar-hi. L'escriptor i filòsof britànic Aldous Huxley ja va plantejar aquesta qüestió gairebé un segle abans que les tisores de CRISPR sortissin dels bacteris per revolucionar el mercat del cànnabis: Un món genèticament perfecte és un món feliç?

Encara són molts els cultivadors de cànnabis que no veuen amb bons ulls els cultius modificats genèticament i que prefereixen consumir marihuana orgànica i de cultiu tradicional. D'altra banda, mentre la indústria farmacèutica no posa pegues a la modificació genètica per poder crear ràpidament varietats a mesura que satisfacin diferents necessitats, aquí el problema és un altre.

Alguns experts asseguren que els cannabinoides, per ells mateixos, no tindran el mateix efecte terapèutic que el cànnabis medicinal que s'utilitza avui dia. Això pot passar a causa de la interacció sinèrgica que es dóna entre aquests cannabinoides i els centenars de compostos de la planta. Aquesta interacció rep el nom d'“efecte seguici” i defensa que diversos components de la planta (cannabinoides, terpens, flavonoides…) actuen sinèrgicament per potenciar les seves propietats entre si, fent que els seus efectes siguin més grans que els d'un mateix component aïllat. Aquesta interacció encara s'ha d'investigar a fons, ja que pot fer trontollar la producció de varietats modificades amb aquesta finalitat.

És probable que les llavors estables, el cànnabis desenvolupat amb CRISPR o els compostos de cànnabis cultivats al laboratori mitjançant un bioreactor siguin el camí a seguir pel cànnabis farmacèutic. Però tu creus que aquest és el futur de la indústria del cànnabis? És aquest l'inici d'“un món feliç” per a la marihuana?