La mina de oro de la biolog¨ªa sint¨¦tica
El tratamiento del genoma, un mundo que limita con la ciencia-ficci¨®n, es una oportunidad hist¨®rica para que la ciencia espa?ola, con sus figuras de vanguardia, lidere la nueva revoluci¨®n
Esta vez no puede decirse que la revoluci¨®n cient¨ªfico-t¨¦cnica que modificar¨¢ nuestras vidas, trastocar¨¢ nuestros valores y creencias, y transformar¨¢ la producci¨®n industrial y la econom¨ªa vaya a encontrar a nuestro pa¨ªs fuera de tiempo y lugar, condenado a perseguir la estela de los adelantados. Esta vez, la ciencia espa?ola tiene los mimbres necesarios para pasar directamente al futuro a trav¨¦s de la rendija abierta con el primer genoma creado por ordenador y para liderar, incluso, la investigaci¨®n europea de la moderna biolog¨ªa sint¨¦tica. Es lo que piensan nuestros m¨¢s destacados bi¨®logos, aunque no haya nada asegurado, a causa, dicen, de los males estructurales y end¨¦micos que aquejan a la investigaci¨®n en Espa?a.
"Tenemos un valor superior a las estructuras y la financiaci¨®n y ese valor es el talento", dice Juan P¨¦rez Mercader
"La microbiolog¨ªa espa?ola est¨¢ tan desarrollada que podr¨ªa liderar la reacci¨®n europea", sostiene Andr¨¦s Moy¨¢
El negocio de la vida
M¨¢s a¨²n desde que, en mayo ¨²ltimo, Craig Venter anunci¨® al mundo la creaci¨®n del primer genoma artificial, el dinero se est¨¢ fundiendo con la ciencia en un maridaje que se presume fecundo y de alcance. Nunca, hasta ahora, la biolog¨ªa hab¨ªa sido percibida con tanta nitidez en clave de negocio, vigilada con tanta atenci¨®n, mimada, engolosinada, por el capital. Las multinacionales de la energ¨ªa, la farmacia y la alimentaci¨®n, preferentemente, promueven proyectos llamados a ensanchar la brecha cient¨ªfica abierta que permitir¨¢ dise?ar y hacer ingenier¨ªa con organismos vivos, un futuro fascinante, pero no exento de interrogantes profundos y de peligrosas sombras.
En EE UU, particularmente, el frenes¨ª investigador ha dado lugar a la afloraci¨®n de centenares de fundaciones y empresas tecnol¨®gicas que toman posiciones decididas a competir en la carrera por materializar los avances de la biolog¨ªa sint¨¦tica. Exxon Mobil ha comprometido 300 millones de d¨®lares para la producci¨®n de algas dedicadas a producir derivados no contaminantes de la gasolina, y el magnate mexicano Alfonso Romo, otros 100, mientras BP (British Petroleum) invierte tambi¨¦n cifras millonarias en la creaci¨®n de microbios que contribuir¨¢n a transformar el carb¨®n en un gas natural de combusti¨®n mas limpia. Novartis intenta, a su vez, sintetizar cepas del virus de la gripe con el prop¨®sito de fabricar la vacuna, y el grupo malasio Genting pretende convertir la palmera de la que extrae aceite en el "¨¢rbol de la gasolina". Hasta la NASA, en sus vacas flacas, se est¨¢ rascando el bolsillo para no perder pie en la biolog¨ªa venidera.
"Hay muchos trabajos avanzados de biotecnolog¨ªa financiados con dinero p¨²blico y privado. Por lo general, el dinero privado busca crear bacterias a medida para que act¨²en de determinada manera, pero lo interesante es que detr¨¢s de estos proyectos, no siempre declarados, hay un gran trabajo de ciencia b¨¢sica. M¨¢s que pasta, dinero, lo que hay all¨ª es un verdadero pastizal", comenta, con su jocosidad proverbial y gracejo sevillano, Juan P¨¦rez Mercader, antiguo director del Centro de Astrobiolog¨ªa espa?ol y hoy instalado en la Universidad americana de Harvard, donde dispone de un laboratorio de m¨¢s de 800 metros cuadrados, una prueba m¨¢s, no la mayor, de las atenciones que se dispensan all¨ª a las figuras de la ciencia.
