No. 113/114 - Marzo/Abril 2001

Supervirus de ingeniería genética

por Mae-Wan Ho

Los últimos 25 años de creciente explotación comercial de la ingeniería genética, tanto en agricultura como en medicina, pueden desencadenar la expansión de virus y bacterias más virulentos que los peores que se hayan conocido hasta ahora en la naturaleza.

Los virus sintéticos, creados por los seres humanos y con capacidad para multiplicarse por millones, están "muy cerca", advirtió Clyde Hutchison, de la Universidad de Carolina del Norte, en la reunión anual que organizó en febrero la American Association for the Advancement of Science. La tecnología es muy prometedora, pero también podría ser "mal utilizada", recalcó. Ya hay sospechas de que los investigadores que trabajan con una compañía biotecnológica de Texas, Estados Unidos, están creando piezas de ADN del tamaño suficiente para generar virus, aunque no brindan información sobre su trabajo para "cuidar la propiedad privada".

El equipo de Hutchinson investiga para encontrar la receta genética que se necesita para crear, de la nada, un organismo vivo independiente. Esa tarea es complicada, pero los virus son más fáciles, ya que no se trata de organismos vivos independientes sino de parásitos genéticos que dependen de lo que puedan robar al metabolismo celular para replicarlo. Según Hutchinson y otros expertos en ingeniería genética, pronto será relativamente fácil manipular microorganismos para crear nuevas variedades de virus, más violentos, y recrear organismos extinguidos. "En principio, alguien podría fabricar viruela un día de éstos", sostuvo el investigador.

Uno de los mayores obstáculos para crear vida es que, si bien secuenciar miles de millones de pares básicos de genomas es bastante fácil, lo realmente difícil es fabricar ADN en tubos de ensayo de un tamaño mayor a pocos miles de pares básicos. Esto se debe a que las enzimas que copian el ADN o el ARN (el material genético que se encuentra con mayor frecuencia entre los virus), son propensas a cometer errores. Dichos errores se corrigen con mecanismos lectores de prueba que sólo se encuentran en la célula viva. Este es el motivo por el cual no se han podido clonar virus de ARN mayores que unos pocos miles de pares básicos, es decir, no ha sido posible aislarlos y replicarlos en tubos de ensayo1. Para clonar el virus, el ARN debe transcribirse a la inversa, o copiarse en una secuencia complementaria de ADN, que luego se incorpora en un plásmido bacteriano (un parásito genético) para replicarlo en la célula bacterial. Sin embargo, las enzimas que cumplen esta tarea -la reacción en cadena de la transcriptasa invertida y la polimerasa (RT-PCR)- son muy propensas al error y ciertas fallas se convierten en "secuencias venenosas" que vuelven inestable al ADN complementario (ADNc). Son muy pocos los vectores que pueden adaptarse a inserciones muy largas de ADNc. La fidelidad de la cadena de transcriptasa invertida y polimerasa puede mejorarse y se ha hecho con ayuda de las transcriptasas invertidas de alta fidelidad que quedan disponibles. A pesar de todo, siguen quedando errores por corregir. Este procedimiento se utilizó con éxito para clonar el virus de la Hepatitis C. Las secuencias venenosas se deben, probablemente, a que las bacterias no han sido adaptadas a tales secuencias foráneas. Las bacterias también tienden a replicar selectivamente ciertas secuencias virales, de modo que las secuencias clonadas (replicadas en el anfitrión bacteriano) no son representativas de aquéllas que se encuentran dentro de la célula anfitriona natural.

Las secuencias venenosas se pueden evitar clonando el genoma viral en segmentos más cortos, que luego se unen. Esta estrategia se utilizó para clonar flavivirus. Para los vectores que puedan adaptarse a inserciones largas de ADNc, la respuesta son los cromosomas bacteriales artificiales. De hecho, se utilizó uno de estos para clonar los 150 ADN virósicos de kbp herpes simplex.

Creación de un nuevo virus

El año pasado, genetistas españoles lograron clonar un coronavirus2, el virus transmisible de la gastroenteritis, que infecta a los cerdos recién nacidos y provoca una mortalidad de 80 por ciento. Los coronavirus incluyen numerosos virus económica y médicamente importantes, responsables de varios tipos de resfrío común y quizá también de la gastroenteritis humana, así como de enfermedades neurológicas como la esclerosis múltiple. Estos virus contienen un genoma de ARN de 17-32 kb, es decir, de un tamaño más de dos veces mayor que el de los mayores virus convencionales de ARN.

