En 1770, el químico alemán Carl Wilhelm Scheele realizó un experimento y notó que había creado un gas nocivo. Lo llamó “ácido muriático deflogisticado”. Lo conocemos hoy como cloro.
Dos siglos después, otro químico alemán, Fritz Haber, inventó un proceso para sintetizar y producir en masa amoníaco, que revolucionó la agricultura al generar la moderna industria de los fertilizantes. Ganó el Premio Nobel de Química en 1918. Pero esa misma investigación, combinada con el descubrimiento anterior de Scheele, ayudó a crear el programa de armas químicas que utilizó Alemania en la Primera Guerra Mundial. Este es un ejemplo de lo que se conoce como el “dilema del doble uso”. ”, en el que la investigación científica y tecnológica está destinada al bien, pero también puede, ya sea intencional o accidentalmente, ser utilizada para el mal.
Tanto en química como en física, el dilema del uso dual ha sido una preocupación durante mucho tiempo y ha llevado a tratados internacionales que limitan las aplicaciones más preocupantes de la investigación problemática. Debido a la Convención sobre la Prohibición del Desarrollo, la Producción, el Almacenamiento y el Uso de Armas Químicas y sobre su Destrucción (también conocida como Convención sobre Armas Químicas o CWC, por sus siglas en inglés), un tratado firmado por 130 países, muchas sustancias químicas peligrosas que a veces se usan en la investigación científica o médica deben ser monitoreados e inspeccionados.
Un ejemplo es la ricina, que se produce naturalmente en las semillas de ricino y es letal para los humanos en cantidades mínimas. Una breve exposición en una niebla o unos pocos granos de polvo puede ser fatal, por lo que está en la lista de CWC. La trietanolamina, que se usa para tratar infecciones de oído y cerumen impactado, y es un ingrediente para espesar cremas faciales y equilibrar el pH de las espumas de afeitar, también se incluye porque también se puede usar para fabricar ácido hidrazoico, también conocido como gas mostaza.
Existen tratados internacionales, protocolos de cumplimiento y agencias similares para monitorear los usos duales en química, física e inteligencia artificial. Pero la biología sintética, que busca diseñar o rediseñar organismos a nivel molecular para nuevos propósitos, haciéndolos adaptables a diferentes ambientes o dándoles diferentes habilidades, es tan nueva que tales tratados aún no existen para ella, aunque las discusiones sobre cómo para prevenir daños han estado ocurriendo durante décadas dentro de la comunidad científica.
En 2000, un equipo de investigadores de la Universidad Estatal de Nueva York en Stony Brook inició un experimento de dos años para determinar si podían sintetizar un virus vivo desde cero utilizando solo información genética disponible públicamente, productos químicos estándar y ADN por correo. (El proyecto fue financiado con $ 300,000 de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa, como parte de un programa para desarrollar contramedidas de guerra biológica). Los investigadores compraron tramos cortos de ADN y los juntaron minuciosamente, usando 19 marcadores adicionales para distinguir su virus sintético del cepa natural que estaban tratando de reproducir.
Tuvieron éxito. El 12 de julio de 2002, justo después de que los estadounidenses celebraran el primer 4 de julio después de los ataques terroristas del 11 de septiembre, cuando millones de personas nerviosas se sintieron aliviadas de que no hubiera ocurrido otro evento horrible en ese día festivo, esos científicos anunciaron que habían recreado el poliovirus en su laboratorio usando código, material y equipo que cualquiera, incluso al-Qaeda, podría tener en sus manos. Hicieron el virus para enviar una advertencia de que los terroristas podrían estar fabricando armas biológicas y que los malos actores ya no necesitaban un virus vivo para armar un patógeno peligroso como la viruela o el ébola.
El poliovirus es quizás el virus más estudiado de todos los tiempos y, en el momento del experimento, las muestras del virus estaban almacenadas en laboratorios de todo el mundo. El objetivo del trabajo de este equipo no era reintroducir el poliovirus en la naturaleza, sino aprender a sintetizar virus. Era la primera vez que alguien creaba este tipo de virus desde cero, y el Departamento de Defensa elogió la investigación del equipo como un gran logro técnico.
