La capacidad de reescribir el código genético de nuestras vidas es una gran oportunidad. En los últimos años, los científicos han revolucionado nuestra capacidad de hacerlo con el descubrimiento y el refinamiento de una herramienta molecular llamada CRISPR (las siglas provienen de Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, una herramienta molecular utilizada para “editar” o “corregir” el genoma de cualquier célula), que nos permite editar secciones de ADN. Esta herramienta puede cortar partes específicas del código genético y reemplazarlas con segmentos nuevos, eliminando enfermedades o dando a las personas rasgos completamente nuevos.
Si bien era posible editar el ADN antes del descubrimiento de CRISPR, esta herramienta nos permite hacerlo de forma más precisa y económica que nunca. En una reciente publicación en Foreign Affairs (compartido y traducido líneas abajo), Bill Gates describió algunas de las formas en que las tecnologías de edición genética tienen el potencial de transformar el mundo. “Desde la década de 1990, el mundo ha logrado un progreso significativo para acabar con la mortalidad infantil, combatir las enfermedades y la hambruna, y sacar a la gente de la pobreza. Pero todavía hay un largo camino por recorrer. Si el mundo continúa el notable progreso de las últimas décadas, es vital que los científicos, sujetos a las pautas de seguridad y ética, se animen a continuar aprovechando herramientas tan prometedoras como CRISPR», escribió Gates.
Gates siempre ha apoyado el uso de herramientas de edición genética. Fue uno de los primeros inversores en Editas Medicine, una de las primeras compañías en comenzar a utilizar CRISPR para eliminar las enfermedades humanas. Los investigadores de la Fundación Gates han trabajado durante casi una década en las formas de utilizar la edición genética para mejorar los cultivos y eliminar los mosquitos portadores de la malaria.
En su publicación, Gates establece exactamente dónde cree que la edición de genes podría tener el mayor impacto para la humanidad:
- Alimentando el mundo
Uno de los primeros lugares en que muchos expertos consideran que deberían iniciar los experimentos de CRISPR es en el mundo de la agricultura. Editar los genes de una planta o animal no implica agregar genes de otras criaturas, como algunas formas de modificación genética. Pero es posible cambiar los organismos de manera poderosa mediante la edición genética.
Como explicó Gates, los investigadores están estudiando formas de modificar los genes de los animales de ganado como las vacas tropicales, que normalmente no producen mucha leche, para que produzcan leche más como las vacas lecheras. Los científicos también intentan ver si pueden hacer que el ganado lechero sea más resistente en climas cálidos, algo esencial en un mundo que se calienta cada vez más. Los investigadores ya han descubierto cómo editar el código genético de las vacas para eliminar sus cuernos, por ejemplo.
Editar los genes de los cultivos también podría facilitarles la supervivencia de las condiciones cálidas y áridas, proporcionar más nutrientes y requerir menos agua para prosperar. Este es el tipo de modificaciones que podrían ser esenciales para alimentar al mundo: como escribió Gates, se espera que la población de África aumente a más del doble para el año 2050. Y el mundo seguirá calentando.
2. Eliminando las enfermedades
Muchos investigadores también están interesados en usar la edición de genes para modificar genes humanos y tratar o eliminar enfermedades con causas genéticas, como una forma de ceguera o la enfermedad de Huntington.
Pero Gates señala que la misma herramienta de edición genética podría lograr un progreso enorme en la lucha contra la malaria, una enfermedad que su Fundación Gates ha tratado de erradicar durante años. La enfermedad transmitida por mosquitos mata a unas 450,000 personas cada año e infecta a cientos de millones.
Los debates por el uso de la edición genética aumentan
El uso de CRISPR y otras tecnologías de edición genética es la fuente de muchos debates filosóficos sobre cuánta influencia deben imponer los humanos sobre el mundo natural. En términos de prevención de enfermedades, Gates argumenta cómo la edición de genes podría ayudar a la humanidad a superar algunos de sus «desafíos más grandes y persistentes» en la salud y la agricultura mundial durante la próxima década.