La ecuaci¨®n: + ciencia = + dinero = + ciencia vive momentos de esplendor, mientras los institutos tecnol¨®gicos y universidades convocan concursos de ideas entre los estudiantes aprovechando que los j¨®venes pueden ser mucho m¨¢s desinhibidos y tienen menos miedo al rid¨ªculo y al fracaso. Una idea loca, pero barata, como comprobar si una bacteria acusa la influencia de las ondas sonoras y se mueve en direcciones distintas seg¨²n le toquen La Traviata o el Viva Espa?a puede ser tomada en consideraci¨®n. Todo est¨¢ abierto.
El tratamiento gen¨¦tico de una levadura (organismo microsc¨®pico unicelular responsable, entre otras cosas, de que exista el pan y la cerveza) ya permit¨ªa fabricar a bajo coste cantidades ingentes de artemisina, la droga que combate la malaria y que hasta ahora se extra¨ªa de la planta. Una bacteria intervenida gen¨¦ticamente posibilita detectar bombas y minas porque se ilumina al contacto con las sustancias explosivas. Y un alga aplicada a la lavander¨ªa consigue con el agua a 4 grados de temperatura el mismo nivel de limpieza que el que se obtiene ahora a 30 grados. Se calcula que aplicada de forma generalizada supondr¨¢ un ahorro energ¨¦tico diario equivalente a todo el petr¨®leo vertido ¨²ltimamente en el golfo de M¨¦xico. Puede producirse biofuel y biohidr¨®geno, aunque todav¨ªa a un precio no competitivo, y ya no es un sue?o convertir los residuos industriales en bioenerg¨ªa. La fabricaci¨®n de vacunas y de ¨®rganos humanos para trasplantes crecer¨¢ exponencialmente porque el hombre ha logrado imitar a la naturaleza de tal modo que puede enga?arla y hacer que trabaje para ¨¦l.
Es lo que ha hecho el americano Craig Venter y su equipo al sustituir el ADN natural de una c¨¦lula, una bacteria en este caso, por una copia casi id¨¦ntica -le retiraron 14 genes y le a?adieron 4 nuevos llamados watermarks (marcas de agua) para poder distinguirlos del genoma natural- construida artificialmente. Resulta que la bacteria, en lugar de rechazar el genoma artificial por intruso, ejecuta diligentemente las funciones biol¨®gicas marcadas en ese ADN artificial. Se abre un panorama vertiginoso y fascinante, pre?ado de inc¨®gnitas y temores; un futuro en el que la ciencia romper¨¢, y no solo en el plano te¨®rico, muchos de los diques de lo imposible que le impiden hacer realidad fantas¨ªas de ciencia-ficci¨®n, como la recreaci¨®n de los dinosaurios que se describe en la pel¨ªcula Parque Jur¨¢sico. De hecho, algunos de los bi¨®logos m¨¢s avanzados no creen que est¨¦ muy lejano el d¨ªa en que se conseguir¨¢ construir c¨¦lulas eucariotas, el tipo de c¨¦lulas de que estamos hechos los hombres, animales y plantas. Si eso se consigue y los cient¨ªficos logran dise?ar genomas, el camino de la reconstrucci¨®n de los dinosaurios o mamuts quedar¨¢ despejado.
