El legado del Proyecto Genoma FAPESP para el avance de la genómica y la biología molecular

Investigadores que participaron en esa iniciativa pionera se reunieron en el Genome Workshop 20+2 para celebrar esos logros del pasado y analizar el panorama actual, y las oportunidades futuras en las áreas de genómica de patógenos, del cáncer y agroambiental

Por Karina Toledo  |  Agência FAPESP – “Todo empezó en 1997. Le dije a Fernando Reinach que necesitábamos hacer algo grande en el área de biotecnología. Entonces, en pleno feriado del 1º de mayo, él llegó con esta idea: secuenciar el genoma de un organismo de relevancia agrícola. Quedé fascinado”, recordó José Fernando Perez, quien ocupaba el cargo de director científico de la Fundación de Apoyo a la Investigación Científica del Estado de São Paulo cuando se puso en marcha el Proyecto Genoma FAPESP.

La secuenciación de la bacteria Xylella fastidiosa, responsable de la clorosis variegada de los cítricos, una enfermedad también conocida en Brasil con el nombre de amarelinho, redundó en la publicación de un artículo firmado por 119 científicos del estado de São Paulo, que apareció estampado en la portada de la edición 406 de la revista Nature el 13 de julio del año 2000 y mereció un editorial de la revista: “Con su primera secuenciación pública de un patógeno de una planta de vida libre, este artículo constituye un hito científico significativo”, escribieron los editores.

Fue “una iniciativa audaz”, que transformó la ciencia hecha en el estado de São Paulo, destacó el presidente de la FAPESP, Marco Antonio Zago, durante la apertura del Genome Workshop 20+2. Este evento, que tuvo lugar durante los días 21 y 22 de noviembre, integra las actividades de celebración del 60º aniversario de la Fundación y los 22 años de la empresa científica que inauguró la investigación en genómica y la biología molecular en Brasil.

Según sostuvo Perez en su conferencia, no se trataba de un proyecto sobre la Xylella, sino sobre capacity building, es decir, sobre la creación de una infraestructura física y humana que, tras vencer ese primer desafío, pudiese llevar a cabo la secuenciación de otros diversos organismos de interés, ya sea para la salud humana, animal o de las plantas.

“Incluso antes de que se publicase el genoma de la Xylella, muchos grupos se organizaron para investigar otros agentes infecciosos de plantas y animales. Y muchas de esas personas están hoy acá”, comentó Zago, quien a su vez recuerda que a esa primera iniciativa le siguió la secuenciación de la caña de azúcar, la de la bacteria Xanthomonas citri (causante del cancro cítrico) y la de los genes expresados en muestras de tumores humanos, entre otras.

Una visión a largo plazo

Veintidós años después, es posible reconocer el legado del Proyecto Genoma FAPESP en los avances de la medicina personalizada, en las aplicaciones de la genoterapia, en el desarrollo de vacunas y en los estudios sobre la evolución filogenética de la biodiversidad, entre otros ámbitos.

El conocimiento adquirido en aquella época, tal como lo puso de relieve Zago, fue esencial durante la pandemia de COVID-19, pues permitió que científicos brasileños secuenciasen el SARS-CoV-2 en tan solo 48 horas, mientras que otros países tardaban 15 días en promedio. “El legado de aquel período se extiende a todos los campos de investigación de las ciencias de la vida. La segunda y la tercera generación de científicos de ese linaje ahora manipulan el genoma para ayudar a tratar enfermedades y a producir alimentos”, dijo.

En el año 2010, diez años después de la publicación del artículo en el cual se describió el genoma de la mencionada fitobacteria, un nuevo editorial de Nature destacaba: “Antes que nada, la Xylella muestra los beneficios de poner la mira alta”.

“Y yo lo refuerzo: si invertimos únicamente en proyectos regulares y de bajo riesgo, los mejores resultados que obtendremos consistirán en publicar artículos. Pero si elevamos la mira, tenemos efectivamente posibilidades de alterar el panorama. Y eso fue lo que sucedió en aquel momento”, afirmó Zago durante la apertura del workshop.

Aparte de la audacia, fue necesaria una buena dosis de valentía para llevar adelante el plan. Tal como lo recordó Perez, en 1997, la reacción de la comunidad académica paulista a la idea de secuenciar el genoma de la X. fastidiosa fue heterogénea: una parte la apoyó con entusiasmo y otra consideró que ese proyecto no tenía sentido. “Me preguntaban qué iba a hacer con el genoma de la Xylella después de la secuenciación. Temían que gastase todo el dinero de la FAPESP en ese emprendimiento. La generación de investigadores más veterana se apartó”, relató el científico.

