Apuntes científicos desde el MIT

Ayer vi un gusano con ocho cabezas! Cada una iba a su aire, intentando escapar del cuerpo que las mantenía unidas.
¿Cómo? ¿Que no os lo creéis? Miradlo vosotros mismos en el siguiente video…

ok, ok… antes de que me acuséis de tomaros el pelo o quejaros de lo corta y poco clara que es la secuencia, dadme la oportunidad de justificar que haya colgado este video en el blog, e intentar convenceros de que se trata de algo impresionante.

Primero os pediría que lo volvierais a ver, y detuvierais la imagen en el segundo 7, justo en el instante que el bichito se expande. En ese momento se distinguen 8 protuberancias repartidas por el cuerpo. Son cabezas, y los puntos negros que veis en ellas, ojos. Los dos de más a la derecha son los de la cabeza original, la única que tenía el animal antes de que los investigadores le inhibieran un gen, le hicieran diversos cortes en su cuerpo, y contemplaran cómo iban apareciendo cabezas.

Por si todavía no lo distinguís bien, la fotografía de la derecha muestra otro ejemplar con 6 cabezas de forma un poco más clara.
Pero dejadme que insista: otro motivo por el que el video no debería dejaros indiferentes es que sois de los primeros en ver algo parecido. El investigador Peter Reddien del Whitehead Institute en el MIT me lo cedió justo ayer diciendo que es el caso visualmente más espectacular de regeneración en planarias que se ha conseguido hasta el momento. No encontraréis nada mejor en youtube.

Que es una planaria?
Las planarias son gusanos con unas capacidades de regeneración espectaculares.
Si le cortas una pierna a una salamandra, le crecerá una de nueva. Si te quitan la mitad de tu hígado, volverá a crecer. Algunos peces regeneran aletas e incluso parte de la espina dorsal. Pero esto no es nada comparado con lo que hacen estos sorprendentes animales, cuya capacidad regenerativa extrema lleva estudiándosemás de 100 años : Si los partes por la mitad, en un trozo crecerá una cabeza y en el otro una cola. Si cortas la cabeza entre los ojos, al poco tiempo tendrás un gusano con dos cabezas completas e independientes. Le quitas un fragmento 300 veces más pequeño que el total del cuerpo, y es capaz de regenerar un individuo entero.
De verdad; es más espectacular de lo que parece… ese fragmento diminuto no tiene ni “boca-ano” (las planarias comen y excretan residuos por el mismo orificio situado en medio de su cuerpo), ni cerebro, ni casi nada… ¿Cómo crece entonces? ¿Cómo se alimenta mientras todavía no tiene boca, ni sistema digestivo? Resulta que no sólo aparecen nuevas células, sino que algunas de las preexistentes en ese trocito se transformarán en estructuras básicas del organismo.
Además… es que no se trata de un simple crecimiento, sino de una verdadera regeneración en sentido inverso al desarrollo normal. No es que te corten un brazo y crezca una nuevo, es que a partir del brazo salga un individuo completo!

Pero… ¿Cómo lo hacen? y ¿Cómo saben donde tiene que crecer una cola o una cabeza? Esto es lo que está estudiando el laboratorio de Peter Reddien. Las planarias son un modelo animal ideal para estudiar las células madre; qué mecanismos hay involucrados en su diferenciación, qué señales están relacionadas en el desarrollo de nuevas estructura, qué diferencia una célula de planaria y una humana, y cómo podríamos llegar a inducir cierta regeneración.
Peter Reddien es de los científicos honestos que no te vende aplicaciones espectaculares en un futuro cercano. Asegura que todavía estamos en la fase de investigación básica para comprender los factores genéticos y moleculares relacionados en estos procesos. Pero cuando le pregunto si ve viable este escenario: “imagínate que dentro de un tiempo entendáis perfectamente los mecanismos involucrados en la regeneración de la pierna de una salamandra, y al compararlos con un ratón, comprobéis qué es lo que tiene inhibido. ¿Te imaginas poder activar genes, o inducir señales moleculares que despierten la capacidad de regeneración que un ratón tenía silenciada, y conseguir que le crezca de nuevo una pierna amputada?” me mira con cara de “por ahí no van los tiros”, pero dice que en el fondo esta es la idea básica: “entender qué ocurre a nivel molecular, compararlo con animales que no se regeneran, y ver si podemos inducir algún tipo de regeneración celular”

Cómo hacer un gusano con múltiples cabezas
Peter Reddien es “famoso” por aplicar la técnica de RNAi en el estudio de planarias. Lo que hacen es bloquear con RNA genes específicos de un animal, y ver qué pasa. Si al animal sólo le aparece un ojo (me lo invento), es que el gen silenciado estaba relacionado con el desarrollo de los ojos.
Con esta metodología han dado respuesta a una de las preguntas más antiguas de los investigadores en planarias: Cuando cortas la cabeza y la cola de un gusano, a la vez… el fragmento que queda… ¿como sabe que en un extremo tiene que salir una cabeza y en el otro una cola? Un investigador de su laboratorio , Chris Petersen, demostró que el gen Smed-βcatenin-1 controlaba la polaridad en esta regeneración. De hecho, cuando silenciaban este gen y cortaban la parte posterior de la planaria, salía una cabeza en lugar de una cola (imagen inferior). Y cuando sobre expresaban ese mismo gen, generaban un gusano con dos colas y ninguna cabeza.

