El novembre de 2017, la publicació britànica a Internet The Independent va publicar un article sobre el nou programa de biologia sintètica de l'Agència de Projectes de Recerca Avançada del Departament de Defensa dels Estats Units (DARPA), Advanced Plant Technologies (APT). El departament militar planeja crear algues modificades genèticament que puguin actuar com a sensors autosuficients per recollir informació en condicions en què l’ús de les tecnologies tradicionals és impossible. Què tan realista és això i com amenaça la humanitat?
Se suposa que les capacitats naturals de les plantes es poden utilitzar per detectar substàncies químiques rellevants, microorganismes nocius, radiació i senyals electromagnètics. Al mateix temps, canviar el seu genoma permetrà als militars controlar l’estat del medi ambient i no només. Això, al seu torn, permetrà controlar de forma remota la reacció de les plantes mitjançant mitjans tècnics existents.
Virus obedients
Segons Blake Bextine, gestor de programes APT, l'objectiu de DARPA en aquest cas és desenvolupar un sistema reutilitzable eficient per dissenyar, crear i provar directament diverses plataformes biològiques amb capacitats altament adaptables que es puguin aplicar a una àmplia gamma d'escenaris.
Rendim homenatge a científics nord-americans i al departament militar dels EUA, que promou activament el desenvolupament de la biologia sintètica. Al mateix temps, observem que el progrés significatiu dels darrers anys, els resultats esperats dels quals haurien d’anar dirigits al benefici de la humanitat, ha creat un problema completament nou, les conseqüències del qual són impredictibles i imprevisibles. Resulta que els Estats Units tenen ara la capacitat tècnica per dissenyar microorganismes artificials (sintètics) que estan absents en condicions naturals. Això vol dir que estem parlant d’una nova generació d’armes biològiques (BW).
Si recordeu, al segle passat, una intensa investigació nord-americana sobre el desenvolupament de la BW tenia com a objectiu tant l'obtenció de soques d'agents causants de malalties infeccioses perilloses en humans amb propietats alterades (superació de la immunitat específica, resistència poliantibiòtica, augment de la patogenicitat), com mitjans de la seva identificació i mesures de protecció. Com a resultat, s’han millorat els mètodes d’indicació i identificació de microorganismes modificats genèticament. S'han desenvolupat esquemes per a la prevenció i el tractament d'infeccions causades per formes naturals i modificades de bacteris.
Els primers experiments sobre l’ús de tècniques i tecnologies d’ADN recombinant es van dur a terme als anys 70 i es van dedicar a modificar el codi genètic de soques naturals mitjançant la inclusió de gens individuals al seu genoma que podrien canviar les propietats dels bacteris. Això va obrir oportunitats als científics per resoldre problemes tan importants com la producció de biocombustibles, electricitat bacteriana, fàrmacs, fàrmacs de diagnòstic i plataformes multidiagnòstics, vacunes sintètiques, etc. Un exemple de la implementació amb èxit d’aquests objectius és la creació d’un bacteri que conté ADN recombinant i produeix insulina sintètica …
Però també hi ha un altre costat. El 2002 es van sintetitzar artificialment poliovirus viables, inclosos aquells similars al patogen de la grip espanyola, que va causar desenes de milions de vides el 1918. Tot i que s’està intentant crear vacunes eficaços basades en aquestes soques artificials.
El 2007, científics de l'Institut de Recerca J. Craig Venter (JCVI, EUA) van ser capaços de transportar per primera vegada tot el genoma d'una espècie bacteriana (Mycoplasma mycoides) a una altra (Mycoplasma capricolum) i van demostrar la viabilitat d'un nou microorganisme. Per determinar l’origen sintètic d’aquests bacteris, normalment s’introdueixen al seu genoma marcadors, les anomenades filigranes.
La biologia sintètica és una àrea en desenvolupament intensiu, que representa un nou pas qualitatiu en el desenvolupament de l’enginyeria genètica. Des de la transferència de diversos gens entre organismes fins al disseny i construcció de sistemes biològics únics que no existeixen a la natura amb funcions i propietats "programades". A més, la seqüenciació genòmica i la creació de bases de dades de genomes complets de diversos microorganismes permetran desenvolupar estratègies modernes per a la síntesi d’ADN de qualsevol microbi al laboratori.
