¿Vida artificial?: bioterrorismo y aspectos éticos

Desde que las cuestiones éticas en relación con la biología sintética comenzaron a discutirse en los noventa, se han hecho varios estudios, de los cuales se desprende que los temas de discusión se polarizan en cuatro grandes áreas:

1.- Patentes, monopolios y globalización
2.- Bioseguridad y medio ambiente:
3.- Armas biológicas y bioterrorismo
4.- Cuestiones filosófico-religiosas

La semana pasada vimos las dos primeras cuestiones, relativas a las patentes, monopolios y globalización; y a la bioseguridad y medio ambiente. Hoy concluiremos con los dos últimos aspectos.

3.- ARMAS BIOLÓGICAS Y BIOTERRORISMO
Este es uno de los temas sobre los que más se ha discutido. El propio Venter parece preocupado por las implicaciones de bioseguridad de la biología sintética, y ha reclamado la introducción de controles sobre ella.(1) Resulta curioso que, mientras en Europa preocupa más la bioseguridad en la investigación, en los EE.UU., tal vez por la historia reciente, lo que más preocupa es el bioterrorismo. Esa preocupación no es banal, existe la posibilidad de generar bacterias peligrosas por bioterroristas/bio-hackers (o más simplemente por parte de ciertos estados que no tengan escrúpulos en fabricar estas armas).(2) Este es un nuevo caso de lo que se denomina “dilema del doble uso”. Desde el más primitivo de los cuchillos (sea de sílex, cobre o hierro) hasta la energía atómica, una gran parte de los avances científico-tecnológicos pueden ser usados con fines pacíficos o destructivos. Y los conocimientos biológicos han sido también usados a lo largo de la historia para crear armas biológicas, aunque durante mucho tiempo no se supiera la base científica de semejantes armas. Con el nacimiento de la bacteriología en el siglo XIX, la posibilidad de diseñar racionalmente esas armas se hace posible, tanto para los estados como para los bioterroristas. Esto último aparece ya en una historia de H. G. Wells, “El bacilo robado” (1895), en el que un revolucionario anarquista gana la confianza de un bacteriólogo para conseguir la bacteria del cólera y envenenar el suministro de agua de Londres.(3)

Las posibilidades de la genómica sintética en este campo se hicieron patentes con un experimento publicado en 2002, en el que el equipo del virólogo Eckard Wimmer consiguió fabricar virus de la polio in vitro. El procedimiento fue sencillo, utilizando la secuencia ya conocida del genoma del virus (7.440 nucleótidos, disponible en Internet), se sintetizó químicamente ese genoma, se le añadió un extracto de células trituradas (en las que estaba toda su maquinaria proteica, en particular sus ribosomas) y se obtuvieron partículas virales, indistinguibles de las naturales.(4) Poco después, en 2003, el equipo de Venter consiguió ensamblar fragmentos de ADN fabricados químicamente para reconstruir todo el genoma del virus bacteriano φX174, que luego fue introducido en bacterias que produjeron partículas virales.(5) Y otro paso significativo fue conseguido entre 1995 y 2005, con la recuperación de la secuencia completa del genoma del virus de la gripe de 1918, a partir de muestras de la época conteniendo virus, lo que permitió la “recreación” de esos virus en el laboratorio.(6) Siguiendo con los genomas virales sintéticos, una vuelta de rosca adicional se ha producido recientemente con la síntesis del genoma del virus bacteriano T7. En ese caso se hizo algo que no se había producido antes con los otros genomas virales, y que todavía está pendiente también en el campo de los genomas bacterianos: la modificación del genoma sintético. En 2005, el equipo de Drew Endy no se limitó simplemente a copiar el genoma natural de T7, sino que se modificó sustancialmente, rediseñando un 30% de su genoma: se reemplazó un segmento de 11.515 nucleótidos (de un genoma total de 39.937 nucleótidos) con un fragmento de diseño de 12.179 nucleótidos. El resultado fue un virus viable (usando la jerga informática, lo denominaron T7.1), lo que demostró la hipótesis de partida de que el fragmento eliminado no era imprescindible.(7)

Pero esta preocupante posibilidad ha existido ya desde hace años, y no requiere la síntesis de un genoma completo, simplemente la introducción de ciertos genes “tóxicos” en bacterias pre-existentes. Lo que añaden estos descubrimientos es la posibilidad de que algún bioterrorista pueda utilizar la secuencia del genoma de alguna bacteria patógena difícil de conseguir, pero que se encuentre disponible en bases de datos públicas (p. ej.: en Internet, como en el caso del poliovirus) y sea capaz de sintetizar y ensamblar ese genoma para modificar cualquier bacteria común, y convertirla en una bacteria mortífera (sin necesidad de tener esa bacteria de antemano).

