BIOTECNOLOGÍA

INTRODUCCIÓN

La biotecnología es la nueva revolución industrial. La idea que subyace en ella es sencilla: por qué molestarse en fabricar un producto cuando un microbio, un animal o una planta (los verdaderos protagonistas de la biotecnología) pueden hacerlo por nosotros. Así, se pueden lograr desde combustibles a medicinas, pasando por plásticos, alimentos, vacunas, recursos minerales, etc. Millones de años de evolución les capacitan para ello. Existen microorganismos para todo: los hay que son capaces de vivir en agua hirviendo, y los que habitan hielos, pasando por los que existen en el interior de la corteza terrestre. Son capaces de comer petróleo, madera, plástico, e incluso rocas sólidas.

Pero pese a todo, no siempre es fácil encontrar el organismo o célula adecuados para producir un determinado producto. No hay problema: se crean. Para ello la biotecnología cuenta con una poderosísima herramienta, la ingeniería genética. En muchas ocasiones, la propia biotecnología se confunde con ella.

Productos biotecnológicos inundan nuestra vida ya. No hay que esperar al futuro. Es verdad que los más célebres y comercializados son los que atañen a la salud: insulina, linfocinas, interferón, hormona del crecimiento, eritropoyetina, factores de coagulación sanguínea, múltiples vacunas (entre las que merecen destacar la de la hepatitis B y la de la malaria, ésta última aún en fase de ensayo clínico), antibióticos, vitaminas, etc. Pero también hay insecticidas, combustibles renovables, cultivos y ganado resistentes, plantas y animales mejorados en su producción, sistemas de control de la contaminación, colorantes, alimentos para ganado, etc. Y muchos más que pronto se comercializarán. La prueba del brillante futuro que aguarda a la biotecnología es el que empresas como Shell, Exxon, Glaxo, Standard Oil, Unilever, y muchas otras, cuentan con su propia división biotecnológica en la que invierten grandes sumas.

Pero esta es una visión optimista. La biotecnología no está exenta de interrogantes. ¿Se dedicará más atención a la salud de los habitantes de los países industrializados que a las enfermedades propias de las naciones en vías de desarrollo? ¿Provocará finalmente una catástrofe ecológica la liberación incontrolada al entorno de alguno de los organismos con los que se trabajan? ¿Son seguros todos los productos alimenticios y médicos que se generan? ¿Perderán algunas naciones el tren de la industria biológica y, de ser así, en qué medida quedarán afectadas sus economías? ¿Serán las armas biológicas usadas por los grupos terroristas en el futuro?

INGENIERÍA GENÉTICA

En julio de 1980, diecisiete voluntarios recibieron inyecciones de insulina en el Hospital Guy de Londres: se trataba de las primeras personas a las que se administraba una sustancia elaborada mediante técnicas de ingeniería genética. Dos años más tarde, la insulina procedente de cultivos bacterianos recibía autorización para administrarlo regularmente a humanos; fue el primer compuesto logrado mediante organismos modificados genéticamente. Finalmente se demostró que los microorganismos pueden producir proteínas extrañas a ellos, y que éstas son de uso tan seguro para el hombre como las originales.

La ingeniería genética no es otra cosa que introducir información genética nueva en un organismo para dotarlo de capacidades que antes no tenía. Para ello hay diversos procedimientos, no sólo uno. Pero podemos afirmar que toda aplicación biotecnológica de la ingeniería genética consta de cuatro operaciones principales: obtención del gen en cuestión; introducción del mismo en el organismo elegido; su inducción para que elabore su proteína; y, al acabar, la recogida del producto.

Una molécula de ADN contiene cientos, miles de genes. No poseemos técnica alguna que nos permita distinguir entre uno y otro. Por tanto, el aislar al gen debe partir de su producto. El más inmediato es el ARNm. Se seleccionan aquellas células en las que el gen se exprese en mayor cuantía, y de ellas se aísla el correspondiente ARNm. Existen diferentes métodos que permiten efectuarlo. Ahora hay que convertir la información almacenada en el ARNm en un fragmento de ADN. Hasta hace pocos años, no se sabía como lograrlo; pero las transcriptasas inversas de los virus han sido la herramienta definitiva. Una vez efectuado, se emplean ADN polimerasas para convertir el filamento sencillo de ADN en un segmento de doble hélice. A éste se le denomina ADN copia o complementario (ADNc) y es el objetivo final de la primera etapa.

Una vez conseguido el ADNc correspondiente, se introduce en un plásmido. Normalmente se usa uno que confiera resistencia a algún o algunos antibióticos. Las enzimas que catalizan tal proceso son las enzimas de reducción, de las que se conocen unos trescientos tipos distintos, cada una con capacidad para reconocer una secuencia específica de bases en el ADN. Una de sus propiedades es no cortar los dos filamentos del plásmido en el mismo punto, sino que lo hacen con un desfase de cuatro bases. Así quedan extremos “pegajosos”, en los que se puede unir el ADNc. La actuación posterior de una ligasa asegura dicha conexión y hace que la molécula recombinante sea estable.

Ahora se puede introducir el plásmido recombinante en la bacteria. El hospedador más frecuente es Escherichia coli. Si bien es cierto que no todas las bacterias resultan infectadas, algunas sí que lo son. También es posible que no todos los plásmidos insertados contengan una copia del ADNc. Pero algunas células, tal vez muchas, sí que portarán el recombinante adecuado. Una vez en el interior de la célula bacteriana, el plásmido se reproduce, y con él el ADNc. Cuando la bacteria se divide, puede legar copias a las dos bacterias hijas, aunque también es posible que sólo una se quede con todas. De entre todas las bacterias, hay que identificar cuáles portan plásmido recombinante. Se suele hacer adicionando aquellos antibióticos ante los que el plásmido confiere resistencia. De entre las bacterias con plásmidos recombinantes, algunas portarán un ADNc que no sea el del gen buscado. Mediante anticuerpos marcados radiactivamente se identifica qué cepas sí producen la proteína deseada.

No basta con esto. Hay que lograr que el gen se exprese en el microorganismo. En este sentido nos enfrentamos a una dificultad: el control génico en procariotas es muy diferente del de eucariotas: un gen eucariota incluye tanto intrones (secuencias no codificantes, presumiblemente reguladoras) como exones (segmentos codificantes) en su ARNm; así, las secuencias reguladoras no serían entendidas como tales por la bacteria, que las transcribiría tal y como, resultando una proteína inadecuada. Por ello, el ARNm que se debe usar es ARNm maduro. También se suelen insertar, con él, secuencias de control bacteriano que indiquen que el microorganismo ha de expresar la proteína que sigue a dicha secuencia, de manera ininterrumpida.

Finalmente, algunas bacterias tienen modos de exportar sustancias al exterior a través de sus cubiertas, y así se puede inducir a que lo hagan con los productos recombinantes. Pero a veces hay que lisar la bacteria y extraer, de entre la enorme mezcla química que es su contenido plasmático, la proteína adecuada.

La ingeniería genética resultó profundamente modificada con el descubrimiento de la estructura de los genes eucariotas, a base de intrones y exones. Así, fragmentando el ADNc en varios trozos y reempalmándolo al azar, es posible construir proteínas completamente inéditas. El análisis de dichas proteínas es hoy relativamente sencillo, cuando no trivial y tedioso: una máquina no muy cara secuencia una proteína en pocos días; F. Sanger et al., tardaron años en lograr lo propio con la insulina, lo cual anunciaron en 1953. No es tan sencillo, pero se está logrando, identificar que conformación tridimensional adoptará una secuencia dada: la cristalografía de rayos X es la herramienta que permite desentrañar la tridimensionalidad de un enzima. A la máquina secuenciadora se une otro invento, la máquina que fabrica genes engarzando eslabones de ADN en un orden específico; y actúan a una velocidad de 20 nucleótidos a la hora. En 1983 se logró fabricar, de modo artificial, el gen de la hormona del crecimiento, el cual consta de 584 pares de bases. Esto es especialmente útil si tenemos en cuenta que lo que se obtiene de una ARNm, pese a que sea maduro, no son versiones fisiológicas de las proteínas, sino más bien precursores de las mismas, los cuales han de perder aún algún fragmento; la utilidad del mismo suele ser señal transportadora, zona protectora, etc. Así, el secuenciador artificial de genes, a partir de los datos obtenidos por el secuenciador de proteínas, es la máquina que permite fabricar genes artificiales; al insertarlos en los microorganismos, producen, sin más, la proteína.

Otra solución alternativa, y mucho más barata que las máquinas, es emplear microorganismos eucariotas, como Saccharomyces cereviseae, una levadura. Así, la principal utilidad de las máquinas secuenciadoras de genes, mientras se superan inconvenientes de velocidad, es la fabricación de pequeñas porciones de ADN complementario del de ciertos virus, que luego puede ser empleado como sonda para la detección del agente infeccioso en muestras diagnósticas de tejidos, etc. Esos mismos fragmentos pueden bloquear, uniéndose al ADN vírico, su expresión, por lo que constituirían medicamentos.

Se ha llegado a una situación en la que es muy frecuente encontrar, en cualquier revista científica relacionada con la genética, anuncios como este: “sintetizamos su péptido o gen en 24 horas por el módico precio de 30$ la base. Los gastos de envío corren por nuestra cuenta”.

Una utilidad de la ingeniería genética es el empleo de enzimas en lugares, y para propósitos, muy diferentes. Así, un producto biológico puede aparecer en un detergente, en un proceso industrial metalúrgico, etc. Pero muchos de los enzimas tienen el inconveniente de desnaturalizarse en condiciones relativamente duras. La ingeniería genética permitirá modificarlos para lograr versiones más resistentes, más adecuadas a las condiciones químicas, térmicas, de pH, etc, en las que va a actuar en la industria. Para conseguirlo, una de las técnicas más útiles va a ser la mutagénesis puntual dirigida. Si bien es cierto que con ella todavía no se ha conseguido mejorar significativamente ninguna enzima industrial, sí que se han logrado claros éxitos de laboratorio. Por esta técnica logró M. Smith et al. el premio Nobel de Química de 1993. Consiste en mutar un gen en un punto específico, de modo que la proteína difiera ligeramente de su versión natural.

La mutagénesis puntual dirigida consiste en lo siguiente. se separan los dos filamentos de la doble hélice de ADN. Con ayuda de una secuenciador de ADN se prepara un cebador: se trata de un corto fragmento de ADN, complementario de un trozo de la cadena que codifica la proteína a alterar, salvo que contienen una sustitución específica. Como son casi complementarias, ambas cadenas encajan sin que la variación les moleste en lo más mínimo. El resto de la secuencia del gen natural se elaborará mediante acción enzimática natural a partir del cebador. La doble hélice resultante contiene un filamento natural y otro mutado. Se inserta en una bacteria. Cuando la bacteria se divide, produce una hija normal y otra portadora de la mutación dirigida. Luego, sólo hay que separar, mediante técnicas de purificación, la variante artificial de la proteína de su versión natural, lo que no siempre es fácil.

Otra utilidad de la ingeniería genética es la identificación inequívoca de un individuo a partir de su patrón genético. Cuando se toma el ADN de una célula y se somete a la acción de enzimas de restricción, se obtiene una colección de fragmentos de todos los tamaños posibles. Una sonda (una secuencia de ADN marcada radiactivamente) específica se unirá a determinados fragmentos en determinadas posiciones. Si el procedimiento se lleva a cabo en zonas del ADN que sean polimórficas, esto constituye una especie de “huella” identificativa, que es distinta de la de otro individuo, pues otro ADN, sometido a la acción del mismo conjunto de enzimas de restricción, rendirá una serie de fragmentos diferente de la anterior, uniéndose la sonda entonces a otros, en otras posiciones. Esta huella genética es de amplio uso en criminología, pruebas de paternidad, etc., y su fiabilidad es altísima; se denomina análisis del polimorfismo de los fragmentos de restricción, o PLFR.

Pero al PLFR tiene también aplicación médica, ya que determinadas huellas genéticas está asociadas a probabilidad de contraer enfermedades como diabetes, alzheimer, cáncer, etc. De ahí su utilidad para el diagnóstico genético. Actualmente hay una verdadera carrera entre laboratorios para elaborar sondas con valor clínico.

Y, finalmente, la PLFR puede contribuir a elaborar el mapa genético de una especie dada. De hecho, es la técnica que más está haciendo avanzar al Proyecto Genoma Humano. Otra técnica, muy prometedora, es la YAC (de yeast artificial chromosome, o cromosoma artificial de levaduras). Consiste en que, gracias al descubrimiento de las proteínas que estabilizan e identifican este tipo de corpúsculos en esta clase de organismos, es posible fabricar cromosomas artificiales con el ADN deseado e introducirlos en las levaduras. Su comportamiento se similar al de los otros cromosomas y tienen la ventaja de admitir grandes cantidades de ADN. En unos pocos miles de YAC's será posible incluir todo el ADN de la especie humana. Luego sólo habrá que analizar sus productos, clasificarlos, identificar similitudes y diferencias en las proteínas que se elaboren a partir de ellos, y superponer los resultados.

FERMENTACIÓN INDUSTRIAL

En biotecnología, se llama a un proceso fermentación cuando grandes cantidades de microorganismos producen algún tipo de sustancia. La especie y cepa elegida será aquella que se adapte mejor a las condiciones de cultivo a gran escala y, a la vez, produzca la mayor cantidad de sustancia requerida. También se ha de poder recolectar con facilidad. En realidad, la mayor parte de los microorganismos que son capaces de fabricar un determinado producto no lo hacen en cantidades significativas para la escala industrial, así que hay que emprender una labor de “mejora” (aquí, mejora es un término claramente antropocéntrico, pues el que el organismo no esté adaptado a las condiciones industriales no significa que tampoco lo esté a su entorno; más bien al contrario). Es un procedimiento análogo a la domesticación.

