A few years ago, with my colleague, Emmanuelle Charpentier, I invented a new technology for editing genomes. It's called CRISPR-Cas9. The CRISPR technology allows scientists to make changes to the DNA in cells that could allow us to cure genetic disease.
Hace unos pocos años, con mi colega, Emmanuelle Charpentier, inventé una nueva tecnología para editar genomas. Se llama CRISPR-Cas9. La tecnología CRISPR permite a los científicos realizar cambios en el ADN de las células lo que podría permitirnos curar enfermedades genéticas.
You might be interested to know that the CRISPR technology came about through a basic research project that was aimed at discovering how bacteria fight viral infections. Bacteria have to deal with viruses in their environment, and we can think about a viral infection like a ticking time bomb -- a bacterium has only a few minutes to defuse the bomb before it gets destroyed. So, many bacteria have in their cells an adaptive immune system called CRISPR, that allows them to detect viral DNA and destroy it.
Quizá les interese saber que la tecnología CRISPR se desarrolló en un proyecto de investigación básica cuyo objetivo era descubrir cómo las bacterias combaten infecciones virales. Las bacterias tienen que lidiar con los virus en su entorno, y podemos pensar en una infección viral como una bomba de relojería, una bacteria tiene solo unos minutos para desactivar la bomba antes de que sea destruida. Muchas bacterias tienen en sus células un sistema inmune adaptativo llamado CRISPR, que les permite detectar el ADN viral y destruirlo.
Part of the CRISPR system is a protein called Cas9, that's able to seek out, cut and eventually degrade viral DNA in a specific way. And it was through our research to understand the activity of this protein, Cas9, that we realized that we could harness its function as a genetic engineering technology -- a way for scientists to delete or insert specific bits of DNA into cells with incredible precision -- that would offer opportunities to do things that really haven't been possible in the past.
Parte del sistema CRISPR es una proteína llamada Cas9, que puede buscar, cortar y eventualmente degradar el ADN viral de una manera específica. Y fue por nuestra investigación para entender la actividad de esta proteína, Cas9, que descubrimos que podíamos aprovechar su función como una tecnología de ingeniería genética. Una forma para que los científicos eliminen o inserten bits específicos de ADN en células con increíble precisión, lo que ofrecería oportunidades para hacer cosas que realmente no fueron posibles en el pasado.
The CRISPR technology has already been used to change the DNA in the cells of mice and monkeys, other organisms as well. Chinese scientists showed recently that they could even use the CRISPR technology to change genes in human embryos. And scientists in Philadelphia showed they could use CRISPR to remove the DNA of an integrated HIV virus from infected human cells.
La tecnología CRISPR ya se ha usado para cambiar el ADN en las células de ratones y monos, y de otros organismos también. Científicos chinos mostraron recientemente que incluso podrían usar la tecnología CRISPR para cambiar genes en embriones humanos. Y científicos en Filadelfia mostraron que podían usar CRISPR para eliminar el ADN de un virus VIH integrado a partir de células humanas infectadas.
The opportunity to do this kind of genome editing also raises various ethical issues that we have to consider, because this technology can be employed not only in adult cells, but also in the embryos of organisms, including our own species. And so, together with my colleagues, I've called for a global conversation about the technology that I co-invented, so that we can consider all of the ethical and societal implications of a technology like this.
La oportunidad de hacer este tipo de edición genoma también plantea cuestiones éticas que tenemos que considerar, porque esta tecnología puede emplearse no solo en células adultas, sino también en los embriones de los organismos, incluyendo nuestra propia especie. Y así, junto con mis colegas, he hecho un llamado para una conversación global sobre la tecnología que he coinventado, y considerar todas las implicaciones éticas y sociales de una tecnología como esta.
What I want to do now is tell you what the CRISPR technology is, what it can do, where we are today and why I think we need to take a prudent path forward in the way that we employ this technology.
