La lucha por desterrar la enfermedad

Nos gustar¨ªa cerrar la serie con unas reflexiones acerca de nuestra ciencia y del panorama que empieza a dibujarse en la biolog¨ªa del siglo XXI. Hemos intentado acercarnos a aquellos lectores que se han atrevido a aceptar las propuestas, en ocasiones nada sencillas, que nos parecieron claves para transmitir nuestro mundo y el tipo de conceptos que manejamos. Estamos convencidos de que un p¨²blico informado es m¨¢s probable que apoye a la ciencia que un p¨²blico que no lo est¨¢. El desaf¨ªo ha sido grande, y esperamos haber estado a la altura de las circunstancias. Explicar los entresijos de la biolog¨ªa con palabras sencillas y sin entrar en detalles ha resultado francamente dif¨ªcil y somos conscientes de que los contenidos, adem¨¢s de estar sesgados, han sido necesariamente incompletos. Pero creemos que ten¨ªan la consistencia necesaria como para haber despertado el inter¨¦s y haber puesto al lector, por unos instantes, en la piel de un investigador. Nos gustar¨ªa ahora precisar el hilo com¨²n que han seguido todos los temas, para elaborar un mensaje m¨¢s global que ayude a apreciar la continuidad existente en todos ellos.

El reduccionismo en ciencia parte de la idea de que s¨®lo puede entenderse el comportamiento de los sistemas complejos mediante el estudio de sus partes m¨¢s simples

Al alejarnos de un reduccionismo metodol¨®gico ciego, nos acercaremos cada vez m¨¢s a la posibilidad de comprender la maravillosa complejidad de la vida

Pretender que la existencia o no de determinada variante de un gen es responsable del comportamiento criminal sin prestar atenci¨®n a los factores sociales, es, simplemente, absurdo

Con los primeros cap¨ªtulos intentamos sentar las bases de los procesos biol¨®gicos: todo ocurre dentro de las c¨¦lulas y todo se elabora a partir del genoma. Pusimos mucho cuidado en identificar a las prote¨ªnas y a las c¨¦lulas como las grandes protagonistas del fen¨®meno biol¨®gico. La clonaci¨®n y las c¨¦lulas madre fueron dos temas que elegimos por su actualidad y por ser objeto de estudio diario en nuestro laboratorio, as¨ª como por su gran importancia para el futuro de la biomedicina. El cap¨ªtulo del desarrollo ilustr¨® las claves de la formaci¨®n embrionaria y nos dio tambi¨¦n la oportunidad para hablar de algunos detalles de nuestras investigaciones. El sexo y la nutrici¨®n son temas fundamentales de acercamiento entre biolog¨ªa y sociedad, y nos pareci¨® que introducir la dimensi¨®n biol¨®gica contribuir¨ªa a aproximar ambas vertientes. Llegamos as¨ª a los dos ¨²ltimos cap¨ªtulos, el cerebro y la evoluci¨®n. El primero nos permiti¨® adentrarnos en aquello que nos hace m¨¢s humanos, la mente y la conciencia, no para reducirlas a principios biol¨®gicos, sino para acercarlas a su contexto natural dentro de un marco cient¨ªfico, porque creemos firmemente que sabernos parte del mundo natural nos permite sentirnos a¨²n m¨¢s humanos. El ¨²ltimo cap¨ªtulo se dedic¨® a la evoluci¨®n, hilo conductor de la vida y sustancia que nos amalgama y une como parte de un todo complejo al resto de los seres vivos. La evoluci¨®n da la raz¨®n de ser a la vida y nos explica los mecanismos que originan la diversidad de los ecosistemas del planeta.

Todos estos temas forman parte de una idea com¨²n, la biolog¨ªa como ciencia que se instala firmemente en las distintas esferas sociales con una meta integradora, que explora el mundo desde el prisma de lo natural y lo incorpora -lo vuelve a traer- a la experiencia diaria de nuestra sociedad. La biolog¨ªa es, sin duda, la ciencia que marcar¨¢ a este siglo, as¨ª como la f¨ªsica marc¨® al siglo XX. Es una disciplina del conocimiento que propondr¨¢ -ya lo est¨¢ hacien-do- conductas y opiniones y que presenta la esperanza de un mundo donde la palabra enfermedad se encuentre desterrada, donde el concepto de hambre pase a ser historia y donde podamos conocernos a nosotros mismos en la medida en que nos independicemos de la ignorancia y las supersticiones. La biolog¨ªa est¨¢ llamada a ser parte integral de la pol¨ªtica cient¨ªfica del futuro y consejera de excepci¨®n de las pol¨ªticas sociales.

