Biología sintética: la biotecnología que permite entender, modificar e incluso crear nueva vida, por Andrew Hessel

Entrevistamos a Andrew Hessel, experto del Future Trends Forum, sobre su nuevo libroThe Genesis Machine: Our Quest to Rewrite Life in the Age of Synthetic, que explora los retos y oportunidades de la biotecnología. Esta entrevista forma parte de nuestra iniciativa #FIBKVoices, que pretende acercarte a la comunidad de expertos de la Fundación. 

Andrew Hessel, pionero y experto en el campo de la biología sintética, es microbiólogo y genetista. Es el presidente de Humane Genomics, una startup que desarrolla virus sintéticos para oncología. También es cofundador y presidente del Centro de Excelencia para la Ingeniería Biológica y del Genome Project-write. Es profesor de la Singularity University desde 2009. Su objetivo es ayudar a las personas a comprender y utilizar mejor los sistemas vivos para satisfacer las necesidades de la sociedad. 

Como dice Andrew en esta intervención en uno de los Future Trends Forum de la Fundación, la biología sintética es ingeniería genética utilizando herramientas digitales. Y el nuevo software biológico son los virus.  

El nuevo libro de Andrew Hessel 

The Genesis Machine, el libro en el que se centra esta entrevista, fue escrito conjuntamente con Amy Webb, directora general del Future Today Institute, una empresa líder en prospectiva y estrategia. Amy ha sido pionera en una metodología de prospectiva basada en datos y tecnología que ahora se utiliza en cientos de organizaciones. Forbes nombró a Amy «una de las cinco mujeres que están cambiando el mundo«. 

La biología sintética es una rama de la biotecnología que está revolucionando la forma de identificar las enfermedades y tratar el envejecimiento, así como la forma de alimentarnos. Este campo de rápido crecimiento -que utiliza ordenadores para modificar o reescribir el código genético– ha creado soluciones revolucionarias e innovadoras como las vacunas COVID de ARNm, las técnicas de fecundación in vitro o la carne cultivada en laboratorio. Nos ofrece oportunidades para hacer frente a las amenazas existenciales: el cambio climático, la inseguridad alimentaria y el acceso al combustible. 

Pero también existen riesgos importantes. ¿Quién debe decidir cómo diseñar organismos vivos? ¿Los organismos modificados deben plantarse, cultivarse y liberarse en la naturaleza? ¿Debería haber límites para las mejoras humanas? ¿Qué riesgos ciberbiológicos se vislumbran? ¿Podría una futura guerra biológica en la que se utilizaran organismos manipulados provocar una extinción masiva?  

The Genesis Machine proporciona los fundamentos para pensar en los riesgos y dilemas morales que plantea el rediseño de la vida, así como en las enormes oportunidades que nos esperan en el futuro. 

A continuación, te ofrecemos de primera mano las reflexiones de Andrew Hessel sobre la biología sintética: 

A grandes rasgos, ¿qué es la biología sintética?  

La biología sintética es un conjunto de herramientas y tecnologías que facilitan la ingeniería de la biología. Yo describo este campo como la intersección de tres conjuntos: las ciencias de la vida, la computación y la robótica. Combinada, la biología sintética nos permite llegar a la ingeniería de casi todo lo biológico, desde las biomoléculas individuales hasta las vías metabólicas y los organismos completos. No hemos inventado la vida, como tampoco hemos inventado la física, pero estamos aprendiendo a dirigirla hacia los objetivos que nos gustaría alcanzar. 

Fuente: Figura aportada por Andrew Hessel 

Yendo al subtítulo de su libro, ¿qué significa que podemos reescribir la vida?  

En el nivel más fundamental, la vida es un código -código genético-. Las herramientas de la biología sintética nos permiten leer, editar y escribir este código con precisión, dándonos nuevas capacidades para entender, modificar e incluso crear nueva vida. No puedo dejar de insistir en la importancia de este cambio. Nuestro planeta es único en el sistema solar porque está repleto de vida biológica -millones de especies que van desde las microscópicas hasta las enormes ballenas azules-, todas ellas construidas sobre la misma bioquímica universal. Ahora estamos aprendiendo por primera vez a programar esa bioquímica. 

¿Cuáles son los campos en los que podrían producirse las innovaciones más espectaculares gracias a la biología sintética? 

Al igual que la computación, la biología sintética promete llegar a casi todos los ámbitos de la innovación y la actividad humana, pero los campos que seguramente se verán más afectados son: 

A) La agricultura 

B) La industria manufacturera 

C) Medicina 

D) Tecnología de la información 

E) Robótica 

F) Sensores. 

