(CNN) – Es un aroma que normalmente sientes cerca de una panadería, o del sótano de un aficionado a la cerveza casera.
En la Universidad de Stanford, sin embargo, la levadura que emana este olor no se utiliza para crear alimentos o bebidas, sino está diseñada para crear nuevas y poderosas medicinas.
La bioingeniera estadounidense que está a cargo de esta investigación es Christina Smolke, y ella está transformando el campo del desarrollo de drogas al crear drogas opiáceas a partir de la humilde levadura de un panadero.
Su investigación podría transformar la fabricación y el suministro de una industria muy importante: los analgésicos que se venden con receta.
Los analgésicos opiáceos como la morfina, la hidrocodona (el ingrediente en el analgésico Vicodin) y la tebaína (se encuentra en la oxicodona y la codeína), proporcionan alivio al dolor al desconectar los receptores del dolor en el cerebro.
Las potentes drogas se derivan de la savia de la amapola del opio, pero convertirlas en medicinas toma tiempo: el marco de tiempo desde el campo del agricultor hasta la farmacia normalmente toma más de un año.
Sin embargo, si se hacen a partir de la levadura modificada genéticamente, las drogas pueden ser creadas en una fracción de tiempo, en solo tres a cinco días.
La compleja tecnología de Smolke implica tratar la levadura para incluir 23 genes tomados de seis organismos: tres tipos de amapola (california, iraní y opio), la hierba hilo de oro, bacterias del suelo y una rata.
Una vez insertados, estos genes consiguen grandes resultados.
Cómo funciona
La levadura reprogramada se cultiva en azúcar en el laboratorio y los genes recién descubiertos implican que pueden producir los enzimas (catalizadores biológicos) adecuados para convertir ese azúcar en hidrocodona y tebaína.
Rediseñar la levadura de esta manera no es único, pero el número de genes y organismos implicados sí lo es.
“Si solo piensas en la escala de tener que poner 23 nuevos genes en la levadura… y que estos genes funcionen en este ambiente muy distinto es un gran desafío”, explica Smolke.
Su viaje para transformar las habilidades de esta levadura ha tomado más de una década de dedicación, al determinar qué genes funcionarían y no funcionarían en el ambiente de la levadura, y cuáles requerirían de una mayor ingeniería.
Pero el laborioso proceso ha valido la pena.
Paciencia y persistencia, pero nada de eureka
Los resultados del trabajo de Smolke son una prueba de su tenacidad, de acuerdo con Kate Thodey, una ingeniera de cepas que ha trabajado en el proyecto durante los últimos seis años y ha visto cómo Smolke se ha negado a creer que no iba a ser posible.
“Con este tipo de ciencia no estamos basados en un descubrimiento; lo que hacemos es ingeniería… así que no hay un momento ‘eureka’”, dice Thodey.
En cambio hubo una serie de momentos en los que el equipo construía las cepas de levadura, las probaba, repetía la prueba, refinaba el proceso y luego empezaba de nuevo para construirlos mejor.
“Aquí estamos jugando el juego prolongado y eso no es poco común en la academia, pero sí es poco común en Silicon Valley: las personas quieren resultados rápidos”, explica Thodey.
Su camino empezó en casa
La ruta de Smolke hacia la ciencia, no digamos la bioingeniería, no fue directa.
El padre de Smolke era ingeniero y su madre, “ama de casa”, así que ella tuvo un amplio rango de intereses durante su niñez, entre ellos “hacer cosas”. A la larga, salió de la escuela secundaria sin saber con certeza qué elegiría como carrera.
“Durante gran parte de mi tiempo en la escuela me interesaron las humanidades: historia y, en realidad, la actuación. Pensé que podría estudiar una especialización en teatro”, dice.
Sin embargo, una vez se disiparon los sueños del escenario y vio los aspectos prácticos, Smolke eligió una trayectoria de carrera más confiable.
“Hablé con mi padre sobre algunas cosas. La interfaz entre la biología, la salud y la ingeniería parecía ser un área realmente emocionante”, dice.
Su decisión resultó ser oportuna, ya que el campo apenas se estaba desarrollando.
Smolke estudió y fundó su propio laboratorio en Stanford hace casi 13 años.
“Aún estaba muy interesada en hacer cosas con la biología, pero sentía que las cosas que se hacían eran bastante sencillas”, recuerda.
Smolke quería un desafío y pronto fijó sus ojos en los opioides y en los millones de personas que carecían de acceso a ellos alrededor del mundo.
Opioides para las masas
El objetivo que tenían a la vista involucraba resolver algunos de los antiguos problemas de oferta y demanda.
“Los opiáceos son los principales analgésicos que se utilizan ahora”, dice Smolke. “Ellos se obtienen a partir de las amapolas del opio: la única forma realmente viable de obtenerlos”.
Sin embargo, cuando dependes de una única fuente para obtener tus productos, son muchas las barreras que pueden interponerse.
“Existen muchos desafíos para las granjas de amapola, tanto desde la perspectiva de tratar de sembrar cultivos de manera confiable todos los años y luego el movimiento de los materiales narcóticos a lo largo de las fronteras”, dice Smolke.
