Entradas etiquetadas como ‘biotecnología’

Teleinvasión biológica: imprimir seres vivos a distancia en otros mundos

El otro día adelanté que les contaría otra fantasía sobre teleinvasiones, palabra que designa una invasión alienígena a distancia sin que los invasores estén presentes en persona, o en lo que sea, sobre el terreno del planeta invadido.

Como les expliqué, un concepto hoy plausible es el de emplear máquinas teledirigidas; tan plausible que ya se utiliza para nuestras invasiones locales, mediante drones y otros aparatos controlados a distancia. Un paso más allá será recurrir a máquinas inteligentes capaces de tomar sus propias decisiones, no necesariamente más crueles e inhumanas que las de un comandante de carne y hueso, como demuestran las pruebas que es innecesario citar.

Pero imaginen lo siguiente, y explótenlo si les apetece para escribir una historia: la población mundial está siendo exterminada por un extraño y letal patógeno, cuyo análisis revela que no se trata de un microorganismo natural terrestre. Cuando los epidemiólogos rastrean el patrón de propagación en busca del foco inicial, encuentran que no se localiza en una zona densamente poblada, sino muy al contrario, en una región extremadamente remota, desde la cual el patógeno ha podido propagarse por la circulación atmosférica. Cuando una expedición llega al lugar, encuentra un artefacto de procedencia desconocida. Al estudiarlo, los científicos descubren que no es una nave, sino una fábrica automatizada: un sintetizador biológico que ha creado el agente invasor a partir de materias primas moleculares. Los expedicionarios destruyen el aparato, pero ya es demasiado tarde para la humanidad. Mientras, los seres que enviaron la máquina esperan a que se complete la limpieza de su nuevo hogar.

¿Pura fantasía? Hoy sí. Pero sepan que el primer prototipo de una máquina controlable a distancia y capaz de crear un patógeno a partir de componentes moleculares básicos ya existe. Se llama Convertidor de Digital a Biológico (DBC, en inglés), se ha descrito hace pocas semanas en la revista Nature Biotechnology, y se ha utilizado ya para fabricar un virus de la gripe A H1N1 y un virus que infecta a las bacterias llamado ΦX174.

Este es el aspecto del prototipo del DBC. Imagen de Craig Venter et al. / Nature Biotechnology.

Este es el aspecto del prototipo del DBC. Imagen de Craig Venter et al. / Nature Biotechnology.

El autor de este prodigio es el biólogo, empresario y millonario J. Craig Venter, en su día artífice del Proyecto Genoma Humano en su rama privada, y uno de los líderes mundiales en el campo de la biología sintética. Entre sus últimos logros figura, en marzo de 2016, la creación de una bacteria con el genoma artificial mínimo necesario para la vida, que conté aquí.

Venter lleva unos años trabajando en torno a la idea de lo que él mismo llama “teletransporte biológico”, aunque la denominación puede ser engañosa, dado que lo único que se transporta en este caso es la información. El DBC puede recibir a distancia, por internet o radio, una secuencia genética o la secuencia de aminoácidos de una proteína. Después la máquina imprime la molécula utilizando sus componentes básicos. Tampoco “imprimir” es quizá el término más adecuado, pero Venter lo emplea del mismo modo que hoy se usa para hablar de impresión en 3D. En lugar de cartuchos con tinta de colores, el DBC utiliza depósitos con los ladrillos del ADN: adenina (A), guanina (G), timina (T) y citosina (C).

El DBC es todavía un prototipo, una máquina formada por piezas sueltas. Pero funciona, y ya ha sido capaz de imprimir cadenas de ADN y ARN, proteínas y partículas virales. Y naturalmente, más allá del argumento fantástico de la teleinvasión biológica, todo esto tiene un propósito. Pero sobre el ruido de fondo del rasgado de vestiduras de los anticiencia, déjenme hundir una idea hacia el fondo: el primer propósito de la ciencia, y el único necesario para justificarla, es el conocimiento, porque el conocimiento es cultura.

Pero sí, hay aplicaciones prácticas. La idea que inspira la biología sintética es dominar la creación de la vida para obtener beneficios de una manera mejor que la actual, o que simplemente no son alcanzables de otro modo. Los microorganismos sintéticos pueden descontaminar el medio ambiente, fabricar energía o compuestos de interés, como medicamentos, alimentos, productos industriales o vacunas.

Volviendo al DBC, Venter imagina un futuro en el que estas máquinas estarán repartidas por el mundo para fabricar, por ejemplo, vacunas o fármacos. Ante una futura pandemia, y una vez que se logre obtener un remedio, no será necesario transportarlo a todas las zonas afectadas; bastará con transmitir las instrucciones a los DBC, y estos se encargarán de producirlo in situ.

