Biotecnología
AVANCES Y APLICACIONES EN EL CAMPO DE LA BIOINGENIERIA
(Publicado: jueves 27 de agosto de 2009)
Los avances en el campo de la biología parecen estar llegando a un punto crucial a partir de los progresos que se están dando dentro del campo de la biología sintética. Estos descubrimientos prometen un fuerte de desarrollo en áreas como los biocombustibles, productos químicos especiales, agricultura y drogas, entre otras tantas.
La definición exacta del término “biología sintética” está sujeta a una serie de controversias debido a la rápida de evolución de este campo que hace difícil la adopción de una definición global ampliamente aceptada. Sin embargo, puede decirse que la idea se refiere a la aplicación de los principios de ingeniería en los componentes fundamentales de la biología.
Todos los organismos vivos contienen un conjunto de instrucciones que determinan lo que son y lo que necesitan para vivir y reproducirse. Estas instrucciones están codificadas en el ADN de los organismos, y es lo que se conoce como su código genético o genoma. Desde hace ya varios años, los especialistas en biotecnología manipulan el código tomando información genética asociada con las características útiles de un organismo y las insertan en otros organismos. Esta es la base de la ingeniería genética que ha permitido acelerar el proceso de desarrollo de nuevas variedades de plantas y animales, y que ha dado nacimiento a los cultivos genéticamente modificados y a los medicamentos de biotecnología.
Sobre la base de los últimos avances, los científicos son capaces de crear nuevas secuencias de ADN... de cero. La combinación de estas técnicas con los principios de la ingeniería moderna permite el diseño de nuevos organismos con nuevas capacidades gracias a la ayuda de computadoras y productos químicos de laboratorio. Al ir mucho más allá de la simple transferencia de genes la biología sintética se torna en algo mucho más ambicioso. Actualmente, resulta posible la manipulación de todo el sistema viviente para combinar las propiedades de distintos organismos biológicos o incluso de diseñarlos en el laboratorio.
El pasado año, un grupo de investigadores liderados por Craig Venter logró sintetizar un genoma bacteriano entero mediante productos de laboratorio, logrando convertir una especie de bacteria a otra a través del trasplante de un genoma. Ahora planean insertar el genoma artificial en una célula vacía, alcanzando de esta manera la creación del primer microbio totalmente sintético. Por su lado, los investigadores de la Fundación para la Evolución Molecular Aplicada del Estado de Florida han creado un código genético alternativo con ADN sintético que tiene seis letras químicas en lugar de las cuatro letras del ADN natural.
Las posibilidades comerciales parecen ser muy amplias y se destacan especialmente las aplicaciones para la petroquímica, la medicina, la energía y el medio ambiente. Las perspectivas de tener microorganismos que nos ayuden a producir fármacos, remediar la contaminación o elaborar combustibles comienzan a atraer el interés de muchos inversores.
Sin duda, la producción de nuevos biocombustibles ha despertado mucho entusiasmo. Synthetic Genomics, la compañía de California que lidera Craig Venter, comenzó una serie de asociaciones con compañías de energía donde el aporte de la biología sintética permitiría cambiar los rendimientos más allá de las posibilidades que ofrece la naturaleza.
En conjunto con la petrolera norteamericana Exxon planean producir combustible a partir de algas genéticamente modificadas. Mediante la manipulación pueden obtenerse plantas resistentes a los ataques de virus; paralelamente, han diseñado cepas de algas que segregan aceite de sus células, permitiendo la producción continua de combustible en un reactor biológico (mucho más eficiente que el proceso tradicional de cosecha en un estanque y la posterior extracción del combustible). Los próximos pasos consisten en aumentar la eficiencia en el uso de la energía de la luz solar o alterar su ADN modificando la composición de los aceites, para que sean lo más parecidos posible a los combustibles refinados. Sin embargo, para que algunos de estos productos lleguen al mercado deberán pasar al menos 10 años según las propias declaraciones de los líderes del proyecto.
También ha establecido un joint venture con BP, la compañía petrolera con sede en Londres, con el objetivo de proveer soluciones microbianas para incrementar la recuperación de hidrocarburos; actualmente concentran su interés en el gas metano de capas carbón (CBM). Existen otras compañías norteamericanas dedicadas al desarrollo de biocombustibles a través de la biología sintética. Entre ellas se encuentran LS9, Solazyme, Mascoma, GEVO, Verdezyne y Codexis.
Por supuesto, otras de las destacadas aplicaciones reside en la producción de medicamentos inaccesibles a través de la química y la biología convencional. Un grupo de investigación de la Universidad de California (Berkeley) ha hecho una profunda reingeniería de la levadura para producir derivados de la artemisinina en un fermentador microbiano. La artemisinina es el tratamiento más eficaz contra la malaria (paludismo) y, en la actualidad, su producción es costosa y de escasa oferta porque su única fuente es el ajenjo dulce (artemisia annua), una planta medicinal china. La producción en masa de esta sustancia podría comenzar el próximo año en asociación con el grupo farmacéutico europeo Sanofi-Aventis.
Una tecnología con el poder de la biología sintética no puede permanecer fuera de la controversia ya que despierta fuertes inquietudes sobre lo que sucede si se utiliza mal, ya sea por accidente o por abuso. Estas preocupaciones son justificadas en el nerviosismo que generan las aplicaciones con finalidades militares o terroristas (armas biológicas o bioterrorismo), los grupos de presión se niegan a que los investigadores y corporaciones obtengan patentes monopólicas sobre los productos y los procesos que acaben concentrado el poder en manos de las principales firmas multinacionales.
Quizás los primeros productos de la synbio sean modificaciones relativamente sencillas de la tecnología actual, pudiendo ser abordadas por las regulaciones existentes de biotecnología. Sin embargo, a medida que se desarrollen las técnicas surgirán nuevos retos en la evaluación de los riesgos potenciales y la adecuación de los controles, sobre todo si se liberan complejos microorganismos sintéticos en el medio ambiente. Los grupos de presión abogan para que las cuestiones regulatorias trasciendan los niveles nacionales y sean consideradas en un contexto global, con amplia participación de la sociedad civil y los movimientos sociales.