Dicen los rumores que la biotecnología es un término difícil de explicar y los diccionarios, muchos libros y alguno que otro docente y profesional del área tal vez no nos dan la mejor definición; que a mi juicio es abstracta, intangible y no da oportunidad para que la imaginación vuele. La mejor manera de explicarla es mediante ejemplos de sus aplicaciones y Marcelo Castro-Alpízar no pudo haberlo hecho mejor en su blog La pregunta del millón, ¿Que es biotecnología?, el cual los invito a leer, pues es el antecesor y primer entrega de esta serie de blogs.Como menciona Marcelo al final de su blog, nos tocó vivir en una era interesante, pero llena de retos si queremos de nuestro planeta un hogar habitable a largo plazo. Hay crecimiento exponencial por donde quiera verse: la población humana pasó de 0.3 Billones de personas hace 1000 años a 7 Billones en la actualidad y continúa creciendo. Desde la revolución industrial por allá del siglo XVIII, la ciencia y la tecnología tampoco han escapado de ese crecimiento acelerado y en tan pocos años ha llegado a lo que tenemos hoy en día, donde prácticamente estamos interconectados y con solo un click podemos acceder al conocimiento que se genera al otro lado del mundo en tiempo real. Los problemas también se nos hacen cada vez más grandes: calentamiento global, extinción de especies, contaminación masiva de todo tipo, más bocas que alimentar, pero menos terrenos fértiles, agotamiento de fuentes hídricas, saturación de las ciudades, pobreza, 7 billones de personas compitiendo por los mismos recursos, etc. ¿Qué tan cerca estamos de rebasar el vaso si continuamos así?Hay algunas áreas de la ciencia y la tecnología en las cuales se están generando avances increíbles con mucho potencial. Internet de las Cosas (IoT), nanotecnología y High Tech son algunos ejemplos. Pero hay un área específica que está en pleno desarrollo que justamente es parte de la biotecnología: la Biología Sintética, con la cual se desarrollará el resto de este blog.

Comencemos por lo básico. El ADN. Los humanos contamos con 6 billones de las letras ATCG que conforman el ADN. Estas pequeñas letras o moléculas codifican absolutamente TODO lo que somos y TODO lo que está vivo en este planeta. Sí, codifican, tal cual sucede como en el código binario (reemplacen el 0 por A-T y el 1 por G-C y comienza la diversión). El ADN es lo que hace de nosotros y cada especie un ser único. El ADN codifica y se traduce en Proteína, lo que permite que algunas especies tengan alas como las moscas y las aves, a otras que generen luminiscencia como la luciérnaga, cambien su tonalidad de acuerdo a su entorno como el camaleón, cuenten con tejidos translúcidos como las medusas, formen estructuras resistentes y a la vez flexibles utilizadas para atrapar presas como las arañas y sus telarañas, lleven a cabo el proceso maravilloso de la metamorfosis como las mariposas y que tengamos la habilidad del razonamiento antes de actuar por instinto como el ser humano. Todas estas características están codificadas por 1 o más grupos de estas letras ATCG, que llamamos genes y que como mencioné, se traducen en proteínas, el resultado tangible.

Ahora bien, ¿donde entra la biología sintética?

Teniendo los conceptos anteriores claros, iniciemos de una manera imaginativa: ¿qué tal si obtenemos los genes que permiten la regeneración de la cola en una iguana y con ellos logramos la regeneración de un brazo en un humano?, ¿si transferimos los genes encargados de la fotosíntesis en las plantas en, por ejemplo, las yemas de mis dedos para obtener fuente de energía e incluso oxigenación?, ¿suena muy atrevido transferir genes de aromas agradables (e.g. menta, lavanda) en los microorganimos que viven en nuestras axilas y cualquier otra zona para neutralizar el mal olor que generan?, ¿y si producimos pequeños árboles de navidad que brillan en la oscuridad?.

Muchos no soportamos el maltrato animal: qué excelente sería si se pudiera recrear la producción de cuero en un laboratorio cultivando células sobre una base y de esta manera dejar de despojar a animales como los lagartos y el ganado de su piel. Un último vuelo de imaginación, ¿si se pudiera producir sangre artificial y una sustancia capaz de “cerrar” de manera inmediata las heridas (coagular), contar con ella de manera portátil y que en caso de accidente y pérdida considerable de sangre, me funcione de manera provisional mientras me trasladan a un centro médico y me hagan una transfusión de sangre, disminuyendo así la posibilidad de muerte por pérdida excesiva de sangre?

Bueno! Ahí entra la biología sintética que se puede definir como el traslado de genes que tenga un organismo A a otro organismo B y así conferirle al organismo B una función o habilidad que antes no tenía. Y en vez de hablar de genes, podemos hablar de una pequeña caja de legos con los cuales se pueden armar muchas cosas: un carro, un árbol, un animal, una casa, etc. ¡Las posibilidades son cuantiosas si dejamos fluir nuestra imaginación y creatividad!. Es decir, la biología sintética es toda una rama de ingeniería con el potencial de crear en busca de solucionar problemas de una manera que no existe en la naturaleza.

