24 junio, 2020
Manuel Lino González (49 artículos)
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El alucine en la creación de la PCR

“Yo estaba ahí abajo, entre las moléculas, cuando lo descubrí: no estaba alucinando por el LSD, pero mi mente ya había aprendido cómo viajar hasta allá…”

No, Kary Mullis no estaba en LSD cuando se le ocurrió cómo podía usar la reacción en cadena de la polimerasa (PCR, por su sigla en inglés) para multiplicar un fragmento de ADN hasta hacerlo fácilmente detectable; sin embargo, en una entrevista para la BBC, cuyo video original fue bajado (pero el fragmento se puede ver en este link) aseguró que, como su mente ya estaba entrenada…

“Me podía sentar en una molécula de ADN y ver a la polimerasa haciendo lo suyo. Es mi forma de pensar. Puedo ponerme en todo tipo de lugares y he aprendido a hacerlo, creo, a través de las drogas psicodélicas”.

Unos años después de ese alucine sin drogas, se le concedió el Nobel de Química a Kary Mullis por inventar una de las herramientas más útiles y sorprendentes de la biología molecular, una que actualmente conoce todo el mundo porque es la que permite detectar al virus SARS-CoV-2, causante de la pandemia de covid-19.

La psicodelia en la biología

Mullis nació en 1944 y se formó en la década de los 60 en California, por lo que su afición a los alucinógenos no era tan rara como la apertura con la que siempre se refirió al tema. 

Siempre fue polémico, por un lado era humilde y desprendido, tenía la ambición de contribuir a que el mundo fuera un lugar más bueno y sano; por otro, despreciaba el conocimiento académico y, ya con el Nobel, negaba la existencia del virus del SIDA y del cambio climático.

“Si no hubiera tomado nunca LSD, ¿habría inventado de todas formas la PCR? No lo sé. Lo dudo. Lo dudo mucho. Tomar LSD fue una experiencia que me abrió la mente… fue mucho más importante que cualquier curso que haya tomado”. 

A los 13 años, con sus amigos de la secundaria, empezó a construir cohetes caseros. Más adelante diría que lo hizo como se deben hacer las cosas “cuando en realidad quieres aprender algo”, no leyéndolo en un libro sino haciendo experimentos. Los cohetes les quedaban tan bien que incluso elevaron uno tripulado por una rana un kilómetro y medio. Y la rana sobrevivió.

Era otra época, una en la que unos adolescentes podían ir la tienda a comprar fusibles para dinamita y en la que los dejaban estar “sin supervisión” al laboratorio de química de la escuela a hacer sus  propios experimentos.

Mullis entró a la Universidad de California en Berkeley a estudiar bioquímica, pero no le interesaba el ADN, y tal vez ni siquiera la bioquímica; de hecho, su asesor en el doctorado en Berkeley le daba una libertad absoluta para seguir su curiosidad, “aunque fuera tomar clases de música”, recuerda. 

Su primer artículo de investigación fue publicado cuando apenas tenía 26 años en la prestigiosa revista Nature. El mismo confesó que debería haberse publicado y que probablemente a los editores de Nature ahora les daba pena haberlo hecho. El artículo se llamó El significado cosmológico de la reversión del tiempo, y en él proponía la hipótesis de que había zonas del universo hechas de antimateria y donde el tiempo transcurría en sentido contrario.

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No se dedicó a la cosmología y su artículo no tuvo impacto; para lo único que sirvió fue para que los sinodales, impresionados, concedieran a Mullis el título a pesar de no haber entrado a clases de biología molecular. Después de doctorarse, se fue a seguir a la mujer con la que llevaba dos meses casado, quien había obtenido una beca para estudiar medicina en Kansas. Él decidió que sería escritor.

Su carrera literaria fracasó desde antes de iniciarla; el matrimonio, eventualmente, también, y después de algunos trabajos menores como técnico de laboratorio, en un seminario sobre la síntesis y clonación de un gen se dio cuenta de que sí le interesaba el ADN. Se puso a estudiar al respecto y poco después, en 1979, consiguió un puesto un poco más elevado que técnico de laboratorio en una compañía llamada Cetus, donde, buscando otra cosa, se imaginó cómo usar la reacción en cadena de la polimerasa (PCR). 

Amplificación de ideas y moléculas

Actualmente, la PCR resulta inmejorablemente precisa para diagnosticar a quien está infectado por el virus SARS-CoV-2 pues permite detectar y amplificar un gen específico de entre la inmensa cantidad de ADN que hay en nuestro cuerpo. Para darnos una idea aproximada de la magnitud de este logro hay que explicar algunas cosas de biología molecular. 

El ADN es una molécula muy larga en forma de retorcida escalerilla de mano pero cuyas propiedades podemos entender mejor si la concebimos como un zíper que está formado por dos hebras que pueden unirse o separarse. Los puntos de unión de estas hebras, que constituyen los “peldaños” de la escalera, están formados por cuatro entidades químicas llamadas, en general, bases nitrogenadas y que tienen los nombres particulares de adenina (A), timina (T), citosina (C) y guanina (G).

Estas cuatro sustancias forman parejas complementarias; es decir, si de un lado de la hebra hay una A, del otro hay una T, y si lo que hay es una C, del otro lado hay una G, y viceversas. De esta manera, la información genética es la secuencia en que se ordenan las bases nitrogenadas a lo largo de la molécula de ADN. Es algo similar a las secuencias de ceros y unos que permiten almacenar la información en una computadora.