De esta misma manera consiguieron los ejemplares del video y la foto de arriba; inhibieron el en Smed-βcatenin-1, realizaron varios cortes a los gusanos originales, y de las incisiones iban apareciendo cabezas.
De nuevo, el objetivo es encontrar diferencias entre una célula de planaria y una humana. Y no hay tantas. Se calcula que este “ridículo” gusano tiene 20.000 genes, y nosotros unos 25.000. A nivel celular no somos tan diferentes como nuestra apariencia externa puede sugerir.

nota:
Querría agradecer la ayuda y paciencia de Danielle Wenemoser , investigadora del Reddien Lab. Durante una cena se le ocurrió decirme que investigaba en planarias y habían grabado un gusano con 8 cabezas. Tuve a la pobre más tiempo del necesario interrogándola sobre su trabajo, y luego encima le pedí que me pasara información y convenciera a su jefe para que nos cediera el video. Thanks Danielle.

Me dejó impactado el anuncio que leí el fin de semana pasado en una revista: ¡Una crema de rejuvenecimiento a base de células madre! Impresionante… En el texto se puede leer que esta emulsión reactiva las células madre indiferenciadas que tienes en tu piel, dejándola suave, sin arrugas, y con aspecto joven, muy joven.
Evidentemente es una soberana barbaridad. No sólo es falso, simplemente resulta imposible. Y no es que lo diga yo, ayer jueves me lo corroboró entre risas e indignación el experto en reprogramación de células madre Rudolf Jaenish , cuando le mostré el anuncio después de la charla que nos dio en el Whitehead Institute.

Pero tratemos el tema de las células madre de forma un poco más seria.

Repetidas veces hemos oído la frase “En Estados Unidos no se puede investigar con células madre embrionarias humanas”. ¡Y tanto que se puede! US es un país peculiar… La administración de George Bush prohibió utilizar fondos públicos para investigar con células madre embrionarias humanas porque lo consideraba un acto extremadamente amoral. Pero si alguien quiere hacerlo con dinero privado, no hay problema en absoluto.
La Universidad de Harvard tiene un instituto entero dedicado al estudio con células madre humanas de origen embrionario, y existen muchos laboratorios creados con dinero enteramente privado que investigan por su cuenta con finalidades empresariales, sin un interés especial en dar a conocer sus resultados intermedios en revistas científicas. Todos están a la espera que el “boom” de las células madre empiece a dar algún fruto. Pero… en qué momento nos encontramos?

Ni embrionarias ni adultas
Hago una breve y burda introducción: Una célula madre sería aquella que puede convertirse en diferentes tipos de células, en función de los estímulos químicos que reciba.
Cuando un óvulo fecundado empieza a dividirse, algunas de esas células se convertirán en neuronas, otras en músculo, en hueso, sanguíneas, … Si las extraes y cultivas antes de que se diferencien podrás obtener “células madre embrionarias”. La aplicación terapéutica es obvia: Si tus células pancreáticas están dañadas y no producen suficiente insulina, cogemos células madre embrionarias, hacemos que se transformen en pancreáticas, y te las las inyectamos para intentar curarte la diabetes. Si además el embrión tenía tu misma información genética (lo hemos clonado por transferencia nuclear), la posibilidad de rechazo será muchísimo menor.

Por otra parte, en los tejidos de nuestro cuerpo tenemos células madre adultas. Han perdido bastante potencialidad para convertirse en otros tipos celulares, pero todavía mantienen cierta capacidad de diferenciación y podrían ser utilizadas en muchas terapias evitando los problemas morales que las embrionarias conllevan.

Evidentemente, no es tan fácil. Ambas opciones presentan serias dificultades. Según lo explicado por Rudolf Jaenish (uno de los expertos en células madre más reconocidos a nivel mundial), las adultas están limitadísimas: son demasiado específicas de un órgano en concreto, se pueden diferenciar poco, en cultivo tienen una vida corta, y son difíciles de aislar. Incluso se muestra escéptico con la conveniencia de guardar la sangre del cordón umbilical, porque sólo puede generar células sanguíneas, y dice que muchas veces la cantidad es insuficiente para un posible tratamiento.
Las embrionarias son mucho mejores, pero también tienen sus problemas. Los embriones ya existentes son muy útiles para investigación, pero no sirven como terapia debido al gran rechazo inmunológico que generan. Y crear un nuevo embrión por transferencia nuclear es un proceso tremendamente ineficiente en humanos. Pero sobretodo, se necesita una enorme cantidad de óvulos, con los problemas éticos que conlleva.