Dentro de la célula, el ARN virósico se replica completamente en el citoplasma, fuera del núcleo que contiene el material genético celular. El equipo de investigación clonó la región que contenía las secuencias venenosas bastante antes de insertar todo en un BAC. El ADNc viral fue puesto bajo control de un promotor del citomegalovirus y las terminales del ARN fueron cuidadosamente calculadas para que se unieran a su secuencia natural. Este ADNc viral, clonado en E. colibacterias, produjo virus de ARN al ser inyectado en cerdos. Esto fue una sorpresa porque, para que sucediera, el ADNc viral tuvo que ser transportado al núcleo de las células de los cerdos, para luego ser transcripto al ARN y transportado de vuelta al citoplasma antes de que pudiera replicarse, algo que los virus naturales no pueden hacer. Por lo tanto, el equipo de investigación creó, en efecto, un nuevo virus gracias a la ingeniería genética.

Los resultados obtenidos muestran también que la proteína que codificó uno de los genes del virus alcanza para determinar su grado de patogenicidad, lo cual explica la aparición del coronavirus respiratorio de los cerdos en Europa y Estados Unidos a comienzos de la década del 80. La facilidad con que pueden surgir nuevos virus, con o sin ayuda intencional de la ingeniería genética, debería causar gran inquietud. Desde el nacimiento de la especialidad, en la década del 70, los genetistas descubrieron que el ADNc de muchos virus de ARN insertos en plásmidos bacteriales podía completar su ciclo vital en las bacterias. De hecho, los genomas de ARN producidos en tubo de ensayo también pueden transferirse con éxito a células bacteriales y completar su ciclo de vida. Las bacterias del ambiente, por lo tanto, brindan un medio conveniente para almacenar, multiplicar y recombinar genes virales a fin de crear nuevos virus. La noticia central del número 13 de enero de este año de la revista New Scientist (Nowak R., "Disaster in the making") fue un virus mortal creado accidentalmente por investigadores de Australia que intentaban fabricar, con ingeniería genética, una vacuna anticonceptiva para los ratones. Empalmaron un gen para la proteína interleukina-4 (IL-4) con el virus relativamente inofensivo mousepox, con la esperanza de que la IL-4 estimularía al sistema inmunológico a que fabricara más anticuerpos. Al recibir la vacuna, todos los ratones murieron. En realidad, este virus sintético es tan letal que también mató a la mitad de todos los ratones que habían sido vacunados contra el virus mousepox.

El trabajo de Jackson RJ, Ramsay AJ, Christensen CD, Beaton S, Diana F, Hall DF y Ramshaw IA, publicado este año en Journal of Virology revela que los ratones utilizados eran genéticamente resistentes al virus mousepox en primera instancia. La resistencia genética a dicho virus varía entre los ratones endogámicos de laboratorio y depende de la respuesta de las células naturalmente asesinas y de los linfocitos T citotóxicos a la infección viral, ya que ambos destruyen las células infectadas con el fin de limpiar al cuerpo afectado. Los investigadores encontraron que la expresión de la interleuquina suprimió tanto a las células asesinas como a los linfocitos T citotóxicos. Los ratones genéticamente resistentes infectados con la expresión de interleukina desarrollaron síntomas de virus mousepox, que en el 100 por ciento de los casos significó la muerte. Es sorprendente que la infección de los ratones genéticamente resistentes, inmunizados hace poco contra el virus mousepox haya terminado en una mortalidad significativa. Estos descubrimientos sugieren que la interleukina codificada como virus no sólo suprime las respuestas inmunológicas antivirales primarias, sino que también inhibe la expresión de las respuestas de la memoria inmunológica. En investigaciones previas3, el gen de interleukina inserto en otro virus que se utilizó en vacunas contra la viruela, llamado virus vaccinia, retrasó la eliminación del virus del cuerpo de los animales experimentales y minó sus defensas antivirales. Estos resultados sugieren que la interleukina podría funcionar de modo similar en todos los virus de la misma familia, que también incluye al virus de la viruela humana.

