¡Me mudé a Substack!

Fueron más de 18 años que Blogger alojó este blog. 

En 2006 creamos el blog de la Agrupación de Estudiantes de Biología de la Universidad Nacional Agraria La Molina (biounalm.com). Aquí di mis primeros pasos en el mundo de la divulgación científica. Ganamos el Premio 20 Blogs Peruanos de 2009 en la categoría "ciencias".

Salí de la universidad y perfeccioné mi redacción a través de diversos cursos libres en la Universidad Bausate y Meza y en la Escuela Artífice del Doctor Tilde. Gracias a esto tuve un breve paso por Naukas en 2012 y fui convocado por Bruno Ortiz para escribir un blog en El Comercio. Así nació Expresión Genética en abril de 2014.

Siete años después decidí regresar a este blog con el mismo nombre y adquirí el dominio www.expgen.com. Si bien ya no escribía con la misma frecuencia que en años anteriores, lo hacía con la misma motivación de siempre. 

Sin embargo, la plataforma de Blogger se ha quedado estancada en sus mejores años. No hay innovaciones ni mejoras. Las plantillas e interacción con otras plataformas están ausentes. Empecé a buscar alternativas. WordPress fue la primera opción, pero salía caro contar con un blog con dominio propio. 

Y fue a inicios de 2024 que descubrí Substack. Me gustó las opciones que tiene como la gestión de suscripciones de lectores con bajas comisiones, el dominio personalizado por un único pago, no hay publicidad, la posibilidad de crear newsletters, una plantilla limpia, minimalista y elegante. Es increíble como cambiar de aires renueva la motivación.

No se preocupen que los más de 1000 artículos que escribí en Blogger seguirán aquí. Solo migré los que publiqué de 2023 en adelante. Así que nos vemos por Substack, con el dominio de siempre (www.expgen.com). Los invito a suscribirse de forma gratuita:

¡Gracias por seguir leyéndome!

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Pollos resistentes a la gripe aviar

Pollos usando mascarillas. Fue un meme muy popular a fines de 2022, cuando una epidemia de gripe aviar amenazó la industria avícola peruana. SENASA declaró una emergencia sanitaria nacional. Las aves costeras la pasaron muy mal. Se contabilizaron más de 560 mil víctimas, principalmente guanayes, piqueros y pelícanos. No solo eso. El virus A/H5N1 linaje 2.3.4.4b saltó a los mamíferos, matando a unos 10 mil lobos marinos y algunos delfines. Esto generó preocupación en el sector salud por el riesgo de infección en seres humanos.

La gripe aviar es una amenaza constante para la sanidad animal y salud pública. Por ello, investigadores del Instituto Roslin de la Universidad de Edimburgo, el mismo lugar donde se clonó la oveja Dolly en 1996, emplearon técnicas de edición genética para desarrollar pollos resistentes a este mortal virus.

Inactivar la polimerasa

Los virus son básicamente un poco de ácido nucleico (ADN o ARN) envueltos en proteína. Su único objetivo en la vida es generar miles de copias de sí mismos. Para hacerlo, invaden una célula hospedera y la convierten en fábrica de partículas virales.

El genoma de la gripe aviar A/H5N1 tiene ocho genes que codifican once proteínas. Tres de ellas (PB1, PB2 y PA) son responsables de transcribir y replicar su material genético (enzima polimerasa), pero requieren del apoyo de las proteínas ANP32 producidas por el propio hospedero.

Los pollos tienen dos versiones de esta proteína: ANP32A y ANP32B, pero solo la primera interactúa con la polimerasa viral. Esto se debe a que la ANP32B tiene dos aminoácidos diferentes (isoleucina y asparagina) en las posiciones 129 y 130 del cuarto exón, que impiden la interacción con la enzima del virus.

Cambios de nucleótidos (letras rojas) A por T y G por A introducen modificaciones en los aminoácidos de ANP32A. Fuente: Idoko-Akoh et al., 2023. 

Empleando la tecnología CRISPR/Cas9, los investigadores del Instituto Roslin insertaron cambios específicos en el cuarto exón del gen ANP32A de células germinales de pollo para que codifique los aminoácidos isoleucina y asparagina, y así evitar que la polimerasa viral funcione. A esta nueva proteína la llamaron ANP32A-GE (por ‘genome editing’). La modificación genética fue precisa. No hubo modificaciones en otras regiones del genoma y los pollos se desarrollaron sin problemas.

Para saber si los pollos ANP32A-GE eran resistentes a la gripe aviar, los infectaron con la cepa H9N2-UDL de baja patogenicidad (por precaución). Se observó una alta resistencia a dosis bajas, mientras que a dosis altas presentaban una infección limitada y esporádica. Además, las aves no transmitían los virus a otros individuos.

Adaptación viral

Una característica de los virus de la gripe aviar es que mutan con mucha frecuencia para sortear la inmunidad adquirida por las aves. Por ello, los investigadores secuenciaron el genoma de aquellos presentes en los pollos ANP32A-GE que fueron sometidos a dosis altas de H9N2-UDL y resultaron infectados. Se detectaron mutaciones en los genes de la polimerasa que le confieren adaptación a la proteína ANP32A modificada.

Se identificaron dos mutaciones en las polimerasas virales (PA-E349K y PB2-M631L) que les permitían replicarse, aunque de forma reducida, en huevos de pollo que carecían de ANP32A. Un análisis in vitro también reveló que estas mutaciones les facultaban a utilizar las proteínas ANP32A y B humanas, que normalmente no son compatibles con la polimerasa de la gripe aviar, lo que indica una adaptación parcial al huésped mamífero.

Localización de los aminoácidos mutados de los virus aislados de pollos ANP32A-GE. Fuente: Idoko-Akoh et al., 2023. 

Para evitar que el virus se adapte a las mutaciones en las proteínas ANP32, los investigadores generaron células de pollo que carecían de los tres miembros de la familia ANP32 (A, B y E) mediante edición genética. Estas células no mostraron actividad de la polimerasa ni replicación viral, incluso de los virus mutados.

Limitaciones

Generar más de una modificación en un mismo animal hubiera sido todo un reto hace unos años, pero gracias a las herramientas de edición genética, ahora es posible con relativa facilidad. Sin embargo, inactivar los genes ANP32 sería inútil si esto genera una pérdida de la aptitud de las aves; por ejemplo, efectos sobre el desarrollo, en el aumento de peso o la fecundidad, o el aumento de la susceptibilidad a otros patógenos aviares.

Estos pollos resistentes a la gripe aviar no estarán disponibles en el corto plazo. Fue una prueba de concepto que demostró la facilidad de generar cambios intencionales en el genoma de las aves de manera precisa, con resultados esperados. Al mismo tiempo, nos alerta la necesidad de monitorear la evolución de los virus, pues al sortear la resistencia del hospedero podrían adaptarse mejor a otros.

Referencia:

Idoko-Akoh, et al. (2023). Creating resistance to avian influenza infection through genome editing of the ANP32 gene family. Nature Communications, 14(1). doi: 10.1038/s41467-023-41476-3

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Situación regulatoria de la edición genética de plantas

Desde hace 10 000 años, los seres humanos hemos moldeado diversas especies vegetales de acuerdo con nuestras necesidades e intereses. A veces parecemos olvidarlo. Seleccionamos plantas con frutos más grandes, con menos pepas y una cáscara fácil de pelar. Decidimos los entrecruzamientos. Provocamos mutaciones, duplicamos sus genomas e insertamos genes de otras especies. Las plantas que hoy consumimos tienen poco de natural. Muchas ni siquiera podrían subsistir sin intervención humana.

