Biología Sintética: La Alquimia del Siglo XXI.

Cuando Friedrech Wöhler (1828) descubrió que es posible obtener materia orgánica a partir de compuestos inorgánicos, el alcance e impacto que tuviese en un futuro, no era previsto. Tomemos por ejemplo la bacteria Mycoplasma mycoides, cuyo ADN fue reproducido a la perfección por Craig Venter (2010) y su equipo de investigación utilizando compuestos de su laboratorio. Este experimento contradice el primer postulado de la Teoría Celular (Schleiden, Schwann, 1838) que señala que toda célula proviene de otra previamente existente; por lo que necesita ser ligeramente modificada para concordar con los nuevos avances biotecnológicos. Pero ¿Cómo es que este experimento pudo haber sido realizado? El proceso forma parte de una nueva ciencia especializada que parte de la biotecnología y la ingeniería genética, pero toma un rumbo que no compete a ninguna de estas dos.

Biotecnología es la aplicación de cualquier tipo de tecnología que utilice sistemas vivos para su funcionamiento. Por otra parte, la Ingeniería Genética consiste en la manipulación del genoma para dar así como resultado características propias de una especie en otra. El crecimiento exponencial de avances en dichas ciencias ha resultado en la creación de una nueva rama de la biología aún mucho más cercana a la ingeniería encargada del diseño y fabricación de componentes biológicos previamente inexistentes en la naturaleza, de una manera más poética, se trata de la transmutación de materia inerte en materia viva: la Biología Sintética.

Aplicaciones y áreas de investigación.

“Imaginen un mundo en el que el bambú es programado para crecer en forma de sillas, en vez de ser bruscamente cortado hasta llegar a esta forma a través de procesos de manufactura humana o mecánica, o en donde paneles solares automáticamente organizados (comúnmente llamados hojas) provean de electricidad tu hogar” expresa Scientific American en su publicación “12 events that will change everything” (2010), estos son ejemplos que competen al área de producción y energías ecológicas de la Biología Sintética, pero traspasando dichos conocimientos al área de investigación y tratamiento médico, se podría hablar en un futuro sobre trasplantes de piel sin tener que recurrir a extraer dichas muestras de otros organismos, es decir, crear piel funcional y ¿por qué no? Aún más resistente a altas temperaturas, a partir de compuestos químicos. A continuación, detallaremos un poco más a cerca de dos de sus aplicaciones.

Biomedicina.

Una de las áreas sobre las cuales tendrá un mayor impacto, sobre todo en la producción de fármacos inteligentes y personalizados para cada individuo, la terapia génica, la reparación y regeneración de tejidos, así como la regeneración celular.

Ejemplos de investigaciones y experimentos en el campo.

1. “El E.ncapasulador” (Universidad Imperial, Reino Unido, 2009): En dicho proyecto, se emplean E. coli, microorganismos causantes de la cólera, manipulados para la producción de enzimas y proteínas necesarias para curar ciertas enfermedades, las cuales son introducidas al cuerpo oralmente en forma de cápsulas que las protegen del HCl estomacal.

Medio Ambiente

La Ingeniería Genética ha fallado en cuanto a la remediación del medio ambiente compete, por eso es que en la actualidad se considera a la Biología Sintética como el reemplazo de dicha ciencia para este propósito, rediseñando componentes biológicos inspirándose en circuitos eléctricos.

Ejemplos de Investigaciones y experimentos en el campo.

1. “Carroñeros de Metales Pesados” (Universidad de Groninga, Países Bajos, 2009): Manipulación deE. coli para que se alimente de metales contaminantes del agua mortales para el hombre como plomo y mercurio.

Situación Actual de la Biología Sintética alrededor del mundo.

Estados Unidos: Hasta el momento, la ingeniería metabólica tan solo ha sido empleada con éxito en la producción de microorganismos experimentales con aplicaciones en la degradación de plásticos, pero no para la obtención de fármacos, a excepción del fármaco antimalárico artemisina, creado por los investigadores del Laboratorio Nacional de Lawrence Berkeley (2004).

Europa: El programa NEST (Ciencias y Tecnologías Nuevas Emergentes) se encarga de financiar, con un capital bastante alto, las investigaciones alrededor del continente, a través del programa PATHFINDER para acciones a gran escala en campos emergentes de la ciencia que puedan resultar primordiales.

México: Si bien el país cuenta con una desventaja tecnológica, estudiantes del IPN y la UNAM vencieron a estudiantes de Cambridge y Harvard en el IGEM (International Genetically Engineered Machines) 2010. Tal y como expresó América Economía en 2010 “El trabajo galardonado -Turing meets synthetic biology: self-emerging patterns in an activator-inhibitor network- comprobó experimentalmente cómo la manipulación de genes a partir de modelos matemáticos y físicos podían ser visibles en un ser vivo.”

Impacto Social.

Desde los inicios experimentales de la Biología, la sociedad argumenta que los científicos encargados de dichos experimentos juegan a ser Dios. Es por esto que una rama de la Ética, la Bioética, se encarga de lidiar con todos estos paradigmas, informando a los científicos sobre las medidas que deben ser tomadas a la hora de realizar experimentos. Le competen temas fuertes como la clonación humana y vida artificial. Hoy en día no existen leyes en México que prohíban o delimiten el uso de la Biología Sintética.

Para entender más

Conclusión.

El avance de las ciencias en las distintas ramas de la biología a pasos agigantados nos hace pensar sobre la delicada frontera entre lo que pensábamos era ciencia ficción y la realidad actual: autos voladores, inteligencia artificial, robótica, el pasado y presente han superado al tan nombrado “futuro”, pues los experimentos actuales se enfocan en el origen y modificación de sistemas vivos donde no existía vida alguna.

Comparar a la Biología Sintética con la Alquimia es la perfecta analogía, se podría decir que lo que la Biología Sintética realiza son transmutaciones, donde los compuestos inorgánicos cumplen la función de los metales vulgares, mismos que son transformados en oro (lo más preciado, la vida) utilizando la codiciada Piedra Filosofal (biotecnología e ingeniería genética).

Referencias

1. América Economía, (Marzo 18 del 2010); “Estudiantes mexicanos ganan en competencia International Gentically Engineered Machines” http://mba.americaeconomia.com/articulos/notas/estudiantes-mexicanos-ganan-en-competencia-international-genetically-engineered-mach
2. Schleiden, Schwann, (1838); “Postulados de la Teoría Celular”, http://www.javeriana.edu.co/Facultades/Ciencias/neurobioquimica/libros/celular/celula.htm
3. Scientific American, (Mayo 21 del 2010); “Twelve events that will change everything” http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=interactive-12-events.
4. UNAM, IPN (2010); “Turing meets synthetic biology: self-emerging patterns in an activator-inhibitor network” http://2009.igem.org/files/presentation/IPN-UNAM-Mexico.pdf
5. Universidad de Groninga, Países Bajos, (2009); “Heavy Metal Scavangers” 2009.igem.org/Team:Groningen
6. Universidad Imperial, Reino Unido, (2009); “The E.ncapsulator” http://2009.igem.org/Team:Imperial_College_London
7. Venter, Craig, (2010); “First Self-replicating synthetic bacterial cell”, http://www.jcvi.org/cms/research/projects/first-self-replicating-synthetic-bacterial-cell/overview/
8. Wöhler, Friedreich, (1828); “Síntesis de urea”, http://historiadelamedicina.org/blog/2006/07/31/friedrich-wohler-1800-1882-la-sintesis-de-la-urea/