En noviembre de 2017, la publicación británica de Internet The Independent publicó un artículo sobre el nuevo programa de biología sintética de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada del Departamento de Defensa de EE. UU. (DARPA), Advanced Plant Technologies (APT). El departamento militar planea crear algas genéticamente modificadas que puedan actuar como sensores autosuficientes para recolectar información en condiciones donde el uso de tecnologías tradicionales es imposible. ¿Cuán realista es esto y cómo amenaza a la humanidad?
Se supone que las capacidades naturales de las plantas se pueden utilizar para detectar sustancias químicas relevantes, microorganismos nocivos, radiación y señales electromagnéticas. Al mismo tiempo, cambiar su genoma permitirá a los militares controlar el estado del medio ambiente y no solo. Esto, a su vez, permitirá monitorizar de forma remota la reacción de las plantas utilizando los medios técnicos existentes.
Virus obedientes
Según Blake Bextine, gerente de programas de APT, el objetivo de DARPA en este caso es desarrollar un sistema reutilizable eficiente para diseñar, crear directamente y probar varias plataformas biológicas con capacidades altamente adaptables que se puedan aplicar a una amplia gama de escenarios.
Rindamos homenaje a los científicos estadounidenses y al departamento militar de Estados Unidos, que promueve activamente el desarrollo de la biología sintética. Al mismo tiempo, observamos que los importantes avances de los últimos años, cuyos resultados esperados deberían estar dirigidos al beneficio de la humanidad, han creado un problema completamente nuevo, cuyas consecuencias son impredecibles e impredecibles. Resulta que Estados Unidos ahora tiene la capacidad técnica para diseñar microorganismos artificiales (sintéticos) que están ausentes en condiciones naturales. Esto significa que estamos hablando de una nueva generación de armas biológicas (BW).
Si recuerda, en el último siglo, la investigación intensiva en los EE. UU. Sobre el desarrollo de BW tuvo como objetivo tanto obtener cepas de agentes causantes de enfermedades infecciosas peligrosas en humanos con propiedades alteradas (superar la inmunidad específica, resistencia a los poliantibióticos, aumentar la patogenicidad) y desarrollar medios de su identificación y medidas de protección. Como resultado, se han mejorado los métodos de indicación e identificación de microorganismos modificados genéticamente. Se han desarrollado esquemas para la prevención y el tratamiento de infecciones causadas por formas naturales y modificadas de bacterias.
Los primeros experimentos sobre el uso de técnicas y tecnologías de ADN recombinante se llevaron a cabo en los años 70 y se dedicaron a modificar el código genético de las cepas naturales mediante la inclusión de genes únicos en su genoma que podrían cambiar las propiedades de las bacterias. Esto abrió oportunidades para que los científicos resolvieran problemas tan importantes como la producción de biocombustibles, electricidad bacteriana, medicamentos, fármacos de diagnóstico y plataformas de diagnóstico múltiple, vacunas sintéticas, etc. Un ejemplo de la implementación exitosa de tales objetivos es la creación de una bacteria. que contiene ADN recombinante y produce insulina sintética …
Pero también hay otro lado. En 2002, se sintetizaron artificialmente poliovirus viables, incluidos aquellos similares al patógeno de la gripe española, que se cobró decenas de millones de vidas en 1918. Aunque se están haciendo intentos para crear vacunas eficaces basadas en tales cepas artificiales.
En 2007, científicos del Instituto de Investigación J. Craig Venter (JCVI, EE. UU.) Pudieron por primera vez transportar el genoma completo de una especie bacteriana (Mycoplasma mycoides) a otra (Mycoplasma capricolum) y demostraron la viabilidad de un nuevo microorganismo.. Para determinar el origen sintético de tales bacterias, generalmente se introducen en su genoma marcadores, las llamadas marcas de agua.
La biología sintética es un área en desarrollo intensivo, que representa un paso cualitativamente nuevo en el desarrollo de la ingeniería genética. Desde la transferencia de varios genes entre organismos hasta el diseño y construcción de sistemas biológicos únicos que no existen en la naturaleza con funciones y propiedades "programadas". Además, la secuenciación genómica y la creación de bases de datos de genomas completos de diversos microorganismos permitirán desarrollar estrategias modernas para la síntesis de ADN de cualquier microbio en el laboratorio.
