En el marco del Foro APEC 2024, la biotecnología emerge como una herramienta para duplicar la producción de cultivos, mejorar la calidad de los alimentos y generar competitividad en beneficio económico y social de países en vías de desarrollo. Este enfoque cobra especial relevancia en Perú, ya que enfrenta una preocupante situación de inseguridad alimentaria, con un 51.7% de la población afectada, según un informe de la FAO. En ese contexto, los científicos del Centro Internacional de la Papa (CIP), desde sus sedes en África y Asia, vienen realizando una investigación de vanguardia basada en la edición genética de este tubérculo andino, con el objetivo de generar cultivos más productivos, resistentes a diversas condiciones climáticas y capaces de repeler plagas o ser inmunes a enfermedades.
Luego, la Cas9 corta las hebras de ADN en el lugar seleccionado y quita una pieza pequeña. Así, se produce un espacio en el ADN en donde se coloca una pieza nueva de ADN. Las tijeras genéticas CRISPR, utilizadas para la edición genómica, fueron descubiertas por la investigadora francesa Emmanuelle Charpentier y la estadounidense Jennifer A. Doudna, quienes fueron galardonadas con el Premio Nobel de Química 2020.
El CRISPR-Cas9 ha generado mucho entusiasmo en la comunidad científica porque es más rápido, barato, preciso y eficiente que otros métodos de edición del genoma.
¿Qué es la edición genética?
De acuerdo con la fundación Instituto Roche, la edición genómica —también conocida como edición genética— es una técnica de ingeniería genética que permite a los investigadores modificar el ADN de las células u organismos para insertar, eliminar o modificar un gen o secuencia de genes y, de esta forma, silenciar, mejorar o cambiar las características del gen.
La edición génica tiene un enorme potencial en múltiples campos, como el desarrollo de fármacos, cirugía génica, modelos animales, medicina, alimentación, biocombustibles, entre otros. En el sector agroindustrial, la
biotecnología basada en la manipulación genética permite producir variedades de cultivos agrícolas más resistentes a herbicidas, plagas, enfermedades y, en general,
promete incorporar características deseadas por los agricultores, tales como tolerancia a sequía y heladas, y mejores cualidades nutritivas, como una mayor concentración de hierro y zinc.
La edición del genoma es un tipo de ingeniería genética en la que el ADN se altera en el genoma de una célula u organismo vivo usando nucleasas modificadas genéticamente o "tijeras moleculares". Estas nucleasas crean roturas de doble cadena específicas de sitio en ubicaciones deseadas en el genoma. Las roturas inducidas de doble cadena se reparan a través de los sistemas de reparación de “non homology en joining” (NHEJ) o la recombinación homóloga (HR), dando como resultado mutaciones dirigidas.
En entrevista con la
Agencia Andina,
Hugo Campos de Quiroz,
Director General Adjunto para la Ciencia e Innovación del CIP, explicó que la edición genética es un método natural que
solo incorpora genes de una misma especie vegetal, a diferencia del proceso de transgénesis utilizado para la creación de organismos genéticamente modificados (OGM) o '
transgénicos'.
"Una consecuencia del proceso de desarrollar una planta transgénica es que de forma adicional a un gen de importancia agronómica que un científico quisiera agregar, en muchos casos, se agregan otros genes. El proceso de edición génica opera de una manera totalmente distinta, pues, como el término lo indica, no se agrega nuevos genes, sino que se edita o corrige un gen para que produzca un resultado agrícola más adecuado", explicó Campos.
En el caso de la papa, el proceso de edición genética comienza por identificar un rasgo agronómico deseado por los agricultores, por ejemplo: resistencia a herbicidas y plagas, o mayor concentración de nutrientes, como zinc o hierro. Una vez definido el atributo de interés, los investigadores efectúan la secuenciación del genoma del tubérculo, con énfasis en la secuencia de bases que regula la expresión de un gen específico y codifica la información biológica que las células usan para desarrollarse y funcionar.
"Ahora bien, la gran mayoría de los genes de importancia agronómica en plantas no se regulan solo por un gen, sino por múltiples genes", precisó Campos". "En la actualidad, solo se permite el uso de la edición génica como una herramienta de mejoramiento genético de ciertas características agronómicas, lo que implica modificar un número muy pequeño de genes. Sin embargo, la gran mayoría de las características agronómicas que necesitan los agricultores —como una mayor productividad o rendimiento— se regulan por una gran cantidad de genes. Por lo tanto, en la actualidad, la edición génica se encuentra limitada a características agronómicas que se regulen o por un gen o por un número muy limitado de genes", señaló.
Un prometedor método de mejora genética
Uno de los métodos tradicionales de mejoramiento genético es el cruzamiento, que implica el cruce deliberado de dos variedades de plantas progenitoras distintas para crear descendencia con rasgos deseables. Durante este proceso —que puede tardar hasta 15 años— se transfieren características deseadas, pero también pueden trasladarse rasgos no deseados, pues miles de genes pertenecientes a una planta son mezclados de modo aleatorio con los miles de genes de su compañera de cruzamiento.