Saber cómo sintetizar el ADN viral ayudó a los Estados Unidos a obtener nuevos conocimientos sobre cómo mutan los virus, cómo se vuelven inmunes a las vacunas y cómo podrían desarrollarse como armas. Y aunque crear un virus para estudiar cómo podría usarse como arma biológica puede sonar legalmente cuestionable, el proyecto no violó ningún tratado de doble uso existente, ni siquiera un tratado de 1972 que prohibía explícitamente las armas biológicas, que prohíbe la fabricación de agentes que producen enfermedades. —como bacterias, virus y toxinas biológicas— que podrían usarse para dañar a las personas, los animales o las plantas.
No obstante, la comunidad científica estaba indignada. Hacer intencionalmente un “patógeno humano sintético” fue “irresponsable”, dijo en ese momento J. Craig Venter, genetista y progenitor de la biología sintética. Pero esto no fue un incidente aislado. Considere lo que sucedió con la viruela.
La Organización Mundial de la Salud declaró erradicada la viruela en 1979. Esto marcó un gran logro humano, porque la viruela es una enfermedad verdaderamente diabólica, extremadamente contagiosa y sin cura conocida. Causa fiebre alta, vómitos, dolor de estómago intenso, sarpullido rojo y domos dolorosos, amarillentos y llenos de pus en todo el cuerpo, que comienzan dentro de la garganta y luego se extienden a la boca, las mejillas, los ojos y la frente. A medida que el virus aumenta su control, la erupción se propaga: a las plantas de los pies, las palmas de las manos, el pliegue de las nalgas y alrededor de la parte trasera de la víctima. Cualquier movimiento presiona esas lesiones hasta que estallan a través de los nervios y la piel, dejando un rastro de líquido espeso hecho de virus y tejido muerto escamoso.
Solo existen dos muestras conocidas de viruela natural: una se encuentra en el CDC y la otra en el Centro Estatal de Investigación de Virología y Biotecnología, en Rusia. Durante años, los expertos en seguridad y los científicos han debatido si destruir esas muestras, porque nadie quiere otra pandemia mundial de viruela. Ese debate se volvió discutible en 2018, cuando un equipo de investigación de la Universidad de Alberta, en Canadá, sintetizó la viruela equina, un primo previamente extinto de la viruela, en solo seis meses, con ADN que había pedido en línea. El protocolo para hacer viruela también funcionaría para la viruela.
El equipo publicó una explicación detallada de cómo sintetizó el virus en Más unouna revista científica de acceso abierto revisada por pares que cualquiera puede leer en línea. El papel incluía la metodología que los científicos usaron para resucitar la viruela junto con las mejores prácticas para aquellos que querían repetir el experimento en su propio laboratorio. Para crédito del equipo, antes de publicar su investigación, su investigador principal siguió el protocolo científico y alertó al gobierno canadiense. El equipo también reveló sus intereses contrapuestos: uno de los investigadores también era director ejecutivo y presidente de una empresa llamada Tonix Pharmaceuticals, una empresa de biotecnología que investiga enfoques novedosos para los trastornos neurológicos; la empresa y la universidad habían presentado una solicitud de patente estadounidense para “poxvirus quiméricos sintéticos” un año antes. Nadie, ni el gobierno canadiense ni los editores de la revista, enviaron una solicitud para que rescindieran el periódico.