Reprogramación: La estrategia definitiva?
Según Jaenish, las investigaciones en células madre adultas y embrionarias deben continuar, porque generan una información científica muy relevante y pueden dar buenos resultados en ciertas enfermedades concretas. Pero la apuesta más prometedora, donde él avecina futuros éxitos es la reprogramación: conseguir que una célula de la piel se convierta en una célula madre embrionaria.
Cuando extraes el ADN de un núcleo y lo introduces en un óvulo, este ADN retrocede a un estado "inicial", se desprograma epigenéticamente. Y esto no es magia, sino señales bioquímicas que se podrían reproducir en una placa de cultivo.
La reprogramación ya ha cosechado importantes éxitos. El ratón de la derecha lleva células madre embrionarias generadas a partir de la reprogramación genética de células adultas. En el estudio publicado el verano pasado en Nature, Jaenish demuestra que sus fibroblastos reprogramados son idénticos a las células madre embrionarias, e incluso pueden generar un nuevo ratón, sin necesidad de utilizar óvulos ni transferencia nuclear.
De todas formas, Jaenish confiesa que también está lejos de poder aplicar esta metodología en humanos. El principal problema es la aparición de tumores. Para reprogramar células adultas utilizan varios genes, y uno que es imprescindible, el c-Myc, provoca tumores en los ratones. Jaenish se muestra cauto pero optimista; asegura que encontrarán la solución a los problemas que vayan surgiendo. Su equipo ya ha logrado completar el siguiente ciclo para corregir la anemia falciforme en ratones: Coges una célula de la piel, la reprogramas a un estado embrionario, seleccionas las que sean genéticamente idénticas, quitas el gen c-Myc, corriges la mutación que provoca la anemia, haces que estas células madre genéticamente reparadas se diferencien en células sanguíneas, y las transplantas de vuelta al ratón.
Esta estrategia de reprogramación simboliza el verdadero futuro de la terapia con células madre según Rudolf Jaenish del MIT. Intuyo sin embargo, que si la charla la hubieran impartido en el Harvard Stem Cells Institute, también nos hubieran dado por muy prometedoras otras opciones…

Sería inocente pensar que la política científica decantará significativamente el voto hacia demócratas o republicanos en las elecciones presidenciales del próximo noviembre en US. Pero para escoger a su candidato en las primarias, quizás un votante republicano preocupado por el cambio climático prefiera elegir a McCain en lugar de a Romney. O evitar a Giuliani si considera gravemente inmoral la investigación con células madre embrionarias.

La revista Science ha publicado un artículo donde a partir de los programas electorales, declaraciones en público, decisiones políticas anteriores, y opiniones de expertos que han estado en contacto estrecho con los principales candidatos, analiza sus posiciones en temas como el futuro energético, las células madre, la educación científica, el programa espacial de la NASA, la financiación del sistema sanitario, y el cambio climático.

En Estados Unidos los debates pueden ser muy directos, y preguntar: “células madre embrionarias: sí o no?”, mostrar una Biblia y decir “Crees literalmente lo que aquí está escrito?”, o “cuanto te vas a gastar para frenar el cambio climático?”
Y no valen respuestas a medias… si dudas, es que no tienes las ideas claras, o no estás bien preparado.

Partido Demócrata

Hillary Clinton apuesta por la ciencia. Es el único candidato que ha impartido un discurso específico sobre política científica. Cuenta con gran parte de la red de asesores de su marido, pero se esfuerza en matizar que los retos del 2008 son diferentes a los del 2002. Propone una inversión de 50 mil millones de dólares y un plan de trabajo concreto sobre energías renovables dirigido a eliminar el 80% de las emisiones de CO2 de aquí al 2050. También pretende doblar los 30 mil millones anuales del presupuesto de los Institutos Nacionales de la Salud, y aumentar los programas de la NASA. Es la que promete más. Tanto, que algunos dudan que pueda cumplir sus propuestas. Una de sus bazas más fuertes es el prestigio de los expertos en política científica que la rodean.

