Síntesis de genes más rápida: el ADN sintético podría ser la clave para una mejor atención médica

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  Previsión Quantumrun
• Enero 16, 2023

Resumen de información

La síntesis química del ADN y su ensamblaje en genes, circuitos e incluso genomas completos han revolucionado la biología molecular. Estas técnicas han hecho posible diseñar, construir, probar, aprender de los errores y repetir el ciclo hasta lograr el resultado deseado. Este enfoque está en el corazón de la innovación de la biología sintética. 

Contexto de síntesis de genes más rápido

La síntesis convierte el código genético digital en ADN molecular para que los investigadores puedan crear y producir grandes cantidades de material genético. Los datos de ADN disponibles se han ampliado gracias a las tecnologías de secuenciación de próxima generación (NGS). Este desarrollo ha llevado a un aumento de las bases de datos biológicas que contienen secuencias de ADN de todos los organismos y entornos. Los investigadores ahora pueden extraer, analizar y modificar estas secuencias más fácilmente debido a la mayor eficiencia del software bioinformático.

Cuanta más información biológica tengan los científicos del "árbol de la vida" (la red de genomas), mejor comprenderán cómo se relacionan genéticamente los seres vivos. La secuenciación de próxima generación nos ha ayudado a comprender mejor las enfermedades, el microbioma y la diversidad genética de los organismos. Este auge de las secuencias también permite el crecimiento de nuevas disciplinas científicas, como la ingeniería metabólica y la biología sintética. El acceso a esta información no solo mejora los diagnósticos y tratamientos actuales, sino que también allana el camino para nuevos avances médicos que tendrán un impacto duradero en la salud humana. 

Además, la biología sintética tiene el potencial de impactar en muchas áreas, como la creación de nuevos medicamentos, materiales y procesos de fabricación. En particular, la síntesis de genes es una de las tecnologías prometedoras que ayudan a construir y cambiar secuencias genéticas muy rápidamente, lo que conduce al descubrimiento de nuevas funciones biológicas. Por ejemplo, los biólogos a menudo transfieren genes a través de organismos para probar hipótesis genéticas o dar a los organismos de muestra características o capacidades únicas.

Impacto disruptivo

Las secuencias cortas de ADN sintetizadas químicamente son esenciales porque son versátiles. Se pueden utilizar en laboratorios de investigación, hospitales e industria. Por ejemplo, se utilizaron para identificar el virus COVID-19. Las fosforamiditas son bloques de construcción necesarios en la producción de secuencias de ADN, pero son inestables y se rompen rápidamente.

En 2021, el científico Alexander Sandahl desarrolló una nueva forma patentada de fabricar de manera rápida y eficiente estos componentes básicos para la producción de ADN, acelerando significativamente el proceso antes de que estos componentes se desintegren. Las secuencias de ADN se denominan oligonucleótidos, ampliamente utilizadas para identificar enfermedades, fabricar medicamentos y otras aplicaciones médicas y biotecnológicas. 

Una de las principales empresas de biotecnología que se especializa en la fabricación de ADN sintético es Twist Bioscience, con sede en EE. UU. La empresa une los oligonucleótidos para crear genes. El precio de los oligos está disminuyendo, al igual que el tiempo que se tarda en fabricarlos. A partir de 2022, el costo de desarrollar pares de bases de ADN es de solo nueve centavos. 

El ADN sintético de Twist se puede pedir en línea y enviar a un laboratorio en días, después de lo cual se usa para crear moléculas objetivo, que son los componentes básicos de nuevos alimentos, fertilizantes, productos industriales y medicamentos. Ginkgo Bioworks, una empresa de ingeniería celular valorada en USD $25 mil millones, es uno de los principales clientes de Twist. Mientras tanto, en 2022, Twist lanzó dos controles de ADN sintético para el virus de la viruela del simio humano para ayudar a los investigadores a desarrollar vacunas y tratamientos. 

Implicaciones de una síntesis de genes más rápida

Las implicaciones más amplias de una síntesis de genes más rápida pueden incluir: 

• La identificación acelerada de virus que causan pandemias y epidemias, lo que lleva al desarrollo más oportuno de vacunas.
• Más biotecnologías y nuevas empresas centradas en tecnologías de síntesis de genes en asociación con empresas biofarmacéuticas.
• Los gobiernos se apresuran a invertir en sus respectivos laboratorios de ADN sintético para desarrollar medicamentos y materiales industriales.
• El costo del ADN sintético se vuelve más bajo, lo que lleva a la democratización de la investigación genética. Esta tendencia también puede generar más biohackers que quieran experimentar con ellos mismos.
• Mayor investigación genética que resulta en desarrollos más rápidos en tecnologías de terapia y edición de genes, como CRISPR/Cas9.

Preguntas a considerar

• ¿Cuáles son los otros beneficios de la producción masiva de ADN sintético?
• ¿Cómo deberían los gobiernos regular este sector para que siga siendo ético?