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Estos 8 organismos transgénicos cuentan una breve historia de la modificación genética

ratón GM

Se han utilizado ratones genéticamente modificados para estudiar una variedad de enfermedades humanas, lo que ofrece conocimientos científicos que pueden conducir a nuevos tratamientos. FOTO DE STOCK DE BIEN/BOT/ALAMY

Hace medio siglo, el primer organismo genéticamente modificado (OGM) marcó el comienzo de una nueva era de innovación biológica. Para conmemorar este aniversario, Science News publicó ocho «hitos transgénicos» que incluye microorganismos, plantas y animales. Muchos han tenido, o están a punto de tener, un impacto dramático positivo en nuestra calidad de vida, seguridad alimentaria y sostenibilidad ambiental.

Science News / 23 de octubre de 2023

1. Escherichia coli

insulina transgénica

Antes de obtener insulina en bacterias o levaduras transgénicas con el gen de la insulina humana, se necesitaban 10 mil libras de páncreas de cerdo para obtener 1 libra de insulina (que podría generar reacciones alérgicas en pacientes diabéticos). Foto: Eli Lilly and Company Archives

En noviembre de 1973, el genetista Stanley Cohen y sus colegas informaron que habían construido un plásmido, un anillo de ADN, que transportaba un gen de otro organismo a una célula de E. coli: el nacimiento de la ingeniería genética (SN: 1/6/74). . Posteriormente, el equipo demostró que dichas células modificadas podían producir la proteína asociada con un gen extraño. Desde entonces, E. coli ha sido modificada para producir en masa medicamentos terapéuticos, descomponer plásticos y más. «El OGM más importante son los microorganismos que se utilizan para producir insulina«, dice el genetista Matthew Cobb de la Universidad de Manchester en Inglaterra. En 1978, al enfrentar problemas con la insulina derivada de cerdos y vacas, los científicos diseñaron E. coli para producir insulina humana para el tratamiento de la diabetes (SN: 16/9/78). El medicamento que salva vidas llegó al mercado en 1982 (SN: 9/10/82).

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2. Ratones transgénicos

raton transgénico

Al ratón genéticamente modificado de la izquierda le falta un gen que afecta el crecimiento del cabello. El ratón de la derecha conserva el gen. Foto: MAGGIE BARTLETT, NHGRI

Los modelos de estudio en ratón son una opción para los científicos que desean estudiar enfermedades humanas de forma controlada en el laboratorio. En 1974, los biólogos Rudolf Jaenisch y Beatrice Mintz sentaron las bases para estos modelos inyectando ADN de virus de simios en embriones de ratón, que luego nacieron con ADN viral en sus genomas. En artículos publicados en 1980 y 1981, un equipo dirigido por los biólogos Jon Gordon y Frank Ruddle incorporó ADN viral en genomas de ratón para que se transmitiera a las generaciones posteriores (SN: 13/9/80). Los roedores estrella fueron llamados ratones «transgénicos». Desde entonces, se han desarrollado ratones transgénicos y knockout, en los que se rompe o elimina un solo gen, para imitar y estudiar enfermedades humanas, desde el Alzheimer hasta el alcoholismo, la depresión y el cáncer.

3. Tabaco Bt y más

algodón transgénico

El algodón transgénico con proteína Bt (izquierda) es más resistente a los ataques del gusano cogollero que el algodón convencional no Bt (derecha). Foto: DOMINIC REISIG, PH.D.

En 1987, el genetista Mark Vaeck y sus colegas informaron que habían modificado genéticamente tabaco para producir toxinas Bt. Estas toxinas, producidas por la bacteria Bacillus thuringiensis, afectan sólo a ciertos insectos, incluidas varias plagas agrícolas comunes. Se necesita tiempo y dinero para fumigar los pesticidas derivados de las toxinas, pero la nueva planta de tabaco tenía protección incorporada. Las estimaciones sugieren que desde entonces se han cultivado más de mil millones de hectáreas de cultivos Bt (maíz, algodón, soja y más), sin que se conozcan problemas de seguridad para los consumidores. Estos cultivos han mejorado los rendimientos y al mismo tiempo reducen la necesidad de pesticidas. «Se cultivan a escalas masivas en muchos países del mundo», dice Emma Kovak, analista de alimentos y agricultura del Breakthrough Institute, un grupo de expertos ambientales en Berkeley, California. «Han tenido un impacto enorme».

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4. Tomate Flavr Savr

tomate Flavr Savr

Los tomates Flavr Savr (derecha) se mantienen firmes por más tiempo que sus homólogos convencionales (izquierda). Imagen: MARTYN F. CHILLMAID/FUENTE DE CIENCIA

El impacto del tomate Flavr Savr, introducido comercialmente en 1994, es en gran medida simbólico (SN: 28/05/94). Su genoma fue modificado para bloquear la producción de una enzima responsable del ablandamiento de la fruta, manteniendo así la fruta firme por más tiempo. Los altos costos de producción y distribución finalmente condenaron al Flavr Savr, pero fue el primer cultivo genéticamente modificado aprobado por la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos y que se vendió comercialmente. Los cultivos transgénicos han experimentado un auge desde el fracaso del Flavr Savr. En 2019, se plantaron más de 190 millones de hectáreas con cultivos transgénicos. Estos cultivos incluyen maíz, soya, canola, algodón, papas, zapallo italiano, remolacha azucarera, papayas.

