Por Eric MEUNIER, 30 de abril de 2024
En un artículo reciente, unos investigadores dan detalles de varios proyectos en curso para modificar genéticamente virus. Algunos de ellos podrían liberarse de forma intencionada en el medio ambiente. El 7 de febrero de 2024, el Parlamento Europeo pidió a la Comisión Europea que estudiara la posibilidad de desregular estos virus modificados genéticamente, por lo que hemos creído necesario echar un vistazo general a los proyectos en curso.
Al igual que las plantas, las bacterias, las levaduras e incluso los animales, los virus pueden modificarse genéticamente. Como muestra un artículo publicado recientemente [1] , los proyectos de investigación y desarrollo relacionados con los virus modificados genéticamente están tomando forma. Aunque existen interrogantes evidentes sobre los riesgos para la salud, el medio ambiente e incluso el bioterrorismo, es necesario hacer un primer balance de los proyectos en curso para comprender mejor el tema. Tanto más cuanto que, en los próximos meses, la Unión Europea podría encontrarse debatiendo la desregulación completa de los microorganismos OGM, incluidos los virus.
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Utilización de virus modificados genéticamente: ¿de qué estamos hablando?
Desde el principio de su artículo, los investigadores, que trabajan para el Ministerio austriaco de Medio Ambiente y la Agencia Federal alemana para la Conservación de la Naturaleza, preparan el terreno: «el espectro de posibles escenarios para el uso de virus modificados genéticamente es muy amplio». En efecto, el tipo y los objetivos de las posibles modificaciones genéticas son muy variados. Los virus pueden modificarse genéticamente para :
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modificar una o varias de sus características (virulencia atenuada, por ejemplo),
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modificar los organismos que infectan sin que estos organismos sean directamente modificados genéticamente (deteniendo la expresión de proteínas, por ejemplo),
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o inducir modificaciones genéticas en los organismos infectados (proporcionando las secuencias genéticas que codifican un sistema Crispr/Cas, por ejemplo).
Virus modificados genéticamente utilizados como herramientas de laboratorio
El primer uso identificado por los investigadores es la utilización de virus como herramientas de laboratorio. Ciertos virus se utilizan para interrumpir la expresión de secuencias genéticas en organismos (en particular, el tomate, el tabaco, el pimiento o la Arabidopsis). El principio general consiste en utilizar virus OGM para introducir en una planta secuencias genéticas procedentes del genoma de la misma planta. A continuación, esta secuencia se expresa en cantidades «superiores». Como respuesta, la planta desactiva la expresión de esta secuencia. De este modo, los investigadores pueden estudiar los efectos de no expresar una determinada secuencia genética de la planta.
Virus modificados genéticamente utilizados como vacunas
En cambio, en lugar de desactivar la expresión de proteínas, los virus se modifican genéticamente para que expresen diferentes proteínas o partes de proteínas. Los autores detallan que las proteínas deseadas -transgénicas por definición- pueden ser subunidades, partes de vacunas, nanopartículas proteicas y partículas «similares a virus». Ya se están estudiando aplicaciones comerciales. Un ejemplo es un baculovirus modificado genéticamente para expresar una proteína de un virus que infecta a las carpas. Este baculovirus transgénico se utilizará para infectar células de insecto cultivadas in vitro. Estas células expresarán a su vez la proteína del virus que infecta a la carpa. A continuación, se alimentará a los peces con las células de insecto con la esperanza de inducir una respuesta inmunitaria preventiva. En este caso, pues, el virus no es la vacuna, sino una herramienta con la que se espera producir una proteína que induzca una reacción vacunal.
Por último, los autores informan de «diferentes tipos de vacunas para una amplia gama de especies animales». Existen proyectos sobre virus modificados genéticamente que pueden utilizarse directamente como vacunas en aves de corral, peces, cerdos, bovinos y peces criados industrialmente, pero también en poblaciones salvajes. También informan de haber identificado una serie de proyectos de vacunas con virus modificados genéticamente para perros, gatos, ovejas y conejos. También hay un proyecto para vacunar a un animal salvaje, el león marino de Steller, y otro para vacunar a roedores africanos contra la fiebre de Lhasa.
Algunos de estos proyectos pueden implicar la diseminación en el propio medio ambiente. Algunas vacunas, por ejemplo, consisten en virus modificados genéticamente para tener una tasa de replicación menor, lo que da tiempo al sistema inmunitario a reaccionar antes de que el virus se multiplique demasiado. Otras se utilizan como vacunas pero siguen teniendo capacidad de replicación. Los investigadores afirman que estas vacunas se utilizan para «prevenir o tratar enfermedades zoonóticas».
Virus para modificar otros organismos
Otro uso de los virus OGM propuesto por los investigadores es su utilización como herramienta para provocar modificaciones genéticas. Para ello, los virus pueden utilizarse como vectores que permitan la expresión de «grandes construcciones recombinantes», que provocarán modificaciones genéticas. A modo de ejemplo, los investigadores hablan de una «nucleasa Crispr-Cas hipercompacta» para su uso en terapia génica. La idea es hacer que un adenovirus (muy utilizado como vector, es decir, transportador, en este campo) exprese un «sistema Crispr en miniatura que quepa en el pequeño genoma del adenovirus». Para que sea eficaz en células eucariotas (el tipo de células que se encuentran en animales y plantas), las secuencias genéticas del sistema Crispr también se modifican genéticamente.
