Foto: Plantas de patata creciendo en Cellectis, una empresa de ingeniería genética.

Dan Voytas estudia la genética de las plantas en la Universidad de Minnesota (EEUU). Pero dos días a la semana deja de investigar los principios fundamentales de la ingeniería genética y se dirige a una empresa cercana llamada Cellectis Plant Sciences, donde se dedica a aplicarlos para crear organismos modificados genéticamente (OMG).

Su última creación, descrita en una revista sobre plantas este mes, es una patata Ranger Russet que no acumula azúcares a las temperaturas habituales de refrigeración. Esto permitirá que dure más y que, cuando se fría, no produzca tanta acrilamida, una sustancia que se sospecha es cancerígena.

Lo que diferencia a esta patata de las demás es que se cultivó con la ayuda de la edición genética, una nueva técnica para alterar el ADN que botánicos afirman resultará revolucionaria por su sencillez y potencia. La tecnología también podría ser una forma de modificar plantas que evitaría la estigmatización y la legislación asociada con los organismos manipulados genéticamente, los transgénicos.

En el caso de la Ranger Russet, la técnica de edición de genes empleada por Voytas, conocida como TALENs, no dejó más rastro que unas pocas letras de ADN eliminadas. La edición desactivó un único gen que convierte la sacarosa en glucosa y fructosa. Voytas cree que sin él las patatas se podrán almacenar mucho mas tiempo sin una merma en su calidad.

La patata es un prototipo de lo que los investigadores afirman que está a punto de llegar, una nueva generación de plantas modificadas genéticamente. Las pequeñas empresas creen que gracias a la edición genética podrán desarrollar rápidamente nuevos cultivos a una fracción del coste anterior, incluso en especies prácticamente sin tocar por la biotecnología, como los aguacates, el sorgo o las flores ornamentales.

Hasta ahora, la mayoría de los cultivos modificados que se han cultivado comercialmente incorporan genes de bacterias para que produzcan insecticidas o resistan a los herbicidas. Pero la oposición de la opinión pública y las exigencias legales hacen que desarrollar plantas transgénicas resulte caro. Por eso casi todas las plantas sometidas a ingeniería son cultivos extensivos lucrativos como la soja, el maíz y el algodón y sólo las venden unas pocas grandes empresas, como Monsanto y DuPont.

En el mes de agosto del año pasado, el Departamento de Agricultura de Estados Unidos informó a Cellectis de que, al contrario que en el caso de los cultivos transgénicos, su patata no tendría que someterse a la regulación. Eso significa que en vez de cultivarse en parcelas valladas y generar carpeta tras carpeta de datos de seguridad, la Ranger Russet podrá acceder rápidamente al mercado. Hace dos años la agencia llegó a una conclusión parecida respecto a una planta de maíz con ADN editado desarrollada por Dow AgroSciences, aunque no se está vendiendo aún.

Foto: Dan Voytas

Los científicos afirman que productos como la patata no son más que el principio de las técnicas de edición de genes en las plantas. Las mismas tecnologías van a permitir ingeniería genética mucho más sofisticada, entre ellas la manipulación de la fotosíntesis para que las plantas crezcan más rápido y produzcan más alimento. "Es una oportunidad enorme, una oportunidad inimaginable", afirma el investigador de la Universidad Estatal de Iowa (EEUU) Martin Spalding.

Por el momento, las técnicas se están usando para modificar las plantas de forma más modesta. "La primera oleada de esta tecnología se limita a quitar algunos pares de bases", explica el profesor de patología de las plantas en la Universidad deEStatral de Pennsylvania (EEUU), Yinong Yang, refiriéndose a combinaciones de letras de ADN -A, G, C y T- que componen el genoma. Al "eliminar" un gen concreto, como han hecho los investigadores con la patata, se puede dar a la planta unas cuantas propiedades valiosas.

El siguiente paso, según Yang, será cambiar las letras de ADN de los genes de plantas, cambiando la versión de un gen en una planta por la de otra que se sabe que es resistente a una enfermedad. Yang explica que hay una forma de arroz resistente al mildiú -hifas fúngicas que crecen sobre las plantas- que se diferencia de las especies comerciales en unas pocas letras de ADN. "Podría cambiarlas para que fueran resistentes", afirma. "Es como la terapia génica en los humanos" y afirma estar negociando ya un contrato para producir el arroz editado.  

En lo que respecta a Voytas, no es la primera vez que se dedica a la edición genética de las plantas. Hace una década fundó una empresa llamada Phytodyne basada en una tecnología anterior, llamada nucleasas de dedos de cinc, pero la cerró después de que Dow AgroSciences pagara más de 50 millones de dólares (unos 47 millones de euros) por los derechos exclusivos para utilizar ese tipo de edición de genes en plantas.

Voytas se unió a la empresa francesa de biotecnología Cellectis en 2010 después de que le ofrecieran instalarlo como director científico de una nueva división de ingeniería en plantas. Pero los primeros esfuerzos se encontraron con dificultades cuando otro sistema de edición de genes, las meganucleasas, resultaron difíciles de usar y además se vieron enredadas en disputas por las patentes.

Voytas acabó volviendo al laboratorio y coinventó una nueva forma de editar genes, usando proteínas diseñadas especialmente denominadas TALENs. Esa tecnología se ha usado para crear la patata de Cellectis así como un tipo de soja que contiene mejor aceite. Desde entonces, Voytas y Cellectis también han trabajado con una técnica más nueva, llamada CRISPR (ver Cirugía del genoma).

Voytas explica que sólo tardaron un año en crear la patata y que "si se hiciera a través del cultivo, se tardaría de cinco a diez años".

En su conjunto, explica el director ejecutivo de Cellectis Plant Sciences, Luc Mathis, desarrollar la patata ha costado una décima parte de lo que cuesta crear y llevar al mercado una planta transgénica como el maíz o la soja. "Aún tenemos que generar algunos datos, pero no será un proceso larguísimo", afirma Mathis, que sigue reuniéndose con los legisladores para decidir qué pasos hay que dar antes de que se pueda vender la patata.

Cellectis empezará a sembrarlas en cuanto haga calor en Minnesota (EEUU). La primera cosecha decidirá si las patatas tienen los beneficios comerciales observados en pruebas en invernadero. "Tenemos que comprobar que podemos almacenar la patata refrigerada", sostiene Mathis. "Una vez que tengamos la prueba de concepto comercial, podemos hablar con los agricultores para conocer el nivel de interés por ella".

El profesor de ciencias agrícolas de la Universidad de Florida (EEUU), Kevin Folta, explica que este año unos 50 expertos, entre ellos científicos y abogados, se reunieron en Arizona (EEUU) para debatir sobre la edición de genes y cómo definir el enfoque de la industria respecto a los legisladores en Estados Unidos y el extranjero. "Cualquiera que trabaje en cualquier tipo de ingeniería genética de plantas está dedicándose con ahínco a estas tecnologías, sobre todo con cosechas que tienen genomas complejos o que no son fáciles de cultivar para ir modificándolas" afirma. Cree que "hay muchas plantas que necesitan soluciones" y asegura que gracias a la edición genética se podrá modificar rápidamente los árboles cítricos en formas que, hechas siguiendo un cultivo convencional tardarían 150 años.

Folta explica que no invitaron a los detractores de los transgénicos a la reunión. "Invitar a gente que ve las cosas desde una perspectiva no científica empañaría el debate", afirma. "No les vale ninguna tecnología", concluye.