El ADN, la llave maestra de la evoluci¨®n humana

Como objeto qu¨ªmico, el ADN puede reclamar una nutrida lista de padres: Mendel, Bateson, Luria, Delbr¨¹ck, McClintock, Chargaff, Franklin, Watson, Crick, Venter. Como objeto de pol¨¦mica, sin embargo, el ADN se puede rastrear hasta un solo nombre, y uno bien notable. El de Francis Galton, el primo listo de Darwin, como se le llama a veces con ingeniosa mala uva (contra Darwin, se entiende).

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Los genes y el destino

?Cu¨¢nto sabes sobre el ADN?

Fue Galton quien plante¨® la forma moderna del gran debate ¡°naturaleza contra crianza¡± (tiene m¨¢s sonoridad en ingl¨¦s: nature vs nurture). ?Nacemos o nos hacemos? El ADN se suele identificar con el ¡°nacemos¡±, y el aprendizaje, con el ¡°nos hacemos¡±. Pero esto no es m¨¢s que un error generalizado y persistente. La realidad es mucho m¨¢s interesante que todo eso.

El ADN es la forma en que la crianza se graba en nuestra naturaleza. El zo¨®logo y escritor brit¨¢nico Matt Ridley lo llama nature via nurture, a la naturaleza mediante la crianza, en una solvente par¨¢frasis del dilema galtoniano. Esta es la clave para entender el ADN como objeto de pol¨¦mica.

Pese a la actual man¨ªa de las redes sociales, el mejor ¨ªndice para evaluar la importancia de un problema sigue siendo la edici¨®n de los mejores libros. Y el ADN se ha llevado cuatro de estos ¨®scar en los ¨²ltimos meses. Mi gran familia europea, de Karin Bojs; El ADN dictador, de Miguel Pita; El gen, de Siddhartha Mukherjee, y Breve historia de todos los que han vivido, de Adam Rutherford.

El c¨¢ncer es un buen ejemplo para ilustrar las complejas armon¨ªas internas de la cuesti¨®n ¡°hace o se hace¡± que centra nuestro debate

Tomemos el c¨¢ncer. Pocos c¨¢nceres son hereditarios, pero todos son gen¨¦ticos, porque se deben a una acumulaci¨®n de mutaciones en el texto del ADN de nuestras c¨¦lulas. Cada una de nuestras neuronas o de nuestras c¨¦lulas del h¨ªgado lleva una copia del genoma humano entero y gracias a eso puede funcionar. El ADN no es solo el veh¨ªculo de la herencia de padres a hijos, sino tambi¨¦n el manual de funcionamiento de cada una de nuestras c¨¦lulas durante toda nuestra vida.

El tratamiento del c¨¢ncer ya se est¨¢ beneficiando de la tecnolog¨ªa del ADN, pese a que la oncolog¨ªa gen¨®mica est¨¢ solo en sus comienzos. Los l¨ªderes de esta disciplina, como Bert Vogelstein, calculan que los principales tumores se deben a la acumulaci¨®n a lo largo de la vida de media docena de mutaciones clave de entre las miles que acumula cualquiera de nuestras c¨¦lulas, y en particular las cancer¨ªgenas. Estas mutaciones son distintas en cada tipo de tumor. En las mujeres con c¨¢ncer de mama, por ejemplo, ya es una pr¨¢ctica com¨²n analizar sus genes clave, porque de ello depende el tratamiento ¨®ptimo, sea una modesta quimio o una radical extirpaci¨®n preventiva de las mamas. Esta estrategia se est¨¢ generalizando en otros tipos de c¨¢ncer.

