Este será el siglo de la biotecnología

I

Manuel Ansede, "Una bacteria modificada convierte la energía del Sol en combustible líquido", El País, 9-II-2015:

Científicos de EE UU logran almacenar el inagotable poder energético solar en un alcohol

Una bacteria que vive entre heces desafía a los amos del petróleo

Almacenar la inagotable energía del Sol, sometida a los vaivenes de las nubes y del día y la noche, está más cerca. Investigadores de la Universidad de Harvard (EE UU) han concebido un sofisticado sistema que utiliza una bacteria modificada genéticamente para convertir la energía solar en un combustible líquido. El enfoque, si confirma su rentabilidad, ayudaría a afrontar el desafío energético y a luchar contra el cambio climático.

Los investigadores, encabezados por el químico estadounidense Daniel Nocera, han utilizado la energía del Sol para obtener hidrógeno del agua (formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno). Con este hidrógeno, la bacteria modificada, de la especie Ralstonia eutropha, es capaz de convertir CO2, el principal gas responsable del calentamiento global, en un alcohol combustible, el isopropanol. Al ser líquido, podría ser transportado mediante las infraestructuras actuales, subrayan los autores.

Nocera lleva años acariciando una revolución energética planetaria. En 2009, fue considerado una de las 100 personas más influyentes del mundo por la revista Time como reconocimiento a sus avances hacia combustibles inspirados en la fotosíntesis de las plantas.

Al ser líquido, el combustible podría ser transportado mediante las infraestructuras actuales.

“Las células fotovoltaicas tienen un considerable potencial para satisfacer las futuras necesidades de energía renovable, pero se necesitan métodos eficientes y escalables para almacenar la electricidad intermitente que producen y poder implantar la energía solar a gran escala”, explican los autores hoy en la revista científica PNAS. Su sistema podría ser ese anhelado almacén de energía solar.

Otros equipos científicos han llegado a métodos similares, pero han necesitado acelerar las reacciones químicas con metales preciosos, como el platino y el indio, disparando los costes. El equipo de Nocera emplea como catalizadores metales abundantes en la Tierra, como el cobalto, logrando un rendimiento que triplica el de los mejores combustibles bioelectroquímicos existentes, logrados por sistemas parecidos. Para los autores, es “una importante prueba de concepto”.

"Todavía no vamos a utilizar este sistema en nuestros coches. De momento, es solo un descubrimiento científico. Ahora tenemos que mejorar las ineficiencias para que sea comercial, aunque ya somos tan eficientes, o más, que la fotosíntesis natural", señala Nocera.

Ninguna empresa se ha interesado todavía por el nuevo sistema. El año pasado, la multinacional estadounidense Lockheed Martin, un gigante de la industria aeroespacial y militar, compró uno de los anteriores productos del laboratorio de Nocera: una especie de hoja artificial que utiliza la energía solar para separar el hidrógeno y el oxígeno del agua. El hidrógeno también se puede emplear como combustible, aunque hay pocas infraestructuras para facilitar su uso.

Hace dos años, científicos de la Universidad de Exeter (Reino Unido) y de la petrolera Shell modificaron los genes de otra bacteria, la Escherichia coli, para que fabricara diésel a partir de ácidos grasos. El biocombustible, prometedor, también se enfrenta ahora a desafíos para su comercialización, como su abaratamiento. En 2013, producir un litro costaba miles de euros.

II

Manuel Ansede, "Una carambola genética en una de sus células cura a una mujer enferma", El País, 5-II-2015:

Un 'terremoto' natural en el ADN provoca por primera vez una curación espontánea

“Lo más increíble de los milagros es que ocurren", decía un personaje del escritor británico G. K. Chesterton. Y, aparentemente, es cierto. Uno de ellos le ocurrió a una mujer de EE UU, denominada WHIM-09 por sus médicos para proteger su privacidad. Había nacido con una rarísima enfermedad congénita, con apenas 65 casos conocidos en el mundo, que destrozaba las defensas de su organismo y permitía que entraran en tromba virus y bacterias. Hasta los 38 años, una catarata de infecciones convirtió el hospital en su segunda casa. Su cuerpo además estaba lleno de verrugas, amenazando con degenerar en un cáncer. Pero un día, de repente, se curó.

Fue un presunto milagro, pero hoy, 20 años después de la supuesta intervención divina, un equipo de científicos explica la increíble carambola natural que en realidad curó a la señora. La mujer nació con una mutación en uno de sus 25.000 genes, el CXCR4, relacionado con las células madre que en el interior de los huesos forman la sangre, incluidas las defensas ante las infecciones. Era un cambio en solo una de las dos copias que los humanos tenemos de cada gen, pero esta pequeña tara provocaba su terrible enfermedad, conocida como síndrome WHIM.

Hace dos décadas, sin embargo, la paciente, por entonces con 38 años de infecciones a sus espaldas, sufrió otro extraño fenómeno: la cromotripsis. En cada célula del cuerpo humano, nuestros 25.000 genes se distribuyen en 23 paquetes duplicados o cromosomas. Cuando ocurre una cromotripsis, uno de estos cromosomas, espontáneamente, revienta en pedazos en una sola célula y sus cachitos se vuelven a recolocar como pueden. En muchos casos, esta catástrofe microscópica acaba con la muerte de la célula y pasa desapercibida. En otros, la célula se convierte en un monstruo, se multiplica y acaba provocando un cáncer.

