¿Primera bacteria artificial?

Sucedió en el año 2010. Craig Venter asombró a la comunidad científica cuando anunció que había sintetizado, mediante métodos exclusivamente químicos, el genoma de la bacteria Mycoplasma mycoides, y que lo había introducido en una célula bacteriana, a la que previamente había destruido su ADN: en resumen, el investigador había creado, por primera vez, una bacteria que contiene un genoma sintético. La célula artificial, idéntica a una natural, ha experimentado más de mil millones de replicaciones, por lo que puede asegurarse, sin la menor duda, que la técnica funciona, y sirve para generar bacterias a partir de una secuencia genética guardada en un ordenador. Ensamblar un genoma de un millón de bases, o letras de ADN (a efectos de comparación señalo que la Biblia contiene tres millones de letras), es un hito tecnológico que parecía imposible hace unos años. Constituye la prueba de que pueden crearse bacterias con genomas enteramente artificiales y, por lo tanto, inicia una nueva tecnología para el diseño de organismos a nuestro antojo. Aunque el futuro se presenta apasionante, debemos matizar nuestro optimismo, porque no debemos olvidar que esta técnica plantea dudas inquietantes, ¿cuáles serán los efectos de las bacterias artificiales en el medio ambiente?, ¿y en la salud humana?; además, deja abierta una cuestión fundamental, la referente a la ética de la modificación del genoma humano.

Hasta el siglo XIX, los químicos libraron un duro debate: unos defendían, con argumentos contundentes, que únicamente los seres vivos podían producir materia orgánica; otros apuntaban que la incapacidad para obtener las sustancias orgánicas a partir de precursores minerales se debía a la dificultad de su síntesis. En 1828, Friedrich Wöhler obtuvo urea, un compuesto orgánico, partiendo de sustancias inorgánicas: debate zanjado. Volvemos al 2010, algunos eruditos consideran que la vida es esencialmente diferente de la materia inanimada. ¿Ya se ha conseguido fabricar vida artificial para concluir la polémica? No… por ahora; pero esta nueva tecnología deja claro que no hay ninguna objeción para crearla y que, por lo tanto, hacerlo puede considerarse un problema meramente técnico.

Una última consideración: la creación de la bacteria sintética ha costado a su autor quince años de trabajo y cuarenta millones de dólares, que espera recuperar. ¿Cómo? Craig Venter ha declarado que pretende diseñar bacterias que produzcan combustible a partir de la energía solar y del dióxido de carbono atmosférico, o que limpien las aguas contaminadas, o que produzcan vacunas. Estos son sus principales objetivos hoy… mañana, ¿quién sabe?

Andre Geim no era tan iluso

En el año 2000, como todos los años, se concedió en la Universidad de Harvard el IgNobel, un premio burlón que reconoce los estudios científicos más absurdos, insólitos y sin sentido. ¿Qué peregrina idea habían valorado los jueces ese año? Conseguir que una rana viva levitara por efecto de las fuerzas magnéticas. ¡Nada menos! Antes de esbozar una sonrisa despectiva continúe leyendo el apresurado lector. El científico galardonado en aquella lejana ocasión era Andre Geim, el mismo flamante ganador del Nobel de Física en el 2010. ¿Será posible? ¿En qué había invertido su tiempo, esta vez, nuestro hombre? Cambió ranas por grafito, el componente de las minas de los lápices, y, acompañado de Konstantin Novoselov, continuó con sus aparentemente absurdos experimentos; sólo que estos juegos les condujeron a aislar el grafeno una sustancia que podría revolucionar los dispositivos electrónicos y usarse en biotecnología o en paneles solares, y que, según sus más cuerdos colegas, no debía existir.

Imagine, el lector interesado, una hoja plana de un material que tiene un sólo átomo de espesor, súper resistente, altamente conductora, prácticamente transparente y capaz de revelar nuevos secretos de la física cuántica. Ese es el grafeno, el componente estructural del grafito, de los nanotubos de carbono (unos tubos microscópicos) y de los fullerenos (unas moléculas con forma de bola); en realidad, el grafito consta de una pila de un gran número de láminas de grafeno superpuestas.