Lo que quiero hacer ahora es explicar qué es la tecnología CRISPR, qué puede hacer con ella, dónde estamos hoy. Por eso creo que hay que optar por un camino prudente en la forma en que empleamos esta tecnología.
When viruses infect a cell, they inject their DNA. And in a bacterium, the CRISPR system allows that DNA to be plucked out of the virus, and inserted in little bits into the chromosome -- the DNA of the bacterium. And these integrated bits of viral DNA get inserted at a site called CRISPR. CRISPR stands for clustered regularly interspaced short palindromic repeats. (Laughter)
Cuando los virus infectan una célula, inyectan su ADN. Y en una bacteria, el sistema de CRISPR permite que el ADN se extraiga del virus, y se inserte en pequeños trozos en el cromosoma, del ADN de la bacteria. Y estos trozos integrados de ADN viral se insertan en un sitio llamado CRISPR. CRISPR significa repeticiones palíndromas cortas espaciadas agrupadas regularmente. (Risas)
A big mouthful -- you can see why we use the acronym CRISPR. It's a mechanism that allows cells to record, over time, the viruses they have been exposed to. And importantly, those bits of DNA are passed on to the cells' progeny, so cells are protected from viruses not only in one generation, but over many generations of cells. This allows the cells to keep a record of infection, and as my colleague, Blake Wiedenheft, likes to say, the CRISPR locus is effectively a genetic vaccination card in cells. Once those bits of DNA have been inserted into the bacterial chromosome, the cell then makes a little copy of a molecule called RNA, which is orange in this picture, that is an exact replicate of the viral DNA. RNA is a chemical cousin of DNA, and it allows interaction with DNA molecules that have a matching sequence.
Bastante pomposo... ahora entienden por qué usamos el acrónimo CRISPR. Es un mecanismo que permite a las células grabar, con el tiempo, los virus a los que han estado expuestas. Y más importante, esos pedacitos de ADN se transmiten a la progenie de la célula, para proteger a las células de los virus no solo en una generación, sino a través de muchas generaciones de células. Esto permite a las células mantener un registro de la infección, y como a mi colega Blake Wiedenheft le gusta decir, el locus CRISPR es una tarjeta de vacunación genética para las células. Una vez que esos trozos de ADN se han insertado en el cromosoma bacteriano, la célula hace una pequeña copia de una molécula llamada ARN, de color naranja en esta imagen, que es una réplica exacta del ADN viral. El ARN es un primo químico del ADN, y permite la interacción con moléculas de ADN con una secuencia emparejada.
So those little bits of RNA from the CRISPR locus associate -- they bind -- to protein called Cas9, which is white in the picture, and form a complex that functions like a sentinel in the cell. It searches through all of the DNA in the cell, to find sites that match the sequences in the bound RNAs. And when those sites are found -- as you can see here, the blue molecule is DNA -- this complex associates with that DNA and allows the Cas9 cleaver to cut up the viral DNA. It makes a very precise break. So we can think of the Cas9 RNA sentinel complex like a pair of scissors that can cut DNA -- it makes a double-stranded break in the DNA helix. And importantly, this complex is programmable, so it can be programmed to recognize particular DNA sequences, and make a break in the DNA at that site.
Así que esos pequeños trozos de ARN del locus CRISPR asociados, se unen a la proteína llamada Cas9, de color blanco en la imagen, que forma un complejo que funciona como un centinela en la célula. Se busca a través de todo el ADN en la célula, para encontrar sitios que coincidan con las secuencias en los ARN unidos. Y al encontrase estos sitios, -- se puede ver aquí, la molécula de ADN es azul -- este complejo se asocia con el ADN y permite que la cuchilla Cas9 corte el ADN viral. Hace una pausa muy precisa. Así que podemos pensar en el complejo centinela Cas9 ARN como un par de tijeras que pueden cortar el ADN, Hace un descanso de doble cadena en la hélice del ADN. Y lo más importante, este complejo es programable, lo que se puede programar para reconocer secuencias de ADN particulares, y hacer un corte en el ADN en ese sitio.
