Escrito por Tendenzias

Biología sintética, domesticando la vida

Publicado en la versión papel como: "Vida domesticada". Information Technology. Septiembre de 2013. Nº 192

Craig Venter es una especie de Steve Jobs de la ingeniería genética. No sólo por su inteligencia y su magnífica visión de negocios, sino por lo espectacular de los anuncios de nuevos… ¿productos? Venter logró hacer famoso su nombre a fuerza de anuncios espectaculares de los hallazgos científicos de sus equipos. Lo hizo en 2007 cuando obtuvo un cromosoma artificial a partir de síntesis química, y lo repitió en 2008 con el primer genoma realmente sintético de una bacteria.

Equipo argentino iGEM en 2012

Pero lo que logró patear el tablero, y hacer levantar la cabeza de todos los genetistas de sus microscopios para mirarlo en la televisión, fue cuando anunció el 20 de mayo de 2010 que había creado “la primera especie con capacidad de replicarse cuya madre es una computadora”.

Así, por todos los periódicos y noticieros del planeta, nadie prestó atención al artículo científico de Science firmado por 25 personas, una de ellas Venter, en el que se hablaba del tema, y prefirieron aferrarse a la idea errónea de que se había creado vida de la nada.

image “Lo que hizo Craig Venter, que se vendió como crear vida artificial”, nos cuenta Alejandro Nadra, pionero en biología sintética de la Universidad de Buenos Aires, “fue un avance tecnológico enorme, para algunos conceptual, en el sentido de que no hizo falta ninguna magia, para que un organismo con un genoma distinto pueda existir.

Lo que hizo fue agarrar un chasis de una bacteria y ponerle un genoma de otra, un poco retocado. Pero no es que sabe cómo funciona todo, de manera de poder generar una célula viva, sino que agarró una que funcionaba, lo puso en otra que funcionaba, y la que generó es parecida a la que sirvió de origen para la información genética.

No es que generó de cero un organismo nuevo. Pero el desafío tecnológico de poder transferir todo un genoma completo y que eso siga siendo funcional en un nuevo contexto, fue enorme”.

Fue la forma de Venter de decir que la biología sintética no era un juego de científicos locos, ni algo relegado a la ciencia ficción. Si no se hubiese podido alcanzar el logro de Venter y su equipo, tampoco podría pensarse en generar algo desde cero, así que al menos probó que los sueños de la ciencia ficción están al alcance de la mano.

Biología y negocios

“La biología sintética es la disciplina que intenta generar organismos vivos nuevos, distintos a los que hay en la naturaleza. Para eso tiene algunas herramientas y algunas metodologías que no son del todo novedosas, pero que la conjunción las hace distintas. En la práctica es como una biotecnología más ambiciosa”, nos cuenta Alejandro Nadra, quien es instructor del equipo argentino que participa de competencia mundial de biología sintética iGEM, que en 2012 consiguió clasificarse y participar en la final mundial celebrada en el MIT.

“Casi ningún proyecto, o al menos no conozco ninguno de biología sintética, que no tenga un vínculo directo con una aplicabilidad”, dice Nadra. No es sólo ciencia básica, es decir, tratar de comprender el universo, sino aprovechar la aplicabilidad de ese conocimiento que ya se tiene para ir generando posibilidades reales con cada proyecto.

“La biología sintética busca crear funciones”, nos cuenta el biólogo Luciano Morosi, quien formó parte del primer equipo argentino en participar de la competencia internacional iGEM en 2012, y este año ya comenzó a difundir la biología sintética con un curso para no científicos. “El fin máximo de la biología sintética es poder crear un sistema biológico totalmente de cero, desde los elementos que uno tienen en el laboratorio. Para poder hacerlo, hay que conocer la biología al detalle. La biología sintética va por dos lados, por uno se trata de crear funciones, crear sistemas, cosas que sirvan a un fin. Pero al mismo tiempo, haciendo eso, genera conocimiento básico. Conocer las reglas básicas de diseño biológico. Hay biólogos sintéticos que buscan la solución a tal problema, como un chip biológico; y hay otros que dicen, bueno, sirvámonos de estas herramientas para crear cosas, pero al mismo tiempo para entender esas cosas, para sacarle el jugo a la base”.