La Fundación Gates ya apoya financieramente la investigación de un proyecto que verá el desarrollo de un tipo de arroz que puede generar su propia energía a través de la fotosíntesis de manera más eficiente. Gates destaca que para hacer cualquiera de estos avances en la edición de genes, la regulación gubernamental debe ser flexible, progresista, pero sobre todo ética: «Un entorno normativo más armonizado resultaría más eficiente y probablemente también elevaría los estándares generales de vida», escribe.
«La tecnología hace que sea mucho más fácil para los científicos descubrir mejores diagnósticos, tratamientos y otras herramientas para combatir enfermedades que aún matan y causan sufrimiento a millones de personas cada año, principalmente los pobres», escribió. Tenemos que apoyar este gran avance de CRISPR para transformar nuestro desarrollo global y mejorar nuestra calidad de vida. Lampadia
Edición genética para bien
Cómo CRISPR podría transformar el desarrollo global
Bill Gates
Foreign Policy
10 de abril, 2018
Traducido y glosado por Lampadia
Hoy en día, más personas viven vidas saludables y productivas que nunca antes. Estas buenas noticias pueden sorprender, pero hay muchas pruebas para ello. Desde principios de la década de 1990, la mortalidad infantil mundial se ha reducido a la mitad. Se han producido reducciones masivas en casos de tuberculosis, malaria y VIH/SIDA. La incidencia de la poliomielitis ha disminuido en un 99 %, llevando al mundo al borde de erradicar una gran enfermedad infecciosa, una hazaña que la humanidad ha logrado solo una vez antes, con la viruela. La proporción de la población mundial en extrema pobreza, definida por el Banco Mundial como que vive con menos de US$ 1.90 por día, ha descendido del 35 % a alrededor del 11 %.
Sin embargo sigue habiendo una gran cantidad de sufrimiento e inequidad innecesaria. Para fines de este año, cinco millones de niños menores de cinco años habrán muerto, principalmente en países pobres y en su mayoría por causas prevenibles. Cientos de millones de otros niños seguirán sufriendo innecesariamente de enfermedades y malnutrición que pueden causar discapacidades cognitivas y físicas de por vida. Y más de 750 millones de personas, en su mayoría familias de agricultores rurales en el África subsahariana y en el sur de Asia, todavía viven en la pobreza extrema, según las estimaciones del Banco Mundial. Las mujeres y niñas, en particular, se les niegan la oportunidad económica.
Algunos de estos problemas que todavía existen se pueden aliviar si se continúa financiando los programas de asistencia para el desarrollo y las alianzas multilaterales que se sabe que funcionan. Estos esfuerzos pueden ayudar a mantener el progreso, especialmente a medida que el mundo mejora utilizando cifras y data para ayudar a guiar la asignación de recursos. Pero en última instancia, la eliminación de las enfermedades y las causas más persistentes de la pobreza exigirán mayores descubrimientos científicos e innovaciones tecnológicas.
Eso incluye CRISPR (las siglas provienen de Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, una herramienta molecular utilizada para “editar” o “corregir” el genoma de cualquier célula) y otras tecnologías para la edición de genes específicos. Durante la próxima década, la edición de genes podría ayudar a la humanidad a superar algunos de los desafíos más grandes y persistentes en la salud y el desarrollo mundial. La tecnología hace que sea mucho más fácil para los científicos descubrir mejores diagnósticos, tratamientos y otras herramientas para combatir enfermedades que aún matan y deshabilitan a millones de personas cada año, principalmente los pobres. También está acelerando la investigación que podría ayudar a poner fin a la pobreza extrema al permitir que millones de agricultores del mundo en desarrollo, cultiven y críen ganado que sea más productivo, más nutritivo y más resistente. Las nuevas tecnologías a menudo se encuentran con escepticismo. Pero si el mundo desea continuar el notable progreso de las últimas décadas, es vital que los científicos, sujetos a las pautas de seguridad y ética, se animen a continuar aprovechando herramientas tan prometedoras como CRISPR.
