En tan sólo unas pocas semanas, Zika se ha disparado de ser una infección oscuro para un desastre de salud pública titular de emergente. El virus se propaga rápidamente a través de las Américas (y potencialmente más allá), es sospechoso de estar asociado condefectos congénitos que afectan el desarrollo del cerebro y tiene actualmente ninguna vacuna ni tratamiento específico .
Comprensiblemente, los científicos están luchando para responder a lo que laOrganización Mundial de la Salud está llamando ahora una "emergencia de salud pública de importancia internacional."
En el arsenal de armas contra la enfermedad transmitida por mosquitos, no son juzgados y enfoques que incluyen la aplicación liberal de insecticidas y repelentes, el uso generalizado de mosquiteros y la eliminación de los criaderos de prueba.
Sin embargo, para combatir Zika y otras enfermedades transmitidas por mosquitos, se necesita más. Es por eso que los científicos están cada vez más a las tecnologías emergentes, tales como la biología sintética para las soluciones.
La broma que si va a obtener 10 biólogos sintéticos juntos en una habitación, obtendrá 10 explicaciones diferentes de lo que hacen. Después de todo, la biología sintética es un campo joven y de rápida evolución. Pero por debajo de esta falta de claridad se encuentra un cambio claro y profundo en nuestra capacidad tecnológica - la capacidad de "subir" código genético a las computadoras, editar y manipular, y luego "descarga" en los organismos vivos.
En efecto, hemos descubierto cómo cortar la biología - la forma de código de ADN y diseño por ordenador seres vivos.
Es pronto todavía - la biología es complejo y desordenado y no sigue las mismas reglas que el código informático. Pero cada vez más, los científicos están aprendiendo cómo utilizar la biología sintética para cambiar el funcionamiento de los organismos - incluyendo insectos portadores de enfermedades humanas peligrosas, como Zika.
Desactivar un gen y adiós mosquitos
El uso de técnicas de ingeniería genética basada en la biología sintética, la empresa británica Oxitec (propiedad de la estadounidense Intrexon Corp) ha sido agregado un interruptor genético para Aedes aegypti mosquitos, la especie que lleva el dengue y Zika.Siempre y cuando los insectos se alimentan el antibiótico tetraciclina, el interruptor permanece apagado y los insectos están bien. Pero eliminar el fármaco, y el interruptor se activa - la prevención de genes de trabajo, y en última instancia matar al mosquito.
Es un rasgo que permite la destrucción controlada de las poblaciones de mosquitos silvestres.
La clave es que este interruptor de la matanza genética es heredada por la descendencia de los mosquitos Oxitec '. Cuando se liberan los mosquitos machos modificados (que no muerden), se aparean con hembras salvajes y transmiten el rasgo antes de morir, lo que garantiza que una parte considerable de la próxima generación de mosquitos silvestres tetraciclina hambre mueren antes de alcanzar la madurez.
Mosquitos manipulados genéticamente de Oxitec han demostrado ser prometedores en pruebas de campo , y ya hay un creciente interés en la implementación de ellas en las zonas infectadas por Zika .
Pero este uso de la biología sintética es sólo uno de una serie de formas en que la tecnología puede potencialmente ser utilizado para combatir la enfermedad.
el desarrollo de vacunas rápido y la entrega inmediata
En 2005, el pionero de la biología sintética a Drew Endy esbozó un audaz y estimulantevisión de la "biología de ingeniería" en la revista . Naturaleza Una idea es particularmente relevante para las enfermedades infecciosas emergentes como Zika: el uso de la biología sintética para desarrollar rápidamente vacunas.
Las vacunas típicamente implican la exposición de un paciente a los virus inactivos o a los materiales que imitan las características de estos virus que desencadenan una respuesta inmune. El objetivo es estimular el sistema inmunológico en la construcción de la inmunidad, sin que se expone a un vivo, y potencialmente mortal, de virus.
Utilizando técnicas tradicionales, el desarrollo de vacunas puede ser un proceso largo y arduo. Sin embargo, los investigadores están buscando ahora en cómo pueden digitalizar secuencias de ADN y de ARN viral , y utilizar estos para diseñar rápidamente y producir nuevas vacunas que activan el sistema inmune de la misma manera como el virus, sin causar infección. Y la biología sintética también está abriendo la posibilidad de " vacunas inteligentes " que se pueden programar para producir una gama de diferentes moléculas que desencadenan una respuesta inmune, como y cuando sea necesario.
Una ventaja única de este enfoque es que, una vez se ha desarrollado el código genético para una vacuna, que puede ser distribuido de forma digital. Se convierte - en principio - posible producir vacunas in situ, bajo demanda. Sin lento, distribución física arriesgada - sólo la vacuna que desee, cuando lo desee, con sólo pulsar un botón.
No estamos allí todavía - e incluso como la tecnología se vuelve factible, hay desafíos regulatorios importantes a tratar. Sin embargo, la biología sintética está progresando lo suficientemente rápido que no pasará mucho tiempo antes de que la tecnología está jugando un papel importante en el desarrollo de vacunas y la distribución.
unidades de genes podrían rediseñar toda una especie
Antes de llegar allí, sin embargo, un tercer uso de la biología sintética se puede emplear vacunas que hace redundantes: unidades genes.
