BACTERIAS AL SERVICIO DEL HOMBRE
Publicado en
noviembre 13, 2011

Estos seres microscópicos, que nos parecían molestos, se están convirtiendo en una fuerza laboral eficiente e incansable.
Por Doug StewartEL EJÉRCITO estadunidense ha soñado desde hace mucho con tener la seda de la araña dorada de tela esférica (del género Nepbila). Aunque elástica, esta seda es cinco veces más fuerte que un filamento de acero del mismo grosor; y con ella se podrían hacer resistentes cuerdas de paracaídas, cascos y chalecos a prueba de balas. "Por desgracia, las arañas en cautiverio no elaboran la cantidad de seda que necesitamos", explica Stephen Lombardi, microbiólogo del Centro de Investigación, Desarrollo e Ingeniería del Ejército, en Massachusetts.
Para superar este obstáculo, Lombardi extrajo un gen de una de las células de la araña dorada de tela esférica y lo implantó en una bacteria común que abunda en los frascos de su laboratorio. La bacteria comenzó a reproducirse por bipartición. "De la noche a la mañana se generan varios millones de bacterias", señala Lombardi. En cada uno de estos microorganismos está incrustado un juego de genes de la araña, y estas bacterias elaboran la proteína necesaria para producir seda de araña. Si este proceso se hiciera en mayor escala, el ejército contaría en poco tiempo con toda la seda de araña que requiere.Todos consideramos a los gérmenes como unos microscópicos monstruos hostiles, viscosos y horripilantes, que echan a perder la carne y propagan enfermedades. Mas para una nueva generación de científicos, los gérmenes son esclavos hábiles y obedientes, dispuestos a curar enfermedades, limpiar derrames de petróleo e incluso hacer chocolates. Esta fuerza laboral en potencia ha surgido gracias al actual negocio de la biotecnología. El físico Freeman Dyson, de la Universidad de Princeton, ha pronosticado que la biotecnología transformará más profundamente al mundo que la Revolución Industrial.El entusiasmo de Dyson se debe a la habilidad de los empalmadores de genes como Lombardi, que cercenan y recombinan cadenas moleculares en el interior de algunas células vivas. Estas cadenas indican cómo se comportará la célula; determinan, por ejemplo, si un microbio convertirá la leche en yogur o en queso.En los últimos 15 años, los empalmadores de genes han aprendido a penetrar y extraer de los recintos interiores de una célula precisamente el fragmento submicroscópico que necesitan; por ejemplo, elementos celulares del epitelio del páncreas humano. Luego, estos científicos incrustan el fragmento en células bacterianas ordinarias. Desde ese momento, los gérmenes modificados poseen la capacidad de las células pancreáticas humanas para elaborar insulina.En cuanto empieza a multiplicarse, el lote de microorganismos modificados funciona como toda una fábrica de sustancias y elabora continuamente el producto deseado, sin cometer errores. Lo más asombroso es que lo gérmenes producen en masa réplicas perfectas de sí mismos. Una sola bacteria es capaz de convertirse en dos, luego en cuatro, en ocho… y en mil millones en menos de 24 horas. Lo único que necesitan es suficiente alimento —un medio de cultivo microbiológico estándar— para que se nutra todo el clan que está en proceso de multiplicación.A fines de los setentas, se pulverizaban cada año alrededor de 50 millones de páncreas de animales para obtener su insulina, que se emplea para tratar la diabetes; luego corrió el rumor de que habría escasez de páncreas. Hoy día, una unidad del tamaño de un refrigerador pequeño, llena de células modificadas genéticamente, puede rendir cada día mayor cantidad de insulina, y más pura, que la que producirían cien cerdos en toda su vida."La vacuna contra el letal virus de la hepatitis B se obtiene normalmente de la sangre humana infectada", informa el inmunobiólogo Richard Flavell. "Pero manipular grandes volúmenes de sangre infectada resulta peligroso, costoso e ineficiente. Ahora bien, la ingeniería genética está cambiando la situación". Con la tecnología que ideó la compañía Biogen (que se dedica principalmente a desarrollar nuevos productos farmacológicos mediante procesos de ingeniería genética), dos gigantes de la industria farmacéutica —Merck Sharpe & Dohme y SmithKIine Beecham— elaboran en la actualidad esa vacuna en unos relucientes tanques de acero, sin riesgos y sin necesidad de utilizar la sangre humana.La primera generación de productos obtenidos mediante empalme de genes —casi todos son medicamentos— ha sido apenas un arroyito; la siguiente será una verdadera inundación. La industria de la biotecnología espera llegar a crear toneladas de productos de uso común, como anticongelantes, detergentes y alimentos para animales. Earle Harbison, presidente y ejecutivo en jefe de la Monsanto, gigante de la industria química, pronostica que la biotecnología será en el siglo XXI una fuerza tan primordial como lo han sido la química y la física en en siglo XX. "Comparar la vieja biología con la nueva", apunta Harbison, "es como comparar una mula con un tractor.Los microorganismos unicelulares pueden suministrarnos un combustible para nuestros autos que contamine menos. En la Universidad de Florida en Gainesville, Florida, el microbiólogo Lonnie Ingram ha modificado un microbio que se alimenta de los azúcares del tallo del maíz, del tronco de algunos árboles y otros residuos de madera. La bacteria elabora luego etanol, o alcohol combustible. "El uso de microbios para convertir vegetales en etanol no es nada nuevo", explica Ingram. "El etanol es el principal ingrediente de las bebidas alcohólicas". Pero los microbios naturales que usan las destilerías son melindrosos: sólo apetecen consumir