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Ciencia: El ADN y la genética, cómo la ciencia cambió el presente y el futuro de la humanidad

Desde investigadores hasta aquellos que tratan con pacientes y sus enfermedades, un repaso sobre cómo la genética cambió (y aún lo hace) a la humanidad

Su nombre es ácido desoxirribonucleico, pero es más conocido como ADN. Imperceptible al ojo humano, esta sustancia es la responsable de que seamos lo que somos. Está presente en casi todo y define cada una de sus características. La ciencia que estudia y trabaja con él es la genética.


Pasaron menos de 100 años desde que, un 25 de abril de 1953, el biólogo James Watson y el físico Francis Crick publicaron un artículo donde presentaron la doble hélice del ADN, gracias a experimentos que había realizado la química Rosalind Elsie Franklin. Sin embargo, resumir estos casi 70 años puede resultar antojadizo, ya que esta ciencia, en escasos años, demostró que podrá cambiar el presente y futuro de la humanidad.


1 - Un hallazgo que cambiaría la historia de la humanidad, aunque con algo de polémica



El primer hito en la “ciencia del ADN” fue describir su estructura: dos cadenas que serpentean una entorno a la otra NIH


El primer paso en la “ciencia del ADN” fue describir su estructura: dos cadenas que serpentean una entorno a la otra. Actualmente señalada como la “doble hélice”. “Hace más de 50 años, Watson y Crick describieron la cadena de ADN y, mediante ella, pudieron explicar, básicamente, de qué estamos hechos los seres humanos y otras especies de seres vivos”, explicó Pablo Kalfayan, médico especialista en Clínica Médica y Genética Médica (MN 122.754) e integrante del Programa Nacional de Cáncer Familiar, Instituto Nacional del Cáncer, Ministerio de Salud de la Nación de la Argentina


“En el 1952, Rosalind Franklin fotografía, por primera vez, la fibra de ADN. Después Watson y Crick publican la doble hélice. Pero la historia de esta mujer, que trabajó mucho, quedó empañada porque algunos aseguran que le robaron el crédito. Algunos dicen que ella les mostró una fotografía en un pasillo y, como era algo que ellos estaban trabajando, le encontraron la lógica”, señaló la doctora Soledad Kleppe, médica especialista en Genética y Enfermedades Metabólicas en el Instituto Médico de Alta Complejidad del Hospital Italiano. “Por décadas se trató de dilucidar y no se alcanzó, pero tras esta publicación se conocieron las bases piramidales de la genética”, agregó.


En 1962, James Watson, Francis Crick y Maurice Wilkins, líder del laboratorio donde Rosalind Franklin se desempeñaba, recibieron el Premio Nobel de medicina. La mujer detrás de la imagen de rayos X que evidenció la doble hélice no fue reconocida, ya que en ese momento estos premios no eran otorgados de forma póstuma.


2- Con Dolly comenzó un cambio que hoy se cuenta por decenas



La oveja Dolly mostró que no solo la clonación era posible, sino que se trataba de un camino que tenía mucho por delante.


Para los “simples mortales” que no conocían el mundo del ADN, la clonación era un aspecto más cercano a una película de ciencia ficción que un hecho consumado. Sin embargo, Dolly mostró que no solo era posible, sino que se trataba de un camino que tenía mucho por delante. El 5 de julio de 1996, esta pequeña oveja saludaba al mundo y se posicionaba como el primer mamífero clonado a partir de una célula adulta.


Sus “creadores” fueron Ian Wilmut y Keith Campbell, del Instituto Roslin de Edimburgo (Escocia), quienes eligieron dar a conocer su existencia a 7 meses de su nacimiento. Fue madre de 6 crías y a 7 años de su nacimiento, fue sacrificada por una enfermedad progresiva pulmonar. Pese a que su vida puede ser considerada como fugaz, Dolly inició un camino que cambiaría el mundo.


Un ejemplo de esto es el proyecto que lideró el investigador del CONICET, Andrés Gambini, al producir los primeros embriones clones de cebras (algunas especies se encuentran amenazadas) utilizando óvulos de yegua (una especie que pertenece a la misma familia).


