domingo, 4 de diciembre de 2022
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“Los bosques podrían archivar información, como las USB”

Juan Carlos Martínez, investigador de Agrosavia, contó para Más Colombia en qué consiste la edición genética y cuáles son las potencialidades que tiene Colombia en este campo.

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Juan Carlos Martínez es coordinador de transferencia y apropiación de tecnologías de Agrosavia, entidad de Ciencia, Tecnología e Innovación que propende por el cambio técnico para mejorar la productividad y competitividad de la agricultura nacional. Sus temas de investigación son los sistemas de ciencia, tecnología e innovación, y en especial la transferencia de tecnología y los sistemas de innovación.

¿Cómo surgió la técnica de edición genética y en qué consiste?


La edición genética surgió con el descubrimiento de las “repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente interespaciadas” (CRISPR, por sus siglas en inglés) que hizo el microbiólogo español Francis Mojica a principios de la década de 1990. 

Mojica encontró que ciertas bacterias y arqueas —organismos unicelulares carentes de núcleo— tenían en sus sistemas inmunitarios unas secuencias de genoma repetidas, exactamente iguales, y entre cada secuencia repetida había ciertos espaciadores. A estas decidió llamarlas CRISPR. En principio, el descubrimiento atrajo muy poco interés dentro de la comunidad científica. Sin embargo, adquirió gran importancia cuando, tras casi diez años de investigación, el microbiólogo mostró que estas secuencias eran un mecanismo de defensa de las bacterias y las arqueas contra los virus. 

A partir de esto, varios investigadores volcaron su mirada hacia las CRISPR. Los desarrollos tecnológicos fueron innumerables, pero el más llamativo, tal vez, fue la técnica de edición genética a partir del sistema CRISPR/Cas9, que fue planteada en 2012 por Emmanuelle Charpentier y Jennifer A. Doudna. 

Las investigadoras descubrieron que, al unir las CRISPR con la proteína Cas9, se creaba un sistema que funciona más o menos como unas tijeras de ADN: corta los pedazos del genoma que le indiquemos. El trabajo fue tan importante que, en 2020, fueron acreedoras del Premio Nobel de Química. 

Ya hablamos del sistema CRISPR, pero ¿qué es lo que hace la proteína Cas9?


Existen muchas proteínas, como la Cas1, Cas2, Cas3, etc. Con la proteína Cas9 hay una ventaja y es que, a diferencia de otras, permite que programemos fácilmente qué parte del genoma cortar y editar. En este sentido, la Cas9 funciona como un vehículo, controlado con un GPS, que va hasta el sitio del genoma del ser vivo que se quiere cortar o editar.

¿Qué aplicaciones ha tenido desde entonces el sistema CRISPR/Cas9?

El sistema CRISPR/Cas9 abre unas posibilidades increíbles para la medicina, la agricultura, las ciencias y demás. Hasta ahora se ha utilizado para la edición genética y, sobre todo, para el mejoramiento de plantas y cultivos, como una alternativa a los organismos genéticamente modificados —conocidos como transgénicos—. No obstante, sus aplicaciones se extienden hacia la biología sintética y la bioinformática, ramas que ahora son cruciales. De hecho, a raíz de todos los desarrollos que se están dando al interior de estas, muchos hablan de que estamos, si no adentro, al menos ad portas de una revolución científica. 

Con el sistema CRISPR/Cas9, por ejemplo, podemos guardar información en soportes biológicos y no en soportes informáticos. Hay experimentos interesantísimos al respecto con los códigos genéticos. Yo puedo, por ejemplo, intervenir el código genético de una célula y codificar ahí una imagen, tal como lo hago con un código de programación. Al fin y al cabo, el genoma es eso: un código. Puedo cortar, copiar, pegar, editar, añadir, etc.

¿Qué cambia con esto? 

