Blog En palabras de un científico: por qué la agricultura necesita la edición genética

Paul Chavarriaga

Por Andrew Wight

La edición genética, impulsada por la tecnología CRISPR, ha acelerado la obtención de variedades de cultivos sostenibles y resistentes. Pero fuera de los laboratorios y las estaciones de fitomejoramiento, pocas personas saben exactamente en qué consiste la edición genética, en qué se diferencia de los organismos genéticamente modificados (OGM) y el papel de los cultivos editados genéticamente para alimentar de forma sostenible a la población en un clima cambiante. El periodista científico colombo-australiano Andrew Wight se sentó con el genetista colombiano Paul Chavarriga, de la Alianza de Bioversity International y el CIAT, para encontrar algunas respuestas mientras disfrutaban de un café local y un pandebono en Cali, Colombia.

Andrew Wight: ¿En qué consisten exactamente estas tecnologías y en qué se diferencian de los OGM?

Paul Chavarriga: Para la edición genética, la tecnología CRISPR nos permite entrar en el genoma de una planta y cambiar un gen simple para producir un nuevo rasgo. Por ejemplo, si tienes una planta susceptible a una enfermedad bacteriana, con una modificación puedes hacer que la planta sea resistente a esa enfermedad en particular, haciéndola más productiva para los agricultores.

No estamos inventando nada que la naturaleza no haya inventado ya; en el fitomejoramiento, aceleramos el mismo proceso de cambios genéticos que da mejores características en cultivos clave. El resultado es el mismo que el que se intenta obtener mediante mutagénesis o fitomejoramiento tradicional, pero es más preciso, porque sabes a qué gen te diriges.

En la Alianza, nuestros oídos están atentos para identificar tecnologías en todo el mundo que nos permitan tener un impacto positivo en la agricultura moderna, y la edición genética es un buen ejemplo, ya que esta tecnología nos permite alcanzar rápidamente el resultado preciso que estamos buscando, simplemente haciendo un pequeño cambio en el genoma. Sin embargo, es necesario acelerar este proceso, porque con el aumento de la inseguridad alimentaria, ya no podemos permitirnos tardar entre 10 y 20 años en desarrollar nuevas variedades.

El genetista de plantas Paul Chavarriaga. Foto: E. Ramírez

Andrew: ¿Puede darme un ejemplo? He oído que actualmente está trabajando en la absorción de metales pesados en el cacao, el principal ingrediente del chocolate.

Paul: Algunos de los mejores cacaos "finos de aroma" son de Colombia, pero el suelo de este país tiene (de forma natural) un alto contenido de cadmio en varias plantaciones de cacao, un metal pesado que en grandes cantidades es tóxico para el ser humano. La Unión Europea ha puesto límites a la concentración de cadmio en el cacao que importan, por lo que corremos el riesgo de que rechacen las exportaciones, algo que ya ha ocurrido y que puede afectar los ingresos de los agricultores.

Para solucionarlo, estamos tratanto de eliminar el único gen que sabemos que es responsable de absorber el cadmio del suelo a través de las raíces. Este gen se encuentra en las raíces en forma de una bomba que introduce cadmio junto con otros metales. Arreglar esto a través del fitomejoramiento tradicional (de cero a una nueva variedad) puede llevar unos 20 años, pero hoy sabemos que editar este gen cambia la cantidad de cadmio que absorbe el árbol del cacao.

 

Andrew Wight: Durante décadas, muchos consumidores se sintieron preocupados por los "Frankenfoods", como el tomate modificado con un gen de pez. ¿Cómo ha influido esto en la edición genética?

Paul: Por aquel entonces, había muy poca información pública sobre cómo se creaban los organismos genéticamente modificados, pero hoy creo que esto es diferente, y la gente está cada vez más informada. Sobre la controversia de los OGM, lo diré claramente: era desinformación en cuanto a que los OGM eran venenosos; todavía lo es.

Hoy en día hay una gran demanda de una agricultura más productiva y respetuosa con el medio ambiente; además, se están experimentando los impactos cada vez mayores del cambio climático. Nuestro papel es explorar tantas alternativas como sea posible, siempre y cuando sean seguras – y los productos son seguros si, básicamente, imitamos la vida o reproducimos lo que ya está en la naturaleza y lo que ya comemos. 

En 2012, CRISPR apenas estaba surgiendo. Sabíamos que iba a ser difícil, y las historias negativas de los OGM todavía estaban presentes, pero decidimos que teníamos que invertir en esto de todos modos. En 2020, CRISPR había ganado un Premio Nobel, y nuestros proyectos estaban en marcha.

Una diferencia importante con los OGM es que los productos editados genéticamente no poseen necesariamente una combinación novedosa de material genético en el producto final. La edición génica permite realizar cambios específicos en genes que ya existen en el genoma, cambios que pueden imitar a los que se encuentran en el germoplasma de la especie de interés.

Andrew Wight: Durante décadas, muchos consumidores se sintieron preocupados por los "Frankenfoods", como el tomate modificado con un gen de pez. ¿Cómo ha influido esto en la edición genética?

Paul: Por aquel entonces, había muy poca información pública sobre cómo se creaban los organismos genéticamente modificados, pero hoy creo que esto es diferente, y la gente está cada vez más informada. Sobre la controversia de los OGM, lo diré claramente: era desinformación en cuanto a que los OGM eran venenosos; todavía lo es.