Hasta aquí, tal vez algún lector biólogo replicará que los sintetizadores de oligonucleótidos existen desde hace décadas, aunque necesiten un operador humano para introducir las órdenes. Noten la diferencia, más allá de que antes se hablaba de “sintetizar” y hoy de “imprimir”: el DBC no solo crea cadenas cortas de ADN o ARN, sino genomas sencillos completos y proteínas, y los ensambla en partículas funcionales, todo ello sin que un humano esté presente. Pero el verdadero salto viene de las posibilidades futuras de esta tecnología cuando se conjuga con otros trabajos previos en biología sintética: concretamente, la posibilidad de imprimir microbios con genomas sintéticos diseñados a voluntad.

Venter es un tipo propenso a mirar de lejos que no se ha resistido a fantasear con la futura evolución de esta tecnología. Y uno de sus posibles usos, dice, sería producir microbios en Marte capaces de modificar el entorno para hacerlo más habitable para el ser humano; es lo que se conoce como terraformación, y es una posibilidad que Venter ya ha discutido con otro genio visionario embarcado en el proyecto de fundar una colonia marciana, Elon Musk.

Aquí entramos de nuevo en el terreno de la ciencia ficción, pero en una que no es teóricamente imposible. Venter quiere llegar a obtener una “célula receptora universal”, una bacteria vacía similar a la que él rellenó con un genoma artificial, pero que sea capaz de aceptar cualquier secuencia genética que se le quiera implantar para hacer lo que uno quiera que haga, o… convertirse en lo que uno quiera que se convierta. Incluso, tal vez, en un humano.

Sí, sí, un humano. Esta es la idea lanzada por George Church y Gary Ruvkun, biólogos sintéticos de la Universidad de Harvard. Church, Ruvkun y otros piensan que es ilusorio e inútil tratar de viajar a otras estrellas, y que en su lugar la expansión de la humanidad por el universo se llevará a cabo enviando bacterias cargadas con el genoma humano y utilizándolas después para imprimir humanos en el destino elegido.

Al fin y al cabo, una célula es lo que dice su genoma; una célula A puede transformarse en otra célula B si se le insertan los genes de la célula B. Y así, célula a celula, creciendo, dividiéndose y diferenciándose, una sola célula acaba creando un organismo humano completo. Esto ocurre en cada gestación. Pero también ha ocurrido a lo largo de nuestra evolución desde que éramos bacterias (o arqueas).

De hecho, si podría ocurrir, ¿cómo podemos saber que no ha ocurrido ya? Esta es la idea de Adam Steltzner, ingeniero jefe del rover marciano Curiosity en la NASA. “Puede que sea así como nosotros llegamos aquí”, dice Steltzner. ¿Y si nosotros, todos, la vida en la Tierra, fuéramos el producto de un DBC que alguien trajo aquí hace miles de millones de años?

Esta máquina puede funcionar durante 80 años sin apagarse jamás

¿Cuánto les duró su último teléfono móvil? ¿Su último ordenador? ¿Impresora, televisor, coche…? ¿Imaginan una máquina capaz de funcionar de forma continua sin un segundo de descanso durante más de 80 años, sin repuestos, con un mantenimiento sencillo y sin visitas al servicio técnico?

Imagen de Beth Scupham / Flickr / CC.

Imagen de Beth Scupham / Flickr / CC.

Cualquiera que alguna vez se haya sentido víctima de esa rápida obsolescencia –sea realmente programada o no– que sufren casi todas las máquinas presentes en nuestra vida debería balbucir de estupefacción ante la maravilla que guardamos en la jaula de huesos del pecho. Tal vez no suelan pensar en ello, pero su corazón no ha dejado de contraerse y expandirse a un ritmo preciso ni un solo momento en todos los años que han vivido.

Sí, es cierto que en una persona sana el resto de sus órganos también trabajan durante décadas. Pero a diferencia de otros, como el hígado o el riñón, el corazón es una máquina electromecánica, con partes móviles. Y todos los demás órganos dependen de este movimiento: si el corazón se detiene, aunque sea por un ratito, se acabó todo lo demás.

Hace unos tres meses, un análisis publicado en Nature sostenía que hay un límite máximo para la longevidad humana, y que ya lo hemos alcanzado: unos 115 años. Cuidado, no confundir longevidad con esperanza de vida. Esta última se refiere a la posibilidad de evitar la muerte por enfermedad u otro motivo mientras nuestro cuerpo aún podría seguir funcionando.

La longevidad planteada por los autores, de la Facultad de Medicina Albert Einstein de Nueva York, se refiere a la (posible) existencia de un límite biológico intrínseco que no puede romperse. Un cuerpo humano no puede vivir 150 años, del mismo modo que un nuevo récord de los 100 metros lisos arañará alguna centésima a la marca previa, pero un cuerpo humano no puede correr esa distancia en dos segundos (odio las metáforas deportivas, pero viene muy al pelo).

La longevidad máxima propuesta por los autores es un techo que no puede romperse simplemente progresando en la lucha contra la enfermedad y en los estándares de salud. Aunque ellos no lo ponían de este modo, en cierto modo seríamos víctimas de una obsolescencia programada, en nuestro caso genéticamente programada.

