A lo largo de la historia de la humanidad, los grupos sociales se han conformado y subsistido gracias a las cadenas de suministro de insumos que satisfacen necesidades básicas para su desarrollo presente y futuro. La demanda de dichos productos (materias primas, alimentos, combustibles, medicamentos, etc.) ha ido en aumento por el acelerado incremento poblacional del último siglo. Ante este panorama, la Biología Sintética, (SynBio, por sus siglas en inglés) ofrece nuevas alternativas sustentables para la generación y adquisición de productos que permitan suplir dichas demandas básicas.
De acuerdo con Muñoz-Miranda et al. (2019):
La SynBio es una disciplina o área de investigación útil para diseñar y construir nuevas partes, mecanismos y sistemas biológicos, o modificación de sistemas biológicos existentes y otorgarles mejores cualidades con un propósito definido. Permite desarrollar nuevas metodologías para estudiar la funcionalidad de los propios sistemas biológicos. Estos sistemas biológicos sintéticos deben reunir características muy específicas para ser considerados como tales: ser computacionalmente predecibles, medibles, controlables, transformables y programables.
Podemos decir que es la ciencia y tecnología del nuevo milenio por sus capacidades para resolver distintas problemáticas; esto se logra mediante el diseño o rediseño de sistemas biológicos (transformarlos o adjuntarles nuevas cualidades deseadas) y con ello puedan realizar ciertas actividades específicas en beneficio del ser humano.
Ahora se está haciendo posible “reprogramar” las células utilizando circuitos genéticos, vías proteínicas y otra maquinaria biomolecular creada en el laboratorio. Al reemplazar los circuitos genéticos naturales por componentes sintetizados a partir de ADN, los científicos están poniendo a las células a trabajar como sensores y como fábricas en miniatura para producir fármacos, combustibles y sustancias químicas industriales
Aunque la historia de la Biología sintética tiene ya varias décadas de desarrollo, no es hasta inicios de este siglo cuando se potencializa en su desarrollo y modifica sus objetivos. Cientos de empresas a nivel global han generado aplicaciones que buscan resolver muchas problemáticas de la vida moderna.
La Biología Sintética es una disciplina multidisciplinaria con un enorme potencial tecnológico para el desarrollo de nuevos productos (medicamentos más baratos, alimentos, biocombustibles, plásticos biodegradables, energía y químicos industriales, nuevas terapias médicas, etc.). Sin embargo, en la actualidad aún existe el debate acerca de las implicaciones positivas o negativas, así como su completa regulación.
Las posibilidades de desarrollo son innegables en áreas como la medicina. Posiblemente, es en este campo donde menor resistencia podría sufrir respecto a su uso, ya que seguramente obtendrá su total legitimidad debido a lo que esta representa en el área de las terapias médicas.
Muchos países desarrollados invierten grandes sumas de capital para desarrollar conocimientos, tecnologías y productos alrededor de la Biología Sintética. La producción de fármacos por medio de sistemas biológicos elabora distintos péptidos y moléculas que tienen funciones beneficiosas para la salud. Un ejemplo de ellos es la insulina artificial para pacientes con diabetes.
Sabemos que, a lo largo de la historia, las plantas han sido una fuente inagotable de bases para la producción de medicamentos. Sin embargo, esa tarea se complica por diferentes causas, tales como el crecimiento lento de algunas plantas poco comunes o la protección de especies en vías de desaparición.
Tal es el caso de la neurotoxina llamada podofilotoxina que se obtiene del Mayapple del Himalaya (nombre científico Podophyllum hexandrum) el cual es una especie vegetal endémica de la cordillera del Himalaya, del norte de la India, Nepal, Pakistán y el oeste de China, y la cual se encuentra al borde de la extinción por lo que su disponibilidad está sumamente restringida.
En este sentido, la Biología sintética ha utilizado las herramientas actuales de la biología para suplir las carencias o limitantes de la naturaleza. En un estudio reciente de la Universidad de Stanford, en California (EE. UU.) se realizaron modificaciones genéticas de la sustancia anticancerígena precursora; para ello, se usó una planta similar al tabaco, llamada Nicotiana benthamiana para producir la podofilotoxina de manera artificial.