Con el descubrimiento de la estructura del ADN (1953) y el desarrollo de técnicas para leer secuencias genéticas (1975), el mejoramiento genético de plantas pasó a otro nivel. Por primera vez tuvimos la capacidad de introducir nuevas características en los cultivos tomando prestados genes de otras especies. Las barreras naturales de la reproducción dejaron de ser una limitante.

Los cultivos transgénicos llegaron al mercado en la década de 1990. Pero debido a que se desconocían los efectos que tendrían los genes introducidos en sus nuevos hospederos, o cómo se comportarían estos cultivos modificados en los ambientes naturales, se optó por un enfoque precautorio. Ningún cultivo transgénico podía comercializarse sin una evaluación de riesgos previa. Como resultado, en el 2000 se aprobó el Protocolo de Cartagena sobre Seguridad de la Biotecnología, un acuerdo multilateral ratificado por el Perú en 2004.

Los transgénicos nunca estuvieron libres de controversia. La percepción pública fue mayoritariamente negativa, a pesar de que las investigaciones científicas demostraban su seguridad. Existían preocupaciones válidas que no fueron atendidas de forma transparente. Se optó por aplacar las críticas en vez de explicar y educar. Como consecuencia, algunos países optaron por diferentes tipos de restricciones para el uso de esta tecnología en la agricultura.

Perú estableció una moratoria en diciembre de 2011 (Ley N° 29811). En ese entonces, solo había cultivos transgénicos, principalmente maíz, soya, algodón y canola. Por esta razón, el ámbito de aplicación de la Ley N° 29811 (artículo 1) es para los organismos vivos modificados (término empleado en el Protocolo de Cartagena) con fines de cultivo o crianza a ser liberados en el ambiente. No se contempló que podrían existir otro tipo de transgénicos (como mosquitos empleados en el control biológico). Mucho menos se presagió que un año después, una investigadora norteamericana y otra europea, desarrollarían una tecnología que revolucionaría la industria biotecnológica.

Jennifer Doudna y Emanuelle Charpentier, sobre la base de un mecanismo de defensa de las bacterias contra las infecciones virales, crearon una herramienta molecular capaz de cortar el ADN en regiones específicas del genoma. Esto les valió el Premio Nobel de Química en el 2020. Esta tecnología, conocida como nucleasas sitio dirigidas (SDN), consta de dos partes: una enzima capaz de cortar el ADN (la nucleasa Cas9 es la más conocida, pero hay otras) y una molécula de ARN que podemos diseñar para guiar a la nucleasa hacia el lugar de corte.

NHEJ: Unión de extremos no homólogos. RH: Recombinación homóloga. En la SDN-1 y SDN-2 no hay introducción de material genético exógeno (no serían OVM). Adaptado de Podevin et al (2013).

Cuando el material genético sufre una ruptura —un fenómeno que ocurre todo el tiempo— las células activan sus mecanismos innatos de reparación del ADN. Pueden pegar los dos extremos expuestos con el riesgo de perder información y generar una mutación aleatoria que puede inactivar un gen; o pueden utilizar una plantilla de ADN complementaria para restaurar la secuencia original. Las SDN aprovechan este mecanismo para inactivar genes de manera precisa, o para introducir cambios específicos en la secuencia genética. En ningún caso hay introducción de material genético extraño o genes de otras especies. Entonces, ¿los productos desarrollados a través de estas herramientas son OVM, OGM o transgénicos?

La respuesta, aunque parece obvia (no lo serían), no es tan simple porque depende de lo que cada país ha definido como OVM, OGM o transgénico en sus regulaciones. La mayoría, especialmente en Latinoamérica, emplea la definición de OVM del Protocolo de Cartagena y han decidido que los productos desarrollados por edición genética no lo son (países en verde). Los consideran convencionales o las regulaciones son más simples. Otros países que tomaron una decisión similar son Japón, Australia, India, Kenia, Nigeria, Filipinas, entre otros.

Por su parte, Nueva Zelanda y Sudáfrica si los consideran como OGM, pues su definición engloba diversas herramientas que producen modificaciones en el ADN. La Unión Europea tuvo una posición similar por una interpretación de su tribunal de justicia en 2018. Sin embargo, en julio pasado la Comisión Europea presentó un proyecto legislativo que exonera de la regulación de OGM a diversos productos que emplean nuevas técnicas genómicas. Incluso Ecuador, donde los cultivos transgénicos están prohibidos a nivel de su Constitución Política, ya tomaron una decisión favorable a la edición genética. El panorama se va tornando verde.

El Perú también inició estas discusiones en un contexto de moratoria a los OVM, que fue extendida hasta el 2035 por la Ley N° 31111. Se deben establecer criterios técnicos y objetivos para definir la situación regulatoria de los productos de edición genética y de otras herramientas biotecnológicas que vienen surgiendo. Debe haber claridad normativa. Se deben generar espacios de discusión abiertos y transparentes, como los que se dieron hace un par de semanas en el Martes Agrario, organizado por CONVEAGRO, y el I Foro Nacional de Semillas, organizado por la Asociación Peruana de Semillas, donde tuve la oportunidad de exponer sobre estos temas.

Nuestro país, gracias a su agrobiodiversidad, tiene un enorme potencial con la edición genética, especialmente, para hacer frente a los efectos adversos de la crisis climática. Por ello, los pequeños agricultores que la conservan son una pieza clave en el desarrollo biotecnológico y deben ser compensados de forma justa y equitativa por ello.

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Zancudos biotecnológicos

Malas noticias envueltas en proteína. Esa es la mejor descripción de un virus. No tienen vida propia, pero pueden causar mucho daño a quienes infectan. Somos testigos de ello desde hace varias semanas con más de 141 mil casos de dengue, 1247 hospitalizados y, al menos, 173 fallecidos confirmados. Una de las peores epidemias desde que llevamos registro.

Con solo 0.000005 milímetros de diámetro y un pequeño genoma de ARN que produce solo diez proteínas diferentes, el virus del dengue (DENV) provoca estragos en nuestro cuerpo. Los dolores de cabeza y de articulaciones son los síntomas más comunes. El DENV se presenta en cuatro versiones o serotipos. Infectarte con uno no te vuelve inmune a los otros, por el contrario, te hace más susceptible a desarrollar síntomas graves que pueden ser letales.

El DENV usa al zancudo Aedes aegypti como un servicio de delivery. Se multiplica en sus intestinos y migra a sus glándulas salivales a través de la hemolinfa (la sangre de los insectos). Una vez ahí espera pacientemente a que el zancudo —en realidad, la zancuda, pues solo las hembras pican— se alimente. El virus entra a nuestro torrente sanguíneo mientras su hospedero succiona la sangre. Infecta las células dendríticas, que son claves en la respuesta inmunitaria, y las convierte en fábricas de virus. A los pocos días, millones de DENV se liberan en la sangre (viremia) a la espera de la picadura de otro zancudo para reiniciar el ciclo.

Ciclo biológico del virus del dengue. Fuente: Guzman et al. 2016.