A diferencia del cruzamiento y otras tecnologías transgénicas, la edición genética, según el experto, precisa de un tiempo considerablemente menor para mejorar un rasgo agronómico específico, lo que permite ahorrar grandes gastos en la investigación. Además, su uso y desarrollo en diversos países se inscriben en un marco regulatorio más flexible que permite garantizar su seguridad alimentaria tanto para los seres humanos como los animales que consumen productos transgénicos, bajo un enfoque de sostenibilidad ambiental.
Pero, ¿qué tanto se puede acelerar el desarrollo de nuevas variedades de papa mediante la técnica de edición genética? Según el especialista, esto depende de la complejidad del rasgo agronómico de interés, pero, en promedio, el tiempo para observar resultados tangibles se podría reducir a la mitad del requerido por las tecnologías transgénicas tradicionales.
"Tomando como referencia valores genéricos, un proyecto transgénico que parte desde cero, en promedio, tarda entre 10 a 12 años bien entre identificar el gen, optimizarlo, desarrollar las plantas transgénicas, identificar aquellas que efectivamente otorguen la ventaja agronómica que requiere el agricultor y finalmente la aprobación regulatoria", agregó Campos.
En ese sentido, el investigador del CIP resaltó que la edición génica de la papa puede tener un impacto potencial en la seguridad alimentaria de los países en vías de desarrollo. "Existen genes que naturalmente se encuentran en la papa cultivada o en algunos tipos de papas silvestres que crecen en Perú. Una vez que estos genes se han optimizado a través de la edición génica, por ejemplo, mejorando su eficiencia para defender a la planta de papa contra la rancha, se convierten en objetivos para ser modificados a través de edición génica y, de ese modo, pueden contribuir al manejo agronómico más eficiente de la de la papa en Perú por parte de los agricultores", explicó el investigador chileno.
En la actualidad, uno de los mayores desafíos que enfrentan los pequeños y medianos agricultores peruanos es garantizar la resistencia a sus cultivos frente a las enfermedades o plagas causadas por insectos, hongos y bacterias. Por ello, los expertos a cargo del mejoramiento de plantas —en este caso, de papas— desarrollan continuamente nuevas variedades que tengan la capacidad de tolerancia o resistencia deseada por los agricultores.
En el Perú, una de las enfermedades más dañinas para los cultivos de esta hortaliza andina es la rancha de la papa (Solanum tuberosum L.) o tizón tardío, que es causada por el patógeno Phytophthora infestans, cuyos efectos son potencialmente devastadores para las plantaciones de este tubérculo, pues se desplaza rápidamente por el viento, infectando hojas, tallos y frutos en las plantaciones.
Para disminuir o controlar las plagas y otros organismos nocivos para las plantas, que causan grandes daños y pérdidas económicas, muchos agricultores recurren al uso de productos agroquímicos como fungicidas, los cuales representan un serio riesgo para su salud si no son utilizados con precaución, pues mucho de los químicos de su composición tienen efectos adversos que dañan la piel, los pulmones y los ojos.
Además, Campos explicó que el uso excesivo de plaguicidas, por más eficaces que sean, no solo puede causar daños fisiológicos a las plantas, sino que, paradójicamente, reduce su efectividad, dado que "el hongo causante de la rancha tiene la capacidad de evolucionar de forma muy rápida, especialmente cuando el número de aplicaciones fungicidas es excesivo".
Restricciones de la edición génica en el Perú
A inicios del 2021, el Congreso de la República aprobó la modificación de la Ley Nº 29811, que estableció una moratoria que impide el ingreso y producción en el territorio nacional de organismos vivos modificados (OVM) con fines de cultivo o crianza. Esta modificación extendió la moratoria por un periodo de 15 años, hasta el 31 de diciembre de 2035.
Una prohibición similar rige en la normativa agropecuaria de otros países de la región. Esto limita el cultivo, producción y comercialización de plantas transgénicas o genéticamente modificadas, así como las actividades de investigación y desarrollo científico de estos productos, las cuales podrían mejorar la seguridad alimentaria de la población.
Debido a la moratoria vigente, el experto indicó que en el Perú es ilegal realizar estudios edición genética en productos agropecuarios, a pesar de que la sede principal del CIP, ubicada en el distrito limeño de La Molina, posee la infraestructura y capacidad técnica para desarrollar proyectos conjuntos en este ámbito de la mano de potenciales aliados estratégicos, como el Instituto Nacional de Investigación Agraria (INIA) del Ministerio de Agricultura.
No obstante, Campos opinó que
el desarrollo de la edición genética es una opción viable a largo plazo, debido a la creciente evidencia científica que respalda su efectividad y bioseguridad,
bajo normas adecuadas de producción agrícola. Este último enfoque estratégico permite analizar y gestionar los riesgos relevantes para la vida y la salud humana, animal y vegetal, así como los riesgos asociados para el medio ambiente.
"Ya hemos desarrollado papa en África con soluciones para la rancha, pero los productores peruanos del altiplano —grandes, medianos y, sobre todo, los pequeños— no pueden beneficiarse de estos avances científicos debido a la moratoria vigente. Si el marco regulatorio peruano permitiera el acceso de los pequeños agricultores a esa tecnologías claramente podríamos hacer una contribución a la seguridad alimentaria del país aún mayor de lo que ya lo hemos hecho durante 50 años", afirmó Campos.