Aunque la creaci¨®n de vida artificial sigue siendo, hoy por hoy, una quimera -los cient¨ªficos han tomado el mando de una c¨¦lula, no la han creado-, se abre un horizonte infinito para la utilizaci¨®n-manipulaci¨®n de los organismos vivos. "Podemos sintetizar un genoma (la informaci¨®n gen¨¦tica de un organismo vivo) entero, el correspondiente a un ser unicelular, pero el conocimiento no nos permite en la actualidad hacer lo propio con organismos m¨¢s complejos", precisa V¨ªctor de Lorenzo, del Centro Nacional de Biotecnolog¨ªa (CNB) de Madrid. "El elemento determinante de la ingenier¨ªa sint¨¦tica es la importaci¨®n de materiales y conceptos procedentes de la ingenier¨ªa de m¨¢quinas", subraya.
"Es una revoluci¨®n total en la medida en que la ingenier¨ªa permite disponer de medidas est¨¢ndar como crear un tornillo y aplicar la idea de que una c¨¦lula est¨¢ hecha de partes. Resulta discutible como concepto, pero es eficaz hasta el punto de que podemos hacer un cat¨¢logo de las partes de una c¨¦lula, como podemos hacer el cat¨¢logo de las partes de una radio. Esas partes se ensamblan en circuitos biol¨®gicos donde la c¨¦lula recibe determinados est¨ªmulos y reacciona de manera predeterminada", indica. De Lorenzo explica el momento actual de la investigaci¨®n con esta met¨¢fora luminosa: "Tenemos la capacidad de escribir un libro entero, pero a condici¨®n de que utilicemos ¨²nicamente unas pocas frases". Claro que con estas siete palabras: "Cuando despert¨®, el dinosaurio todav¨ªa estaba all¨ª", el escritor guatemalteco Augusto Monterroso escribi¨® su cuento El dinosaurio, el m¨¢s corto de la historia de la literatura.
La medida del fant¨¢stico avance obtenido la aporta el dato de que se haya sintetizado un cromosoma entero con cerca de un millar de genes, cuando, hasta ahora, el mayor ¨¦xito de la biolog¨ªa sint¨¦tica era haber modificado media docena de genes de la s¨ªntesis de la artemisina, precisamente. En t¨¦rminos inform¨¢ticos, el genoma artificial mycoplasma mycoides JCV-syn 1.0 obtenido por Venter posee algo m¨¢s de un mill¨®n de letras o bases; o sea, una megabase, frente a las 3.000 megabases del genoma humano. Tratar con los seres pluricelulares implica enfrentarse a una complejidad imposible hoy de manejar, pero la rendija se ha abierto y hay avalanchas para entrar en una disciplina, interdisciplinar en esencia, que atrae particularmente a bi¨®logos, f¨ªsicos, matem¨¢ticos e ingenieros muy j¨®venes.
Esta vez, Espa?a puede participar por derecho propio en el estallido cient¨ªfico global. "Podemos coger la ola, no contamos con muchos laboratorios de biolog¨ªa sint¨¦tica, pero los que hay tienen muy buen nivel", asegura Vicente Larraga, director del seminario Realidad y expectativas en la biolog¨ªa sint¨¦tica que, organizado por la fundaci¨®n Alternativas, ha reunido en Madrid a buena parte de los especialistas en esa disciplina. "La microbiolog¨ªa espa?ola est¨¢ tan desarrollada que si contara con incentivos suficientes podr¨ªa perfectamente liderar la reacci¨®n europea", sostiene Andr¨¦s Moya, de la Universidad de Valencia. "Tenemos la capacidad y contamos o podemos contar con el capital humano necesario", abunda Jos¨¦ Mar¨ªa Valpuesta, director del Centro Nacional de Biotecnolog¨ªa.
M¨¢s que eso: el pasado a?o, estudiantes de la Universidad de Valencia se impusieron en el concurso internacional de ideas celebrado en el Massachusetts Institute of Technology, frente a representantes de universidades tan punteras como Harvard, Stanford o Yale. Los bi¨®logos Luis Serrano y V¨ªctor de Lorenzo son considerados figuras de la vanguardia internacional, y la veintena de grupos de investigaci¨®n que trabajan en nuestro pa¨ªs constituyen una plataforma muy s¨®lida para situar a Espa?a en la avanzada de la biolog¨ªa sint¨¦tica, pese a que su financiaci¨®n no llega a la decena de millones.
