La insulina y el proyecto del genoma humano, son resultados de la biología sintética
Hablar de biología sintética podría parecer hablar de una historia de ciencia ficción, sin embargo es un recurso cada vez más usado por investigadores y farmacéuticos para la elaboración de medicamentos que nos ayuden a combatir y sobrellevar las enfermedades.
Durante su ponencia en el Congreso de bioética, realizado por la Facultad de Medicina de la UACh, el doctor Everardo González Rodríguez definió a la biología sintética como la parte de la ingeniería de la biología que permite desarrollar medicamentos o elementos que desempeñen funciones que no se encuentran en la naturaleza, siempre inspirados en la biología.
Un ejemplo cercano a nuestra vida es la insulina. En 1980, el científico mexicano Francisco Bolívar Zapata, pudo acceder al ADN de una célula pancrática y de ahí obtuvo el gen que codifica la insulina. Gracias al aislamiento de este gen, se pudo insertar en un vector llamado pBR 322. El vector y el inserto, fueron incorporados a una bacteria recombinante. Posteriormente fueron puestos en un tanque de fermentación y con ello fue posible la reproducción ilimitada de la insulina de alta pureza.
Para el año de 1990, comienza el proyecto del genoma humano, pero no es hasta el año 2001, que se publica en las revistas Nature y Science los primeros resultados catalogados como un éxito rotundo. Francis Collins, genetista estadounidense y director del proyecto, dijo que con esto se iniciaba una nueva era en la investigación basada en la genómica y afectaría crucialmente a la biología, a la salud y a la sociedad. Hoy por hoy, la secuencia genómica ha avanzado a tal grado que por ejemplo, en cuatro horas se puede secuenciar un virus, una bacteria en tres días y en cuatro meses un organismo eucariote. Hablando de los costos, estos han disminuido considerablemente y se cree que en poco tiempo esta tecnología podrá ser accesible al público en general.
Sin lugar a dudas, los avances nos hacen sentir optimistas con respecto a la solución y resolución de enfermedades, sin embargo, la biología sintética tiene un marco de acción, el cual se basa en cuatro pilares, el descubrimiento de los circuitos genéticos, la clonación génica, la trasformación bacteriana y las tecnologías de secuencia de ADN. La importancia de estos pilares, radica en que en el primero y el último, se establecen los límites para la biología sintética.
Con respecto a las tecnologías de secuencia de ADN vale la pena reflexionar que si tenemos la capacidad tecnológica para poder leer la combinación de nucleótidos que tiene un genoma, ¿será posible ampliar la tecnología hasta que nos permita desarrollarlo de manera artificial? Estoy ya fue posible. En el año 2010 se hizo en laboratorio pero de manera limitada pues la tecnología actual aún no es capaz de hacer secuencias completas. Los científicos han podido desarrollar de manera artificial una célula pero se ha armado con pequeñas cadenas de secuencias que se van ligando una a una, hasta lograr la reproducción de la célula de manera sintética.
La manera de hacerlo fue la siguiente. Se contaba con una secuencia digital del genoma de un micoplasma mycoide y con esta información se procedió a hacer la síntesis química del genoma. Posteriormente se hizo el “ensamblaje” de un millón de nucleótidos hasta que se obtuvo el genoma completo. Para finalizar se insertó en una bacteria genéticamente parecida. El resultado fue que el micoplasma sintético, tomó el control de la célula. Así pues se obtuvo un organismo sintético.
Proyectos como el genoma mínimo, nos acercan cada vez más a la biología sintética pura
Por otra parte está el área de los circuitos genéticos. Si ya es posible sintetizar el ADN, ¿es posible generar circuitos genéticos de nuestro interés? Para entender esto es necesario pensar en el ADN como un circuito eléctrico en donde podemos extraer por partes este circuito. La artemisina, usada para el tratamiento a nivel mundial de la malaria es un ejemplo de circuitos genéticos. De manera artificial fue insertada en bacterias y reproducidas de manera artificial. Los beneficios son evidentes, pues la demanda del medicamento contra la malaria es elevada y producirla de esta manera lleva apenas 3 meses , mientras que si se produjera de manera natural, tardaría 15 meses en salir al mercado.
Sin embargo no son los únicos estudios y desarrollos que hay. En el 2016, el biólogo estadounidense Craig Venter, publicó los resultados del proyecto del genoma mínimo. El doctor Venter, tomó una bacteria que originalmente presentaba 901 genes pero descubrió que sólo eran necesarios 473 para que la bacteria sobreviviera. Se sintetizó el genoma al punto mínimo donde se garantizaba su sobrevivencia pero también su capacidad de reproducción. Con este avance y al ya tener tecnología para desarrollar cadenas sintéticas y circuitos genéticos sintéticos se está a un paso de llegar a la biología sintética pura.
Lo anterior puede ser aplicado a la generación de compuestos químicos, en la síntesis de biocombustibles, en la producción de sustitutos de productos naturales, así como sustitutos de fármacos para la salud humana.
Los retos de la biología sintética abarcan temas como el bioterrorismo y la falta de regulación en patentes para productos de este tipo
El doctor González Rodríguez consideró que estos avances no sólo crean expectativas positivas con respecto a su uso, sino que la biología sintética está en pugna constante con los dilemas éticos que se desprenden de esta rama de la ciencia.
El bioterrorismo, la liberación accidental o intencional de organismos sintéticos, la falta de una regulación de patente son respecto a estos productos, así como la poca valoración entre los riesgos y beneficios, provocan que la biología sintética sea aún un área que necesita no sólo de desarrollo tecnológico, sino del desarrollo de estrategias éticas para evitar el mal uso de sus derivados.
Son necesarios los principios de responsabilidad, trazabilidad, la justicia y el correcto desarrollo de políticas públicas para enfrentar los retos que la biología sintética tiene por delante.