El artículo fue controvertido, ya que otros expertos en envejecimiento no están de acuerdo; al contrario que los autores, piensan que es demasiado pronto para fijarnos una fecha de caducidad, y que los avances científicos en este campo pueden ser hoy insospechados. Algunos de los críticos incluso afirmaban que el artículo no alcanzaba la categoría necesaria para haber sido aceptado por la revista Nature.

En el extremo opuesto al de los autores de este artículo se encuentran personajes como Aubrey de Grey, el gerontólogo británico que vive de afirmar que el ser humano alcanzará los mil años, y que el primer milenario del futuro ya está hoy caminando sobre la Tierra.

Ya he expresado antes mi opinión sobre las proclamas de De Grey, así que no voy a insistir en lo mismo, sino solo recordar un hecho inopinable: las Estrategias para la Senescencia Mínima por Ingeniería (SENS, en inglés), como De Grey denomina a su proyecto, aún no han logrado alargar la vida de ningún ser humano o animal. La propuesta de De Grey es actualmente tan indemostrable como irrefutable, lo que la deja en un limbo que muchos identificarían con la seudociencia. De Grey es un científico que no se gana la vida con lo que hace, sino con lo que dice que va a hacer.

La ciencia ficción nos deja imaginar cómo cualquiera de nuestras piezas defectuosas podría reemplazarse por una nueva gracias a la medicina regenerativa, hasta hacernos dudar de cuándo dejamos de ser nosotros mismos. Es la vieja paradoja del barco de Teseo (¿cuándo el barco de Teseo deja de ser el barco de Teseo a medida que se le van reemplazando piezas?), que la ficción ha explorado una y otra vez: en El mago de Oz, el Hombre de Hojalata era originalmente un humano que vio todo su cuerpo sustituido por piezas de metal… y que encontraba a su novia casada con el hombre construido con las partes del cuerpo que él perdió.

Claro que pasar de la ficción a la realidad puede ser no solo difícilmente viable, sino también espantoso; cada cierto tiempo resurge en los medios la historia del neurocirujano italiano que pretende llevar a cabo el primer trasplante de cabeza (o de cuerpo, según se mire), una propuesta increíble que nos recuerda otro hecho increíble, pero cierto: hay empresas de crionización que ofrecen a sus clientes la posibilidad de congelarse… solo la cabeza.

¿A dónde nos lleva todo esto? Tal vez a lo siguiente: antes de tratar de prolongar la vida más allá de lo que actualmente se nos presenta como un límite de longevidad, sea este límite quebrantable o no… ¿no sería más deseable alcanzar el ideal de que la esperanza de vida fuera una esperanza real para todos? Un cuerpo humano de 100 años de edad está esperando a ver cuál de sus órganos vitales es el primero en fallar. En lugar de suspirar por el hombre bicentenario, ¿y si pudiéramos evitar el fallo de un órgano vital cuando todos los demás aún están en perfecto funcionamiento?

Un ejemplo: de los millones de personas que cada año mueren por enfermedad cardiovascular, muchas de ellas sufren parada cardíaca. Otras sufren infartos de miocardio o cerebrales. Pero los infartos, provocados por un bloqueo arterial, pueden conducir también a un paro cardíaco, al cese de esa máquina aparentemente incesante. Estas muertes serían evitables si se pudiera mantener artificialmente el bombeo del corazón, pero lo normal es que la posibilidad de reiniciar esa máquina llegue demasiado tarde, cuando ya el daño en el resto del sistema es irreparable.

Un estudio publicado esta semana en la revista Science Translational Medicine describe una nueva tecnología que está muy cerca de evitar estas muertes. Investigadores de EEUU, Irlanda, Reino Unido y Alemania han creado una especie de funda robótica que envuelve el corazón y lo hace bombear artificialmente, sin perforarlo de ninguna manera ni entrar en contacto con la sangre, a diferencia de otros sistemas ya existentes. La funda está compuesta por músculos artificiales de silicona que se accionan por un sistema de aire comprimido, imitando el latido normal del corazón. Los investigadores lo han probado con corazones de cerdo y en animales vivos, con gran éxito.

Hoy los científicos tratan de reparar con células madre los daños en el corazón provocados por los infartos, lo que puede dar nueva vida al órgano de las personas que han sufrido daños en el músculo cardíaco. Incluso se apunta al objetivo final, aún lejano, de fabricar un corazón completo con células madre. Pero cuando un corazón se detiene, nada de esto sirve de mucho. Donde existe un órgano intacto, aunque incapaz de cumplir su función por sí mismo, una prótesis de bioingeniería como la del nuevo estudio podría permitir que una persona por lo demás sana pueda vivir muchos años más de lo que su corazón le permitiría.

Ya hay otros avances previos en esta misma línea. Naturalmente, desde el laboratorio hasta el hospital hay un larguísimo camino que no admite atajos. Pero este camino es genuinamente el de la ciencia de la prolongación de la vida: lograr que cumplir los 80 no sea un sueño inalcanzable para una gran parte de la humanidad. Lo de llegar a los 150, qué tal si lo dejamos para después. Y en cuanto a los mil años, hoy ni siquiera podemos saber si es ciencia ficción o solo fantasía, pero me vienen a la memoria las palabras de un personaje novelesco llevado al cine que vio pasar los siglos por delante de sus ojos:

To die,

To be really dead,

That must be glorious!