Este último se ve ayudado por el hecho de que las amapolas son cultivadas en algunas de las regiones más pobres y de mayor carga política en el mundo.
Todo esto se suma para limitar la cantidad generada al final de la línea de producción.
Más allá de eso, están las diferencias abismales en el acceso a opioides entre los países en el mundo desarrollado y el mundo en vías de desarrollo, lo que deja a millones de personas sin acceso a incluso los analgésicos más sencillos.
Acceso inadecuado
La Junta Internacional para el Control de Narcóticos (INCB, por sus siglas en inglés) de las Naciones Unidas calcula que más de tres cuartos de la población del mundo (5.500 millones) tiene un acceso inadecuado a medicina para alivio del dolor para el VIH/SIDA, cáncer e incluso el parto.
Un informe del INCB realizado en 2015 mencionó la “capacitación y conciencia” limitada entre el personal clave —profesionales de la salud, legisladores y el público general— como una importante barrera para el acceso a opioides, al igual que la obtención de los mismos y la maña infraestructura.
Este acceso desigual a los opioides es enfatizado aún más por el hecho de que el 92% de la morfina del mundo actualmente es consumida por solo el 17% de la población del mundo, principalmente en Estados Unidos y Europa.
“En Estados Unidos y Europa no tenemos el problema del acceso, tenemos un problema contrario en el que el exceso de recetas conduce a problemas de adicción”, dice Smolke.
¿Problemas por delante?
El temor a alimentar una mayor adicción es una razón por la que los avances de Smolke en el campo de la bioingeniería no han sido recibidos por una aprobación universal. Algunos observadores temen ver un aumento en la llamada “heroína hecha en casa”.
Por ahora, Smolke cree que esta no es una amenaza inmediata, ya que sus levaduras no están del todo listas para una producción a gran escala, y el proceso requiere de grandes cantidades de levadura.
Actualmente, más o menos 4.500 galones de levadura que han pasado por un proceso de bioingeniería son necesarios para producir solo una única dosis de analgésicos, pero Smolke está trabajando para mejorar la eficiencia y la viabilidad en cuestión de un par de años.
Sin embargo, para superar la adicción, Smolke está cambiando las propiedades de las drogas en sí, para eliminar el potencial de desarrollar una adicción.
“Si puedes obtener control del compuesto de síntesis… tienes mucho más control sobre manipular aspectos de la molécula y permitir que haya un mejor analgésico con menos efectos secundarios y menos cualidades adictivas”, dice.
Evitar la adicción
En su estudio publicado en la revista Science en agosto del año pasado, Smolke y sus colegas hicieron un llamado a que hubiera una conversación entre los desarrolladores de las nuevas tecnologías médicas y todas las partes involucradas en la cadena, desde los reguladores y los legisladores, hasta los médicos que las administran en cirugías y en los pabellones de los hospitales.
Su estudio dio lugar a que la investigación se convirtiera en finalista para ser el gran avance del año para la revista en 2015.
“Sin duda comprendo las preocupaciones alrededor de la fabricación de sustancias controladas, el abuso de sustancias controladas y las drogas opiáceas en ciertos países”, dice.
Smolke cree que es poco probable que su tecnología aumente la adicción, y en cambio siente que el exceso de recetas está jugando un papel clave en los números crecientes de hoy en día.
Según la Sociedad Americana de Medicina de la Adicción, en 2012 se hicieron 259 millones de recetas para opioides en Estados Unidos y de solo más de 47.000 sobredosis de drogas letales en 2014, casi 19.000 estaban relacionadas con los analgésicos recetados.
El presidente Barack Obama recientemente hizo hincapié en la escala de la epidemia, cuando anunció un paquete propuesto de 1.100 millones de dólares para abordar el problema en febrero antes de dar a conocer otras iniciativas para combatir el azote de la adicción a los medicamentos recetados a finales del mes pasado.
Parece que los debates acerca de los opioides que han pasado por un proceso de bioingeniería retumbarán a medida que la ciencia mejora, pero traer vida a sus productos de levadura sigue siendo la prioridad de Smolke.
“Las cepas será mejoradas lo suficiente y serán convincentes y competitivas desde el punto de vista comercial”, dice.
Se calcula que su tecnología será viable en cuestión de dos años, y se necesitarán unos cuantos años más para que llegue al mercado. Para tal fin, Smolke y su equipo han fundado la empresa Antheia con el propósito de fomentar su investigación y crear medicamentos que están disponibles para todos.
Los escépticos y los pesimistas probablemente continuarán poniendo en duda la eficacia de tales desarrollos, pero Smolke cree que su trabajo podría ser el comienzo de una nueva era en la medicina.
“Ya sea que se trate de enfermedades de transmisión sexual, cáncer, enfermedades cardiovasculares, neurológicas, creo que esto nos da una plataforma tecnológica muy importante para el desarrollo de muchos nuevos fármacos más allá de los analgésicos”, dice.