Hacia una 'tabla peri¨®dica' de los genes

En la carrera de Eric Steven Lander, como en la nueva rama de la biolog¨ªa conocida como gen¨®mica, la vida de los n¨²meros y los n¨²meros en la vida se han reunido. Lander, director del Whitehead Institute / MIT Genome Center (EE UU), es un l¨ªder en la construcci¨®n de un cat¨¢logo completo del c¨®digo gen¨¦tico o genoma. Pero no lleg¨® a ese puesto por la senda tradicional, puesto que hasta despu¨¦s de cumplir los 30 a?os no abri¨® un libro de biolog¨ªa.Creci¨® esclavizado por los n¨²meros. De colegial fue un genio de las matem¨¢ticas y estudi¨® matem¨¢ticas puras en la Universidad de Princeton. Fue entonces cuando se enamor¨® de la biolog¨ªa, porque se pasaba horas hablando con su hermano, Arthur, un neur¨®logo.

Tambi¨¦n la biolog¨ªa ha vivido cambios en los ¨²ltimos a?os, que ahora reconoce una nueva y temeraria rama de investigaci¨®n que requiere grandes cantidades de informaci¨®n, est¨¢ realizada por ordenador y se desarrolla en estrecha relaci¨®n con el mundo de los negocios. Y a Lander le ha venido muy bien.

Estableci¨® sus credenciales en biolog¨ªa abordando temas que s¨®lo pod¨ªa acometer alguien con s¨®lidos conocimientos matem¨¢ticos, como por ejemplo, el m¨¦todo para analizar estad¨ªsticamente si una enfermedad puede estar causada por uno o muchos genes, y conseguir descubrir los que intervienen en ella.

Cuando los bi¨®logos empezaron a plantearse la tarea de hacer un cat¨¢logo completo de los 3.000 millones de letras (bases moleculares) del c¨®digo gen¨¦tico del organismo humano, Lander era el candidato id¨®neo para liderar uno de los varios equipos que investigan la secuencia del ADN. Craig Venter, director del Institute for Genetics Research y rival de Lander en la carrera para establecer la secuencia del genoma, afirma: "El gran adelanto a la hora de establecer la secuencia de genomas enteros han sido las matem¨¢ticas, matem¨¢ticas aplicadas y nuevos algoritmos, la clase de cosa que se le da bien a Eric".

El laboratorio de Lander, uno de los financiados por el National Center for Human Genome Research, ha producido los primeros mapas gen¨¦ticos del genoma de los seres humanos y de los ratones, un paso necesario para averiguar la secuencia completa del ADN. Se hab¨ªa planeado completar la secuencia del genoma hacia el a?o 2005 con un coste de 3.000 millones de d¨®lares, pero el proyecto lleva dos a?os de adelanto sobre el calendario previsto y los costes son menores de los presupuestados.

El n¨²mero 17

Lander tiene ahora 39 a?os. Un verano, cuando era alumno del instituto Stuyvesant de Manhattan, particip¨® en un programa de matem¨¢ticas de ¨¦lite en el que los estudiantes decidieron que el 17 era el n¨²mero m¨¢s interesante. Fundaron un Club del 17 y dise?aron una camiseta adornada con hechos sorprendentes sobre este n¨²mero. Todav¨ªa es capaz de citar ejemplos: "Muchas figuras de lados m¨²ltiples son estables cuando descansan sobre cualquiera de sus lados, por ejemplo, una pir¨¢mide. ?Pero sab¨ªa usted que una figura de 17 lados es la ¨²nica que s¨®lo es estable por un solo lado?".El n¨²mero 17 ha vuelto a su vida. Como contribuci¨®n al Proyecto Genoma Humano, el centro Whitehead ha escogido el cromosoma humano n¨²mero 17 para establecer su secuencia. "Alguien sugiri¨® que escogimos el cromosoma 17 por mi fascinaci¨®n con ese n¨²mero", dice Lander. "No es del todo cierto, pero estoy pensando sacar la vieja camiseta del armario".

Su carrera dio algunos giros bruscos, pasando de las matem¨¢ticas puras en Princeton y Oxford a la econom¨ªa de gesti¨®n en la Harvard Business School. Daba clases de gesti¨®n orientada a las matem¨¢ticas durante el d¨ªa, y por la noche mataba el rato en los laboratorios de biolog¨ªa. Se hab¨ªa dado cuenta de que entre dos disciplinas tan diferentes como las matem¨¢ticas y la biolog¨ªa hab¨ªa v¨ªnculos importantes. La biolog¨ªa, por ca¨®tica que pudiera parecer, ten¨ªa regiones que, en su opini¨®n, ceder¨ªan ante la potencia de fuego de los m¨¦todos matem¨¢ticos.