Además, y ya que todo se sintetiza en el laboratorio desde cero, sería posible añadirle nuevos genes, o variantes de genes peligrosos. Un famoso caso, en este sentido, se consiguió con la ingeniería genética clásica, simplemente insertando un único gen en un virus a finales del siglo pasado. Unos investigadores australianos estaban intentando desarrollar un anticonceptivo para ratones, a fin de controlar su proliferación. El método elegido fue la modificación de un virus que produjese infertilidad en los ratones. Para ello introdujeron el gen IL-4 en el virus mousepox, que normalmente produce síntomas poco severos en ratones. El resultado fue mucho más allá de la infertilidad buscada, todos los ratones murieron rápidamente en 9 días. Si bien es cierto que el mousepox no afecta a los humanos, y ese virus modificado no supone un peligro para nosotros, dada la similitud entre el mousepox y el virus de la viruela humano, uno de los investigadores implicados (Ronald Jackson), indicó que: “Es razonable asumir que si algún idiota pone la IL-4 humana en el virus humano de la viruela incrementará su letalidad dramáticamente.” (8) El problema se acrecienta teniendo en cuenta que la viruela se erradicó en 1977 y no se ha vacunado a la población desde hace varias décadas (sólo existen muestras del virus en laboratorios de alta seguridad de EE.UU. y Rusia; precaución, por cierto, que podría ser inútil si el virus entero pudiera algún día ser sintetizado in vitro). En cualquier caso, el experimento con el mousepox/IL-4 se repitió con ratones vacunados con una eficiente vacuna contra el mousepox, y aún así la mitad murieron rápidamente. Eso fue lo que alarmó a los científicos, y lo que hizo retrasar su publicación hasta 2001.(9) Tampoco pudo combatirse el nuevo virus con un antiviral contra la viruela (10), lo que terminó de disparar la preocupación de que una tecnología de este tipo en manos terroristas sería muy difícil de combatir. A posteriori, el investigador principal, Ian Ramshaw ha señalado que incluso la idea original de crear un virus que no matase, pero dejase estéril al individuo era ya un proyecto peligroso de “doble uso” que “nunca debería haberse iniciado” y que “el gobierno nunca daría permiso para liberar un virus así. La sociedad estaría demasiado preocupada por la liberación al medio ambiente de un virus que causa esterilidad. Las ideas brillantes, que a veces tienen los científicos, simplemente se descarrían en cuanto vas a los detalles prácticos.” (11)

Curiosamente, estos experimentos fueron simultáneos a otros realizados en el Reino Unido usando el virus vaccinia (un virus humano inocuo, que curiosamente protege de la viruela, y que se usó para vacunar contra ella) en el que se introdujo también IL-4. El virus modificado también era mortal para los ratones; pero dado que no se probó con ratones vacunados contra el virus y que el artículo se centró en otros temas, pasó totalmente desapercibido.(12) Este tipo de investigaciones evidencian que la manipulación de sistemas biológicos lleva a consecuencias imprevisibles. Aunque la “biología de sistemas” intenta comprender los sistemas biológicos como se puede comprender un ordenador, y la “biología sintética” intenta, en consecuencia, manipularlo al modo de la ingeniería, la verdad es que los sistemas biológicos son todavía demasiado complicados. Es por ello que cuando se manipulan dan lugar a novedosos, imprevisibles e incontrolables propiedades “emergentes”.(13) Precisamente el tipo de características que la ingeniería intenta evitar, en favor de la previsibilidad, que es lo que permite las manipulaciones con confianza y sin sorpresas, como dice Drew Endy: “Los ingenieros odian la complejidad. Yo odio las propiedades emergentes. Me gusta la simplicidad. No quiero que el avión que tome mañana tenga alguna propiedad emergente mientras está en vuelo.” (14)