Ha habido dos grandes líneas en la mejora: la ingeniería genética (a partir de la década de los 70, obviamente) busca introducir las características deseadas en el ADN del organismo; las técnicas tradicionales, mediante tanteo y error en la selección, consisten en elegir, de entre el ingente número de cepas naturales que hay de un microorganismo dado, aquellas que sean más rentables para el propósito específico (una de las mejores muestras industriales de Penicillium, el microorganismo que produce penicilina, provino de un melón de New Jersey). También hay un camino intermedio, que consiste en aumentar el número de variantes o cepas, mediante la inducción de mutaciones (rayos UV, rayos X, gas mostaza, lo que sea, ya que la supervivencia de los mohos trae sin cuidado); evidentemente, el proceso es aleatorio pero aumenta la probabilidad de lograr un resultado favorable.

El paso del laboratorio a la producción industrial, una vez obtenida la cepa deseada, es delicado. En los ensayos el cultivo estuvo en frascos de un litro, y ahora pasa a tanques de 100.000 l. Surgen nuevos problemas, como el aporte de los mejores nutrientes, la prevención de la contaminación y el control de las condiciones óptimas de fermentación (especialmente aerobiosis o anaerobiosis, temperatura, contaminación biológica y enfermedades, pH, etc.). Y las soluciones no pueden ser sólo ajustar todo ello a las mejores condiciones de crecimiento del organismo, sino que se han de tener en cuenta factores de rentabilidad económica, con un análisis de coste-beneficio. P.ej., para evitar el envejecimiento del cultivo, se procede a vaciar el tanque por completo y desechar los microorganismos cada cierto tiempo, sustituyéndolos por otros nuevos. Evidentemente, acompañado de la esterilización de los recipientes industriales.

Completado el proceso de fermentación, el tanque está lleno de un espeso caldo de células, nutrientes no consumidos, productos y desechos. Hay que proceder, por tanto a la purificación. De poco habrán valido los esfuerzos anteriores, y obtener una cepa de muy alto rendimiento, si alguna sustancia interfiere con el producto y lo degrada antes de recolectarlo, o si hace muy cara su purificación. Etc. En muchos casos hay que romper las células para liberar el producto, lo que complica enormemente la tarea. Sin embargo, al nivel de investigación es posible obtener la sustancia deseada unida a un fragmento proteínico, que puede servir para que la bacteria o el moho la excreten al exterior; falta trasladarlo al ámbito industrial. Este es un campo en plena efervescencia, donde es frecuente que a diario lleguen nuevos métodos a los despachos científicos y a las industrias de la mano de agentes de venta comerciales.

ENFERMEDAD: DIAGNÓSTICO, TRATAMIENTO Y PREVENCIÓN

Antibióticos

A finales del siglo pasado, Pasteur y Koch establecieron firmemente la teoría microbiana de la enfermedad, y con ella el diagnóstico y el tratamiento científico (algo que hoy nos puede parecer obvio, pero que en su momento fue revolucionario; antes de ella, las causas atribuidas eran de lo más peregrino, incluyendo influencias sobrenaturales, defectos del carácter de los enfermos, castigo divino por pecados propios o de los antepasados, etc.).

El principal medio para tratar las enfermedades infecciosas durante el último medio siglo han sido los antibióticos. Contamos con unos cien de utilidad terapéutica. Antes de los antibióticos se recurría principalmente a hierbas. Pero nuestro arsenal ha aumentado. Hace unos pocos años, técnicas que hoy son rutinarias (p.ej. vacunación) resultaban de ciencia ficción. Muchas de las que hoy parecen lejanas pueden estar a la vuelta de la esquina. Y con ellas, puede venir de la mano el diagnóstico, la curación y la prevención de enfermedades, especialmente aquellas producidas por infecciones, o las derivadas de trastornos metabólicos o, incluso, el propio cáncer.

La biotecnología del antibiótico es un importante capítulo dentro de nuestro tema. Las cuatro principales clases de antibióticos con que contamos (penicilinas, tetraciclinas, cefalosporinas y eritromicinas) representan un volumen comercial anual de varios miles de millones de dólares.

Tras la identificación de la penicilina, se abrió la caza del microbio por dos razones. La primera, búsqueda de más agentes antibióticos para tratar mejor las enfermedades. La segunda, a causa de las resistencias que comenzaban a detectarse. De hecho, la resistencia a los antibióticos es una preocupación principal hoy. Muy pronto de vio que enfermedades comunes, que respondían bien al tratamiento antibiótico, dejaban de hacerlo a los pocos años. De hecho, el propio uso de un antibiótico estimula la existencia de cepas resistentes. En 1945, Giuseppe Brotzu identificó en un albañal un hongo del género Cephalosporium: producía na amplia gama de sustancias que mataban a las bacterias. De entre ellas, en 1953, se obtuvo la cefalosporina. Su utilidad, podía matar a las bacterias que comenzaban a mostrar resistencia a la penicilina. Se podía lograr lo mismo con penicilinas semisintéticas (modificadas químicamente). Ambas, penicilina y cefalosporina, son ð-lactamas, sustancias que interfieren con la construcción de las paredes bacterianas. El alarmante aumento de resistencias hace que no cese la búsqueda de nuevos antibióticos.

Un antibiótico diferente es la estreptomicina. Se trata de un aminoglucósido, que actúan impidiendo a ciertas bacterias la síntesis de proteínas mediante la destrucción de sus ribosomas. Fue descubierto en 1944 por Selman Waksman a partir del Streptomyces griseus. Revolucionó el tratamiento de la tuberculosis.

La mayoría de los antibióticos no son proteínas, por lo que no constituyen productos genéticos directos. En realidad, se forman a partir de un precursor y una ruta metabólica que lo procesa. Así, se puede recurrir a la ingeniería genética para producir antibióticos modificados, alterando las enzimas que los fabrican, aunque supone una tarea más ardua que hacerlo con una proteína concreta.

Un ejemplo clásico de esta modificación biotecnológica ha sido la realizada sobre el grupo de la penicilina. Inicialmente, las primeras cepas de Penicillium eran muy poco productivas (una milésima parte de la que sintetizan las cepas industriales actuales). Se mejoró su rendimiento selección tras inducir mutaciones. Este es un proceso totalmente azaroso. La ingeniería genética es mucho más eficaz, en el sentido de que produce directamente aquello que queremos. En un término medio se sitúa la técnica de fusión celular, que incluye azar y selección dirigida. Precisamente mediante esta técnica se han logrado algunas de las actuales cepas industriales. Consiste la fusión celular en unir los genomas de dos células microbianas que habitualmente se dividan por simple bipartición. Esto significa que los individuos resultantes, aunque tengan los mismos genes que los genomas parentales, pueden presentar combinaciones de ellos totalmente nuevas o que raramente existen en la naturaleza. Así, seleccionando cepas prometedoras, eliminando sus envueltas y uniéndolas en una sola, podemos activar genes que habitualmente permanecen silenciosos. Año tras año descubrimos, sólo en los actinomicetales (el grupo bacteriano del cual obtenemos la mayor parte de los antibióticos), sustancias nuevas con propiedades terapéuticas.

Anticuerpos monoclonales.

Podrían ser la “bala mágica” buscada por Paul Ehrlich. Se trata de anticuerpos idénticos entre sí, por lo que reconocen todos los de una clase al mismo antígeno. En 1975, G. Köhler y C. Milstein encontraron el modo de obtenerlos, por lo que sus esfuerzos se recompensaron con el Nobel de medicina de 1984. La principal dificultad técnica consistía en lograr un número suficiente de anticuerpos monoclonales. Cada linfocito B produce un único tipo de anticuerpos, por lo que todos los sintetizados por él son iguales entre sí, monoclonales. Pero ese tipo de células muere pronto en cultivos, no bastando su breve período de actividad para lograr las cantidades requeridas. El truco consistió en fusionar linfocitos B con células tumorales. El hibridoma (célula resultado de la fusión de dos) tiene las propiedades buscadas: vive largo tiempo y sintetiza anticuerpos, todos iguales entre sí, monoclonales. Existen diferentes métodos para “convencer” a las células para que se fusiones (mezclándolas con virus con lo que las membranas se modifican y coalescen; o mejor, más sencillo y más barato, añadiendo polietilenglicol al medio).

Una de las primeras aplicaciones de los anticuerpos monoclonales fue la obtención de interferón. Así, se inyecta interferón humano en ratones, lo que despierta reacción inmune. Luego se obtienen linfocitos B reactivos contra el interferón del bazo del ratón. Se mezclan con células de mieloma en presencia de polietilenglicol, eliminando los linfocitos B y las células de mieloma no fusionadas. Luego se seleccionan los hibridomas reactivos y se obtienen grandes cantidades de anticuerpos monoclonales que reconocen al interferón, y que pueden emplearse en su obtención y purificación.

La mayor parte de las aplicaciones actuales de los anticuerpos monoclonales proceden del campo del diagnóstico. Han surgido decenas de empresas que se dedican a la obtención y patente de este tipo de moléculas, capaces de reconocer sustancias concretas. Incluso tienen aplicación en la autentificación de ropas, documentos, etc.

Las posibilidades a concretar son la estimulación de las defensas naturales del enfermo, la mejora en el éxito de trasplantes de órganos, mayor precisión en la aplicación de los medicamentos (disminuyendo las dosis generales y, por tanto, los efectos secundarios, a la par que la dosis efectiva, la que llega a su destino, aumenta espectacularmente), purificación de fármacos, etc.

Buscar una aguja en un pajar no es problema si se cuenta con un detector de metales.

Interferón: la alarma natural antivírica

En 1957, a A. Isaacs y a J. Lindeman les llamó la atención que los pacientes aquejados con algún tipo de infección vírica, raramente contraían otra enfermedad también vírica. Esto es especialmente llamativo si tenemos en cuenta que las infecciones bacterianas preparan el camino para más infecciones bacterianas. Concluyeron que el organismo sintetiza una sustancia que interfiere con los virus, llamándola interferón. Hoy conocemos más de una docena de interferones humanos.En 1980, C. Weissmann et al. clonaron el gen de un interferón humano, logrando una drástica disminución de costes de producción (90%) y su obtención muy pura, lo que abrió las puertas a su investigación y empleo.

Las fabulosas expectativas iniciales (se le consideró la panacea) no se han visto colmadas, aunque no se puede negar su actual eficacia en tratamientos contra la hepatitis B, varicela, infecciones víricas de vías respiratorias, ciertas leucemias, condilomas y el sarcoma de Kaposi.

Biotecnología y su incidencia en diversas enfermedades

Muchas enfermedades víricas no cuentan aún con vacuna eficaz, y la biotecnología es la principal esperanza contra ellas. Entre las más notables están, hepatitis (en sus diferentes variantes), gripe, herpes simple, parotiditis, sarampión, resfriado común y varicela. Las técnicas habituales, de inocular el virus en animales de laboratorio, purificarlos y dañarlos antes de inyectarlos a humanos no funcionan bien con éstas y con muchas otras. La alternativa es clonar alguna proteína vírica adecuada; con éste método se han obtenido buenas vacunas contra las hepatitis A y B.

Con tales metodologías, también es de esperar una sustancial mejora en la seguridad de las vacunas existentes que emplean virus completos atenuados, lo que siempre comporta un riesgo.

Pero hay una enfermedad vírica muy especial, el sida. Del VIH se sabe ya su estructura genética, y se investigan diversas proteínas como diana para vacunas.

Los virus no son los patógenos que más muertes causan, sino los protozoos. Además, éstos, inducen una pésima calidad de vida en los enfermos, que habitualmente viven en países tropicales, del Tercer Mundo. Así, el mayor beneficio que la biotecnología aportaría a la humanidad sería mitigar esa plaga. Entre tales males destaca la malaria, con 300 millones de casos actualmente. Aunque había retrocedido gracias al empleo de sustancias terapéuticas contra Plasmodium e insecticidas contra los vectores, asistimos hoy a un resurgir de la enfermedad por las resistencias que van apareciendo. El problema que presenta la vacuna es la enorme capacidad que tiene Plasmodium de mutar sus antígenos, lo que inutiliza tanto las defensas naturales como las artificiales. La línea que suscita más entusiasmo (y controversia) es la vacuna de M. Patarroyo, que parece ser eficaz en un 40% de los casos (el 40% de 300 millones es mucho). Además de la malaria, también están los tripanosomas, con la enfermedad del sueño (T. gambianun y T. senegalense) y el mal de Chagas (T. cruzi), ambas mortales a menos que sean tratadas. Otros tripanosomas causan graves pérdidas ganaderas. Pese a su capacidad de mutar, se cuenta con sustancias biotecnológicas eficaces, aunque todavía en cantidad insuficiente. La lehismaniosis, causada por Lehismania donovani, afecta a 100 millones de personas en las regiones más cálidas del planeta, llegando incluso a Europa meridional. La enfermedad puede revestir muchas formas, usualmente leves, aunque el kala-azar es mortal. No existe vacuna eficaz; el tratamiento, con compuestos a base de antimonio, tiene efectos secundarios indeseables, pero el uso de liposomas dirigidos con anticuerpos monoclonales da un gran resultado: por un lado hace más eficaz al fármaco, y por otro permite reducir las dosis y, por consiguiente, los efectos secundarios.

El tratamiento de enfermedades bacterianas también puede quedar sometido a avances biotecnológicos, como en el caso de la lepra, una enfermedad en auge actualmente, y que ya comienza a dar síntomas de resistencia a la dapsona, el fármaco que constituye la base del cualquier tratamiento eficaz.