Hoy en día hay una gran demanda de una agricultura más productiva y respetuosa con el medio ambiente; además, se están experimentando los impactos cada vez mayores del cambio climático. Nuestro papel es explorar tantas alternativas como sea posible, siempre y cuando sean seguras – y los productos son seguros si, básicamente, imitamos la vida o reproducimos lo que ya está en la naturaleza y lo que ya comemos. 

En 2012, CRISPR apenas estaba surgiendo. Sabíamos que iba a ser difícil, y las historias negativas de los OGM todavía estaban presentes, pero decidimos que teníamos que invertir en esto de todos modos. En 2020, CRISPR había ganado un Premio Nobel, y nuestros proyectos estaban en marcha.

Una diferencia importante con los OGM es que los productos editados genéticamente no poseen necesariamente una combinación novedosa de material genético en el producto final. La edición génica permite realizar cambios específicos en genes que ya existen en el genoma, cambios que pueden imitar a los que se encuentran en el germoplasma de la especie de interés.

Investigadores de la plataforma de edición genética de la Alianza en el Centro de las Américas, Colombia.

Andrew: Para terminar, ¿cuál es su perspectiva sobre el futuro de esta tecnología?

Paul: Espero que la percepción de la gente siga cambiando. En América Latina, Canadá, Estados Unidos y otros países, los reguladores han adoptado un enfoque más pragmático, distinguiendo entre la edición genética y los OGM. 

Desde una perspectiva científica, esta tecnología es relativamente sencilla de aplicar y está evolucionando rápidamente. Por ejemplo, desde 2020, Colombia ha declarado siete productos como convencionales, no genéticamente modificados, entre ellos el maíz ceroso, el arroz tolerante a la bacteriosis de la hoja y los cerdos resistentes al PRRS (síndrome reproductivo y respiratorio porcino), productos que pronto podrán formar parte de la cadena alimentaria de los colombianos.

En el caso de la Alianza de Bioversity International y el CIAT, tenemos una nueva línea de arroz que ha sido editada para duplicar su productividad. Con estas nuevas variedades, en la misma parcela de tierra, del mismo tamaño, con los mismos insumos, ¡se puede cosechar el doble de arroz que antes!

Esta tecnología es realmente el sueño de un genetista hecho realidad, y puede hacer enormes contribuciones a los sistemas alimentarios sostenibles de todo el mundo.

Información rápida: edición genética

¿Qué es la edición genética?

La edición genética utiliza una tecnología llamada CRISPR y una enzima llamada Cas9 (hay muchas enzimas similares a Cas) para hacer cambios muy precisos en lugares muy exactos de un genoma, por ejemplo, hacer un cambio que inactive un gen. La edición genética también es muy rentable en comparación con las tecnologías anteriores.

¿En qué se diferencia la edición genética de los organismos genéticamente modificados (OGM)?

La mayoría de los OGM en uso son productos de la modificación transgénica, en la que se introduce ADN de una especie diferente en la planta. Pero la precisión y versatilidad de la edición génica se utiliza sobre todo para "activar un interruptor", como apagar o desactivar un gen que, por ejemplo, absorbe metales pesados en una planta de cacao.

Oportunidades

Junto con el fitomejoramiento tradicional, la edición genética es capaz de desarrollar cultivos más seguros, respetuosos con el medio ambiente y más productivos que pueden desplegarse rápidamente para responder a un clima que cambia con rapidez, a nuevas enfermedades y a retos de productividad. Las instalaciones de fenotipado de alto rendimiento de la Alianza, que incluyen drones y análisis de datos (Pheno-i), están identificando objetivos para la edición genética.

Desafíos y preocupaciones

En la década de 1990, un gen anticongelante de un pez se empalmó en células de tomate para que este fuera resistente a la congelación. Este tipo de experimentos atrajo la atención de los medios de comunicación y suscitó temores científicamente infundados entre el público y los reguladores, lo que dio lugar a restricciones sobre los OGM, especialmente en la Unión Europea. Aunque la edición genética es más precisa y segura que los OGM, los consumidores siguen expresando su preocupación por las variedades adaptadas. Sin embargo, la continua difusión de información científica entre los consumidores, los organismos reguladores y el público en general ha hecho que más personas comprendan los usos de la edición genética en comparación con los OGM. Esta puede ser la razón principal por la que los países se han esforzado en regularla sin obstaculizar su desarrollo y uso.

Proyectos de edición genética: Alianza de Bioversity International y el CIAT

  • Arroz: la Alianza ha probado en el campo 20 variedades diferentes de arroz editadas genéticamente y libres de transgenes, con resistencia a la bacteriosis de la hoja, demostrando que su fenotipo, incluido el rendimiento, se asemeja al de sus homólogas no editadas genéticamente. Del mismo modo, una variedad de arroz colombiana (Llanura 11), editada para aumentar el número de granos, también se ha probado en el campo para confirmar que produce el doble de granos/planta que su homóloga no editada genéticamente.
  • Cacao: los mejores árboles de cacao suelen crecer en suelos con altos niveles de cadmio (un metal pesado), por lo que los científicos se proponen anular la bomba molecular que absorbe este metal pesado en la planta.
  • Frijoles: se están desarrollando frijoles más fáciles de digerir eliminando las vías que producen polisacáridos indigeribles.
  • Yuca: la Alianza ha producido yuca cerosa (baja amilosa/alta amilopectina) utilizando CRISPR para imitar mutaciones naturales de cultivares comerciales. Después de un ciclo de reproducción sexual, estas nuevas líneas cerosas están libres de transgénicos (no OGM).

Secuestro de carbono y bajo nivel de metano en el arroz y los forrajes