La Ciencia Genética Rezuma De Los Garajes De Los Aficionados

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Los biólogos aficionados han comenzado a juguetear con el futuro de la genómica en sus hogares y garajes.

Melanie Swan no se asustó al enterarse de que había heredado una mutación genética que parecía ponerla en un mayor riesgo de ataque cardíaco y enfermedad cardiovascular. En cambio, ella y otro "biólogo del garaje" realizaron un estudio piloto desde sus propias casas y propusieron una contramedida.

Representan la vanguardia del movimiento de biología "hágalo usted mismo": DIYBio, que tiene como objetivo difundir el poder de la comprensión genética más allá de las instituciones de investigación y los laboratorios corporativos.

Aprovechar el conocimiento de la herencia genética para crear mejores resultados de salud representa "un sabor de DIYBio", dice Swan.

Un futuro lleno de biólogos del garaje está muy lejos, frenado por el gasto de equipo y la dificultad de la ciencia en sí. Mantiene la promesa de tratamientos más rápidos y menos costosos para la enfermedad, junto con otras ventajas y peligros de compartir ampliamente esa información tan potente.

Swan quedó cautivado por el poder transformador de la ciencia genética mientras trabajaba como empresario en Silicon Valley durante 12 años. Eso llevó a su inicio más reciente, un servicio sin fines de lucro llamado DIYgenomics.

DIYgenomics presenta una plataforma en línea y móvil de código abierto para que las personas entiendan mejor lo que significa su herencia genética en términos de ciertos riesgos para la salud.

Los usuarios de Android y iPhone pueden descargar aplicaciones web que comparan los servicios de secuenciación genómica ofrecidos por compañías comerciales. Pero DIYgenomics también guía al individuo curioso que desea diseñar estudios sobre cómo una determinada composición genética puede afectar el rendimiento atlético o la respuesta a un determinado medicamento.

"Estamos tratando de hacer medicina preventiva", dijo Swan, al examinar los datos genómicos de una persona junto con mediciones físicas para ciertas condiciones como la degeneración macular y el envejecimiento. "Estamos haciendo experimentos de ciencia ciudadana, donde intentamos diferentes intervenciones para influir en los niveles de biomarcadores actuales mientras aún son preclínicos", dijo.

Descifrando tu salud

Cualquier persona hoy puede obtener su genoma completo secuenciado por servicios comerciales, a un costo de miles de dólares. Pero las pruebas genéticas más baratas, como las ofrecidas por la compañía y por mí, también pueden proporcionar información potencialmente útil para que la gente actúe.

Las pruebas genéticas revelaron que Swan estaba entre los individuos que heredaron una forma deficiente del gen MTHFR. La deficiencia puede llevar a niveles más altos de un aminoácido llamado homocisteína en la sangre. Demasiado de este aminoácido se ha relacionado con un mayor riesgo de enfermedad coronaria y accidente cerebrovascular, según la Asociación Americana del Corazón.

Durante su estudio piloto, Swan, su colega y otros tres voluntarios se basaron en servicios comerciales de análisis de sangre para controlar su estado de salud. También probaron diferentes tratamientos tomando metódicamente multivitaminas y suplementos de ácido fólico.

Al probar los remedios individuales y combinados en secuencia, Swan encontró una ingesta particular de vitamina B9 y el ácido fólico ayudó a reducir sus niveles de homocisteína. El estudio piloto en general tuvo éxito en reducir los niveles de homocisteína en un 30 por ciento, dijo, comparable a los resultados anteriores de ensayos clínicos a gran escala.

Swan espera que el movimiento DIYBio más amplio pueda eventualmente ayudar a reducir el costo de la ejecución de experimentos de cosecha propia. En lugar de confiar en los análisis de sangre de laboratorio de $ 100 de una compañía comercial para la homocisteína, ella imagina un espacio de laboratorio compartido, con versiones más baratas de las pruebas de pinchazo en los dedos que se pueden leer en tiempo real.

Presentando al ciudadano científico.

La idea de los científicos ciudadanos en la genética moderna se remonta al principio de ese campo: fue un monje austriaco, Gregor Mendel, quien descubrió las leyes de la herencia genética al cultivar plantas de arvejas en el jardín de su monasterio durante el siglo XIX.

