El ARN, una molécula que está cambiando la salud y la agricultura

Sergio P. Alpuche Lazcano, José Luis Reyes Taboada y Claudia Díaz Camino

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Antes de la pandemia de COVID-19, la tecnología del ARN (ácido ribonucleico) era poco conocida y, aún hoy, para muchas personas no resulta del todo clara. Sus aplicaciones van mucho más allá de las vacunas, y en este artículo te presentamos, de manera sencilla, qué es esta tecnología, algunas de sus aplicaciones y las perspectivas futuras para la salud, la agricultura y la alimentación.

¿Qué es el ARN y cómo se usa en beneficio de la salud humana?

¿Has escuchado hablar del ácido ribonucleico (ARN)? ¿No? ¿Y qué tal de las vacunas de ARN que se desarrollaron durante la pandemia de COVID-19 en 2020? Si has oído hablar de ellas, entonces ya conoces un poco sobre el ARN (Figura 1) y sus aplicaciones. Lo más interesante es que esta molécula no solo puede utilizarse para desarrollar vacunas, sino también para crear tratamientos contra enfermedades infecciosas y no infecciosas.

El ARN es una molécula que se produce utilizando como molde el ácido desoxirribonucleico (ADN) y contiene instrucciones sobre lo que una célula necesita hacer en un momento determinado. A este proceso se le conoce como transcripción. Muchos ARN cumplen su función participando en la traducción, un proceso mediante el cual se producen proteínas, moléculas que proporcionan estructura y desempeñan funciones esenciales para nuestras células. Si pensamos en un ejército, el ADN es el coronel, mientras que el ARN es el comandante que sigue y ejecuta las órdenes.

Es interesante mencionar que menos del 2 % del genoma humano contiene información para producir ARN que, a su vez, sirve como instrucción para fabricar proteínas; estos se conocen como ARN “codificantes”. En contraste, una gran parte del genoma se transcribe en ARN que no produce proteínas y que, por esta razón, reciben el nombre de ARN “no codificante” (Figura 2). Aunque durante mucho tiempo se pensó que estos ARN eran poco relevantes, hoy sabemos que participan en diversos procesos celulares. De hecho, se estima que entre el 70 y el 90% del genoma humano se transcribe a ARN, de ese total, solo el 2% creará proteínas [1]. En general, esta tendencia parece repetirse en la mayoría de los seres vivos eucariontes, es decir, seres que son o tienen células que presentan un núcleo.

Ahora pensemos en algunos ejemplos para entender cómo se usa el ARN. Imagina una persona con artritis reumatoide. En este tipo de artritis, ciertas proteínas como las llamadas “citocinas proinflamatorias” (con nombres como: TNF-α, IL-6, IL-1β, entre otras) están presentes en cantidades muy altas, lo que contribuye a que las células funcionen mal y aparezca la enfermedad. En condiciones normales, el propio organismo cuenta con mecanismos de control, en los que participan moléculas de ARN, que ayudan a mantener esas proteínas en niveles normales. Sin embargo, en la enfermedad, ese sistema de regulación no es suficiente o es deficiente y el equilibrio se pierde.

Ahora imagina que es posible añadir más de ese ARN específico para controlar la cantidad de una proteína. Al hacerlo, se puede ayudar a reducir los niveles de esa proteína hasta valores normales, contribuyendo a restaurar el equilibrio en las células y a revertir la enfermedad (Figura 3). También puede ocurrir el caso contrario, en el que una enfermedad se deba a la falta de una proteína. En ese caso, podemos introducir ARN para producir esa proteína que hace falta y así tratar la enfermedad.

Este mismo principio, que consiste en introducir ARN para que las células produzcan una proteína, también se utiliza para desarrollar vacunas. Así funcionan las vacunas de ARN contra la COVID-19: el ARN contiene las instrucciones para fabricar una proteína del virus que actúa como antígeno, es decir, la molécula que entrena al sistema inmunitario para producir anticuerpos protectores. De esta manera, el organismo aprende a reconocer y a combatir el virus sin necesidad de exponerse al virus completo.

