La innovación científica y tecnológica durante las últimas décadas ha evolucionado a pasos agigantados y en el área de las ciencias biológicas no es la excepción, un ejemplo claro es el desarrollo de organismos generados en base a componentes sintéticos, como es el caso de la generación del primer microorganismo creado de manera artificial por the J. Craig Venter Institute, publicado el 20 de mayo de 2010, donde se logró generar una célula bacteriana con un genoma obtenido de forma completamente artificial, capaz de auto replicarse. Ésta nueva tecnología es conocida como biología sintética, que se define como el esfuerzo de diseñar nuevos organismos o modificar existentes, para producir nuevos sistemas biológicos, con una funcionalidad diferente o mejorada, de acuerdo a un criterio de diseño cuantificable, porque explícitamente esto requiere que el sistema biológico, sea evaluado en contra de un objetivo de criterio cuantificable, de igual forma que se realiza en ingeniería tradicional (Anderson et al. 2012).
Los Usos de biología sintética poseen un enorme potencial, en el desarrollo de nuevos organismos biológicos, capaces de llevar a cabo funciones útiles para la industria y la sociedad, tales como: degradación de desechos contaminantes, detección de agentes tóxicos en el agua, producción de biocombustibles, desarrollo de drogas entre otros. (Anderson et al. 2012).
La disciplina se puede clasificar según la manera en que se lleva a cabo el objetivo, por ejemplo es posible identificar 2 enfoques TOP-DOWN (de arriba hacia abajo) y BOTTOM-UP (de abajo hacia arriba). El primero consiste en rediseñar organismos o secuencias genicas preexistentes para remover regiones innecesarias, reemplazar, adicionar segmentos específicos para obtener nuevas características mejoradas o funciones. Por otro lado el enfoque BOTTOM-UP, es más nuevo y representa mayores desafíos, corresponde a la creación de sistemas biológicos vivos, a partir de materia cruda, usando como fuente componentes inertes (PCSBI, 2010).
A veces, la generación de sistemas biológicos artificiales, se caracteriza por crear circuitos a partir de componentes químicos sintéticos estandarizados, que poseen funciones deseadas preestablecidas, de una forma predecible, que pueden ser intercambiables. Es así como existe, por ejemplo una plataforma conocida como “biobricks”, que posee un registro de secuencias de ADN con funciones biológicas conocidas, como un catálogo de código abierto, disponible para usuarios, que mediante el uso de computadoras, pueden generar circuitos biológicos uniendo piezas, como si se tratara de piezas del conocido juego Lego®. (PCSBI, 2010).
Estos componentes estandarizados, están disponibles para el público en general y de forma gratuita, para promover y desarrollar la investigación en el área, con ello se realiza de manera anual, el concurso mundial de ingeniería de máquinas biológicas para estudiantes (iGEM : International Genetically Engineered Machine. PCSBI, 2010).
En nuestro país, ya se han realizado experiencias relacionadas a la aplicación de la biología sintética, desde hace algunos años, es así como en 2012 un grupo de alumnos de pregrado pertenecientes a la universidad Católica, han participado del concurso mundial, llevado a cabo en Massachusetts Institute of Technology (MIT), luego de ganar el tercer lugar en la competencia latinoamericana de iGEM. Su propuesta, llamada Luxilla, consistió en desarrollar una lámpara, en base a la emisión de bioluminiscencia en bacterias, que iluminan sólo de noche mientras que en el día, sintetizan el sustrato necesario para brillar (Universidad Católica , 2012).
El 2013 fue fundado en la Universidad de Chile el grupo OpenBio, cuyo principal objetivo es impulsar el desarrollo de la biología sintética, mediante la formación de una red de grupos y espacios para incentivar el I+D+i de forma abierta, colaborativa y sin fines de lucro, siguiendo como eje principal, el diseño y creación de sistemas biológicos, por biología sintética, desarrollar equipos de laboratorio a bajo costo y entregar a las personas las herramientas para desarrollar sistemas biológicos por sí solos, para aportar al desarrollo de la sociedad. Los integrantes de esta agrupación, presentaron el pasado año un proyecto en el concurso mundial iGEM para la elaboración de plástico biodegradable (PLA), usando bacterias Escherichia coli modificadas, para producir ácido láctico (monómero básico del material), como sistema biológico, y otras bacterias de la misma especie, que posee el circuito génico, para polimerizar y exudar el producto al medio extracelular (OpenBio UChile, 2016).
