Biotecnología del ayer, hoy y mañana

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Sin un argumento científico, el Presidente decretó vetar el maíz transgénico sin calcular las 15 millones de toneladas que México importa desde Estados Unidos; esta medida ha causado tensión con el principal socio comercial que pide las supuestas pruebas que avalan esta decisión; el rechazo a los organismos genéticamente modificados deja al país con pocas opciones para garantizar la seguridad alimentaria en el futuro

 

POR AGUSTÍN LÓPEZ MUNGUÍA
Pasteur y la aurora de la biotecnología

El 27 de diciembre pasado, el mundo celebró los 200 años del nacimiento de Louis Pasteur. Por muchas razones Pasteur es una excelente referencia para hablar de un antes y un después en la biotecnología. Basta señalar que, a partir de su obra y sus hallazgos, la biotecnología dejó de ser una actividad ancestral, un mero conocimiento tradicional… y se hizo ciencia. ¿Qué quiere decir esto? En pocas palabras, que, entre sus múltiples logros, Pasteur introdujo al saber humano el universo de los microorganismos y su impacto en nuestra vida cotidiana. Después de varios cientos de años de saberes ancestrales sobre la elaboración de vino, pan, queso y cerveza, Pasteur cambió nuestra realidad acabando con la idea de que la vida podía surgir espontáneamente, de la nada, demostrando que todo alimento fermentado provenía de la acción de los microorganismos y que mientras unos transforman el azúcar en alcohol, otros del alcohol hacen vinagre. La ciencia que se inició con Pasteur es la que hoy permite que países como Francia tengan una cultura científica íntimamente ligada a su cocina, que sus quesos, baguetes y vinos —tradicionales y modernos— sean apreciados por propios y extraños.

 

La oposición a la biotecnología data del siglo XIX
Todo ciudadano rinde homenaje a Pasteur durante el desayuno cuando pasa la mirada por el cartón de leche cuya inocuidad es certificada por el Padre de la Microbiología: leche ultra-pasteurizada. El proceso de pasteurización hoy se extiende a cualquier alimento líquido con riesgo de ser colonizado por los microorganismos del medio ambiente, y su virtud radica en que se eliminan sólo los microorganismos nocivos, protegiendo así la salud del consumidor, sin deteriorar la calidad nutrimental del producto.

 

¿Piensa el lector que convencer a la sociedad y a la industria de las ventajas de pasteurizar la leche fue fácil? Nada de eso. La intención de aplicar la pasteurización a la producción de leche se rechazó por el supuesto de que se trataba de un plan conspiratorio, de una nueva estrategia de la gran industria para imponer a los pequeños productores una tecnología que los obligaría a invertir en unidades de tratamiento térmico, o bien a tener que vender el producto a las recientes empresas pasteurizadoras. Se pensaba que se trataba de un plan perverso de la gran industria para monopolizar el mercado de la leche y acabar con las unidades pequeñas de producción. Se argumentaba que la pasteurización quitaba a la leche bronca su carácter “natural” afectando su sabor y, desde luego, restándole valiosas propiedades nutrimentales. ¿Suena original? Sólo faltó acusar a la leche pasteurizada de cancerígena, pero en aquel entonces las expectativas de vida apenas rebasaban los 30 años.

 

Las estrategias para adoptar la pasteurización requirieron grandes esfuerzos de la comunidad médica para que el conocimiento desarrollado por Pasteur trascendiera a la sociedad. Un ejemplo de enorme impacto que ilustra este periplo es el del empresario y filántropo Nathan Straus, uno de los más destacados defensores de la pasteurización. Para combatir la mortalidad infantil por tuberculosis, Straus estableció en Nueva York un laboratorio de producción de leche pasteurizada. Sin embargo, para convencer al público de su inocuidad y beneficios fue necesario que la regalara, ya que no sólo resultaba más cara, sino que había que combatir la mejor arma de los detractores: el rumor de que ocasionaba “daños a la salud”.

 

En 1909, a más de 50 años de las primeras publicaciones de Pasteur sobre la fermentación, Straus publicó el libro Disease in Milk: The Remedy Pasteurization. En el texto, el filántropo dejaba claro que la leche bronca era la causante de enfermedades como la tuberculosis, tifoidea, escarlatina y difteria, responsables de 25% de las muertes de infantes en los Estados Unidos en 1890. Para 1903 se había logrado disminuir el impacto de la leche en los decesos a 15% de la población, pero en Nueva York, centro de la intensa campaña por la pasteurización, el descenso llegaba hasta 7%. El esfuerzo de Straus contribuyó, además, a establecer como norma la pasteurización de la leche. En la era de Pasteur dos de cada cinco niños morían antes de llegar a adultos, y en su propio caso, tres de sus cinco hijos fallecieron en la niñez por infecciones que hoy se evitan con la pasteurización y las vacunas.