“Es una nueva forma de pensar la biología y, al mismo tiempo, una tecnología de la cual podemos servirnos”, concluye Morosi. Las aplicaciones de la biología sintética son muy variadas “Salud, generación de energía. Por ejemplo, bacterias que generan alcoholes que luego se pueden utilizar. Las sustancias de desecho que se generan en una práctica, cómo podemos reutilizarlas para generar algún combustible. Bioremediación. Tratamientos de efluentes de agua, o suelos contaminados. Generar biosensores para determinar cuánto hay de un contaminante, o modificar un organismo para que pueda remover algún otro”.

Alejandro Nadra está de acuerdo que “la ambición máxima de la biología sintética es la de escribir un genoma de novo. Si yo entiendo cómo funciona una máquina, ya la puedo hacer. Por ahora es cortar y pegar ADN. Pasar de un lugar a otro. Eso no es necesariamente entender bien cómo funciona.

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Se sabe que un gen le da resistencia a un patógeno, el mecanismo quizás no se sabe, pero sólo saber que le da la resistencia parece ser suficiente para tener ganas de ponerlo en una planta, y si uno lo pone en una planta, y empieza esa planta a ser resistente al patógeno y se consiguió la función para la cual se lo quería usar, sirve. Es como mucho más ingenieril, la forma de pensarlo. Uno piensa algo con un objetivo.

No es entender todo, desde el origen del universo, hasta cómo funciona el último átomo de una molécula, sino que yo quiero generar un organismo que cumpla con tal función. Entonces en el caso de la plata que es resistente a un patógeno, si yo conseguí un gen que genera esa resistencia, y por eso tengo una mayor productividad, funciona”.

Competencia sana

La biología sintética busca ir más allá de la investigación básica, como decíamos, y para ello es que se aleja del sistema científico del investigador solitario, muy especializado en un tema, ocupándose de todo. “Los mejores laboratorios de biología sintética, tienen un físico, un biólogo, un informático, y todos aportando. Ya no sólo son biólogos o químicos”, nos cuenta Morosi. “En el equipo iGEM éramos dos biólogos, un físico, un químico y uno de las ciencias de la comunicación”.

“Ayuda muchísimo tener distintas formaciones, y distintos puntos de vista”, opina Alejandro Nadra. Eso se busca en la competencia mundial de biología sintética de iGEM, en la que el año pasado participaron 190 equipos, con miles de estudiantes universitarios de decenas de países.

“La idea es que un grupo de grado tiene que hacer un proyecto”, nos cuenta Nadra, supervisor del equipo de 2012 y del que se presentará este año 2013. “Desde generar la idea, hacer los experimentos, hacer el modelado, conseguir los fondos, y defenderlo en una especie de olimpíadas en la que cada uno se propuso un objetivo como equipo y lo tiene que cumplir en un período bastante corto, ya que son estudiantes de grado que están en paralelo cursando y haciendo su vida”.

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“Es muy estimulante”, continúa Nadra. “Y para mí una de las virtudes más grandes que tiene, aparte de la motivación hacia todos los que participamos, es que como está motorizado por estudiantes, las propuestas que hacen son mucho más arriesgadas que las que haría uno en su línea de investigación. O sea, nosotros, los investigadores, estamos entrenados a hacer proyectos que sabemos que van a funcionar cuando pedimos fondos. Tenemos que justificar que ya sabemos hacer lo que queremos hacer, y sólo nos dan fondos para lo que demostramos que podemos hacer”.

