Edición del genoma humano, Órganos de reemplazo impresos en 3D y fotosíntesis artificial:el campo de la bioingeniería ofrece una gran promesa para abordar los principales desafíos que enfrenta nuestra sociedad. Pero como destaca un nuevo artículo publicado hoy, estos desarrollos brindan tanto oportunidades como riesgos a corto y largo plazo.

Desarrollos rápidos en el campo de la biología sintética y sus herramientas y métodos asociados, incluyendo técnicas de edición de genes más ampliamente disponibles, han aumentado sustancialmente nuestras capacidades para la bioingeniería:la aplicación de principios y técnicas desde la ingeniería a los sistemas biológicos, a menudo con el objetivo de abordar problemas del "mundo real".

En un informe publicado en la revista de acceso abierto eLife , un equipo internacional de expertos dirigido por la Dra. Bonnie Wintle y el Dr. Christian R. Boehm del Centro para el Estudio del Riesgo Existencial de la Universidad de Cambridge, capturar las perspectivas de la industria, innovadores, eruditos y la comunidad de seguridad en el Reino Unido y EE. UU. sobre lo que consideran los principales problemas emergentes en el campo.

El Dr. Wintle dice:"El crecimiento de la bioeconomía ofrece la promesa de abordar los desafíos ambientales y sociales globales, pero como muestra nuestro artículo, también puede presentar nuevos tipos de desafíos y riesgos. El sector debe actuar con cautela para garantizar que podamos cosechar los beneficios de forma segura ".

El informe pretende ser un resumen y un punto de partida para que los responsables de la formulación de políticas de una variedad de sectores sigan explorando aquellos temas que puedan ser relevantes para ellos.

Entre las cuestiones destacadas por el informe como más relevantes durante los próximos cinco años se encuentran:

• Fotosíntesis artificial y captura de carbono para producir biocombustibles:si se pueden superar los obstáculos técnicos, tales desarrollos podrían contribuir a la futura adopción de sistemas de captura de carbono, y proporcionar fuentes sostenibles de combustibles y productos químicos básicos.
• Fotosíntesis mejorada para la productividad agrícola:la biología sintética puede ser la clave para aumentar los rendimientos en las tierras actualmente cultivadas y, por lo tanto, ayudar a abordar la seguridad alimentaria al mejorar la fotosíntesis y reducir las pérdidas previas a la cosecha. además de reducir los residuos poscosecha y posconsumo.
• Impulsores genéticos sintéticos:los impulsos genéticos promueven la herencia de rasgos genéticos preferidos en toda una especie, por ejemplo, para evitar que se reproduzcan los mosquitos transmisores de la malaria. Sin embargo, esta tecnología plantea interrogantes sobre si puede alterar los ecosistemas, potencialmente incluso creando nichos donde una nueva especie portadora de enfermedades o un nuevo organismo patológico puedan afianzarse.
• Edición del genoma humano:las tecnologías de ingeniería del genoma como CRISPR / Cas9 ofrecen la posibilidad de mejorar la esperanza de vida y la salud de las personas. Sin embargo, su implementación plantea importantes dilemas éticos. Es factible que individuos o estados con los medios financieros y tecnológicos puedan optar por brindar ventajas estratégicas a las generaciones futuras.
• Investigación de la agencia de defensa en ingeniería biológica - Las áreas de biología sintética en las que invierten algunas agencias de defensa aumentan el riesgo de "uso dual". Por ejemplo, un programa tiene la intención de utilizar insectos para diseminar virus de plantas modificados genéticamente que confieren rasgos a las plantas objetivo de las que se alimentan, con el objetivo de proteger los cultivos de posibles patógenos de las plantas, pero estas tecnologías también podrían ser utilizadas por otros para dañar los objetivos.

