La biotecnología, si se utiliza adecuadamente, tiene el potencial de proporcionar alimentos más saludables y en mayor cantidad; reducir la dependencia de combustibles fósiles; y ofrecer curas más eficaces para las enfermedades. Las enzimas que pueden disolver material vegetal en biocombustible como el etanol conducirán eventualmente a la producción económicamente viable de productos bioenergéticos sostenibles. Una nueva variedad de arroz elaborado mediante la bioingeniería y reforzado con vitamina A podría ayudar a reducir la ceguera que se origina a partir de la deficiencia vitamínica en los países en desarrollo.

Pero esta aplicación, y otras, conllevan riesgos que deben ser atendidos por medio de regímenes normativos y de seguridad. Los gobiernos y otras organizaciones deben también participar e invertir en la investigación y el desarrollo biotecnológicos, dirigidos a productos que puedan ayudar a los países en desarrollo a crear capacidad para beneficiarse de las innovaciones de la biotecnología.

Jennifer Kuzma es directora adjunta del Centro de Ciencia, Tecnología y Política Pública de la Universidad de Minnesota.

La ciencia sólo puede afirmar lo que es, pero no lo que debería ser, y fuera de su dominio siguen siendo necesarios los juicios de valor de toda clase.

Durante siglos los seres humanos han aprovechado el poder de los sistemas biológicos para mejorar sus vidas y el mundo. Algunos sostienen que la biotecnología comenzó hace miles de años, cuando se cruzaron variedades de cultivos para conseguir características determinadas y se utilizaron microorganismos para elaborar cerveza. Otros establecen el comienzo de la biotecnología a partir de la aparición de técnicas que permiten a los investigadores manipular y trasladar genes de un organismo a otro. El descubrimiento de la estructura del ácido desoxirribonucleico (ADN) en la década de 1950 marca el comienzo de esta era. Los genes se forman a partir de ADN y se expresan en proteínas, las cuales llevan a cabo tareas químicas y forman estructuras que nos otorgan características determinadas. En la década de los setenta los científicos descubrieron y utilizaron el poder de las "tijeras" naturales - proteínas denominadas enzimas restrictivas - para retirar concretamente un gen de un tipo de organismo e insertalo en otro organismo relacionado, o sin relación. Así nació la tecnología de ADN recombinante, o lo que la mayoría de los expertos denominan ahora biotecnología moderna.

Los pioneros de la biotecnología no podían haber imaginado nuestra capacidad actual para producir plantas que resisten enfermedades, animales que producen medicamentos en su leche y pequeñas partículas que seleccionan y destruyen las células cancerosas. Sin embargo, la biotecnología es más que ingeniería; es, también, un conjunto de instrumentos que permiten comprender los sistemas biológicos. La genómica se basa en estos instrumentos y es el estudio de los genes y de sus funciones. Mediante el uso de la biotecnología hemos determinado la composición, es decir, la "secuencia", de todo el conjunto de genes del ser humano y varios otros organismos. La información genómica nos está ayudando a evaluar mejor los factores comunes y la diversidad entre los organismos y los seres humanos, y a comprender y curar enfermedades, incluso ajustando los tratamientos al individuo.

La biotecnología, o en realidad cualquier tecnología, no existe en el vacío. Se deriva del quehacer humano y se ve afectada por el entorno social, cultural y político. La sociedad orienta y regula la tecnología, tratando de minimizar las deficiencias y de maximizar los beneficios. Muchos científicos de ciencias naturales y ciencias físicas preferirían una delimitación bien definida entre los intereses sociales y éticos y los intereses de la ciencia y la tecnología. Las polémicas recientes sobre el uso de organismos genéticamente modificados en la alimentación y la agricultura han ilustrado que esta frontera no es tan clara. No sólo hay una preocupación sobre la seguridad de los organismos modificados por la ingeniería genética sino que también existen diferencias culturales en la aceptación de los productos.

El contexto internacional de la tecnología es importante y se debe tener en cuenta. La biotecnología no es una panacea para los problemas mundiales, pero es una herramienta muy prometedora si se utiliza adecuadamente. Por otro lado, hay sistemas sociales que se ven afectados por las nuevas tecnologías y existe temor a crear una brecha aún mayor entre ricos y pobres si no tienen acceso a la tecnología todos los sectores de la sociedad. Teniendo presente ese contexto, este artículo describe diferentes desafíos mundiales y examina cómo se puede aprovechar la biotecnología para resolverlos de modo sostenible y equitativo.

