Nuevos avances en la tecnología de edición de genes podrían ayudar a salvar a las especies nativas de las plagas invasoras, pero a qué precio.
A medida que la Tierra entra en el Antropoceno, su biodiversidad se tambalea al borde del desastre, y las especies insulares se han visto particularmente afectadas. Alrededor de 80 por ciento de las extinciones registradas han ocurrido en islas y 40 por ciento de las especies amenazadas y en peligro de extinción en el mundo viven en ellas. Los investigadores dicen que la principal causa de estas extinciones son los roedores invasores; estos son, ratas y ratones que viajaron de polizón en los barcos y que, al llegar, rápidamente poblaron las islas donde no hay depredadores naturales y donde, a menudo, hallan un buffet de alimentos como huevos y crías de la fauna silvestre local. Si bien existen varias maneras de eliminar esos invasores, la más eficaz ha sido los rodenticidas. Pero estos venenos no pueden utilizarse eficazmente en las islas con grandes poblaciones humanas ni donde los residentes desaprueban su uso. Y los venenos no discriminan, pues junto con las plagas no deseadas también matan a las especies nativas a las que debían proteger.
Pero ahora, una nueva y polémica estrategia denominada genética dirigida* (gene drive) ofrece una solución brutalmente eficiente mediante la introducción de organismos modificados genéticamente y diseñados para propagar una característica elegida —como generar descendencia infértil— en una población silvestre. Los científicos, los funcionarios gubernamentales y otras partes interesadas debatieron la idea la semana pasada en el Congreso Mundial de Conservación organizado por la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (UICN, en su siglas en inglés), en Honolulu.
“La genética dirigida funciona distorsionando la herencia a su favor”, dice el bioquímico Kevin Esvelt, del Instituto de Tecnología de Massachusetts, que participó en el congreso y quien es uno de los principales investigadores del campo. Cuando dos organismos se reproducen, sus crías naturalmente tienen una probabilidad de 50 por ciento de heredar cualquier gen de cualquiera de los progenitores. La genética dirigida aumenta esas probabilidades en más de 50 por ciento. En generaciones sucesivas ese gen “navega a través” de la población hasta que la mayoría de sus individuos lo poseen. La genética dirigida ya ocurre de forma natural en casi todas las especies que conocemos, dice Esvelt, y los investigadores han estado pensando maneras de aprovecharse del fenómeno durante casi un siglo. Ahora, finalmente, los científicos tienen una herramienta que les permite aprovechar el poder de la genética dirigida con mayor precisión y eficacia que nunca: CRISPR-Cas9, la herramienta de edición de gen accesible y fácil de usar que permite a los científicos modificar el genoma de un organismo con extrema precisión.
En 2014, Esvelt y otros científicos publicaron un artículo en el que describían por primera vez las posibles formas en que CRISPR podría ser usada para la genética dirigida. “(Esta herramienta) hace que sea factible en casi cualquier organismo que se multiplica por reproducción sexual”, dice Esvelt. Por ejemplo, un investigador podría modificar el genoma de la rata para que contenga una versión rota de un gen necesario para la fertilidad de la hembra, y luego introducir algunas de esas ratas a una isla. Ellas podrían aparearse con ratas silvestres y todos sus descendientes heredarían ese gen roto. Cuando esos descendientes luego se apareen con otras ratas salvajes, toda su descendencia también heredará el gen. Con el tiempo, toda la población de ratas hembra sería infértil y las ratas desaparecerían. “Eliminar las especies invasoras es casi como presionar el botón de reinicio de una isla”, dice Heath Packard, portavoz de la organización Island Conservation. La misión de esta organización no gubernamental es prevenir extinciones mediante la eliminación de especies invasoras en las islas.
Pero esto es más fácil decirlo que hacerlo. “El tamaño y la dimensión de las islas que estamos considerando están más allá de los límites de la tecnología actual”, que en general involucra el uso de rodenticidas anticoagulantes, dice Karl Campbell, director del proyecto Island Conservation. Los roedores se han introducido en 80 por ciento de las islas del mundo, y Campbell dice que las prácticas actuales son útiles solamente para alrededor de 10 por ciento de ellas. En la investigación y la evaluación de potenciales nuevas estrategias, Campbell y sus colegas han presentado un argumento para el uso de la genética dirigida en las islas. Estos sistemas podrían implementarse para la infertilidad femenina o, alternativamente, para hacer que los ratones tengan más probabilidades de producir descendencia masculina infértil, y que las poblaciones resultantes de roedores exclusivamente masculinos eventualmente se extingan. Tales sistemas podrían ser perfectamente utilizados en islas tan grandes como las de Nueva Zelanda, que recientemente ha anunciado su intención de deshacerse de los depredadores invasivos para 2050.