Entonces, ?el c¨¢ncer es naturaleza o crianza? Es las dos cosas. Todos hemos visto esas fotos de una familia en la que tres generaciones de mujeres han muerto de c¨¢ncer de mama. En este caso, la herencia es la que pesa: las mutaciones con las que esas mujeres nacieron fueron la causa de su destino fatal. Un caso m¨¢s com¨²n es que alguna mutaci¨®n u otra venga puesta de nacimiento y que el resto se haya adquirido durante la vida, a veces por factores cancer¨ªgenos como el humo del tabaco o la radiaci¨®n ultravioleta de la luz solar. Y otras veces ¡ªmuchas otras veces¡ª, por mero azar. Este es un concepto importante al que dedicaremos un p¨¢rrafo.

Los ¨²ltimos resultados de los grandes proyectos de gen¨®mica del c¨¢ncer demuestran que, en efecto, un tercio de los c¨¢nceres que afligen al mundo se deben a h¨¢bitos de vida arriesgados, como fumar, abrasarse en la playa o comer m¨¢s de lo estrictamente aconsejable. Pero los dos tercios restantes no son culpa del paciente, sino producto del azar. Desde que el ¨®vulo y el espermatozoide se fecundan, nuestras c¨¦lulas se dividen cientos, miles o decenas de miles de veces, seg¨²n a qu¨¦ tipo pertenezcan. En cada una de esas divisiones hay que replicar el genoma entero, hecho de 3.000 millones de letras (las bases del ADN, gatacca¡­), y por muy preciso que sea el sistema de replicaci¨®n del ADN, ocurren errores que se propagan a las siguientes generaciones celulares. De ese azar provienen dos de cada tres c¨¢nceres.

Con t¨¦cnicas de edici¨®n gen¨®mica, los cient¨ªficos disponen de un procedimiento capaz de erradicar enfermedades raras

Pero, sea cual sea el origen de una mutaci¨®n clave ¡ªo sea de quien sea la culpa de que haya ocurrido¡ª, pocos cient¨ªficos y m¨¦dicos dudan de que su detecci¨®n sea esencial para decidir el tratamiento. El ADN es naturaleza y crianza o, como dir¨ªa Ridley, naturaleza por v¨ªa de crianza. Durante nuestra vida, el entorno y el mero azar se hacen carne en la secuencia gen¨¦tica de cada una de nuestras c¨¦lulas.

El c¨¢ncer es un buen ejemplo para ilustrar las complejas armon¨ªas internas de la cuesti¨®n ¡°nace o se hace¡± que centra nuestro debate. Pero es solo un ejemplo. El desarrollo del cerebro y la enfermedad mental es un t¨®pico muy relacionado con este tema, aunque no lo parezca. Fred Gage, del Instituto Salk de California, ha demostrado en los ¨²ltimos a?os que nuestro cerebro es un mosaico de clones neuronales con genomas distintos. Como en el desarrollo del c¨¢ncer, las distintas zonas de nuestro cerebro han acumulado mutaciones durante la proliferaci¨®n celular desde el desarrollo fetal hasta la vida adulta.

Hay varios tipos de mutaciones ¡ªla favorita de los te¨®ricos es el cambio de una sola letra, como gatacca, gacacca¡ª, pero la que m¨¢s llama la atenci¨®n en nuestro cerebro es de una naturaleza bien distinta. La mitad del genoma humano es un vertedero de residuos de transposones, o elementos m¨®viles, segmentos de ADN que contienen la informaci¨®n (gatacca¡­) para sacar copias de s¨ª mismos que se insertan en otros lugares del genoma.

Casi todos esos transposones son meros f¨®siles gen¨®micos, pero Gage ha descubierto uno (su nombre es ?LINE 1) que sigue activo en mi genoma y en el tuyo, desocupado lector. Salta de un lugar a otro mientras nos desarrollamos en el ¨²tero y vivimos fuera de ¨¦l, y sobre todo en las c¨¦lulas destinadas a formar nuestro cerebro. Cuando LINE 1 cambia de posici¨®n en una c¨¦lula madre del cerebro, todas sus descendientes heredan la nueva posici¨®n, aunque algunas de ellas a?aden otro salto al anterior, y as¨ª sucesivamente.

