Conan, la Bacteria

La Biotecnología gris es quizás el campo biotecnológico menos conocido, pues es muchas veces eclipsado por alguno de sus hermanos, especialmente la Biotecnología verde y roja, que hacen de la polémica su trampolín al (mal) conocimiento popular (véase clonación, transgénicos, células madre, etc.). No obstante, este primer “hermano pequeño”, que no es otra cosa que las aplicaciones medioambientales de la biotecnología, tiene, aun sin el “glamour” y la atención merecidas, tanto futuro e importancia como el resto, y en esta entrada lo veremos con un ejemplo tan interesante medioambiental como económicamente.

Que los metales pesados son una importantísima fuente de contaminación, consecuencia de la actividad industrial y minera, es de sobra conocido. Esta materia inorgánica, que permanece en el ambiente durante cientos de años, en altas concentraciones resulta tóxica para la vida, tanto para animales como para plantas, bacterias y el resto de formas de vida. Por lo tanto, la descontaminación aquí es fundamental, lo cual, en principio, no es un problema siempre que el hombre pueda aplicar la serie de estrategias, que carecen de interés para el propósito de esta entrada, establecidas para tal fin. Sin embargo, la fabricación de armas nucleares, especialmente durante la guerra fría, dejó tras de sí ingentes cantidades de metales pesados en basureros radiactivos, haciendo la descontaminación mucho más complicada y, sobre todo, peligrosa.

¿Solución al problema? Hemos de irnos a Oregón (EEUU, 1956), donde en un laboratorio se están probando sistemas de esterilización de la carne enlatada. Una de las pruebas consistía en comprobar si se podía esterilizar la carne empleando altas dosis de radiación gamma. En principio no debía haber sorpresas, se empleó una dosis de radiación pensada para destruir toda forma de vida conocida hasta el momento. No obstante, para su sorpresa, a los pocos días la carne se terminó estropeando como consecuencia del crecimiento de una bacteria, algo por lo que ningún científico habría apostado.

Así hace su aparición la responsable del título de la entrada, Deinococcus radiodurans, una bacteria con tinción Gram positiva (aun con alguna característica de Gram negativas) capaz de resistir hasta 1500 veces más radiación que un ser humano, aun quedando su genoma hecho añicos, de ahí que popularmente se le dé el apelativo de “Conan”.

Los motivos de su extraordinaria resistencia no están claros (enigma que desentrañado podría suponer una revolución de la Biología Molecular y, por consiguiente, de todas las ciencias biológicas), se apunta a su compacto genoma, múltiples copias del mismo, eficientes sistemas de reparación y alto contenido en manganeso como posibles respuestas. Pero la cuestión que aquí nos ocupa es la biorremediación de que es protagonista.

La biorremediación es probablemente el concepto más importante de la Biotecnología gris y consiste en el uso de seres vivos o moléculas derivadas de éstos para eliminar contaminantes. 50 años después de su descubrimiento, Deinococcus radiodurans comenzó a emplearse para limpiar metales pesados en basureros radiactivos con notable éxito, haciendo un gran favor al planeta y a los seres que en el habitamos. Cabe reseñar que esta bacteria ha sido modificada genéticamente para optimizar su capacidad descontaminante, hecho que la ha convertido en un recurso todavía más valioso.

De esta forma, me gustaría alejar al público de la preconcebida idea de que la Biotecnología consiste en clonar ovejas, crear plantas transgénicas y jugar a ser Dios. Limpiar del medio ambiente los desperdicios de la propia especie humana mediante Biotecnología puede ser una tarea tan satisfactoria como lucrativa.

El arte del Cáncer. Parte II

(Continuación de  El arte del Cáncer. Parte I)

• Dada esta “inmortalidad” adquirida acompañada de la proliferación celular, el aumento del número de células (tumor) provocaría la falta de, entre otros, oxígeno (hipoxia), nutrientes para todas esas células, por lo que morirían y se acabaría el tumor. Sin embargo, la célula tumoral es capaz de provocar la creación de nuevos vasos sanguíneos (angiogénesis) alrededor del tumor, que es importante por dos motivos: permite el crecimiento y mantenimiento del mismo y “abre la puerta” a que las células tumorales puedan infiltrarse en esos vasos y metastatizar.

• Para adquirir la capacidad de invasión y metástasis, la célula tumoral ha de adquirir la capacidad de modificar la matriz extracelular, lo que se exige a su vez la adquisición de metaloproteasas y otros enzimas especiales que le den “movilidad”. Adicionalmente ha de deshacerse de todos los tipos de uniones que la anclan al resto de células.

• Tras todo esto, si consigue entrar en un vaso sanguíneo (o linfático) que rodea al tumor se encuentra con una trampa mortal: el sistema inmune ataca a la célula tumoral. Además de esto, dado el pequeño tamaño de los capilares y la rigidez de estas células frente a las sanguíneas, con toda probabilidad la célula tumoral no es capaz de atravesarlos y muere.