ADN pegajoso y diagnóstico médico

Es evidente la importancia de un diagnóstico rápido para un correcto tratamiento de la enfermedad. Los anticuerpos monoclonales son el instrumento actualmente más desarrollado. Pero hay un método que puede ser más eficaz. Se trataría de sondas de ADN que puedan adherirse por complementariedad a determinadas regiones de otro ADN. De este modo, además de diagnosticar, se podrían identificar estructuras genéticas de cualquier tipo, detectar defectos genéticos, elegir órganos adecuados para donación, mejorar semillas o ganado, etc. Se trataría de un método miles de veces más sensible que los actuales, pero también más rápido y barato.

La técnica fundamental para la rápida elaboración de tantas sondas de ADN como se necesiten, a un precio asequible, es la PCR. Consiste en la amplificación selectiva de un fragmento de ADN a partir de un molde bicatenario, unos fragmentos cebadores, nucleótidos y una ADN-polimerasa especial, resistente a altas temperaturas. Consiste la técnica en calentar la disolución que contiene el molde bicatenario, de modo que se desnaturalice; posteriormente se rebaja la temperatura para que los cebadores se unan a los extremos de las cadenas simples; posteriormente se sube la temperatura para que la polimerasa se active y cada cadena simple constituya una cadena doble; finalizado lo cual se vuelve a subir la temperatura para que las cadenas dobles recién constituidas se desnaturalicen y se conviertan en cadenas simples para reiniciar el ciclo. Gracias a la PCR se ha logrado clonar un fragmento de ADN de un insecto atrapado en ámbar con una antigüedad de ¡150 m.a.!

Otros métodos de diagnóstico

Uno de los que más ha avanzado gracias a la tecnología, aparte de los anteriormente expuestos, es la bioluminiscencia. Se basa en la mezcla de la sangre con la sustancia a analizar, un enzima que intervenga sobre ella con gasto de NADH, el propio NADH y luciferasa (dependiente de NADH). Tras mezclar los tres primeros componentes, la cantidad de NADH habrá variado desde una concentración inicial conocida. La concentración final se puede valorar en función de la luz emitida al añadir luciferasa.

Se ha puesto a punto este método para triglicéridos, alcohol, diversas hormonas y ácidos biliares (indicador de daño hepático).

Hormonas y proteínas

La ingeniería centra su atención en tres tipos de sustancias: las que ya contamos con una fuente de producción, pero que se busca abaratar o mejorar la producción; las de reconocido valor médico pero cuya producción es aún insuficiente para la demanda; las que quizá puedan ser útiles pero se ha de contar con cantidades mayores previamente, para poder ensayarlas. Entre las hormonas polipeptídicas encontramos ejemplos paradigmáticos de los tres casos (insulina, hormona del crecimiento y factor de crecimiento nervioso, respectivamente). Y las deficiencias a la hora de sintetizar hormonas polipeptídicas están entre las enfermedades hereditarias más comunes que afectan a la población.

Las endorfinas, como agentes analgésicos, podrían ser más seguras y útiles que las drogas de origen vegetal que se emplean contra el dolor.

Entre las hormonas esteroides, se emplean microorganismos como parte del proceso de obtención, logrando que el producto final (cortisona, estradiol, testosterona, etc.) sea más barato y seguro.

De la misma manera la albúmina (de la cual se emplearon más de 200.000 Kg en 1990, para operaciones quirúrgicas y en el tratamiento de golpes y quemaduras) y varios factores de coagulación sanguínea son objetivos biotecnológicos declarados.

Enfermedades hereditarias

Cada persona porta, como promedio, casi una docena de genes defectuosos, habitualmente silenciosos. Pero pueden manifestarse como enfermedad genética (siempre si son dominantes como la Corea de Huntington , en homocigosis si son recesivos como la fibrosis quística y en los machos si están ligadas al sexo como la distrofia muscular de Duchenne ). Se conocen dos centenares de problemas hereditarios más o menos comunes. A veces la biotecnología puede aportar los enzimas que faltan, bien directamente el producto, bien el gen para que sea el cuerpo quien fabrique lo necesario (terapia de sustitución génica). En este último caso, el obstáculo mayor es, no la inserción del gen, sino que se someta a un mecanismo de control de su expresión que sea adecuado. El primer intento con cierto éxito se llevó a cabo en 1990.

Cáncer

Se agrupan porque afectan a los adultos y ancianos de sociedades industriales. Ambas tienen una serie de causas muy diversificadas, aunque sus manifestaciones son comunes. En el caso del cáncer, el problema estriba en el descontrol de la proliferación en algún grupo celular. En el caso de enfermedades cardiovasculares, un fracaso en los parámetros hemodinámicos, que conduce a falta de nutrientes en algún tejido. Es una tarea descorazonadora seguir todas las advertencias respecto al estilo de vida para no sufrir cáncer o enfermedades cardiovasculares. La evitación de un tipo de riesgo parece conllevar necesariamente otro.

Para la curación del cáncer hay abiertas diferentes líneas biotecnológicas, que, si bien se incrementa a velocidad de vértigo la cantidad de dichas líneas, la celeridad con la que se incorporan a la terapéutica normal no es tanta. Uno de los primeros objetivos fueron los interferones. De ellos se ha hablado como la panacea, pero la realidad es que nadie ha demostrado que puedan curar forma alguna de cáncer. Sí que alivian algunos (linfomas, melanoma y de mama). Uno de los mayores problemas a la hora de su síntesis es que muchos de ellos cuentan con azúcares en su estructura; para que las bacterias los incluyan en el interferón necesitarían un amplio equipo enzimático al efecto. Por fortuna, los interferones que carecen de glúcidos pueden ser sintetizados sin mayor obstáculo.

Otras sustancias a la que se ha concedido mucha atención son interleucina-2, factor de necrosis tumoral, linfotoxina y factor activador de macrófagos. Y la lista es inmensa si tenemos en cuenta que el grupo de las linfocinas, al que pertenecen, incluye a más de un centenar de miembros.

Otra línea de investigación es la que trata de averiguar en qué se diferencian exteriormente las células tumorales de las normales, lo que permitiría poner a punto anticuerpos monoclonales dirigidos específicamente contra ellas. Pero no es fácil: no se debe olvidar que las células tumorales también son células humanas. Aun así se han podido elaborar algunos anticuerpos monoclonales contra tipos tumorales concretos (entre los que están los tres más mortíferos, mama, digestivo y pulmón), si bien ninguno de ellos es completamente específico. Los anticuerpos monoclonales pueden poner en marcha el sistema inmune del paciente contra el tumor, pero su utilidad mayor sería la de dirigir fármacos contra las células cancerosas (método del “reciario”). Mientras tanto, sólo se podrán emplear drogas relativamente no tóxicas. Un ejemplo de este método es el empleo de ricina. Bajo su forma natural es un veneno tan potente que una única molécula basta para matar una célula; así, se ha tenido que recurrir a biotecnología para modificarla (eliminando una de las cadenas, la de permeabilidad de la membrana, y dejando sólo la tóxica unida a un anticuerpo. Otro ejemplo en esta línea es el de la doxorubicina.

Finalmente, un camino prometedor es el de la selección de linfocitos del propio paciente, su modificación y devolución al cuerpo, donde atacarían a las células tumorales. En concreto, se ha descubierto un tipo de linfocitos, los LIT, específicos contra ellas. Tal tratamiento se ha probado en un cierto número de pacientes, con un 10% de curaciones, lo cual es prometedor para una terapia tan novedosa, aunque impide que sea la única.

Enfermedades cardiovasculares

Se produce una enfermedad de este tipo cuando aparece coagulación anormal en venas o arterias, al desequilibrarse el sistema natural que regula tal proceso. Un enzima producido por las bacterias del género Stretococcus, la estreptocinasa, se emplea para disolver coágulos en extremidades y pulmón. Pero plantea dos problemas: como toda sustancia bacteriana despierta respuesta inmune, lo cual rebaja su actividad; y es inespecífico, por lo que conlleva el riesgo de provocar hemorragias. Por ello, como fármaco de elección, se prefiere la urocinasa, un enzima humano con similar actividad. El inconveniente es que se obtiene de la orina o de cultivos de células renales, ambos procesos muy caros (su producción mueve 150×106 $ anuales en Japón, su principal productor), lo que ha motivado muchas investigaciones con su clonación como objetivo; se logró, finalmente, en 1990, pero envuelta en un halo de secreto comercial.

Más específicos son los plasminógenos activadores hísticos, sustancias que se unen al coágulo y estimulan con ello la acción de otros constituyentes sanguíneos para disolverlo, sin reducir la facultad de coagulación general, es decir, sin el riesgo que plantean los enzimas anteriores.

Trasplante de órganos

Se ha de convencer al organismos de que acepte un cuerpo extraño, de que no ponga en marcha el sistema inmune contra él. Para ello se cuenta con un arsenal químico, en el que sobresale la ciclosporina A, compuesto que afecta a los linfocitos T, elaborado por el hongo Tolypocladium inflatum, el cual fue descubierto en una muestra de suelo en Noruega. Sin ciclosporina, al año de ser trasplantados de hígado o corazón, sobreviven el 35% y el 50% respectivamente. Con ella, las cifras son 70% y 80%.

La ciclosporina también puede colaborar en el tratamiento de varias enfermedaes autoinmunes, entre las que se puede incluir a la propia diabetes.

Pero los fármacos que, como la ciclosporina, inducen tolerancia inmunológica artificial, tienen el inconveniente de debilitar la resistencia contra diversas infecciones, especialmente víricas. El interferón, administrado simultáneamente, pude contribuir a reducir el riesgo.

Además, la selección previa del órgano a trasplantar mediante sondas de ADN o anticuerpos monoclonales que elijan aquel con un MHC lo más compatible posible con el del receptor, permitiría reducir la cantidad de fármaco administrado, y con ello sus indeseables efectos secundarios.

REVOLUCIÓN VERDE

Introducción

La revolución supuso tanto un fuerte incremento de la producción agrícola entre 1930 y 1975 gracias al empleo de nuevas variedades cultivables y al mayor uso de riego, fertilizantes y plaguicidas. Pero en los últimos años asistimos a una reducción de los incrementos. Se confía en que la biotecnología reactive el ritmo de producción gracias a sus métodos, poniendo en uso tierras improductivas hasta ahora (medios semiáridos).

La solución a la productividad vegetal

Ha surgido una floreciente industria alrededor de la creciente demanda de fertilizantes nitrogenados sintéticos. Sin ir más lejos, y sólo en los EE.UU., y sólo para el maíz, se invierten anualmente 109 $ en ellos. Pero esta industria depende estrechamente del petróleo (consume el 10% del requerimiento total de los EE.UU. hacia esa materia prima), por lo que es obvia la urgencia de encontrar vías sustitutivas para la producción de N. La biotecnología puede contribuir a la solución.

Muchos biotecnólogos han fijado su atención en la simbiosis con bacterias fijadoras de N, que aparecen ligadas a leguminosas y a otras plantas, pero no a muchas de alto interés comercial y alimenticio (trigo, arroz, maíz, cebada o muchos otros cereales). Son tres las líneas que, a partir de ello, surgen: cabe intentar modificar, bien los microbios, bien el cultivo deseado, o ambos a la vez, para que puedan formar una simbiosis como la de leguminosas; en segundo lugar, se puede intentar modificar a bacterias que ya vivan en el cultivo deseado a fin de que fijen N; y, finalmente, podría intentarse la obtención de nuevas variedades de cultivo capaces de fijar por sí mismas el N atmosférico.

En el primer enfoque, Rhizobium es el modelo a imitar. Pero el caso es que no se conoce suficientemente ni su mecanismo de infección, ni qué nutrientes recibe de la planta, ni de qué forma le paga a ella con compuestos nitrogenados. Aunque se investiga sin cesar, las otras dos vías parecen, actualmente, más factibles.

Respecto al segundo enfoque, en los últimos años se ha identificado la totalidad de la docena larga de genes responsables de la vía metabólicaque desemboca en la fijación de N. Se les ha denominado nif. Se da el caso ventajoso que aparecen ligados, y no dispersos por el genoma bacteriano, lo que favorece los intentos de clonación. De hecho, y a partir de genes nif de Kleibseella pneumoniae, se obtuvo una E. coli fijadora.

Con el tercer enfoque se pretende integrar directamente los genes nif en la planta objetivo. Esto tiene el problema de que, si bien el camino de clonación de eucariota a procariota, es relativamente sencillo, el inverso, de procariota a eucariota, resulta algo complicado. Sin embargo, el descubrimiento de que las agallas provocadas por Agrobacterium tumefaciens son debidas a la transferencia de un plásmido inductor desde la bacteria hacia la planta proporcionó un muy útil vector, al menos para dicotiledóneas. Así se ha podido cumplir el objetivo de transformar una célula vegetal y, a partir de ella, desarrollar muchos miles de plantas, clónicas.

Sin embargo, (aún dentro de este tercer enfoque) como muchos de los cultivos interesantes son monocotiledóneas, donde la integración del plásmido de A. tumefasciens tiene menor eficacia, al menos con las técnicas actuales, se ha tenido que recurrir a otras estrategias. Entre ellas destacan dos: uso de protoplastos (a los que, una vez retirada la pared vegetal, resulta relativamente fácil introducir el ADN gracias al empleo de disolventes orgánicos o de pequeñas descargas eléctricas) y bombardeo con micropartículas de oro o tungsteno embebidas de ADN, el cual depositan dentro de la célula al atravesarla. Es con esta última técnica con la que se han logrado las transformaciones de los cereales conseguidas hasta ahora.

Sin embargo, y aunque la clonación de los genes nif se llevase finalmente a cabo, no estarían superados todos los obstáculos. Así, la fijación de N, convirtiendo N2 en NH4+ es un proceso muy costoso que deja como subproducto H2. Sin embargo, hay cepas de Rhizobium capaces de aprovechar dicho H2 como fuente de energía, lo cual hace muy rentable el proceso desde el punto de vista de producción. Lo logran gracias a un conjunto de genes, los genes hup, localizados en plásmidos. Aún no se han logrado clonar en eucariotas, pero sí transferir a otras variedades de Rhizobium que carecían de ellos.

