Tendencias en biología sintética

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publicado en La Jornada Morelos el 12 de mayo de 2014.

La calidad de vida de la humanidad depende del necesario balance entre la innovación tecnológica y el conocimiento de su impacto social, económico y ambiental. El desarrollo sustentable depende del avance de la tecnología entendida como un proceso social. Los enormes avances científicos y tecnológicos que se están teniendo en la manipulación a niveles atómicos de materiales orgánicos e inorgánicos tendrán enormes beneficios en la alimentación, la salud, los energéticos y la construcción, entre otros sectores, siempre y cuando se avance con un total sentido de responsabilidad al evaluar sus posibles impactos negativos; practicando análisis de riesgo-beneficio precisos y transparentes para las comunidades.

Randall Mayes, Field Editor for Wild Cards at TechCast Global, publicó el artículo “¿Hacia dónde nos llevará el siglo de la biología? (Where Will the Century of Biology Lead Us? The Futurist, May-June 2014, Vol. 48, No. 3). Presenta un análisis de tendencia tecnológica que ofrece una visión de la biología sintética, sus aplicaciones potenciales, los obstáculos a su desarrollo y las perspectivas de su aprobación por el público.

            Los bioingenieros (biología más ingeniería) se enfocan a construir sistemas biológicos sintéticos al utilizar partes compatibles estandarizadas que se comporten de manera predecible, señala el autor. Ellos sintetizan partes de ADN que conforman componentes especializados y que, al unirlos, resultan en sistemas biológicos. En la medida que la biología se comporte realmente como un área de la ingeniería, se podrán crear genomas usando unidades modulares producidas en masa, de manera similar a las industrias de la microelectrónica y de la computación. En la actualidad, los proyectos en bioingeniería cuestan millones de dólares y tardan años en desarrollar productos. Para que la biología sintética se convierta en la siguiente revolución industrial, las pequeñas industrias deberán poder pagar los costos asociados al conocimiento y utilizar procesos automatizados.

            Existen dos retos principales para desarrollar la biología sintética, según el autor: el primero es la complejidad de los sistemas biológicos, ya que al ensamblar componentes sintéticos se debe evitar la intercomunicación cruzada con otros caminos biológicos, lo que excluye por ahora la terapia genética por posibles efectos laterales nocivos; y el segundo es el desarrollo de tecnologías asociadas, como los genomas tienen miles de millones de nucleótidos serán necesarias computadoras aún más rápidas, potentes y económicas.

            Para identificar genes y hacer secuencias sintéticas de ADN son necesarios secuenciadores y sintetizadores. El autor indica que existen proyecciones sobre la capacidad de secuenciar genomas humanos por 15 mil pesos, en el año 2020. El costo de leer y escribir nuevos genes y genomas está disminuyendo a la mitad en menos de dos años. Así, nos acercamos al momento en que deberían ocurrir importantes desarrollos en el área de la biología sintética.

            La capacidad computacional que crece exponencialmente en las aplicaciones genómicas y, también, el avance enorme en el uso de impresoras tridimensionales han abierto la posibilidad de imprimir tejidos y órganos para construir partes humanas, establece el autor. Los bioingenieros ya han fabricado prototipos artificiales de válvulas cardiacas, hueso, piel, tubos vasculares e implantes dentales. El método consiste en diseñar a la medida impresoras 3-D que aplican capa sobre capa de “tinta” con células vivas. De esta forma, se volvería obsoleto esperar por órganos para llevar a cabo trasplantes, con el beneficio adicional de que no habría rechazo de ellos, ya que se harían de las mismas células del paciente.

Se han impreso réplicas de riñones humanos que operan como los naturales al romper toxinas, metabolizar y secretar fluidos, asegura el autor. También, se han fabricado bio-impresoras que pueden inyectar muy diferentes tipos de células, como si fueran diferentes colores en una impresora normal, que han sido cultivadas del propio paciente y, así, crear partes humanas con diferentes estructuras internas de acuerdo a las especificaciones de programas computacionales. Asimismo, ya se está investigando en el uso de enzimas creadas por métodos de bioingeniería en microorganismos para descomponer desechos industriales, petróleo, metales pesados, material radiactivo y pesticidas.

Sin embargo, el desarrollo y uso de estos bio-productos implica trabajar con organismos genéticamente modificados y dejarlos libres en el ambiente, lo que causa preocupaciones legítimas, comenta el autor. Entonces, cada producto creado por la bioingeniería debe ser probado cuidadosamente contra riesgos a la salud y al ambiente. Las instancias reguladoras de la industria deben analizar tanto los riesgos como los beneficios de cada uno de estos productos, aplicando el método de proporcionalidad para no retrasar beneficios sociales, al atender eventuales riesgos despreciables para obtener pequeñas ganancias en seguridad.

            En Morelos, debemos establecer un programa de gran envergadura que impulse la ciencia y la innovación en biología sintética y, simultáneamente, analice sus implicaciones en el ambiente y en la salud. Los beneficios potenciales de la bioingeniería son enormes y no podemos quedarnos atrás en el desarrollo de este novedoso campo del conocimiento.