Muy pronto, Lander empez¨® a tener impacto en la biolog¨ªa molecular, al crear los instrumentos matem¨¢ticos para desmenuzar un importante gen del asma y otro del c¨¢ncer de colon. Pero acab¨® cans¨¢ndose de cazar genes en la jungla gen¨¦tica, uno a uno. "Eso se acab¨®", dice. Ahora est¨¢ haciendo planes para la pr¨®xima era en biolog¨ªa, en la que prev¨¦ que todo el conjunto de genes humanos y sus funciones estar¨¢ disponible en CD-ROM.

"De repente, la biolog¨ªa es finita", dice. "El proyecto genoma es an¨¢logo a la creaci¨®n de la tabla peri¨®dica en qu¨ªmica", a?ade. Lander opina que, del mismo modo que la organizaci¨®n de los elementos qu¨ªmicos en la tabla peri¨®dica dio coherencia a una masa de datos previamente sin relacionar, se acabar¨¢ descubriendo que las decenas de miles de genes en los organismos actuales est¨¢n hechos de combinaciones de un n¨²mero mucho m¨¢s reducido de m¨®dulos o elementos gen¨¦ticos m¨¢s simples, o genes primordiales, por as¨ª decirlo.

"Lo importante es que los 100.000 genes humanos no deben ser considerados como 100.000 genes completamente diferentes", afirma Lander, y a?ade: "Se deber¨ªan ver como unas 200 familias que b¨¢sicamente mantienen toda clase de vida". Seg¨²n ¨¦l, una tabla peri¨®dica as¨ª de las familias de genes imprimir¨¢ un nuevo rumbo a la biolog¨ªa. La tabla, una vez completada, se?alar¨¢ el final de la gen¨¦tica estructural, el an¨¢lisis de la estructura de los genes. "Cuando consigamos la ¨²ltima base del genoma, con la misma ceremonia que cuando se inaugura una construcci¨®n, quiz¨¢ tenga lugar una gran celebraci¨®n", afirma. "Pero una vez hecho, hecho est¨¢".

Gen¨¦tica funcional

Luego viene lo que Lander llama gen¨¦tica funcional, o la utilizaci¨®n pr¨¢ctica de la tabla. Por ejemplo, seg¨²n ¨¦l, los bi¨®logos podr¨¢n aprender a leer el ADN humano con tanta eficacia que los laboratonos ser¨¢n capaces de decir r¨¢pidamente a los pacientes todas las variaciones importantes que tienen lugar en el conjunto de sus genes. Adem¨¢s, deber¨¢ ser posible determinar cu¨¢les de esos genes est¨¢n en funcionamiento y cu¨¢les no en un momento determinado, proporcionando as¨ª el cuadro completo de las c¨¦lulas del cuerpo que est¨¢n en buen estado."A continuaci¨®n, el manifiesto para la era de la gen¨¦tica funcional", anuncia Lander. "Primero: a nivel del ADN queremos tener la capacidad de resecuenciar un genoma entero -el genoma de cualquier persona- en un entorno m¨¦dico normal, para descubrir todas las variaciones. Porque usted y yo diferimos en una d¨¦cima parte del 1 %de nuestras bases, y eso explica nuestras diferencias. La mayor¨ªa de los genes tendr¨¢n dos, tres o cuatro variantes principales. Si usted tiene 100.000 genes, eso quiere decir que habr¨¢ s¨®lo en torno a 300.000 variantes principales. Es un n¨²mero finito".

"A continuaci¨®n", dice, "podemos coger la lista y correlacionar las diferentes variantes con resultados m¨¦dicos. Se puede coger el Informe Framingham sobre enfermedades del coraz¨®n y hallar el porcentaje de cada enfermedad asociada con cada una de las 300.000 variantes de genes". Esto permitir¨¢ que cada persona tenga una lista completa de las enfermedades que es m¨¢s proclive a sufrir, basada en su herencia. Con una mezcla de esperanza y escepticismo, afirma: "En principio, nos permitir¨¢ tener atenci¨®n m¨¦dica personalizada. En la pr¨¢ctica, lograrlo depender¨¢ de cu¨¢nto estemos dispuestos a pagar como sociedad, y hasta qu¨¦ punto podamos proteger nuestra intimidad".

"Segundo", dice, "queremos ser capaces de controlar la expresi¨®n de los genes". Saber qu¨¦ genes est¨¢n activos en cada momento nos ayudar¨¢ a determinar la respuesta de un cuerpo a los medicamentos, a una dieta, al ejercicio y a otros factores.