Pese a todo, desconocemos el imprevisible impacto que la clonación de tales genes puede tener en las variedades cultivables. No hay que olvidar que la red metabólica es muy intrincada, y que alterarla puede tener consecuencias nada obvias. Por tanto, entra dentro de lo posible que no se logre incrementar la productividad vegetal en absoluto por este camino.

La vía de incrementar la disponibilidad de N no es la única actualmente en marcha para que hacer crecer la producción vegetal. Hay todo un conjunto de genes, conocidos globalmente como osm qe confieren diferentes capacidades a una planta para sobrevivir en terrenos adversos, donde los estreses hídrico, térmico (por calor o frío) o salino imposibilitan el cultivo. Su clonación abriría la puerta a la esperanza de poner en producción una gran cantidad de terreno desértico, árido o semiárido.

Y, finalmente, podemos alterar el metabolismo vegetal en lo que a proteínas de reserva se refiere. Si bien modificar un solo aminoácido en un enzima puede acarrear su inutilización, no ocurre igual con las proteínas de reserva. Así se puede compensar el hecho de que los vegetales sean deficitarios en lisina.

Enfermedades vegetales

Muchas enfermedades vegetales con gran repercusión económica son muy específicas; y no sólo de una especie, sino de una variedad concreta. Una solución obvia es seleccionar variedades que aúnen resistencia y características comerciales, algo que el hombre ha hecho desde el nacimiento de la agricultura. Sin embargo, la biotecnología promete nuevas vías que eviten el variable y largo camino que significa tratar con semillas, o las barreras de fecundación (uniendo protoplastos de especies distintas).

Hoy, gran parte de la propagación vegetal tiene como origen cultivos celulares a partir de los cuales se crean clones. Actualmente existe un programa para introducir palmeras productoras de más aceite, a la par que resisten muchas de sus enfermedades por la empresa Unilever. Más recientemente se ha clonado el eucalipto de ribera, un árbol que resiste elevadas salinidades, y que podría servir como fuente de madera, el principal combustible del Tercer Mundo, poniendo en producción terrenos actualmente no aprovechables por la explotación humana. Respecto al primer hito de la ingeniería genética se produjo en 1985, cuando se logró dotar de resistencia contra virus al primer vegetal.

DESDE EL CAMPO AL SUPERMERCADO

Introducción

Disfrutar de salud sin buena alimentación es imposible. Y hoy son muchos millones de personas las que están crónicamente malnutridas, sea cual sea el criterio con el que esto se mida.

Industria ganadera

Uno de los principales miedos del ganadero es la enfermedad del ganado. Una de las más graves es la glosopeda, inducida por un virus emparentado con el de la poliomielitis, y contra el que se lucha con el sacrificio del ganado y caras vacunas. La producción de vacunas más baratas, tras la clonación de una de las proteínas de la cápsida del virus es una promesa cercana. La rabia, la anemia caballar africana, la peste porcina africana, la enfermedad ovina de la lengua azul, y un largo etc., están en la lista de espera para contar con el mismo beneficio que la glosopeda. Los interferones animales prometen ser de gran aplicación en este campo.

Pero la biotecnología también puede contribuir al aumento de la producción ganadera per se. Así, la administración de hormonas de crecimiento a vacas incrementa su producción lechera (aunque hace engordar al ganado artificialmente, sin mejorar de modo significativo su calidad alimenticia).

Un caso curioso es el de la lana de la oveja y el factor de crecimiento epidérmico. Una inyección de dicha sustancia provoca que el pelo crezca más rápido, lo que lo hace más delgado. De este modo se puede esquilar a la oveja con un simple cepillado.

La clonación de organismos animales completos, y no sólo de sus genes, es una meta interesante.

Microbios y producción de alimentos

Múltiples formas de preparación de alimentos requieren el concurso de microorganismos: fabricación de pan, vino, cerveza, queso, yogur, etc. Muchos otros usos son útiles para preservarlos o hacerlos más sabrosos (encurtidos). Todo ello hace evidente la influencia de la biotecnología en el campo de la nutrición.

Un ejemplo es emplear Saccharomyces modificados genéticamente para elaborar cervezas “light”, con bajo contenido en dextrinas. Otro es la reducción de los costes del malteado (germinación de la cebada de modo que se liberen enzimas que fragmentan el almidón, que no consumible directamente por las levaduras, a moléculas asimilables para ellas) mediante la introducción de genes que codifican amilasas en las diversas variedades de Saccharomyces empleadas. También está la clonación del gen para la proteasa de la bacteria Serratia marcescens, la cual, en combinación con la papaína (proteasa de la papaya), elimina las proteínas en suspensión que enturbian la cerveza.

En lo que respecta a la industria láctea, se han insertado genes de resistencia a bacteriosfagos en variedades de Streptococcus empleadas en la fabricación de quesos. También se ha clonado el gen de la renina, la proteasa empleada también en la elaboración de queso, inicialmente conseguida a partir del estómago de la ternera, en varios hongos.

Microbios como alimento

Para soslayar el rechazo, injustificado, pero existente, que despierta el hecho de comer microorganismos, se ha acuñado el eufemismo proteína unicelular. Y esto por su alto contenido proteico, que llega a significar el 70% del peso seco. Son adecuadas para alimentación humana o animal. Ya los aztecas o tribus del Chad hacían uso alimenticio de la cianobacteria Spirulina. Durante las Primera y Segunda Guerra Mundial, la adición de levaduras de cerveza al alimento fue esencial para cubrir las necesidades nutricionales de la población frente a la escasez de alimentos. En Gran Bretaña existe un tradicional empleo de las mismas, bajo la forma de productos tales como Bovril.

Dada la necesidad mundial de alimento rico en proteínas, se ha intentado, en múltiples ocasiones, obtenerlas comercialmente a partir de microorganismos. De hecho, algunos de dichos intentos han sido sonoros fracasos, como el que lo hacía alimentando a las bacterias con derivados petrolíferos. Sin embargo, sí que se han logrado éxitos, como el cultivo de Fusarium, un hongo cuyo contenido proteínico semeja al cárnico (que casi siempre es de mejor calidad) a partir de toda una variedad de sustratos glucídicos, generalmente procedentes de biomasa vegetal de desecho. De aquí que haya surgido el concepto de generar comida a partir de desperdicios. Un ejemplo notable es el del moho Paecilomyces en Finlandia, que convierte en alimento el muy contaminante residuo de las industrias papeleras. El inconveniente de todos esos sistemas es que requieren grandes inversiones de capital e instalaciones relativamente complicadas, inadecuadas para países pobres, que es precisamente donde se necesita este tipo de alimentos. Sin embargo, Spirulina, sin grandes complicaciones técnicas (sólo requiere someros estanques) ni costosas inversiones (es fotosintética), puede ser la solución para ellos.

Biomoléculas

La producción de vitaminas y aminoácidos también es objetivo biotecnológico. Gran parte de las moléculas que se emplean en medicinas o productos alimenticios tienen hoy su origen en microorganismos. Cepas seleccionadas del moho Ashbya gossypii producen 20.000 veces más vitamina B2 que las silvestres. Igual ocurre en Propionibacterium shermanii y Pseudomonas denitrificans con la B12 (50.000 veces más). El mercado de las vitaminas mueve, sólo en EE.UU., 150 millones de dólares anuales.

Respecto a los aminoácidos, hay que decir que las semillas de cereales, que constituyen la base alimenticia de los piensos que se dan a gran parte del ganado, son deficitarios en lisina y metionina. En consecuencia deben añadirse. Actualmente, la metionina se obtiene por procesos químicos baratos, pero la lisina se elabora preferentemente mediante fermentación por Corynebacterium glutamicum, aportando el 80% de los 200 millones de dólares que se mueven alrededor de este aminoácido, del cual se producen todos los años 40.000 Ton. Otro aminoácido relevante es el glutamato, elaborado por otra cepa de C. glutamicum y por brevibacterium flavum. Su obtención es particularmente barata por un truco que hace que viertan glutamato al medio, de donde se obtiene con facilidad: consiste en no suministrar suficiente biotina, lo cual hace a sus membranas muy porosas a algunas moléculas, entre ellas al glutamato; además, eso estimula la producción para reponer el que van perdiendo continuamente.

Edulcorantes

El empleo de fructosa como edulcorante alimentario tiene un gran futuro por tres razones: es más dulce que la sacarosa, también es más barata y resulta mucho más adecuada para diabéticos y aquellos que experimentan intolerancia a la glucosa, un importante segmento de la población. Evidentemente, esto ha desatado guerras comerciales entre sectores productivos, estando especialmente implicado el remolachero, que ve peligrar su cuota de mercado. El avance en la producción de fructosa se debe a poder contar con dos enzimas: la amilasa, que convierte materiales baratos y con almidón en glucosa, y la glucosa isomerasa, que transforma la glucosa en fructosa.

En este proceso hay una técnica que merece especial consideración: la fijación de enzimas. Una vez transformado todo el material, sería interesante recuperar el enzima, lo que nos permite, de un sólo golpe, reutilizarlo y purificar la molécula objetivo. Hasta ahora se despilfarraban muchos enzimas, pero hoy es posible incluirlos en una superficie sólida, de la cual se retira su producto por simple lavado. Se ha logrado fijar enzimas en toda una variedad de soportes sólidos, que van desde vidrio a plástico, pasando por fibras naturales. La fijación se logra encerrándolos en matrices sólidas, uniéndolos covalentemente a éstas, o haciendo lo propio pero gracias a cargas electrostáticas. Las técnicas han alcanzado tal refinamiento que apenas se estropean moléculas durante la fijación.

Aunque la producción de fructosa es una importante contribución a este campo por parte de la biotecnología, otros edulcorantes están en la lista de futuras incorporaciones. Es el caso del aspartamo (formado por aspártico y fenilalanina) y la taumatina (polipéptido complejo, que cuenta con 207 aminoácidos, extraordinariamente dulce 2.000 más que la sacarosa , producido por un arbusto africano.

BIOENERGÍA Y COMBUSTIBLES PARA EL FUTURO

Introducción

La gran mayoría de los recursos energéticos proceden, en último término, del Sol. La energía de un día de Sol equivale al 20% de todas las reservas de combustibles fósiles que hay almacenadas hoy en todo el mundo. Sería interesante convertir siquiera un ínfimo porcentaje de este flujo en una forma de energía adecuada para ser transportada, almacenada y consumida.

Algunas biotecnologías, como la producción de alcohol y metano, significan un importante paso en esa dirección.

Alcohol como combustible

Con pequeños cambios los automóviles actuales pueden consumir alcohol como combustible. De hecho, en Brasil, 250.000 vehículos funcionan así. Éste se puede obtener de la caña de azúcar, con el inconveniente de tener que disponer de suelo agrícola, o de tanques de fermentación con levaduras. Además de los beneficios económicos que supone emplearlo como sustitutivo de gasolina y gasoil (vale la mitad), es mucho menos contaminante. Otra opción intermedia sería usar una mezcla de alcohol y gasolina en una proporción 1:9 (gasohol), lo que significa, sin alterar los motores de la flota de vehículos de un país, reducir su factura por combustibles para automoción en un 10% (el gasohol está muy extendido en los EE.UU. y en los transportes públicos europeos). Muchos países (Zambia, Filipinas, Nicaragua, Paraguay) avanzan en la misma línea que Brasil.

En el procedimiento de fermentación por levaduras, la clave está en recordar que el alcohol es un desecho tóxico; la levadura no tolera más allá del 15%. Así, ha de retirarse continuamente, lo que implica calentar el tanque para que se evapore, con el consiguiente gasto energético. Si se incrementara, gracias a técnicas biotecnológicas, la tolerancia de las levaduras al alcohol, se rebajarían, considerablemente, los costes de producción. Aunque no se conoce con exactitud en qué mecanismo fisiológico radica la tolerancia, se sospecha que es en la composición lipídica de la membrana. Esto, unido a que el alcohol combustible no requiere tener características organolépticas precisas, y que, por tanto, pueden emplearse múltiples fuentes de alimento para las levaduras, haría a la fermentación muy competitiva para producirlo.

Pero el mayor problema para el empleo de alcohol como combustible es financiero. En Brasil, la fuente principal es la caña de azúcar; en los EE.UU., el maíz. Cualquier fluctuación en los precios de ambas materias primas afectaría enormemente al precio del alcohol. La solución está en emplear fuentes alternativas que puedan amortiguar cualquier variación en dichos precios: patata, árboles, gramíneas y, especialmente la mandioca, que se puede cultivar en suelos muy pobres. Pero dichas fuentes rinden almidón, por lo que serían precisos procesos previos que encarecen el producto. Así, el organismo ideal sería aquel que contara con amilasas y con capacidad de fabricar alcohol. Existen levaduras que son así, sólo que rinden poco; pero, obviamente, se podría emplear la ingeniería genética para mejorarlas.

De todos modos, hay una perspectiva más atractiva: levaduras que pueden emplear como fuente de azúcares la celulosa. Eso significaría, de paso, aliviar el problema de los residuos orgánicos agrícolas. Tales levaduras podrían obtenerse al introducir genes de celulasas procedentes de hongos de la podredumbre de la madera. Falta aún una pieza en el rompecabezas, que es cómo atacar la lignina. Muchos hongos lo hacen, pero queda por desentrañar el cómo, y lo que es más importante, cómo acelerar ese proceso que en la naturaleza es muy lento. Parece que una solución sería emplear cepas mutantes de levaduras (petite) que, por carecer de mitocondrias, se ven forzadas a emplear la ruta fermentativa con la máxima eficacia.