DESAFÍO ENERGÉTICO, CAMBIO CLIMÁTICO Y MEDIO AMBIENTE

Los combustibles fósiles son un recurso energético limitado y lo estamos gastando a un ritmo más rápido del que puede reemplazar la naturaleza. La biotecnología tiene un papel que desempeñar en el uso de fuentes de energía más renovables. La energía de la biomasa, por ejemplo, es una fuente de energía neutra en carbono, puesto que, en último término, las plantas toman de la atmósfera la misma cantidad de carbono que emiten. Los investigadores están elaborando mejores celulasas, es decir enzimas que pueden descomponer el material vegetal en biocombustibles como el etanol. Las mejores celulasas llevarán tarde o temprano a la elaboración de productos sostenibles de bioenergía, económicamente más eficaces.

Algunos sostienen que el cambio climático tendrá su mayor impacto en los pobres, quienes carecen de recursos para mudarse o adaptarse cuando suceden desastres naturales, o cuando cambian sus entornos. Una transición a la energía de la biomasa no sólo tendría efectos ambientales positivos, sino que podría ocasionar también el desarrollo económico de comunidades rurales en todo el mundo. Los agricultores podrían cultivar plantas para sus necesidades alimentarias, de forraje y energéticas. Sin embargo, deben primero tener acceso a la tecnología que haga posible la conversión a la biomasa. Será difícil llevar semejantes tecnologías a las zonas rurales y crear la capacidad para operar esos sistemas.

Entre otros ejemplos de las aplicaciones energéticas y ambientales de la biotecnología cabe mencionar los microorganismos elaborados para producir gas hidrógeno de desechos orgánicos, las plantas producto de la bioingeniería que fabrican polímeros biodegradables, las máquinas moleculares basadas en las proteínas fotosintéticas de plantas para aprovechar la energía del sol, las bacterias elaboradas para disolver contaminantes ambientales y los biosensores desarrollados para detectar rápidamente los contaminantes ambientales peligrosos. A menudo se pasan por alto las aplicaciones ambientales de la biotecnología, o no se les asigna los fondos suficientes, pero la sostenibilidad de nuestro planeta ante una población cada vez mayor es un asunto de suma importancia.

AGRICULTURA, CALIDAD ALIMENTARIA Y SEGURIDAD

La biotecnología ha cobrado auge en sectores de la alimentación y de la agricultura. Por ejemplo, la bioingeniería genética ha creado algodón, soja, maíz y otros cultivos que contiene proteínas de la bacteria Bacillus thuringiensis (Bt), que los protege de las plagas de insectos. Los cultivos Bt se cultivan extensamente en muchos países. El cultivo del algodón Bt en China ha reducido significativamente el uso de pesticidas químicos peligrosos para la salud humana, en beneficio de los agricultores.

Por otro lado, se han dado situaciones preocupantes asociadas con los cultivos Bt. El Starlink era una variedad de maíz Bt autorizada en Estados Unidos para uso en pienso animal, dados los interrogantes sobre su potencial como alérgeno. Sin embargo, llegó finalmente a contaminar algunos productos de maíz en la cadena alimentaria humana. Asimismo, se han descubierto genes con proteínas Bt en algunas variedades de maíz mexicano, aunque México tiene una moratoria para la plantación de maíz Bt. Esta contaminación ha motivado inquietud, dado que México es el centro geográfico de la diversidad del maíz y muchos desean preservar las variedades nativas por razones culturales y agronómicas. Por lo tanto, a fin de obtener los beneficios de los cultivos producto de la ingeniería genética, es importante que se desarrollen buenos regímenes internacionales de seguridad biológica para evitar futuros accidentes y aumentar la confianza en el uso de estos cultivos.

También se están desarrollando por medio de la biotecnología alimentos más saludables y nutritivos. A modo de ejemplo, más de 100 millones de personas sufren de deficiencia de vitamina A, problema que es responsable de centenares de miles de casos de ceguera todos los años. A través de la ingeniería genética los investigadores han creado una variedad de arroz para abastecer el precursor metabólico de la vitamina A. Este "arroz dorado" se cruza con variedades locales para mejorar sus propiedades de crecimiento en los países en desarrollo. Se han superado los obstáculos de propiedad intelectual para poder distribuir el arroz gratuitamente a los agricultores de subsistencia; esto es especialmente importante porque de otra manera el costo de la semilla podría ser prohibitivo. Los científicos están desarrollando otros cultivos con cantidades altas de hierro, vitamina E, aminoácidos esenciales y aceites más saludables.