Uno de los objetivos de Barack Obama también es rebajar el 80% de las emisiones hasta el 2050. Pretende invertir 150 mil millones de dólares en el desarrollo de biocombustibles, algo por lo que ha sufrido algunas críticas. Los que han trabajado con él aseguran que siempre toma sus decisiones en función de “evidencias y hechos”, y una de sus máximas es “utilizar la investigación científica para hacer política pública inteligente” Quiere doblar el presupuesto dirigido a investigación básica, mejorar el acceso de Internet en zonas remotas, e invertir 18 mil millones de dólares en educación científica. Fue valiente al anunciar que este dinero lo sacará retrasando la exploración de Marte, y el programa de la NASA que pretende enviar una nave tripulada a la luna. Defiende la investigación en células madre y la aplicación de la ciencia en los retos de salud pública.

John Edwards propone terminar con la “anticiencia” que ha practicado G.W. Bush. También incrementará los presupuestos para la investigación científica. Trabajará para conseguir una Internet universal de bajo coste, defiende sin miedo la inversión pública en células madre que incluya transferencia nuclear, y habla de un sistema de salud universal respaldado por el gobierno. En temas energéticos se opone tanto a la energía nuclear como a cualquier combustible fósil. Financiará la investigación en nuevas tecnologías solares, eólicas y biocombustibles.

Partido Republicano

Rudolph Giuliani tiene fama de pragmático y de ser un enamorado de las estadísticas. En Nueva York creó un sistema para analizar estadísticamente los crímenes de la ciudad y tomar decisiones policiales a partir de ellos. Propone diseñar nuevos modelos para temas de salud, energía y educación. Paradójicamente, se le acusa de cometer un grave error durante su campaña en la interpretación de las estadísticas sobre cáncer de próstata. En temas energéticos propone potenciar las fuentes internas de US como el carbón, energía nuclear, etanol y renovables. Opina que el calentamiento global es real, pero no tiene propuestas concretas al respecto. Se muestra abierto a la posibilidad de investigar con células madre embrionarias.

Durante un debate nacional Mike Huckabee afirmó sin reparos que él no creía en la teoría de la evolución. Se opone a la investigación con células madre embrionarias, y defiende la enseñanza de los 10 mandamientos en la escuela. Ha prometido que realizará enmiendas constitucionales para prohibir el aborto y el matrimonio homosexual. Durante su pasado político hizo una destacable labor expandiendo la cobertura de salud pública y educación entre las clases más pobres. Los temas sanitarios son importantes para él, y es un ferviente defensor de la prevención. Sí que se muestra preocupado por temas medioambientales, ya que “nuestra responsabilidad frente a Dios es ser buenos guardianes de esta Tierra”.

Para John McCain el cambio climático es, junto a la inmigración y la guerra de Irak, uno de los tres problemas más urgentes a abordar. Lo equipara a una cuestión de seguridad nacional, y considera vergonzosa la política de Bush en este aspecto. Según las personas que le han conocido, es alguien que se rodea de expertos, les escucha atentamente, y confía en su opinión. Se opone al aborto. Deja la puerta abierta a la investigación en células madre embrionarias siempre que no impliquen transferencia nuclear. En 2005 manifestó que no consideraba negativo enseñar en colegios las diferentes teorías sobre la creación del mundo, pero el año pasado dijo que “probablemente” el creacionismo no debería impartirse en las escuelas.

Mitt Romney se opone a la investigación en células madre embrionarias y duda del papel que ejercemos los humanos en el cambio climático. A pesar de eso, es un claro impulsor de la investigación científica y aprecia los beneficios que ésta aporta a la sociedad, sobre todo en cuanto a desarrollo económico. Promete incrementar el presupuesto en educación y estimular la enseñanza de matemáticas y ciencia en las escuelas, donde considera que no debe constar el diseño inteligente. La economía está muy por delante que el “controvertido “cambio climático. En temas energéticos habla de alguna iniciativa valiente y a largo plazo que signifique una revolución en nuestra era, equivalente a la llegada del hombre a la luna o el Manhattan Project.

A Fred Thompson la ciencia le interesa poco. No sabe nada de ella ni le importa. Son famosas sus metidas de pata en asuntos científicos. Según él, la reprogramación de células madre epiteliales se consiguió gracias a no investigar con células madre embrionarias. Considera que mientras no estemos seguros de por qué hay un cambio climático, no tienen sentido reducir el CO2. En un programa de radio dijo: “pocos planetas de nuestro sistema solar se están calentando. Y ni Marte ni Júpiter firmaron Kyoto”. Gracias a sus comentarios ha recibido calificativos que van desde desde “desinformado” a “ridículo”.

Lo que os he presentado es un resumen del resumen publicado por la revista Science, que no pretende ser un análisis exhaustivo sino dar pistas sobre las principales propuestas y visiones científicas de cada candidato. Cumplan o no sus promesas, indican la línea que tomará el futuro presidente de los Estados Unidos en algunos temas que no sólo afectarán a su país.