Biología sintética, ¿ingeniería de la vida para la conservación de especies?, por Fernando Mejías Baeza

La ingeniería de organismos con características específicas, pero que no están presentes en el medio de forma natural, si bien entusiasma a parte de la comunidad científica, mantiene a otros preocupados sobre sus posibles consecuencias, en particular en el medio ambiente.

En una reciente conferencia realizada en Cambridge, científicos de varios países, marcaron un hito. Se reunieron por primera vez para considerar el aporte que la biología sintética podría tener a los objetivos de conservación de especies en peligro a nivel global.

El encuentro, organizado por la Wildlife Conservation Society, contó con la participación de la Dra. Sofía Valenzuela del CB-UdeC, con quien conversamos sobre el futuro de la ingeniería de la vida, a 60 años del descubrimiento del ADN.

adn foto 51_webPublicado originalmente en: http://www.centrobiotecnologia.cl

 La publicación sobre la estructura de la doble hélice del ADN en 1953, con todos los avances y tecnologías que han surgido gracias a este hallazgo, lo sitúan como uno de los hitos científicos más importantes de la historia, a la par con el heliocentrismo de Copérnico, la gravedad de Newton, la selección natural de Darwin y la relatividad de Einstein, entre otros.

El trabajo de James Watson, Francis Crick y Maurice Wilkins, con gran ayuda de Rosalind Franklin -quien tomó la fotografía de la doble hélice, pero que no le dieron el Nobel-, significó una marca imborrable e imperecedera tanto para la biología en general y nuestro entendimiento de los procesos de la vida, como para algunas de las disciplinas que han surgido de este hallazgo, entre ellas, recientemente, la biología sintética.

Esta disciplina, entre otras técnicas utiliza el ADN sintetizado, además de procesos automatizados y estandarizados, que se orientan a suplir necesidades humanas mediante la creación de organismos con nuevas o mejoradas características. La biología sintética se basa en el uso de técnicas de ingeniería aplicadas a procesos biológicos, digamos, una aproximación a la biología como si estas pequeñas redes y circuitos bioquímicos fueran parte de un computador, que eventualmente se podría configurar de casi cualquier manera.

Según sendos artículos en las principales revistas científicas del mundo, las posibilidades a desarrollar son múltiples. Imaginen contar con la tecnología para crear microorganismos que no existen, pero que puedan cumplir casi cualquier función asignada mediante la transferencia de genes específicos o la configuración de las ‘instrucciones’ de la vida. Utilizada correctamente, una tecnología que podría solucionar varios de problemas que aquejan a la humanidad actualmente.

Pero no todo es tan auspicioso. Como otros avances científicos, también conlleva riesgos y desafíos que recién están siendo abordados y para los cuales ni siquiera existe legislación o directrices claras al respecto.

¿Será la manipulación genética capaz de hacer que especies se adapten al cambio climático? ¿Podrían los científicos cambiar la biología de un organismo para hacerlo más productivo o que pueda crecer en nuevos entornos? ¿Se podrán fabricar elementos de la vida natural en un laboratorio? ¿Será esta ciencia capaz de recuperar especies extinguidas?

A propósito de la conmemoración de los 60 años de la publicación sobre la estructura del ADN, su impacto hasta el día de hoy en la sociedad y el futuro de la biología sintética, conversamos con la Dra. Sofía Valenzuela, investigadora del Centro de Biotecnología CB-UdeC y académica de la Facultad de Ciencias Forestales de la UdeC.

¿Qué sabemos hoy sobre la estructura y funcionamiento del ADN?

