Cuestiones éticas se ciernen sobre los esfuerzos para crear un genoma humano desde cero

El mayor beneficiario de un plan para fabricar un genoma humano desde cero podría ser una startup de Massachusetts llamada Gen9 que tiene estrechos vínculos con los autores de la propuesta, aún en secreto.

Hace dos semanas, más de 130 científicos, especialistas en ética y funcionarios de financiación del gobierno se reunió a puerta cerrada en la Universidad de Harvard para discutir un seguimiento del Proyecto Genoma Humano, uno que escribiría un genoma en lugar de leerlo. El evento, llamado HGP Write, tenía como objetivo generar interés en torno a la idea de sintetizar los seis mil millones de letras de ADN de un genoma humano y usar los resultados para iniciar una célula.

Ese gran objetivo requerirá nueva tecnología, así como mucho, mucho ADN. Seremos una de las empresas que lo hará posible, dice Kevin Munnelly, director ejecutivo de Gen9, que se inició en 2009 para fabricar cadenas de ADN y cuyos fundadores incluyen a George Church, el visionario genetista de la Escuela de Medicina de Harvard en la centro de los planes de escritura del genoma. No creo que nadie pueda hacer tanto ADN como nosotros con seis técnicos en 15,000 pies cuadrados. Construyendo un genoma humano, los analistas dicen , requeriría tres veces la cantidad de genes artificiales que se producen actualmente en todo el mundo cada año y requeriría al menos $ 90 millones en ADN.

Un robot mueve fluidos en el laboratorio de Gen9 en Cambridge, Massachusetts. La startup fabrica ADN para empresas de biotecnología.

Un visitante que ingresa a las instalaciones de Cambridge de Gen9 se enfrenta inmediatamente a un póster de tamaño real de Church sobre una cita que dice: La mejor manera de predecir el futuro es cambiarlo. Eso es más o menos para lo que se creó Gen9. Al comercializar la tecnología para hacer el ADN más barato, dijo Church, espera hacer por la biología lo que Intel ha hecho por la electrónica.

Actualmente, son principalmente las compañías farmacéuticas y los gigantes agrícolas como Syngenta los que ordenan secuencias de genes precisas y hechas a la medida. Se utilizan para modificar genéticamente plantas o bacterias con fines que incluyen la producción de medicamentos como la insulina humana. Pero estas cadenas de A, G, C y T genéticos suelen tener solo mil letras.

¿Quiere un microorganismo que coma dióxido de carbono y produzca combustible? Algún día podrá apuntar y hacer clic y recibir uno.

Formas mejores y más baratas de escribir ADN podrían hacer posible imprimir genomas completos. ¿Quiere un microorganismo que coma dióxido de carbono y produzca combustible? Algún día podrá apuntar y hacer clic y recibir uno. Además de Church, los otros científicos fundadores de la empresa (que tienen sus propios retratos de tamaño natural) son el ingeniero Joe Jacobson del MIT y el biólogo sintético Drew Endy de la Universidad de Stanford. Gen9 es su bebé. Esta es su idea. Esto es lo que han querido hacer durante mucho tiempo, dice Munnelly sobre los tres fundadores. El principio fundamental es promulgar la biología sintética haciéndola más fácil de adoptar.

Gracias en parte a las innovaciones en Gen9, la fabricación de ADN a gran escala está cada vez más cerca. En 2001, costaba 12 dólares por cada par extra de letras de ADN químicamente unidas a un gen en un laboratorio. Pero los precios han bajado constantemente. En marzo, Gen9 comenzó a ofrecer precios tan bajos como solo tres centavos el par .

La velocidad a la que está cayendo el precio del ADN es comparable a la mejora constante observada en las computadoras bajo la Ley de Moore, la regla general de que la capacidad de procesamiento se duplica cada dos años. Sin embargo, se necesita un progreso radicalmente más rápido si el costo de escribir un genoma humano alguna vez iguala el precio de leer uno, que se ha reducido a solo $ 1,000 gracias a una serie de grandes mejoras en las técnicas de secuenciación. Al ritmo actual, eso no sucedería hasta 2066. Eso es demasiado tiempo para la Iglesia de barba gris, lo que ayuda a explicar sus esfuerzos fanáticos autodenominados para mejorar la tecnología.

Pero la caída de los precios también plantea un dilema económico si la demanda de ADN no aumenta rápidamente. Guiándome a través de oficinas equipadas con muebles de oficina anticuados, Munnelly dice que gran parte de la capacidad de la empresa permanece inactiva. De hecho, una empresa predecesora, Codon Devices, cerró sus puertas después de vender ADN tan barato que perdió dinero.

Reunion secreta

Es por eso que un proyecto ambicioso, posiblemente respaldado por el gobierno, para hacer un genoma humano podría ayudar. Crearía una mayor demanda de ADN y alentaría las tecnologías aún por inventar que se necesitarán para dar forma a ese ADN en cromosomas humanos complejos. Esto abrirá los ojos de muchas personas sobre lo que el mercado puede o no puede hacer, dice Munnelly. Creo que esas tecnologías podrían recibir un gran impulso si se anuncia un proyecto como este.

Se ha enviado a una revista una propuesta que describe las razones para sintetizar un genoma, muy probablemente Ciencias , por Church y varios otros. La publicación pendiente, dice Church, fue el motivo del intento de mantener privada la reunión de HGP Write y prohibir que la prensa informara sobre ella.