Como terapéutico y como plataforma para el desarrollo de vacunas, el ARN es especialmente interesante porque puede actuar directamente sobre el origen del problema a nivel molecular o proporcionar las instrucciones para que nuestras células produzcan un antígeno que active al sistema inmunitario (Figura 4). Además, puede desarrollarse mucho más rápido que los fármacos tradicionales.

Hoy en día, este conocimiento está siendo aprovechado por compañías farmacéuticas, las cuales están invirtiendo muchos recursos en el desarrollo y adquisición de tratamientos y vacunas de ARN (Figura 5). Esto se debe a que muchos especialistas consideran que estas tecnologías forman parte de una nueva generación de medicamentos con potencial para transformar la manera en que prevenimos y tratamos enfermedades.

Tipos de ARNs y cómo llegan a tu cuerpo

Existen diversos tipos de ARN que se utilizan tanto en terapias como en vacunas (Figura 6), y la elección de uno u otro depende de la función que se quiera lograr. Los oligonucleótidos llamados “antisentido” son moléculas de ARN muy pequeñas que se unen de manera complementaria a una secuencia de ARN más larga. Al hacerlo, modifican o bloquean su funcionamiento, impidiendo que cumpla su función normal.

Por otro lado, el llamado “ARN de interferencia” (RNAi) también utiliza pequeños fragmentos de ARN que reconocen secuencias específicas de otros ARN. Sin embargo, en lugar de solo bloquearlos, promueven su degradación. Otro tipo de ARN, generalmente un poco más grande que los anteriores, se llaman “aptámeros” y son aquellos que pueden unirse de manera específica a proteínas, para bloquearlas e inhibir su función. Finalmente, los “ARN mensajeros” (mRNA) y los “ARN circulares” (circRNA) consisten en secuencias largas y pueden emplearse para que las células produzcan proteínas [3].

Además, recientemente se aprobó el uso de CRISPR-Cas para uso clínico, una tecnología que también se basa en ARN y que está destinada a modificar el ADN mediante un ARN que dirige el sistema a secuencias específicas del genoma. A diferencia de las estrategias anteriores, su efecto no es temporal, sino permanente. Puedes leer más acerca de CRISPR-Cas en el número 35 de Biotecnología en Movimiento [ver lecturas recomendadas].

Pero ¿cómo llegan estas instrucciones genéticas hasta las células del cuerpo? El material genético que se utiliza en las terapias puede ser frágil y para cumplir su función, necesita llegar al lugar adecuado y entras en las células. Por eso, se han desarrollado distintos sistemas de entrega de genes, capaces de transportar material genético hasta las células donde se necesita (Figura 7). Entre ellos sen encuentran los sistemas virales, que utilizan virus modificados para que sean seguros y funcionen como vehículos de material genético. Algunos, como los adenovirus los virus adenoasociados (VAA), pueden transportar ADN hasta las células. Una vez dentro, ese ADN puede utilizarse como plantilla para producir el ARN y, posteriormente, la proteína que se busca obtener. También existen sistemas no virales, diseñados artificialmente para transportar material genético y facilitar su entrada a las células. Dependiendo de la terapia, estos sistemas pueden entregar directamente ARN o, como ocurre con algunos vectores virales, ADN que contiene las instrucciones para producirlo.

Más allá de la terapia, ARN del campo a tu mesa

La tecnología del ARN también está expandiéndose hacia otros campos. Seguramente sabes que el cambio climático y el crecimiento poblacional están llevando a una disminución de los recursos naturales, lo que puede poner en riesgo nuestra forma de alimentarnos.

Desde hace tiempo existen métodos para conservar y mejorar semillas con características deseables, como la selección de semillas, las cruzas entre variedades y también técnicas más avanzadas, como la transgénesis, que consiste en introducir en una planta un gen de otra especie para darle una nueva característica, como resistencia a insectos.