Ad¨®nde va la biolog¨ªa

Un tema com¨²n que ha caracterizado a la ciencia del siglo XX, y muy especialmente a la biolog¨ªa, es, sin lugar a dudas, su abuso de un reduccionismo pr¨¢ctico y materialista. El reduccionismo en ciencia parte de la idea de que s¨®lo puede entenderse el comportamiento de los sistemas complejos mediante el estudio de sus partes m¨¢s simples. En biolog¨ªa, esto significa que, en vez de estudiar el organismo en su conjunto, se estudian los componentes m¨¢s elementales, las mol¨¦culas org¨¢nicas (ver gr¨¢fico). La raz¨®n del ¨¦xito del reduccionismo es simple: funciona. Los m¨¦todos reduccionistas han permitido desentra?ar la composici¨®n ¨ªntima de la materia viva y nos ha proporcionado las claves necesarias para luchar contra numerosas enfermedades. Son estos resultados tangibles los que permiten a la mayor¨ªa de los grupos de investigaci¨®n conseguir financiaci¨®n. Un ejemplo muy caracter¨ªstico de una iniciativa de este tipo ha sido el Proyecto Genoma Humano. Miles de horas de esfuerzo y millones de d¨®lares han alimentado y alimentan un programa de investigaci¨®n que ha colmado de promesas el futuro diagn¨®stico y terap¨¦utico de las enfermedades humanas.

?Qu¨¦ cabe esperar de los resultados de este proyecto para la investigaci¨®n de la biolog¨ªa del futuro? Como apunt¨¢bamos en el primer cap¨ªtulo, s¨®lo tenemos las letras de la gran biblioteca del genoma. No sabemos d¨®nde empiezan, d¨®nde acaban ni d¨®nde est¨¢n colocados los libros de esta biblioteca. Y cuando lo sepamos, a¨²n quedar¨¢ saber qu¨¦ pasa con las prote¨ªnas codificadas por cada gen, con qui¨¦n interact¨²an y qu¨¦ se deriva de esas interacciones, c¨®mo dirigen el comportamiento celular para formar estructuras din¨¢micas que acaban generando los tejidos, los ¨®rganos y el propio individuo.

Para conseguir esto, la biolog¨ªa tendr¨¢ que dialogar cada vez m¨¢s con la f¨ªsica, la qu¨ªmica y las matem¨¢ticas para poder hacer frente a esta ingente cantidad de datos. En sinton¨ªa con esta preocupaci¨®n se han propuesto diversas iniciativas anal¨ªticas de gran alcance, tales como la gen¨®mica, la prote¨®mica, la metabol¨®mica o la fisi¨®mica. Todas ellas poseen en com¨²n el hecho de que se apoyan en herramientas de las ciencias de la informaci¨®n -uso intensivo de ordenadores, creaci¨®n de algoritmos de b¨²squeda o modelado de los mecanismos biol¨®gicos- para analizar los datos obtenidos a gran escala mediante t¨¦cnicas de ¨²ltima generaci¨®n (t¨¦cnicas high-through-put). Pero seguimos corriendo el peligro de caer en la misma estrategia reduccionista del siglo que hemos dejado atr¨¢s. Esta vez se tratar¨ªa de un reduccionismo a gran escala. Donde antes se estudiaba un gen, ahora se estudiar¨¢n cientos de genes; donde antes se estudiaba una prote¨ªna, ahora se estudiar¨¢n miles de prote¨ªnas, y as¨ª sucesivamente.

El paradigma gen¨¦tico

Tomemos como ejemplo el desarrollo embrionario y la relaci¨®n entre genes y estructuras, entre genotipo y fenotipo. El problema no es la escala, la cantidad de informaci¨®n que manejemos, sino el concepto. La clave est¨¢ en reconocer a los seres vivos como sistemas complejos y tratarlos como tales para su estudio. Desde el descubrimiento de la estructura del ADN, hace medio siglo, la biolog¨ªa del desarrollo ha utilizado el paradigma gen¨¦tico como marco general para la investigaci¨®n, cayendo de lleno en la trampa reduccionista. En este paradigma, la idea fundamental est¨¢ basada en la noci¨®n de que un gen o un conjunto de genes poseen funciones tales como la construcci¨®n de una extremidad, un ¨®rgano o un comportamiento determinado. El gen se convierte en el centro de atenci¨®n de los programas de investigaci¨®n y los esfuerzos se concentran en descubrir aquellos genes que supuestamente son responsables de generar estructuras o comportamientos espec¨ªficos. Este salto entre genes y fenotipos no tiene en cuenta que un embri¨®n pasa por m¨²ltiples etapas de desarrollo, con millones de reacciones moleculares y procesos celulares de forma coordinada para que cada ¨®rgano aparezca en un momento y un sitio oportuno, posea la forma apropiada y funcione adecuadamente.