Puede ser que la mayoría de casos (o incluso todos) le puedan sonar improbables, extraños, riesgosos o geniales, y cualquier otro calificativo que considere pertinente. Pero la verdad es que ya hay gente alrededor de mundo que ha pensado en estos ejemplos y los está haciendo (o intentando hacer). Tal vez el caso de las yemas fotosintéticas no, o tal vez sí; no sé, ese ejemplo se me ocurrió a mí. Sin embargo, un grupo de investigación está experimentando la relación o coexistencia entre cultivos de tejidos artificiales de piel y cultivos de microalgas para facilitar la oxigenación que brinda la microalga en la piel artificial. Con esto se aumentaría la tasa de éxito de la piel cuando se utilice para el tratamiento de una quemadura por ejemplo. Esta coexistencia hace que la piel tenga una coloración verde y por ello se llama Hulk-green artificial skin. Ahora bien, Tomas Egana, uno de los principales investigadores detrás del proyecto menciona que a la microalga se le podría añadir genes que produzcan antibióticos, anti-inflamatorios y moléculas pro-regenerativas en beneficio de la piel para aumentar aún más la tasa de éxito. O sea, Biología Sintética. Por cierto, hay una tica que forma parte de este ambicioso proyecto, ¡todo un orgullo!

¿Vieron? No estaba tan volado o perdido con mi ejemplo. No fue el mismo caso, ni el mismo fundamento y finalidad, pero sí mantiene cierta relación y podría trasladarse a mi caso imaginativo. Si algo he testificado durante mi formación, es que nada es imposible. Y la biología sintética es eso. Podrá ser difícil, sí. Muchas variables podrán no ser controladas, cierto. Podrá estar llena de retos aún por solucionar como en muchos casos donde a pesar de contar con las mismas letras ATCG entre organismos totalmente distintos, la maquinaria molecular encargada de trabajar con tales letras, puede no ser exactamente la misma entre el organismo A, fuente de los genes, y el organismo B; o sea, que tengamos legos de diferente tamaño que no coinciden, pero que hay que encajar de alguna forma. Puede ser que ciertas técnicas aún no estén lo suficientemente maduras y no brinden altas tasas de éxito.

Sí, todo lo anterior es cierto, pero sin duda alguna la biología sintética y la biotecnología en general son temas de ponerle el ojo — muchas compañías se están lanzando y cada vez hay más inversionistas en busca de negocios en el área — pues tienen el potencial de brindar soluciones a grandes problemas y donde incluso hay espacio para aplicaciones que cubran tanto necesidades básicas como necesidades adquiridas. Pero como mencioné al inicio, ¿qué mejor manera de abarcar conceptos que utilizar ejemplos?

Arrancamos con la Sección Sprint, la cual incluye 10 series concretas de algunas compañías, la mayoría en desarrollo, a las cuales vale la pena dar seguimiento:

Milis Bio: Producción de proteínas con sabor dulce como alternativas al uso de azúcar.Pembient: combinación de cultivos de células e impresión 3D para producir cuernos de rinoceronte en el laboratorio, atacando la problemática de matanza de estos animales y mercado negro.Pili: producción de pigmentos (colores) en bacterias para diversas industrias como la textil y cosmética.

Ageria: la siguiente generación de yogurts con probióticos capaces de generar sustancias que retrasan el envejecimiento (los probióticos son microorganismos adicionados en ciertos alimentos y que viven en nuestro sistema digestivo, los cuales nos ayudan en el proceso de digestión y obtención de nutrientes de los alimentos, además de potenciar nuestras defensas).Sweat Peach: probióticos vaginales personalizados que complementan y refuerzan las defensas contra infecciones.3 Startups con alta expectativa de cambiar el paradigma en la alimentación: Memphis Meats con la producción de carne a partir de cultivos de células sin la necesidad de cría y matanza de animales. Perfect Day está con la producción de leche utilizando levaduras en un proceso similar a la producción de cerveza artesanal. ¡Sin vacas!. Clara Foodssacando a la gallina de la ecuación en la producción de huevos. Las 3 tienen algo en común, ¿lo notaron?Hablamos de la alimentación en el punto 6. ¡Pues la moda y la industria textil no se quedan atrás!. MycoWorks: cuero a partir de hongos. ¡Sin animales! Redefining Leather with Mycelium! Excelente slogan. Y Spiber, nada menos que con la producción de seda de araña en bacterias, quienes se aliaron a The North Face para lanzar el abrigo Moon Parka.

Amyris: una de mis favoritas. Su primer producto fue el farneseno, el cual cuenta con aplicaciones en numerosas áreas, incluyendo combustibles, lubricantes y aplicaciones en neumáticos. Hoy día ampliaron sus productos a sabores y fragancias para la industria cosmética; y se encuentran en desarrollo de una droga contra la malaria.La biología sintética puede ser un proceso largo, difícil y costoso; es decir, ¡A total pain in the ass! Compañías como Gingkgo Bioworks y Zymergenentienden esto y ofrecen el desarrollo de microorganimos con habilidades nuevas, productos terminados y/o procesos optimizados utilizando biología sintética según las especificaciones y deseos del cliente.Finalmente: Costa Rica no queda atrás en biotecnología. Cibus 3.0, primera empresa de biología sintética en el país con la generación de biodiesel a partir de suero de leche. Speratum, empresa biotecnológica en desarrollo de una terapia innovadora y eficiente contra cáncer de páncreas y escalable a los distintos tipos de cáncer. Por último, Magenta BioLabs de la cual formo parte, en busca del desarrollo de procesos para la producción sostenible y eficiente de sustancias de uso cosmético y médico como el ácido hialurónico.

Steve Jobs fue un fiel creyente de la unión Tecnología-Arte hasta el punto que lo puso en práctica en los productos innovadores y a la vez elegantes de Apple. Él creyó que la siguiente gran intersección sería entre la biología y la tecnología, mediante las siguientes palabras: “I think the biggest innovations of the 21st century will be at the intersection of biology and technology. A new era is beginning.”

¿Es la biotecnología y la biología sintética uno de estos grandes pasos?

La respuesta es sí. Y definitivamente cuando se una con más fuerza con áreas como IoT y HighTec, grandes soluciones serán implementadas para hacer frente a los grandes problemas de la actualidad.