Sin embargo, en el contexto de los retos actuales, como el cambio climático y la aparición rápida de nuevas plagas, estos métodos pueden no ser lo suficientemente rápidos o flexibles, ya que dependen de ciclos de reproducción largos, de la recombinación natural de rasgos y, en muchos casos, de procesos de selección que requieren varias generaciones para fijar una característica deseada en una población.

Los ARN pueden ofrecernos esa velocidad y flexibilidad. Por ejemplo, con RNAi y CRISPR-Cas se puede mejorar la resistencia de las plantas a infecciones y plagas, además de aumentar su productividad en condiciones adversas, sin alterar necesariamente sus propiedades agronómicas o nutricionales. ¡Increíble! Si quieres aprender más del RNAi, te invitamos a leer el número 8, de Biotecnología en Movimiento [ver lecturas recomendadas].

A diferencia de la transgénesis, RNAi y CRISPR-Cas pueden aplicarse sin incorporar genes de otras especies, lo que puede facilitar la aceptación de los productos agrícolas por parte de los consumidores y de las autoridades reguladoras [4]. En la Figura 8 te presentamos algunos productos basados en ARN que ya están disponibles en el mercado.

Ahora, explicamos un ejemplo de cómo se usa el ARN en agricultura. Para combatir al escarabajo de la papa, se desarrolló Calantha® [5], un biopesticida basado en RNAi. Su ingrediente activo se llama “ledprona”, un ARN de doble cadena (dsRNA) diseñado para silenciar un gen esencial del insecto. Se aplica como un aerosol líquido directamente sobre las hojas de la planta, sin necesidad de modificar genéticamente el cultivo, actuando como un escudo. Cuando el escarabajo come las hojas asperjadas, el ARN "apaga" un gen que el insecto necesita para vivir (Figura 9). Como resultado, deja de alimentarse y muere. Además, el ARN es una molécula natural que se degrada rápidamente en el ambiente y actúa principalmente sobre la plaga, por lo que afecta mucho menos a otros organismos respecto a los insecticidas tradicionales.

Además de su uso en agricultura, el ARN también se está aplicando en otras áreas, como los biosensores, que actúan como “detectores” muy pequeños que usan componentes biológicos (como ARN, proteínas o células) para reconocer una sustancia específica y emitir una señal cuando la encuentran [6].

En estos sistemas, el ARN funciona como una “llave” que solo encaja con una molécula específica, y cuando eso ocurre, el sensor puede generar una señal (luz, color o electricidad) que indica su presencia. Gracias a esto, los biosensores pueden detectar desde metales pesados y contaminantes en el ambiente, hasta la presencia de material genético de patógenos que afectan a las plantas. Por ejemplo, se ha desarrollado un biosensor basado en ARN para detectar el virus del cascabel del tabaco, un patógeno que infecta cultivos como papa, frijol, pimiento y alfalfa. En la papa puede causar la enfermedad conocida como “mancha anular corchosa”, mientras que en otros cultivos provoca síntomas como mosaicos, manchas y deformaciones que reducen la producción. Este biosensor contiene una molécula de ARN diseñada para reconocer específicamente el material genético del virus. Cuando ambos se unen, se genera una señal que confirma la presencia del patógeno, permitiendo un diagnóstico rápido y temprano antes de que los síntomas de la enfermedad sean evidentes.

El futuro de las tecnologías basadas en ARN aún está por escribirse

Estamos en un momento en el que las tecnologías basadas en ARN están empezando a usarse en muchos ámbitos, no solo en medicina, sino también en agricultura y en áreas que todavía están en etapas muy tempranas, como los biomateriales o las estructuras que se autoensamblan.

Las preguntas son ¿veremos en el futuro vacunas y terapias de ARN para muchas más enfermedades? ¿O incluso ARN usado para proteger cultivos?

Por ahora, todo indica que sus posibilidades son enormes, y que lo único que realmente las limita es lo que todavía podamos imaginar.

