Genomica sintetica los retos del diseño de organismos a la carta

El ensamble de un genoma sintético bacteriano, divulgado en Science el 20 de mayo, marca un gran hito en la biotecnología moderna.

Un equipo de científicos del J. Craig Venter Institute (JCVI) -que participó en la secuenciación del Genoma Humano en 2000- reveló la existencia de un microorganismo con más de un millón de pares de bases o “letras”, ensamblado a partir de un genoma sintético diseñado por completo en el laboratorio.

Los biotecnólogos del JCVI utilizaron bloques de material genético del microbio unicelular Mycoplasma Mycoides. Lo digitalizaron y manipularon por computadora para ensamblar con él un genoma sintético. Luego lo transfirieron a la carcasa de otra bacteria similar (Mycoplasma capricolum) desprovista de su propio ADN, que logró replicarse y adquirir las características dictadas por el nuevo “programa” que se le implantó.

“Es la primera célula sintética jamás fabricada, y la llamamos así porque se deriva completamente de un cromosoma sintético elaborado con cuatro botellas de sustancias químicas en un sintetizador, a partir de la información en una computadora”, presumió Craig Venter, fundador y presidente del JCVI.

Venter remarcó que ese nuevo microorganismo, “el único en el mundo cuyo pariente es un ordenador”, fue logrado con una tecnología que se convertirá en poderosa herramienta para diseñar una suerte de organismos “a la carta”, con características biológicas deseadas para múltiples usos industriales, agrícolas, médicos y ambientales.

Por ejemplo, entre las primeras aplicaciones mencionó el cultivo de algas capaces de capturar dióxido de carbono, producir biocombustibles o engullir compuestos tóxicos, como petróleo derramado. También planteó la posibilidad de fabricar vacunas en forma rápida y eficaz y, en el caso de la antigripe AH1N1, con cultivos celulares en vez de huevo de gallina, como ahora sucede.

No fue una creación

Aunque las herramientas utilizadas en el experimento de Venter no son nuevas, su trabajo generó de inmediato reacciones diversas. Los expertos en biotecnología coincidieron en señalar que si bien aportará conocimientos, no fabricó ni mucho menos “creó” vida artificial, ya que el genoma sintético constituye sólo 1% del peso seco de la célula.

“La creación de plataformas biológicas mínimas, como la reportada por Craig Venter, es un avance importante y podría ser una cuña para impulsar la biotecnología de manera ética y responsable; sin embargo, no se trata de la creación de vida artificial en el laboratorio”, aclaró el biotecnólogo Francisco Bolívar Zapata, ex presidente de la Academia Mexicana de Ciencias (AMC).

El experimento, precisó el ganador del premio Príncipe de Asturias 2001 durante una conferencia de medios, fue posible al utilizar el conocimiento acumulado en 30 años de biología molecular e ingeniería genética, y es novedoso (sólo) en el sentido de que logró sintetizar en el laboratorio los 350 genes de la célula bacteriana para conformar una plataforma genómica mínima.

Antonio Lazcano Araujo, estudioso del origen de la vida y profesor de la Facultad de Ciencias de la UNAM, consideró que si bien el trabajo no constituye una “creación” en sentido estricto, pues no implicó la síntesis de organismos de la nada, desde el punto de vista tecnológico es un “logro extraordinario” de la biología sintética que debe aplaudirse.

Con los seres vivos, recordó el doctor Lazcano, “hemos jugado desde que comenzamos a domesticarlos”. Puso como ejemplos el maíz (derivado de las mezclas de semillas de su pariente silvestre el teocinte) y el perro chihuahueño (también logrado con mezclas de razas). “Ambos fueron obtenidos jugando con seres vivos preexistentes, y eso es lo que vemos con el Mycoplasma de Venter, sólo que con una tecnología más sofisticada. Ahora se modifican a un nivel genético, con rapidez y eficacia verdaderamente excepcionales”, aseguró.

“Aunque tecnológicamente es un enorme reto poder llevar a cabo la síntesis de cadenas largas de ADN (lo que hicieron Venter y su equipo), no creo que esto represente un avance científico, pues no responde a ninguna pregunta en este sentido”, señaló por su parte la doctora Selene Zárate Guerra, académica del área de Posgrado en Ciencias Genómicas de la Universidad Autónoma de la Ciudad de México.

Bioterror y bioerror

El experimento de Venter también ha suscitado preocupaciones bioéticas sobre el posible impacto que pudiera generar la fabricación y eventual liberación de organismos sintéticos en el entorno natural. George Church, genetista de la Escuela Médica de la Universidad de Harvard, destacó en una revisión colectiva sobre la materia (Nature, Life after the synthetic cell) la necesidad de establecer regulaciones estrictas para evitar “escenarios de bioerror y bioterror”.

Church pide establecer ecosistemas estandarizados que permitan evaluar la capacidad de nuevos genomas sintéticos para permanecer en el entorno natural o bien para intercambiar genes.

Pero para Bolívar Zapata un genoma “minimalista” como el desarrollado por Venter tendría muy pocas posibilidades de ser eficiente fuera del laboratorio, por lo cual descartó su uso terrorista en la fabricación de armas biológicas.

“Lo veo bastante difícil, si se considera el gran esfuerzo institucional y de laboratorio que requiere” (diseñar un arma biológica con genomas sintéticos), coincidió el profesor Antonio Lazcano. “En la Unión Americana hay ahora una atmósfera de pánico ante los ataques terroristas y ésa es la mejor forma de perder un juicio equilibrado. Para nosotros (en México) la distinción entre ética y moral está muy clara, pero esto no sucede en EU e Inglaterra”.

“Estas amenazas no son reales por las limitaciones técnico-científicas que aún existen, pues queda un largo camino para lograr organismos sintéticos. No es que no se puedan hacer, por ejemplo, bacterias con genes externos que resultaran con efectos nocivos en el ambiente; pero, esto ya se hacía antes de la tecnología del JCVI”, argumentó Zárate.

“La discusión sobre los límites de la manipulación genética y su uso responsable tiene que darse en un contexto más amplio y no depender de si es o no posible generar organismos sintéticos. De hecho este debate se originó con la producción de organismos genéticamente modificados, que no serían, en términos prácticos, muy distintos de aquellos”, agregó la investigadora, que trabajó con el genoma del virus AH1N1.

Los científicos mexicanos consultados también coincidieron en abogar porque se prohiba dentro y fuera del país patentar células sintéticas (o semi-sintéticas) como propugna Venter, ya que esto limitaría el trabajo de otros genetistas y supondría, advirtieron, una aberración, al poner en manos privadas un patrimonio intelectual construido por muchas personas a lo largo de generaciones:

“No tenemos ningún antecedente generalmente aceptado sobre cómo actuar ante las nuevas tecnologías derivadas de las ciencias de la vida. Esto concentra parte del problema: uno no quiere que esto termine en manos de unas cuantas compañías privadas que definan hacia dónde va el desarrollo en estos campos”, reflexionó el profesor Lazcano.