(Conde Drácula / Bela Lugosi)

Cuernos sintéticos de rino, ¿solución o simple negocio?

Hoy traigo una muestra de que no todos aquellos interesados en que los rinocerontes continúen existiendo dentro de 20 años están convencidos de que la actual prohibición del comercio internacional de cuernos sea lo mejor para lograrlo. Quienes sí lo piensan, como la Born Free Foundation (BFF) de la que hablé ayer, alegan razones cuyo resumen general viene a ser que la legalización podría elevar la demanda, y el riesgo de esta posibilidad aconseja no tocar el veto vigente desde 1977.

Un rinoceronte blanco en el Parque Nacional de Meru (Kenya). Imagen de J. Y.

Un rinoceronte blanco en el Parque Nacional de Meru (Kenya). Imagen de J. Y.

Pero ¿ha funcionado el veto? Este gráfico, publicado en Science en 2013, muestra de un vistazo la evolución de la caza furtiva de rinos de 2000 a 2012.

poaching

Organizaciones como BFF alegan que hasta 2007 el veto estaba cumpliendo su función, ya que el furtivismo contra los rinos se mantenía a niveles muy bajos. Y que el ascenso vertiginoso a partir de 2008 es un fenómeno esporádico no relacionado con la demanda tradicional, sino provocado por la repentina moda en Vietnam de adquirir polvo de cuerno de rinoceronte como capricho caro de los nuevos millonarios.

Pero si los datos son objetivos, las interpretaciones son libres. ¿Realmente fue el veto lo que mantuvo el furtivismo a raya hasta 2007? ¿O fue simplemente la ausencia de demanda, ya que China había retirado en 1992 el cuerno de rino su farmacopea tradicional a raíz de su entrada en el CITES? Sin duda, el surgimiento de una nueva oleada de demanda a partir de 2008 disparó la matanza de rinos a pesar del veto. Por este motivo, hay quienes piensan que no hay pruebas suficientes para evaluar los efectos del veto ni mucho menos su posible modificación.

Entre estos se cuenta la ONG británica Save the Rhino International (STRI), la mayor entidad dedicada específicamente a la conservación de los rinocerontes, y uno de cuyos principales promotores fue Douglas Adams, autor de La guía del autoestopista galáctico. Según me cuenta Cathy Dean, directora de STRI, Suráfrica emprendió un exhaustivo estudio de 18 meses a cargo de un comité de expertos, con vistas a la posible presentación de una propuesta de legalización del cuerno de rino en la reunión del CITES que se celebra estos días en Johannesburgo. Sin embargo, finalmente la moción no fue presentada. Por este motivo la pequeña Suazilandia, que planeaba votar a favor de la propuesta para poder vender su stock de cuernos, decidió en el último momento presentar la suya propia de manera precipitada.

“Suráfrica no ha publicado los resultados del comité”, dice Dean. “¿No sería útil para las partes del CITES, los 182 países, poder ver el informe del comité para poder tomar una decisión informada?”, se pregunta. La visión de STRI es que se trata de una cuestión compleja con múltiples variables, y que por tanto no se puede liquidar con ideas preconcebidas o eslogans. “En SRTI aún no tenemos una postura definitiva sobre si legalizar el comercio internacional de cuerno de rino ayudaría a asegurar la supervivencia a largo plazo de las especies de rinos, o si aceleraría su extinción”, concluye Dean. “Creemos que no hay suficientes pruebas disponibles para formarnos una opinión clara”.

Dean confiesa no saber si realmente la legalización elevaría la demanda, una postura mucho más juiciosa que la de quienes afirman tajantemente que sí. Hoy por hoy, lo único que sabemos es que la demanda ha aumentado sin la legalización. Por ello, Dean considera que como mínimo el veto no es una varita mágica, y que la batalla deberá continuar en todos los campos donde se libra actualmente, desde la sabana hasta las calles de Vietnam.

En esta lucha se ha abierto recientemente un nuevo frente. Un puñado de compañías biotecnológicas han anunciado que pronto comenzarán a fabricar cuerno de rino artificial mediante nuevas tecnologías de bioimpresión en 3D. Cuando empresas como Pembient o Rhinoceros Horn anunciaron sus planes de poner a la venta este producto, muchos palidecieron, ya que este material abre un agujero legal no cubierto por el CITES (nota: las resoluciones del CITES afectan únicamente al comercio internacional, mientras que cada país es libre para legislar sobre el comercio interior).

La gran mayoría de las ONG, incluyendo BFF y STRI, se han manifestado en contra de la comercialización de este producto. No todas: Traffic, que lucha contra el comercio internacional de especies, fue más cauta al sugerir que esta vía no debería descartarse directamente sin un análisis más profundo.