Mientras tanto, Floyd Reed, biólogo de la Universidad de Hawái en Manoa, ha estado trabajando en un tipo diferente de sistema llamado subdominancia para evitar que los mosquitos Culex introducidos en Hawái propaguen la malaria entre las aves en peligro de extinción, incluyendo el mielero hawaiano. Esta técnica consiste en liberar suficientes mosquitos genéticamente modificados en el ambiente hasta que representen más de 50 por ciento de la población general. Una vez que la población alcanza ese umbral, la selección natural funciona para favorecer a los mosquitos modificados. Con el tiempo, los mosquitos silvestres mueren, dejando a los mosquitos modificados en su lugar. En un sistema de este tipo, los mosquitos podrían diseñarse para ser incapaces de transmitir el parásito de la malaria o de reproducirse. Hasta ahora, Reed ha establecido una prueba de concepto en la mosca de la fruta, Drosophila, una especie modelo de uso común en laboratorios de todo el mundo. Pero establecer una genética dirigida basada en la subdominancia en los mosquitos Culex en el laboratorio ha avanzado lentamente. El progreso podría incluso no ser lo suficientemente rápido como para salvar al mielero hawaiano. A menos que se haga algo, dice Reed, “en cinco años, vamos a perder por lo menos otra especie”.
Una solución de genética dirigida obviamente viene con algunas preocupaciones serias. Afortunadamente, un sistema basado en la subdominancia debería hacer que sea bastante más fácil devolver a las generaciones futuras a su estado original y sin modificar, mediante la reintroducción de suficientes mosquitos silvestres en la población. Pero algunas de las formas más poderosas de genética dirigida son difíciles de controlar o de revertir, y sin los mecanismos bioseguridad adecuados teóricamente podrían extenderse más allá de la población objetivo y afectar a una especie entera. “Nadie debería construir un sistema como este para resolver un problema de conservación. Es demasiado pronto. No sabemos lo suficiente”, dice Esvelt, y añade: “Probablemente soy el principal crítico científico de la genética dirigida a pesar de que soy referente en el campo”.
Del mismo modo, Reed también habla con cautela. “Existe un potencial, pero hay algunas tecnologías con las que tenemos que ser muy cuidadosos”, dice. Un grupo de activistas internacionales de alto perfil, entre ellos Jane Goodall y David Suzuki, divulgaron una carta coincidiendo con la reunión de la UICN, para oponerse abiertamente a la liberación de lo que ellos llaman “genes genocidas”, alegando razones ecológicas y morales. Entre los signatarios figuran Claire Cummings, autora y ex abogada del Departamento de Agricultura de EU. “El marco regulatorio existente no puede intervenir de ninguna manera en esta tecnología”, dice ella. Y agrega: “aquí hay fuertes cuestiones morales y éticas, pero esto es muy nuevo. Es una verdadera oportunidad para hacer las preguntas correctas”.
De hecho, cuando Esvelt escribió su artículo en 2014 esbozando posibles usos para la tecnología, su equipo también publicó un segundo artículo pidiendo la reforma regulatoria tanto en EE.UU. como en otros países. Jim Collins, biólogo de la Universidad del Estado de Arizona, quien a principios de este año convocó a un grupo de expertos para explorar las potenciales aplicaciones de la tecnología de genética dirigida, coincidió con Esvelt, diciendo: “necesitamos diferentes disposiciones. Las [regulaciones] que están en vigor ahora no son suficientes”.
Por suerte aún hay tiempo. Incluso si fuera posible hacer pruebas de campo seguras de la genética dirigida, todavía falta para ello entre cinco y diez años. “Esta es una tecnología que va a ser tremendamente potente, y cualquier tecnología tremendamente potente necesita ser manejada con mucho cuidado y desarrollada abiertamente y a la luz del día”, dice Esvelt. “Pero aún no ha llegado”.
Fuente: scientificamerican.com / Jason G. Goldman