Alimentando el mundo
A principios de este año, viajé a Escocia, donde me reuní con científicos extraordinarios asociados con el Centro de Genética y Salud del Ganado de la Universidad de Edimburgo. Aprendí sobre la investigación genómica avanzada para ayudar a los agricultores en África a criar pollos y vacas más productivas. Como explicaron los científicos, las razas de vacas lecheras que pueden sobrevivir en ambientes cálidos y tropicales tienden a producir mucha menos leche que las Holsteins, que tienen un rendimiento pobre en lugares cálidos pero son extremadamente productivas en climas más moderados, gracias en parte a mutaciones naturales que los criadores han seleccionado por generaciones. Los científicos en Escocia están colaborando con Etiopía, Kenia, Nigeria, Tanzania y los Estados Unidos. Están estudiando formas de editar los genes de las razas de ganado tropical para darles los mismos rasgos genéticos favorables que hacen que los Holsteins sean tan productivos, lo que podría impulsar la producción de leche y proteínas de las razas tropicales hasta en un 50 %. Por el contrario, los científicos también están considerando editar los genes de Holsteins para producir una sub-raza con un pelo corto y liso, lo que permitiría que el ganado tolere el calor.
Este tipo de investigación es vital, porque una vaca o unos pocos pollos, cabras u ovejas pueden marcar una gran diferencia en las vidas de las personas más pobres del mundo, tres cuartas partes de las cuales obtienen sus alimentos e ingresos cultivando pequeñas parcelas de tierra. Los agricultores con ganado pueden vender huevos o leche para pagar los gastos diarios. Los pollos, en particular, tienden a ser criados por mujeres, que son más propensas que los hombres a usar los ingresos para comprar artículos para el hogar. El ganado ayuda a las familias de los agricultores a obtener la nutrición que necesitan, lo que permite que los niños crezcan y tengan éxito en la escuela.
Del mismo modo, mejorar la productividad de los cultivos es fundamental para acabar con la pobreza extrema. 60% de las personas en el África subsahariana se ganan la vida trabajando la tierra. Pero dada la generalmente baja productividad agrícola de la región, los rendimientos de los cereales básicos son cinco veces más altos en Norte América: África sigue siendo un importador neto de alimentos. Esta brecha entre la oferta y la demanda solo crecerá a medida que aumente la cantidad de bocas que alimentar. Se espera que la población de África aumente a más del doble para 2050, alcanzando los 2,500 millones, y su producción de alimentos deberá igualar ese crecimiento para alimentar a todos en el continente. El desafío será aún más difícil a medida que el cambio climático amenace los medios de subsistencia de los pequeños agricultores en África y el sur de Asia.
La edición genética para hacer que los cultivos sean más abundantes y resistentes podría salvar vidas a una escala masiva. La tecnología ya está empezando a mostrar resultados, atrayendo inversión pública y privada, y por buenas razones. Los científicos están desarrollando cultivos con características que mejoran su crecimiento, reducen la necesidad de fertilizantes y pesticidas aumentan su valor nutricional y fortalecen las plantas durante las sequías y los períodos cálidos. En la actualidad, muchos cultivos que se han mejorado mediante la edición de genes se están desarrollando y probando en el campo, incluidos los hongos con vidas útiles más largas, papas con bajo contenido de acrilamida (un posible carcinógeno) y la soja que produce un aceite más saludable.
Durante una década, la Fundación Bill y Melinda Gates ha respaldado la investigación del uso de la edición de genes en la agricultura. En uno de los primeros proyectos que financiamos, muchos científicos de la Universidad de Oxford desarrollaron variedades mejoradas de arroz, incluido uno llamado arroz C4. Usando la edición de genes y otras herramientas, los científicos de Oxford pudieron reordenar las estructuras celulares en las hojas de la planta de arroz, haciendo que el arroz C4 sea un notable 20 % más eficiente en la fotosíntesis, el proceso por el cual las plantas convierten la luz solar en comida. El resultado es un cultivo que no solo produce mayores rendimientos sino que también necesita menos agua. Eso es bueno para la seguridad alimentaria, los medios de subsistencia de los agricultores y el medio ambiente, y también ayudará a los pequeños agricultores a adaptarse al cambio climático.
