PDF - Departamento de Propiedad Intelectual

Tecnología CRISPR/CAS9 presente y futuro
en biotecnología, y controversias de sus
patentes
Natalia Lamprea Bermúdez[1], Oscar Lizarazo-Cortés[2]
¿Se imagina una tecnología capaz de identificar y reparar las secuencias de ADN defectuosas en
pacientes que sufren enfermedades de origen genético, tales como Huntington o fibrosis quística? Y
que sirva también para prevenir y controlar las infecciones virales tales como VIH o hepatitis? Y que
pueda ser usada igualmente en plantas o animales para controlar infecciones virales o eliminar
características no deseables en cultivos, incluso cuando las plantas ya han crecido? O que pueda
apagar y prender los genes en momentos determinados para modular la florescencia o la
maduración de frutos? Estas son, entre otras, las aplicaciones que tiene el sistema CRISPR/Cas9.
Funcionamiento biológico del sistema
En el campo de la biotecnología y específicamente de la ingeniería genética, siempre fue un reto
poder “identificar” un sitio específico del ADN y poder editarlo al mismo tiempo, por ejemplo para
cambiar una mutación puntual que impide la formación de una proteína, o para poder eliminar toda
una variante defectuosa de un gen. La tecnología CRISPR/Cas9, logra justamente eso, identificar un
segmento específico de ADN y eliminarlo o reemplazarlo, usando siempre las mismas herramientas:
un RNA dúplex con la copia del ADN que se debe identificar (sgRNA) y con una secuencia corta
(PAM) que se unirá al ADN y estabilizará la proteína Cas9; y una proteína (Cas 9, con actividad de
endonucleasa y helicasa) guiada por el sgRNA que separa y corta las dos hebras de ADN (Doudna y
Charpentier, 2014).
El sistema CRISPR/Cas con su RNA como molécula guía que dirige la actividad de Cas fue
descubierto en 2012 en las bacterias, es el sistema inmune de ellas y es empleado para defenderse
del ingreso de virus y plásmidos (Jinek, et.al. 2012). Cuando un virus infecta a una bacteria, lo que
hace es ingresar a la célula bacterial e insertar su ADN en el de ésta, usar la maquinaria de
replicación de la bacteria para reproducirse y crear más virus. El sistema CRISPR/Cas les permite a
las bacterias identificar el ADN viral, enviar un fragmento a un arreglo de ADN con secuencias
cortas palíndromas repetidas separadas por espacios donde se ubicara el ADN invasor o a identificar
(clustered regularly interspaced palindromic repeats -CRISPR), luego crea o transcribe un crRNA
con esa secuencia invasora y la usa para identificar ese mismo segmento en cualquier parte del ADN
bacterial donde se haya insertado, dirigiendo además ese crRNA a la proteína Cas9 para que corte el
ADN viral y pegue de nuevo el ADN bacterial de manera que quede como el original (Makarova et.
al, 2011) ( video de cómo funciona CRISPR/Cas aquí)
Aplicaciones del sistema CRISPR/Cas9
A partir de este sistema CRISPR/Cas9 bacterial, se realizaron versiones ligeramente adaptadas que
permiten la edición del ADN en eucariotas –aquellos organismos que tienen membrana nuclear
definida, tales como insectos, mamíferos, plantas, etc-, puesto que una vez la secuencia blanco del
ADN es eliminada, el organismo tiene diferentes formas para reparar el ADN. Recientemente se
desarrollaron ensayos con el sistema CRISPR/Cas para múltiples aplicaciones en enfermedades
genéticas, imágenes de diagnóstico, agricultura, entre otros. Por ejemplo, se ha utilizado para
eliminar cataratas causadas por una mutación dominante en el gen Crygc en ratones y logrando que
la descendencia del ratón no tuviera la enfermedad (Wu,et.al.,2013); se reparóin vitro del loci CFRT
defectuoso en células madre intestinales aisladas de pacientes con fibrosis quística (Schwank et. al.,
2013); se han modificado genes de diferentes tipos de plantas (Jiang et. al. 2013) y se han realizado
pruebas de imágenes diagnósticas en genes de interés al incluir proteínas de fluorescencia en el
sgRNA (Chen, et. al., 2013). Los campos de aplicación de la tecnología CRISPR/Cas9 están en
desarrollo y su proyección es alentadora, se estima que además será protagonista en el diseño de
drogas por su actividad como modulador de la expresión de genes, por ello ya algunas compañías
farmacéuticas como Astrazeneca y Novartis han invertido en la tecnología.