"Más virulento que el peor de los virus naturales"

Estos hallazgos amplían el espectro de la guerra biológica. Pero el mayor peligro está en la creación no intencional de patógenos mortales en el curso de experimentos de ingeniería genética aparentemente inocentes. La ingeniería genética facilita la transferencia horizontal y la recombinación descontrolada de materiales genéticos atravesando barreras entre especies, condiciones que resultan favorables a la creación de nuevos virus y bacterias causantes de enfermedades.

Ahora conocemos casos de laboratorio en los que se crearon virus. Pero ¿qué pasa con aquéllos de los cuales nada sabemos, que pueden haber surgido en los últimos 25 años de creciente explotación comercial de la agricultura y la medicina por parte de la ingeniería genética? La ingeniería genética utiliza las mismas herramientas y construye cosas parecidas, ya sea para la agricultura o para la medicina; por lo tanto, implica los mismos riesgos.

El editorial del New Scientist señala que hace cinco años, cuando se preguntaba a los investigadores biomédicos si la manipulación genética podía crear "virus o bacterias más virulentos que los peores de la naturaleza", respondían que sería "difícil, si no imposible". Algunos de nosotros venimos lanzando advertencias contra esos "accidentes" desde hace al menos seis años. Publicamos un análisis detallado sobre la posibilidad de que exista un vínculo entre la ingeniería genética y el resurgimiento de enfermedades resistentes a medicamentos y antibióticos, como ocurrió en 19984. En absoluto hemos sido los primeros. Los científicos que lideraron las investigaciones de esta disciplina biomédica declararon una moratoria mundial en la conferencia de Asilomar, en 1975, precisamente porque estaban preocupados ante esta posibilidad.

Lamentablemente, las impresionantes presiones a favor de la explotación comercial cortaron en seco el alcance de la moratoria. Los investigadores establecieron líneas directrices basadas en presupuestos que, luego de los últimos descubrimientos científicos, mostraron ser inadecuados. En lugar de ajustar sus pautas de trabajo, las suavizaron a medida que fueron creciendo las presiones comerciales. Los desperdicios transgénicos se reciclan como alimento, ración, fertilizante y vertedero, en el marco de la actual Directiva para Uso de los Contenidos de la Comisión Europea5.

La ingeniería genética puede haber desatado un proceso incontrolable y autoexpansivo de transferencia horizontal y recombinación de genes que puede extenderse a todo el mundo viviente, con la posibilidad de crear virus y bacterias más virulentos que los peores que ya existen en la naturaleza. Llegó el momento de suspender la emisión de organismos genéticamente modificados y asegurarnos de que las próximas investigaciones se lleven a cabo sólo en condiciones estrictamente establecidas.

Notas

1. Lai MMC. "The making of infectious viral RNA: No size limit in sight". PNAS 2000: 97: 5025-7.

2. Almazan F, Gonzalez JM, Penzes Z, Izeta A , Calvo E, Plana-Duran J and Enjuanes L. "Engineering the largest RNA virus genome as an infectious bacterial artificial chromosome". PNAS 2000: 97: 5516-21.

3. Bembridge GP, Lopez JA, Cook R, Melero JA and Taylor G. "Recombinant Vaccinia virus coexpressing the F protein of respiratory syncytil virus (RSV) and interleukin-4 (IL-4) does not inhibit the development of RSV-specific memory cytotoxic T lymphocytes, whereas priming is dimished in the presence of high levels of IL-2 or gamma interferon". Journal of Virology: 1998: 72: 4080-7; y van den Broek M, Bachmann MF, Kohler G, Barner M, Escher R, Zinkernagel R and Kopf M. 'IL-4 and IL-10 antagonize IL-12-mediated protection against acute vaccinia virus infection with a limited role of IFN-g and nitric oxide synthetase 2'. The Journal of Immunology: 2000: 164: 371-8.

4. Ho MW, Traavik T, Olsvik R, Tappeser B, Howard V, von Weizsacker C and McGavin G. "Gene Technology and Gene Ecology of Infectious Diseases". Microbial Ecology in Health and Disease 1998: 10: 33-59.

5. "Dangerous GM wastes recycled as food, feed and fertilizer". ISIS News 6, September 2000.