No por casualidad, Matthew Markus, CEO de Pembient, está presente estos días en la reunión del CITES en Johannesburgo, según contó Business Insider. Pero la legitimidad de la aspiración de Markus de poner a la venta un producto que no es ilegal se tambalea con sus declaraciones. El empresario dijo a BI que reducir la demanda de cuerno “no sería ético”, ya que “estas prácticas se basan en miles de años de tradición cultural; son mucho más viejas que Acción de Gracias”.

Lo cual es un engaño deliberado, ya que Markus sin duda debe conocer que la nueva demanda vietnamita no guarda absolutamente ninguna relación con la medicina tradicional china, sino que es una moda de nuevos ricos nacida del rumor según el cual un expolítico de aquel país se había curado el cáncer tomando polvo de cuerno. Como he mencionado más arriba, el cuerno de rino ya no está presente en el recetario oficial publicado por la Administración Estatal de la Medicina Tradicional China. Las palabras de Markus revelan su lógico deseo de una demanda potente, escudado en un argumento falaz.

Por otra parte, y si la apertura al comercio de cuerno natural podría legitimar el producto ante sus consumidores (como me decía la portavoz de BFF), mucho más aún lo haría la puesta a la venta de un sucedáneo sintético. Mientras organizaciones como WildAid se empeñan en la ardua labor de convencer al público en el sureste asiático de que el cuerno de rinoceronte no tiene absolutamente ninguna propiedad terapéutica, psicotrópica ni afrodisíaca (su composición es la misma que la del pelo y las uñas), el efecto que tendría la venta de un sustituto artificial puede resumirse en una frase al estilo de eso que últimamente viene llamándose cuñadismo, pero en versión vietnamita: “¿Lo ves? Si no sirviera para nada, ¿crees que lo venderían los americanos?”.

Gracias a India por avanzar en la vacuna del zika

¿Verdad que hay ocasiones en que a uno le entran ganas de gritarle a la radio? El otro día escuché en una emisora a una doctora, presunta experta cualificada para hablar del virus del Zika, a quien le preguntaban sobre posibles vacunas. Respondía que tardaríamos años en tenerlas. Y cuando la presentadora le hacía notar que ya tenemos vacunas contra el ébola en ensayos clínicos, la doctora replicaba que este era “un caso único en la historia”, pero que lo normal es tener que esperar años para el desarrollo de una vacuna.

No es que uno tenga el menor interés en hacerse el listo que todo lo sabe (en esto nadie puede superar a mi vecino de blog Alfred); el problema del error de esta *experta* es que transmite una idea equivocada que puede dar lugar a una grave desinformación, la de pensar que la biotecnología puede sacar conejos de la chistera, aunque sea en casos raros. Y por tanto puede dar pie a pensar que, cuando no el conejo no sale, es debido a una u otra de las conspiranoias favoritas de cada cual. No: las vacunas contra el ébola actualmente en pruebas no han sido un caso único en la historia, sino que son fruto de un proceso anterior que al parecer la doctora ignoraba.

Imagen de Bharat Biotech.

Imagen de Bharat Biotech.

Debo insistir una vez más en algo que ya he contado aquí varias veces: si hoy tenemos dos vacunas candidatas contra el ébola en ensayos clínicos, y un cóctel de anticuerpos humanizados que ha funcionado con éxito en varios casos, no es porque nadie sacara conejos de la chistera a raíz de la epidemia de 2014, sino gracias a que alguien ya había hecho los deberes con antelación, cuando el ébola aún no interesaba a nadie. Tanto las vacunas como el suero ya existían antes de 2014, cuando “ébola” era una palabra absolutamente desconocida para casi todo el mundo. Y a quienes debemos dar las gracias es a Canadá y Estados Unidos.

Tras los atentados del 11-S (año 2001), el gobierno canadiense puso en marcha una iniciativa llamada CRTI, destinada a investigar la defensa contra armas nucleares, biológicas y químicas. En el marco de la CRTI, Canadá invirtió siete millones de dólares para desarrollar soluciones contra la amenaza del ébola, incluso cuando los expertos aseguraban que este virus no entrañaba riesgo como arma biológica. Y de aquel proyecto nació, en colaboración con el gobierno de EEUU, el suero ZMapp , que ya se estaba ensayando en monos en 2012 y que después salvaría la vida de la enfermera Teresa Romero. Y de aquel proyecto nació también la vacuna VSV-ZEBOV, que se patentó en 2004, y que se probó en monos en 2005.

En resumen, el de las vacunas del ébola no es un caso único en la historia. No hay magia: si sale un conejo de una chistera, es porque el conejo ya estaba antes dentro de la chistera.

Pero resulta que en esta ocasión también vamos a tener suerte, porque ahora nos hemos enterado de que alguien ya metió el conejo en la chistera cuando la palabra “zika” podía sonar para la mayoría, todo lo más, a un tipo de baile de gimnasio. Y en este caso a quien debemos dar las gracias es a una compañía biotecnológica india llamada Bharat Biotech.

Imagen de Bharat Biotech.

Imagen de Bharat Biotech.