Ahora que ya sabemos algo de la utilidad del grafeno y de la personalidad de sus descubridores, nos podemos preguntar por las características de la sustancia. Se puede considerar que es una molécula de carbono plana extremadamente extensa, el caso límite de los hidrocarburos aromáticos policíclicos, unos compuestos que se forman durante la combustión incompleta del carbón, petróleo, gasolina, basura, tabaco o, incluso, de la carne preparada en la parrilla. Sustancias candidatas a moléculas que intervinieron en el origen de la vida, los hidrocarburos aromáticos policíclicos, también son peligrosos cancerígenos; así de ambiguos se muestran los compuestos químicos, salvadores de vidas unas veces, ahí están los antibióticos para demostrarlo, y terribles asesinos otras, ahí están los venenos para convencernos. Como es lógico, esperamos que los beneficios del grafeno superen a sus perjuicios; pero un prudente escepticismo ante cualquier nuevo compuesto químico creemos que siempre es necesario.

¿Orugas vegetales?

Para obtener remedios a sus enfermedades, durante cientos de años los chinos han recurrido a los curanderos, quienes, aunque muchas veces usaban sustancias que no  afectaban a la salud, a veces acertaban, y sus preparados tenían valor terapéutico. Las orugas vegetales, uno de los ingredientes empleado con más abundancia en las recetas, han demostrado su inequívoca eficacia. Para evitar las suspicacias del escéptico lector que, comprensiblemente, considerará imposible que una oruga pueda considerarse vegetal, comienzo con una aseveración: los científicos ya han demostrado que las orugas vegetales no son gusanos, como creían antiguamente los chinos, sino hongos –Cordyceps sinensis- que se desarrollan en las orugas de unas polillas. La disculpable equivocación se debe a que las esporas de los hongos crecen en el interior de la oruga, e invaden su cuerpo reemplazando los tejidos del animal por los suyos; a continuación, brotan del cadáver y producen nuevas esporas que esparce el viento; después de esta macabra descripción nadie dudará, como es lógico, del óbito del diminuto animal.

Parásitos de insectos a los que matan, estos hongos, que abundan en China, puedan usarse para el control biológico de las plagas. No paran ahí las bondades de este género de hongos, también constituyen una buena fuente de medicamentos: la ciclosporina, un inmunosupresor que se usa profusamente en el trasplante de órganos, puede extraerse de unos parientes próximos (concretamente, de los Cordyceps subsessilis), y la cordicepina, de otros (de los Cordyceps sinensis). El primer estudio sobre este segundo fármaco no resultó alentador, porque si bien mostró que combate algunos tipos de cáncer, también verificó que se degradaba rápidamente en el organismo. Se abandonó la investigación a mitad del siglo XX, y no se retomó hasta el 2009, año en que un equipo de científicos, dirigido por Cornelia de Moor, observó los efectos de la cordicepina en las células: una dosis baja inhibe el crecimiento descontrolado y la división de las células cancerosas; y una dosis alta impide que las células se adhieran, lo que también evita su desarrollo. Los investigadores han descifrado que ambos efectos se deben, probablemente, a que la cordicepina interfiere con la producción celular de proteínas. Concluido su trabajo, los ilusionados biólogos han declarado que su investigación ayudará a mejorar la eficacia del fármaco para el tratamiento del cáncer. Lo deseamos.

El poder de los experimentos

Los físicos saben que su ciencia se basa en los experimentos. ¿Cuál es el más hermoso? Robert P. Crease se lo preguntó a los lectores de la revista Physics World, y The New York Times (24-9-2002) publicó los resultados. Los diez más valorados constituyen monumentos imperecederos al ingenio de sus diseñadores; pero mi preferencia se decanta por cinco de ellos, los que rebaten una idea preconcebida.

Aristóteles, el mayor sabio de la antigüedad, había asegurado que cuanto más pesado fuese un objeto más rápido caería. Galileo, en el  siglo XVI, dudó de esa creencia que se había mantenido durante dos mil años. Dejó caer, desde la torre de Pisa, dos objetos de diferente peso, y comprobó que llegaban al mismo tiempo al suelo. La observación, y no la autoridad, era el árbitro del conocimiento: la ciencia moderna comenzaba su andadura.

