Cuarta Revolución Industrial

Cómo podemos lograr un mejor futuro gracias a la biología generativa

La biología sintética ha prometido resultados revolucionarios; pero la biología generativa revelará su verdadero potencial.

La biología sintética ha prometido resultados revolucionarios; pero la biología generativa revelará su verdadero potencial. Image: Getty Images/iStockphoto

Robert Speight
Director, CSIRO Advanced Engineering Biology Future Science Platform, Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO)
Brynne Stanton
Lead, Bioeconomy, World Economic Forum
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  • La biología sintética ha prometido mejorar considerablemente la calidad de vida. Aunque este campo se está cerca de tener su "momento ChatGPT", aún no ha dado el cambio social esperado.
  • Si bien los avances en las tecnologías digitales convergentes y los macrodatos están ampliando el alcance de la biología sintética, la biología generativa aportará la previsibilidad y posibilidad de expansión que tanto se necesitan.
  • Al abordar las principales barreras subyacentes que han limitado el impacto de la biología sintética, la biología generativa desbloqueará resultados que cambiarán las reglas del juego.

Las biotecnologías genéticas han revolucionado la sociedad y llevan más de 40 años aportando innovaciones revolucionarias. Algunos de sus primeros éxitos fueron la producción de insulina y de enzimas para eliminar manchas en los detergentes. Más recientemente, la biología sintética ha acelerado la innovación biotecnológica, como demuestran la vacuna COVID-19 de ARNm y las bananas resistentes a las enfermedades, entre otras muchas innovaciones.

Sin embargo, aún no se ha visto lo que la biología sintética promete (las herramientas y los conocimientos utilizados para diseñar la biología) ni tampoco ha alcanzado todo el potencial, ya que persisten importantes retos. Sin embargo, las tecnologías transformadoras se están aglutinando en torno a la biología para aportar nuevos conocimientos y herramientas; como resultado, la biología sintética será cada vez más eficaz, productiva, rápida y barata de desarrollar y ampliar.

De hecho, estamos al borde de una era llena de posibilidades de transformación a partir de la biología generativa. ¿Cómo será ese futuro y qué hará falta para llegar a él?

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La biología generativa, pionera del cambio

La biología sintética ha surgido de múltiples disciplinas, pero ha llegado un momento crucial para este campo a medida que la madurez y convergencia de tecnologías de otros campos están transformando sus posibilidades.

Uno de los motores del cambio es la aplicación de algoritmos de inteligencia artificial (IA) y herramientas de aprendizaje automático a aplicaciones biológicas: la "biología generativa" está cambiando nuestra forma de interactuar con la biología y los resultados que puede ofrecer.

Estas innovaciones podrían acelerar drásticamente el desarrollo de resultados comerciales en beneficio de la humanidad y el planeta. Imaginemos productos farmacéuticos a medida, administrados rápidamente al paciente, o soluciones medioambientales que degraden y valoricen los residuos en cuestión de horas. La biología generativa promete mejoras ilimitadas y ya ha empezado a ofrecer resultados que cambian las reglas del juego.

En este sentido, los avances han sido rápidos: cada mes aparecen miles de nuevos artículos y herramientas de biología de la IA. Lo que hace unos años -o incluso unos meses- sólo podía imaginarse, se está haciendo realidad gracias a los avances subyacentes en la generación de datos, la automatización de laboratorios, la potencia informática y las innovaciones en IA.

Estos avances no se limitan al laboratorio y ya han dado frutos comerciales. Por ejemplo, la empresa de diseño de fármacos proteínicos basados en IA Icosovax fue adquirida por la gran farmacéutica AstraZeneca en una operación valorada en más de mil millones de dólares.

Más allá de los productos farmacéuticos, los avances se traducen en beneficios reales para las personas y el planeta. Por ejemplo, el dióxido de carbono atmosférico y la energía procedente de la electricidad verde y el hidrógeno pueden transformarse ahora en productos químicos y nuevos alimentos ricos en proteínas; China y Japón se han comprometido a realizar inversiones multimillonarias en este campo.