A partir de la edición génica que realiza el CIP, pueden desarrollarse nuevas variedades de papas más resistentes a las enfermedades —como el tizón tardío, la costra negra o la sarna común—, optimizando así la productividad de los campos de cultivo y contribuyendo con la seguridad alimentaria de la población, así como la preservación de la herencia cultural que representa la agricultura para los pequeños productores.
"La producción de papa es parte de su cultura milenaria. Por lo tanto, lo que está en juego no es solamente su seguridad alimentaria, que es fundamental, sino su forma de vida, un componente cultural mucho más profundo. Tal como hemos hecho en múltiples otra instancias, nuestra perspectiva es lograr una contribución trabajando no solo a través del CIP, sino de manera muy coordinada con las autoridades y con los técnicos y expertos del INIA", sostuvo Campos.
Una herramienta para enfrentar el impacto del cambio climático
La Cordillera de los Andes, que atraviesa siete países de América del Sur, es uno de los centros de agrobiodiversidad más ricos del mundo. Durante generaciones, según el CIP,
los agricultores han mantenido más de 4,000 variedades locales de papa y una diversidad comparable de cultivos indígenas como la quinua y el amaranto. Sin embargo, a medida que el
cambio climático exacerba las fluctuaciones climáticas extremas, los Andes se convierten esencialmente en un laboratorio viviente.
Cada año, los impactos del
cambio climático son más graves como resultado de lluvias más torrenciales y lluvias tardías cuyo retiro también es temprano. El cambio drástico de los niveles de humedad ocasiona una
mayor presión de las plagas y enfermedades sobre la producción de papa, principalmente la rancha, lo que afecta la siembra y diversidad de las papas nativas.
"Creo que el impacto del cambio global en la agricultura no solamente afecta a las plantas. En algunos casos, también implica mayores temperaturas o una menor disponibilidad hídrica. En la agricultura, el cambio climático está teniendo también un impacto indirecto al acelerar la evolución de insectos y de hongos patógenos que naturalmente atacan a las plantas", dijo Campos.
En ese sentido, el investigador chileno remarcó que los agricultores, con base en sus conocimientos y necesidades, son quienes finalmente deciden adoptar las tecnologías que les resulten más útiles en su trabajo. En el caso de los países africanos donde se realiza la investigación del CIP, los agricultores han manifestado su interés en acceder a variedades de tubérculos editados genéticamente y otras tecnologías.
No obstante, a largo plazo, Campos señaló que la adopción de la edición génica en la agricultura no solo requiere de una modificación del marco regulatorio actual, sino que también es indispensable impulsar un trabajo coordinado y con enfoque multidisciplinario que promueva el respeto al medioambiente y las costumbres de los pequeños agricultores.
"Esto requiere no solamente ciencia biológicas, sino un trabajo muy mancomunado con las comunidades a través de antropólogos o sociólogos para que la adopción de esta tecnología se haga de manera absolutamente respetuosa con las formas de vida, que los productores tienen porque en último término son ellos que quienes deben decidir si adoptar o no, esta o cualquier otra tecnología", explicó.
Una tecnología polémica, pero de impacto social
A pesar de los grandes avances logrados en el campo de la biotecnología, el uso y desarrollo de la edición genética en los productos agrícolas continúa siendo un tema polémico, pues sus detractores opinan que esta técnica podría ocasionar serios problemas en la biodiversidad y la salud humana.
El investigador del CIP, sin embargo, afirmó que la creciente evidencia científica que respalda la efectividad de la edición génica sugiere que ya es momento de impulsar un debate serio sobre los riesgos y beneficios que implica el uso y desarrollo de esta tecnología, a fin de combatir la inseguridad alimentaria y los efectos del cambio climático que afectan a varios países en desarrollo.
"Después de prácticamente 25 años en los cuales se han producido y consumido plantas transgénicas de manera creciente a nivel global, creo que es el momento para tener una discusión basada en la evidencia científica y determinar si una planta transgénica o genéticamente editada efectivamente tiene o no impacto en la salud de los humanos, animales y en el medio ambiente", concluyó Campos.
Uno de los intentos más recientes para discutir la modificación de la moratoria vigente se dio en mayo del presente año, cuando el ministro de Desarrollo Agrario y Riego,
Ángel Manero, planteó la posibilidad de que se pueda permitir la siembra de maíz y algodón transgénicos en la costa peruana, con el objetivo de contrarrestar el avance de las importaciones de ambos productos agrícolas.
“Cada vez sembramos menos maíz y algodón. Hay una moratoria, es decir, que no se puede cultivar productos transgénicos en el Perú hasta el 2035, luego de ese año sí se puede; entonces lo único que queremos adelantar es el plazo, para empezar de una vez y no seguir cediendo espacio a las importaciones”, dijo.
De acuerdo con el Midagri, la propuesta no afectaría la diversidad biológica del Perú porque no se permitirán los cultivos transgénicos en zonas de alta biodiversidad.
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(FIN) DSV/ SPV