El miedo que genera la incertidumbre de los alcances de la nueva tecnología, y su impacto en el ecosistema y la humanidad, ha generado una gran expectación acerca de los avances en la materia, donde en algunos casos, existe una suerte de predicción apocalíptica, que tiende a especular que la biología sintética es un peligro que debe estrictamente regulado. Sin embargo, como toda nueva tecnología, es necesario tomar en cuenta todas las posibilidades para evitar al máximo generar daños, en cualquiera de los planos que pueda tener algún grado de influencia. Dana y colaboradores (2012), propone 4 pasos para evitar el desastre de la biología sintética: en primer lugar identificar las diferencias en la fisiología de los organismos naturales y sintéticos, e investigar cómo éstos pueden interactuar con el ambiente circundante, determinar la capacidad potencial de supervivencia de un organismo sintético (considerando su duración en años, si es que tiene capacidad de permanecer en estado de latencia) y la capacidad de competir, respecto a su contraparte no sintética, en tercer lugar la eventualidad que posee un organismo sintético, de cambiar o evolucionar (para determinar si puede persistir, diseminarse o alterar su comportamiento en ambientes naturales, incluso aquellos lugares que son considerados como inhóspitos), la rapidez para adaptarse y quizá la posibilidad de ocupar nuevos nichos ecológicos. Finalmente, en cuarto lugar, investigar acerca del riesgo de que hubiere de transferencia de genes, por la capacidad conocida de los microorganismos, de poder intercambiar material genético, o integrar ADN libre desde el ambiente. Conociendo dichas características, se puede determinas si existe riesgo de pasar, accidentalmente características como resistencia a antibióticos, que pueden tener una repercusión en la salud Humana.
Figura. Arabidopsis thaliana: Especie modelo para estudios de genetica en plantas posee un genoma relativamente pequeño, completamente secuenciado, además de poseer corto periodo de rotación y facilidad para producir grandes cantidades de semillas. Es la especie perfecta para cualquier trabajo relacionado a biología sintética, dado a que la mayoría de sus genes ya han sido estudiados.
Para hacer frente a los posibles riesgos, que posee el surgimiento de la nueva tecnología, se ha desarrollado una guía propuesta para realizar investigaciones y aplicaciones relacionadas a la biología sintética, basada en 5 principios fundamentales, que pueden ser generalizados al surgimiento de cualquier nueva tecnología (Gutman 2011):
- (1) Principio de beneficencia pública (Public beneficence): consiste en Maximizar el beneficio y minimizar los daños. Debe aplicarse a nivel personal e individual, a la institucionalidad, a la comunidad y a nivel público. A nivel público la población y sus representantes deben ser vigilantes ante los riesgos y estar preparados, para revisar las políticas que persiguen los beneficios, que no consideren los posibles riesgos.
- (2) Administración responsable (Responsible stewardship): Ser administradores responsables de la naturaleza, de la generosidad de la tierra y de la seguridad y cuidado del planeta. Nuevas tecnologías conllevan grandes desafíos, por la incertidumbre de los alcances que pueden tener, respecto a los beneficios y riesgos, Considerando la vida actual, las generaciones futuras y el medio ambiente. Vigilancia prudente. Consiste en establecer procesos para la evaluación de posibles beneficios, posibles riesgos de seguridad y plantear formas de protección, tanto antes como después de los proyectos que se llevan a cabo.
- (3) Libertad intelectual y responsabilidad (intellectual freedom and responsibility): Debe promover el espíritu creativo de la innovación tecnológica. Pero considerar los posibles daños que puede generar, en todos los planos Principio de regulación parsimoniosa. Propone que la supervisión, es verdaderamente necesaria para garantizar la justicia, la equidad, la seguridad la búsqueda del bien público. “Con la suficiente libertad de operar , los logros del futuro pueden hacer discutibles los riesgos de hoy”.
- (4) Deliberación democrática (democratic deliberation). Se refiere a la capacidad de realizar una toma de decisiones, de manera cooperativa, donde sea posible llegar a acuerdos, en casos de debate de puntos de vista opuestos, donde exista una activa participación de los ciudadanos. La idea central de este principio, es generar el espacio para el intercambio de ideas a nivel público, mediante la deliberación justificada, teniendo en cuenta el respeto frente a puntos de vista irreconciliables. Se promueve de esta forma, la búsqueda del interés público, por sobre el individual.