Para que la gran ocasi¨®n no se frustre
Y, sin embargo, los triunfos y ventajas existentes en materia de biolog¨ªa sint¨¦tica no disuelven los viejos recelos y las dudas sobre la capacidad y disposici¨®n de nuestras autoridades pol¨ªticas y de las estructuras de gesti¨®n para entender y hacer frente a los retos. "He visto pasar dos trenes, el de la biolog¨ªa estructural y el de la prote¨®mica y la gen¨®mica, por culpa de nuestras ineficientes estructuras administrativas, de las resistencias pol¨ªticas y de ese mal end¨¦mico de los celos y rencillas entre universidades; que si los de la Complutense, que si los de la Aut¨®noma, que tanto dificultan las imprescindibles colaboraciones interinstitucionales e interdisciplinarias. Ser¨ªa tremendo que tambi¨¦n en la biolog¨ªa sint¨¦tica tard¨¢ramos 10 a?os en reaccionar y entre una cosa y otra perdi¨¦ramos el tercer tren", enfatiza Rafael Giraldo, del Centro de Investigaciones Biol¨®gicas de Madrid. "Somos muy dados a jugar partidas de ajedrez simult¨¢neas y, aunque nos manejamos bien, no solemos acabar casi ninguna. Ya dijo S¨¦neca que 'da igual de d¨®nde sople el viento, si no sabemos ad¨®nde ir'", apostilla Germ¨¢n Rivas, de ese mismo instituto.
Hay, pues, que apostar y aprovechar que, como dice Rafael Girado, la biolog¨ªa sint¨¦tica es para Espa?a como el cometa
Halley que pasa cada 76 a?os cerca de la Tierra, una nueva oportunidad a la que debe aferrarse la ciencia, la industria y las instituciones. En palabras de Pere Puigdomenech, director del Laboratorio de Gen¨¦tica Molecular Vegetal, un problema serio es "la falta de vertebraci¨®n de la comunidad cient¨ªfica espa?ola" derivada, en su opini¨®n, de la carencia de prioridades reales establecidas por los ¨®rganos de decisi¨®n de pol¨ªtica cient¨ªfica (las actuales son una mera copia de las establecidas por la UE), a lo que se une el mal funcionamiento de las academias de ciencias experimentales, que deber¨ªan ser un referente cient¨ªfico orientador. "Como no tenemos un sistema que permita establecer las prioridades cient¨ªficas, cuando estamos en crisis todo el mundo tiene que rebajarse el 20% del presupuesto y de los proyectos sin considerar los diferentes efectos que ese recorte puede suponer en relaci¨®n con el futuro en tal o cual ¨¢rea", indica.
Es un modo de funcionamiento que algunos contraponen, en negativo, al del modelo alem¨¢n, donde el consejo cient¨ªfico, nombrado a propuesta de las propias instituciones cient¨ªficas, del Gobierno Federal y de los l?nders (autonom¨ªas), marca las l¨ªneas maestras de la investigaci¨®n con sus complementos presupuestarios. La idea de que falta una verdadera pol¨ªtica cient¨ªfica -"la biotecnolog¨ªa ya figura como prioridad en el Plan Nacional, pero, al final, todo se queda en palabras", dice Emilio Mu?oz, del IESE-CSIC- convive con la impresi¨®n de que hay demasiados grupos de ¨¢mbito reducido que trabajan desconectados y que tampoco en el conjunto de la Uni¨®n Europea existe un sistema cient¨ªfico com¨²n que permita aprovechar los esfuerzos. "Los espa?oles no debemos perder de vista que tenemos un valor que est¨¢ por encima de las estructuras y los presupuestos, y que ese valor no es otro que el talento", enfatiza Juan P¨¦rez Mercader.
