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20-07-2017 : Artículo

¿La ingeniería genética debería utilizarse como herramienta de conservación?

Los investigadores están estudiando formas de utilizar la biología sintética para objetivos de conservación como la erradicación de especies invasoras o el fortalecimiento del coral en peligro. Sin embargo, los ecologistas están preocupados por las cuestiones éticas y las consecuencias no deseadas de esta nueva tecnología que altera los genes.

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ILUSTRACIÓN POR LUISA RIVERA/YALE E360

El esfuerzo emprendido a escala mundial por devolver a las islas su fauna original, y erradicar las ratas, los cerdos y otras especies invasoras, ha sido uno de los grandes logros medioambientales de nuestro tiempo. La reintroducción de animales y especies salvajes ha sido todo un éxito en cientos de islas, cuyas especies asediadas, y a punto de extinguirse, están resurgiendo y las menguantes colonias de aves de repente están experimentando un aumento en sus antiguas áreas de nidificación.

Pero estas campañas de restauración son a menudo excesivamente costosas y emocionalmente tensas, con los ecologistas temerosos de intoxicar accidentalmente a la fauna autóctona y los defensores de los derechos de los animales que, a veces, se oponen firmemente a toda la idea. ¿Pero qué pasaría si fuera posible librar a las islas de las especies invasoras sin matar a ningún animal? ¿Y a un coste mucho menor que los métodos actuales?

Esa es la seductora —pero también preocupante— promesa de la biología sintética, una especie de tecnología para Un mundo feliz que aplica los principios de la ingeniería a las especies y los sistemas biológicos. Es la ingeniería genética, pero más fácil y más precisa mediante la nueva tecnología de edición genética llamada CRISPR, que los ecologistas podrían utilizar para insertar una secuencia de ADN diseñada para perjudicar una especie invasora, o para ayudar a una especie autóctona a adaptarse a un clima cambiante. La “deriva genética”, otra nueva herramienta, podría entonces propagar un rasgo introducido en una población de forma mucho más rápida de lo que la genética mendeliana convencional podría haber predicho.

La biología sintética, también llamada biosin, ya es un mercado de muchos miles de millones de dólares, destinados a procesos de fabricación de productos farmacéuticos y químicos, biocombustibles y agricultura. Pero muchos ecologistas consideran muy alarmante la posibilidad de utilizar métodos biosin como una herramienta para proteger el mundo natural. Jane Goodall, David Suzuki y muchos otros han firmado una carta advirtiendo de que el uso de derivas genéticas ofrece a los “técnicos la posibilidad de intervenir en la evolución, de diseñar el destino de toda una especie, de modificar radicalmente los ecosistemas y de desatar cambios ambientales a gran escala, en formas que nunca antes se creyeron posible”. Los firmantes de la carta afirman que esa “poderosa y potencialmente peligrosa tecnología… no debe promoverse como una herramienta de conservación”.

Tanto los ecologistas como
los ingenieros de biología sintética deben superar lo que ahora es una ignorancia mutua, explica un ecologista.

Por otro lado, un equipo de biólogos ecologistas que escribieron a principios de año en la revista Trends in Ecology and Evolution elaboraron una lista de aplicaciones prometedoras para la biosin en el mundo natural, además de la reintroducción de animales y especies salvajes:

  • Trasplantar genes para inmunizar a los murciélagos contra el síndrome de la nariz blanca y a las ranas y otros anfibios contra el hongo Batrachochytrium dendrobatidis.
  • Introducir en los corales vulnerables al blanqueo genes seleccionados cuidadosamente de corales cercanos más tolerantes al calor y la acidez.
  • Utilizar microbiomas artificiales para restaurar suelos deteriorados por la minería o la contaminación.
  • Eliminar las poblaciones de gatos y perros salvajes sin eutanasia ni mutilación quirúrgica, produciendo generaciones que estén programadas genéticamente para ser estériles o manipuladas para que sean mayoritariamente machos.
  • Y erradicar los mosquitos sin plaguicidas, especialmente en Hawái, donde son unos recién llegados altamente destructivos.