Tales alteraciones de los genomas de plantas e incluso animales no son nuevas. Los humanos han estado haciendo esto durante miles de años a través del crecimiento selectivo. Los científicos comenzaron a recombinar moléculas de ADN a principios de la década de 1970, y hoy en día, la ingeniería genética se usa ampliamente en la agricultura y en la medicina, la última para producir en masa insulina humana, hormonas, vacunas y muchas drogas. La edición de genes es diferente ya que no produce plantas o animales transgénicos, lo que significa que no manipula la combinación de ADN de diferentes organismos. Con CRISPR, las enzimas se utilizan para dirigir y eliminar una sección de ADN o modificarla de otras maneras que den como resultado características favorables o útiles. Lo más importante es que hace que el descubrimiento y el desarrollo de innovaciones sean mucho más rápidos y precisos.
Terminando con la Malaria
En salud global, uno de los usos más prometedores a corto plazo de la edición de genes es la investigación sobre la malaria. Aunque las mosquiteras tratadas con insecticida y las drogas más efectivas han reducido drásticamente las muertes por paludismo en las últimas décadas, la enfermedad parasitaria aún tiene un costo terrible. Cada año, se registran alrededor de 200 millones de casos de malaria y unas 450,000 personas mueren a causa de esta enfermedad, de los cuales cerca del 70 % son niños menores de cinco años. Los niños que sobreviven a menudo sufren discapacidades mentales y físicas. En los adultos, la fiebre alta, los escalofríos y la anemia causados por la malaria pueden impedir que las personas trabajen y causen que las familias entren en un ciclo de enfermedad y pobreza. Más allá del sufrimiento humano, los costos económicos son asombrosos. En el África subsahariana, que alberga el 90 % de todos los casos de malaria, los costos directos e indirectos asociados con la enfermedad suman aproximadamente un 1.3 % del PBI, un lastre significativo para los países que trabajan para salir de la pobreza.
Con suficientes fondos e intervenciones inteligentes utilizando los enfoques existentes, la malaria es en gran parte prevenible y tratable, pero no del todo. Las herramientas actuales para la prevención, como la pulverización de insectos y sus larvas, solo tienen un efecto temporal. El tratamiento estándar para la malaria actual -medicamento derivado de la artemisinina, un compuesto aislado de una hierba utilizada en la medicina tradicional china- puede aliviar los síntomas, pero también puede dejar en el cuerpo humano un parásito de la malaria que aún puede propagarse mediante mosquitos. Para empeorar las cosas, el parásito de la malaria ha comenzado a desarrollar resistencia a las drogas, y los mosquitos están desarrollando resistencia a los insecticidas.
Los esfuerzos contra la malaria deben continuar haciendo uso de las herramientas existentes, pero avanzar hacia la erradicación requerirá avances científicos y tecnológicos en múltiples áreas. Por ejemplo, los sofisticados sistemas de vigilancia geoespacial, combinados con modelos computacionales y simulación, permitirán adaptar los esfuerzos antipalúdicos a condiciones locales únicas. La edición genética también puede jugar un rol importante. Hay más de 3,500 especies conocidas de mosquitos en todo el mundo, pero solo unas pocas son buenas para transmitir parásitos de la malaria entre las personas. Solo los mosquitos hembras pueden transmitir la malaria, por lo que los investigadores han utilizado CRISPR para crear con éxito impulsos genéticos -que producen ediciones heredables de sus genes- que hacen que las hembras se vuelvan estériles o las inclinen hacia la producción de descendencia mayoritariamente masculina. Los científicos también están explorando otras formas de usar CRISPR para inhibir la capacidad de los mosquitos de transmitir malaria, por ejemplo, mediante la introducción de genes que podrían eliminar los parásitos cuando pasan por el intestino de un mosquito hacia las glándulas salivales, el principal camino a través del cual las infecciones se transmiten a los humanos De manera similar, la herramienta también promete combatir otras enfermedades que transmiten los mosquitos, como el dengue y el virus Zika.
