Botas, batas y enfermedades raras

Una investigación de suelos en la Isla de Pascua llevó al descubrimiento de la rapamicina, sustancia base en algunos estudios de enfermedades raras. Una historia más que muestra la importancia de la biodiversidad y su necesidad de conservación.

 

Nuestro viaje comienza en una remota región del Pacífico, conocida como la isla de Pascua. En ella nos encontramos a un técnico de laboratorio que trabaja en el estudio de las bases moleculares de enfermedades raras. La primera impresión es que la relación entre la persona y el lugar no va más allá de una mera casualidad, y ciertamente así es; pero nos servirá para reflexionar acerca de lo increíblemente enrevesados que pueden llegar a ser a veces los caminos que llevan a descubrimientos científicos de capital importancia. Así que usaremos esta imagen casual del científico de laboratorio de vacaciones en la Isla de Pascua para preguntarnos: ¿qué relación puede haber entre ambos que nos sirva para entender los mecanismos de la investigación científica?

 

En primer lugar debemos reflexionar acerca del tipo de investigación biológica: tradicionalmente, entre los estudiosos de la biología, se ha creado una dicotomía que separa a los investigadores de campo y a los de laboratorio, llamándolos biólogos “de bota” y “de bata”, respectivamente. A grandes rasgos, muchos investigadores podrían colocarse en una de estas categorías concretas, pero en la mayoría de los casos encontramos una mezcla de ambas facetas. Muchos biólogos modernos recorren campos y montañas recogiendo muestras y observando especimenes, pero luego en el laboratorio procesan dichas muestras para confirmar sus hipótesis. De esta unión entre el trabajo de campo y el de laboratorio surgieron algunos de los avances más importantes en la medicina moderna, como veremos a continuación.

 

Medicine man

Utilizaremos como ejemplo un caso de película: en el film Los últimos días del Edén, dirigido por John Mctiernan y protagonizado por Sean Connery, este último encarna a un biólogo “de bota” que explora la jungla del Amazonas en busca de una cura contra el cáncer (el título original de la película, Medicine Man, es más explicativo a este respecto). Con un laboratorio improvisado en una rústica choza, el protagonista analiza las muestras en un trabajo “de bata” encomiable.

 

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Los últimos días del Edén

 

La película en realidad nos plantea un mensaje un tanto simplista: la labor de Sean Connery se ve amenazada por las excavadoras que van arrasando hectáreas de jungla. No debe entenderse que conservar la amazonia sea importante únicamente porque en ella puede esconderse la cura contra el cáncer; conservar la biodiversidad del planeta es crucial como objetivo en sí mismo. Pero la película no se inventa nada cuando afirma que puede haber remedios médicos ocultos en el mundo vegetal y animal. Como muestra, viajamos de nuevo a la isla de Pascua, donde en los años 60 unos investigadores recogieron muestras de suelo que darían lugar a un descubrimiento muy importante para la medicina moderna.

 

En la Isla de Pascua

En realidad, este trabajo “de bota” de recogida de suelos no tenía un objetivo concreto más allá de intentar hallar especies de microorganismos que produjesen alguna sustancia de interés biomédico. Los laboratorios buscaban algo capaz de atacar bacterias y hongos, para utilizarlo como medicamento. Pero entre las sustancias producidas por los microorganismos de aquellas muestras, destacó una en concreto, producida por la bacteria Streptomyces hygroscopicus: una molécula química bautizada en honor del nombre que dieron a la isla de Pascua sus habitantes nativos (Rapa Nui), como rapamicina.

 

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Nativos de la Isla de Pascua

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Placa conmemorativa del descubrimiento de la rapamicina en la Isla de Pascua

 

Esta sustancia producida por el hongo para eliminar microorganismos competidores era poco efectiva contra infecciones humanas; pero no se dejó de experimentar con ella, y a lo largo de las décadas siguientes se descubrió que la rapamicina tenía otras propiedades de interés: especialmente, destacó su capacidad para impedir la función de las células del sistema inmunológico humano. Esto redundó en una aplicación médica consistente en la utilización de rapamicina como parte del tratamiento post-trasplante de órganos, para reducir la respuesta inmunológica de los pacientes trasplantados y evitar así que se produjese el demasiado frecuente rechazo de órganos. De este modo, la sustancia encontrada en la isla de Pascua se convirtió en una herramienta clave, que supuso una auténtica revolución en las operaciones de trasplante de órganos.