Solicitudes de patentes y su conflicto actual
Aunque hay dos solicitudes de patente que han generado el conflicto más relevante y publicitado,
debe tenerse presente que hay varios grupos de investigación y empresas que habían publicado
previamente resultados de investigación relacionados con el funcionamiento de CRISPR/Cas y sus
aplicaciones en la edición de genes, y que actualmente también tienen solicitudes de patente en
trámite (Granahan y Loughran, 2014).
Los actores en este conflicto son los investigadores y co-inventores de algunas de las solicitud de
patentes y las entidades en que trabajan, los investigadores mantienen su bata de laboratorio pero
la complementan con su atuendo de emprendedores en diferentes start-ups en algo que ya
empieza a tener aspecto de red compleja y enredada (Regalado, 2014):
1. a)Jennifer Doudna de la Universidad de California-Berkeley, tras distanciarse de Zhang y de
Editas Medicine de la cual fue co-fundadora, ahora es socia deCaribou
Biosciences@CaribouBIo, compañía que recientemente suscribió un acuerdo con Novartis, que
a su vez tiene alianzas con Intellia.
2. b ) Z h a n g i n v e s t i g a d o r d e l B r o a d I n s t i t u t e t r a b a j a c o n l a c o m p a ñ í a E d i t a s
Medicine@editasmed
junto a otros investigadores, se enfocan en terapias
humanas, obtuvieron licencia del titular de la patente en US, el Broad Institute.
3. c)Emmanuelle Charpentier cedió sus derechos y es una de las fundadoras científicas
de CRISPR Therapeuticsfirma apoyada por Versant Ventures.
Tanto la investigación de Zhang, como la del equipo de Doudna tuvieron apoyo de los Institutos
Nacionales de Salud – NIH- de EEUU, como se señala en la patente concedida y en la solicitud en
trámite.
La solicitud de patente que tiene como co-inventoras a Emmanuelle Charpentier y Jennifer Doudna,
está relacionada con la edición de genomas por el uso de CRISPR/Cas9, fue presentada en la Oficina
de Patentes de Estados Unidos – USPTO el 15 de marzo de 2013 y tiene fecha de prioridad del 25 de
mayo de 2012 (PCT/US2013/032589)[3] (Aquí para Link USPTO).Los solicitantes son la Universidad
de California, Universidad de Viena y Jennifer Doudna. Dicha solicitud de patente reclama el sistema
RNA dirigido a ADN con cada uno de sus elementos, secuencia PAM, sgRNA y Cas9 con diferentes
secuencias alternativas (reivindicaciones 1-6); vectores de expresión con diferentes variantes de
estos elementos (reivindicaciones 7-17); células transgénicas y organismos transgénicos expresando
el sistema CRISPR/Cas9 con diferentes variantes (Rv 38-43), composiciones que contienen el sistema
CRISPR/Cas9 (Rv 44-63); método de modificación del ADN sitio-específica con múltiples genes
posibles a modificar por disminución o por incremento de su expresión (Rv 64-94), modificación por
métodos in-vitro o in-vivo (Rv 95-96), método de tratamiento de sujetos por sistema CRISPR/Cas (Rv
97-108); kit que contiene distintas variantes del sistema CRISPR/Cas (Rv 109-155).