As I'm going to tell you now, we recognized that that activity could be harnessed for genome engineering, to allow cells to make a very precise change to the DNA at the site where this break was introduced. That's sort of analogous to the way that we use a word-processing program to fix a typo in a document.
Como diré ahora, vimos que esa actividad podría ser aprovechada por la ingeniería del genoma, y hacer posible que se hagan cambios muy precisos en el ADN de las células en el sitio donde se introdujo esta ruptura. En cierto modo es similar a la forma de usar un programa de procesamiento de textos para corregir un error tipográfico en un documento.
The reason we envisioned using the CRISPR system for genome engineering is because cells have the ability to detect broken DNA and repair it. So when a plant or an animal cell detects a double-stranded break in its DNA, it can fix that break, either by pasting together the ends of the broken DNA with a little, tiny change in the sequence of that position, or it can repair the break by integrating a new piece of DNA at the site of the cut. So if we have a way to introduce double-stranded breaks into DNA at precise places, we can trigger cells to repair those breaks, by either the disruption or incorporation of new genetic information. So if we were able to program the CRISPR technology to make a break in DNA at the position at or near a mutation causing cystic fibrosis, for example, we could trigger cells to repair that mutation.
La razón para imaginar el uso del sistema CRISPR para la ingeniería del genoma es porque las células tienen la capacidad de detectar el ADN roto y repararlo. Cuando una célula vegetal o animal detecta un corte de doble cadena en su ADN, se puede arreglar ese corte, ya sea pegando los extremos del ADN roto con un pequeño cambio en la secuencia de esa posición, o se puede reparar integrando una nueva pieza de ADN en el lugar del corte. Si tenemos una forma de introducir cortes de doble cadena en el ADN en lugares precisos, podemos activar las células para reparar esos cortes, ya sea por interrupción o incorporación de nueva información genética. Así que si hemos podido programar la tecnología CRISPR para hacer un corte en el ADN en la posición de una mutación causante de la fibrosis quística, por ejemplo, podríamos activar células para reparar esa mutación.
Genome engineering is actually not new, it's been in development since the 1970s. We've had technologies for sequencing DNA, for copying DNA, and even for manipulating DNA. And these technologies were very promising, but the problem was that they were either inefficient, or they were difficult enough to use that most scientists had not adopted them for use in their own laboratories, or certainly for many clinical applications. So, the opportunity to take a technology like CRISPR and utilize it has appeal, because of its relative simplicity. We can think of older genome engineering technologies as similar to having to rewire your computer each time you want to run a new piece of software, whereas the CRISPR technology is like software for the genome, we can program it easily, using these little bits of RNA.
La ingeniería del genoma viene desarrollándose desde 1970. Se han obtenido tecnologías para secuenciar el ADN, para copiar el ADN, e incluso para la manipulación de ADN. Y estas tecnologías eran muy prometedoras, pero el problema resultaba que eran tan ineficaces, o tan difíciles de usar que muchos científicos no aprobaban su uso en sus propios laboratorios, o así también su uso en muchos aplicaciones clínicas. Con una tecnología como CRISPR es atractiva su utilización, debido a su relativa simplicidad. Podemos pensar en tecnología de ingeniería del genoma antigua tan similar a tener que volver a reconectar la computadora cada vez que se desee ejecutar un nuevo software. Sin embargo, la tecnología CRISPR es como software para el genoma, se puede programar fácilmente, usando estos pequeños trozos de ARN.
So once a double-stranded break is made in DNA, we can induce repair, and thereby potentially achieve astounding things, like being able to correct mutations that cause sickle cell anemia or cause Huntington's Disease. I actually think that the first applications of the CRISPR technology are going to happen in the blood, where it's relatively easier to deliver this tool into cells, compared to solid tissues.
