Nobel de Química a los domadores del poder de la evolución
Por: El País
Octubre 2018
Fotografia: Reuters

La estadounidense Frances Arnold (Pittsburgh, EE UU, 1956), George Smith (Norwalk, EE UU, 1941) y Gregory Winter (Leicester, 1951) han ganado el Nobel de Química 2018 por haber "tomado el control de la evolución y haber usado sus mismos principios para desarrollar proteínas 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 ganadería en el mundo de los microbios y las moléculas. La evolución dirigida permite domesticar microbios para que desarrollen proteínas que no existen en la naturaleza y que se aplican a la creación de nuevos combustibles y fármacos contra muchas enfermedades, desde la diabetes al cáncer metastásico.

Arnold, catedrática de ingeniería química, bioingeniería y bioquímica en el Instituto de Tecnología de California (Caltech), recibe la mitad del premio por inventar "la evolución dirigida de enzimas". A finales de la década de los setenta, esta ingeniera mecánica y aeroespacial dio un giro a su carrera para buscar nuevos métodos de producir este tipo de proteínas ubicuas en la naturaleza, encargadas de catalizar todas las reacciones bioquímicas de los organismos vivos. La capacidad de cada una de las miles de enzimas conocidas -como las que permiten a microbios vivir sin oxígeno o alimentarse de compuestos tóxicos- depende de su secuencia genética, que contiene la receta para fabricarla a partir de un reducido catálogo de 20 aminoácidos. En 1993, Arnold desarrolló por primera vez un método para introducir mutaciones en la secuencia genética de enzimas e introducirlas en bacterias. Este ganado microscópico servía para producir miles de variantes diferentes de la enzima en cuestión que después eran seleccionadas y mejoradas generación tras generación hasta tener una nueva proteína con propiedades que no se dan en la naturaleza.

La evoluci√≥n dirigida es "una revoluci√≥n cient√≠fica", porque "comprime el proceso de evoluci√≥n natural de enzimas, de miles de millones de a√Īos, en otro dirigido que dura d√≠as 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√≠a del Milenio, considerado el nobel de la tecnolog√≠a.

Smith y Winter reciben la otra mitad del premio por la "presentación de péptidos y anticuerpos en la superficie de bacteriófagos". En 1985, Smith, profesor emérito de la Universidad de Misuri, inventó una nueva forma de domesticar bacterias infectándolas con virus modificados genéticamente. Los patógenos se insertan en el genoma de las bacterias y secuestran su metabolismo para producir millones de proteínas diferentes. El método permite identificar qué gen es responsable de producir una proteína ya conocida.

A mediados de la década de los noventa, Gregory Winter, biólogo molecular de la Universidad de Cambridge, usó este método para crear bibliotecas -o mejor genotecas- con las instrucciones para crear miles de millones de anticuerpos diferentes y desarrolló métodos para buscar y seleccionar entre todos ellos los que tienen interés terapéutico. De esta forma, se creó adalimumab, que neutraliza la proteína TNF-alfa, causante de la inflamación 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 ántrax y de frenar el cáncer gracias a su capacidad de unirse selectivamente a las células tumorales.

"Esta t√©cnica supone un paso may√ļsculo", es el "paradigma de c√≥mo a partir de nada se puede desarrollar un anticuerpo humano que no genera ning√ļn rechazo inmunol√≥gico y que tiene un impacto terap√©utico tremendo", explica Luis √Ālvarez-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√Īala √Ālvarez-Vallina. En 2012 recibi√≥ el Premio Pr√≠ncipe de Asturias de Investigaci√≥n Cient√≠fica y T√©cnica.

El a√Īo 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√≠as para generar im√°genes tridimensionales de las mol√©culas de la vida. Su trabajo se aplica en tecnolog√≠as para entender mejor procesos biol√≥gicos como las infecciones o los ciclos de sue√Īo. En palabras de la academia, su m√©rito consiste en "el desarrollo de la criomicroscop√≠a electr√≥nica para la determinaci√≥n a alta resoluci√≥n de la estructura de biomol√©culas en una soluci√≥n".

"Estoy conmocionado", afirma uno de los galardonados

"Estoy conmocionado y contento. Pero, sobre todo, conmocionado", afirmó Gregory Winter a la agencia de prensa sueca TT. "Espero que hayan hecho la buena elección", bromeó.

"Yo era la persona adecuada en el momento adecuado" declaró por su lado George Smith, ahora jubilado.

De los 181 galardones de Química otorgados desde 1901, solo cinco han sido para mujeres, el 2,7% del total. Antes de Frances Arnold solamente otras cuatro mujeres habían sido galardonadas con este Nobel: Marie Curie (1911), Irène Joliot-Curie (1935), Dorothy Crowfoot Hodgkin (1964) y Ada Yonath (2009).

El martes, la canadiense Donna Strickland se convirtió en la tercera mujer en recibir el Premio Nobel Física, compartido con otros dos científicos, el francés Gérard Mourou y el estadounidense Arthur Ashkin.

Los laureados con los Premios Nobel recibirán el 10 de diciembre una medalla de oro, un diploma, además del cheque. El galardón tiene una dotación de nueve millones de coronas suecas, unos 870.000 euros.

 

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