Ese tipo de espíritu del bricolaje ha inspirado a Biocurious, un grupo sin fines de lucro ubicado en Mountain View, California, que ofrece un espacio de laboratorio comunitario para aficionados interesados ​​y científicos ciudadanos. Sus esfuerzos reúnen a personas tan diversas como biólogos moleculares, ingenieros mecánicos, programadores de computadoras y artistas.

"Con BioCurious, estamos tratando de proporcionar infraestructura esencial y un entorno para que una nueva generación de tecnólogos adquiera las habilidades necesarias para aprovechar el poder de la secuenciación y síntesis [genéticas] baratas", dijo Joseph Jackson, cofundador de Biocurious.

Exactamente cuando la biología del garaje realmente podría despegar sigue siendo desconocido, dijo Jackson. Los practicantes de hoy podrían simplemente ser el equivalente a un club de computación casera de los años 70, o podrían encarnar Internet en 1993 justo antes del primer gran auge.

Operar sin dinero corporativo o subvenciones del gobierno es difícil. Para mejorar sus instalaciones, Biocurious lanzó un proyecto en el sitio web de origen público Kickstarter, donde recaudó más de $ 35,000 en compromisos. (A cambio de las contribuciones, ofreció premios más allá de las camisetas usuales. Los contribuyentes de la promesa pudieron enganchar un póster de sus propias células fluorescentes vistas bajo el microscopio, e incluso tuvieron la oportunidad de ganar una máquina de PCR, que se usa para replicarse rápidamente piezas de ADN para su análisis.)

Las promesas, además de las cuotas mensuales de membresía, que según los fundadores de Biocurious no superarán los $ 200 por mes, ayudarán a mejorar el laboratorio actual para permitir una investigación más avanzada en áreas de interés como la biología sintética, dijo Jackson.A diferencia de la ingeniería genética tradicional, que normalmente intercambia piezas del código genético existente, la biología sintética tiene como objetivo crear o rediseñar organismos vivos mediante la creación de un código que aún no existe en la naturaleza.

Probando los limites

Una escasez de fondos, equipo y experiencia significa que los biólogos del taller todavía no pueden replicar los últimos logros de investigadores como J. Craig Venter. En mayo, el grupo de Venter se convirtió en el primero en trasplantar un genoma sintético en una célula viva.

La biología es muy difícil ", dijo Jackson a WordsSideKick.com." Existe una tendencia a exagerar lo que se puede hacer a corto plazo, sin apreciar lo que pueden hacer los científicos ciudadanos a largo plazo ".

La biología del taller señala cómo la práctica de la ciencia y sus beneficios pueden extenderse más allá de las puertas de las principales instituciones, universidades y empresas. Mientras los científicos imaginan que tal salto significaría un mundo futuro en el que cualquier persona con un laboratorio en el hogar podría crear un mejor microbio para limpiar el petróleo, también se preocupa de que el mismo campo de juego pueda permitir que cualquiera desarrolle, por ejemplo, una supercraza de la gripe.

Tales implicaciones llevaron a la Comisión Presidencial para el Estudio de los Problemas Bioéticos a investigar el futuro de la biología del taller, como parte de una reunión de julio en Washington sobre biología sintética. La comisión se reunió nuevamente en Filadelfia y tiene otra reunión programada para noviembre en Atlanta.

Los investigadores ya pueden juntar un millón de pares de bases desde cero. (Un par de bases consiste en dos moléculas de nucleótidos que se encuentran opuestas entre sí en cadenas complementarias de ADN y ARN). En seis años más, podrían reunir 100 millones de pares de bases, o cerca del tamaño de los genomas que pertenecen al gusano C. elegans o la mosca de la fruta Drosophila.

Aún así, los principales investigadores enfrentan enormes desafíos para descubrir cómo reunir los millones de pares de bases de ADN de una manera que tenga sentido. No saber cómo diseñar un genoma funcional desde cero pone enormes límites a la biología sintética en la actualidad.

Mantener un ojo vigilante

A pesar de los límites prácticos actuales tanto en la biología del garaje como en la biología sintética, los expertos han comenzado a considerar cómo los reguladores gubernamentales podrían monitorear la biología sintética en los entornos más informales del laboratorio del garaje.