Según fuentes de la propia compañía, Bharat comenzó a desarrollar vacunas contra el zika hace un año, aprovechando su trabajo previo en inmunizaciones contra otras enfermedades transmitidas por el mismo mosquito tales como el dengue y el chikunguña. Como fruto de este proyecto, la compañía ya dispone de dos formulaciones en proceso de patente bajo el nombre de ZIKAVAC, una vacuna recombinante (producida por ingeniería genética para imitar la fachada exterior del virus) y otra que emplea partículas víricas inactivadas. Esta última, siempre según Bharat, ya está en fase de ensayos preclínicos, lo que significa que la están probando en animales.

Naturalmente otras compañías, sobre todo las grandes multinacionales, ya han puesto a funcionar su maquinaria en la carrera hacia la vacuna del zika. Pero Bharat Biotech merece agradecimiento por haber sido la primera en emprender un proyecto arriesgado que ha resultado visionario. Que tengan suerte, por el bien de todos.

Un ordenador predice que el ébola podría tratarse con… ibuprofeno

Puede parecer una broma, pero no lo es. El ibuprofeno, ese familiar antiinflamatorio, analgésico y antipirético que coge polvo en el fondo de armario de cualquier botiquín, ese que damos a nuestros niños desde la cuna (Dalsy), y ese sobre el que la Agencia Europea del Medicamento alertaba el mes pasado de que a altas dosis puede provocar problemas cardiovasculares, podría servir como prevención y tratamiento del ébola.

Modelo en 3D de un filovirus, la familia del ébola. Imagen de Nilses / Wikipedia.

Modelo en 3D de un filovirus, la familia del ébola. Imagen de Nilses / Wikipedia.

En realidad no se trata de ninguna propuesta estrambótica, sino del resultado de una práctica muy común en la investigación biomédica. El desarrollo de nuevos fármacos es un proceso largo, costoso e incierto. Cuando se trata de enfermedades de difícil tratamiento o de emergencias de salud pública, a menudo este horizonte es demasiado lejano. Actualmente se está administrando en Sierra Leona el TKM-Ebola, un sofisticado medicamento que ha demostrado resultados espectaculares en los ensayos preclínicos con monos. Pero hasta que este fármaco u otros confirmen su eficacia de acuerdo a los protocolos y superen todos los filtros necesarios, es posible tirar de otra solución más rápida y barata. La idea es: ya tenemos infinidad de medicamentos; probemos si alguno sirve.

Con este fin, los investigadores emplean un procedimiento llamado in silico. Si in vivo es en humanos o animales e in vitro es en placa, in silico no es ni más ni menos que en las tripas de un ordenador. Es decir, una simulación. Se trata de introducir una batería de fármacos en un modelo y comprobar si el ordenador predice interacciones entre algún medicamento y el patógeno de interés que pudieran ser útiles en la práctica. En realidad, el sistema informático mejora y amplía algo que antes los bioquímicos hacían in cerebro, predecir interacciones basándose en la estructura de las moléculas.

Una de las aplicaciones de los estudios in silico es el screening virtual de posibles candidatos terapéuticos. Frente al rastreo (screening) “real” de miles de moléculas posibles, que requiere el uso de materiales costosos, mucho tiempo y laboratorios robotizados, el screening virtual in silico ofrece una opción mucho más barata y rápida para seleccionar moléculas de diseño o fármacos ya conocidos que puedan ejercer efectos terapéuticos contra otras enfermedades ajenas a sus usos habituales. Y funciona: algunos posibles agentes antitumorales se han identificado de esta manera, y se han publicado tasas de éxito del 50%; es decir, que la mitad de las interacciones provechosas pronosticadas por el modelo se confirmaban después en los experimentos reales.

Como ejemplo, el Programa de Terapias Experimentales del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) tiene una librería (término mal traducido del inglés library, pero de uso habitual) de unos 50.000 compuestos. En un estudio del que hoy hablan algunos medios, el equipo de María Blasco ha identificado dos moléculas que muestran actividad antitumoral bloqueando una proteína implicada en la inmortalidad de las células cancerosas. Para encontrar estos dos compuestos, en este caso los investigadores hicieron un screening “real”, conocido como high-throughput screening, con 640 moléculas representativas de las 50.000 de la librería. Pero examinar 640 compuestos ya es toda una proeza cuando se trata de rastreos experimentales que requieren trabajo de laboratorio; en cambio, el procedimiento in silico permite ensayar miles de moléculas virtualmente sin tocar una pipeta.

Por supuesto que toda posible actividad identificada in silico debe después confirmarse in vitro e in vivo si se trata de que una molécula candidata se convierta en un medicamento. Pero como primer paso, los experimentos in silico ofrecen una manera conveniente de restringir el foco a unos cuantos compuestos de interés seleccionados de librerías muy amplias.

En el caso del ébola, antes del estudio in silico que vengo a contar se han hecho screenings in vitro, con células en cultivo, e in vivo, con ratones. De esta manera se entresacaron más de 100 moléculas activas contra el virus del Ébola; entre ellas la cloroquina, el más clásico de los tratamientos modernos contra la malaria. La acción de la cloroquina ha sido después confirmada por otros estudios.