 

Pero aún no sabemos qué tiene que ver todo esto con las enfermedades raras: para ello, debemos conocer cómo se comporta la rapamicina a nivel molecular. Hay que recordar que las células que forman nuestro organismo procesan toda la información y reaccionan mediante el intercambio de moléculas químicas desde el exterior celular, hasta que se produce una respuesta mediada por proteínas que a su vez son creadas siguiendo las instrucciones del genoma.

 

 

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Mediante años de análisis y aplicación de rapamicina a otros organismos modelo, se identificó qué proteínas estaban afectadas por esta sustancia. Se trataba de un complejo conocido como mTOR (siglas que quieren decir “diana en mamíferos para la rapamicina”), que participaba en multitud de vías de información de la célula, afectando tanto a la forma en que esta se divide (de ahí la capacidad antiproliferativa de la rapamicina que hace que también se emplee en tratamientos antitumorales) como en muchas otros procesos. Entre ellos, nos centraremos en el de la autofagia.

 

La autofagia es un proceso que se da en las células mediante el cual se elimina componentes innecesarios o perjudiciales y se reciclan los materiales que los forman. Este proceso es crucial para el buen funcionamiento de la célula, y en situaciones patológicas como la enfermedad de Alzheimer, Parkinson o Huntington, el daño de las células nerviosas se ve aumentado por fallos en la autofagia, de modo que los acúmulos aberrantes de proteínas y cuerpos no deseados terminan provocando la muerte neuronal. Pese a que estas enfermedades tan frecuentes tienen sus propias particularidades, todas ellas comparten rasgos comunes como el mencionado fallo en la autofagia.

 

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Cossos de Lafora en les neurones

Además, podemos encontrar este nexo también en otras enfermedades mucho menos habituales como la enfermedad de Lafora. Se trata de una enfermedad rara (es decir, con una muy baja frecuencia en la población) en la que se produce un daño neurodegenerativo por acumulación en las neuronas de corpúsculos denominados “cuerpos de Lafora” y que contienen mayormente carbohidratos modificados, dando lugar a crisis epilépticas y una degeneración del sistema nervioso y muscular que termina con la muerte de los pacientes de forma drástica y prematura. Se describió hace poco que la autofagia está afectada en esta patología, y en uno de los trabajos más recientes en el campo, se ha comprobado que el mero hecho de inactivar la autofagia en ratones es suficiente para provocar crisis epilépticas.

 

En nuestro grupo de investigación, perteneciente al Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Raras, estudiamos las bases moleculares de esta enfermedad rara: para ello, utilizamos modelos de ratones que simulan la enfermedad, y empleamos la rapamicina como fármaco para estudiar la implicación de la autofagia en el desarrollo de los síntomas epilépticos y su explicación a nivel celular. Como se puede apreciar, hemos cerrado el círculo y hemos encontrado el nexo que unía a nuestro compañero de laboratorio y la isla de Pascua. La lección de esta enrevesada relación entre uno y otro, es que en el desarrollo del conocimiento científico, a menudo no se sabe hacia dónde se dirige la investigación: el conocimiento y la adquisición de datos sobre el mundo que nos rodea es crucial, no sólo porque pueda esconder la cura a muchas enfermedades, sino porque nunca sabremos realmente qué beneficios nos depara.

  

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Personatge creat per Carlos Romá


El saber entender el mundo a nuestro alrededor es una herramienta que nos capacita para cualquier cosa. Así pues, es de capital importancia seguir potenciando cualquier investigación, sea de bota, de bata o parte de ambas, se lleve a cabo en la remota isla de Pascua, en las junglas del Amazonas, o clasificando, estudiando y conservando las especies más diversas en lugares como el Jardín Botánico de la Universidad de Valencia.

Carlos Romá

Investigador en el Instituto de Biomedicina de Valencia-CSIC. Licenciado en bioquímica por la Universidad de Valencia y Doctorado en el Centro de Investigación del Príncipe Felipe, laboratorio de Biología Molecular del Cáncer. Creador y redactor del blog científico-lúdico ¡Jindetrés, sal!

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