Como saben, el ADN consta de cuatro bases, cuya secuencia y composición determinan las propiedades biológicas de los organismos vivos. La ciencia moderna permite la introducción de bases "no naturales" en el genoma sintético, cuyo funcionamiento en la célula es muy difícil de programar de antemano. Y esos experimentos de "inserción" en el genoma artificial de secuencias de ADN desconocidas con funciones desconocidas ya se están llevando a cabo en el extranjero. En Estados Unidos, Gran Bretaña y Japón se han establecido centros multidisciplinares de biología sintética en los que trabajan investigadores de diversas especialidades.
Al mismo tiempo, es obvio que el uso de técnicas metodológicas modernas aumenta la probabilidad de producción "accidental" o deliberada de agentes quiméricos de armas biológicas desconocidas para la humanidad con un conjunto completamente nuevo de factores de patogenicidad. En este sentido, surge un aspecto importante: garantizar la seguridad biológica de dichos estudios. Según varios especialistas, la biología sintética pertenece al campo de actividad con altos riesgos asociados a la construcción de nuevos microorganismos viables. No se puede descartar que las formas de vida creadas en el laboratorio puedan escapar del tubo de ensayo, convertirse en armas biológicas, y esto amenazará la diversidad natural existente.
Se debe prestar especial atención al hecho de que, lamentablemente, otro problema importante no se ha reflejado en las publicaciones sobre biología sintética, a saber, la preservación de la estabilidad del genoma bacteriano creado artificialmente. Los microbiólogos conocen bien el fenómeno de las mutaciones espontáneas debidas a un cambio o pérdida (supresión) de un gen en el genoma de bacterias y virus, que provocan un cambio en las propiedades de la célula. Sin embargo, en condiciones naturales, la frecuencia de aparición de tales mutaciones es baja y el genoma de los microorganismos se caracteriza por una estabilidad relativa.
El proceso evolutivo ha dado forma a la diversidad del mundo microbiano durante milenios. En la actualidad, toda la clasificación de familias, géneros y especies de bacterias y virus se basa en la estabilidad de las secuencias genéticas, lo que permite su identificación y determina propiedades biológicas específicas. Fueron el punto de partida para la creación de métodos de diagnóstico tan modernos como la determinación de perfiles de proteínas o ácidos grasos de microorganismos mediante espectrometría de masas MALDI-ToF o espectrometría de cromomasas, identificación de secuencias de ADN específicas de cada microbio mediante análisis de PCR, etc. Al mismo tiempo, actualmente se desconoce la estabilidad del genoma sintético de microbios "quiméricos" y es imposible predecir cuánto pudimos "engañar" a la naturaleza y la evolución. Por lo tanto, es muy difícil predecir las consecuencias de la penetración accidental o deliberada de tales microorganismos artificiales fuera del laboratorio. Incluso con la "inocuidad" del microbio creado, su liberación "a la luz" en condiciones completamente diferentes a las del laboratorio puede conducir a una mayor mutabilidad y la formación de nuevas variantes con propiedades desconocidas, posiblemente agresivas. Una ilustración vívida de esta posición es la creación de una bacteria artificial Cynthia.
Muerte en la botella
Cynthia (Mycoplasma laboratorium) es una cepa sintética de micoplasma derivada de laboratorio. Es susceptible de reproducción independiente y estaba destinado, según informes de medios extranjeros, a eliminar las consecuencias del desastre petrolero en las aguas del Golfo de México mediante la absorción de la contaminación.
En 2011, se lanzaron bacterias a los océanos para destruir los derrames de petróleo que representan una amenaza para la ecología de la Tierra. Esta decisión precipitada y mal calculada pronto se convirtió en consecuencias nefastas: los microorganismos se salieron de control. Hubo informes de una terrible enfermedad, denominada por los periodistas la plaga azul y que provocó la extinción de la fauna en el Golfo de México. Al mismo tiempo, todas las publicaciones que causaron pánico entre la población pertenecen a los periódicos, mientras que las publicaciones científicas prefieren guardar silencio. Actualmente, no hay evidencia científica directa (o están deliberadamente ocultas) de que la enfermedad fatal desconocida sea causada por Cynthia. Sin embargo, no hay humo sin fuego, por lo que las versiones declaradas del desastre ecológico en el Golfo de México requieren una atención y un estudio más cuidadosos.
