Una prometedora técnica biotecnológica modifica el funcionamiento interno de las bacterias, permitiéndoles asumir nuevas funciones
Una bacteria conocida por causar infecciones intestinales se ha convertido en protagonista de una historia inesperada: la Escherichia coli. En contraste con su rol habitual, fue reprogramada por científicos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), la principal entidad pública española en este campo, junto con el Barcelona Supercomputing Center (BSC), para llevar a cabo una tarea innovadora: degradar nanopartículas plásticas sin recibir genes externos.
Lo verdaderamente notable no reside únicamente en el éxito, sino en la técnica empleada: GenRewire. En vez de recurrir a la incorporación de ADN foráneo, como se hace con los organismos transgénicos, los investigadores redirigieron proteínas propias de la bacteria y les confirieron una nueva función.
Piense por un momento, para no insertar componentes externos en un motor se reconfiguran los engranajes existentes con el propósito de cumplir una tarea diferente. Eso es, en esencia, GenRewire: una forma de modificar bacterias utilizando sus propias proteínas, apoyados en inteligencia artificial y supercomputación. Un primer caso de uso –muy mediático– ha sido hacer que Escherichia coli degrade partículas nanométricas de PET (el plástico de muchas botellas y fibras). El trabajo académico se publicó el pasado agosto en Trends in Biotechnology.
Más allá de la noticia
Aunque el titular mundial fue que un grupo de científicos había conseguido una bacteria capaz de degradar plástico, el verdadero alcance supone un cambio paradigmático en la biología sintética y permite concebir microbios destinados no únicamente a una tarea concreta, también con múltiples funciones aún por imaginar.
Lo demostrado con el plástico es solo un primer ejemplo, pero la misma estrategia pudiera aplicarse a la captura de dióxido de carbono mediante bacterias reprogramadas con potencial de absorber y fijar este gas en compuestos orgánicos útiles; asimismo, resulta viable en la producción de biocombustibles al modificar enzimas bacterianas que transformen desechos agrícolas en combustibles sostenibles, iniciativa estudiada desde hace años por el Joint BioEnergy Institute de Estados Unidos.
En la biomedicina se vislumbra la posibilidad de rediseñar bacterias intestinales destinadas a producir fármacos directamente en el organismo o detectar tempranamente enfermedades, como ya intenta la empresa Synlogic con sus probióticos sintéticos; mientras, en la agricultura se facilitaría una transición hacia sistemas más sostenibles si se logran microbios capaces de optimizar la fijación de nitrógeno y de esa forma reducir la dependencia de fertilizantes químicos.
Lo notable en este nuevo enfoque es el no requerimiento de genes ajenos al organismo y el trabajo exclusivo con los recursos internos de la célula, lo cual representa no solo un avance técnico, es un posible alivio para algunos debates sociales y regulatorios más intensos vinculados históricamente con los organismos genéticamente modificados.
El logro no se entiende sin el papel de la supercomputación. El MareNostrum 5, ubicado en el BSC, exploró innumerables configuraciones posibles y reestructuró proteínas hasta encontrar la más adecuada.
Según explicó Víctor Guallar, investigador del BSC a la agencia española SINC, la clave reside en la reprogramación de dos proteínas específicas, lo cual permite la estabilidad celular: “Nuestro enfoque es único porque combina inteligencia artificial, simulación por supercomputación y edición genética precisa para incorporar nuevas actividades en proteínas naturales”.
Lo que antes requería años dentro del laboratorio ahora puede diseñarse en semanas frente a una pantalla.
MareNostrum 5 es uno de los supercomputadores europeos de referencia. Las páginas oficiales y técnicas detallan arquitectura híbrida CPU/GPU de última generación y su orientación a bioinformática, dinámica molecular, entre otros.
Si se coloca GenRewire en el panorama internacional, se observa que la biodegradación y el rediseño enzimático asistido por cómputo han tenido hitos notables la última década. En 2016 se describió Ideonella sakaiensis, bacteria que degrada PET; más recientemente, la compañía Carbios en Francia desarrolló enzimas industriales usadas ya a escala piloto en el reciclaje de plásticos de botella.
GenRewire, en cambio, propone un giro conceptual al reducir carga genética y potenciales dilemas regulatorios.
El reto de la aceptación social
Los organismos modificados genéticamente (OMG) suelen despertar recelo en la sociedad. El temor a liberar microbios alterados al ambiente persiste, incluso cuando sus fines son beneficiosos.
Aquí surge una ventaja: al no añadir genes externos, podría considerarse menos riesgoso y quizás más aceptable. Sin embargo, todavía se debate si estos organismos entrarían bajo las mismas regulaciones aplicadas a los transgénicos clásicos.
En la Unión Europea, el Reglamento (UE) 2018/350 regula los OMG con criterios estrictos. Será necesario definir si una bacteria modificada bajo este esquema pertenece a la misma categoría o si merece un marco propio.
En juego no está solo un microbio contra el plástico.
GenRewire demuestra la posibilidad de reescribir bacterias al estilo de sistemas operativos biológicos, capaces de asumir tareas inéditas en su proceso evolutivo. Esto abre puertas inmensas: desde limpiar el aire y el agua hasta crear materiales biodegradables, fármacos personalizados o energía renovable.
Pero también plantea dilemas: ¿hasta dónde debemos intervenir en la naturaleza? ¿Qué riesgos asumimos al liberar organismos con funciones rediseñadas? ¿Cómo aseguramos que estas herramientas se usen para el bien común y no solo en favor de intereses privados?
En el fondo, el mensaje es sencillo: a veces, no se necesita importar nada nuevo si queremos transformar la realidad. Basta con reordenar lo ya existente.
