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Hay una “bio revolución” en marcha, generada por la confluencia de las ciencias biológicas, la informática, la automatización y la inteligencia artificial.
La nueva ola de innovaciones afecta economías, empresas, industrias y poblaciones. Abarca áreas como la salud y la agricultura, los bienes de consumo, la energía y los materiales. Tiene riesgos (accidentes, usos poco éticos), pero su alcance potencial y la escala de impacto es inmensa.
La “bio revolución” lleva décadas en desarrollo, en realidad. Un ejemplo de esto es el proyecto para mapear el genoma humano, que inició en 1990, duró 13 años y costó $3.000 millones.
Ese fue solamente el inicio. El poder del mapa se materializó al reducirse los costos (a un ritmo más rápido que la Ley de Moore) y acelerarse la secuenciación del ADN, lo que disminuyó a su vez los costos de entrada, aceleró el ritmo de la experimentación y generó nuevas formas de datos.
El impacto abarca toda la economía.
La firma McKinsey publicó la semana anterior un reporte donde recuerda que una gran parte de los insumos utilizados en la producción son materiales biológicos y que la parte que no lo es podría producirse utilizando procesos biológicos innovadores (como en el caso de los bioplásticos).
El reporte indica que hay por lo menos 400 casos de uso, con un un impacto económico directo de hasta $4.000 millones al año durante las próximas dos décadas.
Más de la mitad de este impacto podría ocurrir en la agricultura y la alimentación, los productos y los servicios de consumo, y la producción de materiales y energía.
En la estimación no se toman en cuenta nuevas aplicaciones aún por surgir y avances científicos adicionales.
Los avances en estos campos han estado en el centro de la secuenciación del coronavirus, tanto para determinar el mapa de ruta que siguió el contagio como para las investigaciones que se realizan con el fin de encontrar una vacuna.
Ámbitos
La innovaciones se agrupan en cuatro ámbitos (biomoléculas, biosistemas, biomáquinas y biocomputación) con aplicaciones en desarrollo durante las próximas décadas, aunque muchas están bastante avanzadas.
En los casos de la biomoléculas y los biosistemas se mejoran la comprensión de los procesos biológicos, entra el diseño biológico, la intervención en células vivas para curar o prevenir enfermedades, la edición de genes y pueden aplicarse a la fabricación de cualquier cosa, desde textiles hasta carne en laboratorio.
En los otros dos casos, biomáquinas y biocomputación, están en una etapa temprana y con aplicaciones prometedoras. Aquí se habla de la interacción de la biología y las máquinas para medir señales neuronales y potenciar neuroprótesis precisas, así como utilizar ADN para almacenar datos.
“La densidad de almacenamiento del ADN es aproximadamente un millón de veces mayor que la del almacenamiento en el disco duro”, se indica en el reporte. “Técnicamente, un kilogramo de ADN en bruto podría almacenar la totalidad de los datos del mundo”.
| Innovación múltiple |
|---|
| Ámbitos de la ola de innovación provocada por la bio revolución: |
| Biomoléculas: mapeo, medición e ingeniería de moléculas. |
| Biosistemas: la ingeniería de células, tejidos y órganos. |
| Biomáquinas: la interfaz entre la biología y las máquinas. |
| Biocomputación: el uso de células o moléculas como el ADN para el cálculo. |
| Fuente: McKinsey |
Todo esto permitiría mejoras en rendimiento y sostenibilidad en la creación de materiales que son usados en la economía mundial. También podrían fabricarse nuevos materiales, como las telas generadas con la fermentación (la seda de araña artificial) o los biocombustibles para la aviación y la industria marinas.
La promesa es que los nuevos materiales tengan cualidades únicas, novedosas capacidades, son biodegradables y su producción emite menos carbono.
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El mayor conocimiento de los genomas humanos y los vínculos entre ciertos genes y enfermedades daría paso a la medicina personalizada y a la agricultura de precisión.
Al mismo tiempo, la capacidad de diseñar y reprogramar organismos humanos y no humanos crea la posibilidad de curas completas de algunas enfermedades.