Para controlar el dengue debemos reducir las poblaciones de zancudos. Menos picaduras, menos infectados. Esto se logra eliminando sus criaderos (recipientes de agua, charcos, pozas, floreros, etc.). En zonas húmedas y lluviosas resulta casi imposible. También se fumigan las viviendas, aunque su efectividad es limitada debido a la aparición de poblaciones resistentes.

Aedes buenos

Indaiatuba es un municipio de 200 mil habitantes ubicado 90 Km al norte de São Paulo, Brasil. Si caminas por sus calles y avenidas verás unas curiosas cajas hexagonales con orificios en las tapas colgadas de postes y árboles. En su interior hay decenas de huevos de Aedes aegypti que esperan convertirse en zancudos adultos al cabo de un par de semanas. Todos son machos y todos cargan consigo un mensaje de autodestrucción codificado en su ADN. Su creadora, la empresa británica Oxitec, lo llama OX5034 o Aedes do Bem™.

Cajas conteniendo huevos de zancudos OX5034. Se activan con agua. Fuente: Folha.

Este zancudo fue diseñado por ingeniería genética. Le insertaron un gen que produce grandes cantidades de una proteína letal llamada tTAV. Se activa solo en las larvas hembras impidiendo que completen su desarrollo y proliferen. De esta manera, la población de zancudos se reduce a niveles que ya no son un problema de salud pública. Aquí Lluis Montoliu hace una explicación detallada de la tecnología.

En once meses, esta tecnología redujo en 96 % las poblaciones de zancudos en los barrios de Indaiatuba donde fue utilizado. Ahora, los Aedes do Bem™ se usarán en comunidades densamente pobladas de ciudades como São Paulo (en coordinación con la inmobiliaria QuintoAndar) y Porto Alegre. Incluso puedes comprar las Caixa do Bem para tu domicilio en diferentes estados de Brasil. La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA), por su parte, autorizó probar la tecnología en Florida.

Bacteria aliada

En 1924, dos investigadores del Departamento de Patología de la Universidad de Harvard, Burt Wolbach y Marshall Hertig, hicieron un asombroso descubrimiento. Hallaron una bacteria viviendo dentro de las células de diversos invertebrados: arañas, ácaros, mosquitos, escarabajos, avispas, etc. Creían que se trataba de Rickettsias (un parásito intracelular muy conocido en artrópodos hematófagos como garrapatas), pero sus características biológicas diferían de ellas.

Hoy se sabe que estas bacterias conocidas como Wolbachia (en honor a su descubridor) infectan al 60 % de todas las especies de insectos del mundo. Se transmiten por vía materna, es decir, si una hembra está infectada también lo estará su descendencia. Incluso algunas cepas evitan que los machos infectados se reproduzcan con hembras sanas. Pero Aedes aegypti está dentro del grupo de insectos que carecen de esta bacteria.

Scott O’Neill, investigador de la Universidad de Monash en Australia, se preguntó que pasaría si el zancudo es infectado por la Wolbachia de la mosca de la fruta. El experimento tuvo un resultado inesperado: la bacteria protegía al zancudo de la infección por diferentes virus, entre ellos, del dengue. Además esta protección podía heredarse formando rápidamente poblaciones inmunes al DENV, tal como lo confirmaron en 2011.

Los zancudos infectados por Wolbachia bloquean el establecimiento del DENV. Fuente: Daily News.

En la actualidad, el World Mosquito Program (WMP) se vale de esta estrategia para reducir las infecciones por dengue en diversos lugares alrededor del mundo: Colombia, Laos, Indonesia, Australia, Vietnam. Se quiso traer esta tecnología al Perú, pero nuestras instituciones no están preparadas para afrontar estos retos.

No aprendemos

El brutal brote de dengue que estamos viviendo demuestra una vez más que nunca aprendemos de los errores. Fuimos el país que peor manejó la pandemia de la COVID-19. Y lo más triste es que las mismas personas nos llevaron a esa debacle, varios involucrados en el Vacunagate, conformaron el grupo de expertos que asesoró al MINSA en esta epidemia. Puros médicos que no permiten explorar estrategias transdisciplinares. Una respuesta blandengue, como escribió Alejandra Ruiz en Jugo de Caigua.

Tanto los zancudos transgénicos de Oxitec como los infectados por Wolbachia del WMP, son estrategias biotecnológicas que demostraron funcionar en todas las pruebas realizadas. Uno busca reducir o erradicar las poblaciones de zancudos y el otro reemplazarla por una resistente a los virus. Pero ¿podrían ser aplicadas en Perú?

Si bien tenemos una moratoria a los transgénicos, solo se aplica a los que tienen fines agrarios o acuícolas (cultivos o crianzas), según la Ley Nº 29811 y su ampliación. Los zancudos de Oxitec tienen como fin el control biológico y salud pública. No obstante, no tenemos una normativa para regularlos. La forma más rápida sería la conformación de una Comisión Multisectorial de carácter técnico, que evalúe los riesgos y beneficios ambientales, económicos y sociales, para tomar una decisión política acertada.

En el caso de los zancudos infectados con Wolbachia, al no ser transgénicos, la evaluación sería menos compleja y posiblemente tenga mayor aceptación por parte de la ciudadanía. Nuestras autoridades deben buscar un acercamiento con el WMP e involucrarse en el programa.

Cualquiera de las dos estrategias no solucionarán el problema actual del dengue, pero permitirá prevenir futuros brotes infecciosos, especialmente ahora que se nos viene un evento de El Niño global. Lo ideal sería una mezcla de ambas estrategias. Por ejemplo, la tecnología de Oxitec en zonas urbanas de la costa, donde la erradicación de los zancudos no traería consigo efectos en los ecosistemas (cadenas tróficas). Y en la selva, dada su biodiversidad, sería la tecnología de Wolbachia, pues esta no elimina las poblaciones de zancudos, que seguirán disponibles como alimento de otras especies amazónicas.

Y, al igual que en la pandemia de la COVID-19, debemos frenar de raíz las teorías conspiranoicas que están surgiendo en redes sociales. Por ejemplo, hay gente que cree que hay más casos de dengue por culpa de las vacunas de la COVID-19 o que los zancudos transgénicos o del WMP son un experimento del Bill Gates para reducir la población mundial. No esperemos que estos bulos se conviertan en bolas de nieve.

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Superpangenomas: Poniendo en valor la agrobiodiversidad

Hace 23 años, en medio de una gran ceremonia en la Casa Blanca, Bill Clinton (presidente de EE. UU.) y Tony Blair (primer ministro británico) presentaban el primer borrador del genoma humano. Se invirtió más de 3000 millones de dólares y trece años de trabajo. Ese mismo año, con menos atención mediática, se publicó el genoma de la primera planta, Arabidopsis thaliana (la rata de laboratorio del mundo vegetal). Su costo fue de 100 millones de dólares y tomó diez años culminarlo. Mientras que el arroz fue el primer cultivo en contar con su genoma secuenciado en 2002. Costó unos 200 millones de dólares.

Hasta hace una década secuenciar un genoma era cosa seria. Se requería varios millones de dólares y un trabajo coordinado entre grupos de investigación de diversos países. Cada uno se encargaba de un cromosoma. Así se secuenció y ensabló el genoma de la papa en 2011. Al Perú le tocó parte del cromosoma 3.

