El medio AgFunderNews entrevistó al Dr. Tom Adams, director ejecutivo de Pairwise, una de las mayores empresas a nivel global que desarrolla tecnologías propietarias para crear cultivos y alimentos editados genéticamente. Adams relata los alcances de CRISPR y otras técnicas de precisión en el mundo del fitomejoramiento, así como la transición de la empresa desde las verduras hacia la industria frutícola, con innovaciones dirigida a distintos berries.

Agfundernews / 12 de junio, 2024.- La tecnología CRISPR-Cas9, también conocida como “tijeras programables para cortar ADN”, apareció por primera vez en los titulares en 2012. Desde entonces, se ha utilizado para crear de todo, desde riñones de cerdo que pueden trasplantarse a humanos hasta tratamientos para la anemia de células falciformes. Pero ¿cuál es su potencial en el fitomejoramiento -o mejoramiento genético de cultivos?

A diferencia de las plantas transgénicas, que se clasifican como organismos genéticamente modificados (OGMs) para efectos regulatorios, a medida que se les introduce ADN extraño de otra especie; La edición de genes (de la cual CRISPR-Cas9 es un ejemplo) implica modificar el ADN existente de la misma especie (sin agregar nada externo). Y en la mayoría de las jurisdicciones, enfrenta menos obstáculos regulatorios.

¿Entonces, cómo funciona? En pocas palabras, los profesionales diseñan un ARN guía (moléculas que contienen instrucciones sobre cómo producir proteínas) para dirigir las proteínas Cas9 (‘asistidas por CRISPR’) al ADN en ubicaciones específicas del genoma de una planta, lo que les permite realizar ‘ediciones’ precisas o inactivar un gen responsable de un rasgo indeseable, por ejemplo.

Pairwise, una empresa pionera en el rubro, también tiene otras herramientas en su caja de herramientas además de esta herramienta básica de ‘corte’, incluidas la ‘edición de bases’ y la ‘edición con plantillas’ que le permiten crear el «mismo tipo de cambios matizados que ocurren en la naturaleza». »

Para utilizar la tecnología CRISPR, por supuesto, también es necesario comprender las secuencias de ADN que controlan los diferentes rasgos de las plantas que se desean editar, dice el cofundador y director ejecutivo de Pairwise, el Dr. Tom Adams, quien ha pasado años investigando la diversidad natural en los parientes silvestres de las plantas domesticadas para comprender qué es y qué no es posible con CRISPR.

Adams, microbiólogo y científico vegetal que pasó 18 años en Monsanto, más recientemente como vicepresidente global de biotecnología, cofundó Pairwise en 2018 con el Dr. Haven Baker, el Dr. David Liu, el Dr. Feng Zhang y el Dr. Keith Young.

AgFunderNews (AFN) se reunió con Adams (TA) para contarnos cómo se puede utilizar CRISPR para crear de todo, desde moras sin semillas hasta mazorcas de maíz con un 20% más de granos…

AFN: ¿Cuándo quedó claro que CRISPR podría desempeñar un papel interesante en el fitomejoramiento?

TA: Probablemente fue alrededor de 2013 o 2014, cuando estaba en Monsanto, cuando quedó realmente claro que CRISPR iba a ser importante para nosotros. Estábamos analizando cómo podríamos integrarlo en el proceso de Monsanto y buscando nuevas empresas interesantes que pudieran hacer que las cosas avanzaran más rápido, y realmente no encontramos lo que buscábamos.

Entonces comencé a trabajar con nuestro grupo de riesgo y me entusiasmó la idea de una empresa que fuera más que solo maíz y soja [el enfoque de Monsanto], que se destinan principalmente a alimentar animales y automóviles [biocombustibles], pero que también podría tener un impacto en otros cultivos con los que la gente interactúa más directamente.

Mi sensación general fue que una gran parte de la razón por la que a la gente no le gustan los OGMs es que ellos mismos no experimentan los beneficios, o al menos no directamente, y vi una oportunidad de crear una empresa que podría tener un alcance mucho más amplio en edición de genes que Monsanto.

Así que establecimos un acuerdo en 2018 [cerrando una ronda Serie A de $25 millones codirigida por Monsanto Growth Ventures y Deerfield Management] y al mismo tiempo establecimos una colaboración de cinco años con Bayer [que adquirió Monsanto ese año] en el que invirtió 20 millones de dólares al año, por lo que construimos una plataforma tecnológica realmente grande.