Una línea de investigación adicional es la de encontrar sustitutos a las levaduras en esta tarea. La bacteria Zymomonas mobilis ha concitado la atención. Se trata de un microorganismo empleado desde hace siglos para fermentar el jugo de la pita y dar una bebida, el pulque. Ofrece la peculiaridad de poder fijarse en fibras de algodón. En tales sistemas no es necesario detener la fermentación para reponer células nuevas. También se investiga sobre Clostridium thermocellum y Thermoanaerobacter ethanolicus, termófilas, y cuya principal ventaja sería la de poder mantener la operatividad del proceso mientras la alta temperatura evapora el alcohol para separarlo del medio de fermentación, a la par que no se precisa la costosa refrigeración que requieren las levaduras. Ambas bacterias han sido descubiertas en Yellowstone.

Metano, combustible a partir de desechos

Hace 3.000 años, los habitantes de algunas regiones de China hacía uso del gas de los pantanos como combustible. Pero el principal papel que las bacterias metanógenas cumplen hoy en día es la conversión de celulosa en azúcares digeribles dentro del sistema digestivo de rumiantes. La investigación actual busca cómo producir metano a partir de materias vegetales sin el aparato de fermentación preciso actualmente (la vaca). Se trata de un proceso que promete soluciones a dos problemas: el energético por el producto que rinde, y el de contaminación por la fuente que usa (aguas residuales de granjas e industrias).

Para producir metano se usan muchos tipos de microorganismos, a diferencia de lo que ocurre en otras biotecnologías. La dificultad es conocer qué hace cada uno, y cómo, para poder intervenir biotecnológicamente.

Las instalaciones más simples son poco más que un hoyo en la tierra donde se vierten residuos domésticos y agrícolas (digestores), y un sistema de captación del biogás resultante, cuya composición varía, aunque el metano es el componente principal. China cuenta con cinco millones de este tipo de instalaciones, y la India tiene instalados digestores en centenares de miles de aldeas que proporcionan energía útil y barata a partir del estiércol de las vacas. Evidentemente, este tipo de tecnología es útil a pequeña escala y sin complicadas líneas de distribución.

Para la producción industrial de metano en países industrializados, existen diseños de plantas experimentales que emplean un procedimiento en dos fases. En la primera, las algas generan grandes cantidades de materia orgánica a partir de luz solar y nutrientes adicionados, y en la segunda esa materia orgánica es digerida por bacterias metanógenas. Una de las dificultades es la gran cantidad de agua que se requiere (algo que suele escasear allí donde el sol es abundante). Por fortuna, se pueden emplear algas que vivan en aguas salobres o saladas, como Spirulina, que tiene la ventaja adicional de agregarse sus células y ser fáciles de recolectar.

Hidrógeno

Se considera el combustible perfecto desde el punto de vista de materia prima (agua) y de desecho (agua). No contamina. El precio, y no la seguridad como popularmente se cree, es lo que impide su uso hoy por hoy. Aunque la transferencia de hidrógeno (reducción-oxidación) está en la base de la vida, sólo unos pocos organismos (p. ej., Clostridium butyricum) lo producen como gas. La enzima hidrogenasa es responsable. El problema de los sistemas basados en tales microorganismos es que tras un cierto tiempo de funcionamiento cesan en su producción, no conociéndose el motivo de tal inestabilidad. De todos modos, se han logrado sistemas experimentales de C. butyricum fijados a filtros por los que se hacen pasar aguas residuales que funcionan más de un mes.

Una alternativa consiste en obtener el hidrógeno a partir del agua mediante un ingenioso sistema en tres etapas. Al iluminar el alga Chlorella pyrenoidosa, es capaz de ensamblar dos moléculas de agua y otras dos de CO2 para rendir glucolato. Esta sustancia se recoge y se somete a la acción de la oxidasa glucólica vegetal fijada a una matriz, transformándose en formato. Finalmente, el formato se administra a bacterias fijadas en matriz de vidrio, las cuales liberan H2 y CO2. Se trata de un auténtico metabolismo industrial.

También hay interés por conocer el mecanismo de hidrólisis del agua en la fotosíntesis. Se producen H+, los cuales no tienen posibilidad de unirse para formar H2. Así, se requeriría modificar el proceso. Actualmente, existen sistemas experimentales basados en cloroplastos que funcionan durante unos minutos. Toda una hazaña si tenemos en cuenta que hace un lustro duraban activos segundos. La investigación se centra en obtener el componente más resistente en cada etapa. P. ej., los cloroplastos usados tienen hidrogenasas muy sensibles al oxígeno, por lo que se les pretende incluir hidrogenasas bacterianas.

BIOTRANSFORMACIONES E INDUSTRIA

Introducción

Muchas multinacionales cuentan con su división biotecnológica. El campo de acción clásico ha sido la extracción de petróleo, la química y la minería, pero cada día aparecen nuevos desarrollos en otros terrenos: etiquetado, biocomputación, biosensores, etc. Y reciben nuevos impulsos campos clásicos cuyo desarrollo había sido abandonado.

Acetona y butanol: renacimiento

La guerra es un importante acicate para la innovación industrial. Así, la escasez de materias primas para fabricar municiones hizo que, durante la Primera Guerra Mundial, Alemania y Gran Bretaña buscaran métodos para sintetizar acetona y glicerina. Ambos países pusieron su atención en bacterias, con gran éxito. Pero la industria petroquímica fue repuesta en su papel de suministradora de materias primas en tiempos de paz.

En Gran Bretaña, el descubridor del método para producir acetona y butanol, a partir de Clostridium acetobutylicum fue Weizmann, el que luego fuera primer presidente del estado de Israel. Su método se parece al de la obtención de alcohol, sólo que las cantidades de acetona y butanol rendidas son muy variables. Además, la bacteria es insólitamente sensible a las condiciones del medio y no tolera concentraciones de sus desechos superiores al 2-3%. Modificaciones ensayadas han aumentado la eficacia del proceso en un 200%, otorgándole esperanzas de rentabilidad.

Respecto a la glicerina, el método de Neuberg (adición de bisulfito sódico a cultivos de levaduras) no es en absoluto rentable. Pero sí puede serlo el empleo de organismos que colonizan medios hipersalinos, como el Mar Muerto. En concreto, el alga Dunaliella bardawil emplea esta sustancia como tampón osmótico y la produce en gran cantidad (40% de su peso seco). Adicionalmente, contiene grandes cantidades de b-caroteno, usado como colorante alimentario. Además, el residuo es un excelente pienso. Como prospera en medios salados, muchas zonas áridas pueden verse beneficiadas por la implantación de su cultivo, dado que no compite con la agricultura y requiere escasas inversiones. Y, aún más, el que un medio hipersalino no pueda ser colonizado por otros organismos ahorra en costes, ya que no hay que prevenir contaminaciones.

La industria de los plásticos

Además de las sustancias ya mencionadas (butanol, acetona, glicerina, etanol, etc.), se pueden aportar muchas otras a esta floreciente industria. Los alquenos (como propileno, etileno, etc.) se pueden polimerizar tras haber sido convertidos en óxidos alquénicos. Aunque esto se logra actualmente por métodos exclusivamente químicos, se vislumbra la posibilidad de hacerlo biotecnológicamente (gracias e enzimas fúngicas y bacterianas patentadas). En concreto, un microbio descubierto en los lodos de la ciudad inglesa de Bath, famosa por sus baños, Methylococcus capsulatus, puede hacerlo; y es especialmente interesante porque vive a 45 C, temperatura a la cual los óxidos alquénicos son gaseosos, lo cual facilita su obtención. La ventaja de los diversos procesos identificados consiste en no tener que emplear ni el caro cloro, como los químicos, ni ningún otro aditivo (a excepción de sal marina).

Otro compuesto importante es el polihidroxibutirato, parecido a poliésteres textiles, aunque más frágil y biodegradable. De ahí que se use en suturas médicas. Hoy se fabrica por cientos de toneladas.

Petróleo

Menos de la mitad de crudo de un yacimiento sube espontáneamente a la superficie, por lo que gran parte ha de recuperarse con ayuda de técnicas al efecto. Pero incluso con ellas, gran parte del petróleo queda tenazmente atrapado en sus yacimientos (en algunos, el 90%). El principal de los métodos secundarios de extracción es el bombeo de agua a presión para desalojar al crudo de su pertinaz unión a las partículas de la roca. A fin de favorecer el proceso se suelen añadir sustancias que hagan al agua más viscosa, especialmente goma de xantano, producida por Xanthomonas campestris, un agente espesante muy eficaz.

Pero hay una idea que va más allá: ¿por qué no enviar directamente los microbios al subsuelo? Ya se inyectan Bacillus y Clostridium, más resistentes, en lugar de Xanthomonas, pero con genes de ésta. Además, producen gases que favorecen el bombeo de petróleo.

Minería

El principal problema con el que se enfrenta la minería actual es la cada vez más baja concentración de mena metálica. Para ello se recurre actualmente a microbios de manera habitual, p. ej., en la extracción de cobre y uranio. El protagonista de ello es Thiobacillus ferro-oxidans, que obtiene su energía de compuestos inorgánicos, como sulfuro de hierro, dejando como desecho ácido sulfúrico y sulfato de hierro. Ambos productos atacan la roca que le rodea, lixiviando muchos materiales metálicos. Alrededor del 14% del cobre producido en los EE.UU. se logra mediante tal técnica. El dispositivo al efecto es un mero montón de escombros de casi 400 m de altura y 4.000 millones Ton, regados de modo que el agua lixivie los metales liberados por acción de los productos de desecho de T. ferro-oxidans; la superficie sobre la que se asienta la escombrera es de arcilla o asfalto, impermeable, de modo que los líquidos ricos en metales circulan hacia depósitos al efecto.

Algunas bacterias extraen del medio metales concretos. P. ej., algunas cepas de Pseudomonas aeruginosa acumulan uranio; ciertas especies de Thiobacillus pueden acumular plata. Etc.

La minería microbiológica tiene la ventaja adicional para los países menos desarrollados de que elimina la necesidad de un equipo minero costoso.

Contaminación

Se puede recurrir a la biotecnología para reducir la contaminación mediante dos enfoques: primero, introduciendo mayor número de métodos menos contaminantes y, segundo, recurriendo a microorganismos para eliminar la contaminación. P. ej., Pseudomonas cuenta con varias cepas que pueden consumir una amplia gama de hidrocarburos, si bien cada cepa, por sí sola, se alimenta de un tipo de ellos, o de pocos en el mejor de los casos. Así, se recurren a mezclas de cepas para degradar vertidos petrolíferos. También se ha obtenido un microorganismo capaz de degradar el herbicida 2,4,5-T, el principal componente del agente naranja utilizado en la guerra de Vietnam. Se recurre a bacterias para acelerar los procesos de desengrase de tanques de buques; las mismas bacterias pueden dar cuenta de los residuos de industrias cárnicas. Varias de las grandes compañías químicas ofertan microorganismos o enzimas capaces de eliminar residuos químicos como detergentes, aguas residuales de papeleras, sustancias muy tóxicas (p. ej., dioxinas), etc.

Otro uso es el tratamiento biotecnológico de combustibles ricos en azufre para evitar su vertido a la atmósfera y la consiguiente lluvia ácida. Existen diversas bacterias de manantiales termales que pueden hacerlo, y ya hay plantas industriales que las utilizan con mucho éxito.

Pero de todos los métodos de descontaminación, el que más destaca es la purificación de aguas residuales, donde, de ordinario, los microorganismos son muy eficaces. Entre los contaminantes más insidiosos están los metales pesados, cuya eliminación por métodos químicos es cara y compleja. Sin embargo, algunas algas y bacterias los extraen del medio con tanta avidez que se pueden emplear con gran provecho.

Biosensores y biochips

La vida de un microorganismo depende en buena medida de que sea capaz de captar con eficacia y fiabilidad información de su entorno bajo la forma de datos cualitativos y cuantitativos sobre parámetros físicos y químicos del medio que les rodea. Por eso son adecuados para emplearlos como sensores. Se pueden utilizar acoplados a enzimas que den una reacción detectable por el observador. También se pueden emplear acoplados a chips. Un ejemplo de su posible utilidad sería la fabricación de páncreas artificiales, que liberen la cantidad de insulina adecuada en tiempo real. Para el análisis clínico su importancia es obvia. Y en la industria.

Si el campo de los biosensores es más una realidad que una promesa, el del biochip está aún en fase conceptual. Surge la idea para salvar las limitaciones físicas de los chips de silicio, en cuanto a miniaturización, radiación de onda usada para imprimirlo, calor disipado, etc. La idea básica del biochip consiste en insertar moléculas semiconductoras en una red proteica y fijar el conjunto a una matriz también proteica. Una ventaja que tiene el método es que el conjunto podría ser autoensamblable. Su empleo como material biocompatible abriría el camino a la informatización del ser vivo. P. ej., podrían curarse cegueras y sorderas mediante el implante de biochips que perciban estímulos y los traduzcan a señales eléctricas. Pero también podrían emplarse como componentes de armas o dispositivos, los cuales serían inmunes a los pulsos electromagnéticos de una explosión nuclear.

En cualquier caso, el término virus informático puede adquirir un significado ¡absolutamente tangible!:-)

RIESGOS DE LA BIOTECNOLOGÍA

Introducción

Cualquier gran tecnología tiene profundos efectos, con consecuencias sociales, económicas y políticas no del todo deseables. Como en biotecnología es posible elegir qué hacer de entre un abanico de opciones, hay que admitir que la ética está presente en ella, y que todo elemento biotecnológico es también una decisión social, económica o política.

