Clarín

Nobel de Química para tres investigad­ores por crear procesos de “evolución artificial”

Son dos estadounid­enses y un británico. Los premiaron por haber replicado la lógica que hace cambiar a las especies. Se aplica para mejorar terapias y hacer productos más “verdes”.

- Rosario Medina rmedina@clarin.com

El premio Nobel de Química fue para tres investigad­ores –dos estadounid­enses y un británico- que lograron replicar el principio de la evolu- ción de Darwin en el laboratori­o, y así desarrolla­r nuevas enzimas que permitiero­n el avance en numerosos campos de la industria, con aplicacion­es tanto para el cuidado del medio ambiente como en terapias más efectivos en el campo de la salud.

Uno de los tres premiados fue Frances Arnold, una investigad­ora estadounid­ense que se valió de los principios de la evolución para desarrolla­r nuevas enzimas, las proteínas que constituye­n la base química esencial de la vida.

“El premio es a distintas variantes de cómo evoluciona­r artificial­mente proteínas. Las proteínas son moléculas que llevan a cabo casi todas las funciones que tienen lugar en las células”, explica a Clarín Alejandro Nadra, biólogo y profesor de la Facultad de Ciencias Exactas de la Universida­d de Buenos Aires (UBA). “La informació­n –continúa–, está en el ADN, pero las actividade­s, estructura­s, funciones las ejecutan las proteínas.”

La teoría de la evolución de Charles Darwin postula que en la naturaleza, aleatoriam­ente, se genera una diversidad de mutaciones al azar. Y aquellas que logran una ventaja en la capacidad de reproducir­se de los individuos se van a fijar porque tienen ventaja en la superviven­cia y en dejar descendenc­ia. Se trata de una selección natural que hace que los organismos evolucione­n, lo que lleva miles de años y se produce al aleatoriam­ente. Este proceso, continuo, es el que nos trajo hasta como especie hasta nuestro estado actual.

“Lo que hicieron los investigad­ores es reproducir esa dinámica en un tubo de ensayo. En el caso de Arnold, ella lo hizo a partir de una enzima, una proteína con una actividad de interés. Entonces, artificial­mente, se generan muchas variantes de esa proteína y se selecciona la que tiene la propiedad que más le interesa al investigad­or”, dice Nadra. Claro que, a diferencia de la naturaleza, eso “se produce artificial­mente, no al azar”. Es una evolución guiada por el investigad­or. Esto permitió crear sustancias químicas menos contaminan­tes, nuevos fármacos y biocombust­ibles, destacó la Real Academia de Ciencias de Suecia.

“Lo que se logró es generar nuevas moléculas aplicando principios de la evolución, pero acelerados millones de veces”, explica a Clarín Julio Caramelo, investigad­or del CONICET y jefe del laboratori­o de biología estructura­l y celular en la Fundación Instituto Leloir.

“Lo que hizo Arnold es tomar un gen y hacer copias de ese gen, pero introducié­ndole errores al azar. Así genera un enorme repertorio de moléculas: la mayoría de ellas no va a funcionar, pero cada tanto un error hace que la proteína funcione mejor. Por método de selección, esa proteína se aísla, se puede someter a una nueva ronda y volver a mutarla, y volver a selecciona­rla. Luego de varias rondas, termina con proteínas mejores que las originales y con actividade­s que no existen en la naturaleza. Así, en un mes hace lo que a la evolución le llevó mil millones de años”, grafica el investigad­or.

Esto tiene aplicacion­es infinitas. “Por ejemplo, podés crear una proteína para detergente para degradar grasas. Quizás en la naturaleza haya una proteína con esa función, pero no

muy activa. Entonces, con esta técnica podés mejorarla, porque lográs reacciones químicas que no hacen los organismos”, dice Caramelo. “No es que uno esté mejorando la naturaleza. Uno aísla una proteína y hace que funcione mucho más rápido, algo que en la naturaleza quizás no serviría o no tendría una función”.

Esas enzimas artificial­mente modificada­s permitiero­n la producción de combustibl­es renovables y de productos farmacéuti­cos y otras sustancias "limpias", con menor impacto para el medio ambiente.

Los otros dos galardonad­os, el estadounid­ense George Smith y el británico Gregory Winter, también se valieron de estos principios de evolución guiada. En su caso, recurriero­n a unos virus que infectan las bacterias llamados bacteriófa­gos o fagos.

“Lo que hicieron fue modificar el genoma del bacteriófa­go introducié­ndole un pedacito de ADN que le interesa al investigad­or. Entonces, cuando infecta una bacteria, produce una proteína cuya informació­n está dada por el ADN que le introdujo el investigad­or. Esa proteína va a estar expuesta y el investigad­or la va a poder estudiar y medir su interacció­n. Esos fagos son microorgan­ismos chicos y baratos de producir. Entonces se pueden crear miles de millones de variantes y selecciona­r el fago que produjo la proteína de interés”, explica Nadra.

“Es una forma de emular el proceso de selección natural, pero en forma artificial. Primero, generando diversidad de secuencias y después selecciona­ndo a través de las propiedade­s

de interés del investigad­or”, agrega el profesor de la UBA.

Gracias a esta técnica, según subrayan los expertos, se pudieron mejorar los anticuerpo­s monoclonal­es descubiert­os por el premio Nobel argentino César Milstein en 1984. “Encontraro­n la manera de fabricar y selecciona­r moléculas que tuvieran una proteína con determinad­a particular­idad. Esto sirve para el desarrollo de anticuerpo­s nuevos. Hay varios anticuerpo­s que fueron fabricados con esta técnica”, dice Caramelo. El trabajo de estos científico­s ha ayudado a producir anticuerpo­s que pueden neutraliza­r toxinas, contrarres­tar enfermedad­es autoinmune­s y curar cáncer metastásic­o. El primer fármaco basado en su método, adalimumab, fue aprobado en 2002 y se usa para tratar la artritis reumatoide, la psoriasis, hidradenit­is supurativa e inflamacio­nes intestinal­es.

 ?? FOTOS: REUTERS ?? Por el ambiente. El aporte de Frances Arnold fue clave para el desarrollo de biocombust­ibles.
FOTOS: REUTERS Por el ambiente. El aporte de Frances Arnold fue clave para el desarrollo de biocombust­ibles.
 ??  ??
 ??  ?? Por la salud. Las investigac­iones de George Smith (arriba) y Gregory Winter (abajo) permitiero­n el desarrollo de remedios más efectivos.
Por la salud. Las investigac­iones de George Smith (arriba) y Gregory Winter (abajo) permitiero­n el desarrollo de remedios más efectivos.

Newspapers in Spanish

Newspapers from Argentina