Esta tecnología ha permitido generar embriones, gestaciones y nacimientos, desde la oveja Dolly en 1996 a la actualidad, más de 20 especies de mamíferos fueron clonados”, explicó Gambini a Infobae, quien además es miembro del Departamento de Producción Animal de la Facultad de Agronomía de la UBA (FAUBA) y especialista en esta técnica. “La clonación de organismos es una forma artificial de reproducción asexual donde se logra producir individuos genéticamente idénticos y en la que no existe fecundación, es decir, no participan los espermatozoides en el proceso de generar las copias genéticas”, destacó.


"La clonación mediante transferencia del ADN de células es una biotecnología con grandes posibilidades al permitir el mantenimiento de la biodiversidad”, indicó Gambini

En palabras del experto, esta técnica cuenta con varias líneas de aplicación, siendo que una de ellas está orientada a la conservación de especies en peligro de extinción. “La clonación mediante transferencia del ADN de células es una biotecnología con grandes posibilidades al permitir el mantenimiento de la biodiversidad mediante la recuperación de especies, la reprogramación nuclear para la producción de células madre y el estudio relacionado con el desarrollo embrionario”, indicó el experto.


En tanto, Hernán Dopazo, doctor en Ciencias Biológicas, investigador Independiente del CONICET y director Científico de Biocódices, señaló: “Hoy lo que hacemos con la clonación y todas las posibilidades que nacen de ella ‘provienen’ de Dolly. Células madres, des-diferenciación de cualquier célula y la producción de células es parte de todo el derrotero que llegó por ella”.


Dolly fue la primera clonación de mamíferos, pero antes se habían clonado organismos menores, como bacterias. Dolly no se hizo de células embrionarias, sino de un ADN que ya estaba diferenciado, aunque con toda información. En este caso, se pudieron las características del desarrollo y se volvió a usar ese código. Es decir que el ADN volvió a funcionar ‘de cero’ y crearon un ser vivo con la misma información”, resumió Kleppe.


3- PCR: una técnica que cambió los diagnósticos



La pandemia puso las siglas PCR en la boca de cientos de millones de personas EFE/Brais Lorenzo/Archivo

La pandemia puso las siglas PCR en la boca de cientos de millones de personas. Sin embargo, pocos saben de su origen o cuánto tuvo que ver la genética en su evolución. Su nombre real es ‘Reacción en Cadena de la Polimerasa’ y se trata de un método de diagnóstico que permite detectar un fragmento del material genético de un patógeno.


Hoy, prácticamente, no podríamos hacer nada sin PCR, que permite multiplicar ADN gracias a una enzimas que se descubrieron y que son las polimerasas. Es un gran descubrimiento, pero claramente también es una herramienta fundamental para la biología, los laboratorios y la medicina en general”, aseguró Dopazo. “La PCR te permite detectar una enfermedad genética, como son las enfermedades mendelianas (NdeR: conocidas por ese nombre por transmitirse de forma hereditaria a la descendencia según las leyes de Gregor Mendel, hay unas 6 mil de esta clase)”, agregó.


En ese sentido, el científico explicó que, en la actualidad, se analizan “parejas para saber si la combinación entre ellos no darán hijos con enfermedades que pueden prevenirse genéticamente. Para detectar al embrión que no tiene estas enfermedades sirven la PCR y el método de (Frederick) Sanger”. Al tiempo que Kleppe agregó: “Es la amplificación de determinadas áreas específicas. Tenés toda la cadena de ADN y con el PCR vos indicás desde dónde y hasta dónde se debe amplificar. El PCR ubica la sección y hace muchas copias de ese ADN que es muy chiquitito y difícil encontrar”.



Iniciado en octubre de 1990, este programa de investigación internacional y colaborativo tenía por objetivo generar un mapeo y alcanzar un entendimiento completo de todos los genes de los seres humanos


4- Proyecto Genoma Humano: una década, un futuro con un nuevo horizonte

¿Qué somos? ¿Qué nos define como seres humanos? ¿Por qué cada individuo tiene una característica en particular? Estas preguntas y muchas más fueron respondidas gracias al Proyecto Genoma Humano (HGP). Iniciado en octubre de 1990, este programa de investigación internacional y colaborativo tenía por objetivo generar un mapeo y alcanzar un entendimiento completo de todos los genes de los seres humanos. En solo 13 años, la humanidad logró conocer más del 90% del genoma y hace algunas días se alcanzó el 100%.