Agricultura

Los riesgos ecológicos más serios que presenta el uso comercial de cultivos transgénicos son: expansión de cultivos transgénicos, la cual amenaza la diversidad genética al simplificar los sistemas de cultivos y promover la erosión genética; potencial transferencia de genes de Cultivos Resistentes a Herbicidas (CRHs) a variedades silvestres o parientes semidomésticos, lo cual puede originar supermalezas; CRHs transformados en malezas; transferencia horizontal, mediada por vector o recombinación, que cree nuevas razas patógenas; recombinación de vectores que generen variedades más nocivas del mismo, sobre todo en plantas transgénicas diseñadas para resistencia viral en base a genes vírales, plagas de insectos de rápido desarrollo con resistencia a los cultivos que contienen la toxina de Bt; uso masivo de la toxina de Bt en cultivos puede desencadenar interacciones potencialmente negativas que afecten procesos ecológicos y a organismos benéficos.Evaluar los impactos potenciales de la biotecnología agrícola en función de sus metas (agricultura socialmente más justa, económicamente viable y ecológicamente apropiada) es oportuno: se han aprobado más de 1.500 pruebas de campo de cultivos transgénicos, pese a que en la mayoría de los países no existe regulación sobre bioseguridad para tratar con los problemas medioambientales derivados de liberaciones accidentales al medio. Quizá la presión para ganar mercados y aumentar las ganancias estén empujando a las compañías a poner rápido en circulación cultivos transgénicos, sin considerar apropiadamente los impactos a largo plazo en personas o ecosistemas.

La mayoría de las innovaciones en biotecnología agrícola se orientan hacia la búsqueda de beneficios en lugar de hacerlo hacia las necesidades de la población; no se pretende tanto resolver problemas agrícolas como aumentar la rentabilidad. Es claro que creando variedades resistentes a sus herbicidas, una compañía pueden extender los mercados de sus productos químicos patentados. El mercado para CRHs se ha estimado en más de 500 millones de dólares anuales en el año 2000.

Aunque algunas pruebas las efectúan universidades y organizaciones de investigación públicas, sus programas de investigación están cada vez más influidos por el sector privado. El 46% de empresas de biotecnología apoyan la investigación biotecnológica en las universidades, mientras 33 de los 50 estados de los EE.UU. tienen centros mixtos universidad-industria para transferencia de biotecnología. Tales organizaciones públicas no sólo deberán asegurar que se investiguen aspectos ecológicamente apropiados de la biotecnología (fijación de N, tolerancia a la sequía, etc.), sino también supervisar y controlar cuidadosamente el aporte de conocimiento aplicado de libre propiedad al sector privado, para garantizar que tal conocimiento continúe en el dominio público para el beneficio de toda la sociedad.

Aunque la biotecnología tiene la capacidad de crear una variedad mayor de plantas comerciales, las tendencias actuales de las compañías son abrir amplios mercados internacionales para un pocos productos, creando así las condiciones para la uniformidad genética en el paisaje rural. Además, la protección de patentes y los derechos de propiedad intelectual apoyados por el GATT, impiden a los agricultores reutilizar, compartir y almacenar sus semillas aumentando así la posibilidad de que pocas variedades lleguen a dominar el mercado de semillas. Cultivos actualmente diseñados para la tolerancia genética a uno o más herbicidas incluyen: alfalfa, algodón, maíz, avena, petunia, patata, arroz, trigo, sorgo, soja, tabaco, remolacha, caña de azúcar, girasol y tomate.

Aunque un cierto grado de uniformidad de los cultivos puede tener ciertas ventajas económicas, cuenta con dos inconvenientes ecológicos. Primero, la historia muestra que una gran área cultivada con un solo cultivo es muy vulnerable a un nuevo patógeno o plaga. Y, segundo, el uso extendido de un solo cultivo lleva a la pérdida de la diversidad genética.

La difusión de variedades modernas, que fue una de las banderas de la Revolución Verde, ha sido importante causa de erosión genética, al animar a los agricultores mediante campañas gubernamentales masivas a adoptar dichas variedades, abandonando muchas de las locales. La uniformidad causada por el aumento del área de cultivo de un número más pequeño de variedades es una fuente de riesgo si surge una plaga o una enfermedad, y si las condiciones climáticas de un año para el crecimiento de dicha variedad no son las adecuadas. Dada su naturaleza monogénica y la rápida expansión del área bajo su cultivo, los cultivos transgénicos solo exacerbarán estos efectos.

Los defensores de los CRHs indican que éstos permiten al agricultor simplificar la gestión de malezas al usar un único herbicida de amplio espectro que se descomponga relativamente rápido en el suelo. Candidatos con tales características incluyen glifosato, bromoxinil, sulfonilurea, imidazolinonas, etc. Sin embargo, en realidad el uso de cultivos resistentes a los herbicidas probablemente aumentara el uso de herbicidas así como los costos de producción. También es probable que cause serios problemas medioambientales. Las razones son las siguientes.

Resistencia a herbicidas

Esta bien documentado que cuando se usa un único herbicida reiteradamente sobre un cultivo, las oportunidades de que se desarrolle resistencia en las malezas se incrementa. Sulfonilureas e imidazolinonas son particularmente propensas a ello. Además, dada la presión de la industria para aumentar las ventas, la superficie tratada con herbicidas de amplio espectro se extenderá, exacerbando la resistencia. Aunque el glifosato es considerado menos propenso para desarrollar resistencias, el incremento proyectado de su uso generará resistencias, sólo que más lentamente, algo ya documentado.

Según los fabricantes, los cultivos transgénicos dotados con genes de Bt reemplazarán a los insecticidas sintéticos en el control de plagas. Pero puesto que la mayoría de los cultivos sufren toda una diversidad de plagas, los insecticidas todavía tendrán que ser aplicados para controlar plagas diferentes a los Lepidoptera, que sí son susceptibles a la endotoxina expresada por el cultivo.

Por otro lado, se sabe que varias especies de Lepidoptera han desarrollado resistencia a la toxina de Bt en ensayos de laboratorio y de campo, sugiriendo que las mayores resistencias se desarrollan en cultivos transgénicos donde la expresión continua de la toxina crea una fuerte presión de selección. Dado que se ha aislado toda una gama de genes de la toxina Bt, se argumenta que si se desarrollan resistencias pueden usarse formas alternativas de dicha toxina. Sin embargo, dado que es probable que los insectos desarrollen resistencia múltiple o cruzada, tal estrategia también podría estar condenada al fracaso.

Basándose en experiencias pasadas con pesticidas, se han propuesto planes de gestión de la resistencia con cultivos transgénicos, tales como el uso de mezclas de semilla y refugios. Además de requerir la difícil tarea de coordinar regionalmente a los agricultores, los refugios han mostrado pobre éxito con los pesticidas químicos, debido a que las poblaciones de insectos no están restringidas a un agroecosistema cerrado, y los insectos que entran están expuestos a cada vez mas bajas dosis de la toxina en la medida que el pesticida se degrada.

Impactos ecológicos de los herbicidas

Aunque los fabricantes afirman que bromoxinil y glifosato, cuando son apropiadamente aplicados, se degradan rápidamente en el suelo, no se acumulan en aguas subterráneas, no tienen efectos en organismos y no dejan residuos en los alimentos, hay, sin embargo, evidencia de que el bromoxinil causa malformaciones neonatales en animales de laboratorio, es tóxico para peces y puede causar cáncer en humanos. Por todo ello, y debido a que el bromoxinil se absorbe por vía dermatológica, no se puede descartar que presente riesgos a los agricultores. Análogamente, se ha publicado que el glifosato puede ser tóxico para algunas especies de invertebrados edáficos, incluyendo predadores benéficos como carábidos y arañas, y especies detritívoras como lombrices; también para organismos acuáticos, incluso peces. En la medida en que se va verificando que se acumulan residuos de este herbicida en frutas y tubérculos, al sufrir poca degradación metabólica en las plantas, emergen también preguntas sobre la seguridad de los alimentos con trazas de estos herbicidas.

Conservando la población de plagas a niveles sumamente bajos, los cultivos con toxina Bt pueden inducir hambre en las poblaciones de enemigos naturales, terminando por erradicarlos del agroecosistema. Los insectos parásitos serían los más afectados porque son más dependientes. Algunos estudios sugieren que los áfidos son capaces de secuestrar la toxina del cultivo Bt y transferirla a sus predadores (coccinélidos), generando un problema de biomagnificación en el que queda afectada la reproducción y longevidad de los coccinélidos. La posibilidad de que las toxinas de Bt se muevan a través de las cadenas alimenticias es un severo riesgo para el control biológico natural en agroecosistemas.

Las toxinas de Bt pueden incorporarse al suelo a través del material vegetal en descomposición, pudiendo persistir 2-3 meses, y aún más si se ligan a arcillas mientras mantienen su actividad. Tales toxinas puede tener impactos negativos en organismos edáficos e invertebrados acuáticos, así como en el proceso de reciclaje de nutrientes.

También se han intentado diseñar plantas resistentes a infecciones incorporando genes para productos vírales dentro del genoma vegetal. Aunque el uso de genes que confieran resistencia a virus tiene beneficios potenciales, hay algunos riesgos. La recombinación entre el ARN vírico y el transgénico podría producir un nuevo patógeno que conlleve una enfermedad más severa. Hay indicios de que tal recombinación ocurre en plantas transgénicas y que bajo ciertas condiciones se puede producir una nueva raza viral con un rango alterado o ampliado de huéspedes.

Creación de "super malezas"

Aunque existe algo de preocupación acerca de que los cultivos transgénicos se puedan convertir a su vez en malezas, el mayor riesgo ecológico es que liberaciones a gran escala de cultivos transgénicos pueden redundar en flujo de transgenes hacia otras plantas silvestres, las cuales, entonces pueden transformarse en malezas. Existen evidencias de que esto ya está sucediendo (Sorghum bicolor, una maleza emparentada con el sorgo). Esto es especialmente preocupante en los EE.UU., ya que muchas plantas comerciales se cultivan próximas a sus parientes silvestres o a otras sexualmente compatibles, pese a que no estén emparentadas (p. ej., Sorghum halepense X maíz).

Reducción de la complejidad del agroecosistema

La remoción total de malezas mediante herbicidas de amplio espectro puede tener un impacto ecológico indeseable; se ha documentado que cierto nivel aceptable de diversidad de malezas alrededor o dentro de un campo de cultivo, puede jugar un papel ecológico importante, tal como la estimulación del control biológico de plagas, o la mejora de la cobertura protectora contra la erosión del suelo, etc; incluso algunas funciones hoy no conocidas y relacionadas con los ciclos de nutrientes. Lo mas probable es que los CRHs refuercen el monocultivo al inhibir rotaciones y policultivos (la diversificación es imposible si se usan cultivos susceptibles a herbicidas combinados con CRHs). Tales agroecosistemas, empobrecidos en diversidad vegetal, suministran condiciones óptimas para la libre difusión de malezas, plagas y enfermedades al liberar muchos nichos ecológicos. Es más, los CRHs podrían favorecer a largo plazo malezas competitivas que se adapten a un amplio espectro de tratamientos.

Efectos río abajo

Una efecto medioambiental principal, resultado del uso masivo de la toxina de Bt en cultivos extensivos (p. ej., algodón) es que agricultores vecinos con cultivos diferentes pero que compartan las mismas plagas puede terminar con poblaciones de insectos resistentes colonizando sus campos. ¿Quién sería responsable por tales pérdidas?

Dada la velocidad con qué los productos van del laboratorio al campo, ¿están los cultivos transgénicos respondiendo a las expectativas de la industria biotecnológica? Según ciertas evidencias, hay ya signos de que se están cumpliendo algunos riesgos y los resultados no responden a las promesas. Probablemente estemos subestimando la capacidad de los insectos para sobreponerse en formas inesperadas a ataques, y el rendimiento de los CRHs bajo condiciones agroclimaticas variantes no es el adecuado. Es incorrecto asumir que una tecnología homogeneizante tendrá un buen comportamiento en un rango de condiciones heterogéneas.

La historia de la agricultura enseña que enfermedades, malezas y plagas se vuelven más severas y se amplifican con el desarrollo de monocultivos o técnicas agrícolas de homogeneización, y que los cultivos gestionados intensivamente y manipulados genéticamente pronto pierden su diversidad genética. El problema está, no en las plagas, sino en la presencia de un nicho ecológico (agroecosistema) que les ofrece oportunidades. Dado esto, no hay razón para creer que la resistencia a cultivos transgénicos no evolucionará entre malezas, insectos y patógenos como sucedió con pesticidas. No importa qué estrategias de gestión de resistencia se usen, las plagas se adaptarán.

El hecho que la hibridación interespecifica, y la introgresión sean comunes en especies como girasol, maíz, sorgo, arroz, trigo y patatas, fundamenta el que esperemos flujo de genes entre cultivo transgénico y familiares silvestres, creando así nuevas malezas resistentes a herbicidas. Pese a que se argumenta que la ingeniería genética no es diferente a la mejora convencional, la tecnología del ADNr permite expresar nuevos genes exóticos en plantas transgeneticas. Además, las transferencias están mediadas por vectores que derivan de virus y plásmidos causantes de enfermedades, quienes pueden atravesar la barrera de especie de modo tal que transfieren genes entre una gran variedad de especies, afectando así a muchos otros organismos en el ecosistema.

Pero los efectos ecológicos no están limitados a la resistencia de las plagas y la creación de nuevas malezas o tipos de virus: los cultivos transgénicos pueden producir toxinas ambientales móviles a través de la cadena trófica, y que pueden terminar en suelo y agua afectando a invertebrados y probablemente impactando sobre ciclos de nutrientes.

Se clama por una regulación apropiada para evaluar y liberar cultivos transgénicos, cuyo objetivo sería protegernos de los riesgos ambientales. Se demanda mayor evaluación y entendimiento de los temas ecológicos asociados con la ingeniería genética. Esto es crucial en la medida en que los resultados sobre el comportamiento ambiental de cultivos transgénicos liberados sugieren que en el desarrollo de los "cultivos resistentes", no sólo deben evaluarse efectos directos sobre insectos o malezas, sino también efectos indirectos en plantas (p.ej., crecimiento, contenido de nutrientes, cambios metabólicos), suelo y en otros organismos presentes en el agroecosistema.

