Los alimentos editados genéticamente con tecnología CRISPR están comenzando a llegar a las tiendas. ¿En qué se diferencian de los OGM?
Paolo Pontoniere MEDIUM DAILY DIGEST septiembre de 2023
Si se hubiera acuñado intencionalmente con el propósito de comercializar productos frescos, el acrónimo CRISPR habría sido un golpe de genialidad publicitaria. Después de todo, ¿quién no querría que su ensalada estuviera más crujiente?
Pero la verdadera genialidad de esta tecnología de edición genética podría ser su capacidad de saltar directamente a los estantes de los consumidores, evitando todas las controversias que han hecho tropezar a su primo OGM, con el que comparte sus raíces biotecnológicas.
Las repeticiones palindrómicas agrupadas regularmente interespaciadas (CRISPR) permiten a los investigadores controlar genéticamente organismos sobre una base molecular, desde bacterias y virus hasta plantas, insectos y animales más grandes hasta los humanos inclusive. Descrita por primera vez en 1987 por Yoshizumi Ishino en la Universidad de Osaka, la tecnología parece maravillosamente aplicable como herramienta para ayudar a resolver muchos de los problemas de la vida moderna, desde las enfermedades humanas hasta el calentamiento global. Ha impulsado nuevos enfoques para el tratamiento de enfermedades genéticas raras y dolencias comunes como el cáncer, en su mayoría sin controversia.
Hasta ahora, los cultivos CRISPR también han evitado el estigma social y las prohibiciones legales absolutas que han enfrentado los cultivos de organismos genéticamente modificados (OGM), especialmente en Europa. Pero la verdadera prueba de cómo reaccionará el público aún está por llegar, a medida que más y más cultivos CRISPR estén listos para el consumo.
¿Podría CRISPR alimentar al mundo?
En ninguna parte es más evidente la promesa humana de CRISPR que en su potencial para aliviar el flagelo del hambre en el mundo.
El alcance del problema es enorme. Unos 2.300 millones de personas, y contando, se enfrentan a una inseguridad alimentaria moderada o directamente a la hambruna: esto equivale a alrededor del 29 por ciento de la población mundial. El cambio climático, el aumento de la urbanización y las crisis de refugiados infligidas por desastres naturales o guerras exacerban este enorme problema humanitario. Y la pérdida de tierras cultivables y el uso excesivo de pesticidas y fertilizantes están empujando a la agricultura a territorio desconocido e invade cada vez más la naturaleza y la vida silvestre. La forma en que resolvemos estos enigmas y aprendemos a adaptar los sistemas alimentarios para alimentar adecuadamente al planeta se ha convertido en una cuestión de supervivencia humana.
Los defensores de los alimentos CRISPR creen que tienen la respuesta: cultivos y animales modificados genéticamente para que sean más saludables, prosperen en más lugares, requieran menos pesticidas, fertilizantes y agua, sobrevivan más tiempo en los estantes o produzcan productos más sabrosos o más nutritivos.
Un ejemplo de ello es un nuevo verde mostaza dulce editado genéticamente producido por la empresa agrícola y alimentaria Pairwise, con sede en Durham, Carolina del Norte. La nueva planta pronto se comercializará en ubicaciones seleccionadas, como los restaurantes de Performance Food Group Company en Minnesota y el banco de alimentos del condado de Monterey en California.
Utilizando una enzima patentada para desactivar un gen responsable de su aspereza, las hojas de mostaza de Pairwise han sido editadas con CRISPR para que no sean más amargas que la simple lechuga. Repletas de nutrientes, las hojas de mostaza silvestres y sin editar son una verdura de hojas oscuras sencilla y fácil de cultivar, pero con un amargor que puede abrumar el paladar. Como resultado, las recetas de este clásico alimento sureño a menudo requieren ahogarlo en grasa de jamón, azúcar y vinagre y cocinarlo hasta morir. Incluso entonces, la amargura brilla. Además de su línea de productos editada, Pairwise también planea lanzar dentro de un par de años cerezas sin hueso, moras sin semillas y otros tipos de verduras que tendrán mejor sabor y serán más nutritivas.