 

El anterior fue uno de los grandes cambios tecnológicos derivados del conocimiento científico que explican cómo durante el siglo pasado las expectativas de vida mejoraron sustancialmente. En efecto, si bien en los orígenes de la civilización los humanos vivían en promedio de 20 a 30 años, la pasteurización, la adición de cloro al agua y algo tan simple como lavarse las manos, fueron determinantes para que a finales del siglo XX la expectativa de vida promedio llegara a más de los 70 años. Otro evento que aceleró el desarrollo de la biotecnología a mediados del siglo fue el descubrimiento de Alexander Fleming, clave en el desarrollo de la medicina moderna: la penicilina. Se trata de una de las primeras quimioterapias, al usar una sustancia química producida por un microorganismo (un hongo del género Penicillium) para impedir el desarrollo de bacterias patógenas, es decir, un antibiótico. Hasta ese entonces la gente moría de cualquier infección: durante la Primera Guerra Mundial, las heridas infectadas causaron más muertes que las balas. Para la segunda mitad del siglo XX, gracias a la penicilina, y otros antibióticos que le siguieron, las infecciones dejaron de ser una causa inexorable de muerte.

 

El avance inexorable de la biotecnología
Las tecnologías derivadas de los hallazgos de Pasteur y de Fleming adquieren a finales del siglo pasado una nueva dimensión con el descubrimiento de las moléculas que definen a todo organismo vivo; bacterias y hongos, plantas y animales y, desde luego, a los seres humanos. Así, la biotecnología se modernizó al incorporar a su desarrollo el conocimiento y las herramientas de la biología molecular: comprender cómo nos definen los genes —formados por ADN—, cómo funcionan y se regulan y, eventualmente, cómo pueden ser modificados.

 

El estudio del conjunto de genes de los organismos, su genoma, ha permitido explicar, por ejemplo, por qué el ancestro del maíz, el teocintle, deja caer sus granos a la tierra en lugar de mantenerlos integrados a la mazorca como los maíces actuales, y por qué no son comestibles. En los genes también encontramos la explicación de otros cambios que sufrió el maíz primitivo durante su domesticación para dar lugar a las múltiples variedades de maíces que hoy nos alimentan. De igual forma, gen por gen, reacción por reacción, Pasteur ahora comprendería cómo funcionan las células de levadura que transforman el azúcar de las uvas en el alcohol del vino. Pero lo que sin duda más le sorprendería es descubrir que, ya sin necesidad de microscopio, gracias al avance en las disciplinas ómicas, como la genómica y un enfoque como la metagenómica, los nuevos cazadores de microbios han descubierto que en el cuerpo humano habitan tantas bacterias como células de Homo sapiens, y que los genes bacterianos sobrepasan en dos órdenes de magnitud a los nuestros, intervienendo en prácticamente todas las funciones de la biología humana.

 

El rechazo a los OGMs
A Pasteur le costaría trabajo dar crédito al hecho de que, haciendo uso de herramientas de otra disciplina, la ingeniería genética, la biotecnología moderna haya dado lugar en los años 80 a los organismos modificados genéticamente (OGM). El primero de ellos, una bacteria (Escherichia coli) “transformada” con un gen que le permite producir insulina humana (proteína vital para las personas que padecen de diabetes) o con el gen que le permite producir eritropoyetina, para tratar la anemia. De esta forma se producen actualmente más de un centenar de medicamentos disponibles en todas las farmacias en un anaquel que debería etiquetarse como “provenientes de un OGM”.

 

Pasteur quedaría estupefacto al enterarse de la forma en la que hoy se elaboran vacunas. Orgulloso, y un poco soberbio, se ufanaría de que actualmente algunas de las vacunas se sigan elaborando bajo una estrategia similar a la que él empleó para elaborar la vacuna contra la rabia: inyectando virus atenuado en las personas. Pero quedaría boquiabierto al enterarse de que, a partir de un profundo conocimiento de la célula, se hayan diseñado vacunas consistentes ya no en microorganismos, sino en cadenas copiadas del ADN, concretamente, genes transcritos (mRNA). Esta es una biotecnología moderna, esencial en la batalla en la que, vía la inyección de este material genético a nuestras células, nos libramos del virus SARS-COV2, aprovechando el conocimiento científico y tecnológico construido desde sus tiempos.

