Hace dos semanas, más de 130 científicos, expertos en ética y representantes gube amentales responsables de programas de financiación se reunieron a puerta cerrada en la Universidad de Harvard (EEUU) para hablar de un proyecto que daría la vuelta al proceso del Proyecto del Genoma Humano al escribir un genoma en lugar de leerlo. El evento, llamado HGP Write, buscaba generar interés en la idea de sintetizar las 6.000 letras de ADN de un genoma humano para emplear el resultado para "poner en marcha" una célula.
Ese grandioso objetivo requerirá nueva tecnología además de montones y montones de ADN. El CEO de Gen9, Kevin Munnelly, afirmó: "Seremos una de las empresas que posibilitará esto". La compañía se fundó en 2009 para fabricar cadenas de ADN, y entre sus creadores se encuentra el visionario genetista de la Facultad de Medicina de la Universidad de Harvard, George Church, que domina el epicentro de los planes de escribir el genoma. Munnelly añadió: "No creo que nadie pueda generar más ADN que nosotros con seis técnicos en un espacio de 1.400 metros cuadrados".
Foto: Un robot traslada fluídos en el laboratorio de Gen9 en Cambridge, Massachusetts. La 'start-up' fabrica ADN para empresas de biotecnología. Crédito: Gen9.
Según los analistas, construir un genoma humano requeriría el triple de genes de los que que el hombre es capaz de producir actualmente en un año, y un gasto de al menos 90 millones de dólares (unos 81 millones de euros) en ADN.
Alguien que visite las instalaciones de Gen9 se encontrará inmediatamente cara a cara con un póster de Church a tamaño real con el mensaje: "La mejor manera de predecir el futuro es cambiarlo". Para eso se creó Gen9. Al comercializar la tecnología para fabricar ADN de forma más barata, Church espera "hacer por la biología lo que Intel hizo por la electrónica".
¿Quiere un microorganismo que consuma dióxido de carbono y genere combustible? Algún día podrá encargarlo con un simple clic del ratón.
Actualmente, sobre todo son farmacéuticas y gigantes agrícolas como Syngenta quienes más encargan secuencias genéticas personalizadas. Son utilizadas para modificar el ADN de plantas y bacterias para aplicaciones como producir fármacos como la insulina. Pero estas cadenas de A, G, C y T genéticas típicamente sólo están compuestas por unas 1.000 letras.
Métodos más baratos y mejores para escribir ADN permitirían la impresión de genomas completos. ¿Quiere un microorganismo que consuma dióxido de carbono y genere combustible? Algún día podrá encargarlo con un simple clic del ratón. Además de Church, los otros fundadores científicos de la empresa (cuyos retratos a escala real también ado an las paredes) son el ingeniero del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, EEUU) Joe Jacobsen y el biólogo sintético de la Universidad de Stanford (EEUU) Drew Endy. Sobre todos ellos, Munnelly afirma: "Gen9 es su bebé. Su idea. Esto es lo que llevan queriendo hacer durante mucho tiempo. El principio básico es promulgar la biología sintética al hacer que se adapte con mayor facilidad".
Gracias en parte a innovaciones de Gen9, nos acercamos cada vez más a la fabricación de ADN a muy gran escala. En 2011, cada pareja adicional de letras de ADN químicamente encadenados en un gen costaba 12 dólares (unos 10,76 euros), pero los precios siguen bajando a ritmo continuo. En marzo, Gen9 lo empezó a ofrecer por tan solo tres céntimos de dólar (la misma equivalencia en euros).
El ritmo al que cae el precio del ADN es comparable al de la mejora continua predicha por la ley de Moore que hemos observado en los ordenadores, y que predice que cada dos años se doblará la potencia computacional. Pero se necesitan progresos mucho rápidos si el coste de escribir un genoma humano aspira a equipararse con el coste de leer uno, que ha bajado a menos de 1.000 euros gracias a una serie de importantes mejoras en las técnicas de secuenciación. Al ritmo de hoy, eso no sucederá hasta 2066. Demasiado lejos para un Church de barba gris, lo cual ayuda a explicar sus esfuerzos autocalificados de "fanáticos" por mejorar la tecnología.
Pero los precios a la baja también presentan un dilema económico si la demanda del ADN no aumenta pronto. Guiándome por unas oficinas equipadas con un mobiliario anticuado, Munnelly me contó que gran parte de la capacidad de la empresa sigue ociosa. De hecho, una empresa predecesora llamada Codon Devices cerró sus puertas después de vender ADN tan barato que perdió dinero.
Reunión secreta
Foto: El gráfico muestra la evolución del precio por pareja de letras de ADN desde 2002. Crédito: Rob Carlson (Synthesis).
Por eso un ambicioso proyecto tal vez respaldado por el Gobie o de EEUU para fabricar un genoma humano podría ayudar. Aumentaría la demanda de ADN e impulsaría las tecnologías aún sin inventar que se necesitarán para moldear ese ADN hasta formar complejos cromosomas humanos. "Esto va a abrirle los ojos a mucha gente a lo el mercado puede, o no puede, hacer", afirma Munnelly, y añade: "Creo que esas tecnologías podrían recibir un gran impulso con el anuncio de un proyecto así".
Una propuesta que detalla la lógica de sintetizar un genoma ha sido enviada a una revista científica (probablemente Science) por Church y varios autores más. Su futura publicación, según Church, fue el motivo para intentar mantener la reunión HGP Write en secreto y prohibirle a la prensa que informara de ella.