Así que una vez un corte de doble cadena se hace con el ADN, podemos inducir la reparación, y por lo tanto, lograr potencialmente cosas asombrosas, como corregir mutaciones que causan la anemia de células falciformes o que causan la enfermedad de Huntington. De hecho, creo que las primeras aplicaciones de la tecnología CRISPR ocurrirán en la sangre, donde es relativamente más fácil transferir esto dentro de las células, en comparación con tejidos sólidos.
Right now, a lot of the work that's going on applies to animal models of human disease, such as mice. The technology is being used to make very precise changes that allow us to study the way that these changes in the cell's DNA affect either a tissue or, in this case, an entire organism.
En este momento, una gran parte del trabajo se aplica a modelos animales, como ratones, con enfermedades humanas La tecnología se usa para realizar cambios muy precisos que nos permiten estudiar estos cambios en el ADN de la célula que afectan a un tejido o, en este caso, un organismo entero.
Now in this example, the CRISPR technology was used to disrupt a gene by making a tiny change in the DNA in a gene that is responsible for the black coat color of these mice. Imagine that these white mice differ from their pigmented litter-mates by just a tiny change at one gene in the entire genome, and they're otherwise completely normal. And when we sequence the DNA from these animals, we find that the change in the DNA has occurred at exactly the place where we induced it, using the CRISPR technology.
En este ejemplo, la tecnología CRISPR se usó para alterar un gen haciendo un pequeño cambio en el ADN en un gen responsable de la capa de color negro de estos ratones. Estos ratones blancos se diferencian de sus hermanos de camada pigmentados solo por un pequeño cambio en un gen en el genoma, y son aún así completamente normal. Y cuando secuenciamos el ADN de estos animales, nos encontramos con que el cambio en el ADN ha ocurrido exactamente en el lugar donde se indujo, usando la tecnología de CRISPR.
Additional experiments are going on in other animals that are useful for creating models for human disease, such as monkeys. And here we find that we can use these systems to test the application of this technology in particular tissues, for example, figuring out how to deliver the CRISPR tool into cells. We also want to understand better how to control the way that DNA is repaired after it's cut, and also to figure out how to control and limit any kind of off-target, or unintended effects of using the technology.
Experimentos adicionales se hacen en otros animales útiles para la creación de modelos para la enfermedad humana, tales como monos. Y aquí vemos que podemos usar estos sistemas para probar la aplicación de esta tecnología en tejidos particulares, por ejemplo, encontrar cómo transferir la herramienta CRISPR en las células. También queremos entender mejor la manera de controlar cómo el ADN se repara después del corte, y encontrar la manera de controlar y limitar los elementos fuera del objetivo, o efectos involuntarios del uso de la tecnología.
I think that we will see clinical application of this technology, certainly in adults, within the next 10 years. I think that it's likely that we will see clinical trials and possibly even approved therapies within that time, which is a very exciting thing to think about. And because of the excitement around this technology, there's a lot of interest in start-up companies that have been founded to commercialize the CRISPR technology, and lots of venture capitalists that have been investing in these companies.
Creo que veremos la aplicación clínica de esta tecnología, sin duda en los adultos, dentro de los próximos 10 años. Creo que lo más probable es que veamos los ensayos clínicos y posiblemente incluso terapias dentro en ese tiempo, lo que emociona pensar. Y debido a la emoción en torno a esta tecnología, hay un gran interés de empresas de nueva creación fundadas para comercializar la tecnología CRISPR, y muchos inversores de riesgo que han invertido en estas empresas.
But we have to also consider that the CRISPR technology can be used for things like enhancement. Imagine that we could try to engineer humans that have enhanced properties, such as stronger bones, or less susceptibility to cardiovascular disease or even to have properties that we would consider maybe to be desirable, like a different eye color or to be taller, things like that. "Designer humans," if you will. Right now, the genetic information to understand what types of genes would give rise to these traits is mostly not known. But it's important to know that the CRISPR technology gives us a tool to make such changes, once that knowledge becomes available.
