Nobel de Qu¨ªmica a los domadores del poder de la evoluci¨®n
Frances Arnold, George Smith y Gregory Winter reciben el galard¨®n por haber desarrollado nuevos m¨¦todos para crear "prote¨ªnas que resuelven muchos problemas de la humanidad"
La estadounidense Frances Arnold (Pittsburgh, EE UU, 1956), George Smith (Norwalk, EE UU, 1941) y Gregory Winter (Leicester, 1951) han ganado el Nobel de Qu¨ªmica 2018 por haber "tomado el control de la evoluci¨®n y haber usado sus mismos principios para desarrollar prote¨ªnas que resuelven muchos problemas de la humanidad", ha dicho la Real Academia de Ciencias.
Las investigaciones de los tres premiados han permitido que la humanidad realice el equivalente a la agricultura o la ganader¨ªa en el mundo de los microbios y las mol¨¦culas. La evoluci¨®n dirigida permite domesticar microbios para que desarrollen prote¨ªnas que no existen en la naturaleza y que se aplican a la creaci¨®n de nuevos combustibles y f¨¢rmacos contra muchas enfermedades, desde la diabetes al c¨¢ncer metast¨¢sico.
Arnold,?catedr¨¢tica de ingenier¨ªa qu¨ªmica, bioingenier¨ªa y bioqu¨ªmica en el Instituto de Tecnolog¨ªa de California (Caltech), recibe la mitad del premio por inventar "la evoluci¨®n dirigida de enzimas". A finales de la d¨¦cada de los setenta, esta ingeniera mec¨¢nica y aeroespacial dio un giro a su carrera para buscar nuevos m¨¦todos de producir este tipo de prote¨ªnas ubicuas en la naturaleza, encargadas de catalizar todas las reacciones bioqu¨ªmicas de los organismos vivos. La capacidad de cada una de las miles de enzimas conocidas ¡ªcomo las que permiten a microbios vivir sin ox¨ªgeno o alimentarse de compuestos t¨®xicos¡ª depende de su secuencia gen¨¦tica, que contiene la receta para fabricarla a partir de un reducido cat¨¢logo de 20 amino¨¢cidos. En 1993, Arnold desarroll¨® por primera vez un m¨¦todo para introducir mutaciones en la secuencia gen¨¦tica de enzimas e introducirlas en bacterias. Este ganado microsc¨®pico serv¨ªa para producir miles de variantes diferentes de la enzima en cuesti¨®n que despu¨¦s eran seleccionadas y mejoradas generaci¨®n tras generaci¨®n hasta tener una nueva prote¨ªna con propiedades que no se dan en la naturaleza.
La evoluci¨®n dirigida es "una revoluci¨®n cient¨ªfica", porque "comprime el proceso de evoluci¨®n natural de enzimas, de miles de millones de a?os, en otro dirigido que dura d¨ªas o semanas", explica el bi¨®logo molecular Miguel Alcalde, que trabaj¨® con Arnold como estudiante de doctorado en Caltech entre 2001 y 2003. En 2016, Arnold fue la primera mujer en ganar el Premio de Tecnolog¨ªa del Milenio, considerado el nobel de la tecnolog¨ªa.
Smith y Winter reciben la otra mitad del premio por la ¡°presentaci¨®n de p¨¦ptidos y anticuerpos en la superficie de bacteri¨®fagos¡±. En 1985, Smith, profesor em¨¦rito de la Universidad de Misuri, invent¨® una nueva forma de domesticar bacterias infect¨¢ndolas con virus modificados gen¨¦ticamente. Los pat¨®genos se insertan en el genoma de las bacterias y secuestran su metabolismo para producir millones de prote¨ªnas diferentes. El m¨¦todo permite identificar qu¨¦ gen es responsable de producir una prote¨ªna ya conocida.
A mediados de la d¨¦cada de los noventa, Gregory Winter, bi¨®logo molecular de la Universidad de Cambridge, us¨® este m¨¦todo para crear bibliotecas ¡ªo mejor genotecas¡ª con las instrucciones para crear miles de millones de anticuerpos diferentes y desarroll¨® m¨¦todos para buscar y seleccionar entre todos ellos los que tienen inter¨¦s terap¨¦utico. De esta forma, se cre¨® adalimumab, que neutraliza la prote¨ªna TNF-alfa, causante de la inflamaci¨®n de las enfermedades autoinmunes, que fue aprobado en 2002 para tratar la artritis reumatoide. Otros anticuerpos humanos fabricados en bacterias son capaces de neutralizar la toxina del ¨¢ntrax y de frenar el c¨¢ncer gracias a su capacidad de unirse selectivamente a las c¨¦lulas tumorales.
¡°Esta t¨¦cnica supone un paso may¨²sculo¡±, es el ¡°paradigma de c¨®mo a partir de nada se puede desarrollar un anticuerpo humano que no genera ning¨²n rechazo inmunol¨®gico y que tiene un impacto terap¨¦utico tremendo¡±, explica Luis ?lvarez-Vallina, profesor asociado de la Universidad de Aarhus (Dinamarca) que trabaj¨® en el laboratorio de Winter entre 1996 y 1998, justo cuando la t¨¦cnica estaba en plena explosi¨®n de productividad. Winter ha fundado varias empresas basadas en sus descubrimientos y se ha hecho ¡°rico gracias a sus patentes¡±, se?ala ?lvarez-Vallina. En 2012 recibi¨® el Premio Pr¨ªncipe de Asturias de Investigaci¨®n Cient¨ªfica y T¨¦cnica.
El a?o pasado el premio recay¨® en Jacques Dubochet (Aigle, Suiza, 1942), Joachim Frank (Siegen, Alemania, 1940) y Richard Henderson (Edimburgo, Reino Unido, 1945) por su aportaci¨®n al desarrollo de tecnolog¨ªas para generar im¨¢genes tridimensionales de las mol¨¦culas de la vida. Su trabajo se aplica en tecnolog¨ªas para entender mejor procesos biol¨®gicos como las infecciones o los ciclos de sue?o. En palabras de la academia, su m¨¦rito consiste en "el desarrollo de la criomicroscop¨ªa electr¨®nica para la determinaci¨®n a alta resoluci¨®n de la estructura de biomol¨¦culas en una soluci¨®n".
"Estoy conmovido", afirma uno de los galardonados
¡°Estoy conmovido y contento. Pero, sobre todo, emocionado¡±, afirm¨® Gregory Winter a la agencia de prensa sueca TT. ¡°Espero que hayan hecho la buena elecci¨®n¡±, brome¨®.
¡°Yo era la persona adecuada en el momento adecuado¡± declar¨® por su lado George Smith, ahora jubilado.
De los 181 galardones de Qu¨ªmica otorgados desde 1901, solo cinco han sido para mujeres, el 2,7% del total. Antes de Frances Arnold solamente otras cuatro mujeres hab¨ªan sido galardonadas con este Nobel: Marie Curie (1911), Ir¨¨ne Joliot-Curie (1935), Dorothy Crowfoot Hodgkin (1964) y Ada Yonath (2009).
El martes, la canadiense Donna Strickland se convirti¨® en la tercera mujer en recibir el Premio Nobel F¨ªsica, compartido con otros dos cient¨ªficos, el franc¨¦s G¨¦rard Mourou y el estadounidense Arthur Ashkin.
Los laureados con los Premios Nobel recibir¨¢n el 10 de diciembre una medalla de oro, un diploma, adem¨¢s del cheque. El galard¨®n tiene una dotaci¨®n de nueve millones de coronas suecas, unos 870.000 euros.
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