En ese entonces, obtener el genoma completo de una especie acaparaba portadas de revistas científicas y era un hecho noticioso. Hoy es algo rutinario. Se hace por menos de mil dólares y en pocos días. Gracias a ello, podemos secuenciar y comparar las semejanzas y diferencias de los genomas de diferentes poblaciones de una misma especie; así como identificar las variantes genéticas (alelos) que se asocian con una determinada característica (predisposición a una enfermedad, resistencia a una plaga, adaptación al estrés ambiental, etc.).

Perú, cuna del tomate

Hasta hace unos años, no era consciente que en Perú vivimos rodeados de tomates. No el que comemos en las ensaladas o usamos para los guisos, sino de sus parientes silvestres. En los parques y jardines, en los campos de cultivo, al borde de acequias y carreteras, cerca al mar o a 3500 metros de altura. Crecen como malezas. Sus flores amarillas en forma de estrella son fáciles de distinguir, aunque se requiere de cierto conocimiento para saber a qué especie pertenece.

Tomate silvestre creciendo al borde de la carretera en Mollendo, Arequipa.

En la década de 1950, el Dr. Charles M. Rick, botánico de la Universidad de California Davis, inició las primeras expediciones a Sudamérica para colectar los parientes silvestres del tomate. Recogió cientos de especímenes en Perú, Chile y Ecuador (incluyendo las islas Galápagos). Fueron al menos quince expediciones, la última en 1995. Rick fue el primero en estudiar y caracterizar la diversidad del tomate, y sentó las bases para el mejoramiento genético de este importante cultivo.

Si analizamos el genoma del tomate moderno encontraremos genes de sus parientes silvestres, los cuales le confieren resistencia a diversas plagas y enfermedades, tolerancia a bajas temperaturas, sequías y salinidad, coloración del fruto, cambios fisiológicos (precocidad en floración, reducción de semillas, etc.). Esto se logró a través de varias rondas de cruzamientos entre las variedades comerciales de tomate y sus parientes silvestres (muchos colectados en Perú), seguido de una selección de aquellos que portaban las características deseadas.

Pangenomas y superpangenomas

La crisis climática ha planteado un enorme reto a los fitomejoradores, quienes deben desarrollar —con mucha rapidez— variedades que se adapten mejor al aumento de temperaturas, las sequías más frecuentes y prolongadas, una mayor incidencia de plagas y enfermedades, el incremento de la salinidad de los suelos, etc. Los parientes silvestres de las especies cultivadas son una importante fuente de recursos genéticos para afrontar estos problemas.

Gracias a la reducción en los costos y tiempo de secuenciación de genomas tenemos la capacidad de identificar esos recursos genéticos. Y con los avances en la computación e inteligencia artificial se analiza una cuantiosa cantidad de información en pocos minutos. Ahora ensamblamos pangenomas y superpangenomas para captar toda la diversidad genética de una especie o de un género taxonómico (que incluye a los parientes silvestres).

Hace poco, un grupo de investigadores chinos publicaron en Nature Genetics el superpangenoma del tomate. El análisis abarcó nueve especies silvestres y las variedades modernas. Se identificaron muchas diferencias en la estructura de los genomas. Habían secuencias genéticas invertidas y translocadas (porciones de un cromosoma ubicados en otro cromosoma). También se hallaron porciones de ADN ausentes (deleciones) en genes involucrados en el peso y sabor del fruto del tomate comercial. Esto explica por qué son desabridos.

Lo interesante del estudio fue identificar una porción de ADN de 244 pares de base presente en el 80 % de los tomates silvestres, especialmente en Solanum pennellii, pero no en los tomates comerciales. Esta deleción, ubicada en uno de los genes de la familia de las enzimas citocromo P450, juega un rol importante en el crecimiento y desarrollo de las plantas, así como en la síntesis de metabolitos secundarios.

Cuando se restituyó el fragmento genético ausente en el genoma de un tomate modelo (Micro-Tom), este produjo una mayor cantidad de ramas laterales y casi el doble de frutos. En otras palabras, hubo un aumento considerable del rendimiento. Este es solo un ejemplo del enorme potencial que tienen los análisis de pangenomas y superpangenomas de las especies cultivadas y sus parientes silvestres (agrobiodiversidad).

a. Deleción de 244 pb del gen Sgal12g015720. d. Izquiera: Micro-Tom normal. Derecha: Micro-Tom con Sgal12g015720 reconstituido. Se aprecia mayor número de ramas laterales y frutos.

Importancia de la agrobiodiversidad

Perú cuenta con los parientes silvestres de especies que son muy importantes para la seguridad alimentaria, tales como: papa, frijoles, camote, tomates, zapallo, ajíes, quinua, entre otros. En decir, contamos con una enorme fuente de genes y alelos que son clave para el mejoramiento genético de los cultivos.

Nuestra agrobiodiversidad no solo está almacenada en bancos de germoplasma. Los agricultores familiares lo conservan activamente. Intercambian semillas, entrecruzan y mezclan variedaes, seleccionan las que responden mejor a sus necesidades. La agrobiodiversidad sigue evolucionando y adaptándose a las condiciones cambiantes del entorno.

Pero no basta con ser biodiversos. Se requiere de estudios genómicos para conocer todo su potencial y ponerla en valor. Imaginen crear un centro de investigación nacional abocado a esta tarea. O reestructurar al INIA con esta visión. Que no dependa del presupuesto público, sino de los ingresos que genere por las licencias de patentes o la venta de variedades registradas con mayores rendimientos, tolerancia al estrés biológico (plagas y enfermedades) y ambiental (sequías, olas de calor, salinidad, etc.). Solo así dejaríamos de ser un mendigo sentado en un banco de genes.

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¿Por qué nuestros alimentos están contaminados con plaguicidas?

Estoy seguro que muchos leyeron el reportaje de Salud con Lupa sobre los residuos de plaguicidas —algunos prohibidos y superando excesivamente los límites máximos permisibles— en frutas y verduras comercializados en los supermercados más importantes del país. El problema es generalizado (también ocurre en mercados y bodegas) y data de hace mucho tiempo, tal como lo evidencian los informes periódicos que publica el SENASA.

Las personas –entendiblemente indignadas— critican la acción del SENASA por garantizar la inocuidad de los productos de agroexportación, pero no hacer los mismos controles a los productos destinados al mercado interno. Se preguntan dónde adquirir frutas y verduras libre de plaguicidas. Proponen incentivar la agricultura urbana (producir tus propios alimentos) y orgánica, y ampliar el alcance de las bioferias. Exigen mayor fiscalización y duras sanciones a los productores y comerciantes.

Pocos se preguntan ¿a qué se debe este problema? ¿Por qué usan plaguicidas prohibidos, altamente tóxicos o de manera excesiva, sin respetar los periodos de carencia? ¿Acaso los agricultores quieren maximizar su producción e ingresos a costa de nuestra salud? La respuesta, como siempre, es más compleja de lo que parece.

La chacra no es un huerto

Cualquier persona puede producir tomates, lechugas y acelgas en su casa. Basta con unas macetas y un espacio iluminado (la ventana de la cocina, el balcón o la terraza). Si tienes un huerto o jardín mucho mejor. Podrías cultivar otros frutos y hortalizas. Las malezas no son un problema. Te sientas en un banquito y con una cuchilla las eliminas. Las plagas (gusanitos, pulgones y caracoles) sí son un dolor de cabeza, incluso en una maceta. Pero los controlas fácilmente cortando las hojas afectadas, aplicando jabón líquido, azufre en polvo, o pulverizando un macerado de ajos y ají, o algún producto de jardinería comprado en SODIMAC o PROMART.

