Tres hitos marcan los estudios en salud: la detección del ADN mediante PCR (1986), la secuenciación del genoma (1999) y la manipulación genética (CRISPR, 2015)
La revolución en la investigación sanitaria acaba de empezar. En 1976, cuando salió EL PAÍS por primera vez, habían pasado solo 24 años desde la descripción de la doble hélice del ADN (la estructura de la vida). Luego hubo que completar el conocimiento de esta cadena de la vida. Y hablar de cadena no es un símil. El ADN es una secuencia de letras químicas (a, c, g, t), una serie que hay que leer de tres en tres. Al hacerlo así, se deriva en otra cadena: la de las proteínas, que también es una secuencia de eslabones, pero, en este caso, de 20: los aminoácidos. Por ejemplo, si en el ADN se lee aaa, al traducir ese lenguaje al de la estructura de las proteínas se incorporará una lisina. Si pone ugg será un triptófano. Cuando es uau, se añadirá una tirosina. Las proteínas son, por tanto, cadenas de aminoácidos que son las máquinas de la naturaleza, con papeles estructurales.
Esta ciencia básica tuvo su primer impulso práctico en 1986, con el desarrollo por parte de Kary Mullis de una técnica que permite identificar y estudiar fragmentos de ADN. La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) no es, en el fondo, sino un microscopio biológico que amplifica el material genético en una muestra. Al haber más copias, se puede trabajar mejor con ella. Es un desarrollo básico, que, quizá por eso, ha permanecido ignorado por la mayoría de la población, pero es la clave de pruebas de detección, de desarrollo de medicamentos, biochips, vacunas y otros tratamientos.
Esto no quiere decir, por supuesto, que hasta entonces la investigación no avanzara. En 1976, por muy lejano que nos parezca, ya había un amplio conocimiento de los procesos biológicos, y los medicamentos fabricados en laboratorios ya estaban extendidos. Se realizaban trasplantes, se conocía la quimioterapia, los antibióticos, las vacunas. Pero la genética no estaba aún incorporada a la práctica clínica. Por ejemplo, 10 años después, en 1985, el programa de la especialidad de Bioquímica de las universidades españolas apenas incluía un semestre de genética.
El segundo paso para preparar la revolución genética fue la secuenciación del genoma humano. En 2000 se anunció la presentación del primer borrador, aunque no se publicó hasta 2001. Hubo dos a la vez, fruto de la competencia entre un consorcio público auspiciado por el Gobierno de Estados Unidos, y otro de la empresa Celera, dirigido por Craig Venter. Los primeros lo publicaron en Nature, y el segundo lo hizo en Science. Era la primera vez que se escribía toda la secuencia de los 3.000 millones de letras genéticas aagtcca… de un ser humano.
Pero con esta secuenciación no se tenía más que una lista, sin saber para qué servía. Lo que importa del genoma no es solo la secuencia de letras, sino cómo estas se asocian en genes, que cada uno dará lugar a una proteína. El trabajo no ha acabado. La primera sorpresa fue que los humanos solo tienen unos 25.000 genes, y que gran parte de la secuencia de letras no tiene utilidad conocida. Fue lo que se llamó ADN basura, que, después, se ha visto que no es tan inútil.
Primer paso
La frustración vino porque saber los genes es solo un primer paso. Más importante es conocer qué hacen las proteínas (la proteómica) o cómo se activan o desactivan los genes (la epigenómica). Este último proceso es muy relevante, porque todas las células tienen los mismos genes, pero lo que hace que una sea un cardiomiocito o una neurona es cuáles de ellos están en funcionamiento.
Y había otro problema: no sabíamos cómo manipular los genes. La idea básica de la medicina futura será que si una mutación hace que una célula, por ejemplo, de la médula funcione mal, se podrá cambiar esa secuencia genética por otra correcta. Pero eso no es fácil. De los primeros ensayos de terapia génica, los más famosos fueron los hechos con niños burbuja, personas con síndrome de inmunodeficiencia combinada severa, una patología causada por el mal funcionamiento de un gen que hace que el sistema inmunitario no funcione y los afectados tengan que vivir aislados en un entorno completamente aséptico.
Llegan resultados
Los primeros intentos de introducirles el gen correcto mediante un virus, en 2003, fueron suspendidos porque algunos pacientes desarrollaron leucemia. La causa fue que al alterar sus genes se activaban procesos oncogénicos. Ocho años después llegaron los primeros éxitos al cambiar la manera de modificar los genes, manipulando directamente células del afectado. Esta tecnología ya ha dado algunos resultados en enfermedades causadas por defectos en un solo gen (leucodistrofias, por ejemplo), pero cuando son patologías multifactoriales no se pueden aplicar.
Aquí entra el último paso de la revolución genética que se avecina: la tecnología CRISPR. Las llamadas tijeras genéticas permiten escoger dónde cortar el ADN y dónde introducir secuencias nuevas. La idea es obtener proteínas sanas, que llevarán a personas sanas. En 2015 se autorizaron los primeros ensayos en humanos. Como era de esperar, se trata de modificar los genes de 18 personas para que su sistema inmunitario ataque las células cancerosas. Esto no quiere decir que no haya otras áreas de innovación, pero las nuevas herramientas están a punto de dar resultados. La revolución llama a la puerta.
Por Emilio de Benito
El desafío del envejecimiento
Decode Genetics es el ejemplo de la esperanza puesta en la secuenciación del genoma humano. Fundada en 1996, la compañía fue declarada en bancarrota en 2008. Al principio, almacenaba información genética de la población de Islandia, donde nació. También ofreció diagnósticos genéticos. Analizando saliva del interesado, decía qué probabilidades tenía de desarrollar enfermedades como el alzhéimer. Pero el negocio no funcionó. En 2000, el coste de secuenciar un genoma era de 1.000 millones. Hoy está alrededor de los 1.000 euros.
Decode no miraba todo: buscaba los genes ya asociados a algunas enfermedades. Aunque había otro inconveniente. ¿De qué sirve saber que se tiene un 67% de riesgo de desarrollar alzhéimer si no se puede evitar? Aquí entran en juego los telómeros, unas proteínas en los extremos de los cromosomas, que son los paquetes de genes de las células. Tienen un efecto protector y se relacionan con la supervivencia. Con el tiempo, según las células se dividen los telómeros se acortan. La relación longitud de los telómeros-supervivencia está demostrada. Lo siguiente es aprender a cuidarlos.