Y el costo de llevar adelante la primera secuenciación genómica de un fitopatógeno de la historia –fueron 12 millones de dólares de la FAPESP y otros 400 mil dólares de la Fundecitrus, el mayor valor destinado hasta ese entonces a un proyecto científico en Brasil– era algo que preocupaba efectivamente a Perez. El investigador salió en busca de asesoría internacional, recurriendo a los británicos Steve Oliver (de la Universidad de Manchester) y John Sgouros (de la Imperial Cancer Research Foundation), aparte de André Goffeau (de la Universidad Católica de Lovaina, en Bélgica). “Esos científicos evaluaron que se trataba de una gran idea. Y eso me tranquilizó”, dijo el entonces director científico de la FAPESP, quien en la actualidad dirige Recepta Biopharma, una empresa de biotecnología.

Se emitió entonces una convocatoria a la presentación de propuestas, y fueron seleccionados 35 laboratorios del estado de São Paulo para componer la red Onsa (las siglas en inglés de Organización Virtual para la Secuenciación de Nucleótidos), que reunía a más de 190 científicos.

Reinach, también presente en el Genome Workshop 20+2, encabezaba uno de los laboratorios seleccionados en el pliego y clasificó a esa experiencia como “fantástica”. “Fue uno de los mejores tiempos de mi vida”, afirmó.

El biólogo, que hoy en día se desempeña como gestor del fondo Pitanga e invierte en pequeñas empresas innovadoras, dijo que tiene la impresión de que actualmente el ánimo para correr riesgos y desarrollar proyectos realmente audaces y que se erijan como retos se ha enfriado en el seno de la comunidad científica brasileña.

También durante la apertura del evento, el actual director científico de la FAPESP, Luiz Eugênio Mello, puso de relieve la “naturaleza mítica” del Proyecto Genoma FAPESP, que abarca a figuras con historias de superación, y una trama con una secuencia de éxitos y fracasos, grandes logros e impactos duraderos. “La FAPESP apostó a una visión a largo plazo. Puso en su mira no solamente la secuenciación de una bacteria en particular, sino también –y fundamentalmente, quizá– la creación de una compleja y potente infraestructura material y humana en el área de genómica, cuya fertilidad se puso en evidencia durante las siguientes décadas”, afirmó Mello, quien a su vez congratuló a los líderes científicos que en aquel momento “no se curvaron ante visiones de mundo inmediatistas”.

La bióloga Ana Tereza Ribeiro de Vasconcelos, investigadora del Laboratorio Nacional de Computación Científica (LNCC), comentó durante su disertación que el Proyecto Genoma FAPESP sirvió como modelo e inspiración para la creación de la Red Brasileña de Genómica en el año 2000.

“Replicamos el modelo que se implementó en São Paulo en todo Brasil. Aplicamos la misma metodología y propagamos la fantástica experiencia en 25 laboratorios ubicados de norte a sur del país. Por eso estamos muy agradecidos a la FAPESP que condujo ese proyecto, y a los líderes del Ministerio de Ciencia [MCTI, el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación de Brasil] y del CNPq [el Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico, una agencia científica de fomento dependiente del MCTI] de aquel entonces por no crear nada distinto y solamente replicar esa experiencia, que catapultó a Brasil a su buena ubicación actual en la investigación genómica”, afirmó Ribeiro de Vasconcelos.

Según los datos que la investigadora del LNCC presentó en la ocasión, Brasil es líder en publicaciones del área entre los países de Latinoamérica, y es el único país del continente que figura en el top 30 de los países del mundo en publicaciones de estudios sobre genómica.

Las mesas temáticas

La primera mesa del evento fue dedicada a la genómica de patógenos y contó con la intervención en carácter de moderadora de Marie-Anne Van Sluys, docente de la Universidad de São Paulo (USP) e integrante de la Coordinación Adjunta de Programas Especiales y Colaboraciones en Investigación Científica de la FAPESP. Aparte de Perez, participaron como disertantes Alessandra Alves de Souza (del Instituto Agronómico de Campinas), Jorge Elias Kalil Filho (de la USP), João Marcelo Pereira Alves (USP) y Anna Childers (del Departamento de Agricultura de Estados Unidos).