papas, maíz o trigo. Si en la obtención de combustible para autos dependiéramos de microbios tan exigentes, se dispararían los precios de esos productos agrícolas.Barajando un poco los genes, Ingram modificó esos gérmenes para que se nutrieran de los azúcares de los residuos de los aserraderos y de las fábricas de papel. Ahora, los microbios ingieren desperdicios y excretan combustible. Ante el incremento actual de los precios del petróleo, es posible que el etanol se convierta en una opción barata para llenar el tanque del auto familiar…, y que a la vez se aminoren nuestros problemas de limpieza.El biólogo Douglas Dennis sabe desde hace mucho tiempo que una bacteria natural produce plástico. Lo malo es que este ingenioso ser sólo prolifera con una costosa dieta de azúcar. Por tanto, Dennis ha separado el segmento genético bacteriano productor de plástico para empalmarlo con otro microorganismo al qué resulta más barato alimentar, porque medra con suero de leche, producto de desecho en la elaboración de quesos. Las fábricas de plástico, en cambio, deben usar petróleo como materia prima. Y el plástico de Dennis tiene otra ventaja: ¡es biodegradable hasta la última partícula!El hecho de que los microbios se alimenten de desperdicios es una de las razones de que a muchos fabricantes les interesen tanto los microorganismos. Es posible elaborar hasta dulces con ingredientes de desecho. Como en muchos países no se cultiva comercialmente el cacao, los chocolateros lo importan de los países tropicales. Ahora bien, unos científicos han descubierto un extraño y diminuto microbio llamado Rhizopus delemar: se trata de un hongo, pariente del moho del pan. Según Michael Haas, científico en jefe del Centro Oriental de Investigación Regional del Departamento de Agricultura de Estados Unidos, en Filadelfia, Pensilvania, el Rhizopus delemar excreta una enzima que transforma las grasas animales y los aceites vegetales —sustancias abundantes— en algo casi idéntico a la manteca de cacao.Por desgracia, es difícil cultivar este hongo en grandes volúmenes. Haas explica: "Por eso, ahora le extraemos al Rhizopus delemar el gen que produce esa enzima, para transferirlo a una bacteria capaz de elaborar, de noche y de día, gran cantidad de tal enzima". Cuando esta se obtenga en gran escala, los fabricantes de chocolates dependerán sólo de las grasas animales. Es probable que los consumidores de chocolates jamás noten la diferencia.Algunos microbios son más apreciados por lo que comen que por lo que excretan. Tras el desastroso derrame de petróleo del Exxon Valdez, en el estrecho del Príncipe Guillermo, Alaska, la Agencia de Protección del Ambiente de Estados Unidos utilizó microorganismos unicelulares naturales, grandes devoradores de petróleo, para que ayudaran en esa operación de limpieza. A juzgar por unos estudios, parece que esos microbios efectuaron una labor tan buena como la que se habría hecho con detergentes y mangueras de gran presión, al limpiar algunas playas no demasiado sucias. Con frecuencia, lo que hacen bien los laboriosos microbios naturales puede hacerlo mejor uno de estos microorganismos modificados "a la medida". Quizá algún día unos gérmenes con genes modificados limpien un derrame de petróleo antes de que este llegue a invadir alguna playa. El microbiólogo Ananda Chakrabarty ha identificado unas bacterias que se han aficionado a comer desperdicios industriales. Chakrabarty implantó los genes apropiados en una bacteria que es posible espolvorear sobre sustancias nocivas. En adelante, estas nuevas bacterias podrían esparcirse sobre los derrames de petróleo que apenas empiecen a extenderse. Chakrabarty incluso patentó el insólito microorganismo; el primer microbio que logra tal honor.Por ahora, ciertas restricciones legales han confinado al laboratorio a las bacterias de Chakrabarty. Muchos críticos arguyen que es bastante más peligroso espolvorear en los campos de labranza y los océanos formas de vida genéticamente modificadas, que tener que soportar cualquier desecho tóxico nocivo. De hecho, las empresas biotecnológicas deben lidiar con mucho papeleo burocrático cuando desean presentar microorganismos nuevos.No obstante, un nuevo subterfugio, llamado "genes suicidas", puede protegernos de esos gérmenes ocasionales que llegan a adquirir disposiciones malévolas. Insertados en el ADN (ácido desoxirribonucleico) del microbio, los genes suicidas le ordenarán matarse al concluir su labor. La orden de autodestrucción dependería de cierto cambio en el exterior: la oscuridad, el frío o la disminución de alguna sustancia alimenticia introducida a propósito. De esta manera, los microorganismos que devoran derrames de petróleo morirían antes de salir del océano para invadir los tanques de gasolina de nuestros autos.EN 1970, la idea de que los microbios tejieran telarañas o produjeran plástico o chocolate hubiera sonado a ciencia-ficción. Ahora es probable que en pocos años estos productos estén al alcance de todos. Y los científicos de diversos centros de investigación están pensando en la forma de poner a trabajar a las bacterias en tareas verdaderamente insospechadas. Tal vez se les emplee, por ejemplo, para elaborar componentes pequeños de diminutas "biocomputadoras", en las que cada interruptor electrónico sería una sola molécula.
Nadie predice que los gérmenes lleguen a ser lo bastante inteligentes para calcular nuestros impuestos; pero en el próximo siglo, gracias al trabajo de los actuales magos de la biotecnología, estos pequeñísimos seres que nos obligaban a lavarnos las manos para eliminarlos lo más pronto posible serán los impulsores microscópicos de una nueva revolución industrial.