La patente del investigador Feng Zhang relacionada con el sistema CRISPR/Cas9 y método para
editar la expresión de genes en células eucariotas, ya fue concedida en la USPTO (US 8,697,359),
sus titulares sonThe Broad Institute, Inc., y Massachusetts Institute of Technology (MIT), ambos de
Estados Unidos, tiene fecha de prioridad del 12 de diciembre de 2012. Protege el método para
alterar la expresión de genes usando CRIPR/Cas9 en células eucariotas, incluidas las de mamíferos y
humanos (reivindicaciones 1-7), el sistema CRISPR/Cas9 como tal, con su principio de
funcionamiento y adaptación para células eucarióticas, para disminuir o interrumpir la expresión de
genes (reivindicaciones 8-20). Esta misma invención ya fue presentada vía PCT (WO2014093661) y
en la Oficina Europea de Patentes -EPO.
Aunque la solicitud de Zhang fue presentada el 15 de octubre de 2013, fue estudiada por vía fasttrack por lo que su estudio y concesión (15 abril 2014) fue anterior a la de la solicitud de Doudna y
Charpentier, pese a que su prioridad es posterior a ésta (Sherkow J, 2015). Ambas solicitudes
incluyen la protección del sistema básico de funcionamiento del CRISPR/Cas9 y varias de sus
aplicaciones generales en la modificación de expresión de genes.
Las disputas entre Zhang y Doudna/Charpentier o mejor entre Broad Institute y U.CaliforniaBerkeley, se dan en una “transición” entre el sistema first to invent anteriormente vigente en EEUU
y el sistema first to file establecido a partir de la norma AIA –American Invents Act. (Lash, 2014,
2015). También se aderezan con la participación de terceros anónimos que pueden enviar
comentarios third party relevance submission (Xconomy, 2015) a los diferentes procesos en
curso (a diferencia de lo que ocurre con la relativamente limitada posibilidad de presentar
observaciones de la Decisión 486, 60 días después de la publicación, demostrar legítimo interés y
pagar una tasa que no tiene ningún descuento, incluso para universidades o pymes).
Dichas patentes y la forma en que se gestionen, en particular los modelos de licenciamiento que se
empleen pueden bloquear o dificultar el acceso a la tecnología de otras empresas e investigadores y
hacer que no se desarrolle todo el potencial de la herramienta debido a falta de libertad de
operación. En Estados Unidos, por haber financiado parte de las Investigaciones los Institutos
Nacionales de Salud (dotados con robustos presupuestos), tienen licencia no exclusiva libre de
regalías sobre la patente de Zhang (licencia confirmatoria) y la solicitud de Patente
Doudna/Charpentier, esto con base en la norma Bayh-Dole Act, 37 CFR 401, Sec. 401.14 Standard
patent rights clauses. Otras empresas, como GE General Electric en su división de Ciencias de la
Vida, ya obtuvieron una licencia del Broad Institute y Zhang (MIT-Harvard).
Algunos antecedentes históricos en materia de licenciamiento de tecnología y otros expertos tales
como Jacob Sherkow (2015) sugieren que la forma de resolver esto puede ser a través de esquemas
de licenciamiento flexibles y no exclusivos, tal como sucedió en los 70 y 80 en Estados Unidos con
las patentes para las tecnologías de ADN recombinante desarrolladas por Stanford, la Universidad
de California San Francisco y posteriormente Genentech, caso paradigmático en materia de
transferencia tecnológica (Feldman, et.al, 2007). También sugieren tener en cuenta el caso de
la Reacción en Cadena de Polimerasa PCR (Sherkow, 2015) desarrollada por Cetus (US 4,965,188)
y cedida a Roche, técnica que permite amplificar y replicar ADN y es usada ampliamente en
procesos de paternidad, investigación en genes, en este caso si bien la protección por propiedad
intelectual fue fuerte, en aras de que se expandiera la tecnología existió cierta tolerancia de los
titulares de derechos sobre los investigadores que en algunos casos la usaban sin licencia (Fore,
2006), dado que en Estados Unidos no existe una excepción estatutaria de experimentación. El
problema en caso como CRISPR/Cas es que podrían llegar a requerirse varias licencias de
diferentes titulares.
