Estamos en la cúspide de poder programar sistemas biológicos como programamos computadoras. Eso plantea algunas preguntas espinosas.
por AMY WEB B
EN JULIO DE 2017, asistí a una reunión a puerta cerrada coordinada por el Departamento de Estado y las Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina. En la sala había científicos investigadores, funcionarios gubernamentales y expertos en políticas con doctorados en ciencias duras. Nuestra tarea ese día fue hablar sobre el futuro de Crispr-Cas9 . En aquel entonces, el público aún no conocía esta poderosa herramienta de edición genética, pero hoy probablemente la conozca como el conjunto de “tijeras moleculares” que utilizan procesos biológicos para cortar y pegar información genética.
Crispr puede ser nuevo, pero los puntos clave de nuestra conversación no fueron originales. Nos enfocamos en las preocupaciones de los científicos (incertidumbres regulatorias, acceso a fondos de investigación, propiedad intelectual) y en las preocupaciones de los funcionarios del gobierno: seguridad nacional y reacción del público a los “bebés de diseño” diseñados. La misma conversación ocurrió en 1991 cuando comenzaron los primeros ensayos de terapia genética en humanos, y nuevamente en 1996 con el nacimiento de Dolly, una oveja clonada. Unos años más tarde, en 2003, la secuenciación del primer genoma humano suscitó las mismas preocupaciones. Las preguntas siempre fueron estrechas y reductivas, en parte porque quienes las hacían solo imaginaban un futuro en el que cortábamos, copiamos y pegamos material genético existente. No vieron un futuro en el que cualquiera pudiera crear vida desde cero.
Crispr suele aparecer en los titulares. En la medida en que la gente sea consciente de que la vida se puede editar, es esta técnica a la que tienden a hacer referencia. Pero Crispr, aunque poderoso, es problemático: los científicos no pueden ver directamente los cambios que están haciendo en una molécula. ¿Y si le dijera que pronto no solo tendremos acceso de lectura y edición al material genético, sino también acceso de escritura ? Lo que significa que, en un futuro no muy lejano, programaremos estructuras biológicas vivas como si fueran pequeñas computadoras.
Un nuevo campo de la ciencia llamado “biología sintética” tiene como objetivo hacer precisamente esto digitalizando la manipulación genética. Las secuencias se cargan en herramientas de software, como un procesador de texto, pero para el código de ADN, y finalmente se imprimen utilizando algo parecido a una impresora 3D. En lugar de editar material genético dentro o fuera del ADN, la biología sintética brinda a los científicos la capacidad de escribir organismos completamente nuevos que nunca han existido.
Imagine una tienda de aplicaciones de biología sintética, donde pueda descargar y agregar nuevas capacidades a cualquier célula, microbio, planta o animal. Si eso suena inverosímil, considere esto: el año pasado, investigadores del Reino Unido sintetizaron el primer organismo vivo del mundo: E. coli—Que contenía ADN creado por humanos en lugar de por la naturaleza. A principios de este año, un grupo de investigadores comenzó con un grupo de células madre de una rana de garras africana como base, y luego utilizó una supercomputadora, un entorno virtual y algoritmos evolutivos para crear 100 generaciones de prototipos para construir. El resultado: una pequeña gota de tejido programable llamada xenobot.
Estos robots vivientes pueden ondular, nadar y caminar. Trabajan en colaboración e incluso pueden curarse a sí mismos. Son lo suficientemente pequeños como para inyectarlos en cuerpos humanos, viajar y, tal vez algún día, administrar medicamentos específicos.
Estas pequeñas manchas son un ejemplo de acceso de escritura a la vida, un campo de la ciencia relativamente nuevo. Este término general se refiere a las diferentes áreas de investigación, herramientas y sistemas que tienen como objetivo remezclar, rediseñar y optimizar el mundo viviente. Y los tipos de conversaciones que estamos teniendo hoy sobre inteligencia artificial (miedo y optimismo fuera de lugar, entusiasmo irracional sobre el potencial del mercado, declaraciones de ignorancia deliberada hechas por nuestros funcionarios electos) reflejarán las conversaciones que pronto tendremos sobre biología sintética.
LA CANTIDAD de atención y los recursos que se están prestando a la biología sintética solo han crecido frente a la pandemia, por lo que es más probable que esta investigación afecte nuestra salud en un futuro próximo. El campo está recibiendo una mayor inversión debido al nuevo coronavirus; como resultado, ya está acelerando los avances en vacunas de ARNm, pruebas de diagnóstico en el hogar y grandes bibliotecas de nuevos medicamentos antivirales. Una startup de biología sintética llamada Berkeley Lights, por ejemplo, construyó recientemente hardware para recolectar una muestra de sangre de un paciente que se había recuperado de Covid-19.