En el campo la cosa se complica enormemente, así seas un pequeño productor que solo tiene una chacra de una hectárea. Para prevenir las malezas, debes arar bien la tierra. Puedes usar una pala o chaquitaclla (un trabajo extenuante), una mula o un tractor (de acuerdo a tu presupuesto). Luego mantener el campo limpio con herbicidas. Podrías deshierbar a mano, pero te tomará muchas horas y acabarás con dolores de espalda e insolación.

Para el control de plagas (insectos, virus, bacterias y hongos que afectan los cultivos) se cuenta con diversas estrategias: prácticas culturales (uso de cultivos asociados, trampas, refugios, etc.), control biológico (uso de depredadores y parásitos que afectan a las plagas) y productos químicos (plaguicidas naturales y sintéticos). El manejo integrado de plagas (MIP) se vale de todos ellos para reducir el uso de pesticidas nocivos, aunque aplicarlo correctamente requiere de mucho conocimiento y capacitación.

La agricultura es un negocio

Las personas que se dedican a la agricultura no lo hacen para producir alimentos, sino para generar dinero para cubrir sus necesidades. Muchas veces, es su única fuente de ingresos. Esa es la realidad. Deben hacer todo lo posible por obtener la mayor rentabilidad de sus cultivos. Por evitar las pérdidas en la cosecha. Por sacar al mercado toda su producción. Así que sus intereses no están necesariamente alineados con el de los consumidores.

Además, con las pocas hectáreas que la mayoría posee, no tienen poder de negociación. Su producción no llega directamente al mercado (solo a través de ferias). Hay uno o varios intermediarios que se encargan de acopiar la producción y ofrecer un buen volumen a los mayoristas y supermercados. Ellos ponen el precio al producto, no el agricultor. Ellos establecen los estándares de calidad que solo se basa en la apariencia (sin bichitos, golpes o manchitas). Esto fuerza a los agricultores a cumplir con esos “estándares” sin perder rentabilidad.

Falta de asistencia técnica

Al carecer de capacitación en MIP, los agricultores solo se valen del control químico para proteger sus cultivos. Es la forma más fácil de hacerlo. Imagina que tienes un problema de hormigas o cucarachas en casa, ¿no vas poniendo trampitas y liberando arañitas u hongos controladores de mente por la sala y la cocina? Lo más probable es que apliques Raid/Baigón o contrates a una empresa que fumigue la vivienda.

La cuestión es que la aplicación de todo producto fitosanitario depende del principio activo, la dosis, la frecuencia, los periodos de carencia, etc. Así como un médico te hace una receta en función a un diagnostico, lo mismo debe ocurrir en el campo. Un ingeniero agrónomo debe “recetar” qué producto aplicar y cómo hacerlo, después de evaluar el cultivo. 

Sin embargo, las agencias y oficinas agrarias, que dependen de los Gobiernos Regionales, carecen de personal y presupuesto para asesorar y acompañar a los productores locales. En el mejor de los casos, ellos se valen de lo que les recomiende el vendedor de agroquímicos (que muchas veces ni siquiera es un ingeniero o técnico agrario). Les ofrecen productos que no necesitan (por ejemplo, insecticidas cuando tienen problemas de hongos) y recomiendan aplicaciones excesivas.

También los agricultores “automedican” sus cultivos. Usan productos por costumbre o porque son más baratos, a pesar que en otros países, incluso en Perú, ya fueron prohibidos por su alta toxicidad. Por ejemplo, el carbofuran, prohibido desde septiembre de 2021 pero todavía en el stock de muchas tiendas agropecuarias, se comercializa ilegalmente en lugares donde la fiscalización no llega.

Así que el problema de la presencia de plaguicidas en los alimentos es un síntoma de lo abandonado que se encuentran el agro peruano. Los agricultores, que dependen de los ingresos generados por su chacra para subsistir, aplican los plaguicidas en exceso para reducir el riesgo de perder su producción. No cuentan con capacitación en MIP. Tampoco son conscientes del riesgo que representan ciertos plaguicidas ya que sus efectos no son inmediatos, sino crónicos o a largo plazo. Hay que fiscalizar la producción de alimentos (tarea que también comprende a los municipios), pero a la par invertir en extensión agraria.

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Álamos transgénicos con mayor asimilación de CO2

La empresa biotecnológica Living Carbon, mediante ingeniería genética, ha desarrollado álamos que absorben más CO2 y acumulan más biomasa en menos tiempo. Es decir, llegan a su tamaño para uso industrial (madera, pulpa, etc.) en menor tiempo.

La estrategia empleada fue crear un “by-pass” molecular para evitar la fotorrespiración, un proceso natural en las plantas que disipa energía y CO2. Desde un punto de vista agrónomico (productivo) la fotorrespiración reduce los rendimientos. En vez que la planta fije CO₂, lo libera produciendo menos biomasa.

Para lograrlo insertaron tres genes: uno que bloquea la producción de una proteína que transporta glicolato (la que sale de los cloroplastos para dar paso a la fotorrespiración en mitocondrias), y dos que convierten el glicolato en malato para reciclar los productos de desecho. 

Vías metabólicas alternas para evitar el proceso de fotorrespiración. La clave está en bloquear la expresión del transportador de glicolato de los cloroplastos a los peroxisomas (PLGG1). Fuente: Science.

En pruebas de invernadero, los álamos transgénicos produjeron 53 % más biomasa. Ahora sembraron 5000 plantones en un predio privado en Georgia (EEUU) y evaluar cómo se comporta en condiciones reales. Dado que no produce sustancias bioprotectoras (como genes de resistencia a plagas o tolerancia a herbicidas) ni es para alimentación no necesita pasar por el proceso regulatorio norteamericano a cargo de USDA, EPA y FDA

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Bacterias “cyborg”

Investigadores de la Universidad de California - Davis crearon bacterias “cyborg”, una mezcla de células naturales con materiales sintéticos. Básicamente, rellenaron el interior de una Escherichia coli con un hidrogel sintético a base de polietilenglicol. 

El hidrogel evitó que las bacterias crezcan y proliferen, sin afectar el resto de sus funciones celulares como la expresión de proteínas y la fluidez de sus membranas. Además, tenían mayor resistencia a diversos factores como la presencia agua oxigenada (peróxido de hidrógeno), cambios de pH (hasta 9) y el efecto de ciertos antibióticos.

Lo más interesante son las posibles aplicaciones de las células “cyborg”. Se pueden desarrollar biosensores, modular el microbioma humano y hasta tratar ciertas enfermedades como el cáncer. En dicho estudio, los investigadores lograron que las E. coli “cyborg” invadan células cancerígenas in vitro. De esta manera, podrían ser usadas para llevar agentes terapéuticos de manera precisa a las células que se quieren eliminar.

Imagen referencial creada con DALL-E.

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Algodón rosa

La mayoría de las personas dan por hecho que el algodón es blanco. Lo vemos así en hisopos, rollos y torundas. Sin embargo, existen de diversos colores, especialmente, en Perú. Marrón, crema, pardo, verde, son algunos de ellos. Como esos algodones no se pueden teñir, la industria textil optó por las variedades de fibra blanca.

