Gene drives o impulsores genéticos

Por Hermes Lavallén

Gene drives o impulsores genéticos como se conocen, son una técnica para modificar la genética de poblaciones enteras. Un impulsor genético es una secuencia genética cuyo propósito es imponerse ventajosamente (por medio de la reproducción sexual) a través de una población de organismos, transmitiendo un rasgo genético particular a toda o a la mayoría de su descendencia. Esto contrasta con las reglas normales de la herencia, donde un nuevo rasgo sería, por lo general, diluido en el tiempo.

Normalmente, los genes tienen una probabilidad de 50/50 de ser heredados, pero los sistemas de impulsores genéticos podrían aumentar esa posibilidad a más del 99 por ciento. Esto significa que en el transcurso de varias generaciones, un rasgo seleccionado podría volverse cada vez más común dentro de una especie específica.  Los investigadores han estado estudiando cómo aprovechar los impulsores genéticos para resolver algunos de los problemas más difíciles de la sociedad durante mucho tiempo. La salud pública y la conservación de los ecosistemas son dos de las principales áreas en las que se ha centrado la investigación, aunque también son posibles otros usos.

Salud pública: se han hecho varias propuestas que utilizarían impulsores genéticos para limitar la propagación de enfermedades, en particular las propagadas por insectos vectores, como la malaria, que afectan a varios cientos de millones de personas al año. Esto podría hacerse insertando un rasgo que haga que el organismo vector sea incapaz de hospedar el patógeno, o uno que afecte la dinámica de la población local del organismo hospedante para reducir esa población.

Conservación: las aplicaciones potenciales de la conducción genética en este campo podrían permitir la eliminación de especies invasoras introducidas que amenazan los ecosistemas nativos o que transmiten enfermedades infecciosas que ponen en riesgo la supervivencia de otras especies. Esto se está considerando, por ejemplo, para gestionar las poblaciones de ratas en las islas, donde, como especie invasora, socavan la supervivencia de muchos animales y aves locales y son la causa principal de las extinciones.

Foto: Gene-Drives-Book -WEB

Un impulsor genético consta de tres componentes clave: el gen que se desea propagar, la enzima Cas9 que puede cortar el ADN y CRISPR, una secuencia de ADN que identifica dónde la enzima Cas9 debe cortar. El material genético que codifica esos tres elementos se inserta en el ADN de un animal, en lugar del gen natural que desea reemplazar en ambos cromosomas.  El poder del impulso genético es que altera las leyes de la herencia. Normalmente, hay un 50 por ciento de posibilidades de que cualquier gen en particular pase de padres a hijos. La tecnología de accionamiento genético convierte la probabilidad del 50 por ciento en una garantía de casi el 100 por ciento.

Primeros Mosquitos transgénicos

Se sabe que los mosquitos son vectores de enfermedades perjudiciales como la malaria, el dengue, el chikungunya y el zika. Dado que solo pican los mosquitos hembra, los científicos han ideado formas de combatir las enfermedades transmitidas por mosquitos al reducir significativamente la cantidad de población femenina.

Los científicos del Imperial College London utilizaron la ingeniería genética para distorsionar la proporción de género de los mosquitos al reducir el número de hembras. Usaron I-PpoI, una enzima que corta específicamente dentro de las secuencias genéticas ribosómicas (ADNr) del mosquito, que se encuentran en un solo grupo en el cromosoma X. Desarrollaron una cepa transgénica de mosquitos que expresa I-PpoI en los espermatozoides para escindir el cromosoma X y producir principalmente esperma con cromosoma Y y, por lo tanto, descendencia masculina.

Estos mosquitos macho heredarían el gen de la endonucleasa I-PpoI, lo que daría lugar a generaciones de alrededor del 95 por ciento de descendencia masculina.

Los investigadores de la empresa de biotecnología de Oxford conocida como Oxitec desarrollaron los mosquitos Friendly™ Aedes, mosquitos genéticamente modificados con un gen que mata a los insectos descendientes en la etapa larval. Los mosquitos macho transgénicos que no consumen sangre humana se aparean con mosquitos hembra silvestres para producir larvas inviables que mueren antes de la edad adulta.   Después de pruebas de campo en diferentes lugares, los mosquitos Friendly™ Aedes se lanzaron en Piracicaba, Brasil, en abril de 2015. Se registró una reducción del 91 % en los casos de dengue en el distrito de CECAP/El Dorado en 2016. Los casos de dengue se redujeron a solo 12 en 2015 /2016, frente a los 133 casos del año anterior.

Los mosquitos Friendly™ Aedes también se utilizaron para acabar con la propagación del virus Zika, que causa microcefalia en los niños de Brasil.

Algunos genetistas, políticos y filántropos han recibido con una euforia desbordante a los organismos de tracción genética. 

 Pero, ¿qué sucede cuando los impulsores genéticos eliminan poblaciones o especies? Además de las preocupaciones ecológicas, los impulsores genéticos son una tecnología que también plantea cuestiones sociales, éticas y legales fundamentales.

Muchos científicos y grupos de investigación advierten sobre las consecuencias de largo alcance del uso de impulsores genéticos y exigen que un amplio debate público y político preceda a cualquier publicación.