Un transpos¨®n como LINE 1 es un texto de ADN que significa ¡°creced y multiplicaos¡±. La descubridora de estas l¨ªneas de c¨®digo esenciales en la evoluci¨®n fue la genetista m¨¢s brillante del siglo XX, Barbara McClintock, a quien tardaron 40 a?os en darle el Premio Nobel por alguna raz¨®n que nadie ha sabido explicar de manera convincente.

McClintock no solo demostr¨® que hay elementos de ADN que saltan por el genoma ¡ªla raz¨®n por la que le dieron el Nobel¡ª, sino algo mucho m¨¢s importante, aunque no para la Academia Sueca: que esos saltos de un lugar del genoma a otro eran una respuesta al entorno y, por tanto, importantes para el desarrollo y la evoluci¨®n de un organismo. Esta es la clase de percepci¨®n que transforma una ciencia, pero solo despu¨¦s de un par de siglos. Roma tard¨® cuatro en perdonar a Galileo, as¨ª que la comunidad cient¨ªfica ya est¨¢ tardando en rehabilitar las ideas fundamentales de McClintock. El miedo a los trols no es buen consejero en ciencia.

Otra cuesti¨®n esencial, y de rabiosa actualidad, es la epigen¨¦tica. Los psic¨®logos baratos, los vendedores de cosm¨¦ticos y los ac¨®litos de las religiones modernas est¨¢n convirtiendo la epigen¨¦tica en un lema, un eslogan o una bandera de sus prejuicios. Para ellos, la epigen¨¦tica viene a revelar que la gen¨¦tica se equivoca, que al final es el efecto del entorno el que cuenta. Dadme un beb¨¦ y os devolver¨¦ un genio, como dec¨ªa Skinner, el tit¨¢n de la psicolog¨ªa conductista que domin¨® en la primera mitad del siglo XX. Otro error. Si le das un beb¨¦ a Skinner, lo que devolver¨¢ no es un genio, sino otro psic¨®logo tan confundido como el propio Skinner.

Nacemos con docenas de talentos codificados en nuestro ADN. Por eso no se puede ense?ar a hablar a un perro, pero s¨ª a cualquier beb¨¦ humano. Y tambi¨¦n hay diferencias entre unos beb¨¦s y otros en su capacidad para aprender un lenguaje. Es la loter¨ªa gen¨¦tica que te toca al nacer, igual que ser alto o bajo, guapo o feo. Ante estas evidencias, hay una actitud com¨²n entre los cient¨ªficos sociales. Consiste en aceptar que los genes puedan afectar a nuestros rasgos f¨ªsicos, pero no a nuestra psicolog¨ªa. Otro error.

El c¨®rtex (o corteza) cerebral, la sede de nuestra mente, no es m¨¢s que un trozo del cuerpo. Se forma mediante los mismos procesos biol¨®gicos que el h¨ªgado, los ri?ones o las manos. Una jerarqu¨ªa de genes activos o inactivos instruye a las c¨¦lulas a adoptar un destino, una tarea, una forma. Tu mano y tu pie est¨¢n hechos exactamente de los mismos tejidos y tipos celulares, pero tienen una forma distinta porque algunos genes clave perciben su posici¨®n en el todo y reaccionan en consecuencia. En las distintas regiones del cerebro ocurre lo mismo, y depende de las variantes gen¨¦ticas particulares que uno lleve de nacimiento y tambi¨¦n de las que haya desarrollado durante el crecimiento. Nuestra psicolog¨ªa b¨¢sica est¨¢ escrita en el genoma, a veces con claridad, las m¨¢s de las veces a trav¨¦s de caminos inextricables. Unos caminos que solo la neurociencia podr¨¢ descifrar.