Los experimentos con el poliovirus y la varicela consistieron en sintetizar virus utilizando tecnología diseñada para propósitos bien intencionados. Lo que temen los científicos y los expertos en seguridad es diferente: los terroristas no solo sintetizan un patógeno mortal, sino que lo mutan intencionalmente para que gane fuerza, resistencia y velocidad. Los científicos llevan a cabo este tipo de investigación en laboratorios de contención de alta seguridad, tratando de anticipar los patógenos del peor de los casos creándolos y estudiándolos. Ron Fouchier, virólogo del Centro Médico Erasmus en Róterdam, anunció en 2011 que había aumentado con éxito el virus de la gripe aviar H5N1 para que pudiera transmitirse de las aves a los humanos y luego entre las personas, como una nueva cepa de gripe mortal
Antes de la COVID-19, el virus H5N1 era el peor que había afectado a nuestro planeta desde la gripe española de 1918. En el momento en que Fouchier llevó a cabo su experimento, solo se sabía que 565 personas habían sido infectadas con H5N1, pero tenía una alta tasa de mortalidad: el 59 por ciento de los infectados murió. Fouchier había tomado uno de los virus de la gripe naturales más peligrosos que jamás hayamos encontrado y lo hizo aún más letal. Él dijo compañeros científicos que él había “mutado el infierno” del H5N1 para que se transmitiera por el aire y, por lo tanto, significativamente más contagioso. No había vacuna H5N1. El virus existente ya era resistente a los antivirales aprobados para el tratamiento. El descubrimiento de Fouchier, que fue financiado en parte por el gobierno de EE. UU., asustó tanto a los científicos y expertos en seguridad que, en un movimiento sin precedentes, el Consejo Asesor Científico Nacional para la Bioseguridad, dentro de los Institutos Nacionales de Salud, pidió a las revistas Ciencias y Naturaleza redactar partes de su artículo antes de su publicación. Temían que algunos de los detalles y datos de mutación pudieran permitir que un científico deshonesto, un gobierno hostil o un grupo de terroristas crearan su propia versión hipercontagiosa del H5N1.
Acabamos de vivir una pandemia mundial que nadie quiere ver replicada. Es posible que tengamos vacunas contra el COVID-19, pero el camino hacia la endemicidad es accidentado y conllevará una morbilidad y muerte incalculables. Antes de que podamos esperar erradicar el SARS-CoV-2, como finalmente hicimos con la viruela, habrá más mutaciones y muchas cepas nuevas. Algunos podrían afectar el cuerpo de maneras que aún no hemos visto ni imaginado. Continuaremos viviendo con una tremenda incertidumbre sobre cómo y cuándo seguirá mutando el virus.
Obviamente, uno esperaría que la investigación de virus se llevara a cabo en un laboratorio donde se hiciera cumplir estrictamente la adherencia fanática a las políticas de seguridad y supervisión rigurosa. Justo antes de que la OMS declarara erradicada la viruela, una fotógrafa llamada Janet Parker trabajaba en una escuela de medicina en Birmingham, Inglaterra. Desarrolló fiebre y dolores en el cuerpo y, unos días después, un sarpullido rojo. En ese momento, ella pensó que era varicela. (Esa vacuna aún no se había desarrollado). Sin embargo, los pequeños puntos parecidos a granos que había estado esperando se convirtieron en lesiones mucho más grandes y estaban llenas de un líquido lechoso amarillento. A medida que su estado empeoró, los médicos determinaron que había contraído viruela, casi con seguridad en un laboratorio de investigación de alta seguridad mal administrado dentro del mismo edificio donde trabajaba.
Parker, lamentablemente, ahora es recordado como la última persona que se sabe que murió de viruela. ¿El beneficio de poder predecir con precisión las mutaciones de virus supera los riesgos públicos de la investigación de ganancia de función (es decir, la investigación que implica la mutación intencional de virus para hacerlos más fuertes, más transmisibles y más peligrosos)? Depende de a quién le preguntes.
O, mejor dicho, a qué agencia le preguntas. El NIH emitió una serie de pautas de bioseguridad para la investigación del H5N1 y otros virus de la gripe en 2013, pero las pautas eran limitadas y no cubrían otros tipos de virus. La Oficina de Política Científica y Tecnológica de la Casa Blanca anunció un nuevo proceso para evaluar los riesgos y beneficios de los experimentos de ganancia de función en 2014. Incluyó la influenza junto con los virus MERS y SARS. Pero esa nueva política también detuvo los estudios existentes destinados a desarrollar vacunas contra la gripe. Entonces, el gobierno cambió de rumbo en 2017, cuando la Junta Asesora Nacional de Ciencias para la Bioseguridad determinó que dicha investigación no representaría un riesgo para la seguridad pública. En 2019, el gobierno de los EE. UU. dijo que había reanudado la financiación para una nueva ronda de experimentos de ganancia de función destinados a hacer que la gripe aviar H5N1 sea más transmisible nuevamente.