Gracias a la biología sintética, ¿habrá un océano azul de nuevas soluciones y productos, un nuevo mercado que hoy no existe? 

 Sin duda. Al igual que la digitalización ha cambiado los sectores donde se aplica, a veces de forma fundamental, y ha creado productos completamente nuevos, la biología sintética se convertirá en un motor de la economía del futuro, creando nuevos mercados de billones de euros. 

¿Veremos avances en la biología sintética gracias a la inteligencia artificial cuántica?  

Hemos visto iniciativas en este sentido como el Variational Quantum Eigensolver (VQE), liderado por Alán Aspuru-Guzik. ¿Existen otros proyectos en este sentido? ¿Cómo de cerca están de ser realmente útiles? 

En mi opinión, la respuesta es sí. Si la inteligencia artificial cuántica está conduciendo a una mejor comprensión de la estructura y la función químicas, será una parte fundamental de la comprensión y el diseño bioquímicos. De hecho, Alán y otros ya están explorando este espacio. En cuanto a la utilidad, el trabajo pionero de Deepmind en la predicción de estructuras de proteínas ha sido un primer paso que ha cambiado las reglas de juego y que ya está resultando muy útil. Ahora bien, apenas podemos imaginarnos cuánto más sofisticadas pueden llegar a ser nuestras herramientas de diseño y modelización biológica en el futuro, o cómo pueden ser realizadas por la biología sintética. 

En principio, toda tecnología es agnóstica en relación con el bien y el mal. ¿Cómo se puede orientar la biología sintética hacia el bien común y evitar su mal uso? 

Creo que podemos aprovechar algunas pistas de lo que ha ocurrido con la informática e Internet, que también son tecnologías de programación como la biología sintética, pero que, a diferencia de la vida, conocemos perfectamente. Con la informática hemos aprendido desde el principio que, aunque la mayoría de la gente es usuaria no maliciosa de los sistemas, casi cualquier cosa mala que pudiera ocurrir, ocurriría, ya sea por error, curiosidad inocente o intención maliciosa. No podemos ser ingenuos con la biología sintética y asumir que todo el mundo la utilizará para el bien.  

Entonces, ¿qué hemos aprendido sobre cómo mantener los sistemas digitales seguros y en línea? Necesitamos una supervisión continua y automatizada para reconocer la actividad que no es normal. Necesitamos contramedidas para frustrar los ataques. Y tenemos que ser capaces de restaurar los sistemas críticos a partir de una copia de seguridad, si se han corrompido sin posibilidad de reparación. Esta última es quizás la más difícil, al menos cuando se trata de la vida en el mundo real, en comparación con los organismos en un fermentador. No tengo una solución para esto. Personalmente creo que también vamos a necesitar que las personas involucradas en algunas áreas de I+D, como la ingeniería de virus, sean identificadas y autorizadas y que los sistemas sean transparentes digitalmente -con blockchain, por ejemplo- para que puedan ser supervisados por cualquiera.  

En caso de mal uso de la biología sintética, ¿cuáles son los principales riesgos a los que nos enfrentamos? 

Amy y yo revisamos nueve grandes riesgos en el libro. Incluyen riesgos desde el hecho de que la biología es impredecible y el doble uso es inevitable, hasta los desafíos con la privacidad y la regulación, pasando por la discriminación genética y los desafíos geopolíticos. El riesgo que más me preocupa es el de la ingeniería de los agentes infecciosos, en particular los virus, las partículas similares a los virus y las esporas del moho y de los hongos. La pandemia de Covid ha demostrado lo difícil que es defender a la sociedad de un patógeno viral. Mientras tanto, el diseño y la síntesis de un virus es cada vez más fácil y barato a medida que mejoran las herramientas sintéticas. Es una combinación que da miedo. Además, vivo en una zona en la que casi cualquier material húmedo puede ser colonizado en días por el moho negro. Si este hongo fuera diseñado para ser más neurotóxico, podría hacer inhabitables grandes áreas geográficas. 

¿Cuáles serán los principales impulsores de la biología sintética? 

El cambio climático, la sostenibilidad y el sector aeroespacial serán probablemente los mayores impulsores de la bioeconomía. El cambio climático es el reto de nuestro tiempo y está estrechamente relacionado con la conservación de las especies. Los espectaculares avances en el sector aeroespacial están abriendo nuevas fronteras de exploración e ingeniería que requerirán avances en los sistemas circulares de apoyo a la vida. Aplicadas en la Tierra, estas tecnologías podrían suponer el surgimiento de comunidades urbanas de muy bajo impacto en el medio ambiente.