Ampliar el impacto de la biología generativa

También beneficiosas para el planeta, las empresas están desarrollando nuevas formas de fabricar y teñir tejidos que eviten el impacto ambiental negativo de las prácticas actuales. Innovaciones que trascienden la programación informática y la biología sintética están transformando los resultados de los pacientes con sofisticados enfoques de ingeniería biológica.

Dado el gran potencial de la biología generativa, los principales actores comerciales están sumándose a ella: Google, Meta, Microsoft y otros están realizando importantes inversiones en este campo. Los inversores de capital riesgo también se están dando cuenta de ese potencial y están invirtiendo miles de millones de dólares en nuevas empresas en las que la biología generativa está teniendo un mayor impacto comercial.

Los principales fabricantes de chips informáticos también desempeñan un papel fundamental, ya que los chips superiores proporcionan una ventaja a las aplicaciones informáticas de alto rendimiento, la gestión de grandes volúmenes de datos y la implementación de herramientas de IA.

A pesar de la mayor inversión y los avances tecnológicos, la biología sintética está lejos de ofrecer todo lo que ha prometido.

Hay muchas razones por las que la implementación de nuevas tecnologías en nuevos mercados o aplicaciones sigue siendo un reto, la mayoría de las cuales no son exclusivas de la biología sintética. Muchas nuevas tecnologías se enfrentan a menudo a los mismos obstáculos cuando intentan sustituir a tecnologías convencionales y altamente subvencionadas en distintos sectores y mercados.

Antes de que los productos y procesos basados en la biología sintética se consoliden como la opción preferida de los empresarios y el público en general, deben abordarse otros retos fundamentales. Algunos de los desafíos más antiguos son la escasa información pública, la incertidumbre normativa, el costo y el tiempo de comercialización, la inmadurez comercial de la mayor parte de las áreas de aplicación de la biología sintética y muchos otros.

A medida que la biología generativa vaya cosechando éxitos comerciales cada vez mayores en distintos ámbitos de aplicación, los argumentos comerciales serán más sólidos, las inversiones fluirán y más empresas implantarán la biología como tecnología comercial básica a distintas escalas y en diversas geografías y economías de todo el mundo.

Robert Speight, Director, CSIRO Advanced Engineering Biology Future Science Platform

Desafíos y oportunidades de la biología generativa

Aunque el camino que queda por recorrer para cumplir todas las promesas de la biología sintética es largo, la biología generativa está acelerando la velocidad de los avances transformadores al ofrecer resultados más predecibles para la biología.

Además, una normativa y unas políticas favorables podrían contribuir en gran medida a "igualar las condiciones" en comparación con las industrias históricas y antiguas. La promesa de productos personalizables con mayor rendimiento también debe tomar forma de manera que el usuario final pueda apreciarla fácilmente.

Entre los peligros y los avances, una cosa está clara: el panorama de la biología sintética está cambiando. A medida que la biología generativa vaya cosechando éxitos comerciales en distintos ámbitos de aplicación, los argumentos comerciales serán más sólidos, las inversiones fluirán y más empresas utilizarán la biología como tecnología comercial básica a distintas escalas y en diversas geografías y economías de todo el mundo.

A medida que la transformación por la biología siga ganando impulso, se requerirán mayores esfuerzos y más tiempo para desbloquear la bioeconomía impulsada por la tecnología y para que las industrias abandonen los procesos extractivos tradicionales. Las recompensas serán considerables, ya que las alternativas serán más baratas, más predecibles y proporcionarán soluciones más eficaces a los retos planetarios y humanos para los que existen pocas alternativas.

Un planeta floreciente, la restauración de los ecosistemas y la biodiversidad, soluciones sanitarias personalizadas y universalmente disponibles, la fabricación sostenible y geográficamente distribuida de combustibles, productos químicos y materiales producidos de forma que también satisfagan las necesidades de la sociedad, avances significativos en la tecnología de la información mediante el almacenamiento energéticamente eficiente de datos a largo plazo utilizando ADN y la informática de próxima generación basada en la biología: gracias a la biología generativa, estas son algunas de las formas en que la biología sintética ofrecerá cada vez más un futuro mejor.

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