¿Cómo garantizamos que los avances en biología sintética no se produzcan a costa de la seguridad?
Las nuevas industrias, como la computación basada en ADN, requieren enfoques proactivos en materia de bioseguridad y bioprotección.
En concreto, a medida que creamos nuevas moléculas de ADN, es esencial someterlas a un cribado riguroso en busca de patrones de secuencia de alto riesgo, pero la escala y la falta de procesos estandarizados plantean un desafío significativo.
La curiosidad impulsa a los científicos e ingenieros a avanzar. A medida que empezamos a construir la bioeconomía (utilizando la biología en lugar de la electrónica para resolver problemas, incluidas las plataformas computacionales basadas en ADN), debemos mantener una curiosidad rigurosa, no solo sobre lo que podemos crear, sino también sobre lo que podríamos desencadenar sin querer.
Una de las preguntas más importantes es: ¿cómo garantizamos que los avances en biología sintética no se produzcan a costa de la seguridad?
Solemos pensar en el uso del ADN en la bioeconomía en el contexto de las ciencias de la vida, como el desarrollo de nuevos fármacos o tratamientos médicos. Sin embargo, nuevas industrias, como la computación basada en ADN, ofrecen ventajas considerables frente a los ordenadores tradicionales en el procesamiento de algunas cargas de trabajo. Las plataformas de computación con ADN consumen muy poca energía y ocupan considerablemente menos espacio. Esto podría dar paso a un mundo en el que se cree más ADN sintético con fines computacionales que con fines de ciencias de la vida.
Consideremos esta comparación: el cuerpo humano tiene 3 gigapares de bases de ADN en nuestro genoma, mientras que los teléfonos que llevamos en el bolsillo almacenan cientos de gigabytes de datos digitales. A pesar de las oportunidades, debemos mantenernos vigilantes ante el posible impacto no deseado de estas nuevas tecnologías si son utilizadas por actores malintencionados.
La gestión responsable exige enfoques proactivos en materia de bioseguridad y bioprotección. Esto incluye que toda la industria adopte un protocolo estándar para el cribado del ADN sintético frente a patógenos y toxinas conocidos, y que mantenga una base de datos activa para registrar las amenazas nuevas y emergentes para la salud y la seguridad públicas.
En concreto, a medida que creamos nuevas moléculas de ADN, es esencial someterlas a un cribado riguroso en busca de patrones de secuencia de alto riesgo (secuencias específicas de ADN que coinciden con las conocidas como nocivas). El reto aquí reside en la enorme escala de lo que manejamos. Toda la información almacenada en centros de datos del tamaño de un campo de fútbol puede convertirse en un pequeño frasco de ADN sintético. Esto exige una estrategia sólida que garantice que cada combinación que producimos siga siendo segura.
Un enfoque utilizado para convertir datos digitales en ADN es la síntesis, que crea nuevas cadenas de ADN con datos binarios almacenados en su interior. Con la síntesis, se crea una cantidad infinita de cadenas de ADN para convertir nueva información en ADN, y cada una de ellas representa un posible punto de exposición.
Para abordar este problema, nuestra empresa CATALOG está pionera en el uso de una «biblioteca limpia» en todas nuestras codificaciones de datos en ADN. Esta biblioteca incluye componentes de ADN de 30 a 50 pares de bases que se combinan de distintas maneras para representar diferente información digital. Piense en esta biblioteca como en las letras de un alfabeto. El Oxford English Dictionary contiene más de 600 000 palabras basadas en combinaciones de solo 26 letras.
La ventaja del enfoque de CATALOG es que cada par de bases de las cadenas de ADN de la biblioteca ha sido sometido a un cribado riguroso y certificado como biológicamente seguro. Estos pares de bases pueden combinarse de un número ilimitado de maneras sin necesidad de un cribado adicional. Con la síntesis, cada vez que se almacena una nueva información en el ADN, debe someterse a un cribado de indicadores de biorriesgo.
El enfoque sistemático de CATALOG garantiza que, a medida que ampliamos nuestras bibliotecas, podemos estar seguros de que no se introducen peligros de acuerdo con las recomendaciones de cribado establecidas por el Departamento de Salud y Servicios Humanos de los Estados Unidos.
En nuestros esfuerzos de cribado, hemos utilizado el conjunto de software de código abierto The Common Mechanism developed by the The International Biosecurity and Biosafety Initiative for Science (IBBIS), diseñado para analizar secuencias de ADN frente a un conjunto de cuatro bases de datos de riesgo. Como resultado, todas las futuras codificaciones de ADN que utilicen nuestro conjunto validado de componentes se consideran seguras según las normas actuales de IBBIS para el cribado de patógenos y toxinas, hasta que se añadan nuevas secuencias a las bases de datos correspondientes. Las actualizaciones se publican cuando es necesario y pueden descargarse fácilmente en local.
De cara al futuro, los creadores no deberían quedar solos para supervisar y adaptar de forma continua las herramientas necesarias para mantener seguras sus creaciones. De hecho, las empresas actuales de ADN sintético que realizan una supervisión activa de secuencias nocivas lo hacen de forma voluntaria y sin prácticas estandarizadas. Muchas tienen a menudo un incentivo económico o incluso un deber fiduciario de tomar el camino más corto hacia el beneficio, que no se alinea con los beneficios a largo plazo para la sociedad.
Además, los actores malintencionados siguen desarrollando nuevas estrategias para eludir las herramientas de cribado de bioseguridad existentes y sintetizar ADN con fines nocivos. La forma en que identificamos a estas personas y alertamos a las autoridades competentes sobre sus intenciones añade una capa adicional de responsabilidad a nuestro sector.
Nuestros debates con líderes mundiales en Ginebra, en septiembre, en un acto organizado por el Foro Económico Mundial, IBBIS y la Coalición para las Innovaciones en Preparación frente a Epidemias (CEPI) subrayan la naturaleza compleja y global de este desafío. La bioeconomía es un esfuerzo colaborativo que trasciende fronteras y disciplinas. Sin embargo, los incentivos para que la industria actúe en respuesta al llamamiento a la bioseguridad y la bioprotección van a la zaga de los incentivos para la innovación.
Debemos colaborar con científicos, responsables políticos y líderes de la industria por igual para garantizar que construimos un sólido sistema de contrapesos que siga escalando y evolucionando junto con las capacidades técnicas emergentes que se están materializando en la economía del ADN.