Estos estudios demuestran (en particular el de Wimmer de 2002) que, con unas instalaciones modestas, se podría fabricar cualquier virus, aunque sea un virus difícil de conseguir (como la polio o el ébola) o incluso aunque estuviese ya erradicado (como en el caso de la viruela, la gripe de 1918 o la cepa de coronavirus del SARS de 2003). Y eso apunta a que el problema viene realmente de la facilidad con la que actividades que previamente eran coto exclusivo de grandes instituciones (públicas o privadas), con personal especializado, compleja maquinaria y elevados presupuestos, están hoy en día al alcance de la mano, debido al abaratamiento y la simplificación de la biotecnología en general. De hecho, en 2006 un periodista del periódico británico “The Guardian” encargó parte de la secuencia de ADN del virus de la viruela, que recibió en su domicilio, exponiendo claramente que muchas compañías que sintetizan fragmentos de ADN no revisan los pedidos para detectar secuencias peligrosas.(15)

De manera paralela a lo que ocurrió con la informática en los años setenta y ochenta, es posible la aparición de lo que la llamada biotecnología “de garaje” o biotecnología como pasatiempo de aficionados (una especie de bricolaje (16) biotecnológico o bio-bricolage), e incluso de bio-hackers (en relación con los dos primeros casos podríamos destacar la organización del concurso internacional de máquinas de ingeniería genética, iGEM, para estudiantes; el problema de los bio-hackers se ha hecho más real tras los envíos de cartas con ántrax en EE.UU. en 2001). Lo preocupante sería que, a diferencia de los virus informáticos que se distribuyen por Internet y atacan nuestros ordenadores, los virus de los bio-hackers nos podrían atacar a nosotros mismos, los animales, las plantas… La seriedad del problema no ha escapado a la propia CIA, que en el 2003 publicó un informe “El futuro más oscuro de las armas biológicas”, en el que advierte que: “La misma ciencia que puede curar algunas de nuestras peores enfermedades puede ser usada para crear las armas más aterradoras del mundo”.(17)

4.- CUESTIONES FILOSÓFICO-RELIGIOSAS
Venter y sus co-autores dicen, en la primera página del artículo que acaban de publicar, que las preguntas a las que responden son: “¿Contienen los cromosomas todo el repertorio genético? Si es así, ¿puede un sistema genético completo ser reproducido por síntesis química a partir únicamente de secuencias de ADN digitales contenidas en un ordenador?” (18). La respuesta queda clara, es un SÍ a ambas. Toda la información está en el cromosoma bacteriano, y esa información se puede digitalizar y replicar químicamente. En otras palabras, la biología bacteriana se puede construir con información química. Esto viene a confirmar algo que ya se comprobó con la síntesis in vitro de poliovirus por parte del grupo de Wimmer en 2002 (y desde entonces con otros virus, como mencionamos antes): que el vitalismo resulta una hipótesis innecesaria para explicar la vida, y que ésta se sustenta sobre un claro sustrato físico-químico.

Y no nos engañemos, aunque esto no ha sido la fabricación de una célula sintética (sólo se trata de un genoma sintético en una célula “nodriza”), el objetivo final es precisamente ese: la construcción de una célula artificialmente en el laboratorio, con todas las piezas sintéticas, montada “ladrillo” a “ladrillo”, no sólo en su genoma, sino también sus proteínas y su membrana, etc. Para los biólogos sintéticos, sólo se puede entender a fondo lo que se es capaz de construir: “Queremos demostrar que carajo es la vida construyéndola” (19), dijo recientemente Steen Rasmussen, uno de los científicos que trabajan con ese objetivo. Todavía es un sueño lejano; pero yo no apostaría a qué es imposible, ni a que Dios lo vaya a impedir…