Aristóteles aseguraba también que la luz blanca era perfecta y los colores imperfecciones. Newton hizo que la luz solar pasase por un prisma transparente y advirtió que se descomponía en colores: los colores, y no la luz blanca, eran fundamentales; de nuevo la observación derrotaba a la autoridad en cuestiones científicas.

 Aristóteles, otra vez, afirmaba que el espacio recorrido por los cuerpos que caen era proporcional al tiempo que dura su caída. Galileo demostró el error; midió distancias y tiempos de bolas que caían por planos inclinados: el espacio era doblemente proporcional al tiempo.

Newton argumentó que la luz estaba formada por partículas; Young, en 1801, demostró que el -para algunos- mejor físico de la historia, también se equivocaba. Enfocó luz hacia dos rendijas paralelas y observó en la sombra, no dos franjas claras, sino un conjunto de franjas claras y oscuras: la luz mostraba la conducta de una onda.

Demócrito, en el primer milenio antes de Cristo, mencionó por primera vez a los átomos, que imaginaba como diminutas esferas macizas; así se incorporó la idea a la ciencia, hasta que Rutherford, en el 1911, lanzó unas partículas minúsculas contra una lámina metálica y observó que la mayor parte la atravesaba, pero unas pocas rebotaban: el átomo era una estructura vacía que contenía un diminuto núcleo en su interior.

Me gustan estos cinco experimentos porque muestran, de una manera irrebatible, que ni la autoridad, ni el prestigio, ni la tradición importan cuando se trata de valorar los conocimientos científicos: la experiencia es la madre de la ciencia. Así lo asegura un proverbio popular, ¡y bien dicho está!

Perros rastreadores de cánceres

     El lector profano probablemente ignore que la piel libera compuestos orgánicos volátiles. Sí conocían el fenómeno los expertos estadounidenses que tomaron muestras del gas emitido por células cancerosas de la piel, y después repitieron el proceso con células sanas; necesitaron usar una tecnología avanzada de análisis, pero hallaron diferencias en la composición química de ambos gases. El estudio, realizado con once personas con epitelioma y con once personas sanas, reveló que los enfermos presentaban concentraciones distintas de algunas sustancias químicas. Según Michelle Gallagher el descubrimiento ofrece la posibilidad de realizar pruebas de detección más baratas e indoloras, y permitirá detectar a tiempo el cáncer de piel.

    Una vez que se demostró que pueden diseñarse aparatos detectores de aromas para diagnosticar cáncer, ¿por qué no emplear animales? Después de todo, no debería existir gran diferencia entre un buen olfato canino y un artefacto detector de olores. Durante siglos, los expertos han estudiado si los perros pueden descubrir cánceres humanos; no se trata de una pretensión disparatada; porque si las células cancerosas emiten un olor que las células sanas no exhalan, los perros podrían detectarlo en la respiración o en una muestra de orina. Y eso hace un perro japonés entrenado por Yuji Satoh: posee la capacidad de detectar carcinomas humanos; no sólo él, unos investigadores norteamericanos publicaron, en la Revista Integrative Cancer Therapies, que habían adiestrado a cinco perros para que detectasen el cáncer de pulmón y de mama oliendo el aliento de los enfermos; y la importancia del descubrimiento, radica en que detectan la enfermedad en sus inicios. Escéptico lector, no te olvides que los perros no huelen el cáncer, pero sí los componentes que generan las células cancerosas de los individuos aquejados de la enfermedad, que no están presentes en el aliento de individuos sanos. Los canes adiestrados para detectar el cáncer, como si se tratara de una bomba o de narcóticos, sólo erraron en diez de las quinientas sesenta y cuatro identificaciones practicadas con alientos de enfermos de cáncer de pulmón; y se equivocaron en cuatro de las setecientas ocho veces que les dieron a oler muestras de pacientes sanos: una fiabilidad del noventa por ciento.

     Pastoreo, defensa, caza, compañía, detectores de drogas, acompañantes de ciegos y detectores de cánceres, la utilidad de los perros no deja de asombrarme. Querido lector, si alguna vez sentiste la tentación de abandonar un can, ¡piénsalo dos veces antes de hacerlo!