Separa las células malas de las útiles y permite a los científicos incubarlas para ver si producen el tipo de anticuerpos que neutralizarán el coronavirus. Si el proceso funciona, los investigadores podrán secuenciar la célula inmunitaria, enviar el código a una compañía de ADN sintético para imprimir el ADN físico y luego inyectar el nuevo ADN en las células correctas, programando las células para producir tantos anticuerpos como un necesidades del paciente.
Es comprensible que los virus se hayan ganado una mala reputación el año pasado. Pero desde una perspectiva biomecánica, son solo pequeños contenedores que inyectan código, como la memoria USB que colocas en tu computadora para transferir archivos entre dispositivos. En la próxima década, vamos a crear virus para luchar apagado enfermedades. Los investigadores ya han diseñado virus para matar las células cancerosas y mejorar la respuesta inmune natural del cuerpo contra los tumores.
Es más, si el código fuente de la humanidad se almacena en nuestro ADN, los científicos creen que podría ser posible observar todos los cambios químicos que ocurren en nuestras células a lo largo de nuestra vida. A través de este trabajo, los investigadores están jugando con una especie de Time Machine biológica, el sistema de respaldo automatizado de Apple. Si tiene copias de seguridad de sus datos móviles anteriores, puede volver a una versión anterior. Y cuando eso suceda, comenzaremos a ver la vejez como una patología tratable en lugar de una inevitabilidad.
Pero, ¿qué sucede si los humanos comienzan a vivir una vida útil ultralarga? Nuestras estructuras de gobierno, sistemas de bienestar público y lugares de trabajo no fueron diseñados para personas que viven 120 años o más. Tampoco nuestras creencias y contratos sociales. Alguien diseñado para vivir una vida ultralarga tomaría decisiones financieras, de relaciones y profesionales de manera diferente a como lo hacen hoy.
Si Covid-19 nos ha mostrado algo, es que no todo el mundo tiene el mismo acceso a las últimas y mejores tecnologías sanitarias. Debemos asumir que cuando lleguen las mejoras sintéticas, no será diferente. Si las personas que confían en la ciencia y pueden permitirse el lujo de modificarse son ágiles y productivas hasta bien entrados los noventa, se produciría un desequilibrio en la fuerza laboral, precisamente en el momento equivocado. Dentro de dos décadas, los sistemas más automatizados evitarán que muchas personas se queden sin trabajo, creando una nueva y extraña realidad de desempleo. Mientras tanto, los profesores titulares en universidades, pequeñas empresas familiares y otros trabajos (digamos, un juez de la Corte Suprema) que vienen con nombramientos de por vida podrían permanecer en sus trabajos durante 50 años o más. Estos escenarios no son especulativos, son estratégicos. Y no se limitan a la longevidad humana.
LA BIOLOGÍA SINTÉTICA promete mejorar la existencia humana, pero si no tenemos un plan, la confusión pública crecerá a niveles insostenibles. Nuestras estructuras de gobierno se crearon en una era anterior a la inteligencia artificial, la globalización y la biología sintética. En la próxima década, tendremos que tomar decisiones importantes: si programar nuevos virus para combatir enfermedades, cómo será la privacidad genética, quién será el “propietario” de los organismos vivos, cómo las empresas deben obtener ingresos de las células modificadas y cómo contener un organismo sintético en un laboratorio.
Este verano, mientras científicos de todo el mundo se apresuraban a encontrar una vacuna para el coronavirus, quedó claro cuán descoordinado es el campo de la biología y la medicina. No solo en ciudades y estados locales, sino en la mayoría de los países. La promesa de la biología sintética nos ofrece la oportunidad no solo de rediseñar la vida, sino también de rediseñar la política, los modelos de financiación, el ecosistema empresarial y el acceso equitativo que la acompaña. Pero la biología avanza rápidamente y nuestras estructuras sociales deben seguir el ritmo del cambio.
Pronto, la forma en que nos reproducimos, nos reparamos, prevenimos enfermedades, cultivamos los alimentos que necesitamos, administramos nuestras fuentes de energía, manejamos el cambio climático e incluso cómo definimos y creamos la belleza será el resultado de una elección intencional, no del azar. Pero la capacidad de recodificar células, des-extinguir especies y crear nuevas formas de vida vendrá con desafíos éticos, filosóficos y políticos. Sería una tragedia evitar que una tecnología revolucionaria viera todo su potencial porque no pudimos planificar y tener conversaciones difíciles por adelantado.