AFN: ¿Qué tiene de interesante CRISPR respecto de las herramientas de fitomejoramiento existentes?

TA: La tecnología transgénica (OGMs) ha sido realmente poderosa para el control de insectos plagas y malezas. Pero es mucho más difícil [usando estas herramientas] realizar algunos de los cambios más sutiles que seleccionan los mejoradores. Con CRISPR, estás trabajando con el gen nativo y lo estás editando de maneras que la naturaleza ya lo ha hecho en otras variedades de la misma planta.

También es muy preciso. Por ejemplo, si tuvieras una manzana roja con todas las características de resistencia a enfermedades y grandes rendimientos, etc., pero los consumidores quisieran una manzana amarilla, podrías tomar esa manzana roja y simplemente mutar un gen que provoca la conversión de amarillo a rojo y hacer que quede amarilla. Pero todas las demás propiedades (los rendimientos, la resistencia a las enfermedades) seguirían siendo las mismas.

La otra cosa es que, cuando se ha estado cultivando algo durante mucho tiempo [para centrarse en rasgos específicos como el rendimiento], se pueden crear este tipo de cuellos de botella genéticos. Así que se obtienen rendimientos realmente excelentes, pero partes del genoma [responsables del gran sabor, por ejemplo] han sido seleccionadas a la baja. Pero si desea recuperar ese sabor [cruzando con variedades silvestres que saben mejor], no deseas incorporar los 30.000 genes [de la variedad silvestre], solo deseas incorporar unos pocos y CRISPR puede ser una herramienta para que eso suceda.

Es mucho más eficiente entrar y cambiar el par de cosas que deseas, en lugar de tratar de clasificar un millón de descendientes [de plantas madre] para encontrar la que tenga la combinación correcta de cosas que deseas.

Los mejoradores tienden a elegir los rasgos que son más importantes, como la productividad, y los puntúan más alto cuando observan la descendencia y cuáles van a conservar y, con el tiempo, es posible que se pierda algo de sabor, por ejemplo. Con CRISPR, podemos decir: conservemos el que tiene muy buen sabor y luego lo haremos más productivo, porque sabemos qué gen impulsa realmente la productividad.

AFN: ¿Qué hay en la caja de herramientas de edición de genes en Pairwise?

TA: A través del trabajo que hicimos con Bayer, probablemente hemos realizado más ediciones que nadie en plantas y eso nos ha dado mucho conocimiento sobre cómo diseñar herramientas de edición. Pero también hemos creado un conjunto patentado de herramientas que no están limitadas por la propiedad intelectual de otras personas. Por lo tanto, es una plataforma atractiva y estamos tratando de facilitar que las personas obtengan licencias para todo el conjunto de herramientas.

Hay tres tipos de edición [en la plataforma Fulcrum]. Primero, CRISPR tradicional, así que piense en las tijeras que cortan el ADN para que básicamente pueda eliminar un gen bastante bien para eliminar una actividad. Luego, la edición de bases que permite crear pequeñas modificaciones en un gen. Entonces, en lugar de tijeras, puedes considerarlo como un goma de borrar para cambiar una base [uno de los cuatro componentes químicos que componen la molécula de ADN] para que cambie un solo aminoácido, que es lo que hicimos para crear maíz con más granos [ver más abajo].

Y luego está la edición con plantillas/templados o edición principal, que le permite cambiar múltiples bases.

AFN: ¿Cómo ven los reguladores la edición de genes con CRISPR frente a otras herramientas de ingeniería genética?

TA: Creo que nos estamos acercando a una aceptación global de que CRISPR sea tratado más como un producto de mejoramiento convencional que como un producto OGM/transgénicos, lo cual creo que es apropiado porque se trabaja con variaciones naturales dentro de una especie, no se están incorporando ADN de otra especie, aunque la forma en que los reguladores ven los transgénicos es exagerada en la mayoría de los países.