En los próximos cinco a diez años, los autores identificaron áreas de interés que incluyen:

• Medicina regenerativa:impresión 3D de partes del cuerpo e ingeniería de tejidos:si bien esta tecnología, sin duda, aliviará el sufrimiento causado por lesiones traumáticas y una miríada de enfermedades, revertir la decadencia asociada con la edad todavía está cargada de ética, preocupaciones sociales y económicas. Los sistemas de salud se verían sobrecargados rápidamente por el costo de reponer las partes del cuerpo de los ciudadanos a medida que envejecen y podrían liderar nuevas clases socioeconómicas. ya que solo aquellos que pueden pagar por esa atención ellos mismos pueden prolongar sus años de salud.
• Terapias basadas en el microbioma:el microbioma humano está implicado en una gran cantidad de trastornos humanos, desde el Parkinson hasta el cáncer de colon, así como enfermedades metabólicas como la obesidad y la diabetes tipo 2. Los enfoques de biología sintética podrían acelerar en gran medida el desarrollo de terapias basadas en microbiota más eficaces. Sin embargo, Existe el riesgo de que el ADN de microbios modificados genéticamente se propague a otra microbiota en el microbioma humano o al entorno más amplio.
• Intersección de la seguridad de la información y la bioautomatización:los avances en la tecnología de automatización combinados con técnicas de ingeniería más rápidas y confiables han dado como resultado la aparición de 'laboratorios en la nube' robóticos donde la información digital se transforma en ADN y luego se expresa en algunos organismos objetivo. Esto abre la posibilidad de nuevos tipos de amenazas a la seguridad de la información, que podría incluir la manipulación de secuencias de ADN digitales que conducen a la producción de organismos nocivos, y sabotear la producción de vacunas y fármacos mediante ataques a equipos o bases de datos de secuencias de ADN críticas.

A largo plazo, los problemas identificados incluyen:

• Los nuevos fabricantes interrumpen los mercados farmacéuticos:los laboratorios biológicos comunitarios y las nuevas empresas emprendedoras están personalizando y compartiendo métodos y herramientas para experimentos e ingeniería biológicos. Combinado con modelos comerciales abiertos y tecnologías de código abierto, esto podría anunciar oportunidades para fabricar terapias adaptadas a enfermedades regionales que las compañías farmacéuticas multinacionales podrían no encontrar rentables. Pero esto genera preocupaciones sobre la posible interrupción de los mercados de fabricación existentes y las cadenas de suministro de materias primas, así como temores sobre una regulación inadecuada. control de calidad del producto menos riguroso y uso indebido.
• Tecnologías de plataforma para abordar las pandemias de enfermedades emergentes:las enfermedades infecciosas emergentes, como los brotes recientes de enfermedades por el virus del Ébola y el Zika, y los posibles ataques con armas biológicas requieren escalabilidad, diagnóstico y tratamiento flexible. Las nuevas tecnologías podrían permitir la identificación y el desarrollo rápidos de candidatos a vacunas, y sistemas de producción de anticuerpos a base de plantas.
• Cambiando los modelos de propiedad en biotecnología:el aumento de las herramientas genéricas y la reducción de las barreras técnicas para la biología de la ingeniería tienen el potencial de ayudar a quienes se encuentran en entornos de bajos recursos, beneficiarse del desarrollo de una bioeconomía sostenible basada en las necesidades y prioridades locales, particularmente cuando se abren nuevos avances para que otros puedan seguir construyendo.

La Dra. Jenny Molloy comenta:"Un tema que surgió repetidamente fue el de la desigualdad en el acceso a la tecnología y sus beneficios. El auge del código abierto, las herramientas sin patente podrían permitir un intercambio generalizado de conocimientos en el campo de la ingeniería biológica y aumentar el acceso a los beneficios para quienes se encuentran en los países en desarrollo ".

El profesor Johnathan Napier de Rothamsted Research agrega:"Los desafíos incorporados en los Objetivos de Desarrollo Sostenible requerirán todo tipo de ideas e innovaciones para lograr resultados significativos. En agricultura, estamos en la cúspide de nuevos paradigmas sobre cómo y qué crecemos, y donde. Demostrar la imparcialidad y la utilidad de tales enfoques es crucial para garantizar la aceptación pública y también para generar un impacto significativo ".

El Dr. Christian R. Boehm concluye:"A medida que estas tecnologías surgen y se desarrollan, debemos asegurar la confianza y la aceptación del público. La gente puede estar dispuesta a aceptar algunos de los beneficios, como el cambio de propiedad de las grandes empresas a una ciencia más abierta, y la capacidad de abordar problemas que afectan de manera desproporcionada al mundo en desarrollo, como la seguridad alimentaria y las enfermedades. Pero proceder sin las precauciones de seguridad adecuadas y el consenso social, independientemente de los beneficios para la salud pública, podría dañar el campo durante muchos años ".