 

Kent Redford, consultor de conservación y coautor de ese artículo, argumenta que tanto los ecologistas como los ingenieros de la biología sintética deben superar lo que ahora es ignorancia mutua. Los ecologistas suelen tener limitados y, a menudo obsoletos, los conocimientos sobre genética y biología molecular, afirma. En un artículo del 2014 en Oryx, citó a un ecologista que manifestó categóricamente: “Esas eran las asignaturas que suspendíamos”. Drew Endy, de la Universidad de Stanford (Stanford University), uno de los fundadores de la biosin, confiesa a su vez que hasta hace 18 meses no había oído hablar nunca de la Lista Roja de especies amenazadas de la UICN, la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza. “En la escuela de ingeniería, la brecha de la ignorancia es increíble”, afirma, y añade: “Pero es una ignorancia simétrica”.

En una importante conferencia sobre biosin organizada el mes pasado en Singapur, Endy invitó a Redford y otros ocho ecologistas a liderar una sesión sobre biodiversidad, con el objetivo, dice, de lograr que los ingenieros que construyen la bioeconomía “pensaran en el mundo natural con anticipación… Mi esperanza es que la gente no sea tan ingenua en cuanto a su disposición industrial”.

Asimismo, Redford y los coautores del artículo en Trends in Ecology and Evolution, afirman que “sería perjudicial para el objetivo de proteger la biodiversidad si los ecologistas no participaran aplicando los mejores métodos científicos y pensadores a estos temas”. Sostienen que “es necesario adaptar la cultura de los biólogos de la conservación a una realidad que cambia con rapidez” y que incluye los efectos del cambio climático y las enfermedades emergentes. Los coautores concluyen que “la filosofía de la conservación del siglo XXI debe comprender los conceptos de la biología sintética, y ambos deben buscar y orientar las soluciones sintéticas para ayudar a la biodiversidad”.

A través de la tecnología de la “deriva genética”, los ratones, las ratas u otras especies invasoras teóricamente pueden eliminarse de una isla sin matar a ningún ejemplar.

El debate sobre la “conservación de la biodiversidad sintética”, como la denominan los autores de Trends in Ecology and Evolution, tuvo sus orígenes en un informe del 2003 escrito por Austin Burt, un genetista evolutivo del Imperial College de Londres. En dicho informe proponía una herramienta radicalmente nueva para la ingeniería genética, basada en determinados elementos genéticos “egoístas” que aparecen de forma natural y logran propagarse a la siguiente generación en un máximo del 99%, en lugar del 50% habitual. Burt pensó que podría ser posible utilizar esos “supergenes mendelianos” como caballo de Troya para distribuir rápidamente el ADN alterado y, por lo tanto, “diseñar genéticamente poblaciones naturales”. En ese momento no era posible. Pero el desarrollo de la tecnología CRISPR pronto hizo que la idea se acercara más a la realidad, y desde entonces los investigadores han demostrado la eficacia de la “deriva genética”, cuando la técnica se empezó a conocer, en experimentos de laboratorio con mosquitos de la malaria, moscas de la fruta, levadura y embriones humanos.

Burt propuso una aplicación de esta nueva tecnología particularmente inquietante: bajo ciertas condiciones, pensó, sería posible que “una carga genética suficiente para erradicar una población se impusiera en menos de 20 generaciones”. De hecho, esta es probablemente la primera aplicación práctica de la biología sintética en el campo de conservación. La erradicación de las poblaciones invasoras es, por supuesto, el primer paso inevitable en los proyectos de reintroducción de animales y especies salvajes en islas.

La técnica de erradicación propuesta consiste en utilizar la deriva genética para introducir el ADN que determine el sexo de la descendencia. Puesto que la deriva genética se propaga tan ampliamente en las generaciones posteriores, podría conseguir con rapidez que una población estuviera formada solo por machos, por lo que pronto se extinguiría. El resultado, al menos en teoría, sería la eliminación de ratones, ratas u otras especies invasoras de una isla sin matar a ningún ejemplar.

