CRISPR en América Latina y el Caribe
Evaluación del marco regulatorio e institucional de la edición genética mediante tecnologías basadas en CRISPR
Acerca de
Los países en los que se centrará el análisis regional serán: Argentina, Bolivia, Brasil, Colombia, Honduras, México, Paraguay, Perú y Uruguay.
¿Por qué es importante estudiar el impacto de la edición genética en agricultura para la región de ALC?
Las herramientas de edición genética podrían ofrecer enormes oportunidades para la agricultura en materia de mejoramiento genético de cultivos y ganado a lo largo de la cadena de suministro de alimentos. Podrían contribuir a abordar los problemas relacionados con el crecimiento de la población mundial, la sostenibilidad y los efectos del cambio climático (Kuiken, Barrangou y Grieger 2021). Sin embargo, estas posibilidades también presentan riesgos ambientales, culturales y socioeconómicos, y generan dudas sobre la capacidad de los sistemas de gobernanza de seguir el ritmo de los avances tecnológicos y de evaluar los riesgos que las nuevas herramientas de edición genética podrían presentar, por no disponer de las condiciones o los recursos necesarios. Entender estas interacciones complejas y dinámicas en toda la región de ALC es importante para elaborar estrategias de gobernanza e inversión adecuadas y aceptables para la región.
La ingeniería genómica, la edición genómica y la edición genética son términos que suelen utilizarse indistintamente, pero que no significan lo mismo. También pueden denominarse nuevas técnicas de mejoramiento de plantas (NPBT, por su sigla en inglés). Según Robb et al., la ingeniería genómica es un proceso, o campo, en el que se diseñan y modifican las secuencias de ADN. La edición genómica y la edición genética son dos técnicas utilizadas para la ingeniería genómica que incorporan modificaciones específicas en el ADN genómico utilizando mecanismos de reparación del ADN. La principal diferencia entre la edición genética y la edición genómica radica en que la primera suele centrarse en un solo gen. La edición genómica, en cambio, se refiere a los cambios dirigidos a regiones no génicas con la esperanza de insertar nuevos genes o de modificar regiones reguladoras de genes para manipular las funciones de los genes existentes. La edición genómica también se ha comparado con otras metodologías de mejoramiento genético (por ejemplo, el mejoramiento genético convencional y la modificación genética), donde las distinciones pueden ser importantes, en particular para las evaluaciones de riesgo y la toma de decisiones en materia regulatoria.
Para obtener una descripción completa y ejemplos de la edición genómica en la agricultura, consulte Genome Editing in Agriculture: Technical and Practical Considerations (Jansing et al. 2019).
¿Qué investigará este proyecto?
El Banco Interamericano de Desarrollo (BID) se ha asociado con el Centro de Ingeniería Genética y Sociedad (GES) de la Universidad Estatal de Carolina del Norte para evaluar los marcos regulatorios e institucionales que se aplican a la edición genética mediante tecnologías basadas en CRISPR en las regiones de América Latina y el Caribe (ALC).