En resumen, los virus se modifican genéticamente para hacer que las células humanas infectadas expresen un complejo Crispr/Cas modificado, que a su vez modifica el genoma de las células infectadas.
Los autores de la revista también dan el ejemplo de virus modificados genéticamente para que no expresen el sistema Crispr completo, sino «sólo» el ARN que sirve de guía para el sistema Crispr/Cas. A continuación, estos virus transgénicos infectan plantas que previamente han sido modificadas genéticamente por transgénesis para expresar una nucleasa Cas9. La nucleasa expresada por la planta transgénica utilizará entonces el ARN guía proporcionado por el virus para modificar genéticamente la planta de modo que tenga «mutaciones heredables», es decir, mutaciones que se transmitirán a las generaciones siguientes.
Los virus transgénicos como «agentes de biocontrol”
Los investigadores sólo encontraron «unas pocas publicaciones sobre el uso de virus modificados genéticamente contra patógenos vegetales». Un ejemplo es el de los limoneros. Basándose en la estrategia de extinguir la expresión de una secuencia genética, los investigadores están infectando limoneros con virus modificados genéticamente para cambiar ciertas señales visuales, olfativas o gustativas. Se cree que esto atrae al psílido asiático de los cítricos, un insecto chupador de savia que ataca a los limoneros transfiriéndoles la bacteria responsable de la enfermedad huanglongbing. Una vez atraídos los insectos, estos árboles actúan como trampas para ellos, lo que «facilita su eliminación mediante insecticidas u otros medios».
Frente a la misma enfermedad, que afecta a distintos cítricos (limones y naranjas, por ejemplo), investigadores de Estados Unidos ensayan desde 2020 el uso de virus modificados genéticamente. Estos virus se modifican genéticamente para expresar una pequeña proteína de la espinaca con propiedades antimicrobianas.
Algunos proyectos, descritos como biocontrol para el control biotecnológico, pretenden «controlar los insectos parásitos en la agricultura» utilizando virus modificados genéticamente. Estos virus podrían utilizarse como insecticidas. Uno de los ejemplos citados se refiere al desarrollo de virus iridiscentes de Chilo modificados genéticamente para ser transformados en «un agente de control más potente mediante la inserción de un gen de toxina». En el estudio del que se informa, la toxina elegida, y expresada por el virus OGM, se dirige a las larvas de la polilla Galleria mellonella. En 2015, un artículo científico revisó los baculovirus OGM utilizados como insecticidas [2]. Estos virus se modifican genéticamente para producir diferentes moléculas insecticidas, como neurotoxinas o enzimas de degradación.
También se han identificado trabajos que utilizan virus modificados genéticamente que infectan bacterias (conocidos como bacteriófagos). Los proyectos de virus bacteriófagos modificados genéticamente tienen por objeto modificar «la especificidad de los virus para un huésped, para transportar sustancias antimicrobianas, en terapia humana y veterinaria, así como para usos industriales». Entre los planteamientos que se barajan, los investigadores mencionan una propuesta de investigadores de la Universidad de Wagenigen (Países Bajos) para modificar genéticamente los bacteriófagos de modo que «protejan o traten plantas y cultivos hortícolas (olivos, vides, etc.) contra la bacteria patógena Xylella fastidiosa«.
En su bibliografía, los investigadores también cotejan enfoques de control de poblaciones animales mediante virus modificados genéticamente. Las estrategias consideradas implican la «inmunocontracepción», es decir, la inducción de una reacción inmunitaria que impida la producción de gametos, su fecundación por otro gameto o el desarrollo de un embrión. Aunque se han realizado estudios previos dirigidos a roedores, conejos, sapos y carpas en Australia, han surgido una serie de problemas relacionados con la diseminación en el medio ambiente: «duración insuficiente de la esterilidad, transmisión ineficaz del virus transgénico». Los investigadores señalan que estos enfoques con virus modificados genéticamente se han abandonado desde entonces.
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El abanico de usos de los virus modificados genéticamente es, pues, bastante amplio. De ser herramientas de laboratorio, estos virus transgénicos se utilizan ahora o pueden utilizarse en la salud humana (terapia génica) o animal (vacunación, control de poblaciones, etc.). Mañana, su utilización en agricultura y su liberación en el medio ambiente podrían ser una realidad. Una realidad que sería tanto más rápida si el legislador europeo decidiera que estas liberaciones de virus (como las de bacterias o levaduras transgénicas) pueden tener lugar sin ningún marco reglamentario…
Notas:
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Michael F. Eckerstorfer et al., « Scanning the Horizon for Environmental Applications of Genetically Modified Viruses Reveals Challenges for Their Environmental Risk Assessment », International Journal of Molecular Sciences, 2024, 25, 1507.
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Jeremy A. Kroemer et al., « Expression, Delivery and Function of Insecticidal Proteins Expressed by Recombinant Baculoviruses », Viruses, 2015, 7, páginas 422-455.
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