Un ser vivo se desarrolla de un modo jer¨¢rquico, es decir, a medida que avanza en su desarrollo aparecen niveles de complejidad superiores que poseen elementos, estructuras y comportamientos emergentes. Esta jerarqu¨ªa comienza con las mol¨¦culas precursoras y prosigue al crecer en complejidad con los genes, las prote¨ªnas, los corp¨²sculos celulares, las c¨¦lulas, los tejidos y los ¨®rganos. Al pasar de un nivel de la jerarqu¨ªa a otro hay un entramado de relaciones que genera niveles de organizaci¨®n que no pueden ser analizados desde los niveles inferiores. El ejemplo m¨¢s radical lo proporciona el comportamiento humano: pretender, por ejemplo, que la existencia o no de determinada variante de un gen es responsable del comportamiento criminal sin prestar atenci¨®n a los factores sociales es, simplemente, absurdo.

?C¨®mo enfrentarse entonces a esta organizaci¨®n jer¨¢rquica de modo que se preserve la complejidad pero al mismo tiempo se puedan abstraer las propiedades m¨¢s importantes de los sistemas de desarrollo biol¨®gicos? Se trata de llevar a cabo un programa de investigaci¨®n en donde los m¨¦todos reduccionistas coexistan con la integraci¨®n de sistemas. As¨ª como la gen¨®mica y la prote¨®mica precisan el uso de algoritmos matem¨¢ticos y la gesti¨®n de bases de datos masivas, la biolog¨ªa del desarrollo tambi¨¦n deber¨¢ apoyarse mediante modelos matem¨¢ticos integradores y simulaciones por ordenador. Un embri¨®n en desarrollo es una red de redes donde las interacciones dentro de cada nivel, tales como mol¨¦cula-mol¨¦cula, c¨¦lula-c¨¦lula, etc¨¦tera, configuran un vasto sistema de relaciones din¨¢micas complejas.

El objetivo final de la biolog¨ªa del desarrollo es comprender los procesos morfogen¨¦ticos, c¨®mo se genera un ¨®rgano, qu¨¦ tipo de fuerzas entran en juego para dar forma a un organismo, de qu¨¦ modo la informaci¨®n lineal contenida en el ADN se traduce, reprocesa y se desenvuelve espacial y temporalmente para formar los numerosos componentes de un organismo y finalmente integrar los datos experimentales de todos los niveles de la organizaci¨®n biol¨®gica. Para que podamos llegar a esta ambiciosa meta habr¨¢ que emplear conceptos y t¨¦cnicas derivadas de la ciencia de la complejidad. Los modelos y las simulaciones nos proporcionar¨¢n herramientas predictivas, arrojando nuevas ideas que podr¨¢n ser contrastadas en el laboratorio. Al alejarnos de un reduccionismo metodol¨®gico ciego, nos acercaremos cada vez m¨¢s a la posibilidad de comprender la maravillosa complejidad de la vida.

Mensaje final

El mensaje final se llama integraci¨®n. La necesidad de integrar el conocimiento b¨¢sico para generar un conocimiento global. De fomentar un tipo de ciencia que sea capaz de descifrar los detalles m¨¢s ¨ªntimos de las estructuras biol¨®gicas y al mismo tiempo comience a responder a las grandes preguntas acerca de la vida. La importancia que para el desarrollo de un pa¨ªs traer¨¢ el llevar a cabo iniciativas integradoras de este tipo en el ¨¢mbito de la biolog¨ªa es extraordinaria, ya que est¨¢ en juego no s¨®lo el conocimiento, de un valor incalculable, sino tambi¨¦n la oportunidad de devolver a la sociedad r¨¦ditos palpables a trav¨¦s de la mejora de los alimentos y la erradicaci¨®n de enfermedades. Espa?a debe responder a este reto y no puede permitirse el lujo de quedarse descolgada de la ¨¦lite de la investigaci¨®n mundial.