El soporte, porque el código no estaría en un soporte informático —la computadora— sino en uno biológico —la célula—. En este sentido, la célula podría funcionar como una USB, podría contener información que nosotros incorporamos en su genoma. Cuando yo quiera replicar su información, simplemente le añado agua y azúcar y hago que se reproduzca. Y si analizo lo que hay en el genoma de esta nueva célula encontraré la imagen que codifiqué en la anterior. 

¿Entonces podríamos tener un bosque que no solo cumple con sus funciones ecológicas sino que también archiva y guarda información, a partir de la edición, el corte y la modificación genética?


Un bosque podría reemplazar esos servidores que ahora llamamos ‘la nube’ y que consumen muchísima energía. Tendríamos organismos biológicos que consumen la energía del sol y que realizan todas sus funciones ecológicas, pero con un plus: guardan información. Aquí estoy especulando. Habría que pulir y desarrollar la tecnología, pero la base digamos que ya está, pues ya hay uno que otro experimento en esta dirección.

Regresemos al mejoramiento de plantas y cultivos. ¿Cuál es la diferencia entre la edición genética y los transgénicos?

Existen muchas respuestas al respecto y digamos que los debates aún no están cerrados. Lo que diría es que los organismos genéticamente modificados o transgénicos se crean a partir de la introducción de un gen externo a la especie que se quiere mejorar. Tienes una manzana y le agregas el gen de una pera, por ejemplo. La edición genética no funciona así, porque no estás introduciendo ningún gen de otro organismo, sino modificando el propio genoma o acelerando ciertos rasgos que son óptimos. Por esto es que surge la discusión de si la edición genética debe regularse como un proceso de mejoramiento genético convencional. 

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¿Qué riesgos o problemas aparecen en las aplicaciones de la CRISPR/Cas9?

La tecnología es sin duda interesante, pero el terreno es movedizo aún y se encuentra en permanente investigación. El problema principal, a nivel científico, es la reparación. Si nosotros cortamos el genoma con esta técnica que funciona como unas tijeras, la célula entra en un proceso de reparación. Sobre este proceso de reparación no tenemos control. Los mecanismos de costura de una célula son muy volátiles y pueden alterar el resultado que esperamos.

Uno de los últimos avances en esto es no usar la proteína Cas9, sino otras proteínas que no se comportan como tijeras que cortan, sino que pueden modificar la letra del genoma. Pueden tapar una A y poner en su lugar una G. Si los experimentos con esto funcionan, no tendríamos el problema del proceso de reparación celular que viene después. 


En cuanto a los procesos de mejoramiento en plantas, ¿en qué van las investigaciones? ¿En Colombia también se está investigando?

En plantas hay muchas investigaciones a nivel mundial. China, por ejemplo, sacó hace un mes un marco regulatorio para la edición genética de plantas y alimentos, así que ya no solo se trata de investigación, sino de aplicaciones. Se ha probado esta tecnología en la creación de tomate tolerante al calor, arroz de alto rendimiento, arroz alto en fibra, maíz de alto rendimiento, trigo de alto rendimiento, trigo resistente a hongos y maíz resistente a herbicidas, entre otros.

En Colombia también se han hecho cosas. En la Universidad Nacional de Colombia, en Eafit y en Agrosavia se han realizado algunas investigaciones sobre edición genética en caña de azúcar y en papa, pero son muy pequeñas. Para avanzar en estos ejercicios, requerimos de un sistema de investigación integral, mucho más maduro, que nos permita conectarnos con centros de investigación de otros países. Y también necesitamos imprimirle mayor dinamismo a nuestra investigación y sobre todo orientarla hacia algo en específico, es decir, especializarnos. 

¿En qué podría especializarse la investigación científica colombiana?

Podemos empezar por conocer eso que llamamos ‘biodiversidad’. Aquí hablamos mucho de que Colombia es un país biodiverso y de que hay que cuidar la biodiversidad, pero si miramos no conocemos mucho qué es esto. A nivel genético, la biodiversidad —de plantas, de animales, de microorganismos— puede ser vista como una gran biblioteca de información que aún no ha sido leída ni estudiada. La red de colecciones biológicas que tiene el país es bastante marginal. Nosotros deberíamos estar en permanente expedición botánica. 