“Este año estamos atacando un problema muy grande del noroeste que es las contaminaciones con arsénico”, sigue Nadra. “El arsénico es el principal contaminante del agua en una zona importante de la Argentina, y también a nivel mundial. La idea es que si uno puede detectar de una forma fácil, masiva y económica, los niveles de contaminación con arsénico, la persona puede elegir de qué fuente toma el agua. Poder distribuir un kit en el que cada usuario pueda medir su propia fuente de agua”.

El proyecto argentino de 2013 busca crear un biosensor de arsénico, es decir un kit que se vale de organismos modificados para mostrar un color cuando detectan arsénico en el agua. El proyecto argentino busca ir más allá, crear un sensor que, con simples modificaciones, luego pueda ser utilizado para detectar cualquier cosa, “como nitratos o nitritos, funciona también para zinc, plomo, hidrocarburos”, dice Nadra. Incluso quieren innovar en la forma de conseguir fondos al presentar el proyecto en la plataforma de crowdfounding Ideame (idea.me).

Para ello se desarrollan como bloques biológicos que pueden unirse, el detector por un lado, y el llamado reportero, que mostraré un color, por otro lado. “Es parte de la filosofía de la biología sintética”, dice Nadra, “tratar de hacer módulos que puedan ser aislables del contexto y que puedan ser recombinados de otra forma, entonces uno tiene funciones desacopladas, y entonces uno acopla función detector, con función color, y tiene un detector que genera color en función del contaminante que a uno le interesa”.

Biseguridad

Pero si bien la biología sintética parece idílica, y casi hasta la panacea, puede generar problemas a la vez que soluciones, si no se realiza con el cuidado necesario. “Se está discutiendo mucho sobre bioseguridad”, nos cuenta Luciano Morosi. “Desde legislación, de qué hacer con organismos genéticamente modificados, si se pueden liberar al ambiente, cómo hacerlos más seguros”.

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“Una de las cuestiones”, sigue Morosi, “que es una constante en la naturaleza, es el intercambio en el material genético entre los organismos. A nivel de las bacterias, que son pequeñísimas, y son demasiadas por superficie, todo es posible. Entonces si decís, yo quiero sacar cierto contaminante del Riachuelo utilizando una bacteria. Entonces, qué pasa con la biología autóctona, con el ecosistema local. Hay que ver qué condiciones debería cumplir el organismo para minimizar el intercambio de material genético. Liberarlo, sería equivalente a que tomemos un yogurt con probióticos, modificado genéticamente. Porque el intestino es todo un microbioma, con la flora intestinal, tenemos viviendo millones de bacterias en una relación bastante fina, si te pasas para un lado, o para el otro, podemos tener un problema”.

Así es que desde la misma biología sintética se está trabajando en lo que llaman la bioseguridad. “El dogma central de la biología molecular, tiene que ver con el flujo de la información, una vez que conoces como es el flujo de la información, podes modificarlo”, dice Morosi. “En julio estuve en Londres en uno de los congresos más importantes del tema, y vi que hay gente que modifica cómo se lee la información en una célula para crear nuevas funciones, o que lea la información de otra forma, cosa de que si hay un flujo de información genética entre ambos, no puedan ser leído uno con el otro”.

“Si la información genética se lee de manera universal”, sigue Morosi, “de la misma forma, si yo tengo ahora una nueva forma de leer, puedo generar un organismo nuevo que haga las funciones que yo quiero, como producir una proteína, pero que lo haga de una forma distinta, de forma que si se pasa a un organismo corriente, no la lea, no la entiende. Es un paso importante para hacer organismos más seguros que no intercambien material genético, y que si se intercambia, no sea interpretado, para minimizar riesgos”.

Las posibilidades de la biología sintética paren ser ilimitadas, libradas a la imaginación de los científicos, pero por ahora esa imaginación se encuentra con algunos frenos, pero no desde la biología, sino de la tecnología disponible, y también de la bioseguridad. Con cada límite que se rompe, las funciones comerciales y sociales que se pueden obtener de la biología sintética se amplían.

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