La nueva ola de innovaciones profundizaría el diseño genético de cultivos, que tengan mayores rendimientos y sean más resistentes al calor o la sequía, por ejemplo, características que se están volviendo aún más importantes dado el cambio climático.
Tal evolución es posible por el uso de la automatización, el aprendizaje automático y la gestión de datos, que aceleran la productividad de los proyectos de investigación y desarrollo.
Las empresas de biotecnología y los institutos de investigación utilizan cada vez más estas nuevas tecnologías, aumentando el rendimiento hasta 10 veces.
La nueva generación de interfaces de biomáquinas incluyen neuroprotésica (que restaura las funciones sensoriales pérdidas de audición y visión) o permite que las señales del cerebro controlen el movimiento físico.
McKinsey advierte que la cartera de aplicaciones actuales es una fracción de los impactos de largo alcance que se esperan en el futuro.
Los 400 casos de uso identificados probablemente serán comercialmente viables en tres décadas.
Gestión de riesgos
La innovación biológica tiene riesgos profundos y únicos. Hacerlo bien tiene beneficios significativos; hacerlo mal podría causar consecuencias desastrosas para la población.
“La biología no respeta los límites jurisdiccionales”, advierte el reporte de McKinsey.
Los nuevos impulsos genéticos diseñados genéticamente aplicados a los vectores que transmiten enfermedades (mosquitos en el caso de la malaria) podrían tener enormes beneficios para la salud.
Pero dichos impulsos también pueden ser difíciles de controlar y pueden cambiar los ecosistemas permanentemente.
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La naturaleza interconectada de la biología puede aumentar el potencial de consecuencias no deseadas en ecosistemas o especies enteras.
La edición genética tiene riesgos de efectos no deseados o "fuera del objetivo", como en el caso de la edición de embriones.
Las preguntas van más allá de lo técnico y lo científico.
Hay que agregar también los problemas de privacidad y consentimiento, dado que la piedra angular de los avances biológicos son los datos extraídos del cuerpo y del cerebro.
En las oleadas pasadas de cambio tecnológico, la regulación fue la respuesta a las innovaciones.
En biología lo será la regulación, la supervisión y el monitoreo de la ciencia conforme las innovaciones pasan del laboratorio a la adopción, la comercialización y la difusión.
Dependerá de la inversión en investigación científica, la competencia, la comercialización, los modelos de negocio y la capacidad de ampliar los avances y controlar sus riesgos.
McKinsey sugiere que será necesario la educación y capacitación de los gobernantes y legisladores, de las empresas y de los ciudadanos para comprender los cambios en curso, aprovechar los beneficios y garantizar que la innovación sea segura.
Lo que no queda dudas es que las empresas verán cómo se transforma toda la cadena de valor y van a necesitar adaptar sus estrategias.
| Impactos |
|---|
| Áreas de mayores efectos de avances actuales: |
| Salud humana y rendimiento: terapias celulares, genéticas y de ARN para tratar o prevenir enfermedades, tratamientos antienvejecimiento, medicina reproductiva, mejoras en medicamentos y modelos predictivos de salud y enfermedad humana. |
| Agricultura, acuicultura y alimentación: crianza de animales y plantas utilizando marcadores moleculares o genéticos en lugar de la cría selectiva; herramientas nuevas para la ingeniería genética de plantas; mejoras en la calidad y productividad de la producción agrícola con el microbioma de plantas, suelo, animales y agua; y desarrollo de proteínas alternativas, incluida la carne cultivada en laboratorio. |
| Productos y servicios de consumo: personalizar oferta de productos a los consumidores basándose en su composición biológica, en àreas de belleza y cuidado personal y enfoques innovadores para el bienestar de personas y mascotas. |
| Materiales, productos químicos y energía: nuevas formas biológicas de fabricar materiales, productos químicos y energía como procesos de fermentación mejorados, nuevos “bioenrutadores” que utilizan la capacidad de editar el ADN de los microbios para desarrollar materiales con propiedades nuevas y nuevas formas de almacenamiento de energía. |
| Fuente: McKinsey |