- (5) Justicia y equidad (justice and fairness) Está relacionada a la distribución de los beneficios y de las responsabilidades, que trae consigo la innovación tecnológica, a través de la sociedad.
La sociedad como un todo, debe realizar esfuerzos para evitar la distribución injusta de los beneficios, que puedan alcanzarse a partir de la tecnología, tanto para las instituciones, como para personas de forma individual. Este principio, no solo contempla un grupo específico, si no mas bien, la comunidad internacional en su conjunto.
Las posibilidades de la biología sintética, pueden ser infinitas, y en este sentido Chile debe desarrollar sus propias capacidades, para contribuir en el desarrollo de la economía, dar oportunidades a la población, generar nuevos emprendimientos y nuevas fuentes de empleo. También abre la posibilidad a explorar, dentro de nuestra biodiversidad, nuevas características que podrían tener aplicaciones biotecnológicas, gracias a la amplia variedad de condiciones climáticas a lo largo del territorio, donde se pueden encontrar ambientes tan extremos, como el desierto en Atacama, climas lluviosos en Valdivia o el ambiente polar de la Antártica.
Junto con ello, también es imperante que se desarrolle la institucionalidad necesaria, para instruir respecto a los aspectos éticos y/o legales, para hacer uso de la biología sintética en todos los niveles, implicados en el posible ejercicio de la tecnología, empezando por las instituciones de educación superior, institutos de investigación, el sector privado y público. Y digo instruir, haciendo referencia al principio de regulación parsimoniosa, que debe ser aplicado ante el surgimiento de una nueva tecnología, pues es de suma importancia generar el ambiente propicio, para el desarrollo de nuevos emprendimiento y no generar un clima de hostilidad y reticencia al uso de biología sintética, basándose en especulaciones, que no poseen un fundamento científico que lo respalde.
Sin duda que la ética en estos aspectos, corresponde un pilar fundamental para que la aplicación de esta nueva herramienta, sea usada siempre en pos del bien común, donde la inculcación de valores morales, debería ser incluida en la base de los programas y planificaciones, desde la primera infancia, pasando por todo el ciclo de formación educacional. Enseñando por ejemplo el valor de la naturaleza, el respeto por la humanidad, la búsqueda del bien común y la responsabilidad de la ejecución de sus actos en cualquier aspecto de la vida.
Dado al estado actual en que se encuentra el avance de la disciplina, a nivel mundial, es probable que en nuestro país, comience a masificarse su uso y aplicación, que puede dar paso a nuevas condiciones, que podrán tener un impacto positivo en el desarrollo, incluso dar paso a la creación de tecnología nacional, que pueda dar respuesta a los requerimientos sociales, de auto solventar la dependencia energética o la solución a la problemática de la protección del recurso hídrico, etc.
Bibliografía.
Anderson j., n. Strelkowa, g. Stan, t. Douglas, j. Savulescu, m. Barahona And a. Papachristodoulou. 2012. Engineering and ethical perspectives In synthetic biology. European molecular biology organization . Science & society. Vol 13 ( 7).
Dana g., t. Kuiken, d. Rejeski and a. Snow. 2012. Four steps to avoid a Synthetic-biology disaster assess the ecological risks of synthetic microbes before they escape the lab. Nature. 483. Pcsbi, 2010. New directions, ethics of synthetic biology and emerging technologies. Presidential commission for the study of bioethical issues. Disponible en: file:///C:/Documents%20and%20Settings/Administrador/Mis%20documentos/curso%20bioetica/PCSBI-Synthetic-Biology-Report-12.16.10_0.pdf
Universidad católica, noticias. 2012. Alumnos UC representarán a chile en competencia mundial de biología sintética. Disponible en: http://www.uc.cl/la-universidad/noticias/8653-alumnos-uc-representaran-a-chile-en-competencia-mundial-de-biologia-sintetica Gutmann, amy . 2011. “the ethics of synthetic biology: guiding principles for emerging technologies,” hastings center report 41, no. 4 (2011): 17-22.
Openbio Uchile. 2016. Disponible en: http://openbio.cl/categoria/biologia-sintetica/
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