Muestras de algodón de color. Fuente: Ing. Patricia Ocampo.

En la actualidad hay una mayor concienciación por los impactos ambientales que generan los productos que consumimos. La ropa es una de ellas. Los tintes empleados generan contaminación de los cuerpos de agua. En ese contexto, los algodones pigmentados adquieren mayor relevancia, aunque la variedad de colores existentes es muy limitada.

La naturaleza tiene infinidad de colores. Un claro ejemplo son las flores: amarillas, azules, rosadas, violetas, rojas y más. Cada pigmento es producido por diversas enzimas que catalizan reacciones químicas para que una molécula se convierta en otra. Por ejemplo, la tirosina es un aminoácido esencial producido por diversas plantas. Algunas poseen enzimas que transforman ese aminoácido en betacianinas, un pigmento que da coloración rosa.

El algodón carece de los genes que codifican las enzimas necesarias para producir betacianinas. Nunca veremos fibras de algodón rosa de forma natural. Pero podemos echar mano de la biotecnología para introducir los genes requeridos para hacerlo. Eso fue lo que hicieron investigadores australianos del CSIRO, liderados por la Dra. Filomena Pettolino. Los resultados fueron publicados en Plant Biotechnology Journal.

Se insertaron tres genes en el algodón: dos procedentes de Mirabilis jalapa, conocida como “buenas tardes” o “maravilla del Perú”; y uno de Beta vulgaris, más conocida como betarraga, una hortaliza que se caracteriza por su color rojo intenso. Los tres genes codifican el citocromo p450 (con dos enzimas, la tirosina hidroxilasa y la DOPA oxidasa), una DOPA dioxigenasa y una DOPA glucosiltransferasa. En la siguiente imagen se ve en detalle que hace cada una de ellas.

Nuevas enzimas codificadas por el algodón transgénico. Fuente: Li et al. (2022)

Los genes funcionaron correctamente. La fibras se teñían de rosa a medida que se formaban. Pero, como la biología no es tan simple, cuando completaban su desarrollo, estas perdían su color. Para evitarlo, los investigadores congelaban la motas de algodón unos días antes que maduren. Obviamente, no es una solución viable, por lo que investigarán la forma de fijar el pigmento en las fibras de manera permanente.

Desarrollo de las fibras de algodón (DPA: Días después de la antesis). Fuente: Li et al. (2022).

No tendremos algodón rosado en el mercado en el corto plazo, pero el experimento mostró que es posible reconstruir las vías metabólicas para sintetizar distintos pigmentos en sus fibras. Además, una vez se obtenga una línea transgénica con color estable, deberá pasar el proceso regulatorio al que son sometidos todos los transgénicos y, luego, introducir esa característica en las variedades comerciales a través del mejoramiento convencional (cruces y selección).

Referencia:

Li, X., Mitchell, M., Rolland, V., Allen, S., MacMillan, C., & Pettolino, F. (2022). “Pink cotton candy” – A new dye‐free cotton. Plant Biotechnology Journal. DOI: 10.1111/pbi.13990

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Plagas transgénicas para erradicarlas

Cinco millones de toneladas de maíz amarillo duro (MAD). Esa es la cantidad requerida por el Perú cada año. Unos 167 kilos por persona que los consumimos indirectamente a través del pollo, los huevos, los alimentos procesados, etc. Sin dudas, el MAD es uno de los pilares de nuestra alimentación… y también del mundo.

"Armyworm infestation breaches the Pacific" by Pacific Community is licensed under CC BY-NC-ND 2.0.

En el campo, el maíz tiene muchos enemigos: virus, bacterias, hongos e insectos. Uno en particular puede diezmar una plantación si no se controla de forma efectiva. La Spodoptera frugiperda. Una polilla que en su fase de larva devora la planta desde las hojas hasta los brotes más tiernos (cogollo). Por eso se le conoce como gusano cogollero.

Existen diversas estrategias para controlar esta plaga. Controladores biológicos (depredadores y parasitoides), trampas pegajosas, insecticidas (algunos muy tóxicos como el metomilo) y plantas transgénicas (que producen una toxina específica). Todas ellas tienen un efecto temporal. Si dejan de utilizarse, la plaga reaparece (a veces muy rápido).

Lo ideal sería eliminar al gusano cogollero de forma permanente. Erradicarlo. También existen estrategias para ello. Por ejemplo, liberar miles de individuos machos y estériles, tal como se hace con la mosca de la fruta. El problema es que los métodos de esterilización (como la radiación ionizante) afectan la viabilidad o competencia del mismo insecto.

La empresa británica Oxitec desarrolló una tecnología para controlar de forma efectiva la población de insectos. Una construcción genética que, al introducirse en la plaga, la aniquila ni bien sale del huevo. Se llama “activador transcripcional controlado por tetraciclina” o simplemente tTAV. Este gen, al encenderse, produce grandes cantidades de sí mismo. Es decir, se acumula el tTAV en las células del insecto que terminan por matarlo, a menos que se alimente con tetraciclina (su antídoto).

Larvas de S. frugiperda genéticamente modificada (rojas). Fuente: Reavey et al. (2022)

Lo que hizo Oxitec fue introducir el gen tTAV dentro en el ADN del gusano cogollero, pero en una región que determina el sexo del insecto. Lo diseñaron de tal forma que tTAV solo se activa en las hembras. De esta manera, las únicas larvas que sobrevivirán en cada generación serán machos portadores del “gen letal”. Se convertirán en polillas adultas y se aparearán, aunque cada vez emergerán menos hembras. Entre la cuarta y séptima generación ya no habrán suficientes. No más apareamientos ni descendencia. La plaga será erradicada.

Bueno… esa es la idea. A nivel de laboratorio, funciona. Pero en el mundo real hay parámetros ambientales difíciles de controlar. En 2019, la Comisión Técnica Nacional de Biosegurida de Brasil dio luz verde a los ensayos piloto en campo abierto. De acuerdo con el último reporte de la empresa británica, los resultados son alentadores y la S. frugiperda genéticamente modificada estaría próximo a comercializarse.

Es cierto que existe mucho rechazo a los cultivos transgénicos, especialmente en el Perú donde tenemos una moratoria hasta 2035. Entre los argumentos más usados es el impacto sobre la biodiversidad o la “contaminación” de nuestras variedades nativas. Incluso el temor a consumir productos con modificaciones genéticas a pesar que la evidencia científica apunta a que son tan seguros como sus contrapartes convencionales.

¿Cuál sería la opinión de estas personas respecto al uso de transgénicos en plagas, para controlar sus poblaciones evitando el uso de insecticidas que sí tienen un impacto directo y comprobado sobre el ambiente, la biodiversidad y la salud humana? Es momento de discutir estos temas sobre la base de la evidencia, considerando también aspectos sociales, económicos y culturales. Las herramientas que nos brinda la biotecnología son indispensables para un verdadero desarrollo sostenible.

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Ensamblaje del virus del chikungunya

La tomografía computarizada permite explorar el interior de nuestro cuerpo con gran detalle y así identificar daños, anomalías o tumores que pueden afectar nuestra salud. La técnica consiste en tomar una serie de radiografías por capas y en diferentes ángulos. Lo mismo se puede hacer con un microscopio electrónico. En este caso lo que obtendremos son imágenes detalladas de virus, bacterias, estructuras celulares, etc. Pero el trabajo se debe realizar a temperaturas extremadamente bajas (criogénicas) para reducir al mínimo el movimiento frenético de las moléculas que se da a esa escala.