También se sostiene que, con un continuo apoyo a la investigación, todos los problemas biológicos a los que la biotecnología apunta, pueden resolverse usando aproximaciones agroecológicas. Los espectaculares efectos de rotaciones y policultivos en la salud y productividad de los cultivos, así como del uso de agentes de control biológico en la regulación de plagas, han sido reiteradamente confirmados por la investigación. El problema es que la investigación en instituciones públicas refleja cada vez mas los intereses de los donantes privados a expensas de la investigación en beneficio publico, tal como control biológico, sistemas de producción orgánica y técnicas agroecológicas en general. La sociedad civil debe exigir que se clarifique a quién deben servir universidad y otras instituciones publicas y demandar mayor investigación en alternativas a la biotecnología. Hay también una necesidad urgente de desafiar el sistema de patentes y de derecho de propiedad intelectual inherente al GATT, el cual no solo proporciona a las industrias el derecho de apropiarse y patentar los recursos genéticos, sino que también acelera el ritmo al que las fuerzas del mercado promueven practicas de monocultivo con variedades transgénicas genéticamente uniformes.

Varias recomendaciones son: terminar con la financiación pública a investigación en cultivos transgénicos que presenten riesgos ambientales; CRHs y otros cultivos transgénicos deben regularse como pesticidas; todos los cultivos alimenticios transgénicos deben etiquetarse como tal; aumentar la financiación de tecnologías agrícolas alternativas sostenibles y de bajo coste, adecuadas para las necesidades de los pequeños agricultores; salud, nutrición y vestido humano deben ser los objetivos de la agricultura, y no el enriquecimiento; medidas que promuevan biodiversidad, con énfasis en tecnologías que promuevan autosuficiencia y control local de los recursos económicos como medio para una distribución mas justa de los beneficios.

Ingeniería genética

Hay que hace ver que los riesgos que se van a analizar derivan de un uso científico o industrial de los organismos modificados genéticamente. Evidentemente, cualquiera con cierto nivel de conocimientos (no excesivo), puede obtener cepas patógenas y extenderlas entre la población. Ese es un riesgo diferente.

La capacidad que nos otorga esa herramienta ha llevado a plantear la posibilidad de vérnoslas con “microbios asesinos”. El argumento central consiste en el amplio uso de E. coli que se hace en investigación, una bacteria que muestra resistencia a varios antibióticos y que es habitual comensal del tubo digestivo humano. Así, si una E. coli modificada genéticamente escapase, podría pasar sus transgenes a parte de la población que habita en nosotros. Por ello se han restringido el tipo de genes que se pueden insertar en tales organismos: p. ej., está prohibido inserir el gen de la toxina del cólera en cualquier bacteria que pueda habitar en el intestino humano.

Adicionalmente, en institutos de investigación genética, hasta ahora, las medidas de seguridad se han mostrado eficaces, como prueba el que los accidentes ocurridos han sido mínimos.

Cualquier creación de la ingeniería genética, para poder devenir en patógena, ha de cumplir una serie de requisitos simultáneamente: ser capaz de invadir, ser capaz de causar daño y ser capaz de transmitirse de una persona a otra. Así, la primera medida de seguridad es que ningún organismo cumpla tales requisitos simultáneamente. Una segunda precaución que se adopta es que requieran para sobrevivir compuestos químicos no habituales en los tejidos humanos que podrían habitar. Una tercera es hacerlas sensibles a algún compuesto que en dichos tejidos exista.

Transformaciones de seres vivos

La posibilidad de transformar genéticamente a los seres vivos abre un nuevo tipo de perspectivas. Aparte de consideraciones éticas, el riesgo más grave que esto plantea es el ecológico y el evolutivo, con obvias implicaciones.

Aplicación militar

La guerra ha ejercido de siempre una gran influencia en la mayoría de los campos de la ciencia y la técnica, y la biotecnología no es una excepción. Sería ingenuo pensar que las presiones de la industria militar al respecto no existen. Sería ingenuo pensar que grupos terroristas o gobiernos dictatoriales no se han planteado el tema o que no está a su alcance. Aunque las armas biológicas están prohibidas por los tratados internacionales, la investigación sobre ellas no, dada la gran imbricación que presenta con la investigación industrial o médica.

Las armas biológicas se han empleado en el pasado, de un modo u otro. P. ej., los ingleses propagaron viruela y gripe entre los nativos americanos facilitándoles mantas de enfermos como un “favor”; durante la ocupación de China por parte de Japón en los años previos a la Segunda Guerra Mundial; etc. Pero siempre ha sido un modo burdo y poco controlable de guerrear frente a la precisión y evidente poder destructivo de los explosivos. El inconveniente de no poder ejercer un control total sobre la evolución del arma biológica, una vez aplicada sigue impidiendo que los gobiernos la empleen. Pero esta característica es la que hace a la biotecnología atractiva para grupos descontrolados o terroristas.

Sin embargo, no hay que descontar la posibilidad de crear armas contra grupos específicos de población, aprovechando rasgos distintivos inherentes a razas (genéticos) o a países (economías débiles que no cuenten con antibióticos de última generación, y ante cuyas medicinas sean resistentes los microorganismos).

También sería posible dirigir el arma biológica contra sectores económicos específicos, como agricultura o ganadería. Cuba ya acusado de ello a los EE.UU.

CONSIDERACIÓN ÉTICA

Introducción

Cualquier gran tecnología tiene profundos efectos, con consecuencias sociales, económicas y políticas no del todo deseables. Como en biotecnología es posible elegir qué hacer de entre un abanico de opciones, hay que admitir que la ética está presente en ella, y que todo elemento biotecnológico es también una decisión social, económica o política. Esto es especialmente cierto desde que los investigadores han ampliado su rol con el de empresario, gracias a las ganancias que genera la biotecnología, y toma decisiones con criterios no solamente científicos.

Agricultura(Es también muy recomendable consultar periódicamente las secciones de “Futuro” y “Salud” de El País. Además, Nature cuenta en su página WEB con un servicio de actualización científica abierto al público... que sepa inglés -o que tenga un amigo que sepa inglés-; bueno, en realidad es sencillo de traducir y suelen aderezarlos con chispas de humor, así que está bien. Y si no, aprended ya inglés, que ya es hora).

Durante años los académicos han supuesto que la agricultura no representa un problema especial para la ética ambiental, pese a que la vida y la civilización humanas dependen de la antropización de la naturaleza para obtener la producción agrícola precisa. En general, la mayor parte de los proponentes de una agricultura sostenible, condicionados por cierto determinismo tecnológico, no entienden las raíces estructurales de la degradación medioambiental ligada a la agricultura capitalista. Por tanto, al aceptar la actual estructura socioeconómica y política de la agricultura como algo establecido, muchos se ven limitados para implementar una agricultura alternativa que realmente desafíe tal estructura y responda más adecuadamente a las necesidades nutritivas y sanitarias de las poblaciones.De aquí que el problema clave a encarar por los agroecólogos es el fundamento en que se basa la moderna agricultura industrial, representada por la biotecnología, de premisas filosóficas falsas, las cuales han de ser reveladas y criticadas para avanzar hacia una agricultura verdaderamente sostenible. El caso de la biotecnología es paradigmántico. En él, la alianza entre ciencia reduccionista e industria multinacional, que perciben ambas los problemas agrícolas como simples deficiencias genéticas de los organismos, superables mediante técnicas al efecto, encaminaran otra vez a la agricultura por una senda equivocada.

Analizar los mitos de la biotecnología revela lo que algunos intereses pretenden de la ingeniería genética: otra “solución mágica” destinada a evadir a la agricultura de los problemas ambientales, sin cuestionar las falsas suposiciones que crearon esos problemas en primer lugar.

Aunque hay múltiples aplicaciones agrícolas de la ingeniería genética, la biotecnología tiende a desarrollar soluciones monogénicas para problemas creados por sistemas de monocultivo ecológicamente inestables, diseñados como modelo industrial de eficiencia. Tal enfoque no fue fiable en el caso de los pesticidas.

Así, los principales rasgos genéticos promovidos se orientan hacia el desarrollo de cultivos tolerantes a herbicidas, y resistentes a plagas y enfermedades. Empresas multinacionales son los principales proponentes de esta biotecnología, y ven a los cultivos transgénicos como un modo de reducir la dependencia de aditamentos como pesticidas y fertilizantes.

Sin embargo, es irónico que esta nueva revolución verde, que busca eliminar la dependencia de abonos y fertilizantes, esté siendo auspiciada por los mismos intereses que promovieron en su día la agricultura basada en ellos. Ahora, equipando cada cultivo con nuevos "genes insecticidas," se promete al mundo pesticidas más seguros, reduciendo la agricultura químicamente intensiva y a la vez haciéndola más sostenible.

Esto demuestra que la biotecnología no está exenta de valores, por lo que es pertinente una evaluación ética de la investigación en ingeniería genética y de sus productos, criticando cualquier visión utilitaria de la naturaleza (favorecedora de libre intercambio de ganancia económica por daño ecológico, e indiferente a las consecuencias para con los seres vivos). En el núcleo de la crítica está el efecto biotecnológico sobre las condiciones sociales y económicas y los valores éticos y morales.

Todo, a partir de unas preguntas, como: ¿debemos alterar estructuras genéticas en nombre de la utilidad y las ganancias? ¿es la constitución genética de todos los seres vivos la herencia común de todos, o puede ser adquirida por empresas y así convertirse en propiedad privada? ¿quién otorga derechos a monopolizar grupos enteros de organismos? ¿son los biotecnólogos dueños de la naturaleza o es ésta una ilusión construida sobre arrogancia científica y economía convencional? ¿es posible minimizar los riesgos ambientales manteniendo los beneficios?

También la distribución desigual de beneficios, los posibles riesgos ambientales y la explotación de los recursos genéticos de las naciones pobres demandan algunas interrogantes: ¿quién se beneficia de la tecnología? ¿quién pierde? ¿cuáles son las consecuencias para el ambiente y la salud? ¿cuáles han sido las alternativas ignoradas? ¿a qué necesidades responde la biotecnología? ¿cómo afecta a lo que se está produciendo? ¿cuáles son las metas sociales y los criterios éticos que guían la elección del tema de investigación? ¿qué metas sociales y agrícolas se pretenden?

Los que controlan la dirección y objetivos de la innovación agrícola por medio de la biotecnología sostienen que la ingeniería genética mejorará la sostenibilidad de la agricultura resolviendo los problemas que afectan a la gestión agrícola convencional y liberarán a los agricultores del Tercer Mundo de baja productividad, pobreza y hambre. Comparando el mito con la realidad, se describe cómo y por qué los avances actuales de la biotecnología agrícola no logran tales promesas y expectativas de continuar con el presente enfoque.

Mito 1: la biotecnología beneficiará a los agricultores en EE.UU. y del mundo desarrollado. La mayoría de las innovaciones en biotecnología agrícola están motivadas por criterios económicos en vez de por los de calidad de vida. Por tanto, la finalidad de la ingeniería genética industrial no es resolver problemas agrícolas sino lograr beneficios. Más aún, la biotecnología tiene como consecuencia industrializar la agricultura en mayor grado e intensificar la dependencia de los agricultores de suministros industriales, con un sistema de derechos de propiedad intelectual que ilegaliza el derecho del agricultor a reproducir, intercambiar y almacenar semillas. Al controlar el germoplasma desde la semilla hasta la venta y forzar a los agricultores a pagar por ello, las compañías logran el mayor provecho de su inversión.

Debido a que la biotecnología requiere grandes capitales, aumentará la concentración de la producción agrícola en manos de grandes corporaciones. Como en el caso de otras tecnologías que ahorran mano de obra, al aumentar la productividad, la biotecnología tiende a reducir los precios de los bienes y a poner en marcha una maquinaria tecnológica que deja fuera del negocio a un número significativo de agricultores, sobre todo los de pequeña escala.

Mito 2: la biotecnología beneficiará a los pequeños agricultores y favorecerá a los hambrientos y pobres del Tercer Mundo. Si la Revolución Verde ignoró a los agricultores pequeños y a los pobres, la biotecnología exacerbará aún más tal marginación, protegida por patentes costosas e inapropiadas para las necesidades y circunstancias de grupos indígenas y campesinos. Ya que es una actividad principalmente comercial, esto determina las prioridades sobre qué investigar, cómo se aplica y a quién beneficiará. Por ello se diseñan cultivos transgénicos para nuevos tipos de mercado o para sustitución de las importaciones, en lugar de para mayor producción de alimentos. En general, las compañías ponen el énfasis en una gama limitada de cultivos para la que hay grandes y seguros mercados en sistemas de producción de grandes capitales. Como los cultivos transgénicos tienen patente, los campesinos pueden perder los derechos sobre su propio germoplasma regional y no se les permitirá, según el GATT, reproducir, intercambiar o almacenar semillas de su cosecha. Es difícil concebir cómo se introducirá esta tecnología en los países del Tercer Mundo de modo que favorezca a los agricultores pobres. Si estuviera realmente comprometida en alimentar al mundo, ¿porqué no desarrollar nuevas variedades tolerantes a malas hierbas en vez de a herbicidas? ¿por qué no desarrollar productos que respondan a los problemas de los lugares con hambruna crónica?

El producto biotecnológico debilitará las exportaciones de los países del Tercer Mundo, especialmente de los productores de pequeña escala. P. ej., unos 70.000 productores de vainilla en Madagascar se arruinaron cuando una firma de Texas produjo vainilla en sus laboratorios. P. ej., la expansión de las palmas aceiteras clonadas por Unilever aumentarán mucho la producción de aceite de palma con dramáticas consecuencias para los agricultores que producen otros aceites vegetales (cacahuete en Senegal y coco en Filipinas).