Algunas personas también atribuyen el aumento de la oposición a los transgénicos al tomate Flavr Savr, dice Kovak. El tomate pasó por intensas pruebas de seguridad, pero las personas que se oponen en general a los alimentos transgénicos, entonces y ahora, señalan riesgos potenciales para la salud y el medio ambiente.

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5. Arroz biofortificado

arroz dorado

Frasco con arroz dorado, que produce betacaroteno (precursor de la vitamina A) al tener inserto genes del maíz y una bacteria natural del suelo. Foto: IRRI

Más de 2 mil millones de personas en todo el mundo enfrentan deficiencias de micronutrientes. El mejoramiento genético tradicional y la ingeniería genética pueden aumentar esos nutrientes, y el arroz ha sido un objetivo obvio. «Más de la mitad de la población mundial, incluidos muchos de los que viven en la pobreza, dependen del arroz para obtener la mayor parte de sus calorías diarias», dice B.P. Mallikarjuna Swamy, investigadora de biofortificación del arroz en el Instituto Internacional de Investigación del Arroz (IRRI) en Los Baños, Filipinas.

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[La primera versión de] El arroz dorado, desarrollado a finales de los años 1990 por un equipo dirigido por los biólogos Ingo Potrykus y Peter Beyer, contiene genes de la flor del narciso y una bacteria del suelo que le permiten producir un precursor de la vitamina A [La segunda versión contiene un gen del maíz]. Los reguladores de seguridad alimentaria lo han aprobado en Estados Unidos, Australia, Canadá y Nueva Zelanda, y recientemente fue aprobado para uso comercial en Filipinas. Sin embargo, a pesar de su promesa, el arroz dorado aún no ha tenido una adopción generalizada debido a obstáculos regulatorios y la oposición a los OGMs.

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6. Salmón AquAdvantage

salmon transgénico

Un salmón genéticamente modificado Aquabounty (izquierda) es más grande que un salmón no transgénico de la misma edad. Foto: AQUABOUNTY

La FDA aprobó el salmón AquAdvantage para consumo humano en 2015, lo que convirtió al salmón en el primer animal transgénico aprobado como alimento humano en los Estados Unidos. Canadá siguió en 2016. Con un gen de la hormona del crecimiento procedente del salmón Chinook, el salmón AquAdvantage alcanza su tamaño completo en la mitad del tiempo que el salmón del Atlántico criado en granjas tradicionales. El salmón de piscifactoría de rápido crecimiento podría tener un atractivo generalizado, pero existe la preocupación de que si el salmón modificado escapa, podría expulsar al salmón salvaje. Por ahora, el salmón AquAdvantage apenas está llegando a la cadena de suministro de Estados Unidos.

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7. Castaño americano

castaño americano

Plántulas de castaño americano transgénico a la derecha (Darling 215 y 311), al igual que el castaño convencional chino (Qing), presentan resistencia frente al tizón tardío en comparación al castaño no modificado (Ellis 1). Foto: Timelapse de la SUNY-ESF

Algunos investigadores están recurriendo a los OGMs para su conservación. El castaño americano, que alguna vez dominó la costa este, ofrece un ejemplo temprano de cómo podrían ser tales esfuerzos. Estas “secuoyas del Este” fueron severamente reducidas a mediados del siglo XX por un hongo parásito introducido desde árboles importados. Los esfuerzos históricos para desarrollar un castaño resistente al tizón mediante el mejoramiento tradicional no han dado resultado, pero el castaño modificado «Darling» podría ser la respuesta. Este árbol genéticamente modificado es más resistente a la enfermedad fúngica gracias a un gen del trigo que descompone la sustancia química dañina que produce el patógeno. El árbol ha estado bajo revisión por parte de agencias reguladoras desde enero de 2020. Después de su aprobación, el Proyecto de Investigación y Restauración del Castaño Americano de la Facultad de Ciencias Ambientales y Silvicultura de la Universidad Estatal de Nueva York en Syracuse planea comenzar a distribuirlo a los programas de restauración y al público.

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8. Mosquitos

mosquito transgénico

Este mosquito transgénico Aedes aegypti fue creado por la empresa Oxitec. Los investigadores esperan que la liberación de estos insectos genéticamente modificados pueda ayudar a combatir la propagación de enfermedades transmitidas por mosquitos. Fuente: MIGUEL SCHINCARIOL/AFP A TRAVÉS DE GETTY IMAGES

La modificación genética de animales que transmiten enfermedades, incluidos los mosquitos, podría salvar muchas vidas; Sólo la malaria mata a cientos de miles de personas cada año. «Ya estamos utilizando mosquitos genéticamente modificados para el control de enfermedades», dice la bióloga Vanessa Macías de la Universidad del Norte de Texas en Denton. Las pruebas realizadas en 2021 en Florida, por ejemplo, liberaron mosquitos macho Aedes aegypti modificados genéticamente para que las crías hembras murieran antes de la edad adulta (SN: 14/05/21). ¿La meta? Reducir la población de insectos que propagan los virus Zika y dengue. También se han liberado mosquitos modificados en Brasil, las Islas Caimán, Panamá y la India.

Otros equipos de investigación están agregando genes que hacen que los mosquitos sean resistentes a un patógeno, dice Macías, previniendo así la propagación de enfermedades. Y los avances en la edición de genes significan que ahora es posible utilizar lo que se conoce como «impulsores genéticos» (gene drive) para difundir modificaciones genéticas en poblaciones enteras (SN: 2/12/15). Sin embargo, quedan preguntas abiertas, incluido si es ético o prudente transformar poblaciones animales enteras (SN: 3/6/22). «Estamos hablando de incógnitas desconocidas», dice Macías.

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