En el Instituto de Biotecnología de la UNAM se realiza investigación sobre el ARN con aplicaciones terapéuticas y agrícolas. En particular, el grupo del Dr. Sergio Alpuche desarrolla nuevos ARN terapéuticos que son encapsulados en vectores basados en partículas similares a virus (VLPs), con el objetivo de tratar enfermedades virales humanas para las cuales actualmente no existe una cura. Por otro lado, los grupos de los Doctores José Luis Reyes y Claudia Díaz Camino estudian cómo los ARN pueden regular mecanismos moleculares fundamentales en las plantas, para que estas puedan tener un mejor desarrollo y resistencia ante condiciones adversas.

Referencias

1. Xiao, H., Yang, X., Zhang, Y., Zhang, Z., Zhang, G., & Zhang, B. T. (2023). RNA-targeted small-molecule drug discoveries: a machine-learning perspective. RNA Biology, 20(1), 384–397. El artículo analiza cómo la inteligencia artificial y el aprendizaje automático pueden ayudar a descubrir fármacos que actúen sobre el ARN. Destaca su potencial terapéutico y los retos para predecir interacciones entre moléculas pequeñas y estructuras de ARN. https://doi.org/10.1080/15476286.2023.2223498
2. El Bakkouri Y, Linker X, Morizot A. (2026). The RNA revolution accelerates: Pharmaceutical and biotechnology giants invest billions in next-generation therapies, on AReNA. Este artículo nos cuenta cómo el mundo del ARN se está acelerando y nos explica las inversiones millonarias de los gigantes farmacéuticos y biotecnológicos, abarcando hasta los primeros meses de 2026. https://arenapole.ca/en/the-rna-revolution-accelerates-pharmaceutical-and-biotechnology-giants-invest-billions-in-next-generation-therapies/
3. Wang S, Weissman D, Dong Y. (2025). RNA chemistry and therapeutics. Nature Reviews Drug Discovery 24:828-851. Este artículo nos relata más acerca de los terapéuticos basados en ARN y resume métodos modernos para modificarlos químicamente, sus propiedades, aplicaciones y las oportunidades de desarrollo terapéutico en el futuro cercano. https://doi.org/10.1038/s41573-025-01237-x.
4. Díaz-Camino C y Kubli-García F. (2024). OGMs: biodiversidad, legislación y desafíos. Revista Obsidiana Digital, 7.https://www.obsidianadigital.mx/revistas/no-13-biotecnologia/ogms-biodiversidad-legislacion-y-desafios
5. Ag C. n.d. Calantha. Página oficial de Calantha, un pesticida ecológico contra el escarabajo de la papa. https://www.calanthaag.com
6. Xu W. (2025). Nucleic Acid Biosensors for Food Safety, p 425-472, Functional Nucleic Acids Detection in Food Safety. Este capítulo nos explica con detalle cómo funcionan los biosensores basados en ácidos nucleicos y sus ventajas de uso frente a otros tipos de sensores debido a su alta sensibilidad y selectividad. https://doi:10.1007/978-981-96-9603-1_18.

Lecturas recomendadas

1. Reynaud Garza, E.A. 2023. El futuro es hoy (Cuando el destino nos alcanzó). Biotecnología en Movimiento; 35(5). Este artículo explica cómo funciona la tecnología de CRISPR-Cas. https://biotecmov.ibt.unam.mx/numeros/35/5.html
2. Reyes Taboada, J.L. 2017. Entendiendo a aquellos que silencian información genética: los ARN pequeños. Biotecnología en Movimiento; 8(6):20-21. Este artículo explica la función de silenciamiento mediada por los ARN pequeños; en otras palabras, el RNAi. https://biotecmov.ibt.unam.mx/numeros/8/
3. Carnalla, A., Escobedo, S. y Ocampo, J. (2025). El Dr. Sahin y sus ayudantes. Biotecnología en Movimiento, núm. 41 (5). Este artículo explica mediante un cuento, cómo fue creada la vacuna de ARN contra el virus SARS-Cov2. https://biotecmov.ibt.unam.mx/numeros/41/5.html

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