Alves de Souza, quien aún era estudiante de maestría cuando se puso en marcha la secuenciación de la Xylella, sostuvo que su participación en el proyecto ayudó a moldear su carrera científica y que los resultados obtenidos transformaron a Brasil en referente en el área.

“Hoy en día el amarelinho no constituye un problema para la producción de frutas cítricas en el estado de São Paulo, pero la Xylella ataca a otros diversos cultivos [en total infecta a 350 especies vegetales]. Se ha erigido como un gran problema para la producción de aceitunas en el sur de Italia, en la región de Apulia o Puglia”, subrayó la investigadora, quien participa en un proyecto cuyo objetivo es resolver ese problema en colaboración con científicos italianos.

Kalil Filho describió en su conferencia la evolución durante la pandemia de COVID-19 de la capacidad para efectuar el monitoreo genómico de un patógeno en Brasil. “Al principio, la tecnología ya se encontraba presente acá, pero faltaba inversión [la necesaria para secuenciar con celeridad una gran cantidad de genomas del SARS-CoV-2 a los efectos de detectar el surgimiento de variantes víricas]”, dijo. “No tuvimos la chance de captar la variante gamma [que posiblemente surgió en Manaos al final de 2020], que se detectó en Japón.”

El salto en la capacidad de secuenciación se concretó en mayo de 2021, según informó el investigador, merced a la estructuración de la Red Corona-ómica a cargo del MCTI, al apoyo del Instituto Todos pela Saúde (una iniciativa del banco Itaú) y a la colaboración de laboratorios privados. Brasil ha depositado hasta ahora alrededor de 183 mil genomas completos del nuevo coronavirus en el repositorio internacional Gisaid, una cifra ostensiblemente mayor que la de otros patógenos relevantes para la salud pública nacional, como en los casos del virus del dengue (281 genomas secuenciados), el de la fiebre amarilla (195) o el virus del Zika (76).

Pereira Alves hizo referencia a su principal línea de investigación, relacionada con la genómica de bacterias y de protozoos causantes de enfermedades desatendidas, como los tripanosomátidos, por ejemplo.

La segunda mesa del evento estuvo dedicada a la genómica agroambiental, con la moderación del profesor de la USP Luis Eduardo Aranha Camargo. Uno de los disertantes fue Paulo Arruda, docente de la Universidad de Campinas (Unicamp), quien dirige el Centro de Investigaciones en Genómica Aplicada a los Cambios Climáticos (GCCRC), un Centro de Investigaciones en Ingeniería (CPE, en portugués) apoyado por FAPESP y por la estatal Empresa Brasileña de Investigación Agropecuaria (Embrapa). El científico describió estudios orientados al descubrimiento de genes que pueden volver a las plantas más resistentes a la sequía y a otros factores de estrés. Esos genes pueden estar en la propia planta, o a menudo aparecen en la comunidad de microorganismos de su entorno.

João Carlos Setubal, docente del Instituto de Química de la USP, presentó los estudios que ha venido desarrollando durante los últimos ocho años con la microbiota existente en zoológicos. En un trabajo reciente, su grupo identificó microorganismos que producen enzimas con gran potencial para degradar la lignina –un compuesto que dota de rigidez a las plantas– y, por ende, de gran interés biotecnológico.

Claudia Vitorello, docente de la Escuela Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq-USP), hizo referencia a sus estudios sobre patógenos de la caña de azúcar, con relieve para el hongo Sporisorium scitamineum, causante de una enfermedad conocida como carbón de la caña de azúcar.

Y para culminar el primer día del workshop, el investigador del Wellcome Sanger Institute Mark Blaxter, del Reino Unido, presentó el proyecto Tree of Life (Árbol de la Vida), que apunta a entender la evolución mediante la secuenciación de organismos eucariontes (cuyas células poseen núcleo).

“Estamos viviendo una crisis biológica y las especies silvestres están en riesgo. Uno de los grandes retos lo constituye el cambio climático. Si fallamos en preservar la biodiversidad que nos sustenta, fallaremos en preservarnos a nosotros mismos, pues nuestra sociedad depende de los servicios ecosistémicos que brindan todas las especies con las cuales dividimos el planeta”, remarcó Blaxter. “Mediante la secuenciación genómica, cabe esperar que podamos ayudar a mitigar esta crisis y a hallar formas de revertir la declinación de especies. Y que podamos aportar datos que fomenten nuevas bioindustrias menos destructivas para el planeta.”