• Superado todo esto, la célula ha de ser capaz de pasar de estos vasos a una nueva parte del cuerpo, un nuevo tejido y, lo que es más sorprendente, de no sólo adaptarse al nuevo entorno y sobrevivir (lo cual es inaudito si nos olvidamos del desarrollo embrionario), sino de proliferar y crear un nuevo tumor.

Así pues, aunque la lista de alteraciones necesarias es mucho más extensa, considero que con la presente ya se adquiere una ligera idea de lo que quiero expresar. Dado que el cáncer es una enfermedad genética (que no hereditaria), todas estas modificaciones que originan el tumor  son consecuencia de mutaciones en los genes. Ahora bien, los genes sólo representan el 10% de la totalidad genoma humano en el que pueden tener lugar la mutaciones, y dentro de éstos la mayor parte pertenece a secuencias no codificantes o intrones y dentro de las mutaciones que se pueden dar en las secuencias codificantes o exones sólo unas pocas (o sólo una) pueden conducir la desarrollo tumoral.

Para rizar más el rizo, también tiene que haber alteraciones en el entorno tumoral, es decir, no sólo es importante la célula tumoral en sí, sino también las células por las que está rodeada, que se ha demostrado que tienen un papel fundamental.

Todo esto explica porque la probabilidad de tener cáncer aumenta con la edad, es prácticamente imposible adquirir la combinación exacta de mutaciones en todos los genes específicos, en todos los puntos precisos de estos genes, en una misma célula (o descendencia) sin cometer un sólo error o mutación incorrecta (pues la célula moriría) y superar todas las trabas de forma aleatoria...a no ser que lleves 80 años acumulando mutaciones en tus células.

Así pues, queda expuesto que el cáncer es cuestión de azar y suerte, de los puntos en dónde mutan las células y de una alteración radical de la biología de la célula a base de mutaciones aleatorias acumuladas desde la primera división celular. El cáncer es (son) muchas cosas, pero no fácil, y por eso aún no tiene cura.

El arte del Cáncer. Parte I

Que en nuestra sociedad el cáncer sea la segunda causa de muerte después de las enfermedades cardiovasculares y que una persona mayor de 80 años tenga una altísima probabilidad de desarrollar algún tipo de cáncer puede hacer pensar erróneamente que es “fácil” tener cáncer. Esta entrada está destinada a desmentir tal creencia.

El error ya existe incluso cuando se pregunta: “¿por qué no se cura el cáncer?” Porque no existe tal cosa, no existe una enfermedad denominada “cáncer”, el cáncer es un conjunto de enfermedades cuyo pronóstico y tratamiento depende y varía enormemente  en función del tipo de neoplasia o tumor (poco tiene que ver el cáncer de mama con el retinoblastoma o con la leucemia mieloide crónica). No obstante, dado que todos estos comparten una serie de características comunes se los engloba bajo la denominación de “cáncer” (del griego “cangrejo”, por la forma que toman las formas corrientes de cáncer avanzado).

Si hubiese de definir de la forma más sencilla posible cuáles son esas características comunes que definen al cáncer, sólo se requerirían tres conceptos: proliferación celular, invasión y metástasis. Con frecuencia se piensa que el tumor que origina el cáncer es el causante de la muerte, lo cual es sólo cierto en el 10% de los casos. ¿Cuál es la principal diferencia entre un tumor benigno (adenoma, papiloma, nevus (un lunar), etc.) y uno maligno (cáncer)? La capacidad de invasión y de uso del sistema circulatorio para colonizar nuevas partes del cuerpo, lo que se conoce como metástasis, siendo este fenómeno el responsable de aproximadamente el 90% de las muertes ocasionadas por el cáncer.

Todo esto que tan ligeramente he descrito sin la menor complicación requiere una asombrosamente ingente cantidad de alteraciones para que pueda suceder, que es lo que me gustaría transmitir en esta entrada. Para ello, vamos a ver un poco más de cerca qué se requiere para la aparición de un cáncer:

• Comencemos hablando de la proliferación, para la formación del tumor una célula ha de adquirir la capacidad de dividirse de forma descontrolada (en vez de cuando la señalización celular lo induce), es decir, necesita una autosuficiencia en señales de crecimiento.

• No obstante, como ya comentaba en “Juventud inducida”, una célula no puede replicarse indefinidamente dado el acortamiento de los telómeros, por lo que toda célula tumoral ha debido adquirir la actividad telomerasa.

• Cuando esto ocurre, de forma natural el organismo emite señales inhibidoras del crecimiento a esa célula, lo cual detendría la proliferación, a no ser que, como en el cáncer, la célula se vuelva insensible a estas señales.

• Cuando una célula se descontrola de esta manera, se induce de forma natural la apoptosis, o muerte celular programada, pero la célula cancerosa también es capaz de evadirse.

(Continuación en El arte del Cáncer. Parte II)