Mientras tanto, este ir y venir no impide que los malos actores obtengan acceso a documentos de investigación de código abierto y material genético pedido por correo. Cuando se trata de biología sintética, los expertos en seguridad están especialmente preocupados por los futuros problemas de doble uso. La protección de fuerza tradicional, las estrategias de seguridad para mantener a salvo a las poblaciones, no funcionará contra un adversario que ha adaptado productos genéticos o moléculas de diseño para usarlas como armas biológicas.
en un Documento de agosto de 2020 publicado en la revista académica Centinela CTCque se centra en las amenazas terroristas contemporáneas, Ken Wickiser, bioquímico y decano asociado de investigación en West Point, escribió: “A medida que las técnicas de ingeniería molecular de los biólogos sintéticos se vuelven más sólidas y generalizadas, la probabilidad de encontrar una o más de estas amenazas se acerca a la certeza… El cambio en el panorama de amenazas creado por estostécnicas sólo tiene rival en el desarrollo de la bomba atómica”.
En diciembre de 2017, la administración Trump publicó nuevas directrices que despejan el camino para los proyectos de ganancia de función financiados por el gobierno destinados no solo a monitorear nuevos patógenos potenciales, sino también a fomentar el estudio de mutaciones intencionales de ganancia de función.
Para otras naciones, esto transmite un mensaje claro: Estados Unidos está trabajando en armas biológicas virales. Lo último que necesitamos en este momento es una carrera de armamentos biológicos. Vale la pena señalar que las empresas que fabrican vacunas no han pedido públicamente una investigación de ganancia de función ni han indicado que la investigación les ayudaría a aumentar las cadenas de suministro para futuras vacunas.
Prohibir la investigación de ganancia de función no equivale a detener por completo el trabajo sobre virus sintéticos, vacunas, antivirales o pruebas de virus. Estamos rodeados de virus. Son importantes e integrales para nuestros ecosistemas. Se pueden aprovechar para funciones beneficiosas, que incluyen antibióticos de precisión para microbios difíciles de matar, tratamientos contra el cáncer y vehículos de administración para terapias génicas. Pero debemos monitorear este tipo de trabajo tan de cerca como monitoreamos el desarrollo de las tecnologías nucleares.
Por lo general, los países se unen durante una crisis, no antes. Es fácil ponerse de acuerdo sobre el peligro. Es mucho más difícil ponerse de acuerdo sobre una visión compartida y una gran transformación. Pero se podría alentar a los países a colaborar por el bien público porque tienen un interés abrumador, por ejemplo, en desarrollar sus bioeconomías en lugar de gastar recursos para crear nuevas herramientas para la guerra biológica.
Un modelo es el Acuerdo de Bretton Woods, un pacto de 1944 entre las naciones aliadas de la Segunda Guerra Mundial que sentó las bases para un nuevo sistema monetario global. Entre las disposiciones del acuerdo había planes para crear dos nuevas organizaciones encargadas de monitorear el nuevo sistema y promover el crecimiento económico: el Banco Mundial y el Fondo Monetario Internacional. Las naciones de Bretton Woods acordaron colaborar. Si la moneda de un país se debilitara demasiado, los otros países intervendrían para ayudar; si se devaluara más allá de cierto punto, el FMI rescataría a ese país.
También acordaron evitar las guerras comerciales. Pero el FMI no funcionaría como un banco central mundial. En su lugar, operaría como una especie de biblioteca gratuita, de la que sus miembros podrían tomar prestado cuando sea necesario, al mismo tiempo que se les solicitará que contribuyan a un fondo común de oro y moneda para mantener el sistema en funcionamiento. Finalmente, el sistema de Bretton Woods incluyó a 44 países que llegaron a un consenso sobre la regulación y promoción del comercio internacional.