CRISPR no se utiliza para agregar genes extraños al organismo editado, sino más bien para eliminar o corregir rasgos genéticos no deseados.
El éxito científico de Pairwise se produce tras la aprobación de comercialización por parte de la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. (FDA) del ganado editado genéticamente de la empresa de biotecnología Recombinetics de Eagan, Minnesota. La compañía diseñó una forma de editar genéticamente a las vacas para que tuvieran un rasgo de pelaje «resbaladizo» y de pelo corto, lo que hace que los animales sean más resistentes al implacable calor del mediodía de los calurosos días de verano. Sólo en los países en desarrollo, las muertes de ganado relacionadas con el calor causan pérdidas anuales de 400 millones de dólares .
El primer alimento editado con CRISPR apareció en el mercado de consumo en 2021, cuando Sanatech Seed, una startup con sede en Tokio, comenzó a vender el tomate Sicilian Rouge High GABA a los consumidores japoneses. Esta variedad de tomates contiene altas cantidades de ácido gamma-aminobutírico (GABA), un neurotransmisor producido naturalmente en varias áreas del cerebro a través de una reacción en la que el glutamato, el aminoácido más abundante del cuerpo, se une a la vitamina B6 mediante la glutamato descarboxilasa. Los alimentos naturalmente ricos en GABA incluyen tomates, frijoles, guisantes, champiñones y verduras crucíferas. Por eso, Sanatech pretende aumentar los niveles nutricionales disponibles de GABA en un tomate que ya es rico en GABA.
GABA es a la vez el principal neurotransmisor excitador en el cerebro en desarrollo y el principal calmante en el cerebro maduro. Trabajando de la mano con el glutamato, regula el equilibrio inhibidor-excitador necesario para que el cerebro experimente una homeostasis óptima o vuelva a un estado de equilibrio después de una neuroestimulación intensa. El GABA dietético se ha relacionado con la reducción de la ansiedad, el alivio del estrés, el alivio del insomnio, la presión arterial más baja y la mejora de la cognición.
«El Sicilian Rouge es un tomate popular y los consumidores ya están acostumbrados a comprar otros productos con un alto contenido de GABA», dijo Shimpei Takeshita, presidente de Sanatech Seed, en una entrevista cuando se presentaron los tomates. «Sentimos que era importante presentarles la tecnología de una manera que ya les resultaba familiar», explicó.
Los investigadores no agregaron ningún gen exógeno al genoma de los tomates, sino que simplemente editaron la enzima GABA sintasa del tomate para provocar una mayor conversión de glutamato. Confiando en que las afirmaciones de la empresa fueran verificadas, los reguladores japoneses decidieron que la fruta no debería etiquetarse como un cultivo «genéticamente modificado».
Cómo funciona CRISPR
Los organismos genéticamente modificados clásicos son plantas a las que se les inyectan secuencias de ADN que diseñan los rasgos deseables que buscan los productores, como resistencia a las plagas, tolerancia a los herbicidas químicos, mayor rendimiento o una vida útil más larga. Esas secuencias de ADN podrían provenir de una cepa diferente del mismo cultivo o de otro organismo completamente, por lo que los activistas anti-OGM a menudo se burlan de ellas como «alimentos Franken».
Por el contrario, CRISPR no se utiliza para agregar genes extraños al organismo editado, sino más bien para eliminar o corregir rasgos genéticos no deseados, como enfermedades provocadas por mutaciones en humanos o sabores desagradables en las hojas de mostaza. Lo hace aprovechando la respuesta inmune de las bacterias cuando los virus las atacan.
Cuando un virus ataca a una bacteria, registra ese evento en su sistema inmunológico y luego produce una sección del ADN del virus en su propio genoma, cubriéndolo con una secuencia repetida de aminoácidos llamada CRISPR. Al hacerlo, la bacteria esencialmente se vacuna contra el virus invasor. La próxima vez que la bacteria se encuentra con el mismo virus, libera una proteína CRISPR-Cas9 específica que corta el ADN invasor y lo destruye. En el caso de los cultivos CRISPR, los investigadores pueden crear una secuencia de ADN particular que coincida con la ubicación del ADN que quieren cortar. Una vez cortado el ADN, los científicos pueden eliminar o modificar la secuencia que causa el problema que buscan corregir.