 

Y finalmente, Pasteur quedaría impresionado al descubrir que también sabemos transferir genes a las plantas, y que una proteína perteneciente a la bacteria Bacillus thuringiensis (BT), vía la adición controlada del gen correspondiente a los más de 50 mil genes del maíz, es ahora parte del maíz genéticamente modificado (maíz GM). Y aunque hay cientos de distintas modificaciones genéticas con muy diversas funciones, lamentablemente todas se han calificado con el mismo adjetivo, sinónimo de riesgo, temor y amenaza: transgénico.

 

Pasteur podría hacer la analogía de que esta proteína en el maíz actúa como una vacuna —en realidad un bioinsecticida— impidiendo que sea atacado por los insectos. Se preguntaría si él hubiera podido utilizar una técnica similar para luchar contra las infecciones que sufrían los gusanos de seda atacados por el hongo, Nosema bombycis, causándoles la pebrina, enfermedad que en sus tiempos puso en riesgo la producción de seda en Europa. En aquel entonces, Pasteur luchó contra la plaga proponiendo separar “a mano” las larvas infectadas en las que el hongo aparecía como puntos negros. Actualmente, con la estrategia biotecnológica de la proteína BT se evita rociar los cultivos de maíz, soya o de algodón con insecticidas. Se calcula que este desarrollo ha evitado hasta la fecha la aplicación de unas 750 mil toneladas de insecticidas en los países en los que se cultivan.

 

Desafortunadamente, no todo el mundo pondera el beneficio de una tecnología que evita el uso de plaguicidas, quizá como consecuencia de la muy negativa experiencia vivida con el insecticida DDT, que generó en muchos la animadversión por los productos de síntesis química, animadversión que es ahora capitalizada en campañas contra la industria agroquímica. En la actualidad una de esas campañas se centra en un herbicida: el glifosato. Y es que, en efecto, algunas plantas GM —mediante métodos ingeniosos de transformación genética— también se les ha hecho tolerantes al glifosato, lo que permite al productor no tener que labrar la tierra para deshierbar las malezas y, en consecuencia, no erosionar el suelo y mejorar el rendimiento. Este herbicida se usa en algunos cultivos GM incluido el maíz, pero también en el manejo de otras plantaciones pues desde los orígenes de la agricultura: la hierba no perdona. De hecho, en muchos países europeos lo aplican en huertos, viveros y vías de comunicación, a pesar de no sembrar plantas GM. Además, el glifosato es la más poderosa y segura herramienta para contender con plantas invasoras no nativas en ambientes terrestres o acuáticos que han invadido parques, bosques, espacios públicos y jardines privados, desplazando a las plantas originales. Para ciertos lugares, resulta paradójico que en vez de glifosato se sugiera usar agua hirviendo, vinagre, gluten de maíz, vodka o jabón, pues para la agricultura moderna, eso es imposible; aunque como se ha sugerido también, se podría regresar al machete, o como en sus tiempos propuso Pasteur como solución al problema de las larvas infectadas del gusano de seda: arrancar a mano una por una. El glifosato está pagando el precio de su éxito, y es que se trata de uno de los agroquímicos más seguros hasta ahora desarrollados. Habría que reconocer que, dada su efectividad, se ha abusado en su aplicación, aprovechando una deficiente regulación. Sin embargo, sería más fácil resolver esta deficiencia que lidiar con las consecuencias de su prohibición.

 

A pesar de que existe una oposición muy vocal y mediática contra las plantas genéticamente modificadas, ya más de 200 millones de hectáreas en el mundo se siembran con cultivos GM, maíz, soya y algodón principalmente: la vigilancia ha sido tan exitosa y la gestión de riesgos tan rigurosa y efectiva que a casi 30 años de consumo por humanos y animales no se ha reportado ningún evento adverso ni en la salud pública ni en la industria pecuaria.