Al mismo tiempo, un equipo de investigadores de Europa, EE. UU. y Canadá, dirigido por Veljko Veljkovic, del Instituto de Ciencias Nucleares Vinča de la Universidad de Belgrado (Serbia), ha emprendido un amplio screening virtual in silico con 6.438 compuestos del DrugBank, una base de datos de fármacos perteneciente a la Universidad de Alberta (Canadá). A partir de esta librería, los científicos seleccionaron 267 medicamentos aprobados y otros 382 experimentales como posibles tratamientos contra el ébola. Entre ellos se encuentran 15 fármacos contra la malaria y 32 antibióticos.

Es importante aclarar algo obvio: el ébola es un virus. Esto implica que ni los medicamentos contra los parásitos como el de la malaria, ni los antibióticos, que solo actúan contra las bacterias, son en principio adecuados para tratar una enfermedad vírica. Pero como ya he explicado, se trata precisamente de descubrir actividades que no podrían sospecharse de acuerdo a la naturaleza de los fármacos. El hecho de que un compuesto sea capaz de inhibir la infección por un virus depende en muchos casos de que pueda unirse a una molécula que el patógeno emplea para entrar en la célula, y por tanto bloquearla. Estas interacciones entre moléculas son como los encajes entre las piezas de un Lego en el que hay infinidad de conexiones de formas distintas. Y a veces, pueden conectarse dos piezas que en principio no estaban pensadas para unirse entre sí.

Ahora, en un nuevo estudio, el equipo de Veljkovic se ha centrado en esos 267+382 compuestos identificados anteriormente. Y de todos ellos, los modelos de simulación empleados han identificado el mejor candidato: el viejo y buen ibuprofeno. “Barato, ampliamente accesible y mínimamente tóxico”, como lo definen los autores. “Tomados en conjunto, estos datos indican que el ibuprofeno podría usarse con seguridad en dosis sin prescripción en pacientes de ébola, con posibles efectos antivirales, así como para aliviar los síntomas”, escriben los investigadores. El modelo predice para el ibuprofeno una actividad contra el virus en el mismo orden que la cloroquina, ya verificada con el virus real, por lo que Veljkovic y sus colaboradores recomiendan ensayos in vitro e in vivo.

Gracias a sus modelos, los investigadores han podido concretar el posible mecanismo de acción del ibuprofeno contra el ébola. Según explican en su estudio, publicado en la revista digital F1000Research y aún pendiente de la obligatoria revisión, el ibuprofeno podría unirse a una proteína del virus llamada GP1, que el patógeno emplea normalmente para anclarse a un tipo de moléculas llamadas EMILINs presentes en el andamiaje de los vasos sanguíneos. Según el modelo, el ibuprofeno bloquearía la GP1 del virus, impidiendo así la infección.

Se abre el debate: por primera vez corrigen genes en un embrión humano

Acaba de producirse uno de esos hitos de la biotecnología que solo se cuentan a razón de uno por década, o así, pero que en sus repercusiones teóricas podría situarse a la altura de los antibióticos o de las vacunas. Teóricas, porque difícilmente va a aplicarse en un plazo que podamos prever: a fecha de hoy, si un científico occidental lo hiciera, sería reprobado dentro y fuera de su profesión, y en algunos países podría acabar en la cárcel. Pero China, como sabemos, no se distingue precisamente por su liderazgo ético en el mundo, y muchas cuestiones que en occidente plantean debates morales allí solo significan retos técnicos.

Fertilización in vitro de un óvulo humano. Imagen de Eugene Ermolovich (CRMI) / Wikipedia.

Fertilización in vitro de un óvulo humano. Imagen de Eugene Ermolovich (CRMI) / Wikipedia.

Ante todo, una aclaración esencial: los investigadores chinos no han descubierto nada, y su experimento está a años luz de poder calificarse como éxito. Así pues, si no hay hallazgo revolucionario, si los resultados son mediocres, y si además todo el asunto es éticamente discutible, ¿cómo puede tratarse de algo equiparable a los antibióticos o a las vacunas? La respuesta es que, si un oportuno debate concluyera en la aprobación pública de estos procedimientos, y estos pudieran perfeccionarse para garantizar una eficacia y una limpieza a la altura de los estándares clínicos, desaparecerían del mundo todas aquellas enfermedades congénitas hereditarias cuyos genes responsables han podido identificarse; es decir, la mayoría de lo que conocemos como enfermedades raras.

El término clave es edición genómica embrionaria. Es decir, cortar los genes defectuosos en un embrión y reemplazarlos por versiones sanas. Se trata de un procedimiento de corta-pega molecular, no muy lejano en su concepto a lo que hacían los montadores de cine cuando las películas se rodaban en película. Para aplicarlo a algo tan pequeño como una cadena de ADN, es necesario disponer de unas tijeras infinitamente pequeñas y precisas.