El proyecto genoma humano se completó en 2003, aunque quedaron algunos errores ‘aceptables’. Fueron 6 grupos internacionales que trabajaron en conjunto en un proyecto que tuvo un costo de 3 mil millones de dólares, siendo que hallaron esa misma cantidad de letras en el genoma. Es una avance que va a durar toda la vida y eso no fue todo, porque uno de los puntos más relevantes es el avance de la tecnología que vino de la mano de este proyecto”, explicó Dopazo. Según el experto, al analizar ambos aspectos, la humanidad logró progresar en esta materia. “Hoy, hacer un genoma te sale mil dólares”, destacó.


Asimismo, el investigador del CONICET resaltó que “en 20 años hubo un cambio de toda la tecnología y este era uno de los puntos de los proyectos, porque cuando son de esta envergadura terminan siendo proyectos tecnológicos. Pasamos de hacer las secuencias de forma manual y hasta artesanal, a secuencias 500 genomas en una semana, para lo cual se necesita multiprocesamiento, miniaturización, paralelismo y análisis masivos de datos: todos avances generados por el Proyecto Genoma Humano”. Y aclaró: “En 2004, solo faltaba el 8% del genoma y eran regiones muy difíciles y cortas. En 2022 se completó”.


El Proyecto Genoma Humano tuvo un costo de 3 mil millones de dólares, siendo que hallaron esa misma cantidad de letras en el genoma

Ese avance y los descubrimientos que lo siguieron, y la detección de distintos genes permitieron que se pueda buscar la causa de muchas enfermedades que pueden presentarse en las familias; darles una nomenclatura, un nombre o una asociación. Se puede identificar cuando el ADN ‘no funciona bien’, con lo cual aumenta el riesgo de que se produzcan patologías como el cáncer y otras no oncológicas. En resumidas cuentas, mediante los estudios genéticos y el conocimiento del genoma nos encontramos con alteraciones genéticas que uno puede sospechar, pero que se confirman gracias a estas tecnologías. Y que, incluso, se pueden estudiar y analizar tanto en el paciente como en su grupo familiar”, dijo Kalfayan.


Por su parte, Kleppe explicó: “Se tomó un ADN patrón de un grupo de personas supuestamente sanas y se dividió el trabajo para que 6 centros de distintas partes del mundo lo analizaran. A 6 años de su inicio, los científicos que trabajaban en el Proyecto Genoma Humano acordaron que la información tenía que ser de acceso gratuito para que los datos estén disponibles para cualquiera que quiera avanzar en esa investigación. En el 2003 se completa la primera parte del Proyecto Genoma Humano, antes de lo que se había pensado, que eran 15 años”.


“Hasta el 2000, aproximadamente, fue un crecimiento constante e interesante de descubrimiento de genes. Pero entre el 2000 y el 2010 hubo una explosión; son realmente apabullantes y exponenciales estos avances. En 2022, se publicó oficialmente el primer genoma humano completo, aunque entre el 1% y el 2% del genoma cuenta con distintas estructuras, en distintos lados. El futuro es enorme, porque a través de lo que conocemos podemos predecir y no solamente hablar de antecedentes de familia”, agregó la experta del Hospital Italiano.



“En el screening genético analizamos los embriones para conocer cuál se puede transferir y así evitar estas enfermedades en la adultez", explicó Dopazo


5- De nacimientos “a la carta” y prevención de enfermedades hereditarias hasta tratamientos

Desde el 2000 hasta la actualidad, la fecundación enfrentó varios avances. Desde el primer niño denominado como “a la carta” hasta hoy, con la técnica llamada “hijo de tres padres”, los avances en esta materia fueron meteóricos. Pero eso no es todo, también se abrió un abanico de diagnósticos y tratamientos, como así también estrategias para evitar que algunas enfermedades surgieran y hasta se desarrollaran.


“En la medicina prenatal se evalúan las posibles alternaciones en el embarazo y se evalúan componentes a nivel de la gestión, además se puede diagnosticar patologías y abordarlas durante este mismo lapso de tiempo. También se pueden detectar algunos síndromes específicos, además de que se pueden analizar estos aspectos tanto en la primera como en la segunda infancia”, explicó Kalfayan. Pero eso no es todo, según el experto, luego de un nacimiento, “se pueden evaluar distintas patologías en los niños y evaluar el grado o riesgo de recurrencia, para un futuro embarazo”.