Con vistas al futuro, podrían resultar útiles otras aplicaciones de la biotecnología a los alimentos y la agricultura. El Programa de Medio Ambiente de las Naciones Unidas clasifica la escasez de agua dulce como segundo problema ambiental en importancia del siglo XXI, después del cambio climático. Los cultivos xerófilos y resistentes a la salinidad, adaptados para los países en desarrollo, podrían mejorar sobremanera la seguridad alimentaria en lugares donde la combinación de desastres naturales y tierras marginales seguramente llevará a hambrunas en un año dado. Mediante la genómica y la biotecnología moderna nos aproximamos cada vez más a poder descifrar, identificar y elaborar las numerosas características que controlan el uso del agua y la utilización de la sal en las plantas.

SALUD Y MEDICINA

Las aplicaciones médicas de la biotecnología son las que mejor conoce el público. Las células pluripotenciales y la clonación se han ganado una atención inusitada en la política nacional e internacional. Las células pluripotenciales son las células iniciales de un organismo de las que se ha mostrado que derivan diferentes clases de tejidos. Han reemplazado o reparado satisfactoriamente los tejidos dañados en modelos animales y encierran una gran promesa para tratar enfermedades humanas como el Alzheimer y la diabetes. Aunque la vasta mayoría de personas concuerda en que la clonación para producir seres humanos (clonación reproductiva) es inaceptable, es motivo de debate la clonación terapéutica, según la cual el proceso de clonación se utiliza sólo para cosechar células pluripotenciales. La clonación terapéutica podría suministrar células pluripotenciales que encajaran exactamente con las de un paciente, reduciendo al mínimo los graves riesgos asociados con el rechazo de tejidos. Estos métodos encierran una gran promesa. Sin embargo, los aspectos éticos, culturales y políticos asociados seguirán ocupando a los científicos y a los políticos en el futuro inmediato.

Una aplicación fundamental de la biotecnología en la medicina es el descubrimiento de medicamentos. Los seres humanos han descubierto fármacos en fuentes naturales desde los albores de la historia. Ahora, la genómica y su campo asociado para las proteínas - la proteómica - nos han permitido descubrir medicamentos de una manera más sistemática. La automatización de los ensayos de aglutinantes bioquímicos en pequeñas fichas miniaturizadas llamadas micromatrices, permite a los científicos seleccionar en muy poco tiempo miles de compuestos químicos para identificar su eficacia contra proteínas que causan enfermedades. Esta selección de alto rendimiento, como se le denomina, no habría sido posible si no se hubiera invertido durante años en investigaciones básicas de biotecnología.

Con el análisis de micromatrices se puede medir rápidamente la actividad de miles de genes. Muchos investigadores están aprovechando esta herramienta para determinar la actividad temprana en los genes cuando los seres humanos se infectan con patógenos. Para el futuro se proyectan exámenes rápidos, no invasivos, que serán especialmente importantes en el caso de infecciones que requieran tratamiento inmediato para reducir la dispersión y salvar vidas, como aquellas resultado de un atentado bioterrorista. Se están desarrollando también nanosensores a partir de partículas cuyo tamaño es casi 50.000 veces inferior al tamaño del diámetro de un cabello humano, para detectar la expresión proteínica y genética de las células individuales del cuerpo y permitir la evaluación de la salud de las células en las etapas iniciales de una enfermedad. El gobierno de Estados Unidos invierte millones de dólares en nanosensores que se pueden introducir en la sangre de los astronautas para vigilar constantemente su exposición a la radiación espacial.

Otro campo de gran promesa es la terapia genética, en la cual se aplican los genes a determinados órganos o tejidos enfermos del cuerpo para superar las deficiencias metabólicas. El uso de virus para aplicar genes ha demostrado tener riesgos para la salud humana, lo cual ha generado polémica para los ensayos clínicos con estos virus. La convergencia de la nanotecnología con la biotecnología permitirá métodos más seguros para la aplicación de genes, que no se sirvan de virus. En la actualidad se llevan a cabo en animales ensayos con nanopartículas sintetizadas químicamente que llevan genes o elementos terapéuticos a células enfermas.