En noviembre de 2015, el microbiólogo Anthony James de la Universidad de California Irvine y sus colegas demostraron cómo los rasgos hereditarios - en este caso una intolerancia genética del parásito causante de la malaria - se propaga a través de toda una población . Lo que mostraron en efecto es que, utilizando la biología sintética, especies enteras pueden ser rediseñado con rasgos de diseño.
El concepto se llama una "unidad de genes", y que ha estado presente durante un tiempo.Pero sólo con el advenimiento de las técnicas de edición de genes precisos como CRISPRhan llegado a ser factible.
CRISPR es una técnica genética "buscar y reemplazar" que permite a los científicos para atacar y intercambiar secuencias de ADN específicas. Por sí solo, esto no es suficiente para transformar toda una especie - cada vez que un mosquito CRISPR (por ejemplo) se acopló con un mosquito sin modificar, se diluiría el diseñador de código. Pero aquí está la parte inteligente.
Imagine que CRISPR se utiliza para insertar una secuencia genética de un mosquito que no sólo evita que se aloja el parásito de la malaria, pero también incluye una copia de la misma CRISPR "buscar y reemplazar" código. Ahora, cada vez que la secuencia de ADN original vuelve a aparecer - por ejemplo, en los genes de descendencia después de apareamiento con un mosquito sin modificar - código incrustado que buscaría los genes originales que apoyan el parásito de la malaria y reemplazarlos con los nuevos genes modificados.
De esta manera, la modificación se transmite a través de todas las generaciones de mosquitos, hasta que todo lo que quedaba era una especie de diseño humano que es capaz de albergar el parásito de la malaria.
Podemos eliminar enfermedades como Zika, el dengue y la malaria, el uso de unidades de genes?
Es un truco biológica perversamente inteligente que se basa fuertemente en trucos y técnicas aprendidas de equipo de codificación, y sólo es posible gracias a los avances de la biología sintética.
Unidades de genes no han sido desarrollados para los Aedes aegypti mosquitos que transmiten el virus Zika todavía. Pero dado el poder de la técnica, es sólo una cuestión de tiempo antes de que alguien comienza a considerar seriamente el rediseño de las especies con el objetivo de erradicar la enfermedad.
Y aquí es donde las cosas se complican.
Un gran poder ....
Hay muchas razones de peso para que la reingeniería de los mosquitos o borrando ellospor completo: cientos de millones de personas infectadas y las vidas dañadas, para empezar.
Sin embargo, la eliminación o la reingeniería de una especie completas es un gran paso a tomar, sobre todo cuando las consecuencias no deseadas están lejos de ser clara.
Durante el último año más o menos, la biología sintética y la edición de genes han transformado nuestra capacidad para manipular la naturaleza. Estamos comenzando a rediseñar y recodificar ADN casi tan fácilmente como podemos escribir aplicaciones para teléfonos inteligentes. Y lo estamos haciendo esto con todas las técnicas inteligentes aprendidas de décadas de la programación de computadoras.
Sin embargo, aún tenemos sólo las ideas vagas de cómo los sistemas de piratería informática que estamos realmente funcionan. Es como si se nos ha dado rienda suelta a jugar con el código del sistema operativo de la vida, pero a diferencia de los ordenadores, no tenemos el lujo de reiniciar cuando las cosas van mal.
Este no es un argumento contra el uso de la biología sintética para combatir Zika y otras enfermedades infecciosas - ni mucho menos. Si se desarrolla de manera responsable, la tecnología podría salvar millones de vidas, y mejorar las condiciones de vida de muchos más. Lo que sí significa, sin embargo, que tenemos que ser excepcionalmente cautos en nuestra forma de proceder - y tomar cada onza de inspiración y asesoramiento que podemos obtener de cómo sopesar los posibles riesgos y consecuencias de lo que hacemos.
La buena noticia es que los científicos ya están tomando el desarrollo responsable y el uso de la biología sintética en serio. Recientemente, la Academia Nacional de la Ciencias, la Academia China de Ciencias y la Royal Society del Reino Unido copatrocinó una cumbre internacional sobre la edición de genes humanos. La declaración resultante hizo hincapié en la necesidad de un foro permanente para asegurar el uso responsable y aceptable de la tecnología. Y los científicos ya están trabajando en formas en las que las unidades de genes puede detenerse o revertirse si van mal .
Sin embargo, como el entusiasmo crece sobre el uso de la biología sintética para combatir enfermedades como el Zika, se necesitan mayores esfuerzos para entender lo que podía salir mal, quién y lo que podría ser potencialmente afectados y cómo se corrigen los errores.
Sin lugar a dudas, los mosquitos portadores de la infección son un problema mundial de salud pública, y la propagación actual de Zika sólo se hace énfasis a esta. El uso de la biología sintética para prevenir la infección - ya sea a través de las vacunas o la modificación o eliminación de mosquitos - mejoraría drásticamente la vida de cientos de millones de personas. Como Zika continúa propagándose - y si se confirma la supuesta relación con anomalías congénitas - biología sintética podría ser una de las mejores esperanzas para la contención y la lucha contra la enfermedad.
Pero sólo si aprendemos rápido de cómo utilizar esta poderosa tecnología de manera responsable.
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