El enfoque colaborativo funcionó bien porque todos los miembros podían ganar o perder si violaban el pacto. El sistema de Bretton Woods se disolvió en la década de 1970, pero el FMI y el Banco Mundial aún brindan una base sólida para el cambio de divisas internacional.
En lugar de monitorear y regular una reserva mundial de dinero, el sistema que propongo gobernaría la reserva mundial de datos genéticos. Los países miembros aceptarían utilizar un sistema de seguimiento inmutable basado en cadenas de bloques para registrar secuencias genéticas, así como piezas, pedidos y productos estandarizados.
Este tipo de sistema global requeriría que las empresas evalúen los pedidos de genes sintéticos contra varias bases de datos de ADN que contienen secuencias de patógenos regulados y toxinas conocidas, y luego autentiquen a los compradores y registren las transacciones en una base de datos pública.
El conjunto global de datos genéticos incluye el ADN, que revela nuestros secretos más sensibles y personales. Las compañías de seguros, la policía y los adversarios estarían muy interesados en esa información. Al menos 70 países ahora mantienen registros nacionales de ADN, algunos de los cuales incluyen datos que se recopilaron sin obtener el consentimiento informado.
El enfoque actual de los registros nacionales posiciona al ADN como una herramienta de vigilancia y pierde la oportunidad de agrupar datos genéticos para proyectos de investigación a escala mundial que podrían beneficiarnos a todos. Un pequeño país de solo 1,3 millones de personas demuestra un mejor camino a seguir.
Desde una posición frágil en el norte de Europa, incómodamente cerca de una Rusia hostil, Estonia ha construido lo que durante mucho tiempo se ha considerado uno de los ecosistemas digitales más avanzados del mundo. Su identidad digital emitida por el estado permite a los residentes realizar transacciones en línea de manera segura con las autoridades gubernamentales, las oficinas de registro e impuestos y muchos otros servicios públicos y privados. Los ciudadanos votan electrónicamente desde 2005, utilizando su identificación digital para la autenticación. Esa misma identificación digital sirve como columna vertebral para el sistema de salud de Estonia, que conecta a los ciudadanos y sus registros médicos y de salud personales almacenados centralmente con médicos y proveedores de atención médica.
El ecosistema digital de Estonia también facilita la realización de investigaciones genéticas intensivas en datos. El Biobanco del país incluye información genética y de salud del 20 por ciento de sus adultos, quienes dieron su consentimiento para participar en programas de investigación genética. El sistema de Estonia les ofrece clases gratuitas de genotipado y educación relacionada, a las que, bendita la ética estonia, la gente realmente asiste. Ese sistema de identificación digital también garantiza la seguridad y el anonimato de los participantes.
En un sistema biotecnológico de Bretton Woods, los países miembros podrían construir un sistema similar de identificación digital basado en una cadena de bloques para crear un registro inalterable de datos genómicos personales para programas de investigación. El modelo de consentimiento informado de Estonia es un buen modelo para las naciones miembros de este sistema propuesto.
Luego, las naciones miembros contribuirían con un porcentaje de los datos genéticos de su población a un fondo común global. Tal sistema alentaría el uso responsable y el desarrollo de datos genéticos y fomentaría la rendición de cuentas. Un sistema estándar para el almacenamiento y la recuperación de secuencias genéticas haría que las auditorías fueran más sencillas y escalables.
Hay mucho en juego porque la biología es impredecible y tiende a autosostenerse, incluso cuando no queremos que lo haga. Ya se están desarrollando nuevas formas de vida que nunca antes existieron en la naturaleza. Algunos han sido arrancados desde un código de computadora hasta células y tejidos vivos. La evolución está evolucionando, y si no acertamos en esta próxima fase, la experimentación inofensiva de hoy podría resultar en la catástrofe a escala planetaria del mañana.
Esta publicación es un extracto del libro de Amy Webb. La máquina Génesis: nuestra búsqueda para reescribir la vida en la era de la biología sintética.