Esquema de cómo funciona la criotomografía electrónica. Fuente: Wikipedia.

Utilizando esta técnica, un grupo de investigadores estadounidenses revelaron la forma cómo se ensambla el virus del chikungunya, un alfavirus que causa serias complicaciones atritogénicas (en las articulaciones) en los seres humanos.

Las imágenes muestran todo el proceso de ensamblaje viral, desde la replicación de su ARN (en la esférula de replicación) hasta la liberación de los virus por gemación. Se observa con detalle la formación de la nucleocápside, una estructura que contiene todo su material genético, la cual se acopla con la membrana celular que está recubierta por las proteínas "Spike" del virus.

Las flechas rojas muestran al virus del chikungunya emergiendo de la célula humana. En azul se observa la esférula de replicación que es donde se produce el ARN viral el cual es depositado dentro de las cápsides (color lila) para formar la nucleocápside. Chmielewski, et al. (2022).

Proceso de gemación. En rojo la nucleocápside viral. En amarillo las proteínas Spike que cubren la superficie del virus. Chmielewski, et al. (2022).

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Perú ratifica el Protocolo Suplementario de Nagoya - Kuala Lumpur

Esta semana pasó desapercibida la ratificación del Protocolo Suplementario de Nagoya - Kuala Lumpur sobre responsabilidad y compensación respecto a los daños causados por los Organismos Vivos Modificados (también conocidos como transgénicos). Fueron 105 votos a favor, sin abstenciones ni votos en contra. ¿Qué implicancias tiene?

Recordemos que los OVM o transgénicos son organismos (animales, plantas, microbios, etc.) al que le han introducido genes que codifican características específicas procedentes de otros organismos que no necesariamente son de la misma especie o reino. Por ejemplo, maíces que resisten el ataque de plagas gracias a un gen bacteriano (Bacillus thuringiensis) o arroz que produce vitamina A gracias a un gen de maíz. Esto se logra a través de la ingeniería genética. ¡No intervienen jeringas!

Por principio precautorio, los transgénicos no se usan libremente. Requieren de una autorización basada en un análisis de riesgos: un procedimiento científico que consiste en identificar los potenciales daños y establecer medidas para evitarlos (bioseguridad). Precisamente, el Protocolo de Cartagena sobre Seguridad de la Biotecnología es un tratado internacional que vela por el uso seguro de los OVM, garantizando la protección y uso sostenible de la biodiversidad, teniendo en cuenta además la salud humana. A la fecha, 173 países lo han ratificado, incluyendo Perú.

Gracias este Protocolo y los marcos normativos de bioseguridad que derivan, muchos países aprovechan los beneficios de la biotecnología, no solo los desarrollados o los que cuentan con una agricultura industrial consolidada (Estados Unidos, Argentina, Brasil, entre otros), sino también países en desarrollo, biodiversos y con agricultura familiar (Indosenia, Filipinas, Nigeria, Bangladesh, entre otros).

El Protocolo Suplementario de Nagoya - Kuala Lumpur da un nivel adicional de protección en caso que se produzcan daños (o estos sean inminentes) porque garantiza tomar medidas de mitigación y restauración, y transferir los costos a los responsables. Ahora toca trabajar en su implementación. Para eso requerimos una actualización de nuestra normativa de bioseguridad que data de 1999 y que debe ajustarse al ordenamiento legal e institucional vigente.

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Peces transgénicos en Perú

Fueron diseñados en la década de 1990, por investigadores de la Universidad Nacional de Singapur, para detectar contaminantes y toxinas en el agua. Pero hoy adornan las peceras de muchos hogares en el mundo gracias a sus colores llamativos que brillan bajo la "luz negra" o ultravioleta. Hablamos de los peces fluorescentes genéticamente modificados.

Estos peces poseen genes derivados de una anémona marina (Entacmaea quadricolor) y una medusa (Aequorea victoria) que les otorgan una diversidad de colores resplandecientes. Dos empresas licenciaron la patente: Yorktown Technologies de Estados Unidos (bajo la marca GloFish®, hoy subsidiaria de Spectrum Brands Inc.) y TaiKong Corp. de Taiwán. Su comercialización solo está permitida dentro de EE. UU. (no en todos los estados) y en países asiáticos. Pero el comercio de peces ornamentales es tan grande y globalizado (y muchas veces informal) que llegó a todos los rincones del planeta, incluso fuera de los acuarios y peceras.

Investigadores brasileños analizaron los cuerpos de agua adyacentes a las piscifactorías de Muriaé, el mayor centro de producción de peces ornamentales de Brasil. Cada dos meses colectaron muestras de cinco arroyos de bajo movimiento. Identificaron a los peces cebra fluorescentes, tomaron datos morfológicos y analizaron su dieta. Los resultados publicados en Studies on Neotropical Fauna and Environment revelan que los peces cebra transgénicos sobreviven y se reproducen, especialmente en temporadas de lluvia.

Cuando analizaron su dieta hallaron larvas de dípteros y hemípteros autóctonos, y en menor medida, algas filamentosas y ninfas de libélulas. Esto muestra una dieta generalista que podría generar un impacto en las poblaciones de invertebrados nativos. Además la baja presencia de depredadores autóctonos en los arroyos evaluados favorecen la supervivencia de los peces transgénicos, que al ser especies exóticas, podrían convertirse en invasoras. Para reducir el riesgo de escape, las piscifactorías deben instalar redes de nylon en los tubos y canales de descarga, así como estanques de retención de efluentes con depredadores nativos que se alimenten de estos peces exóticos.

En 2006 se reportó por primera vez el ingreso al Perú de estos peces transgénicos. Hoy las encontramos en sus diferentes variedades (cebras, labeos, tetras, monjitas, escalares y betas) y colores (verde, rojo, coral, naranja, amarillo y azul), en muchas tiendas de mascotas, a precios de van desde S/ 1 hasta los S/ 50 por individuo.

Pero, ¿no hay una moratoria? Si bien desde 2011 tenemos una ley que prohibe el ingreso y producción de transgénicos en el país, esta solo se aplica a los que van a ser liberados al ambiente con fines de cultivo o crianza. Técnicamente estos peces fluorescentes tienen un fin ornamental y viven dentro peceras y acuarios. No obstante, existe el riesgo de que alguna persona los libere en un río o lago. Por ello, se controla todas las importaciones de peces ornamentales para evitar que ingresen más individuos transgénicos. 

Sin embargo, este mercado es sumamente informal. Hay contrabando desde Ecuador y Colombia, centros de reproducción clandestina (dentro de viviendas, con estanques en patios y jardines) y venta libre por internet (Facebook Marketplace, MercadoLibre, OLX, etc) con capacidad de distribuirlos a todo el país por servicios de mensajería. Esto incrementa el riesgo de que estos peces transgénicos lleguen a cuerpos de agua donde puedan subsistir, como los de nuestra Amazonía.