El proyecto estudiará los siguientes componentes básicos:
- Evaluación de las políticas vigentes:
Para entender qué puede deparar el futuro es necesario realizar un examen crítico del panorama regulatorio actual. ¿Cuáles son las principales características de los sistemas regulatorios vigentes para las biotecnologías agrícolas en toda América Latina? ¿Cómo se han incluido las consideraciones relativas a las nuevas estrategias biotecnológicas, como la edición genética mediante las tecnologías CRISPR? Además, ¿qué rol tienen los principales socios comerciales de la región (por ejemplo, EE. UU., la UE, China, Japón)? ¿Qué reformas se han llevado a cabo y cuáles se perfilan a futuro? ¿Cómo pueden repercutir en la región las discusiones a nivel internacional, como los debates en el marco del Convenio de las Naciones Unidas sobre la Diversidad Biológica? - Previsión y análisis de escenarios de políticas futuras:
Los posibles productos de la edición genética podrían enfrentarse a situaciones muy diferentes en la práctica, según las diversas regulaciones y estructuras de mercado de cada país. Para aclarar las posibles repercusiones de las reformas regulatorias, incluiremos en nuestro análisis estudios de casos concretos. El análisis tendrá una dimensión integral, para incluir las consecuencias económicas, comerciales y sociales de las posibles disposiciones normativas. - Identificar las prioridades de inversión del Banco:
La diversidad de la región significa, naturalmente, que los países tendrán prioridades y necesidades únicas con respecto a la inversión en el desarrollo de la biotecnología agrícola y la infraestructura regulatoria. Documentaremos los logros de la región en el desarrollo de productos editados genéticamente, destacando las innovaciones tanto del sector privado como del público. También evaluaremos las brechas en cuanto a capacidad de desarrollo y evaluación de las innovaciones basadas en CRISPR.
Recursos del proyecto
Recursos adicionales sobre la edición genómica
- Instituto de Genómica Innovadora
- Instituto Broad
- Haga clic aquí para ver una lista actualizada de publicaciones sobre la edición genómica en la agricultura.
¿Qué es la edición genética?
El poder y el potencial de la edición genética, y específicamente de CRISPR, se materializaron por primera vez con el descubrimiento de los loci de CRISPR en la década de 1980 (Anzalone, Koblan y Liu 2020). Desde entonces, los sistemas CRISPR-Cas se han ido desarrollando para permitir la edición del genoma en prácticamente todos los organismos del árbol de la vida (Anzalone, Koblan y Liu 2020).
La edición genética no es una tecnología o técnica singular; en la mayoría de los casos se refiere a un conjunto de técnicas que permiten manipular un genoma con mayor precisión que las anteriores iteraciones de la ingeniería genética (Shukla-Jones, Friedrichs y Winickoff 2018b).
Están técnicas han sido concebidas para insertar, eliminar o alterar uno o más nucleótidos de ADN (Shukla-Jones, Friedrichs y Winickoff 2018a).
En los últimos años, se ha producido un rápido desarrollo de un conjunto diverso de herramientas de edición genómica y tecnologías basadas en CRISPR que han revolucionado la manipulación genómica (Kuiken, Barrangou y Grieger 2021). Estos desarrollos están democratizando el acceso y permitiendo que la investigación y el desarrollo de productos biotecnológicos en las áreas de alimentos, agricultura y medicina sean redefinidos por un conjunto más diverso de actores que los involucrados en otras tecnologías emergentes (Kuiken, Barrangou y Grieger 2021). Sin embargo, estos avances también despiertan ciertas inquietudes por los riesgos ambientales, culturales y socioeconómicos que pueden presentar, además de generar dudas sobre la capacidad de los sistemas de gobernanza de seguir el ritmo acelerado de esos avances.
Estas herramientas pueden ser, entre otras, las siguientes:
- CRISPR/Cas9 – Repeticiones palindrómicas cortas, agrupadas y regularmente interespaciadas
- TALEN – Nucleasas efectoras de tipo activador de la transcripción
- ZNF – Nucleasas de dedos de zinc
- ODM – Mutagenésis dirigida por oligonucleótidos
Tres tipos principales de edición de genes
*Las plantillas SDN2 o SDN3 de donantes pueden provenir de la misma especie o de especies diferentes (cisgénicas o transgénicas).