Durante décadas, los biólogos moleculares han utilizado distintos sistemas para corta-pegar genes. La biotecnología nació gracias al descubrimiento de las enzimas de restricción, proteínas que las bacterias emplean como sistemas de defensa frente a virus y que son capaces de reconocer y cortar secuencias específicas de ADN. Hoy se comercializan más de 600 enzimas de restricción distintas, que en los laboratorios se emplean como herramientas de rutina para elaborar construcciones genéticas a voluntad con la contribución de un segundo tipo de elementos: las ligasas, que pegan los bordes cortados. A las enzimas de restricción se han ido sumando otros sistemas más sofisticados como las llamadas nucleasas de dedos de cinc, enzimas artificiales que pueden diseñarse para reconocer y cortar secuencias específicas con mayor precisión que los sistemas bacterianos naturales.

A finales del siglo XX, cuando las nuevas tecnologías facilitaron la secuenciación de genomas a granel, los científicos se dieron cuenta de que muchas bacterias poseían unas extrañas marcas comunes en su ADN: cinco fragmentos repetidos de 29 bases (las letras del ADN), separados por espaciadores de 32 bases y secuencia variable. O sea, y haciendo un símil con un sándwich: pan – queso – pan – chorizo – pan – jamón – pan – mortadela – pan. Los investigadores no tenían la menor idea de qué significaban, pero en 2002 se les puso un nombre: CRISPR, siglas en inglés de Repeticiones Palindrómicas Cortas Agrupadas y Regularmente Espaciadas; una denominación puramente descriptiva sin ninguna alusión a una función que por entonces era desconocida.

Por abreviar, más tarde se descubrió que los espaciadores variables –el relleno entre cada dos panes– son secuencias de ADN de virus que atacan a las bacterias, fragmentos que estas atrapan de sus invasores para guardar de ellos una especie de huella dactilar que les ayude a reconocerlos y combatirlos en el futuro. Es decir: cuando una bacteria sufre la agresión de un virus, corta pedazos de su ADN y los archiva en sus CRISPR. Más adelante, si el mismo virus ataca de nuevo, unas enzimas llamadas Cas que trabajan en equipo con los CRISPR se encargarán de reconocer estas huellas para cortar esas secuencias y neutralizar así al invasor.

Como ocurrió antes con las enzimas de restricción, de inmediato los biólogos reconocieron el enorme potencial del sistema CRISPR/Cas9 para construir y modificar secuencias genéticas a voluntad, y en solo unos años este campo se ha convertido en uno de los más calientes y prometedores de toda la biología experimental. Desde la ciencia básica hasta la terapia genética, desde la mejora de cosechas a la clonación de mamuts, las aplicaciones de CRISPR/Cas9 son tan incontables que el hallazgo podría valer un Nobel, tal como en 1978 se premió a los descubridores de las enzimas de restricción.

Llegamos así a lo nuevo. Investigadores de la Universidad Sun Yat-sen de Guangzhou (China) han sido los primeros en atreverse a aplicar el sistema CRISPR/Cas9 para editar genes en un embrión humano, una utilidad que ya muchos habían vaticinado pero sobre la que aún no existe un consenso ético. Es imprescindible subrayar, con triple subrayado, que los científicos chinos han empleado embriones NO viables con tres juegos de cromosomas en lugar de los dos normales. Estos embriones triploides se producen durante la fertilización in vitro cuando un óvulo queda fecundado por dos espermatozoides. Recordemos que la presencia de un solo cromosoma de más ocasiona graves alteraciones, como sucede en el síndrome de Down. Un embrión con un triple juego de cromosomas no es de ninguna manera viable.

Para ensayar la edición genómica, los investigadores eligieron el gen de la β-globina (HBB), cuyo producto es una proteína de la hemoglobina cuyas alteraciones causan enfermedades como la anemia falciforme o la beta-talasemia. Pero como ya he señalado al comienzo, no se puede decir que el experimento haya sido un éxito. El sistema CRISPR/Cas9 logró extraer quirúrgicamente el gen HBB en aproximadamente la mitad de los embriones supervivientes analizados, pero solo en pocos casos consiguió reparar la brecha con la secuencia de reemplazo. Aún peor, los científicos observaron que en varios casos la enzima cortó donde no debía y que algunas de las brechas se rellenaron empleando erróneamente otro gen parecido como modelo, el de la delta-globina (HBD), causando mutaciones aberrantes.

En resumen, un pequeño desastre. El propio director del estudio, Junjiu Huang, reconoció a Nature News que no prosiguieron más allá porque el sistema “todavía es demasiado inmaduro”. “Si quieres hacerlo en embriones normales, necesitas acercarte al 100%”, dijo Huang. El investigador asegura que su estudio fue rechazado por Nature y Science debido al conflicto ético que plantea, pero lo cierto es que la calidad de los resultados conseguidos difícilmente superaría los exigentes filtros de estas revistas.

En su lugar, el trabajo se ha publicado en la revista Protein & Cell, de índice de impacto más discreto. Pero no cabe duda de que el impacto del estudio será mucho mayor de lo que merecerían los logros aportados, y que su eco se extenderá mucho más allá de las paredes de los laboratorios. Como suele decirse vulgarmente, el experimento de los investigadores chinos ha abierto un melón, y ahora habrá que discutir sobre qué hacer con él.