Según una encuesta reciente, más de la mitad de los estadounidenses quieren que los reguladores gubernamentales vigilen la investigación en biología sintética. Solo el 36 por ciento preferiría las directrices voluntarias desarrolladas por la industria y el gobierno.

Sin embargo, la detección de amenazas o peligros a partir de secuencias genéticas desconocidas recién creadas podría resultar complicada. Ningún sistema de bioseguridad en el futuro previsible podría predecir la posibilidad de daño dentro de un fragmento de ADN, según un informe publicado por los Institutos Nacionales de la Salud en agosto.

Los NIH sugirieron que al menos un sistema podría detectar secuencias de genes de agentes peligrosos conocidos, como el Bacillus Anthracis Responsable del ántrax.

Las compañías que suministran ADN sintético ya han comenzado a vigilar voluntariamente, por lo que la solicitud de un cliente de una secuencia de gen particular que pertenece a un virus o bacteria dañina podría provocar una advertencia. Las compañías también se han unido para detectar otras actividades sospechosas, como un cliente que difunde sus solicitudes de secuenciación de genes entre varias compañías.

Pero Swan, de DIYgenomics, dijo: "La preocupación a corto plazo sería el uso incorrecto inadvertido de los materiales de riesgo biológico, en lugar de imprimir algo dañino de los sintetizadores de ADN".

Si bien los biólogos del taller han hecho grandes esfuerzos para garantizar entornos de trabajo seguros, dijo Swan, compartir experiencia y equipo podría reducir los riesgos más inmediatos de un accidente de laboratorio.

Mejor visión a través de la cooperación.

Los expertos no están de acuerdo con el nombre DIYBio, señalando que la biología del garaje requiere un esfuerzo de grupo. Jackson de Biocurious dijo que prefiere el apodo "DIWO" para "hacerlo con otros".

En la reunión de julio de la comisión presidencial, Robert Carlson, jefe de la empresa Biodesic, con sede en Seattle, señaló que la colaboración abierta no solo permite que los miembros más experimentados de la comunidad ayuden a los novatos, sino que les brinda la oportunidad de monitorear y desalentar a los potencialmente peligrosos. o actividades ilegales.

"Creo que intentar hacer un seguimiento de lo que hace la gente, tratar de que la gente se ofrezca como voluntaria y hacerlo juntos, es genial", dijo Carlson.

El FBI parece haber adoptado ese enfoque de colaboración, asistiendo abiertamente a muchas de las conferencias y talleres de biología de los talleres en los últimos años. A su vez, los biólogos del taller han acogido con satisfacción el interés del FBI, porque la agencia se ha convertido en el contacto obvio para cualquier problema relacionado con la aplicación de la ley que pueda surgir.

Pronosticando el futuro

Nadie puede garantizar qué tan bien trabajarán juntos la biología del garaje y la biología sintética para forjar el futuro. Pero un recurso podría ofrecer un vistazo: los mercados de predicción han ayudado a pronosticar todo, desde un número de casos de gripe hasta cifras de taquilla de Hollywood.

Un mercado de predicción centrado en la biología sintética podría comenzar pronto, cortesía de una subvención de la National Science Foundation y el Woodrow Wilson Center en Washington, D.C.

Al igual que los inversionistas del mercado de valores compran las acciones de una compañía de Fortune 500 porque creen que el precio subirá, los participantes del mercado de predicción colocan apuestas en ciertos resultados, comprando "acciones" que pagan si su corazonada resulta correcta.

El nuevo mercado de predicciones apunta a reclutar unos pocos cientos de participantes, pero podría conformarse con unas pocas docenas, según Patrick Polischuk, investigador asociado del Proyecto de Biología Sintética del Woodrow Wilson Center.

Se espera que el esfuerzo ayude a los investigadores a reunir su experiencia, independientemente de si trabajan en un laboratorio gubernamental o en un garaje.

"En términos de objetivos, esto es tanto una herramienta de participación como una herramienta predictiva", dijo Polischuk en un correo electrónico. "Debería ser útil ver qué tipo de preguntas le gustaría hacer a la comunidad de biología sintética, así como ayudar a obtener algunas respuestas predictivas".

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