 

Una afrenta añeja contra la salud pública
Aunque en la actualidad aún exista quien critique los protocolos que Pasteur empleó para desarrollar su vacuna contra la rabia, la humanidad en su conjunto sigue festejando su descubrimiento y las incontables vidas humanas salvadas. Pero ¿qué pensaría ante el rechazo de poderosas organizaciones ambientalistas cuando en el mundo se cultiva una planta que también podría salvar vidas? El arroz dorado es una variedad modificada para producir dos nuevas proteínas: una proveniente del maíz y la otra de una bacteria. Entre ambas logran que el arroz, como otras verduras, sintetice carotenos, precursores de la vitamina A y responsables de su tono dorado. Esta estrategia surgió para lidiar con las deficiencias de vitamina A, causa de más de medio millón de casos anuales de deficiencia en la visión, ceguera y muerte de niños, sobre todo en África y Asia. Siendo el arroz el alimento básico en estas regiones, es sin duda la manera más eficiente y económica de asegurar la dosis diaria de vitamina A requerida por los niños: 60 gramos al día de arroz dorado bastarían. Este desarrollo —de acceso libre y licencia pública— fue dado a conocer en la portada de la revista TIME desde el año 2000. No obstante, la oposición al arroz dorado ha sido obtusa sin que hasta la fecha se pueda sembrar y distribuir prioritariamente entre la población infantil. La indignación ha dado lugar a la publicación de una carta firmada por más de un centenar de Premios Nobel (y miles de adhesiones), acusando a las organizaciones ambientalistas de cometer un crimen de “lesa humanidad” al oponerse sin argumentos científicos a la siembra de este arroz. La ceguera entre la población infantil asiática sigue siendo un problema de salud pública… por otro tipo de ceguera.

 

Maíces de hoy y de mañana
La oposición de las autoridades científicas actuales hacia la biotecnología agrícola ha llevado a una política de restricciones y negativas a desarrollos biotecnológicos modernos y, de facto, a desarticular el funcionamiento del marco regulatorio establecido para evaluar los riesgos eventuales bien definidos en la Ley de Bioseguridad de OGMs. Y no sólo eso, sino también a cancelar los permisos de siembra de soya y algodón, y muy particularmente los que tienen que ver con importación de maíz GM, aunque nunca se aprobó su siembra comercial y llevemos más de cinco lustros importándolo y consumiéndolo de muy diversas formas, incluyendo las tortillas. Las consecuencias de ya no disponer de más de 15 millones de toneladas de maíz amarillo (del cual producimos menos de cuatro) en la industria pecuaria y alimentaria ya han sido abordadas en diversos foros. Se antoja complejo —por decirlo de alguna manera— sustituir esta materia prima para alimentar gallinas, puercos, vacas… y conseguir maíz para elaborar aceites, harinas, cereales para el desayuno, frituras, maíces enlatados, endulzantes, etc.

 

Pasteur se sorprendería de que estemos enfrascados en un debate en torno a una tecnología que ya ha sido rebasada. En efecto, lo transgénico ya no es la estrategia dominante para el desarrollo de plantas con nuevas propiedades, sino herramientas más precisas, efectivas y seguras de “edición genética”, como CRISPR-Cas, que ahora permite modificar, activar, modular o silenciar genes y funciones directamente en diversos organismos; en el caso del maíz por ejemplo, es posible transferir los genes desde otros maíces, evitando hacer transgénicos: una extraordinario potencial para aprovechar la riqueza genética con la que contamos.

 

Diversidad, coexistencia y colaboración como estrategia sustentable
En el entramado actual de prioridades agroalimentarias, socioeconómicas y ambientales, es necesario aprovechar realmente presencia de razas nativas y variedades locales de maíz en México, como centro de origen y diversificación de este cultivo; esto implica averiguar metódicamente su base genética y utilizar estratégicamente las características que les han permitido adaptarse a las diferentes condiciones ambientales de climas, suelos, agua disponible, plagas y enfermedades, incluyendo sus propiedades nutrimentales y culturales para así promover mejor su adopción y consumo, basados en una productividad y comercialización rentables. En este sentido, destacan los trabajos que venía realizando la Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (Conabio) (https://www.biodiversidad.gob.mx/diversidad/proyectoMaices) asfixiada por la actual administración. En este mismo sentido, no resulta claro en el discurso de la “defensa de nuestros maíces nativos” —a la que tanto aluden autoridades y ambientalistas (no productores)— que no justifica la pretensión de prohibir las importaciones de maíces GM amarillos. Más allá del consenso global que hay sobre su consumo saludable, los maíces biotecnológicos, junto a los convencionales y mejorados, se han utilizado aquí para múltiples fines por décadas; en otros países productores se ha demostrado, además, que es posible la coexistencia regulada entre cultivos tradicionales, orgánicos y GM. Las moratorias, decretos restrictivos y la baja productividad evidencian que tenemos políticas de investigación y desarrollo en apoyo a la conservación, al mejoramiento genético y tecnológico (extensionismo) que son marginales o continúan desarticulados, por suponer erróneamente ahora que son excluyentes. Un caso manifiesto es el de entidades como el CIMMYT (Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo) en Texcoco, que ha pugnado por la colaboración con universidades e instituciones públicas, apoyando particularmente al Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) —sectorizado presupuestalmente a la Sader para apoyar el trabajo de las semilleras y varios miles de pequeños y medianos productores—. Paradójicamente, sus logros destacables han ocurrido en el África Subsahariana, donde 3.5 millones de agricultores están cultivando maíces tolerantes al estrés hídrico y con mejores propiedades nutrimentales, desarrollados por el CIMMYT. No obstante, hacia el interior de nuestro país, programas como MasAgro (Modernización sustentable de la agricultura tradicional) MasAgro (https://masagro.mx/), en especial para el caso maíz, ha tenido que sortear apoyos públicos muy dispares. Pero es un hecho que sus iniciativas y experiencia, constituyen un modelo de colaboración público-privada para alcanzar metas inaplazables, fortaleciendo al sector primario e incrementar la seguridad alimentaria y la sustentabilidad ambiental.