Sin llegar a considerarlo el espejo ideal, muchos ven en EE UU un modelo m¨¢s pr¨¢ctico y avanzado. "All¨ª, las academias de ciencias funcionan y, en general, sus estructuras son m¨¢s ¨¢giles. Tienen otros problemas, pero no, desde luego, esa obsesi¨®n por definir la biolog¨ªa sint¨¦tica que est¨¢ tan presente en Europa", constata el investigador sevillano. "El principio de precauci¨®n que reclama la UE resulta desastroso porque conduce a que todo proyecto pueda ser considerado potencialmente peligroso y deja la investigaci¨®n en manos de polit¨®logos y de pol¨ªticos refractarios al riesgo. En el campo de la ciencia, prefiero que se aplique la ¨¦tica de la responsabilidad. Europa decae moral y pol¨ªticamente; con la salvedad, quiz¨¢, de Alemania, aunque a ellos les interesa m¨¢s la tecnolog¨ªa que la ciencia en s¨ª", indica Emilio Mu?oz.
Pocos niegan la necesidad de regular los proyectos de la biolog¨ªa sint¨¦tica, pero dentro de ese acuerdo general se mantienen posiciones bien distantes. "Hay que definir la biolog¨ªa sint¨¦tica y responder institucionalmente a las cuestiones que preocupan a la gente; a saber: ?Va a haber nuevos organismos y los van a lanzar al medio ambiente? ?Se fabricar¨¢n nuevas armas biol¨®gicas? ?Se patentar¨¢n formas de la naturaleza? ?Modificar¨¢n la vida artificialmente?", desgrana Pere Puigdomenech, que ha formado parte del comit¨¦ ¨¦tico de estudio creado por encargo de la Comisi¨®n Europea. "Hemos recomendado que se legisle sobre la materia, se establezcan reglas de juego y un c¨®digo de conducta. No se podr¨¢ sintetizar cualquier cosa, como, por ejemplo, el virus de la gripe del siglo XIX. Habr¨¢ que utilizar bacterias incapaces de sobrevivir en el medio ambiente y evitar que se conviertan en armas biol¨®gicas", anuncia el director del Instituto de Biolog¨ªa Molecular de Barcelona.
La Biblia gen¨¦tica
El genoma es a la c¨¦lula lo que el cerebro al cuerpo humano. El conjunto del material gen¨¦tico, que heredamos de nuestros progenitores en forma de ADN, es lo que llamamos genoma. Y el ADN, a su vez, no es m¨¢s que una secuencia de cuatro nucle¨®tidos que los cient¨ªficos representan con cuatro letras: A, T, G y C. As¨ª, toda la informaci¨®n que contiene la c¨¦lula est¨¢ "escrita" combinando y repitiendo estas letras miles de millones de veces. La maquinaria celular, lee y ejecuta diligentemente las ¨®rdenes que dicta el ADN, como si fuera la Biblia. Por ejemplo, si una c¨¦lula afortunada, recibiera cantidades ingentes de az¨²car, el ADN mandar¨ªa producir un tipo determinado de prote¨ªnas para poder procesarlo. O si la c¨¦lula detectara que se est¨¢n produciendo errores en su ser que podr¨ªan convertirla en una c¨¦lula tumoral, en el ADN est¨¢n las instrucciones para inducir el suicidio celular.
Es en este contexto donde se sit¨²a la biolog¨ªa sint¨¦tica. La producci¨®n artificial, por el equipo de Craig Venter, de un genoma completo supone un hito, pero lo extraordinario es que este material gen¨¦tico creado en un ordenador (aunque sea una copia casi id¨¦ntica del natural) haya logrado tomar el control de una c¨¦lula. Las posibilidades que esto ofrece son infinitas. El futuro es una inc¨®gnita.
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