Pasarán varios años, sin embargo, antes de que cualquier mosquito editado genéticamente se libere en la naturaleza para ensayos de campo. Aunque muchas preguntas sobre seguridad y eficacia tendrán que ser respondidas primero, hay razones para ser optimistas de que la creación de unidades de genes en mosquitos propagadores de la malaria no hará mucho daño, si es que causan daño alguno, al medio ambiente. Esto se debe a que las ediciones se enfocarían solo en las pocas especies que tienden a transmitir la enfermedad. Y aunque la selección natural eventualmente producirá mosquitos que son resistentes a cualquier impulso genético liberado en la naturaleza, parte del valor de CRISPR es agiliza el desarrollo de nuevos enfoques, lo que significa que los científicos pueden mantenerse un paso adelante.
El camino hacia adelante
Al igual que otras tecnologías nuevas y potencialmente potentes, la edición de genes plantea preguntas legítimas y preocupaciones comprensibles sobre posibles riesgos y mal uso. ¿Cómo, entonces, debería ser regulada la tecnología? Las reglas desarrolladas hace décadas para otras formas de ingeniería genética no encajan necesariamente. Observando que los organismos editados por genes no son transgénicos, el Departamento de Agricultura de EEUU ha concluido razonablemente que las plantas modificadas genéticamente son como las plantas con mutaciones que ocurren naturalmente y por lo tanto no están sujetas a regulaciones especiales y no plantean preocupaciones especiales de seguridad.
La edición de genes en animales o incluso humanos plantea cuestiones más complicadas de seguridad y ética. En 2014, la Organización Mundial de la Salud emitió directrices para probar mosquitos genéticamente modificados, incluidos los estándares de eficacia, bioseguridad, bioética y participación pública. En 2016, la Academia Nacional de Ciencias se basó en las directrices de la OMS con recomendaciones para una conducta responsable en la investigación de genes en animales. (La Fundación Gates cofinanció este trabajo con los Institutos Nacionales de Salud, la Fundación para los Institutos Nacionales de Salud y la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa). Estas recomendaciones enfatizaron la necesidad de una investigación exhaustiva en el laboratorio, incluyendo evaluaciones intermedias en establecer puntos, antes de que los científicos pasen a las pruebas de campo. También instaron a los científicos a evaluar los riesgos ecológicos y a involucrar activamente al público, especialmente en las comunidades y países directamente afectados por la investigación. Dondequiera que se lleve a cabo la investigación de edición de genes, debe involucrar a todas las partes interesadas clave -científicos, sociedad civil, líderes gubernamentales y comunidades locales- desde donde sea que sea posible su despliegue.
Parte del desafío para regular la edición genética es que las reglas y prácticas en diferentes países pueden diferir ampliamente. Un entorno normativo más armonizado resultaría más eficiente, y probablemente también elevaría los estándares generales. Las organizaciones internacionales, especialmente de científicos, podrían ayudar a establecer normas globales. Mientras tanto, los financiadores de la investigación de edición de genes deben asegurarse de que se realice de acuerdo con los estándares establecidos por la OMS y la Academia Nacional de Ciencias, sin importar dónde se realice la investigación.
Cuando se trata de la investigación de edición genética sobre malaria, la Fundación Gates se ha unido a otras para ayudar a las universidades y otras instituciones en las regiones afectadas por la enfermedad a realizar evaluaciones de riesgo y asesorar a los organismos regionales sobre experimentos y futuras pruebas de campo. El objetivo es empoderar a los países y comunidades afectados para que tomen la iniciativa en la investigación, evalúen sus costos y beneficios y tomen decisiones informadas sobre si aplicar o no la tecnología resultante.
Finalmente, es importante reconocer los costos y riesgos de no explorar el uso de nuevas herramientas como CRISPR para la salud y el desarrollo global. Los beneficios de las tecnologías emergentes no deberían reservarse solo para las personas en los países desarrollados. Usada de forma responsable, la edición de genes tiene el potencial de salvar millones de vidas y empoderar a millones de personas para salir de la pobreza. Sería una tragedia dejar pasar la oportunidad. Lampadia