Sabemos mucho, pero no demasiado. Si bien la estructura fue un gran aporte, imaginarse cómo era esta doble hebra de ADN y sus bases, fue la primera etapa. Una segunda etapa fue identificar genes, ver cómo funcionaban, cómo se duplicaba el ADN y cómo eran estos mecanismos. Hoy conocemos muchos genomas y podemos secuenciar prácticamente todo y a muy bajo precio, es decir, manejamos mucha información, pero persisten incógnitas. El año 2.000 se generó un borrador muy completo del genoma humano, sin embargo de esos 30.000 genes supuestamente iban a salir curas para muchas enfermedades y hoy, 13 años después, seguimos sin saber un montón de cosas sobre del ADN y su función. Por ejemplo, el llamado “ADN basura”, que sabemos que de basura no tiene nada, pues han sido descritas como regiones reguladoras que tienen una función bastante importante al permitir la comunicación entre genes y que cada gen sepa cuándo expresarse o no. Hemos avanzado bastante, pero estamos muy lejos de entender qué es y para qué sirve toda esa información que tenemos.

¿Qué rol ha jugado el ADN recombinante en la biología moderna desde su desarrollo?sofia_web

El ADNr nació con tremendas expectativas, podíamos sintetizar ADN y crear microorganismos nuevos. Grandes avances se han logrado en el ámbito de la farmacéutica y sus productos derivados se utilizan a diario alrededor del mundo para combatir diversas enfermedades. Con esta tecnología se pueden hacer varias cosas entretenidas, como plantas transgénicas, animales transgénicos y si quisiéramos hasta humanos transgénicos con la idea de mejorar algunas características. Pero todo esto generó incógnitas y también opositores, mucha gente que se opone a “ser dioses” y tomar material genético de un lado e insertarlo en otro de forma artificial. Aún así, esta tecnología ha permitido grandes avances en biología molecular, como definir e identificar la función específica de ciertos genes o una región del genoma en el laboratorio, aportes a la farmacéutica, agricultura, descontaminación, entre otros.

¿Podemos ver estos avances en el día a día?

En la farmacéutica, en biorremediación para limpiar suelos y aguas contaminadas, microorganismos que se utilizan para procesos industriales de fermentación, en la agricultura con plantas transgénicas y también con animales que producen cierto tipo de fármacos.

Hay múltiples beneficios documentados del uso de estas tecnologías, pero ¿se han cumplido las expectativas iniciales?

Al igual que toda tecnología nueva siempre se sueña con hacer grandes cosas, con las múltiples posibilidades que ofrecen, sobre todo cuando el hombre ve que pueden mejorar su calidad de vida, en especial en salud. Sin embargo, al ir aterrizando en productos reales es poco lo que se puede hacer y no porque las tecnologías no están, sino porque hay problemas de percepción pública por un lado, trabas legislativas, también aparecen dilemas éticos –hasta qué punto es ético desarrollar ciertas tecnologías- y también económicos. Si piensas en ADNr, los grandes detractores que tienen son en gran parte por cuestiones económicas y no tanto científicas. Si escuchas sus argumentos, en el fondo el problema es que estas tecnologías están en manos de pocas empresas, las que eventualmente pueden llegar a ser dueñas de las principales semillas que alimentarán al mudo en el futuro. También se generan altas expectativas muy cercanas a la ciencia ficción, la gente cree que se puede hacer de todo y la verdad es que no somos tan locos para hacer cualquier cosa que se nos ocurra, hay cuestiones fundamentales que considerar, relativas a la bioseguridad, tanto para evitar consecuencias al medio ambiente como al ser humano, si es éticamente correcto, si es viable económicamente y así.

¿Cómo entiendes la biología sintética?

La biología sintética es un concepto un poco más moderno del ADN recombinante. Con el avance de las tecnologías y la capacidad de poder sintetizar un genoma simple, aparece este concepto. Hoy podemos decir que tomamos el genoma, lo sintetizamos en laboratorio y con eso podemos generar o re-crear nuevos organismos que no están presentes, ese es uno de los grandes logros de la biología sintética.