Sin embargo, existe un debate sobre cuántos cambios [ediciones genómicas] se pueden realizar antes de que no se vea como un cambio «natural». ¿Son 10 cambios o 20 cambios? ¿Cuándo se convierte en un gen diferente? Y ahí es donde hay muchas diferencias en todo el mundo. Los países sudamericanos suelen ser los más abiertos a ello. Y luego Europa está trabajando para lograr algo que se parecerá mucho a lo que tiene Estados Unidos.

Maíz de baja estatura de de Pairwise y Bayer. Crédito: Pairwise

AFN: Cuéntenos más sobre el trabajo con Bayer en maíz…

TA: Entonces, como parte de nuestra relación fundacional, trabajamos con ellos exclusivamente en maíz, soja, algodón, trigo y canola, y desde entonces Pairwise ha entregado 27 variantes diferentes que ahora están en proceso de prueba. Un ejemplo fue el maíz de baja estatura que desarrollamos utilizando una tecnología llamada edición de bases [usando enzimas para convertir directamente una base de ADN en otra], que permite realizar cambios muy sutiles.

Bayer estaba trabajando en maíz corto utilizando tecnología transgénica, pero debido al entorno regulatorio en Europa [donde el cultivo de transgénicos es limitado y estrictamente controlado], nos pidieron que usáramos la edición genética para intentar crear una nueva versión. La esperanza es que, dado que se trata de una gran apuesta por la sostenibilidad, podría ser la punta de lanza para ayudar a impulsar la aceptación [de la tecnología de edición genética] en Europa.

Por lo general, el maíz puede crecer entre 9 y 10 pies de altura, lo que significa que hay que volar sobre él para rociar fungicida, mientras que si mide entre 6 y 7 pies de altura, se puede acceder a él desde el suelo, además es más robusto ante grandes tormentas, fuertes lluvias o fuertes vientos.

Solo hemos estado trabajando [en el maíz de baja estatura editado genéticamente] durante aproximadamente un año, pero tenemos plantas que han avanzado hacia el invernadero.

También desarrollamos maíz con un aumento de más del 20 % en el número de hileras de granos, lo que podría generar un rendimiento significativamente mayor en la misma cantidad de hectáreas.

Normalmente el maíz tendrá alrededor de 16 hileras de granos por mazorca, pero hay un gen que los genetistas del maíz conocen desde hace mucho tiempo, donde si se pierde la función del gen, la mazorca pierde el control del número de hileras de granos que se hecho. Entonces utilizamos tecnología de edición de bases para apuntar a un solo aminoácido, donde hicimos algunos cambios específicos y pudimos crear plantas con mazorcas que tienen 18, 20, 22 e incluso 24 filas.

AFN: ¿En qué otros cultivos has estado trabajando y por qué?

TA: En términos generales, Pairwise busca cosas que ayuden a los consumidores a comer más frutas y verduras, como conveniencia y suministro durante todo el año. Por ejemplo, los arándanos estuvieron disponibles todos los días a principios de la década de 2000, después de 60 años de cultivo, y las cifras de consumo aumentaron drásticamente. En cuanto a la conveniencia, observemos las frutas cítricas, cuyo consumo se fue reduciendo hasta que tuvimos mandarinas fáciles de pelar. Lo mismo ocurre con las uvas sin semillas.

Entonces comenzamos a buscar qué podríamos hacer sin semillas, así que estamos trabajando en cerezas y moras sin hueso/cuesco, donde hemos podido eliminar ese tejido duro alrededor de la semilla para que la semilla sea comestible, como lo son las uvas sin semillas, que técnicamente no carecen de semillas, pero tienen semillas que se pueden comer en lugar de cuescos duros.

Y ahí es donde creemos que van a terminar las moras. Todavía se van a sembrar, todavía hay semillas viables a partir de las cuales puedes producir nuevas moras, pero no se atascarán en tus dientes. También hemos creado un par de otros fenotipos interesantes. Una es deshacerse de las espinas, que son un verdadero problema para los recolectores, y la otra es cambiar la arquitectura de la planta para crear esta estructura más compacta. Los rendimientos por planta pueden ser un poco más bajos, pero puedes colocar el triple de plantas en el mismo espacio, lo que puede generar un aumento realmente significativo en el rendimiento.

Hemos probado el fenotipo de crecimiento compacto en algunas pruebas de invernadero y esperamos tenerlo en pruebas de campo a principios del próximo año. Lo otro es que normalmente las bayas requieren un período de [horas] frío. Y estas bayas no lo necesitan, por lo que incluso si tienes un invierno más cálido, aún podrían producir.

