Definición

La ingeniería genética o modificación genética es un campo de la genética que altera el ADN de un organismo cambiando o sustituyendo genes específicos. Utilizada en los sectores agrícola, industrial, químico, farmacéutico y médico, la ingeniería genética puede aplicarse a la producción de levaduras cerveceras, terapias contra el cáncer y cultivos y ganado modificados genéticamente, entre otras innumerables opciones. El único criterio es que el producto modificado sea -o haya sido- un organismo vivo que contenga ADN.

Ejemplos de ingeniería genética

Los ejemplos de ingeniería genética se enumeran según el sector en este artículo, donde cada sector aplica la modificación del ADN con un objetivo diferente. Como el genoma humano contiene entre 20.000 y 25.000 genes y como estos genes pueden extenderse desde unos pocos cientos de pares de bases hasta más de 2 millones, el alcance de la ingeniería genética es enorme. Sin embargo, hay muchas cuestiones éticas que se refieren a hasta dónde debe llegar este tipo de investigación y qué aplicaciones son aceptables.

Industria química

La industria química utiliza la ingeniería genética cuando produce microorganismos vivos modificados para la producción química. No es posible diseñar genéticamente un producto químico o un material como un ácido o una barra de acero – no contienen ADN; sin embargo, las bacterias que producen ácido, por ejemplo, pueden ser modificadas genéticamente.

Los compuestos químicos naturales son esenciales para la existencia de la vida. A lo largo de los años se han imitado con copias hechas por el hombre (sintéticas). Un ejemplo de ingeniería genética en la industria química actual es una enzima llamada proteasa. La ingeniería de la proteasa es la base de la modificación genética en la fabricación de detergentes para la ropa.

Las proteasas son enzimas que se encuentran en todos los organismos vivos; su función es catalizar (acelerar) la ruptura de los enlaces éster y péptidos que se encuentran en muchos tipos de manchas de la ropa. Los genes de las proteasas dan a las células las instrucciones de fabricación para la producción de proteasas dentro de la célula (síntesis de proteínas). Al manipular estos genes, podemos cambiar la forma final de la proteasa y algunas de sus características.

Los detergentes anteriores no tenían acceso a la tecnología de ingeniería genética, pero incluso entonces, los investigadores eran capaces de modificar las proteasas seleccionando y produciendo las mejores cepas. Con la ingeniería genética, estas enzimas pueden mejorarse aún más para obtener blancos más blancos. Una vez descodificado el gen de la producción de proteasas, fue posible extraerlo y modificarlo. Se han hecho muchas modificaciones que mejoran los resultados de la eliminación de manchas al variar los niveles de pH y temperatura del agua, por ejemplo.

Otros ejemplos de ingeniería genética en la industria química incluyen la gestión de aguas residuales menos perjudiciales para el medio ambiente. Se trata de modificar los genes de los numerosos tipos de bacterias que digieren los residuos sin que dejen subproductos igualmente nocivos. Otro ejemplo es la fabricación de plásticos biodegradables utilizando cepas de cianobacterias modificadas genéticamente.

Producción de cultivos

Los ejemplos de ingeniería genética relacionados con la producción de cultivos se utilizan a menudo para decirnos por qué no comprarlos o comerlos; sin embargo, una población cada vez más numerosa sin el tiempo, el espacio o, a menudo, los conocimientos necesarios para producir cultivos en casa significa que necesitamos utilizar nuestras tierras agrícolas de forma más eficiente. Al mismo tiempo, es importante no reducir los hábitats naturales en todo el mundo. Los cultivos modificados genéticamente (MG) son una respuesta en forma de aumento del rendimiento de los cultivos en una parcela más pequeña. La modificación genética de un cultivo se concentra en el aumento de la resistencia a las enfermedades, el aumento del contenido de fibra y nutrientes o el aumento del rendimiento, preferiblemente una combinación de los tres. Si podemos obtener todos los minerales y vitaminas que necesitamos de un supertomate que crezca muy rápidamente sin necesidad de pesticidas o fertilizantes, y que incluso crezca en condiciones de sequía, entonces el tema de los cultivos transgénicos parece de repente muy atractivo.

Una gran cantidad de comentarios públicos negativos han hecho que los cultivos modificados genéticamente sean impopulares; muchos cultivos transgénicos -incluso cuando se cultivan legalmente- no pueden encontrar un mercado lo suficientemente grande. Esto significa que los agricultores rara vez quieren asumir el riesgo financiero de cultivarlos.

No hay pruebas científicas de que un cultivo transgénico sea peligroso para comer en comparación con un cultivo no transgénico, pero la ingeniería genética es bastante nueva y no podemos decir con seguridad si los efectos a largo plazo son perjudiciales para los seres humanos o los animales que los comen (que luego podríamos comer en nuestras hamburguesas). El único cultivo transgénico que se cultiva legalmente en la Unión Europea (UE) es el maíz MON 810. La producción de este maíz en la UE podría prohibirse también en el futuro. La legislación federal de EE.UU. es estricta en lo que respecta a las pruebas de transgénicos, pero la producción, venta y consumo de cultivos transgénicos son legales.