Tipo de edición del genoma | Descripción |
|---|---|
| SDN1 (nucleasa específica 1) | Implica la reparación no guiada de una rotura selectiva de doble cadena (DSB, por su sigla en inglés) por el mecanismo denominado unión de extremos no homólogos. La reparación espontánea de esta rotura puede dar lugar a una mutación que provoque el silenciamiento génico, la eliminación de genes o un cambio en la actividad de un gen. |
| SDN2* (nucleasa específica 2) | Implica una reparación guiada por plantilla de una DSB selectiva utilizando un donante de secuencia, que suele ser ADN monocatenario corto. El donante lleva una o varias mutaciones pequeñas flanqueadas por dos secuencias que coinciden con los dos extremos de la DSB, por lo que se lo reconoce como plantilla de reparación, para permitir la introducción de la o las mutaciones en el sitio objetivo. |
| SDN3* (nucleasa específica 3) | Implica una reparación guiada por plantilla de una DSB selectiva utilizando un donante de secuencia, que suele ser ADN de doble cadena con un gen completo o uno o varios elementos genéticos más largos. Ambos extremos del donante son homólogos a los extremos de la DSB (y la secuencia del donante suele tener más de 800 pb cada uno), por lo que reconocen al donante como plantilla de reparación y se permite la introducción del gen o elemento o elementos genéticos en el sitio objetivo. |
Descripción general de las herramientas de edición genómica y de los posibles resultados genéticos en cada caso, con ejemplos de los rasgos de cultivos generados mediante estas herramientas
Las flechas y los recuadros de color vinculan los ejemplos de los rasgos de cultivos publicados con la herramienta de edición genómica asociada y el resultado correspondiente.
Nota: Reimpreso de Jansing, J. et al. Genome Editing in Agriculture: Technical and Practical Considerations. Int. J. Mol. Sci. 2019, 20, 2888. doi: 10.3390/ijms20122888
Equipo
Investigador principal
Katie Barnhill-Dilling, PhD
Investigador principal, Centro de Ingeniería Genética y Sociedad, Universidad Estatal de Carolina del Norte
Correo electrónico: skbarnhi@ncsu.edu
Investigador principal
Michael S. Jones, PhD
Profesor adjunto de Economía, Universidad de Alaska Anchorage
Correo electrónico: msjones6@alaska.edu
Coinvestigador principal
Zachary S. Brown, PhD
Profesor titular de Economía Agrícola y de Recursos, Universidad Estatal de Carolina del Norte
Correo electrónico: zsbrown2@ncsu.edu
Coinvestigadora principal
Jennifer Kuzma, PhD
Codirectora del Centro de Ingeniería Genética y Sociedad de la Universidad Estatal de Carolina del Norte
Correo electrónico: jkuzma@ncsu.edu
Coinvestigadora principal
Luciana Ambrozevicius, PhD
Consultora independiente, Brasil
Correo electrónico: lupiambro@gmail.com
Coinvestigadora principal
Margo Bagley, JD
Profesora Asa Griggs Candler de Derecho en la Facultad de Derecho de la Universidad de Emory
Correo electrónico: mbagley@emory.edu
Coinvestigadora principal
Maria Mercedes Roca, PhD
Directora ejecutiva, BioScience Think Tank
Correo electrónico: prof.mariamercedesroca@gmail.com
Estudiante de doctorado
Sebastian Zarate
Estudiante de doctorado en Recursos forestales y ambientales y AgBioFEWS Fellow
Email: jszarate@ncsu.edu
Codirector de proyecto
Gonzalo Muñoz, MA
Especialista sénior en Desarrollo Rural, Banco Interamericano de Desarrollo
Correo electrónico: gonzalom@iadb.org
Asesor
Eirivelthon Santos Lima, PhD
Exespecialista líder en Desarrollo Rural, Banco Interamericano de Desarrollo
Personal del proyecto
Patti Mulligan
Directora de Comunicaciones, Centro de Ingeniería Genética y Sociedad, Universidad Estatal de Carolina del Norte