Se supone que en el proceso de absorción de productos derivados del petróleo, Cynthia ha cambiado y ampliado los requisitos nutricionales al incluir proteínas animales en la "dieta". Al penetrar en heridas microscópicas en el cuerpo de los peces y otros animales marinos, se propaga a través del torrente sanguíneo a todos los órganos y sistemas, corroyendo literalmente todo a su paso en poco tiempo. En solo unos días, la piel de las focas se cubre de úlceras, sangra constantemente y luego se pudre por completo. Por desgracia, ha habido informes de casos fatales de la enfermedad (con el mismo complejo de síntomas) y personas nadando en el Golfo de México.
Un punto esencial es el hecho de que en el caso de los sintéticos, la enfermedad no puede tratarse con antibióticos conocidos, ya que, además de las "marcas de agua", se introdujeron en el genoma bacteriano genes de resistencia a fármacos antibacterianos. Esto último suscita interrogantes y sorpresas. ¿Por qué el microbio saprofítico original, incapaz de causar enfermedades en humanos y animales, necesita genes de resistencia a los antibióticos?
En este sentido, el silencio de los funcionarios y autores de esta infección parece al menos extraño. Según algunos expertos, existe un ocultamiento de la verdadera magnitud de la tragedia a nivel gubernamental. También se sugiere que en el caso del uso de synthia, estamos hablando del uso de armas bacteriológicas de amplio espectro de acción, lo que plantea una amenaza de aparición de una epidemia intercontinental. Al mismo tiempo, para disipar el pánico y los rumores, Estados Unidos tiene todo el arsenal de métodos modernos para identificar microorganismos, y no es difícil determinar el agente etiológico de esta infección desconocida. Por supuesto, no se puede descartar que este sea el resultado del efecto directo del aceite sobre un organismo vivo, aunque los síntomas de la enfermedad indican más su naturaleza infecciosa. Sin embargo, la pregunta, repetimos, requiere claridad.
Preocupación natural por la investigación incontrolada de muchos científicos rusos y extranjeros. Para reducir el riesgo, se proponen varias direcciones: la introducción de la responsabilidad personal por desarrollos con resultados no programables, un aumento de la alfabetización científica a nivel de formación profesional y una amplia conciencia pública de los logros de la biología sintética a través de los medios de comunicación. Pero, ¿la comunidad está lista para seguir estas reglas? Por ejemplo, sacar esporas de ántrax de un laboratorio de EE. UU. Y enviarlas en sobres arroja dudas sobre la eficacia del control. Además, teniendo en cuenta las posibilidades modernas, se facilita la disponibilidad de bases de datos de secuencias genéticas de bacterias, incluidos los agentes causantes de infecciones especialmente peligrosas, técnicas de síntesis de ADN y métodos de creación de microbios artificiales. Es imposible excluir la obtención de acceso no autorizado a esta información por parte de piratas informáticos con la posterior venta a los interesados.
Como muestra la experiencia de "lanzar" Cynthia en condiciones naturales, todas las medidas propuestas son ineficaces y no garantizan la seguridad biológica del medio ambiente. Además, no se puede descartar que la introducción de un microorganismo artificial en la naturaleza pueda tener consecuencias ecológicas a largo plazo.
Las medidas de control propuestas -concienciación generalizada de los medios de comunicación y mayor responsabilidad ética de los investigadores en la creación de formas artificiales de microorganismos- aún no son alentadoras. La más eficaz es la regulación legal de la seguridad biológica de las formas de vida sintéticas y el sistema de su seguimiento a nivel internacional y nacional de acuerdo con el nuevo sistema de evaluación de riesgos, que debe incluir un estudio exhaustivo y experimental basado en evidencias de las consecuencias en el campo de la biología sintética. Una posible solución también podría ser la creación de un consejo internacional de expertos para evaluar los riesgos del uso de sus productos.
El análisis muestra que la ciencia ha alcanzado fronteras completamente nuevas y ha planteado problemas inesperados. Hasta ahora, los esquemas de indicación e identificación de agentes peligrosos han estado orientados a su detección a partir de la identificación de marcadores genéticos o antigénicos específicos. Pero al crear microorganismos quiméricos con diferentes factores de patogenicidad, estos enfoques son ineficaces.
Además, los esquemas actualmente desarrollados para la profilaxis específica y de emergencia, la terapia etiotrópica de infecciones peligrosas también pueden resultar inútiles, ya que se calculan, incluso en el caso de utilizar opciones modificadas, para un patógeno conocido.
La humanidad, sin saberlo, ha entrado en el camino de la guerra biológica con consecuencias desconocidas. Puede que no haya ganadores en esta guerra.