Ganadería

Los ejemplos de ingeniería genética en la cría de ganado deben mencionar siempre una restricción de la Administración de Alimentos y Medicamentos que se ha levantado recientemente. La importación, venta y cría de huevas de salmón transgénico solía estar prohibida en Estados Unidos, aunque esto no se debía a los temores de que el consumo de estos peces pudiera ser peligroso para nuestra salud: la prohibición se debía a las leyes de etiquetado. Esta prohibición ya se ha levantado.

En el salmón AquaAdvantage, los científicos combinaron los genes del salmón Chinook y de la más bien fea faneca oceánica (abajo) para producir un salmón de crecimiento continuo (el salmón suele crecer estacionalmente) que utiliza y requiere menos calorías que las alternativas salvajes o de piscifactoría. La empresa ha pasado veinte años probando esta nueva fuente de alimento; los argumentos contra el uso del salmón transgénico suelen basarse en el hecho de que veinte años no es mucho tiempo en el promedio de la vida humana.

Aunque la carne de vacuno modificada genéticamente es difícil de encontrar, es posible que su asado haya comido alguna vez pienso transgénico. También es posible que, cuando estaba viva, se le inyectara la hormona de crecimiento bovina recombinante (rBGH) modificada genéticamente. Esta hormona también se inyecta en las vacas lecheras. Se ha informado de que la leche de las vacas tratadas con rBGH contiene niveles más altos de IGF-1, una hormona que parece aumentar el riesgo de cáncer de mama, próstata, colon y pulmón en los seres humanos. Esta es sólo una de las razones por las que los productos transgénicos son tan controvertidos. Pero los estudios también han demostrado que el uso de piensos transgénicos aumenta los niveles de salud de los animales y a menudo significa que los ganaderos no necesitan inyectar antibióticos y hormonas a su ganado – como estos productos químicos pueden pasar al torrente sanguíneo de las personas que se comen el ganado o beben su leche, esto puede ser un resultado doblemente positivo. El jurado aún no ha decidido.

El pollo transgénico no está disponible en su supermercado local (todavía) pero los pollos alimentados con piensos transgénicos suelen estar etiquetados como tales. Así que son los residuos digeridos de diferentes cultivos modificados genéticamente y no un ave modificada genéticamente la que se está asando en el horno.

Los huevos de gallina modificados genéticamente se están estudiando como una futura fuente de compuestos químicos naturales. Las gallinas pueden ser modificadas genéticamente para que produzcan huevos que contengan mayores cantidades de ciertas proteínas. Estas proteínas se utilizan habitualmente en los procesos de fabricación de medicamentos. Los precios de los medicamentos en el futuro podrían ser mucho más asequibles gracias a la tecnología de modificación genética.

Terapia contra el cáncer

Los ejemplos de ingeniería genética en la terapia contra el cáncer ya empiezan a mostrar resultados muy positivos. El huevo de gallina también hace su aparición aquí. En este campo de la ingeniería genética, se modifican los genes bacterianos que producen determinadas proteínas. Estas proteínas -tal vez haya oído hablar de la muy estudiada proteína Cas9- forman anticuerpos que ayudan a destruir los virus. Este tipo de proteína también es compatible con un mecanismo que alerta de la respuesta inmunitaria en los seres humanos. Como esta respuesta suele ser suprimida por las células cancerosas, Cas9 podría ayudar al organismo a reconocer y luego combatir el cáncer. Cas9 ya se está estudiando y probando para trastornos genéticos como la anemia de células falciformes y la fibrosis quística.

Enfermedades hereditarias

Las enfermedades y los trastornos hereditarios podrían convertirse en algo del pasado gracias a la ingeniería genética; sólo hay un problema, el uso ético de embriones humanos con fines de investigación.

La ingeniería genética embriológica es legal en algunos países y estos reciben muchas críticas. Pero cuando He Jiankui editó los genes de embriones gemelos y luego los implantó en una mujer que dio a luz a estos niños modificados genéticamente, el mundo se volvió loco y Jiankui fue posteriormente encarcelado. No sólo se desconocen los efectos a largo plazo de la ingeniería genética, sino que cualquier cambio podría transmitirse a las siguientes generaciones o seguir cambiando sin el control natural que supone la evolución. Para las personas que creen que la vida comienza en la concepción o consideran que un embrión es una persona viva y consciente, existen aún más argumentos éticos.

A muchos padres que se someten al proceso de fecundación in vitro (FIV) se les ofrece la opción del diagnóstico genético preimplantacional (DGP). En él se comprueba el ADN del óvulo fecundado antes de introducirlo en el útero. El objetivo es localizar posibles mutaciones genéticas. Los padres pueden descartar los óvulos «defectuosos». Muchos creen que esto es muy erróneo, ya que no nos hemos puesto de acuerdo sobre lo que se considera una mutación no deseada. Un fallo genético que provoque un aborto sería aceptable, quizás. ¿Pero qué pasa con el género, las enfermedades mentales hereditarias o el color de los ojos? En los últimos años, varias clínicas de fertilidad de la India han sido denunciadas por prometer a las parejas una descendencia masculina, por ejemplo. No se trata de un ejemplo de ingeniería genética, pero muchos grupos temen que ciertas opciones fisiológicas se abran paso en la ingeniería genética sin ser controladas. En la actualidad, la modificación genética en humanos sigue prácticamente los mismos argumentos éticos que el aborto.