AFN: ¿También has estado trabajando en hojas de mostaza sin notas amargas?

TA: Los consumidores tienden a comer ensaladas elaboradas con verduras menos nutritivas como la lechuga romana o la iceberg porque las más nutritivas pueden ser amargas o fibrosas. Pensamos que si podíamos hacer hojas de mostaza [editada] sin el sabor picante del wasabi, tendríamos una hoja verde realmente nutritiva que también sabía muy bien.

AFN: ¿Originalmente lanzaron los vegetales bajo la marca Conscious, pero ahora están dejando de desarrollar sus propios productos de consumo?

TA: Vendimos las verduras [editadas] en el canal de servicios de alimentos el año pasado, hicimos algunas ventas minoristas y obtuvimos una gran respuesta, pero nos dimos cuenta de que tiene más sentido invertir nuestro dinero en crear más productos y luego asociarnos con las personas adecuadas para llevarlos al mercado. Pairwise es una empresa de tecnología, no una empresa de marketing.

Así que Bayer ahora ha adquirido las verduras [editadas], lo cual tiene sentido ya que tienen un gran negocio de semillas de hortalizas y un alcance de mercado realmente grande y pueden hacer llegar este producto a más personas más rápido de lo que hubiéramos podido hacer nosotros.

AFN: ¿Cuéntenos sobre su modelo de negocio en el futuro?

TA: Para las moras y otros productos, existen diferentes opciones sobre cómo asociarnos. Tenemos derechos exclusivos sobre la invención de la edición de bases [desarrollada por el cofundador de Pairwise, el Dr. David Liu en Harvard] y la sublicenciamos a Tropic Biosciences [para trabajar en café y plátanos].

Con la empresa de ciencias vegetales Solis Agrosciences, les hemos otorgado una licencia tecnológica para que utilicen todas las herramientas de nuestra plataforma Fulcrum.

AFN: ¿Cuál es el alcance de la tecnología de edición de genes en plantas… y qué no se puede hacer con ella?

TA: Las plantas tienen cierta protección natural contra los insectos, por lo que tal vez podríamos aprovecharla mediante la edición de genes. Pero lo único que los transgénicos probablemente hacen mejor que CRISPR en este momento es la protección contra insectos, por ejemplo, la capacidad de usar proteínas Bt [proteínas insecticidas producidas por bacterias para las que se han diseñado algunos cultivos transgénicos, eliminando la necesidad de insecticidas sintéticos].

Sin embargo, creo que con los rasgos de tolerancia a los herbicidas [el enfoque de muchos cultivos transgénicos en los últimos años], la mayoría de ellos probablemente podrían producirse con tecnología CRISPR si se quisiera.

Cuando se trata de enfermedades, hay mucha tolerancia natural a las enfermedades en las plantas y con Bayer, por ejemplo, hemos creado algunas variedades de soja tolerantes a la roya asiática de la soja, que es una enfermedad devastadora que afecta la producción de soja en América del Sur.

Sin embargo, la tolerancia a la sequía y los cultivos que puedan soportar la alta salinidad del suelo son más difíciles de lograr.

Con la nutrición, hay dos enfoques. Una es lo que hemos hecho con las hojas de mostaza, donde se toma una planta que es naturalmente nutritiva y se la hace más atractiva eliminando barreras al consumo, como eliminar el amargor. Pero hay otros enfoques. Por ejemplo, estamos trabajando en una frambuesa negra, que en realidad es la frambuesa nativa de América del Norte. Es más nutritiva [que las frambuesas rojas] pero tiene semillas grandes y algunos problemas de domesticación. Así que estamos tratando de domesticarlo usando CRISPR para que se parezca más a una frambuesa roja.

También hay un grupo en Japón llamado Sanatech que ha creado un tomate con niveles más altos de ácido gamma amino butírico (GABA), que tiene una serie de beneficios para la salud.

Fuente: https://agfundernews.com/crispr-and-the-new-era-of-precision-plant-breeding-in-conversation-with-pairwise-ceo-dr-tom-adams

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CRISPR y la nueva era del fitomejoramiento de precisión: conversación con el Dr. Tom Adams, Director Ejecutivo de Pairwise