La biotecnología desempeña también un papel importante en la prevención de enfermedades. Las vacunas producidas con métodos de ADN recombinante son por lo general más seguras que las vacunas tradicionales, porque contienen proteínas virales o bacterianas aisladas, en lugar de agentes causantes de enfermedad, muertos o debilitados. Sin embargo, muchas personas en los países en desarrollo carecen de acceso a cualquier tipo de vacuna, y mucho menos a aquellas derivadas de la biotecnología. En la actualidad la mayor parte de las vacunas precisan el almacenaje en frío y la aplicación profesional por medio de inyección. A raíz de ello, los investigadores investigan plantas elaboradas a partir de la ingeniería genética, con la finalidad de aplicar vacunas a través de los alimentos. Se calcula que el costo de la vacuna contra la hepatitis B derivada de plantas y administrada oralmente es una sexta parte que el costo de las vacunas actuales contra esa enfermedad. En aproximadamente unas 80 hectáreas se podrían cultivar cada año los antígenos suficientes para inmunizar a todos los bebés del mundo. Sin embargo, al igual que con los cultivos Bt, hay una preocupación general sobre los cultivos farmacéuticos porque podrían causar una polinización cruzada con cultivos de plantas alimenticias en el campo. Será especialmente importante desarrollar regímenes de seguridad biológica que utilicen cultivos que no tengan polinización cruzada (por ejemplo, esterilidad masculina) o que aíslen a los cultivos farmacéuticos (por ejemplo, en invernaderos).

LOS DESAFÍOS

Es notable que varios de los ejemplos anteriores estén relacionados con la Declaración del Milenio, un acuerdo concertado por más de 170 países en el año 2000 para atender la pobreza, el desarrollo económico y la preservación ambiental. No obstante la ciencia y la tecnología raramente se integran en programas internacionales centrados en el desarrollo económico y social. Se ha registrado un progreso importante en el cumplimiento de algunas de las metas de la Declaración del Milenio, tales como la reducción de la pobreza, el aumento de la educación primaria y la igualdad entre géneros, y la reducción de la mortalidad infantil. Sin embargo, se ha avanzado menos en la lucha mundial contra las enfermedades y la mejora de la sostenibilidad ambiental. Estos son desafíos en los que la biotecnología puede desempeñar un papel.

Las inversiones de cualquier nación en la ciencia y en la tecnología tarde o temprano darán fruto. Sin embargo, son igualmente importantes las inversiones para atender los aspectos sociales, políticos, culturales y éticos relacionados con las aplicaciones de la biotecnología. Hay buenas maneras de fomentar el diálogo sobre estos asuntos. Podríamos no llegar nunca a un acuerdo sobre algunas aplicaciones de la tecnología, como la clonación terapéutica, pero el diálogo conduce a la mejor comprensión de las opiniones de cada uno y al respeto por nuestras diferencias.

No deberíamos desatender los riesgos potenciales de la biotecnología para la salud y el medio ambiente. Necesitamos financiar estudios de estos efectos por organizaciones independientes. Deberían simplificarse los sistemas formativos para que sean eficaces, eficientes y transparentes. En la actualidad hay pocos incentivos para el estudio independiente de políticas y sistemas reglamentarios.

Finalmente, necesitamos invertir en tecnologías que se ajusten a ayudar a los países en desarrollo y crear capacidad en sus comunidades, por ejemplo, a través de la educación, la capacitación y la asistencia con cuestiones de propiedad intelectual. Las inversiones en biotecnología se han hecho principalmente en los países en desarrollo y en productos que ofrecerán beneficios económicos. Este enfoque es natural para el sector privado, pero se necesita un plan más amplio. Los gobiernos y otras organizaciones deberían invertir en investigación y desarrollo en los países en desarrollo y productos que puedan beneficiar a los mismos. A través del mayor conocimiento del contexto social de la biotecnología y de los compromisos para resolver las cuestiones existentes se puede imaginar uno un futuro en el que la biotecnología se aproveche de modo responsable para ayudar a todas las naciones y a todas las personas.

Las opiniones expresadas en este artículo no reflejan necesariamente los puntos de vista ni las políticas del gobierno de Estados Unidos.