Com ja sabeu, l’ADN consta de quatre bases, la seqüència i composició de les quals determinen les propietats biològiques dels organismes vius. La ciència moderna permet introduir bases "no naturals" en el genoma sintètic, el funcionament de les quals a la cèl·lula és molt difícil de programar per endavant. I aquests experiments sobre "inserció" al genoma artificial de seqüències d'ADN desconegudes amb funcions desconegudes ja s'estan duent a terme a l'estranger. Als Estats Units, Gran Bretanya i Japó, s’han creat centres multidisciplinaris dedicats a la biologia sintètica; hi treballen investigadors de diverses especialitats.
Al mateix temps, és obvi que l'ús de tècniques metodològiques modernes augmenta la probabilitat de producció "accidental" o deliberada d'agents quimèrics d'armes biològiques desconegudes per la humanitat amb un conjunt completament nou de factors de patogenicitat. En aquest sentit, sorgeix un aspecte important: garantir la seguretat biològica d’aquests estudis. Segons diversos especialistes, la biologia sintètica pertany al camp d’activitat amb elevats riscos associats a la construcció de nous microorganismes viables. No es pot descartar que les formes de vida creades al laboratori puguin escapar de la proveta i convertir-se en armes biològiques, cosa que posarà en perill la diversitat natural existent.
S'ha de prestar especial atenció al fet que, malauradament, un altre problema important no s'ha reflectit en les publicacions sobre biologia sintètica, és a dir, la preservació de l'estabilitat del genoma bacterià creat artificialment. Els microbiòlegs són molt conscients del fenomen de les mutacions espontànies a causa d’un canvi o pèrdua (supressió) d’un gen en el genoma de bacteris i virus, que condueixen a un canvi en les propietats de la cèl·lula. No obstant això, en condicions naturals, la freqüència d’aparició d’aquestes mutacions és baixa i el genoma dels microorganismes es caracteritza per una relativa estabilitat.
El procés evolutiu ha configurat la diversitat del món microbià durant mil·lennis. Avui en dia, tota la classificació de famílies, gèneres i espècies de bacteris i virus es basa en l’estabilitat de les seqüències genètiques, que permet la seva identificació i determina propietats biològiques específiques. Van ser el punt de partida per a la creació de mètodes diagnòstics tan moderns com la determinació de perfils de proteïnes o àcids grassos de microorganismes mitjançant espectrometria de masses MALDI-ToF o espectrometria de cromo-masses, identificació de seqüències d’ADN específiques de cada microbi mitjançant anàlisi PCR, etc. Al mateix temps, actualment es desconeix l'estabilitat del genoma sintètic dels microbis "quimèrics" i és impossible predir quant hem estat capaços de "enganyar" la natura i l'evolució. Per tant, és molt difícil predir les conseqüències d’una penetració accidental o deliberada d’aquests microorganismes artificials fora del laboratori. Fins i tot amb la "inofensivitat" del microbi creat, el seu alliberament "a la llum" amb condicions completament diferents del laboratori pot conduir a una major mutabilitat i a la formació de noves variants amb propietats desconegudes, possiblement agressives. Una il·lustració viva d’aquesta posició és la creació d’un bacteri artificial cynthia.
Mort a l'ampolla
Cynthia (Mycoplasma laboratorium) és una soca sintètica de micoplasma derivada del laboratori. És capaç de reproduir-se de manera independent i tenia la intenció, segons informes de mitjans estrangers, d’eliminar les conseqüències del desastre petrolífer a les aigües del golf de Mèxic absorbint la contaminació.
El 2011, es van llançar bacteris als oceans per destruir els vessaments de petroli que representen una amenaça per a l’ecologia de la Terra. Aquesta decisió precipitada i mal calculada aviat es va convertir en terribles conseqüències: els microorganismes van descontrolar-se. Es van informar d’una terrible malaltia, anomenada pels periodistes com la plaga blava i que va provocar l’extinció de la fauna al golf de Mèxic. Al mateix temps, totes les publicacions que van causar pànic a la població pertanyen a les publicacions periòdiques, mentre que les publicacions científiques prefereixen guardar silenci. Actualment, no hi ha proves científiques directes (o s’amaguen deliberadament) que la malaltia fatal desconeguda sigui causada per Cynthia. No obstant això, no hi ha fum sense foc, per tant, les versions declarades del desastre ecològic al golf de Mèxic requereixen una atenció i un estudi molt detallats.