Pero hay que considerar también que la tecnología CRISPR se puede usar para mejoras. Imaginemos que se intentara diseñar humanos con propiedades mejoradas, como huesos más fuertes, o menos susceptibilidad a enfermedades cardiovasculares o incluso con propiedades que consideramos quizá deseables, como un color de ojos diferentes o ser más altos y cosas así. "Humanos de diseño", si se quiere. En este momento, la información genética para entender qué tipos de genes dan lugar a estos rasgos en su mayoría no se conocen. Pero es importante saber que CRISPR es una herramienta para hacer este tipo de cambios, una vez que el conocimiento esté disponible.
This raises a number of ethical questions that we have to carefully consider, and this is why I and my colleagues have called for a global pause in any clinical application of the CRISPR technology in human embryos, to give us time to really consider all of the various implications of doing so. And actually, there is an important precedent for such a pause from the 1970s, when scientists got together to call for a moratorium on the use of molecular cloning, until the safety of that technology could be tested carefully and validated.
Esto plantea cuestiones éticas que hay que considerar cuidadosamente, y por eso mis colegas y yo hemos hecho una llamada a una pausa mundial para cualquier aplicación clínica de CRISPR en embriones humanos, para darnos tiempo y considerar realmente todas las diversas implicaciones al hacerlo. Y en realidad, es un precedente importante en una pausa tal desde la década de 1970, cuando los científicos se reunieron para pedir una moratoria en el uso de la clonación molecular, hasta asegurar que la tecnología fuese probada cuidadosamente y validada.
So, genome-engineered humans are not with us yet, but this is no longer science fiction. Genome-engineered animals and plants are happening right now. And this puts in front of all of us a huge responsibility, to consider carefully both the unintended consequences as well as the intended impacts of a scientific breakthrough.
Así, los humanos de ingeniería genética aún no están con nosotros, pero esto ya no es ciencia ficción. Animales y plantas de ingeniería genética están sucediendo en este momento. Y esto nos enfrenta a todos con una gran responsabilidad, de considerar prudentemente tanto las consecuencias no deseadas 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, as you pointed out. Your attitude about asking for a pause or a moratorium or a quarantine is incredibly responsible. There are, of course, the therapeutic results of this, but then there are the un-therapeutic ones and they seem to be the ones gaining traction, particularly in the media. This is one of the latest issues of The Economist -- "Editing humanity." It's all about genetic enhancement, it's not about therapeutics. What kind of reactions did you get back in March from your colleagues in the science world, when you asked or suggested that we should actually pause this for a moment and think about it?
Bruno Giussani: Jennifer, es una tecnología con enormes consecuencias, como has señalado. Tu actitud en pedir una pausa o moratoria o cuarentena es increíblemente responsable. Hay, claro, resultados terapéuticos de esta tecnología, pero luego están los no terapéuticos y parecen ser que son los que ganan, en los medios de comunicación. Este es un número de la revista The Economist, "Edición de la humanidad". Todo es cuestión de mejoramiento genético, no se trata de la terapéutica. ¿Qué reacciones recibiste en marzo de tus colegas en el mundo de la ciencia, cuando pediste o sugeriste que debemos hacer una pausa por un momento y pensar en ello?
Jennifer Doudna: My colleagues were actually, I think, delighted to have the opportunity to discuss this openly. It's interesting that as I talk to people, my scientific colleagues as well as others, there's a wide variety of viewpoints about this. So clearly it's a topic that needs careful consideration and discussion.
Jennifer Doudna: Mis compañeros, creo yo, estaban encantados de tener la oportunidad de discutir esto abiertamente. Es interesante que cuando hablo con la gente, mis colegas científicos, así como otros, hay una gran variedad de puntos de vista al respecto. Por eso está claro que es un tema que requiere de cuidadosa consideración.