«Es un error comparar los OGM con CRISPR», dice Leena Tripathi, Ph.D. y Director del Programa de Biotecnología del Instituto Internacional de Agricultura Tropical (IITA) de Nigeria. “En lugar de manipular, CRISPR funciona como reproducción natural, sólo que mucho más rápido. En general, silencia un rasgo negativo para permitir la mayor expresión de un rasgo positivo en el mismo organismo”.
El marchitamiento del banano por Xanthomonas es una enfermedad del banano causada por el hongo Xanthomonas campestris, y se considera una de las enfermedades del banano más destructivas en África oriental y central. Exacerba la desnutrición, ya que muchas personas en estas regiones dependen de ese cultivo para su sustento. Tripathi y sus colegas están aumentando la resistencia del plátano a la enfermedad editando con precisión el ortólogo DMR6 , una proteína que permite la sobreexpresión de los propios mecanismos de resistencia de la fruta, haciéndola vulnerable al hongo. Los genes ortólogos son genes similares pero presentes en diferentes especies. Descienden directamente de un ancestro que la especie compartió durante su evolución pasada.
La educación es crucial para evitar que los consumidores asocien los alimentos editados con CRISPR con los OGM.
La FDA ha ordenado que los animales editados genéticamente se sometan a una evaluación previa a su comercialización en los Estados Unidos. Sin embargo, el Departamento de Agricultura de EE. UU. anunció en 2018 que las plantas y animales de granja CRISPR no estarían sujetos a las regulaciones de la agencia para organismos genéticamente modificados, ya que no contienen ningún fragmento de ADN viral o bacteriano añadido. Además, debido a que la FDA los considera variaciones de alimentos que habrían ocurrido naturalmente en la naturaleza, ha decidido que no es necesario etiquetarlos como modificados o editados genéticamente. Sin embargo, el equipo de Pairwise comprende la necesidad de adoptar una estrategia culturalmente suave y amigable para el consumidor para presentarles los alimentos editados genéticamente.
«Tenemos una misión más amplia», dice el director ejecutivo y cofundador de Pairwise, Tom Adams. “Nos gustaría mucho que la gente comiera frutas y verduras. Y reconocemos que hay algunas variedades de verduras que tienen una nutrición realmente buena”.
Eso es lo que los llevó a las hojas de mostaza. «Tienen una textura como la de la lechuga, pero no sabían bien», dice Adams. Entonces utilizaron la edición CRISPR para eliminar el desagradable sabor del verde. Adams cree que a las personas les suele gustar el producto antes de comprender la tecnología, lo cual es más crítico para su éxito. Al igual que las leyes y las salchichas, la forma en que se diseñan los alimentos puede ser mucho menos apetecible que su sabor.
Semilla llena por delante
Los alimentos genéticamente modificados son un alimento básico cotidiano en los Estados Unidos: casi toda la cosecha estadounidense de colza (para el aceite de canola), remolacha azucarera, maíz, soja y algodón se cultiva a partir de cepas transgénicas. En Canadá, el 100 por ciento de la alfalfa ya está genéticamente modificada y, en todo el mundo, otros cultivos transgénicos como la papa, la papaya, la alfalfa y la calabaza están ganando terreno. Sin embargo, a pesar de su creciente penetración en el mercado mundial, los alimentos transgénicos siguen siendo impopulares entre los consumidores. Muchos fabricantes de alimentos básicos editados genéticamente, como Adams de Pairwise, creen que la educación es crucial para evitar que los consumidores asocien los alimentos editados con CRISPR con los OGM.