Esa decisión, sin embargo, recibió duras críticas del cofundador de Gen9 Endy, que expuso el encuentro en un crítico tuit. Aunque Endy posee acciones de la empresa y se muestra totalmente de acuerdo en que necesitamos mejores herramientas de construcción de ADN, escribió un editorial cuestionando si "un enorme gesto moral" como crear un genoma humano es "un motor apropiado de demanda" para métodos más baratos de ADN. Sugirió que los científicos deberían centrarse en imprimir cromosomas bacterianos.
Crear un genoma humano podría conllevar pesadas implicaciones religiosas y éticas. Aunque la perspectiva siga siendo remota, en teoría, las personas podrían ser diseñadas en ordenadores y nacer sin padres. Otros dijeron que los organizadores hicieron un trabajo deficiente a la hora de divulgar sus vínculos con las start-ups. "Esas empresas accederían a una enorme oportunidad de generar beneficios; se verán enormemente beneficiadas", asegura el biólogo del Laboratorio Lincoln del MIT Peter Carr.
Gen 9 ya llevaba tiempo vendiendo grandes cantidades de ADN con descuento a los coautores de la futura propuesta, incluido el investigador de la Facultad de Medicina de la Universidad de Nueva York Jef Boeke, que dirige un consorcio inte acional que actualmente intenta reemplazar los cromosomas de una levadura con otros artificiales. Por su parte, el laboratorio de Church en la Facultad de Medicina de la Universidad de Harvard ha pedido millones de letras de ADN para modificar el código genético de la bacteria E. coli, un trabajo que también se publicará próximamente.
Un tercer organizador de HGP Write, Andrew Hessel, es futurista en Autodesk, una empresa de software CAD que, según los asistentes, financió la reunión. La empresa, que ha estado repartiendo fondos por laboratorios de biología sintética y está desarrollado software para el diseño biológico, también colabora con Gen9 y compra su ADN. Munnelly afirmó: "Me salen acuerdos de confidencialidad con Autodesk por las orejas".
Renacimiento de ADN
Incluso sin un megaproyecto, la posibilidad de que la síntesis del ADN se convierta en una enorme industria ha estado tentando a los inversores. Una empresa de Califo ia (EEUU), Twist Biosciences, ha recaudado más de 140 millones de dólares (unos 127 millones de euros) durante los últimos 18 meses. Church afirma ser accionista de esa empresa también.
Foto: La automatización ha impulsado la caida del precio del ADN. En abril, Gen9 empezó a ofrecer ADN a un precio de tres céntimos de dólar por pareja de letras genéticas para pedidos grandes. Crédito: Gen9.
Gen9 y Twist Biosciences han estando revolucionando la industria al adoptar técnicas de la computación para producir en masa miles de millones de cortas piezas de ADN. Twist Biosciences, por ejemplo, las fabrica dentro de diminutos circuitos microintegrados a máquinas en un chip de silicio. Gen9 depende de un proceso de microimpresión de cadenas de ADN sobre placas de cristal. Después son recogidas y combinadas para formar genes de hasta 10.000 letras.
Los nuevos métodos de producción masiva están reemplazando a la manera más antigua y cara de fabricar genes, que data de la década de 1970. "La industria de la síntesis está viviendo un renacimiento ahora mismo, y es muy emocionante", asegura el cofundador de Ginkgo Bioworks Jason Kelly, que hizo un pedido este año de 100 millones de genes a Twist Biosciences, la mayor compra de su tipo.
Ginkgo Bioworks busca nuevas maneras de fabricar valiosas fragrancias y otros productos químicos. Para ello, necesita copias de genes de plantas que pueda insertar en células de levadura para sus pruebas, que a menudo pasan por miles de iteraciones. Por eso el precio del ADN sigue representando un problema. Imaginemos que los programadores informáticos, que trabajan con 1 y 0, tuviesen que pagar 10 céntimos cada vez que enviaran una instrucción. Eso limitaría el número de programas que podrían probar. Kelly alega: "Lo que necesitamos es la capacidad de fabricar muchos, muchos, muchos más genes individuales de forma barata. Allí está el foco del dolor; eso es lo que quieren todos".
Lo que está menos claro es por qué querría alguien generar un genoma sintético. "Cualquier proyecto de genoma humano sintético llevará muchos años, si no décadas, y cualquier reto o financiero se produciría en un futuro muy, muy lejano", asegura el consultor Rob Carlson, que estudia la industria. Sin un motivo economico, no cree que la escritura de ADN se vuelva asequible en un futuro previsible. "El uso comercial y biotecnológico del ADN sintético jamás de los jamases generará suficiente demanda para escalar la producción para fabricar muchos genomas humanos sintéticos", añade.
Church cree que ese punto de vista erra en el tiro y explica: "La gente está atascada de la misma manera que nos atascamos con nuestra manera de pensar en los ordenadores durante la década de 1960. Cuando le preguntabas a la gente si querría tener uno, contestaba: '¿Qué es un ordenador? Ocupa toda la habitación y no hace nada'". No podían imaginarse que los transistores fueran a dar paso a unas rompedoras aplicaciones como Angry Birds o Facebook.
Church afirma que los ingenieros han aprendido de la naturaleza que existe un vasto margen de mejora. Mientras que a los químicos les lleva tres minutos alargar una cadena de ADN por una sola letra, las moleculas del interior de las células escriben ADN a un ritmo de 1.000 letras por segundo. Una célula humana que se divide genera un nuevo genoma en 24 horas, esencialmente gratis.
Church concluye: "Existe aquí una vía de crecimiento y con cada innovación nueva nos acercamos más".