Ingeniería del astronauta perfecto

En la película Gattaca, el actor Ethan Hawke interpretó a un inválido genético que espera viajar al espacio contra viento y marea.

En el Congreso Astronáutico Internacional en septiembre pasado, en Guadalajara, México, Elon Musk convenció a muchos ingenieros espaciales acérrimos de que podía llevar una flota de cohetes privados llenos de miles de personas a Marte.

almizcle habla fue largo en órbitas, planes de vuelo y costos de combustible. Pero fue breve sobre cómo sobreviviría cualquiera de esos colonos. De hecho, el viaje a Marte probablemente sería un callejón sin salida. Bañado en radiación y sin nada creciendo en él, el Planeta Rojo es básicamente un cementerio.

Recientemente, algunos científicos han comenzado a explorar si podríamos hacerlo un poco mejor si creáramos nuevos tipos de humanos más aptos para las tribulaciones de los viajes espaciales. Así es: astronautas modificados genéticamente.

Seamos claros. Nadie está tratando de hacer crecer a un astronauta en una cuba burbujeante en alguna parte. Pero algunas ideas extravagantes alguna vez relegadas a la ciencia ficción y las charlas TED ( aquí y aquí ) han comenzado recientemente a tomar forma concreta. Los experimentos han comenzado a alterar las células humanas en el laboratorio. ¿Se pueden hacer a prueba de radiación? ¿Se pueden reconfigurar para producir sus propias vitaminas y aminoácidos?

Una persona que analiza la idea es Christopher Mason, miembro del Departamento de Fisiología y Biofísica de Weill Cornell Medicine. En 2011, a Mason se le ocurrió lo que llamó un plan de 500 años para sacar a los humanos de la Tierra. En él, la modificación genética juega un papel importante. Creo que tenemos que considerarlo para las personas que enviamos a otros planetas, dice. No sabemos si se trata de un pequeño empujón a la expresión genética existente, o un cromosoma completamente nuevo, o finalmente una reescritura completa del código genético.

Mason dice que quedan una o dos décadas de trabajo solo para descubrir qué efecto tiene el viaje espacial en sus genes, y cuáles podrían estar bien para cambiar y cuáles deberían estar en una lista de no molestar. Su laboratorio participa en el Estudio de Gemelos de la NASA, que rastrea los cambios fisiológicos de un astronauta que fue enviado a la Estación Espacial Internacional durante un año mientras su hermano gemelo permanecía en la Tierra. Hasta ahora, eso es lo más cercano que la NASA ha llegado al tema de los astronautas de GM, uno que aún no se ha abordado en ningún documento oficial de la agencia.

Sin embargo, Mason dice que su laboratorio está listo para dar un paso inicial. El espacio está lleno de rayos y partículas de rápido movimiento que dañan el ADN. Así que está trabajando en células humanas a prueba de radiación. Sus estudiantes toman células y agregan copias adicionales de p53, un gen involucrado en la prevención del cáncer que se conoce como el protector del genoma. Los elefantes tienen muchas copias adicionales de p53 y casi nunca contraen cáncer, por lo que tal vez los astronautas también deberían tenerlas. Mason dice que recientemente presentó una propuesta a la NASA para enviar las células modificadas a la estación espacial. No hay un consorcio de astronautas de ingeniería genética ni nada, pero tal vez deberíamos comenzar uno, dice.

gattaca

Todo esto se ha vuelto más fácil de pensar porque se ha vuelto más fácil de hacer. En 2015 publicamos un artículo, Ingeniería del bebé perfecto, sobre el hecho de que la edición de genes, especialmente con una tecnología llamada CRISPR, de repente hizo posible cambiar fácilmente los genes en un embrión humano. Por primera vez, nos enfrentamos a la posibilidad real de personas modificadas genéticamente.

Desde entonces, científicos en China y Europa han comenzado a editar embriones para ver cómo funciona. ¿Sería ético entonces hacer un bebé con genes corregidos? La Academia Nacional de Ciencias de EE. UU. dijo este año que sí, se podrían considerar cambios genéticos hereditarios para evitar enfermedades, pero solo en algunas situaciones y bajo una supervisión muy estricta. La organización opinó que bajo ciertas circunstancias raras en las que una pareja no podría tener un hijo sano, sería aceptable crear un ser humano GM.

Mason cree que los viajes espaciales ofrecerán un segundo argumento muy poderoso a favor de la modificación genética de las personas. No puedes enviar a alguien a otro planeta sin protegerlo genéticamente si puedes, dice. Eso también sería poco ético.

Pero poner a los astronautas en la mezcla también podría abrir la puerta a la mejora. Por ahora, los expertos siguen totalmente en contra del uso de la edición de genes para hacer que un niño sea más inteligente o esté dotado de una vista perfecta. Pero seamos realistas: la NASA ya selecciona a las personas de acuerdo con esos criterios, aceptando solo 14 de 18.300 solicitantes a su última clase de astronautas. Tal vez has visto la película gattaca ? Solo los superhombres con genomas rematados pueden viajar a Titán, mientras que los perdedores genéticos, llamados inválidos, miran con envidia mientras los cohetes despegan. Como la mayor parte de la buena ciencia ficción, la película de 1997 no está tan alejada de la realidad.

Lista de deseos genéticos

Para pensar en sobrevivir en el espacio, un término de la ciencia de la genética, la aptitud física, será útil. No significa que hayas pasado una hora en la cinta de correr en Equinox. En genética, la aptitud de un organismo es qué tan bien puede prosperar y reproducirse en un entorno determinado.

La aptitud de un ser humano en el espacio o en Marte es extremadamente baja. Imagínese a un astronauta encerrado en un traje espacial con la cantidad correcta de oxígeno, la cantidad correcta de nitrógeno y la temperatura correcta. El propósito de ese traje es traer consigo el entorno para el cual los genes del astronauta lo hacen apto.