¿Qué tanto se ha empezado a invertir en el desarrollo de esta tecnología a nivel mundial?

Dadas las amplias posibilidades de la CRISPR/Cas9, desde hace unos años las inversiones en investigación han crecido exponencialmente. Jennifer A. Doudna, la científica que creó esta técnica y que fue Premio Nobel de Química en 2020, en 2017 fundó una startup o empresa emergente de tecnología. Su objetivo es investigar sobre las aplicaciones de esta técnica en la cura contra el cáncer. 


En 2017, la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA, por sus siglas en inglés) —una agencia del Departamento de Salud y Servicios Humanos de Estados Unidos— abrió un período de discusión para reglamentar la aplicación de esta técnica en el mejoramiento de plantas. A partir de esto han surgido preguntas interesantes: ¿los productos que surgen a partir de edición genética son equiparables a los transgénicos (organismos genéticamente modificados)? ¿La edición genética podría ser, más bien, un proceso de mejoramiento convencional en el que se busca acelerar esos rasgos potenciales que tiene el propio individuo? ¿Qué regulación debe aplicar, la de transgénicos o la de mejoramiento convencional?

Además de estas discusiones, que son muy valiosas, en Estados Unidos se ha favorecido la investigación de esta técnica y de sus aplicaciones. Hay muchas empresas, universidades y centros de investigación que están investigando y están patentando un montón de tecnologías relativas a esta técnica. Incluso hay toda una batalla financiera al respecto. El MIT y Stanford todo el tiempo tienen discusiones legales por quién patentó primero cierta herramienta, por quién la realizó primero, por a quién deberían ir los recursos, etc. 

En China también hay registro de grandes inversiones. El gobierno chino ha gastado cerca de 10.000 millones de dólares en financiar proyectos de investigación agrícola durante la última década y ha publicado más artículos de investigación sobre CRISPR que cualquier otro país. Adicionalmente, como mencioné antes, ya dejó en pie el marco regulatorio para comercializar cultivos y alimentos editados genéticamente. 

En Colombia es difícil crear empresas dedicadas al desarrollo tecnológico y tampoco es fácil que las investigaciones se trasladen al sector productivo. Ante este panorama, ¿este tipo de procesos tecnológicos podrían tener cabida en Colombia?

Cuando analizamos la percepción social de la ciencia y la tecnología, no encontramos muchas respuestas. No se conoce todavía qué piensa nuestra sociedad sobre todo esto. Las palabras ‘ciencia’ y ‘científico’ tienen atributos positivos. Nadie las asocia con aspectos negativos, pero empezamos a patinar cuando hablamos de ‘biotecnología’ y, mucho más, si juntamos esta palabra con expresiones como ‘cultivos nativos’. 

Entonces, uno de los desafíos más grandes que tiene un país como el nuestro es fortalecer y mejorar la cultura científica. Esto no quiere decir que convirtamos a todos en científicos, sino que todos entiendan más o menos de qué estamos hablando cuando hablamos de ciencia. Seguramente, cualquier persona podría explicarnos cómo funciona el fútbol, pero casi nadie sabe ni entiende el mecanismo que permite que un mensaje se transmita de un teléfono a otro. Esto es muy preocupante, porque estamos hablando de tecnologías con las que nos relacionamos a diario. Igual pasa con la agricultura y los alimentos.     

¿Para qué una cultura científica? Para que podamos tener discusiones públicas muy interesantes. Y discusiones que no solo se queden en palabras, sino que favorezcan la inversión pública y la inversión privada, pues estos sistemas tecnológicos son muy costosos. Pero, además, que permitan la creación de normativas que ayuden a gestionar el riesgo. Esto último es importantísimo cuando hablamos de desarrollo de tecnologías en Colombia. ¿Por qué? Porque los resultados de la investigación no siempre son los esperados. A veces las cosas resultan y a veces no. Ocurre que, cuando no, entonces culpan a los centros de pensamiento y a los mismos científicos de robarse la plata y de ser unos corruptos. 


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