La investigación para comprobar la viabilidad del método —incluyendo sus consideraciones morales, éticas y legales— ya está en marcha gracias a un consorcio de investigación de grupos sin ánimo de lucro, universidades y agencias gubernamentales de Australia, Nueva Zelanda y Estados Unidos. En la Universidad Estatal de Carolina del Norte (North Carolina State University), por ejemplo, los investigadores han empezado a trabajar con una población de laboratorio de ratones invasores recogida de una isla costera. Deben determinar cómo de bien una población silvestre aceptará los ratones modificados en el laboratorio.

Según la investigadora de la deriva genética Megan Serr, “el éxito de esta idea depende en gran medida de que los ratones macho genéticamente modificados copulen con los ratones hembra de la isla… ¿Los ratones hembra aceptarán a un macho híbrido que es en parte salvaje y en parte de laboratorio?”. Además, el programa de investigación debe averiguar cuántos ratones modificados deben introducirse para erradicar una población invasora en un hábitat de un determinado tamaño. Aunque sin duda también van a surgir otros importantes desafíos prácticos. Por ejemplo, un estudio realizado a principios de este año en la revista Genetics concluyó que “la mayoría de poblaciones naturales” desarrollaría de forma casi inevitable una resistencia a la deriva de genes modificados por CRISPR.

“Estamos comprometidos con una prudente estrategia escalonada, con un montón de salidas si resulta que es demasiado peligrosa o no ética”, afirma un investigador.

La resistencia política y ecologista es probable que también se desarrolle. En un correo electrónico, el biólogo evolutivo del MIT Kevin Esvelt afirmó que las derivas genéticas basadas en CRISPR “no son aptas para la conservación debido al alto riesgo de propagación” más allá de la especie o el medio ambiente objetivo. Incluso un sistema de deriva genética introducido para erradicar rápidamente una población invasora de una isla, añadió, “todavía es probable que tenga más de un año para escapar o ser transportado deliberadamente fuera de la isla. Y si es capaz de extenderse por otras partes, entonces es un grave problema”.

Incluso “un ensayo de campo muy contenido en una isla remota probablemente se encuentra a una década o más de distancia”, comenta Heath Packard de Island Conservation, una organización sin ánimo de lucro que ha participado en numerosos proyectos de reintroducción de animales y especies salvajes en islas y que actualmente forma parte del consorcio de investigación. “Estamos comprometidos con una prudente estrategia escalonada, con un montón de salidas si resulta que es demasiado peligrosa o no ética”. Pero su grupo señala que el 80% de las extinciones conocidas en los últimos 500 años han ocurrido en islas, que son también el hogar del 40% de las especies actualmente consideradas en peligro de extinción. Por eso es importante al menos empezar a estudiar el potencial de la conservación de la biodiversidad sintética.

Incluso si los ecologistas finalmente se oponen a estas nuevas tecnologías, los intereses de las empresas ya están convirtiendo la biosin en un objeto de explotación comercial. Por ejemplo, un investigador de la Universidad Estatal de Pensilvania (Pennsylvania State University) recientemente descubrió cómo utilizar la edición genética CRISPR para desactivar los genes que causan que las setas de supermercado se vuelvan de color marrón. El Departamento de Agricultura de Estados Unidos dictaminó el año pasado que estas setas no estarían sujetas a ninguna regulación como organismo genéticamente modificado, ya que no contienen genes introducidos de otras especies.

Con esos tipos de cambios que se están produciendo a su alrededor, los ecologistas “deben implicarse absolutamente en la comunidad de la biología sintética”, constata Redford, “y si no lo hacemos, nos perjudicamos a nosotros mismos”. Y añade: “La biosin plantea entre los ecologistas una gran cantidad de preguntas a las que nadie está prestando atención”.

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Richard Conniff

ACERCA DEL AUTOR
Richard Coniff es un escritor ganador del premio National Magazine Award, cuyos artículos han aparecido en las revistas científicas Time, Smithsonian, The Atlantic, National Geographic, así como en otras publicaciones. Ha escrito varios libros, entre ellos The Species Seekers: Heroes, Fools, and the Mad Pursuit of Life on Earth. En artículos anteriores para Yale Environment 360, ha escrito sobre el precio de los servicios del ecosistema y sobre los nuevos avances que podrían ayudar a producir cultivos de alimentos que pudieran prosperar pese a los cambios climáticos.