3. Cap a un possible món d’aplicacions

Encara que les fronteres entre la biologia sintètica i l’enginyeria genètica tradicional són en certa manera difuses, la modificació de genomes de microorganismes ja té diverses aplicacions. Per exemple, el 1978 es va aconseguir que un bacteri produís insulina, i avui en dia la insulina administrada als pacients diabètics prové de bacteris transgènics. Més recentment, l’any 2013, es va aprovar l’ús d’artemisina sintètica, un fàrmac contra la malària que llevats modificats aconsegueixen produir amb gran eficàcia. En el futur s’especula amb sistemes bacterians que, un cop introduïts en el nostre cos, alliberin “de forma intel·ligent” medicaments com antibiòtics o la mateixa insulina just quan el necessitem.

“Però són sistemes molt complexos i que han de tenir la màxima seguretat. Encara estem lluny”, matisa García-Ojalvo. Més a prop semblen estar altres aplicacions com la immunoteràpia contra el càncer, el disseny de nous antibiòtics o el reciclatge de plàstics. Fins i tot la possibilitat de crear organismes modificats més segurs, que depenguin d'aminoàcids sintètics, inexistents a la natura.

A la recerca de nous antibiòtics

L’ús creixent i indegut d’antibiòtics està provocant l’augment de microorganismes resistents a ells, i suposa una amenaça cada vegada més gran. Al laboratori de Sven Panke, professor del Department of Biosystems Science and Engineering a l’ETH de Zurich, utilitzen com a base dos prometedors antibiòtics generats de forma natural per bacteris. El seu equip està provant modificacions, com la incorporació d'aminoàcids artificials que poden donar lloc a noves funcions.

Reciclatge de plàstics

“Molts dissenys industrials estan fets per durar, per què no puguin ser degradats” –explica Víctor de Lorenzo, professor del Programa de Biologia de Sistemas al Centre Nacional de Biotecnologia de Madrid–. “Els bacteris no han tingut temps encara per saber com fer-ho”.

En el seu laboratori treballen amb un tipus particular de bacteri, l’anomenat Pseudomonas putida, que és capaç de degradar certs plàstics com els emprats amb les ampolles d’aigua. Però són molt poc eficients, de manera que s’han de millorar. Per aconseguir-ho tracten d’organitzar-les per a què s’uneixin i treballin en grups: “És el que anomenem origami bacterià”, apunta. Per aconseguir-ho eliminen part del seu genoma i afegeixen la informació necessària per produir noves adhesines, “adhesius” moleculars a disposició de l’investigador. Fins i tot treballen per a què els bacteris no només degradin el plàstic, sinó que el converteixin en un nou compost biodegradable que es pugui utilitzar.

Funcions desconegudes en microorganismes

Per a Farren Isaacs, professor a la universitat de Yale, “estem passant de l’era de llegir a la d’escriure genomes”. Fins i tot a la d’afegir un nou llenguatge. Aquest científic utilitza una tècnica coneguda com a MAGE, que permet introduir nombrosos canvis en un genoma d’un sol cop, i llavors amplificar-los enormement, donant lloc a una bateria immensa de noves combinacions. És una “màquina d’evolució” que accelera els processos naturals de manera que en pocs dies van aconseguir, per exemple, fer que un bacteri produís grans quantitats de licopè, el pigment vermell típic del tomàquet.

Però també permet introduir els canvis necessaris per a què certes seqüències de lletres de l’ADN canviïn el seu significat. Existeixen centenars de possibles aminoàcids, però la natura amb prou feines en fa servir 20 per a la vida. L’equip d’Isaacs ha aconseguit que, amb aquest canvi de significat, es puguin incorporar aminoàcids que cap ésser viu utilitza. Ha expandit, literalment, el codi genètic. Això pot servir per aconseguir noves funcions, com ara que microorganismes produeixin nous biopolímers, però també per millorar la seguretat: els nous organismes moririen fora del laboratori, ja que la natura no els subministraria els aminoàcids que per ells són essencials.