Pros y contras de la ingeniería genética

Los pros y los contras de la ingeniería genética no están nada claros. En el campo de la modificación genética humana, nuestras creencias personales afectan al desarrollo y avance de esta tecnología. En los países en los que la ley establece que la vida humana comienza en la semana 24, es más probable que se acepte la ingeniería genética de embriones no llevados a término. Esta cuestión ética forma parte de lo que se conoce como el argumento de la personalidad del feto y es la principal razón por la que la ingeniería genética en humanos está encontrando tanta resistencia.

En un entorno agrícola, los temores del público se refieren a los efectos a largo plazo del consumo de alimentos transgénicos. Estos temores impiden a los agricultores producir cultivos modificados, ya que no podrían venderlos y, en muchos países, es ilegal cultivarlos. Las cuestiones personales suelen ser opiniones; los verdaderos pros y contras se refieren a los resultados de la investigación científica a largo plazo. Desgraciadamente, la edición del genoma es una tecnología nueva y no disponemos de datos que abarquen más de unos pocos años, desde luego nada que cubra la vida de una o más generaciones.

Pros

Los pros de la ingeniería genética deberían empezar por el hecho de que este tema nos ha permitido aprender mucho más sobre nuestros genes y los de otros organismos. Gracias a la ingeniería genética estamos aprendiendo cómo funciona toda la gama de organismos que contienen ADN, desde las bacterias hasta los seres humanos.

La ingeniería genética nos ha proporcionado conocimientos nuevos e inesperados que nos indican cómo se desarrollan ciertas enfermedades. Este campo también ha proporcionado terapias dirigidas que pueden curar o al menos aliviar estas enfermedades. No sólo la acción de los productos farmacéuticos, sino también su producción más barata -como en el caso de los huevos de gallina modificados genéticamente- pueden hacerse más eficientes gracias a esta tecnología.

La combinación de una población mundial creciente y la necesidad de mantener una proporción muy inestable de tierras agrícolas con respecto a los hábitats naturales ha llevado al desarrollo de cultivos modificados genéticamente. Estos cultivos están diseñados para tener un mayor rendimiento, utilizar menos nutrientes para crecer y requerir menos superficie o menos productos químicos (herbicidas y pesticidas). Los científicos pueden incluso mejorar el sabor, los valores nutricionales, los colores y las formas.

Las bacterias modificadas genéticamente ayudan a producir biocombustibles a partir de cultivos modificados genéticamente. Los biocombustibles reducen los efectos de la contaminación por combustibles fósiles. Las cianobacterias nos ayudan a producir plásticos biodegradables y otros microorganismos modificados genéticamente descomponen nuestros residuos. La modificación genética está fuertemente ligada a nuestra ecología y a nuestro futuro.

Y utilizamos menos recursos de la tierra cuando nuestro ganado crece más rápidamente. Cuando el ganado vacuno alcanza su tamaño completo en un año en lugar de dos o tres, eso supone dos años menos de la huella de carbono de cada animal. Cuando los genes de los bovinos se modifican para luchar contra las enfermedades, nuestra leche y nuestra carne tienen menos residuos de antibióticos y hormonas. La ingeniería genética significa menos presión para convertir importantes ecosistemas naturales en desaparición en fábricas de producción de alimentos.

Contras

Los contras se basan principalmente en la falta de estudios a largo plazo sobre los efectos de la ingeniería genética, tanto en un organismo como en los organismos que se alimentan de él. Tal vez incluso los que conviven con él. Como con toda tecnología nueva pero potencialmente dañina, simplemente no tenemos suficientes datos.

Otro factor es que, aunque hemos descodificado el genoma humano, no sabemos todo lo que necesitamos sobre cada función del cuerpo humano. Por ejemplo, el microbioma intestinal es un tema de actualidad bastante reciente. Los científicos aceptan ahora que las bacterias del intestino afectan directamente al cerebro, algo que rara vez ocurría hace diez años. Pero todavía es un misterio cómo interactúan exactamente los neurotransmisores del cerebro con las sustancias químicas del tracto digestivo. Ejemplos como éste hacen que mucha gente argumente que no deberíamos intentar arreglar algo si no sabemos exactamente cómo funciona, conocer los efectos a largo plazo o saber si realmente está estropeado en primer lugar.

Hay otros obstáculos, por supuesto. Antes de saber si la ingeniería genética puede eliminar de forma segura un trastorno mortal para siempre, tenemos que averiguar si es correcto cambiar el ADN de los embriones, dejarlos crecer y nacer, y luego investigar sus vidas desde el nacimiento hasta la vejez (y tal vez también sus hijos y nietos) para poder garantizar que la nueva cura es segura.

Bibliografía