Si a alguien le parece esto sorprendente e incompatible con sus ideas filosófico/religiosas, hará bien en someterlas a un nuevo examen ante la evidencia acumulada en los últimos dos siglos. La vida no se define por la presencia de algún elemento “inmaterial”, (20) sino más bien por la manera en que interacciona la materia que la constituye. Siguiendo con la metáfora informática, la “biología de sistemas” estudia los circuitos biológicos de la célula, de manera un tanto similar a los circuitos electrónicos de los chips de silicio, encontrando que “muchos de los elementos familiares a la ingeniería electrónica como los bucles de retroalimentación, interruptores y amplificadores, aparecen también en los circuitos genéticos.” Así, pues, es concebible una forma de vida basada en otros materiales diferentes al carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, etc… “Podría ser posible que se crease vida a partir de un conjunto completamente diferente de componentes, al igual que un ordenador puede construirse con pelotas de ping-pong moviéndose por tubos en lugar de chips de silicio.” (21)

Autor: Pablo de Felipe es doctor en Bioquímica, investigador, escritor y profesor de Ciencia y Fe en el Seminario SEUT

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(1) Craig Venter reclama nuevas normas para regular su descubrimiento. El Mundo 21/5/2010.
(2) En ciertas aplicaciones, como la de control de vertidos, esa liberación no sería accidental, sino el objetivo último buscado. Algo que debería meditarse cuidadosamente, y estar sujeto a cuidadosos estudios y controles.
(3) The stollen bacillus.
(4) J. Cello y col. (2002). Chemical synthesis of poliovirus cDNA: generation of infectious virus in the absence of natural template. Science 297:1016-1018.
(5) H.O. Smith y col. (2003). Generating a synthetic genome by whole genome assembly: φX174 bacteriophage from synthetic oligonucleotides. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 100:15440-1544.
(6) T. Tumpey y col. (2005). Characterization of the Reconstructed 1918 Spanish Influenza Pandemic Virus. Science 310:77-80. J. K.Taubenberger y col. (2007). Discovery and characterization of the 1918 pandemic influenza virus in historical context. Antivir. Ther. 12:581–591.
(7) L. Y Chan y col. (2005). Refactoring bacteriophage T7. Mol. Syst. Biol. doi:10.1038/msb4100025.
(8) R. Nowak. Killer virus. New Scientist (10/01/2001).
(9) R. J. Jackson y col. (2001). Expression of mouse interleukin-4 by a recombinant ectromelia virus suppresses cytolytic lymphocyte responses and overcomes genetic resistance to mousepox. J Virol 75:1205-1210.
(10) S. J. Robbins y col. (2005). The efficacy of cidofovir treatment of mice infected with ectromelia (mousepox) virus encoding interleukin-4. Antiviral Res 66:1-7.
(11) M. J. Selgelid y L. Weir (2010). Op. cit.
(12) G. P. Bembridge y col. (1998). Recombinant vaccinia virus coexpressing the F protein of respiratory syncytial virus (RSV) and interleukin-4 (IL-4) does not inhibit the development of RSV-specific memory cytotoxic lymphocytes, whereas priming is diminished in the presence of high levels of 2 or gamma interferon. J. Virol 72:4080-4087.
(13) G. Pósfai y col. (2006). Emergent properties of reduced-genome Escherichia coli. Science 312:1044-1046.
(14) OCDE y Royal Society (2010). Op. cit., p. 17.
(15) J. Randerson (2006). Lax Laws, Virus DNA and Potential for Terror. The Guardian.
(16) Lo que en inglés se denomina como “do-it-yourself” (DIY).
(17) CIA (2003). The Darker Bioweapons Future.
(18) D. G. Gibson y col. (2008). Complete chemical synthesis, assembly, and cloning of a Mycoplasma genitalium genome. Science 319:1215-1220.
(19) Steen Rasmussen, científico de Los Alamos National Laboratory (New Mexico, EE.UU.). Citado en Bob Holmes. Alive! The race to create life from scratch. New Scientist (12/02/2005).
(20)A propósito de esto, el catedrático de bioética, Arthur Caplan ha recordado que hace un siglo el filósofo Henri-Louis Bergson invocaba un “élan vital” para explicar la materia viva. A. Capland (2010). The end of vitalism. Nature 265:423.
(21) P. Ball (2004). What Is Life? Can We Make It? Prospect 101.