Algunos científicos ya han preparado un catálogo de genes que podrían ayudar. Una empresa de Boston llamada Veritas Genetics ofrece secuenciar el genoma de cualquier persona por 999 dólares. Y una de las cosas que le dará Veritas es un informe en tus genes espaciales. ¿Tienes la variante específica de EPAS1 , común a los tibetanos, que te permite arreglártelas con menos oxígeno? ¿Qué hay de la mutación natural que da como resultado músculos enormes y extradelgados, que podrían contrarrestar la atrofia? Otra variante de ADN está asociada con buenas habilidades para resolver problemas y poca ansiedad. Ese es el tipo de temperamento que hizo posibles las inverosímiles hazañas de supervivencia de Matt Damon en El marciano .

Sería inusual si tuviera alguna de estas mutaciones. Y las posibilidades son de miles de millones a uno de que los tenga todos. Es por eso que para incluirlos a todos en un solo astronauta, el astronauta perfecto, es posible que queramos agregarlos, probablemente antes del nacimiento, y tal vez usando una tecnología como CRISPR. George Church, el centro neurálgico de la genética de la Universidad de Harvard de barba grande y todo incluido futurista que fundó Veritas, hace circular una lista similar de raras variantes de genes protectores relevantes para un entorno extraterrestre. Llámalo una lista de deseos.

¿Qué otro tipo de adaptaciones podríamos instalar en nuestra raza de astronautas? Si dejas unos elefantes grandes en una isla y vuelves 10.000 años después, lo que encontrarás es un montón de elefantes pequeños. Se habrán adaptado a la falta de superficie y escasez de alimentos. El fenómeno se llama enanismo insular. Bajo las cúpulas de Marte, lo más pequeño también podría ser mejor. Probablemente no haya tanto espacio, y cada libra de provisiones que la NASA lleva a la órbita terrestre cuesta $10,000. Eso significa que el astronauta perfecto probablemente no sea solo el doble de fuerte que la persona promedio, sino la mitad de grande. (Church, que mide 6'5 ', señala que una vez la NASA le dijo que no se molestara en postularse porque era demasiado alto).

Humanos prototróficos

Llevemos las modificaciones aún más lejos, ya que algunos científicos dicen que podríamos necesitarlo. Si comió cereales para el desayuno esta mañana, es posible que haya mirado el costado de la caja, donde dice cosas como Vitamina C: 10 % del valor diario. Los nutrientes esenciales y las vitaminas que se enumeran en la caja se llaman así porque el cuerpo humano no puede producirlos. En su lugar, tenemos que comer organismos que lo hagan, como plantas, hongos o bacterias. Estos organismos se clasifican como protótrofos, lo que significa que sintetizan todo lo que necesitan a partir de ingredientes iniciales mínimos como azúcares simples o lo que hay en el suelo.

Por supuesto, comer rocas sería una habilidad bastante útil si vivieras en Marte. ¿Y pensarías que estaba bromeando si dijera que los científicos lo están investigando? No estoy bromeando. En 2016, Harris Wang de la Universidad de Columbia dio una charla titulada Synthesizing a Prototrophic Human at a large reunión extraoficial de biólogos sintéticos organizado por Church en Harvard Medical School. Wang le dijo al grupo que podría ser bastante interesante para los viajes espaciales si los humanos pudieran subsistir con agua azucarada.

A pesar del título de su charla, cuando me comuniqué con Wang por teléfono, quería que todos supieran que en realidad no está sintetizando humanos o astronautas y que no tiene planes de hacerlo. Todavía faltan muchos, muchos años, si es que alguna vez sucede. No quiero que se diga que estoy haciendo gente verde, y no estoy sugiriendo que hagamos esto pronto. Pero estoy sugiriendo que si quieres hacer un viaje intergaláctico, necesitas resolver el problema de ser totalmente autosuficiente, dice. Estamos poniendo a los humanos en condiciones muy extremas y, desde esa perspectiva, esta parece ser una idea para un plan a largo plazo.

Wang dice que no es seguro si el concepto puede funcionar. En su laboratorio, los investigadores están tratando de hacer que las células renales humanas sinteticen los nueve aminoácidos que nuestro cuerpo normalmente no produce, comenzando con el más simple, la metionina, fabricada al agregar un solo gen. Si eso funciona, pasará al triptófano, la fenilalanina y las vitaminas D, C y B. En total, crear una célula humana prototrófica requeriría alrededor de 250 genes nuevos.

Obviamente, crear astronautas capaces de producir sus propios nutrientes esenciales sería inmensamente complicado. Sin embargo, a pesar de lo complejo que es, podría ser menos desafiante que las alternativas, como terraformar un planeta o traer un anillo espacial completo con una atmósfera, plantas y ganado pastando en lo alto. Wang me dijo que también sería interesante que los viajeros espaciales pudieran realizar su propia fotosíntesis, convirtiendo la luz en alimento. Pero cualquier humano capaz de hacerlo difícilmente sería humano, admite. Para producir suficiente energía, una persona tendría que ser tan plana como una hoja y del tamaño de un parque infantil.

La capacidad de alterar el ADN de un embrión humano ha creado un debate mundial sobre si sería correcto o incorrecto modificar genéticamente a las personas aquí en la Tierra, para mejorar su aptitud para este planeta. La gente tiene puntos de vista fuertes. Algunos dicen que la especie humana no es una rata de laboratorio. ¡¡No a la eugenesia!! ¡¡No a la gente de GM!! Otros dicen que en realidad podría funcionar, vamos a comprobarlo.

No tengo la solución a esta cuestión moral. Pero sé que probablemente tendremos que responderla antes de que podamos salir del planeta.

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