Es una disciplina que nace de un avance tecnológico específico entonces…

Claro, se van poniendo de moda algunos términos y lo vemos incluso con la nanotecnología. Si antiguamente lo llamábamos enzimología o metabolismo, hoy la conocemos como nanotecnología. Como hoy en día es mucho más el ADN in vitro que manejamos en el laboratorio, pasó a llamarse biología sintética. La idea es tomar una vía metabólica completa por ejemplo y llevarla a un microorganismo que pueda sintetizar un producto X.

Las posibilidades parecen infinitas, ¿qué esperar del desarrollo de esta disciplina?

Tomemos al Resveratrol por ejemplo, un poderoso antioxidante. Actualmente se obtiene de distintas vías mediante extractos y cultivos celulares a gran escala. Pero qué pasaría si tomas todas las enzimas y la síntesis para producir resveratrol y haces ingeniería genética para que una bacteria produzca la sustancia. La idea parece buena, pero acabarías con todo un mercado enfocado a extraer la sustancia de la uva y desaparecería porque sería más barato y más eficiente el método sintético, problemas como ese están comenzando a surgir y aún no hay claridad sobre lo que ocurrirá.

Es mucho poder, ¿quiénes serán los dueños de esa tecnología?

Hoy día Estados Unidos principalmente y países de Europa. Tienen menos tierra y a diferencia de nosotros que aún tenemos territorio para desarrollar nuevos productos y darles valor agregado –aunque estemos bastante atrasados al respecto-, ellos se han enfocado en crear productos a gran escala, pero en menor superficie. Ahí surgen nuevos dilemas éticos, ya que podría ser mucho más barato producir componentes de interés allá en vez de plantarlos en África o en Latinoamérica y es una discusión que ya está surgiendo. Además, hay temas pendientes, estamos recién comenzando en esto y no hay legislación al respecto ni nada para definir límites.

¿Quién pone los límites?

Actualmente nadie. Tenemos directrices en bioseguridad por ejemplo, eso está, hay protocolos para evitar que microorganismos escapen o que si lo hacen provoquen daño. También se hace una valoración socioeconómica para el país que va a generar un nuevo producto. En todo caso el marco debiera ser global, y hasta ahora no tenemos ningún organismo que se encargue, pero es necesario hacerlo para controlar los posibles riesgos.

Hoy se habla de una sexta extinción de la biodiversidad en el contexto del Antropoceno. Hace poco se reunieron en Inglaterra, en un encuentro inusual entre dos comunidades científicas aparentemente distantes, biólogos moleculares y conservacionistas, ¿en qué puede aportar la biología sintética a a la pérdida de biodiversidad?

En esa reunión, la idea principal era poder, con ayuda de la biología sintética, evitar la extinción de nuevas especies. Hoy se habla del concepto de ‘de-extinción’. Hay un caso notable con el American chestnut, un árbol sagrado para algunas culturas indígenas norteamericanas. Esta especie prácticamente desapareció por el ataque de un hongo y quedaron muy pocos individuos vivos. Había que hacer algo. Comenzaron los estudios y se encontraron individuos de una variedad resistente al hongo, se crearon híbridos y todo lo que implica un programa de mejoramiento genético. Aún así, seguían siendo susceptibles, es muy difícil transferir los genes, por ende se secuenciaron genomas y se logró identificar los genes específicos hasta que se logró obtener un árbol transgénico resistente al patógeno. Hoy en día, a pesar de la mala percepción pública de estas tecnologías en general, hay a la fecha unos 500 individuos plantados en la zona de Nueva York, se recuperó y la percepción de la comunidad ha resultado positiva.

Pero esa mala percepción tiene que ver en parte por perseguir sólo objetivos económicos para unas pocas empresas

Claro, pero en este caso fue para recuperar una especie. Imagina si el canelo comienza a desaparecer y tenemos la posibilidad de recuperarlo tras insertar genes de resistencia, desde ese punto de vista se hace aceptable por ser la única forma de salvar una especie, es un ejemplo simple y fue la punta de lanza para pensar que la transgenia podía ayudar en esta problemática.