«Veo a CRISPR como una herramienta valiosa que abre nuevas áreas de investigación», dice Saharah Moon Chapotin, directora ejecutiva de la Fundación para la Investigación sobre Alimentación y Agricultura. «Esta herramienta se puede utilizar para desarrollar cultivos y animales que los agricultores necesitan para abordar plagas y enfermedades y adaptarse a un clima cambiante mientras mejoran la productividad y la sostenibilidad».
Sin embargo, la distinción entre CRISPR y OGM es más que una simple cuestión de opinión pública. Los organismos reguladores también siguen determinando la seguridad de la tecnología en los alimentos. Por ejemplo, un documento de la Oficina de Responsabilidad del Gobierno de EE. UU. sobre la seguridad de la tecnología CRISPR advirtió recientemente al público que existen consecuencias no deseadas, como ocurre con todas las tecnologías, insinuando que incluso si la tecnología se considera segura, no se puede excluir que aún puedan ocurrir accidentes.
A pesar del debate, pronto llegarán al mercado mundial nuevos alimentos editados con CRISPR. Utilizando CRISPR, investigadores chinos y alemanes aumentaron el número de granos por mazorca de maíz de 14 a 16, lo que aumentó el rendimiento en un 10 por ciento. En el arroz, la misma técnica produjo un aumento del rendimiento del 8 por ciento.
Investigadores argentinos del Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria en Buenos Aires revelaron que utilizaron CRISPR para silenciar un gen que dio lugar a patatas con un oscurecimiento reducido. En California, SCiFi Foods , con sede en San Leandro, ha desarrollado una línea de células de vaca que pueden convertirse en proteínas para hamburguesas que se pueden vender por menos de 10 dólares. Y los avances recientes en biología sintética sugieren que el cultivo constante de estas células tanto para alimentos como para medicinas está a punto de volverse mucho más fácil. No sorprende que los inversores estén prestando atención al potencial de CRISPR en la agricultura y la ganadería.
«CRISPR puede tener claramente un impacto positivo en la productividad, la calidad y la sostenibilidad ambiental de los alimentos», dice Seth Yakatan, socio de la firma de consultoría y banca comercial Katan Associates, con sede en Los Ángeles. «A medida que la población mundial continúa creciendo y habrá menos recursos de tierra y agua disponibles para cultivar, CRISPR podría ayudar».
Sin embargo, a medida que la tecnología gana notoriedad, surgen otras nuevas preocupaciones. Una preocupación específica es que CRISPR pueda interferir con la evolución natural. Esto se destacó ya en 2017 en una entrevista de la revista Time con Marcy Darnovsky, directora ejecutiva del Centro para la Genética y la Sociedad, una organización de justicia social sin fines de lucro preocupada por el futuro de la humanidad y la reproducción frente a las tecnologías emergentes de ingeniería genética. Se cita a Darnovsky denunciando lo que ella llamó el auge de la “eugenesia basada en el mercado”, con lo que quiere decir que la gran cantidad de elecciones individuales tomadas para “mejorar” los organismos biológicos podría llevar a eliminar rasgos no deseados del acervo genético.
Y sabiendo que los ortólogos también marcan el lugar donde los genomas relacionados comienzan la divergencia evolutiva que conducirá al surgimiento de diferentes especies, puede que tenga parte de razón. Porque aunque CRISPR podría ser similar a los primeros trabajos genéticos de Gregor Mandel basados en la hibridación de semillas, como explica Tripathi del Instituto Internacional de Agricultura Tropical de Nigeria, hay que reconocer que la eliminación de algunos alelos, cuando están bien ubicados, conduce a la aparición de un nuevas especies. Ese es el caso del plátano editado con el ortólogo DMR6, que ahora sobrevivirá contra el agente invasor, mientras que su progenitor no.
Nota del editor: este artículo se actualizó el 30/7/23 para corregir la afiliación de Saharah Moon Chapotin y describir, en el párrafo 13, la acción del GABA en el cerebro. Se actualizó el 4/8/23 para eliminar la referencia a la manzana ártica, que se informó erróneamente como el primer producto editado genéticamente utilizando CRISPR.
Publicado originalmente en https://proto.life .