Para atender esta problemática, se elaboró una línea base de nuestras especies de peces ornamentales. Se estudió su diversidad y distribución. Se identificaron especies nativas emparentadas con las que tienen variedades transgénicas. Se analizó la dinámica comercial y la cadena de valor de los peces ornamentales en el Perú. Esta información es clave para evaluar los riesgos y establecer medidas de gestión adecuadas. Pero también se requiere una normativa de bioseguridad integral, basado en evidencia, con un enfoque territorial y donde las decisiones se tomen caso por caso.

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La proteína ‘Spike’ de la variante ómicron

La tercera ola en el Perú ha superado con creces el número de infectados de las dos anteriores juntas. Más que una ola nos topamos con una pared. La responsable es la variante ómicron que fue reportada por primera vez en Sudáfrica hace solo dos meses. El número fallecidos aumenta, pero no en la misma proporción al número de infectados gracias a las vacunas. Solo miren las gráficas publicadas por Rodrigo Parra en su Twitter. Pero no nos confiemos, el número de hospitalizados (incluyendo niños) y pacientes en UCI aumentan y están cerca de saturar nuestro precario sistema de salud.

¿En qué radica el éxito de la variante ómicron? Un estudio publicado en Science muestra, con lujo de detalles, los cambios que ha sufrido la proteína ‘Spike’ —la que usa el SARS-CoV-2 para infectar las células humanas a través del receptor ACE2— gracias a las mutaciones que ha adquirido. Los investigadores emplearon la criomicroscopía electrónica. Esta técnica permite analizar la estructura tridimensional de las proteínas y componentes celulares.

En realidad la proteína ‘Spike’ está formada por tres proteínas idénticas o protómeros (imagen A en color morado). Técnicamente es un homotrímero. Además, cada proteína tiene dos partes o subunidades: la S1, que es la que se une al receptor ACE2 de las células humanas, y la S2, que es la que permite la fusión del virus con la célula humana para infectarla. La unión entre el receptor ACE2 (en color celeste en las imágenes A y B) y la proteína ‘Spike’ se da en un lugar particular de la S1 conocida como dominio RBD (imagen B).

La variante ómicron presenta 37 mutaciones en la proteína ‘Spike’. Una mutación es un cambio en la secuencia genética que codifica cada uno de los aminoácidos que conforman una proteína. El cambio de un solo aminoácido puede modificar la estructura de la proteína, su interacción con otras proteínas o componentes celulares o inactivarlas. Cuando esto ocurre, el virus puede perder su capacidad de infectar y desaparece. A veces una mutación pasa desapercibida porque no cambia ningún aminoácido o lo hace por otro que tiene las mismas propiedades fisicoquímicas. Pero ocurren casos en que estas mutaciones le dan una ventaja al virus. 

Los científicos observaron que 15 de las 37 mutaciones se hallaban en el dominio RBD, el cual es clave para la infección del virus y que es el objetivo de los anticuerpos neutralizantes (que bloquean su interacción con el receptor ACE2) generados por las vacunas. 

La interacción entre dos proteínas (como ‘Spike’ y ACE2) es compleja. Se basa en fuerzas electrostáticas (como la de los imanes) que se pegan o repelen de acuerdo con las cargas de los aminoácidos. El cambio de un aminoácido por otro puede modificar la estructura de la proteína (incluso ligeramente), afectando su interacción con otras. Imaginen 15 modificaciones solo en el dominio RBD. 

Lo que mostraron los análisis de criomicroscopía electrónica fue que, si bien habían cambios que afectaban la eficiencia de la interacción de ‘Spike’ y ACE2, habían otros que la restituían, evitando que ómicron pierda su capacidad de infectar las células humanas. Es decir, algunas de estas mutaciones, por sí solas, serían perjudiciales para el virus, pero cuando actúan en conjunto le confieren ventajas. En este caso, también les permite evadir mejor los anticuerpos neutralizantes. Esta es la razón de por qué tantas personas, incluyendo vacunados, se están infectando.

Lo que falta saber es ¿cómo surgió esta variante? Los científicos piensan que este virus pudo haber surgido en una persona con el sistema inmunológico comprometido (como un paciente de VIH, cáncer o transplante). El virus vivió de forma prolongada en esta persona, multiplicándose y generando nuevas mutaciones. Un laboratorio viviente. Esto también explicaría por qué no provoca síntomas tan fuertes como otras variantes. De haberlo hecho, su hospedero carente de defensas hubiera muerto.

Mientras hayan personas no vacunadas, muchas por falta de acceso (como en los países africanos) y otras por creer en las teorías de los antivacunas, el virus seguirá teniendo chances de evolucionar y generar nuevas variantes. No dejemos a la suerte la aparición de un “nuevo ómicron”, pero más peligroso.

Referencia e imágenes:

Mannar, D., et al. (2022). SARS-CoV-2 Omicron variant: Antibody evasion and cryo-EM structure of spike protein–ACE2 complex. Science. DOI 10.1126/science.abn7760

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¿Cómo eran los primeros tomates que llegaron a Europa?

Las primeras exploraciones europeas al continente americano, allá por inicios del siglo XVI, trajeron consigo muchas riquezas, especialmente, plantas que eran cultivas y consumidas al otro lado del mundo. Una de ellas fue el tomate. Hoy es la hortaliza más cultivada en el mundo. Anualmente se producen unas 180 millones de toneladas en 4.85 millones de hectáreas.

Los tomates de hoy no se parecen ni saben como los que llegaron a Europa hace 500 años. Esto se debe a que la selección y mejora genética, que se ha dado por décadas, se orientó hacia la obtención de frutos más redondos, uniformes y resistentes, que duren más en los anaqueles de los supermercados y resistan el aplastamiento. La consecuencia fue que, en el proceso, se perdieron aquellos genes y alelos que codifican mayores niveles de azúcares y compuestos volátiles, que son claves en el sabor de este fruto.

Con el fin de saber la apariencia que tenían los primeros tomates que llegaron a Europa, un grupo de investigadores neerlandeses recopiló información de herbarios, publicaciones e ilustraciones del siglo XVI. De acuerdo con el estudio publicado en PeerJ la primera descripción del tomate la hizo el naturalista italiano Pietro Andrea Matthioli, allá por 1544. Asimismo, a inicios la década de 1550, aparecieron las primeras ilustraciones de los tomates.

Las ilustraciones muestran tomates con una gran variedad de formas (alargadas y rechonchas, otras con surcos similares a calabazas) y colores (rojos, naranjas y amarillos). Esto explica su nombre italiano: pomo d’oro (manzana dorada).

Sin embargo, no se pudo determinar la procedencia ni el año exacto en el que llegaron los primeros tomates a Europa. Para acercarse a esta respuesta, los investigadores lograron aislar y analizar una pequeña porción de ADN de una muestra herborizada de tomate, que fue colectada por Francesco Petrollini en 1558, y que se conserva en el Herbario En Tibi.

Si bien solo se secuenció el 2 % del genoma de este tomate herborizado, se pudo comparar las secuencias con otras depositadas en el GenBank. El árbol filogenético muestra una relación cercana con tres variedades locales mexicanas y dos accesiones procedentes de Perú. 

La evidencia histórica apunta a que los tomates llegaron a Europa de Mesoamérica. No obstante, hoy se sabe que en el Perú también existían formas semidomesticadas y primitivas del tomate moderno, que posiblemente eran manejadas y consumidas por las poblaciones locales, pero que en algún momento de la historia se perdieron ya que se desconocen nombres del tomate en lenguas nativas andinas y amazónicas.

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