Por su parte, Dopazo agregó: “En el screening genético analizamos los embriones para conocer cuál se puede transferir y así evitar estas enfermedades en la adultez. Gracias al PGH se avanzó en el conocimiento de enfermedades y en la predicción de riesgos. Incluso, ahora se pueden predecir estas patologías apenas nace una persona. El saber qué embrión transferir o cuáles son los riesgos de desarrollar una enfermedad cambia todo el panorama e, incluso, en unos años, algunas enfermedades pueden eliminarse”.



Desde el 2000 hasta la actualidad, la fecundación enfrentó varios avances: desde el primer niño denominado “a la carta” (2000), hasta hoy con la técnica llamada “hijo de tres padres”

No se usa para elegir rasgos físicos o ni características. Si no con un riesgo severo de una enfermedad. Antes tenían que seguir teniendo hijos y con bajas tasas de supervivencia o no tener más hijos, pero con esta técnica el tratamiento se hace in vitro y se diagnostica al embrión antes de ser implantado. Solamente se implantan los embriones que no tienen el riesgo de enfermedad. En la Argentina se usa muchísimo y la verdad que permite tener una familia a gente que si no, de otra forma, no podría”, agregó Kleppe.


Por último, Kalfayan profundizó sobre las técnicas de diagnóstico: “Mi especialidad es genética oncológica y gracias a las nuevas tecnologías, que permiten evaluar a las personas y sus familias, se pueden analizar las probabilidades de desarrollar cáncer. En 1994 se descubrió el primer gen asociado al cáncer de mama, luego se encontró el otro (BRCA1 y BRCA2). Ahora sabemos que cuando detectamos estos genes mutados se aumenta el riesgo de desarrollo de cáncer, aunque esto no quiere decir que, efectivamente, se desarrolle”.


“Esta técnica se aplica al cáncer, pero también se puede aplicar a otras patologías no oncológicas. Las implicancias de estos avances son enormes, además se pueden detectar alteraciones y definir tratamientos más eficaces de acuerdo a su ADN o la mutación que presente, y la medicina ya es de precisión, porque apunta a esas patologías y los genes que presenten mutaciones especificas”, agregó el experto del Hospital Italiano.



CRISPR-Cas9: Emmanuelle Charpentier y Jennifer Doudna fueron premiadas “por el desarrollo de un método para la edición del genoma”


6- CRISPR: una técnica, un nuevo futuro

El último hito de este repaso viene de la mano de dos científicas que, además, fueron galardonadas con el Premio Nobel de Química 2020. Se trata de Emmanuelle Charpentier y Jennifer Doudna, quienes fueron premiadas “por el desarrollo de un método para la edición del genoma”. Denominado como “las tijeras genéticas CRISPR/Cas9″, esta técnica ha “tenido un impacto revolucionario en las ciencias, está contribuyendo a nuevas terapias contra el cáncer y puede hacer realidad el sueño de curar enfermedades hereditarias”, según señalaron desde la Real Academia de las Ciencias de Suecia.


Esta tecnología permite cortar el ADN en una posición específica, con lo cual podemos editar, base a base y en ciertas posiciones, para curar enfermedades mendelianas y se pueden corregir otras dolencias”, explicó al respecto Dopazo. En ese sentido, aclaró que con esta técnica “no se pude trabajar un órgano completo, aunque al menos corregir algunos aspectos. El CRISPR va a cambiar todo. Ahora podemos diagnosticar, cambiar, observar, leer y editar. Es impensable lo que se puede hacer de ahora en más, tiene muchas arista”, añadió.


Mientras que Kleppe completó: “El CRISPR es una técnica para editar la información genética. Antes, uno le daba a un virus un gen para meterse adentro del ADN, pero se metía en cualquier lado y podía romperlo y causar una enfermedad genética. Esta técnica viene de las bacterias y se usa para poder introducir la información genética en un lugar específico, con lo cual hay muy pocas chances de error”.


Fuente: Infobae

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