Esta sustancia es la base de una droga anticancerígena y antitumoral que se usa para tratar varios tipos de cáncer, desde linfomas hasta cáncer de pulmón (Etopóside). De acuerdo con el estudio, se pudo comprobar que la planta secreta la podofilotoxina como defensa a sus predadores, por lo que no siempre está presente en su estructura y en cantidades limitadas.
Elizabeth Sattely, directora de la investigación, informó que se encontraron varias enzimas que ensamblan un potente precursor de la droga Etopóside. Los resultados de este tipo de trabajos garantizan la producción de moléculas que permitirán a las compañías farmacéuticas tener disponibilidad de productos extraídos de plantas escasas en su medio natural. En el futuro se podrán encontrar nuevos compuestos, que podrán trabajar aún mejor en la lucha contra el cáncer y otras enfermedades.
Ante la limitación real de encontrar cantidades sustanciosas de estas sustancias en la naturaleza, el copiar la manera en cómo se producen esas moléculas es una alternativa prometedora y un desafío enorme. Actualmente, se está explorando el uso de estos genes modificados en plantas y otros organismos de rápido crecimiento como las levaduras.
En este sentido, también se está investigando con nuevos métodos de producción de analgésicos, usando levaduras modificadas por la biología sintética y la ingeniería genética. El producir drogas medicinales por medio de plantas y levaduras de fácil crecimiento, será una forma más eficiente de generar compuestos como la artemisinina (molécula obtenida del ajenjo dulce) la cual probablemente se convierta en la manera en que se fabrique morfina en el futuro.
Otros usos específicos de la SynBio se dan en el área alimenticia, algunos estudios están enfocados en la creación de nuevos productos: cultivos que requieren un reducido consumo de agua e incrementando su valor nutricional, la generación de especies vegetales resistentes a las plagas y a las inclemencias del tiempo o creando carnes crecidas en laboratorio. La investigación en este ramo de aplicación es aún poco explorada, pero con altas expectativas de resolver el problema de la escasez alimentaria.
En síntesis, esta tecnología biológica es una disciplina con grandes expectativas de convertirse en la llave a la solución de muchas problemáticas actuales. Sin embargo, aún hay un largo camino por recorrer respecto a su aceptación social, regulación sanitaria, potenciales abusos, control de microorganismos y posibles efectos en la salud humana. Hoy en día, subsisten ideas volátiles de la pertinencia de su uso, esto debido a creencias y noticias falsas y no en datos duros y científicos. Aún no se conoce mucho del tema, sin embargo, existe una gran oportunidad a través de una correcta divulgación científica.
Referencias:
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Equipos y Laboratorio de Colombia. (s.f). ¿QUE ES LA BIOLOGÍA SINTÉTICA?. Equipos y Laboratorio de Colombia. https://www.equiposylaboratorio.com/portal/articulo-ampliado/que-es-la-biologia-sintetica
Hessel, A. (s.f). Biología sintética: la biotecnología que permite entender, modificar e incluso crear nueva vida. Fundación Innovación Bankinter. https://www.fundacionbankinter.org/noticias/biologia-sintetica-biotecnologia-permite-entender-modificar-crear-nueva-vida-andrew-hessel/?_adin=02021864894
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Métode. (2019, 4 de marzo). Vida fabricada. Retos científicos y sociales de la biología sintética. Métode. https://metode.es/revistas-metode/monograficos/vida-fabricada.html
Muñoz-Miranda, L., Higuera-Ciapara, I., Gschaedler-Mathis, A., Rodríguez-Zapata, L., Pereira-Santana, A., & Figueroa-Yáñez, L. (2019). Breve Descripción de la Biología Sintética y la Importancia de su Relación con otras Disciplinas. Revista mexicana de ingeniería biomédica, 40(1), https://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0188-95322019000100009
Vargas, R. (2022, 25 de noviembre). Alumnos de 5 campus presentaron proyectos de biología sintética en busca de solucionar problemas reales y se llevaron 4 preseas de oro y 1 de bronce. CONECTA. https://conecta.tec.mx/es/noticias/nacional/educacion/alumnos-tec-son-oro-y-bronce-en-competencia-mundial-de-biotecnologia