La mujer vivió 38 años con infecciones graves por falta de defensas, hasta su curación espontánea

En la mujer de EE UU, sin embargo, la explosión de un cromosoma en una de sus células salió de maravilla. En la hecatombe, su gen mutado desapareció junto a otros 163 genes, y el resto del cromosoma se volvió a unir de manera aleatoria. “La célula en la que ocurrió el fenómeno en nuestra paciente ya no era capaz de provocar el síndrome WHIM porque le faltaba el gen enfermo”, detalla el inmunólogo Philip M. Murphy, cuyo equipo describe hoy el caso en la revista Cell. Es un proceso similar a tirar por los aires un plato de sopa de letras y que caiga al suelo formando la lista de ganadores de los premios Oscar de este año.

Murphy compara el fenómeno con el trencadís, los mosaicos de fragmentos de baldosas cerámicas utilizados por el arquitecto español Antoni Gaudí. "Es muy irónico que la paciente sea bordadora de colchas y edredones, una labor que puede considerarse una versión en tela del trencadís y una buena metáfora de la cromotripsis", apunta el investigador.

“Al cabo del tiempo, la célula con cromotripsis reemplazó a todas las células no saludables y formadoras de sangre que eran responsables del síndrome WHIM. Como resultado, los síntomas de la paciente desaparecieron y ha estado sana durante unos 20 años. La damos por curada”, añade Murphy, de los Institutos Nacionales de la Salud, en Bethesda (EE UU). Los investigadores se percataron de la causa del presunto milagro cuando la mujer, con 58 años, acudió a su centro con dos de sus hijas para someterse a un chequeo. Las chicas, de 21 y 23 años, presentaban los síntomas del síndrome. Los de la mujer había desaparecido dos décadas antes.

“Esto es una terapia génica natural a partir de un fenómeno normalmente asociado con el cáncer, por casualidad total”, opina Juan Cruz Cigudosa, experto en aberraciones cromosómicas del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO). Se calcula que hasta un 2% de todos los cánceres está asociado a la cromotripsis, a la explosión espontánea de un cromosoma. Esta es la primera vez que se documenta un caso en el que la catástrofe celular cura una enfermedad, según los autores.

El inmunólogo Philip M. Murphy. / NIH

“Ahora que sabemos que la cromotripsis puede curar una enfermedad, puede que los médicos que tienen pacientes con aparentes curaciones milagrosas quieran considerar este fenómeno como una posible explicación natural”, señala Murphy.

El bioquímico Óscar Fernández Capetillo, jefe del grupo de Inestabilidad Genómica del CNIO, recuerda que algunos investigadores han propuesto una infección vírica como explicación de la explosión cromosómica, pero él considera más plausible que se deba a un fallo en la división de una célula. "Lo interesante sería secuenciar el genoma de personas que se curan de cáncer espontáneamente y para las que no hace falta invocar al Espíritu Santo", apunta.

La terapia génica, la versión artificial de este evento natural, es un tratamiento innovador que ya se está probando con éxito contra algunas enfermedades, como la de los llamados niños burbuja, obligados a vivir aislados del mundo por una mutación en uno de sus genes relacionados con las defensas del organismo. El año pasado, investigadores del Centro de Oncología y Enfermedades de la Sangre Dana-Farber, en Boston (EEUU), anunciaron que habían extraído células madre productoras de sangre a ocho niños burbuja, les habían añadido una copia correcta del gen y se las habían vuelto a inyectar por millones. Los niños vivían casi con normalidad al cabo de entre uno y tres años después del tratamiento.

Para Murphy, el insólito caso de la mujer de EE UU puede servir para mejorar las terapias génicas e incluso los trasplantes de médula ósea para personas con leucemia. En su estudio, Murphy y sus colegas muestran, confirmándolo en ratones, que “tener una sola copia del gen CXCR4 es mejor que tener dos copias a la hora de que se injerten las células madre” en la médula ósea del interior de los huesos. Eso explicaría el éxito de la célula que sufrió la catástrofe cromosómica y acabó imponiéndose a todas las demás.

La aplicación potencial, por lo tanto, sería inactivar una copia del gen CXCR4 en cada célula madre antes de un trasplante a una persona con leucemia. Así, teóricamente, se facilitaría el anidamiento de las células del donante en la médula ósea del enfermo. Sin embargo, otros expertos son escépticos, como el farmacólogo Juan Bueren, experto en terapias innovadoras en el organismo público español Ciemat.

“Yo no creo que se pueda concluir de este trabajo que las células madre con una copia inactivada del gen CXCR4 se injerten mejor, creo que proliferan más”, sostiene Bueren. El matiz no es baladí. El 90% de las células madre que producen sangre en un paciente sano están “dormidas, para protegerse y tener más tiempo para reparar fallos en su ADN”, recuerda el experto. Forzar su proliferación supondría “un estrés continuo” que podría generar efectos indeseados, como la anemia, afirma Bueren, que pide estudios a largo plazo para bendecir esta estrategia. Por el momento, el supuesto milagro solo beneficiará a la mujer conocida como WHIM-09.