Esa decisión, sin embargo, fue objeto de fuertes críticas por parte del cofundador de Gen9, Endy, quien expuso los procedimientos en un tuit crítico . Aunque Endy posee acciones de la empresa y está totalmente de acuerdo en que se necesitan mejores herramientas de construcción de ADN, escribió una editorial cuestionando si un enorme gesto moral como crear un genoma humano es un impulsor de demanda apropiado para métodos de ADN más baratos. Sugirió que los científicos se centren en cambio en la impresión de cromosomas bacterianos.

Una preocupación es que hacer un genoma humano podría tener importantes implicaciones religiosas y éticas. Aunque la perspectiva sigue siendo remota, en teoría, las personas podrían ser diseñadas en computadoras y nacer sin padres. Otros críticos dijeron que los organizadores hicieron un trabajo inadecuado al exponer sus vínculos con las nuevas empresas. Esas empresas tendrían una oportunidad de ganancias muy grande; se beneficiarán enormemente, dice Peter Carr, biólogo sintético del Lincoln Lab del MIT.

Gen9 ya ha estado vendiendo grandes cantidades de ADN con descuento a los coautores de la próxima propuesta, incluido Jef Boeke, investigador de la Facultad de Medicina de la Universidad de Nueva York en Nueva York. Boeke lidera un consorcio internacional que ahora intenta reemplazar los cromosomas de una célula de levadura por otros artificiales. Por su parte, el laboratorio de Church en el campus de la facultad de medicina de Harvard ha pedido millones de cartas de ADN en un esfuerzo por revisar el código genético de E. coli , obra que también está pendiente de publicación.

Un tercer organizador de HGP Write, Andrew Hessel, es un futurista en Autodesk, una empresa de software CAD que, según los asistentes, pagó la reunión de Harvard. La empresa, que ha estado repartiendo fondos en laboratorios de biología sintética y está desarrollando software para el diseño biológico, también colabora con Gen9 y obtiene su ADN. Estoy hasta los topes en acuerdos de confidencialidad con Autodesk, dice Munnelly.

Renacimiento del ADN

Incluso sin un megaproyecto, la posibilidad de que la síntesis de ADN se convierta en una gran industria nueva ha tentado a los inversores. Una empresa de California, Twist Biociencia , ha recaudado más de $140 millones en los últimos 18 meses. Church dice que él también es accionista de esa empresa.

Gen9 y Twist han estado abriendo camino al adoptar técnicas de la industria informática para producir en masa miles de millones de fragmentos cortos de ADN. Twist, por ejemplo, los fabrica en pequeños pozos micromecanizados en un chip de silicio. Gen9 se basa en un proceso de microimpresión de hebras de ADN en portaobjetos de vidrio. Estos se escinden y se combinan para formar genes de hasta 10.000 letras.

La automatización ha provocado que el precio del ADN caiga rápidamente. En abril, Gen9 comenzó a vender grandes pedidos de ADN a $0,03 por par de letras genéticas.

Los nuevos métodos de producción en masa están reemplazando una forma más antigua y costosa de producir genes, desarrollada por primera vez en la década de 1970. La industria de la síntesis está teniendo un renacimiento en este momento, y eso es muy emocionante, dice Jason Kelly, cofundador de Ginkgo Bioworks, que este año hizo un pedido de alrededor de 100 000 genes a Twist, la compra más grande de este tipo.

Ginkgo está buscando nuevas formas de fabricar valiosas fragancias y otros productos químicos. Para hacer eso, necesita copias de genes de plantas que puede insertar en células de levadura para probar, a menudo probando miles de variaciones. Es por eso que el precio del ADN sigue siendo un problema, dice. Imagine que los programadores de computadoras, que trabajan con 1 arena 0 s, tenían que pagar 10 centavos cada vez que enviaban una instrucción. Eso limitaría la cantidad de programas que probarían. Lo que realmente necesitamos es la capacidad de producir muchos, muchos más genes individuales de forma económica, dice Kelly. Ese es el punto de dolor; eso es lo que todos quieren.

Lo que está menos claro es por qué alguien querría un genoma sintético completo. Cualquier proyecto de genoma humano sintético llevará muchos años, si no décadas, y cualquier retorno comercial está muy, muy lejos en el futuro, dice rober carlson , un consultor que estudia la industria. Sin un motivo económico, no está seguro de que escribir genomas sea asequible en el corto plazo. El uso biotecnológico comercial del ADN sintético nunca va a generar suficiente demanda para aumentar la producción para construir muchos genomas humanos sintéticos”, dice.

Church cree que ese punto de vista puede no dar en el blanco. La gente está atrapada en una rutina de la misma manera que estábamos atrapados en una rutina pensando en las computadoras en la década de 1960, dice. Le preguntarías a la gente si quieren uno, y dirían '¿Qué es una computadora?' Llena una habitación entera y no hace nada. No podían imaginar que los transistores conducirían a aplicaciones asesinas como Angry Birds o Facebook.

Church dice que los ingenieros saben por naturaleza que hay un amplio margen de mejora. Mientras que los químicos tardan tres minutos en extender el ADN en una sola letra, las moléculas dentro de las células escriben el ADN a 1000 letras por segundo. Una célula humana que se divide crea un nuevo genoma en 24 horas, básicamente de forma gratuita.

Hay un camino de crecimiento aquí, dice Church. Con cada nueva innovación nos acercamos más.

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