Biotecnología (I). Ingeniería genética.

A continuación reproduzco una parte del artículo que publiqué para la revista de nuestro centro con motivo de la visita que el profesor Juan C. Izpisúa nos hizo hace ya algún tiempo. Algunos de vosotros os habéis incorporado al instituto recientemente, en la etapa de Bachillerato, pero la mayoría estábais por aquel entonces cursando 2º o 3º de ESO y, probablemente, lo recordéis. Como creo que puede ser interesante para vuestra formación la información que contiene el referido artículo os aconsejo que lo leais detenidamente. En sucesivas entregas iré desglosando el resto. Como la biotecnología se desarrolla a gran velocidad, es posible que algunas de los contenidos a los que se hace referencia hayan quedado ya superados, aunque la mayoría de la información está bastante actualizada.

“Algún día, el hombre logrará identificar todos los mecanismos moleculares implicados en la génesis y el desarrollo de un organismo. Sin embargo, aunque fuera capaz de organizar en un laboratorio todos estos elementos del modo conveniente y, como si de un ordenador se tratara, pulsara la tecla “enter” esperando crear un ser vivo, a pesar de eso, yo creo que el programa de la vida no se pondría en funcionamiento”...

Si no recuerdo mal, más o menos en estos términos se expresó Juan Carlos Izpisúa en respuesta a una de las muchas preguntas que se le formularon aquella mañana. Con esta comparación, que encierra un importante trasfondo, el científico puso fin a la conferencia que ofreció el pasado mes de noviembre con motivo del homenaje que le rindió la comunidad escolar del Instituto de Educación Secundaria que lleva su nombre. A la apariencia frustrante de estas palabras, se opone, a mi juicio, el carácter luchador y positivista del investigador, al que muchos de nosotros tuvimos la ocasión de conocer ese día. Director del Laboratorio de Expresión Génica del Salk Institute for Biological Studies en La Jolla (California, EE.UU.), Izpisúa es un experto en biología del desarrollo y clonación terapéutica, y uno de los científicos de más prestigio en el campo de la embriología.

Y su lección magistral versó precisamente sobre dicha cuestión, sobre las inmensas posibilidades que la Ingeniería Genética y la Biología del Desarrollo pueden ofrecer a la humanidad, no a corto plazo como parecen dar a entender las noticias aparecidas en los últimos meses en diversos medios de comunicación y algunas publicaciones sensacionalistas, sino en un futuro todavía lejano. En el último decenio, la ciencia ha cosechado éxitos indiscutibles en esta materia. Un reciente ejemplo lo tenemos en el Proyecto Genoma Humano (PGH), que ha permitido conocer la localización en nuestros cromosomas de los aproximadamente 35.000 genes con que cuenta nuestro genoma, utilizando para ello potentes secuenciadores de ADN. En 2001 el consorcio público internacional que integraba el PGH y la empresa estadounidense Celera Genomics publicaron los primeros datos y en 2003 se logró completar, por fin, toda la secuencia de nucleótidos. También se ha conseguido descifrar el genoma de algunas bacterias y levaduras, el mosquito Anopheles, la mosca Drosophyla, el ratón y la planta del arroz -por cierto, otro científico español, el bioquímico Santiago Grisolía, fue uno de los promotores del Proyecto Genoma-; sirva como ejemplo, también, la clonación de mamíferos, experimentada con éxito en numerosas ocasiones en vacas, ovejas, ratones, gatos e incluso en monos (recordemos a la famosa oveja Dolly, primer mamífero clonado de una célula adulta mediante transferencia nuclear en 1996 por un grupo de genetistas del Instituto Roslin de Edimburgo, dirigidos por Ian Wilmut); conviene recordar, igualmente, que la investigación con células madre está permitiendo obtener tejidos definitivos para su posterior trasplante con fines terapéuticos en determinados pacientes, con objeto de mejorar su calidad de vida.

Sin embargo, a pesar de éstos y otros avances en el ámbito de la Biotecnología, aún estamos muy lejos de dominar estas técnicas y conocer cuáles pueden ser sus efectos a largo plazo. De hecho, algunos de estos logros han ido acompañados de cierta decepción por su resultado final (la oveja Dolly tuvo que ser sacrificada en 2003 debido a una enfermedad pulmonar progresiva y a un envejecimiento prematuro; de otro lado, algunos de los pacientes trasplantados, que inicialmente mejoraron de su enfermedad, terminaron por desarrollar tumores). Parece ser, por tanto, que el completo dominio de estas tecnologías todavía está lejos y aún nos queda un largo camino por recorrer.

Quisiera que esta colaboración en la revista de nuestro instituto sirviera para dos cosas. Por un lado para profundizar en las líneas de investigación más importantes que Juan Carlos Izpisúa expuso aquella fría mañana de noviembre ante el auditorio que seguía su conferencia y que marcarán nuestro futuro: la Ingeniería Genética, el control del envejecimiento celular y la investigación con células madre. En segundo lugar, para aclarar algunos interrogantes que, posiblemente, se planteen quienes le escucharon.

LA INGENIERÍA GENÉTICA

¿Qué es un gen?