¿Hacia dónde va la discusión hoy?

En Estados Unidos hay un grupo que ya comenzó a trabajar en la recuperación, mediante biología sintética, de una paloma que desapareció a principios de siglo XX. Están secuenciando ADN, pero es complejo obtenerlo. Hay una serie de discusiones sobre la variabilidad genética de esa especie, y por lo menos hay individuos en museos desde donde se puede obtener ADN, pero no la puedes asegurar –la variabilidad- cuando tienes un solo individuo de donde obtener un genoma. Sería un primer hito de la biología sintética propiamente tal, pero la pregunta que surge es para qué.

Eso mismo, ¿para qué?

No hay respuesta clara aún. Ellos lo quisieron hacer porque era un símbolo de su país que desapareció y recuperarlo tenía un valor sociocultural importante. Pero desde otro punto de vista, si esa especie desapareció quizás no tendría sentido traerla de vuelta, sino más bien proteger lo que ya existe y evitar que se pierdan más especies. Si este proyecto resulta, podríamos tener miles de proyectos detrás que intentarán hacer lo mismo con otras.

De todas formas la pérdida de especies tiene múltiples causas, cambio de uso de suelo, contaminación, cambio climático, avance de ciudades, pero la mayoría son antrópicos, y las soluciones a un problema global están viniendo únicamente de la ciencia, ¿cómo está la comunicación con otros actores sociales involucrados?

Hay una brecha entre lo que entendemos desde la comunidad científica como biología sintética, y lo que entiende y quiere la sociedad de la biología sintética. Se crea un concepto de ciencia ficción al respecto, donde aparecen incluso algunos que postulan revivir a los dinosaurios. Obviamente que ese no será el objetivo, estos proyectos requieren cientos de millones de dólares de financiamiento y tiene que haber alguien que esté dispuesto a pagarlo, y estas ficciones sólo aumentan esta brecha entre los verdaderos alcances de la disciplina y las expectativas generales. Esta etapa es de afinación de métodos, hay errores que mejorar y mucho que aprender, pero el costo es alto y si no hay objetivos claros, no se justifica.

¿Qué está haciendo la comunidad científica para reducir esa brecha?

La idea de la reunión en Cambrigde era juntar la comunidad de biólogos moleculares con los conservacionistas, unas 60 personas. Las principales preocupaciones de los conservacionistas eran más bien desde el punto de bioseguridad, algunos piensan que lo que uno hace no es suficiente para evitar riesgos que podría tener la aplicación de la biología sintética. La primera conversación estuvo en torno a este tema y la conclusión es que se necesita mayor regulación para contener los riesgos posibles de estas aplicaciones.

Fue interesante porque se pareció mucho a la reunión que se llevó a cabo en los años 1970 cuando se descubrió el ADNr, varios investigadores se juntaron para ver los alcances de la tecnología y hasta dónde se podía llegar, y así nació la bioseguridad, por autorregulación y en forma preventiva. Ahora hablamos de organismos que serán modificados a mayor escala, con mayor número de genes, y en teoría habría mayor impacto, y hay que estudiar las posibles consecuencias, los dilemas éticos y por sobre todo la finalidad de llevar a cabo un determinado estudio. Si vamos a re-introducir a una especie extinta no lo hará en su medio original, podría generar cambios en el ecosistema, para algunos, innecesario.

Y qué piensas, ¿vale la pena traerlos de vuelta?

Personalmente no. No le veo finalidad práctica, no le veo utilidad. Es más bien algo sentimental o casi de culpa al respecto, pero estando del lado de la biología sintética creo que hay que tener resguardos con decir que podemos traer especies sin cuantificar los posibles efectos. Es preferible ser preventivos, y me gustaría que se invierta más en evitar que se extingan especies de la lista roja, con ayuda de la biología sintética, a traer otros del pasado.

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Etiquetas:

Categorías: Ciencia

Autor:achipec

Periodismo y divulgación científica

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