Mito 3: la biotecnología no atentará contra la soberanía ecológica del Tercer Mundo. Desde que los países ricos comprendieron los servicios ecológicos que proporciona la biodiversidad, de los cuales los países pobres son los mayores depositarios, el Tercer Mundo ha sido testigo de una “fiebre genética”, con multinacionales explorando bosques, campos de cultivos y costas en busca del “oro” genético. Protegidas por el GATT, esto se puede considerar “biopiratería”, con un coste para las naciones en desarrollo estimado en unos 4'5×109 $ anuales al no recibir beneficio de las compañías productoras de alimentos, productos farmacéuticos, etc., las cuales usan germoplasma y plantas medicinales de campesinos e indígenas.

Los pueblos indígenas y su diversidad son vistos como materia prima por las multinacionales, las cuales obtienen cuantiosos beneficios a partir de semillas desarrolladas en laboratorios de países ricos a partir de germoplasma que los agricultores del Tercer Mundo mejoraron cuidadosamente a lo largo de generaciones, sin recompensa por tan milenario conocimiento.

Mito 4: la biotecnología conducirá a la conservación de la biodiversidad. Aunque la biotecnología tiene la capacidad de crear una mayor variedad de plantas comerciales y de esta manera contribuir a la biodiversidad, el actual enfoque no es compatible con este objetivo. Más bien, las multinacionales pretenden crear amplios y uniformes mercados internacionales para un solo producto. Aún más, el que la patente prohíba a los agricultores reutilizar la semilla que rinden sus cosechas, afectará las posibilidades de la conservación “in situ” y el mejoramiento de la diversidad genética a nivel local.

El uso de cultivos transgénicos favorecerá monocultivos, caracterizados por niveles de homogeneidad genética arriesgados, con mayor vulnerabilidad de los sistemas agrícolas a estreses del entorno. Conforme la nueva semilla producida por bioingeniería reemplace a antiguas variedades tradicionales y a sus parientes silvestres, se acelerará la erosión genética.

Mito 5: la biotecnología no es ecológicamente dañina y dará origen a una agricultura sostenible libre de químicos. La biotecnología se está desarrollando para parchear los problemas causados por anteriores tecnologías agroquímicas (resistencia a pesticidas, contaminación, degradación del suelo, etc.), las cuales fueron promovidos por las mismas compañías que ahora son líderes de la presente revolución. Los cultivos transgénicos desarrollados siguen fielmente el paradigma de los pesticidas de usar un solo mecanismo de control, lo que ha fallado una y otra vez con insectos, patógenos y malezas. Los cultivos transgénicos tienden a incrementar el uso de pesticidas y acelerar la evolución de “supermalezas” y plagas de insectos resistentes.

También está el riesgo que supone liberar plantas y microorganismos transgénicos al entorno. Entre los principales está la transferencia de “trangenes” a variedades silvestres y otras plantas compatibles, con los efectos ecológicos que esto conlleva de extensión de las resistencias, etc.

El actual enfoque biotecnológico exacerbará los problemas agrícolas convencionales y socavará los métodos ecológicos de gestión agrícola (rotación, policultivos, etc.).

Mito 6: la biotecnología mejorará el uso de la biología molecular para beneficio de todos los sectores de la sociedad. La actual biotecnología no surgió como resultado de demandas sociales sino de cambios en leyes de patentes y en los intereses con ánimo de lucro de las compañías químicas. El producto surgió a partir de capitales aventureros que apostaron por los avances de la biología molecular. El peligro está en que el sector privado influya sobre la dirección de la investigación del sector público en una forma sin precedentes.

Conforme más universidades e institutos de investigación públicos se asocien con compañías privadas, surgen más preguntas éticas sobre la propiedad de los resultados de la investigación. La tendencia al secretismo de los investigadores universitarios implicados en tal asociación trae a colación preguntas sobre ética personal y conflictos de intereses. En muchas universidades, la habilidad de un profesor para atraer inversión privada es, a menudo, más importante que las calificaciones académicas, eliminando los incentivos para que los científicos sean responsables ante la sociedad. Áreas como control biológico y agroecología, que no atraen apoyo de empresas, son obviadas y esto no favorece al interés público.

Muchas promesas del actual enfoque biotecnológico están lejos de conseguirse y muchas de sus ventajas o beneficios no han podido ser hasta ahora realizados. Aunque es claro que la biotecnología ayudará a mejorar la agricultura, dada su actual orientación, promete, mas bien, daños al medio ambiente, mayor industrialización agrícola y mayor interferencia de intereses privados en la investigación pública. Hasta ahora la dominación económica y política de las multinacionales en el desarrollo agrícola ha tenido éxito a expensas de los intereses de los consumidores, campesinos, pequeñas fincas familiares, vida silvestre y medio ambiente.

Le urge a la sociedad civil tener mayor participación en decisiones tecnológicas para que el dominio que ejercen los intereses corporativos sobre la investigación científica sea equilibrado por un control público más estricto que vele para que los conocimientos aplicados no sean propiedad del sector privado. Proteger que tal conocimiento continúe bajo dominio público va en beneficio de las sociedades rurales, más pobres. Se han de desarrollar regímenes de regulación controlados públicamente y emplearlos para evaluar riesgos sociales y ambientales de productos biotecnológicos.

Finalmente, las tendencia hacia una visión reduccionista de la naturaleza y la agricultura, promovida por la biotecnología contemporánea, debe ser revertida por un enfoque más holístico, que asegure que las alternativas agroecológicas no son ignoradas y que sólo se investiguen y desarrollen aspectos biotecnologicos ecológicamente aceptables. El futuro de la investigación biotecnológica estará determinado por relaciones de poder y no hay razón para que los agricultores y el público en general, si se le da suficiente poder, no puedan influir en que la dirección de la biotecnología cumpla con las metas de la sostenibilidad.

Transformaciones de seres vivos

La modificación de organismos plantea una cuestión compleja. Es evidente que alguien que trabaja quiere obtener beneficios de lo que hace. Así, quien investiga un gen, lo modifica y lo clona, y así desarrolla una terapia o un proceso industrial, debe ganar algo por ello. Pero no hay que olvidar que su trabajo partió de una base genética previa, patrimonio de la humanidad; no se trata de un ingenio mecánico, sino de un ser vivo que no tiene dueño. Son dos puntos de vista que han de reconciliarse. ¿Qué puede patentarse y quién puede hacerlo?

Un tema más complejo es el de la modificación del genoma humano. ¿Qué criterios se utilizarían para “mejorar” nuestra especie? ¿Se pueden manipular todos los genes o sólo algunos? ¿Quién decide sobre ambas cuestiones? ¿A nivel nacional o internacional?

Datos genéticos

La facultad de descubrir gran cantidad de datos acerca de la constitución genética de individuos concretos con sólo una gota de sangre plantea problemas éticos muy importantes. ¿Quién debe tener acceso a ellos? ¿Cómo deberían usarse? Es evidente que, desde el punto de vista médico es útil para una persona conocer sus características genéticas, para así poder elegir un trabajo en el que no existan sustancias a las que pueda ser vulnerable, o para prevenir enfermedades. El consejo genético ya existe. Pero, ¿qué ocurre con los empleadores si descubren algún tipo de tara genética en sus trabajadores? ¿o con las compañías de seguros o créditos? ¿Podrían las empresas reducir sus esfuerzos en pro de la salud laboral al saber que sus plantillas son resistentes a determinado contaminante? ¿Qué sucede con enfermedades como la corea de Huntington, que no tienen cura, y a cuyo portador sólo le espera un lento declinar de sus funciones mentales y la muerte? ¿Se seleccionaría a los niños para otorgarles un tipo u otro de educación en función de sus características genéticas, generando una sociedad de castas? ¿Se otorgaría el mismo cuidado médico a una persona cuya esperanza de vida sea significativamente menor?

El científico como empresario

Un sector creciente de los científicos de primera fila dejan las universidades para fundar empresas. Y lo hacen llevándose con ellos todos los conocimientos y destrezas que han aprendido durante años de trabajo gracias a la financiación pública. Pero la controversia no es menor si ocupan cargos empresariales a la vez que ejercen su función investigadora y/o docente pública.

Los que defienden que eso pueda seguir ocurriendo usan argumentos que son convincentes: sin el flujo de investigadores bien formados y con experiencia no sería posible plasmar todas las posibilidades que ofrece la biotecnología (las universidades o instituciones públicas no parecen orientadas hoy por hoy hacia ese aprovechamiento).

Pero quienes rechazan ese trasvase del sector público al privado también argumentan con veracidad: solamente se investigará aquello que sea rentable económicamente, y no lo que sea rentable socialmente (pueden darse casos curiosos: se invierten más dinero y tiempo en investigar fármacos contra el resfriado que contra el cólera o la lepra; diversas empresas han rechazado hasta hace poco la mejora genética del trigo por ser poco rentable financieramente). Y no es el menor de los argumentos el debate académico que se suscita ante la distorsión de dos valores fundamentales: la libre circulación de información y la libertad de investigación. Y otro no menor es el de posibles enfrentamientos personales por cuestiones empresariales, y su repercusión en el ámbito del trabajo público (en el departamento de bioquímica y biofísica de la Universidad de California en San Francisco se dio el caso de tres miembros del mismo dirigiendo tres empresas que competían ferozmente entre sí).

La carrera por el Eldorado biotecnológico ha hecho ricos a muchos. Y aún hay campo para muchos más. Es el sector económico con más proyección en cuanto a creación de puestos de trabajo se refiere. Muchas firmas quiebran, pero otras surgen continuamente. Sin embargo, lo más probable es que la mayoría vayan siendo absorbidas por grandes compañías multinacionales con intereses en campos biotecnológicos, dada la ingente necesidad de equipamiento y financiación que requiere una industria como esta.

Biotecnología y Economía

El descubrimiento y aplicación de la máquina de vapor catapultó a Gran Bretaña a la cúspide mundial durante el siglo XIX. El empleo de componentes microelectrónicos ha hecho de Japón uno de los gigantes económicos mundiales. Las innovaciones técnicas de la producción en masa han llevado a los EE.UU. al liderazgo económico y militar del mundo. ¿Qué naciones realizarán la revolución biotecnológica y cómo quedará el mundo configurado tras ello? Japón cuenta con el 80% de las patentes efectuadas hasta el momento. Sin embargo, Gran Bretaña, Francia, Suiza, Alemania y otros no van muy a la zaga.

El modelo de inversiones difiere significativamente en cada uno de esos países. En los EE.UU. se ha establecido un gran número de pequeñas empresas, especialmente en California y Massachusetts y muchas de ellas reciben ampia financiación de multinacionales muy diversas; a la par, se canalizan ingentes inversiones hacia la universidad e instituciones públicas, a menudo con contrapartidas (licencias de explotación de descubrimientos). En Japón, el gobierno es el principal promotor de la biotecnología a través del sistema de investigación público; la supremacía japonesa llega a cobrar tintes de virtual monopolio del comercio mundial de determinadas enzimas, aminoácidos y aditivos alimentarios, a la vez que es el país que tienen más experiencia en el trabajo con enzimas fijados. En Gran Bretaña, el gobierno no ha tomado interés por el tema hasta muy recientemente. La situación y cifras de inversión son muy similares para otros grandes países de la UE. La forma principal de inversión en biotecnología en Europa es mediante incentivos a empresas privadas y a inversión directa por parte de gobiernos, con el agravante de que el proceso de unificación monetaria ha llevado a recortar gastos en I+D en casi todos los países.

Respecto al Tercer Mundo, la parte del globo en la que las personas mueren más jóvenes, con más dolor y de muchas más enfermedades, la parte del globo para la cual la biotecnología debiera ser una promesa de remisión, es el gran marginado. En promedio, cada caso de cáncer declarado en países industrializados recibe 209$ anuales; cada caso de malaria sólo recibe 0'02$. La creación de nuevos medicamentos puede llevar años y costar muchos millones de euros. Entre los muchos criterios que se tienen en cuenta en el proceso de creación de un fármaco, el principal probablemente, una vez salvadas las cuestiones técnicas, está la rentabilidad del producto. Y un fármaco de aplicación específica para problemas del Tercer Mundo no es rentable. En 1984, la Organización para el Desarrollo Industrial de la Naciones Unidas creó dos centros de investigación biotecnológica (Triestre y Delhi) centrados específicamente en problemas que atañan a países pobres.

Respecto a la producción de combustibles, como alcohol, se requiere una cuidadosa planificación. Es paradigmático el caso keniata, en el que se incentivó a la agricultura hacia la producción de materias primas para producir alcohol y creció la necesidad de importación de alimentos; esto llevó al gobierno a modificar su política.

Como conclusión, desde la revolución industrial, la economía se ha caracterizado por crecientes demandas de metales y energía. Sabemos que este camino tiene un límite, aunque en la mayor parte de las ocasiones el comportamiento habitual lo ignora. Quizá la revolución bioindustrial a cuyo amanecer asistimos tenga, como principal contribución la transformación del fundamento económico desde el uso de materias no renovables a otras renovables, y desde el empleo de combustibles fósiles como principal fuente de energía, al uso del Sol a través de los microorganismos. Quizá no sea soñar demasiado pensar en una superficie de 500.000 Km2 (menos de una catorceava parte del continente australiano) cubierta por generadores de hidrógeno, suministrando toda la energía que el planeta requiere a partir de luz solar.Webber, D.J. (ed) 1990. Biotechnology: assessing social impacts and policy implications. Greenwood Press, Westport, CT.

.Miguel Altieri, Universidad de California en Berkeley; http://www.cnr.berkeley.edu/~agroeco3/riesgos.html

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