Una categoría de organismos sintéticos denominada “vida espejo”, cuyas moléculas componentes son imágenes especulares de sus contrapartes naturales. podría plantear riesgos sin precedentes para la vida humana y los ecosistemassegún un artículo de perspectiva escrito por destacados expertos, incluidos ganadores del Premio Nobel. El artículo, publicado en Ciencia el 12 de diciembre es acompañado de un extenso informe detallando sus inquietudes.
La vida espejo tiene que ver con el fenómeno omnipresente en el mundo natural en el que una molécula u otro objeto no puede simplemente superponerse a otro. Por ejemplo, su mano izquierda no puede simplemente girarse para que coincida con su mano derecha. Esta lateralidad se encuentra en todo el mundo natural.
Los grupos de moléculas del mismo tipo tienden a tener la misma lateralidad. Los nucleótidos que componen el ADN casi siempre son diestros, por ejemplo, mientras que las proteínas están compuestas de aminoácidos zurdos.
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La lateralidad, más formalmente conocida como quiralidad, es de enorme importancia en biología porque las interacciones entre biomoléculas dependen de que tengan la forma esperada. Por ejemplo, si la lateralidad de una proteína se invierte, no puede interactuar con moléculas asociadas, como los receptores de las células. “Piense en ello como manos en guantes”, dice Katarzyna Adamala, bióloga sintética de la Universidad de Minnesota y coautora del artículo y del informe técnico adjunto, que tiene casi 300 páginas. “Mi guante izquierdo no me queda bien en la mano derecha”.
Los autores están preocupados por las bacterias espejo, la forma de vida más simple a la que se aplican sus preocupaciones. La capacidad de crear bacterias espejo aún no existe y falta “al menos una década”, escriben, pero se están realizando progresos. Los investigadores ya pueden sintetizar biomoléculas espejo, como ADN y proteínas. Al mismo tiempo, se han logrado avances en la creación de células sintéticas a partir de componentes no reflejados. En 2010, investigadores del Instituto J. Craig Venter (JCVI) de California instalaron ADN sintético en una célula para crear el Primera célula con un genoma totalmente sintético..
Se necesitarían más avances para crear vida espejo, pero se pueden lograr con una inversión y un esfuerzo sustanciales. “No confiamos en avances científicos que quizás nunca sucedan. Puedo dibujarte una lista de cosas que deben suceder para construir una celda espejo”, dice Adamala. “Ya no es ciencia ficción”. Adamala trabajó anteriormente para crear células espejo, pero ahora teme que si se crean bacterias espejo, las consecuencias podrían incluir daños ecológicos irreversibles y la pérdida de vidas. Los autores del artículo, entre los que se incluyen expertos en inmunología, biología sintética, fitopatología, biología evolutiva y ecología, así como dos premios Nobel, piden a los investigadores, responsables políticos, reguladores y la sociedad en general que comiencen a discutir el mejor camino a seguir para mejorar comprender y mitigar los riesgos que los autores identifican. A menos que surja evidencia de que la vida en espejo no plantean peligros extraordinarios, recomiendan que no se realicen investigaciones destinadas a crear bacterias espejo.
El entusiasmo inicial por crear versiones especulares de bacterias comenzó con imaginaciones más simples. Los investigadores consideraron las perspectivas de trabajar con versiones espejo de proteínas y otras moléculas Proteínas y otras moléculas que son los componentes básicos de dicho organismo. Un ejemplo son los fármacos que deben readministrarse periódicamente porque los procesos biológicos degradan sus moléculas. Las versiones espejo de moléculas biológicas no interactuarían con estos mecanismos moleculares, por lo que un fármaco elaborado con moléculas espejo podría tener efectos más duraderos. .
Muchos mecanismos del sistema inmunológico también dependen de la lateralidad. Las células T, responsables de reconocer invasores extraños, por ejemplo, podrían no unirse a algo si no tienen la mano adecuada. Por tanto, estas terapias también podrían evitar que se desencadenen reacciones inmunitarias en los pacientes. “Un péptido espejo no se degrada fácilmente, por lo que podría ser excelente como terapéutico”, dice el coautor John Glass, biólogo sintético del JCVI. “No vemos absolutamente ninguna razón para prohibir esto”.
Una posible aplicación del espejo. bacterias Podrían ser biorreactores, fábricas biológicas que utilizan células o microorganismos para fabricar diversos compuestos, como antibióticos y otros productos farmacéuticos. Los bacteriófagos (virus que infectan bacterias) pueden eliminar los biorreactores basados en bacterias, lo que cuesta enormes cantidades de tiempo y dinero, pero es probable que no infecten a las bacterias espejo porque no reconocerían sus moléculas. De manera similar, los depredadores naturales, como las amebas, que consumen bacterias normales, no reconocerían las bacterias espejo como alimento.
Son estas propiedades supuestamente ventajosas las que suscitaron las preocupaciones de los científicos. “Todas las aplicaciones prácticas que nos atrajeron a este campo son las razones por las que ahora nos aterroriza”, dice Adamala. La capacidad de evadir las respuestas inmunes podría permitir que las bacterias causen infecciones letales a medida que se multiplican sin control. A diferencia de los virus, las bacterias no necesitan interactuar con moléculas específicas para infectar un organismo, y las bacterias espejo podrían infectar a una amplia gama de huéspedes, incluidos humanos, otros animales y plantas. Y la falta de depredadores podría permitir que las bacterias espejo se propaguen ampliamente por los ecosistemas.
Muchos de los autores inicialmente pensaron que las bacterias espejo no sobrevivirían fuera de un laboratorio, dada la falta de nutrientes espejo, dice Glass, pero el informe concluye que hay suficientes nutrientes que alimentarían a las bacterias espejo para sustentarlas. Los investigadores discuten posibles medidas de bioseguridad, como el desarrollo de virus de fagos espejo que podrían infectar y matar bacterias espejo, pero concluyen que probablemente no sean una defensa suficiente. “Ninguno de los [authors] “Hemos podido idear una contramedida que creemos que sería lo suficientemente efectiva para salvar la biosfera de estos organismos”, dice Glass.
No todo el mundo está de acuerdo en que las bacterias espejo representen riesgos tan grandes. “Yo diría que una bacteria reflejada en un espejo estaría en una gran desventaja competitiva y no sobreviviría bien”, dice Andrew Ellington, biólogo molecular de la Universidad de Texas en Austin, que desarrolla organismos sintéticos. No está convencido de que sea apropiado dar la alarma con tanta antelación sobre cualquier amenaza, o incluso sobre la existencia de tecnología que podría usarse para crearla directamente. “Esto es como prohibir el transistor porque te preocupa el cibercrimen dentro de 30 años”, dice Ellington. También le preocupa que los gobiernos y los reguladores no respondan como esperan los autores, lo que podría sofocar la investigación beneficiosa. “No estoy particularmente preocupado por una amenaza mayormente desconocida dentro de 30 años versus el bien que se puede hacer ahora”, dice.
Si bien los riesgos exactos pueden ser inciertos, ¿qué es Lo cierto es que cualquier amenaza sigue siendo remota. “La tecnología aún no está aquí, por lo que los escenarios de riesgo son difíciles de determinar, pero este documento puede iniciar esa discusión”, dice Sarah Carter, consultora de políticas científicas en bioseguridad con sede en California y ex analista de políticas del JCVI, que trabaja en bioseguridad e implicaciones políticas. de las biotecnologías emergentes. “Por eso aplaudo a este grupo por mirar hacia el futuro y llamar la atención sobre esto.