BG: There's a big meeting happening in December that you and your colleagues are calling, together with the National Academy of Sciences and others, what do you hope will come out of the meeting, practically?
BG: Habrá una gran reunión en diciembre donde tú y tus colegas participan junto con la Academia Nacional de Ciencias y otros, ¿qué esperas que saldrá de la reunión, en la práctica?
JD: Well, I hope that we can air the views of many different individuals and stakeholders who want to think about how to use this technology responsibly. It may not be possible to come up with a consensus point of view, but I think we should at least understand what all the issues are as we go forward.
JD: Bueno, espero que intercambiar opiniones de muchos individuos y grupos de interés diferentes quienes piensan en cómo usar esta tecnología de manera responsable. Puede que no sea posible llegar a un punto de vista consensuado, pero creo que por lo menos debemos entender que son estos temas a medida que avanzamos.
BG: Now, colleagues of yours, like George Church, for example, at Harvard, they say, "Yeah, ethical issues basically are just a question of safety. We test and test and test again, in animals and in labs, and then once we feel it's safe enough, we move on to humans." So that's kind of the other school of thought, that we should actually use this opportunity and really go for it. Is there a possible split happening in the science community about this? I mean, are we going to see some people holding back because they have ethical concerns, and some others just going forward because some countries under-regulate or don't regulate at all?
BG: Colegas tuyos, como George Church en Harvard, dice: "Sí, cuestiones éticas, son solo una cuestión de seguridad. Probamos y probamos otra vez en animales y en laboratorios, y una vez que nos sentirmos seguros, pasamos a los seres humanos". Eso pertenece a la otra escuela de pensamiento, de que debemos aprovechar esta oportunidad e ir a por ello. ¿Existe una posible división en la comunidad científica por esto? Quiero decir, vamos a ver a algunas personas frenando debido a preocupaciones éticas, y otros solo avanzando debido a que algunos países regulan poco o nada?
JD: Well, I think with any new technology, especially something like this, there are going to be a variety of viewpoints, and I think that's perfectly understandable. I think that in the end, this technology will be used for human genome engineering, but I think to do that without careful consideration and discussion of the risks and potential complications would not be responsible.
JD: Con cualquier nueva tecnología, especialmente algo como esto, generará una gran variedad de puntos de vista, y creo que eso es perfectamente comprensible. Creo que, al final, esta tecnología se usará para la ingeniería del genoma humano, pero creo que hacer eso sin una consideración cuidadosa de los riesgos y posibles complicaciones no sería responsable.
BG: There are a lot of technologies and other fields of science that are developing exponentially, pretty much like yours. I'm thinking about artificial intelligence, autonomous robots and so on. No one seems -- aside from autonomous warfare robots -- nobody seems to have launched a similar discussion in those fields, in calling for a moratorium. Do you think that your discussion may serve as a blueprint for other fields?
BG: Hay una gran cantidad de tecnologías en otros campos de la ciencia que están desarrollando de manera exponencial, como tú. Pensando en la inteligencia artificial, robots autónomos, etc. nadie parece, a excepción de los robots autónomas de guerra, nadie parece haber iniciado una discusión similar en esos campos, para pedir una moratoria. ¿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. Speaking for myself, it's a little bit uncomfortable to do that. But I do think that being involved in the genesis of this really puts me and my colleagues in a position of responsibility. And I would say that I certainly hope that other technologies will be considered in the same way, just as we would want to consider something that could have implications in other fields besides biology.
JD: Creo que es difícil para los científicos salir del laboratorio. Hablando por mí ahora mismo, es un poco incómodo hacerlo. Pero sí creo que estar implicada en la génesis de esto nos coloca a mis colegas y a mí en una posición de responsabilidad. Y diría que sin duda espero que otras tecnologías sean consideradas de la misma manera, al igual que nos gustaría considerar algo que podría tener implicaciones 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)