Se suposa que en el procés d’absorció de productes derivats del petroli, cynthia ha canviat i ha ampliat els requisits nutricionals mitjançant la inclusió de proteïnes animals a la "dieta". En entrar en ferides microscòpiques al cos de peixos i altres animals marins, s’estén pel torrent sanguini a tots els òrgans i sistemes, literalment corroint tot el que es troba al seu pas en poc temps. En pocs dies, la pell de les foques es cobreix d’úlceres, sagnant constantment i després es podreix completament. Per desgràcia, hi ha hagut informes de casos mortals de la malaltia (amb el mateix complex de símptomes) i de persones que nedaven al golf de Mèxic.
Un punt essencial és el fet que en el cas de synthia, la malaltia no es pot tractar amb antibiòtics coneguts, ja que, a més de les "filigranes", es van introduir al genoma bacterià gens de resistència a medicaments antibacterians. Aquest últim planteja preguntes i sorpreses. Per què el microbi sapròfit original, incapaç de causar malalties en humans i animals, necessita gens de resistència als antibiòtics?
En aquest sentit, el silenci dels funcionaris i autors d’aquesta infecció sembla almenys estrany. Segons alguns experts, hi ha una ocultació de la veritable magnitud de la tragèdia a nivell governamental. També es suggereix que, en el cas de l’ús de synthia, parlem de l’ús d’armes bacteriològiques d’un ampli espectre d’acció, que representa una amenaça de l’aparició d’una epidèmia intercontinental. Al mateix temps, per dissipar el pànic i els rumors, els Estats Units tenen tot l’arsenal de mètodes moderns per identificar microorganismes i no és difícil determinar l’agent etiològic d’aquesta infecció desconeguda. Per descomptat, no es pot descartar que aquest sigui el resultat de l’efecte directe del petroli sobre un organisme viu, tot i que els símptomes de la malaltia indiquen més la seva naturalesa infecciosa. Malgrat tot, la pregunta, repetim, requereix claredat.
Preocupació natural per la investigació descontrolada de molts científics russos i estrangers. Per reduir el risc, es proposen diverses direccions: la introducció de la responsabilitat personal per a desenvolupaments amb resultats no programables, un augment de l’alfabetització científica a nivell de formació professional i una àmplia consciència pública sobre els èxits de la biologia sintètica a través dels mitjans de comunicació. Però, la comunitat està preparada per seguir aquestes regles? Per exemple, treure espores d’antracis d’un laboratori dels EUA i enviar-les en sobres posa en dubte l’eficàcia del control. A més, tenint en compte les possibilitats modernes, es facilita la disponibilitat de bases de dades de seqüències genètiques de bacteris, inclosos agents causants d’infeccions especialment perilloses, tècniques de síntesi d’ADN, mètodes de creació de microbis artificials. És impossible excloure l'obtenció d'accés no autoritzat a aquesta informació per part dels pirates informàtics amb la posterior venda a les parts interessades.
Com mostra l'experiència de "llançar" Cynthia en condicions naturals, totes les mesures proposades són ineficaços i no garanteixen la seguretat biològica del medi ambient. A més, no es pot descartar que hi pugui haver conseqüències ecològiques a llarg termini de la introducció d’un microorganisme artificial a la natura.
Les mesures de control proposades –una àmplia consciència mediàtica i una major responsabilitat ètica dels investigadors en la creació de formes artificials de microorganismes– encara no són encoratjadores. El més eficaç és la regulació legal de la seguretat biològica de les formes de vida sintètiques i el sistema de control d’aquestes a nivell internacional i nacional segons el nou sistema d’avaluació de riscos, que hauria d’incloure un estudi exhaustiu i experimental basat en l’evidència de les conseqüències en el camp de la biologia sintètica. Una possible solució també podria ser la creació d’un consell expert internacional per avaluar els riscos de l’ús dels seus productes.
L’anàlisi demostra que la ciència ha assolit fronteres completament noves i planteja problemes inesperats. Fins ara, els esquemes d’indicació i identificació d’agents perillosos s’han orientat a la seva detecció basats en la identificació de marcadors genètics o antigènics específics. Però quan es creen microorganismes quimèrics amb diferents factors de patogenicitat, aquests enfocaments són ineficaços.
A més, els esquemes desenvolupats actualment per a la profilaxi específica i d’emergència, la teràpia etiotròpica d’infeccions perilloses també poden resultar inútils, ja que es calculen, fins i tot en el cas d’utilitzar opcions modificades, per a un patogen conegut.
La humanitat, sense saber-ho, ha entrat en el camí de la guerra biològica amb conseqüències desconegudes. És possible que no hi hagi guanyadors en aquesta guerra.