Correo electrónico: phmullig@ncsu.edu
Personal del proyecto
Sharon Stauffer
Gerenta del Programa del Centro de Ingeniería Genética y Sociedad de la Universidad Estatal de Carolina del Norte
Correo electrónico: sastauff@ncsu.edu
Grupo de Trabajo Ad Hoc (GTA)
Miembros
Argentina
Sra. Dalia Lewi
Directora, Dirección Nacional de Bioeconomía
Secretaría de Alimentos, Bioeconomía y Desarrollo Regional
Ministerio de Agricultura, Ganadería y Pesca de la Nación
Brazil
Dr. Alexandre Nepomuceno
Director General del Centro Nacional de Investigación de la Soya. EMBRAPA
Colombia
Alberto Alfonso Rosero
Director Técnico de Semillas – Subgerencia de Protección Vegetal
Instituto Colombiano Agropecuario - ICA
Honduras
Roger Orellana
Jefe del Departamento de Certificación de Semillas, SENSA
Uruguay
Alejandra Ferenczi
Gerente de Bioseguridad
Dirección General de Bioseguridad e Inocuidad Alimentaria
Ministerio de Ganadería, Agricultura y Pesca
Contacto
Patrocinador
El Banco Interamericano de Desarrollo trabaja para mejorar la vida en América Latina y el Caribe. A través del apoyo financiero y técnico a los países que trabajan para reducir la pobreza y la desigualdad, el BID ayuda a mejorar la salud, la educación y la infraestructura para lograr un desarrollo sustentable, sin efectos perjudiciales para el clima. Con una historia que se remonta a 1959, el BID es hoy la principal fuente de financiamiento para el desarrollo para América Latina y el Caribe. El BID concede préstamos, subvenciones y asistencia técnica, y lleva a cabo una amplia labor de investigación. Las actuales áreas de interés del Banco incluyen tres desafíos para el desarrollo (inclusión e igualdad social, productividad e innovación, e integración económica) y tres problemas transversales (igualdad de género y diversidad, cambio climático y sustentabilidad ambiental, y capacidad institucional y estado de derecho).
Referencias
Anzalone, Andrew V., Luke W. Koblan, and David R. Liu. 2020. “Genome Editing with CRISPR–Cas Nucleases, Base Editors, Transposases and Prime Editors.” Nature Biotechnology 38 (7): 824–44. https://doi.org/10.1038/s41587-020-0561-9
Friedrichs, Steffi, Yoko Takasu, Peter Kearns, Bertrand Dagallier, Ryudai Oshima, Janet Schofield, and Catherine Moreddu. 2019a. “An Overview of Regulatory Approaches to Genome Editing in Agriculture.” Biotechnology Research and Innovation 3 (2): 208–20. https://doi.org/10.1016/j.biori.2019.07.001
Friedrichs, Steffi, Yoko Takasu, Peter Kearns, Bertrand Dagallier, Ryudai Oshima, Janet Schofield, and Catherine Moreddu. 2019b. “Meeting Report of the OECD Conference on ‘Genome Editing: Applications in Agriculture—Implications for Health, Environment and Regulation.’” Transgenic Research 28 (3–4): 419–63. https://doi.org/10.1007/s11248-019-00154-1
Jansing, Julia, Andreas Schiermeyer, Stefan Schillberg, Rainer Fischer, and Luisa Bortesi. 2019. “Genome Editing in Agriculture: Technical and Practical Considerations.” International Journal of Molecular Sciences 20 (12): 2888. https://doi.org/10.3390/ijms20122888
Kuiken, Todd, Rodolphe Barrangou, and Khara Grieger. 2021. “(Broken) Promises of Sustainable Food and Agriculture through New Biotechnologies: The CRISPR Case.” The CRISPR Journal, February, 1–7. https://doi.org/10.1089/crispr.2020.0098
Shukla-Jones, Anu, Steffi Friedrichs, and David E. Winickoff. 2018a. “Gene Editing in an International Context” OECD Scien. https://doi.org/10.1177/0149206304273662
Shukla-Jones, Anu, Steffi Friedrichs, and David E Winickoff. 2018b. “Gene Editing in an International Context: Scientific, Economic and Social Issues across Sectors.” OECD Publishing. https://doi.org/10.1787/18151965