En realidad, epigen¨¦tica significa ¡°encima de los genes¡±. Son unos cambios gen¨¦ticos que no se deben a verdaderas mutaciones (cambios en la secuencia, como gatacca gacacca), sino a otras cosas que se pegan encima de la secuencia y la hacen m¨¢s o menos accesible a los sistemas que leen los genes. Las dos cosas esenciales que se pegan ah¨ª son unas prote¨ªnas llamadas histonas y algunos de los radicales m¨¢s simples de la qu¨ªmica org¨¢nica, como el metilo (¨CCH3). Pese a no afectar a la secuencia, estas cosas que se le pegan encima aguantan varias generaciones, ya sea de c¨¦lulas en proliferaci¨®n o de personas en reproducci¨®n.

La epigen¨¦tica no es lo contrario de la gen¨¦tica. Es un nivel de regulaci¨®n que permite al ADN responder al entorno. Y las prote¨ªnas que lo permiten est¨¢n codificadas en el genoma, como todas las prote¨ªnas que constituyen nuestro cuerpo. Y nuestra mente.

Lo anterior es lo esencial sobre el ADN como objeto de pol¨¦mica, pero ni mucho menos lo ¨²nico. La evoluci¨®n biol¨®gica es un producto del ADN. Esta vez no del ADN que est¨¢ en nuestras neuronas ni en las c¨¦lulas de nuestra piel, sino del que nos pasamos de una generaci¨®n a otra. Tambi¨¦n est¨¢ en nuestras c¨¦lulas, pero solo en unas muy infrecuentes y especiales: la l¨ªnea germinal, las c¨¦lulas que generan nuestros ¨®vulos y espermatozoides.

All¨ª ocurren unas mutaciones muy similares a las que causan el c¨¢ncer en las c¨¦lulas de la piel o la esquizofrenia en el tejido cerebral en desarrollo. Pero ah¨ª esos cambios no tienen efecto en la persona que los sufre, sino en sus hijos, sus nietos y toda su descendencia. Esta es la materia prima de la evoluci¨®n, su sustrato gen¨¦tico y molecular. En el genoma de cada uno de nosotros est¨¢ escrita la historia evolutiva de la especie. Mejor dicho, de la peque?a parte de la especie que ha logrado sobrevivir en los ¨²ltimos millones de a?os, unos tiempos duros anegados de hambrunas, sequ¨ªas, guerras y penalidad general. El ADN es una ventana de precisi¨®n que tenemos abierta para entender el pasado de la especie.

El ADN es tambi¨¦n la gran esperanza que tenemos de luchar contra las enfermedades raras, esas 3.000 condiciones hereditarias que afectan cada una a muy poca gente y, por tanto, tienen muy dif¨ªcil atraer inversiones de la industria farmac¨¦utica, pero que en conjunto suponen una pesada carga para una fracci¨®n sustancial de la poblaci¨®n. La esperanza de ir encontrando poco a poco tratamientos para cada una de ellas es poco realista. M¨¢s eficaz puede ser investigar remedios contra lo que esas 3.000 dolencias tienen en com¨²n: un error en el ADN.

Esta ser¨¢, previsiblemente, una de las cuestiones m¨¢s pol¨¦micas de la biomedicina del futuro pr¨®ximo. Con t¨¦cnicas de edici¨®n gen¨®mica como CRISPR, los cient¨ªficos tienen al alcance de la mano un procedimiento capaz de erradicar las enfermedades raras: consiste en corregir las mutaciones responsables en el embri¨®n humano, o incluso en el ¨®vulo o el espermatozoide que lo generan. Eso no solo eliminar¨¢ la enfermedad rara en los hijos, sino tambi¨¦n en toda la progenie que generen por los siglos de los siglos.

El ADN ha puesto la futura evoluci¨®n humana al alcance de nuestra t¨¦cnica. Como todo m¨¦todo, sin embargo, se podr¨¢ usar bien o mal. Ojal¨¢ seamos inteligentes, aunque solo sea para variar.