Sin embargo, se podrían reducir los costos de transacción y aumentar la seguridad jurídica si desde
un principio solo se protegen mediante patente aquellas reivindicaciones que realmente lo ameriten,
aquellas que sean verdaderas invenciones y no meros descubrimientos, y se dejan en “dominio
público” los elementos básicos de la herramienta, por ejemplo las secuencias naturales de Cas 9 .
Por lo anterior, este caso también pone una vez más sobre la mesa la discusión sobre “materia
patentable” en biotecnología. ¿qué debe protegerse y qué no? ¿cuál es el alcance y los límites a la
protección?
Estado actual de solicitudes en Colombia
En Colombia, no se solicitaron las patentes iniciales de las tecnologías de ADN recombinantes ni de
PCR, esto confirió amplia libertad de operación a investigadores nacionales, pues además de estar
amparadas por la excepción de investigación prevista en la Decisión 486, debido al principio de
territorialidad de las patentes podían emprender legalmente actividades con fines aplicados y
comerciales sin infringir patente alguna. Por ello hace varios años se encuentran polimerasas en el
mercado comercializadas por entes nacionales. Estas son adquiridas a precios cómodos por
laboratorios, centros de investigación, empresas y universidades y se emplean en una amplia gama
de investigaciones en biociencias, salud, agricultura etc.
En contraste en Colombia, si se presentó una de las principales solicitudes de patente para CRISPR/
Cas9. El 25 de noviembre de 2014 se radicó la solicitud de patente de Doudna y Charpentier
(PCT/US2013/032589, WO 2013/176772) que corresponde al expediente colombiano 14-259531,
contiene las mismas reivindicaciones de la solicitud en Estados Unidos.
Según el sistema de consulta de la SIC a la fecha nadie ha presentado observaciones u oposiciones
(aún está en periodo de oposiciones). De concederse todas las reivindicaciones de esta solicitud de
patente, toda investigación que pretenda usar el sistema CRISPR/Cas9 con fines comerciales
posiblemente deberá obtener licencia de los titulares. Probablemente las investigaciones puramente
académicas sin fines comerciales podrían beneficiarse de la excepción de experimentación prevista
en la Decisión 486 (Artículo 53). Sin embargo, muchos de los proyectos de regalías o aquellos
enmarcados en relación Universidad-Empresa no se verían amparadas por esta excepción y tendrían
que contar con licencia.
Por ello entre otras opciones los investigadores y empresarios deben estar dispuestos a obtener
licencias para poder desarrollar sus actividades legalmente. Otra alternativa, puede ser que solo se
concedan algunas reivindicaciones de la solicitud de patente, y que las herramientas más básicas y
fundamentales de investigación permanezcan en el dominio público en Colombia, esto dependerá
–en parte- de que la oficina de patentes haga un examen riguroso de la solicitud y eventualmente de
que terceros realicen observaciones u oposiciones fundamentadas.
Esta interesante herramienta CRISPR-CAS, que representa buena parte del presente y futuro para
las investigaciones y aplicaciones en ciencias biológicas y ciencias médicas, pone sobre la mesa la
importancia de un “descubrimiento” con la capacidad de convertirse en una herramienta útil para
muchos campos de investigación, la necesidad de poder emplearlo con todo su potencial y los límites
que debe tener la materia patentable.
Referencias Bibliográficas
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Doudna Jennifer A. and Emmanuelle Charpentier, The new frontier of genome engineering with
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[1] Bióloga, Magíster en Biología. Especialista en Propiedad Intelectual. Asesora de patentes,
independiente.
[2] Abogado. Magíster en Propiedad Intelectual. Candidato a PhD. Profesor de la Universidad
Nacional de Colombia, Director Grupo de Investigación Plebio
[3] Con publicación internacional WO2013/176772
*La imagen ha sido suministrada por los autores para la presente publicación