 

Nuevos maíces
Algo para resaltar estas paradojas y temores de daños a la salud, es que las aflatoxinas que frecuentemente contaminan los granos de maíz constituyen un cancerígeno 100% natural, el más potente conocido hasta la fecha. ¿Tenemos idea del nivel de aflatoxinas de nuestros maíces? ¿Nos preocupa su impacto en la salud de los mexicanos, al menos tanto como el del glifosato? A los productores de maíz amarillo GM sí, y es un hecho que por su proteína BT es menos susceptible al ataque de insectos durante el almacenamiento y en consecuencia al ataque de hongos productores de aflatoxinas. A nivel internacional existen grupos de investigación que trabajan ya sobre maíces, modificándolos, para que silencien los genes del hongo invasor. Otros grupos en España y Alemania cuentan con maíces enriquecidos en ácido fólico, carotenos y vitamina C, buscando un mejor nivel nutricional para los consumidores. Otro sorprendente ejemplo de la genómica del maíz dado a conocer recientemente en la revista Science por investigadores chinos de diversos laboratorios y universidades en Beijing, es la pérdida con la domesticación de dos genes del teocintle que compactan los entrenudos de la planta; al reintegrarlos se aumenta la densidad de plantas de maíz en el campo y por lo tanto el rendimiento. Pero no tendríamos por qué ir hasta China. Un maíz modificado genéticamente por el grupo de investigación del Dr. Luis Herrera Estrella en el entonces LANGEBIO (hoy Unidad de Genómica Avanzada) introdujo al maíz un gen encontrado en Cuatro Ciénegas, que le permite al maíz usar una fuente no convencional de fosforo, usada como fungicida en agricultura orgánica. Como ninguna otra planta puede usar el fosforo en esa forma química (iones fosfito: PO3-), incluidas las hierbas, no habría necesidad de usar glifosato ni ningún otro herbicida para cultivar este maíz. En un futuro próximo, la biotecnología permitirá desarrollar nuevos maíces y otras plantas capaces de obtener nitrógeno del aire, que no requerirán de fertilización, ni química ni orgánica. Este será el nuevo parteaguas de la biotecnología en la agricultura. Se cuenta ya con microorganismos que se asocian a la raíz, y se investigan plantas que con nuevos genes puedan tomarlo directamente del aire. En esa línea, un maíz denominado como Olotón que se siembra en la sierra Mixe, tiene raíces aéreas y cuenta con un microbiota que le permite fijar del aire 80% del nitrógeno que requiere. ¿Qué se está haciendo con esta riqueza biotecnológica para extender esas capacidades a otros maíces y otras plantas? Acusar de biopiratería a quienes los estudian (https://www.gaceta.unam.mx/maiz-oloton-en-la-mira-de-empresas-transnacionales).

 

En la actualidad, curiosamente estamos ávidos de tecnología en prácticamente todos los ámbitos de nuestra vida: la salud, la inteligencia artificial, las comunicaciones, la energía, el transporte… pero tratándose de la alimentación resonamos con mitos y temores irracionales con los que nos manipulan y nos paralizan, cuando justamente —como lo evidencia la vida y obra de Pasteur— la ciencia puede ser el fermento de nuestra cultura y nuestras tradiciones.

 

Ilustración: Ani Cortés /El Universal

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