La información genética que lleva a que un óvulo fecundado para hacer todo un ser humano está guardada en unos 3 mil millones de pares de bases, lo que es equivalente a una hebra de ADN de unos dos metros de largo.

Esa es la cantidad de ADN que, convenientemente empaquetada, Se encuentra en todas y cada una de nuestras células. Además, como somos los hospederos de diversas especies de microorganismos, en una muestra de exudado nasal puede hay mucha más información genética de la que está en nuestras células.

De entre todo eso, el procedimiento ideado por Mullis separa las cadenas de ADN, reconoce un pequeño fragmento (puede ser un gen o una porción del mismo) y, pegando una A a cada T, una T a cada A, una C a cada G y una G a cada C, duplica de ADN; luego repite el procedimiento, duplicando el número de copias en cada ciclo. Y lo hace con tal eficacia que en unas cuantas horas es posible tener mil millones de copias del fragmento de ADN. 

Según comentó él propio Mullis en su conferencia del Nobel, al principio él solo estaba buscando una forma de eliminar la contaminación de bases nitrogenadas de un experimento que nada tenía que ver con la amplificación de ADN. De hecho, la polimerasa de ADN fue su segunda opción, la primera era la enzima fosfatasa alcalina bacteriana.

Pero, desde el momento en que se le ocurrió usar la polimerasa de ADN, mientras manejaba rumbo a su cabaña, se dio cuenta del gran potencial del procedimiento PCR, y hasta tuvo que detenerse, en la milla 46.7 de la carretera 128, para verificar cuántos ciclos del procedimiento necesitaba para obtener las mil millones de copias del fragmento de ADN.

La novia de Mullis de aquel entonces, que iba dormida en el auto, no se emocionó con la idea, ni en ese momento ni después; de hecho, él recuerda que prácticamente “ninguno de mis amigos o colegas se entusiasmó con el potencial que tenía el proceso. Es cierto que yo siempre tenía ideas descabelladas, y esta quizás era igual a la de la semana pasada. Pero ERA diferente”.

Cuantiosos beneficios

Tampoco en Cetus hubo mucho entusiasmo por la PCR. De hecho, Mullis recuerda que su amigo Ron Cook, el único que le creyó, le sugirió “renunciar a mi trabajo, esperar un poco, hacerlo funcionar, patentarlo y enriquecerme”. 

No lo hizo, se quedó en Cetus (y le dio el prestigio en ser la única compañía biotecnológica donde se ha producido un descubrimiento de premio Nobel). Ni siquiera esa noche siguió hablando del tema, él y Cook se distrajeron porque en la fiesta estaba el químico Albert Hofmann, famoso por haber sintetizado el LSD en 1938 y descubierto su acción alucinógena en 1943, mientras trabajaba para la farmacéutica suiza Sandoz (ahora Novartis).

Cetus contribuyó a optimizar el proceso. Mullis usaba una polimerasa de ADN que provenía de la bacteria Escherichia coli que se destruía cuando se calentaba la muestra a 90 grados para separar las hebras de ADN, y se debía reponer en cada ciclo de la PCR. Esta enzima fue reemplazada por la polimerasa de las bacterias termófilas Thermus aquaticus, las cuales viven en los geisers del Parque Nacional Yellowstone, que resiste temperaturas de hasta 95 grados centígrados, aunque funciona mejor a 75. 

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A pesar del éxito comercial de lo que se llamó Taq PCR, Cetus tenía muchos problemas financieros, y en 1989 vendió la patente a la farmacéutica suiza Roche por 330 millones de dólares. Para 2005, se calcula que había obtenido dos mil millones de dólares por el licenciamiento de esta tecnología.

Desde 1990, el Servicio de Parques Nacionales de EU se refiere a la PCR como el Great Taq Rip-off (el gran despojo Taq), y pide a los investigadores que van a trabajar ahí que firmen un acuerdo para compartir los potenciales beneficios de sus descubrimientos. 

Curiosamente, Mullis no se arrepintió de no haber seguido el plan de su amigo Cook de quedarse la PCR. En una entrevista en 2005 comentó que si bien Cetus pudo haber sido más generosa con él, hizo “lo que tenía que hacer una compañía, ganar dinero para sus accionistas” y que de haberle dado una posición más elevada tal vez hubieran perdido, “porque no me estoy quieto”

Mullis murió el 7 de agosto de 2019. Entre sus últimos proyectos estaba hacer un nuevo tipo de vacunas contra virus que aparecieran de pronto. Su idea era hacer algo como “redireccionar” al sistema inmune, de manera que pudiera usar una inmunidad ya aprendida contra un patógeno conocido para atacar al nuevo. Tal vez esa era solo otra de sus ideas descabelladas, porque parece que ninguno de los 136 proyectos de vacuna contra el SARS-CoV-2 que registra la OMS se basa en ella… Pero tal vez no.

Manuel Lino González

Manuel Lino González

Estudié biología, música y creación literaria. Encontré trabajo como periodista. Estaba en contacto con todo lo que me entusiasmaba y, sin embargo, algo me faltaba. Entonces me di cuenta de que no me gustaban las paredes, fueran las del periódico o las que decidimos que existen entre periodismo y literatura, entre artes y ciencias, entre público y creadores, entre amigos y enemigos… Ahora estoy en una publicación donde, si no las derrumbamos, al menos vamos a explorar qué tan sólidas son. Se llama Los Intangibles. @ManuelLino_ manuel.lino@losintangibles.com