Un gen es la unidad de herencia que produce la expresión de una característica observable en un ser vivo. Dicho de otro modo, un gen es un fragmento de ADN que se expresa cuando la información que contiene se traduce para formar proteínas con una determinada función biológica. Salvo excepciones, los genes se localizan en los cromosomas.

¿Qué es la Ingeniería Genética?

Se denomina así al conjunto de técnicas derivadas de la Genética molecular que permiten manipular el genoma (conjunto de genes) de un ser vivo ya sea introduciendo nuevos genes, eliminando algunos o modificando la información contenida en un gen determinado. Hoy en día es posible separar fragmentos determinados del ADN de una célula, obtener estos fragmentos en cantidades ilimitadas, manipularlos y transferirlos a células en cultivo o a una línea germinal de animales o plantas, donde el gen modificado se incorpora como parte funcional y permanente de su genoma. Este conjunto de técnicas también se conoce como tecnología del ADN recombinante.

En la actualidad hay varios campos abiertos en el ámbito de la Ingeniería Genética. Cuando se quieren obtener varios ejemplares de un gen determinado suele utilizarse el método de la clonación de genes para lo cual se procede al aislamiento del gen, a su unión a un vector de clonación (un virus o un plásmido bacteriano) para formar el denominado ADN recombinante y, por último, a su introducción en una célula hospedadora. Pero, ¿cómo se aísla un gen? El aislamiento de genes puede realizarse cortando moléculas de ADN mediante unas enzimas llamadas endonucleasas de restricción o bien fabricando dicho gen por transcripción inversa a partir de su ARN mensajero. Incluso, conociendo la secuencia de aminoácidos de una determinada proteína, sería posible hoy día la síntesis artificial del gen correspondiente.

Otra técnica utilizada en Ingeniería Genética es la denominada reacción en cadena de la polimerasa (PCR), proceso rápido y sencillo que permite obtener un gran número de copias de un gen (106-109 copias). Quiero resaltar, finalmente, que también se esta avanzando en la reconstrucción artificial de genes, modificando y reensamblando los nucleótidos que componen un gen para mejorar su rendimiento y conferirle nuevas posibilidades.


¿Qué aplicaciones tienen estas técnicas?

Las técnicas descritas han permitido obtener, mediante microorganismos manipulados genéticamente, productos de gran interés para el hombre: hormonas como la insulina y la hormona del crecimiento, eritropoyetina (EPO), vacunas como la de la hepatitis B, interferon, etc. Del mismo modo, la manipulación del genoma en células reproductoras o embrionarias de organismos superiores ha hecho posible la creación de especies de animales y vegetales genéticamente modificados o transgénicos (OGM), con objeto de mejorar o aumentar la productividad agrícola y ganadera al crear especies resistentes a plagas o con un valor nutritivo mayor. Ya se cultivan tomates transgénicos resistentes a enfermedades por hongos creados a partir de genes de proteínas antifúngicas de plantas resistentes, como el tabaco. También se han creado, a partir de genes transferidos de Bacillus thurigiensis, variedades de tomate, patata, algodón y trigo que fabrican moléculas tóxicas para orugas de lepidópteros, escarabajos y otros insectos. A las fresas se les inyectan genes “anticongelantes” de peces para resistir bajas temperaturas. En otros casos, en lugar de añadir se han retirado genes, como en el tomate Flavr Savr al que se le ha quitado el gen responsable del reblandecimiento por maduración, con lo que este proceso se retrasa permitiendo largos almacenamientos y evitando la acción de bacterias y hongos.

Otras aplicaciones, impensables hace poco tiempo, se encuentran en el campo de la arqueología, la paleontología y la medicina forense (las llamadas “huellas dactilares” de ADN). En el campo biosanitario podemos destacar el desarrollo de una tecnología llamada terapia génica, mediante la cual un gen causante de una enfermedad puede ser sustituido por otro que funcione correctamente.


¿Es seguro consumir los productos modificados genéticamente?

Existen opiniones contrapuestas. Al parecer, algunos alimentos transgénicos tienen genes de resistencia a antibióticos que podrían alterar los mecanismos inmunitarios ante las bacterias patógenas. También se ha advertido en diversos informes de que nuevas proteínas que se expresan cuando se insertan genes procedentes de otras especies pueden desencadenar reacciones alérgicas o de hipersensibilidad en algunas personas. Otro de los problemas añadidos pudiera estar en el “descontrol” de las especies transgénicas que, liberadas en su ambiente natural, podrían competir con la especie original, amenazando su supervivencia y alterando el equilibrio ecológico. En el otro plato de la balanza podemos colocar también diversos argumentos como por ejemplo que los cultivos transgénicos permiten un mayor rendimiento por hectárea, con lo que no se invadirían nuevos espacios para cultivo, ayudarían a paliar la escasez de alimentos en algunas regiones del planeta, etc. Además, tenemos que pensar que plantas que consumimos hoy son el resultado de la manipulación a las que el hombre las ha sometido desde que se inventó la agricultura y que alimentos cotidianos en la actualidad como el tomate o la patata tardaron varios siglos en ser aceptados en Europa.

(Continuará)

REFERENCIAS

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