Juan Carlos Izpisúa Belmonte es un científico español que busca estirar los límites de la vida orgánica (Instituto Salk)
Juan Carlos Izpisúa Belmonte es un científico español que busca estirar los límites de la vida orgánica (Instituto Salk)

Juan Carlos Izpisúa Belmonte es un español que trabaja en el Laboratorio de Expresión Génica en el Instituto Salk de Estudios Biológicos de San Diego, EEUU. Es un experto en epigenética, una nueva disciplina de la medicina que se refiere al estudio de los cambios heredables en la expresión de los genes sin cambios en la secuencia del ADN.

Así, los mecanismos epigenéticos son un "traductor" del medio ambiente y son capaces de modificar la expresión de los genes al funcionar como un registro del entorno: son la memoria del medio ambiente al que estuvieron expuestos.

Izpisúa Belmonte, un científico astuto e inteligente tiene acceso a un poder inconcebible. Un ejemplo de su trabajo es sus experimentos con ratones que sufren progeria, una enfermedad de envejecimiento acelerado, causada por una mutación genética, que tiene una sobrevida de solo tres meses.

Estudios en distintos laboratorios del mundo perfeccionan día a día el estudio del ADN (shutterstock)
Estudios en distintos laboratorios del mundo perfeccionan día a día el estudio del ADN (shutterstock)

Pero después de un tratamiento en su laboratorio, el mismo ratón enfermo terminal cambia a un estado totalmente saludable. "Se rejuvenece por completo. Todos los órganos, todas las células son más jóvenes", relata el científico.

Pero pocos días después el ratón muerte por una "sobredosis de juventud", cuando su funcionamiento celular comienza a deteriorarse repentinamente.

La poderosa herramienta que él y los investigadores de su equipo aplicaron al ratón se llama "reprogramación". Es una forma de restablecer las llamadas marcas epigenéticas del cuerpo: interruptores químicos en una célula que determinan cuáles de sus genes están activados y cuáles están desactivados.

Actualmente, la técnica es utilizada por distintos laboratorios para fabricar células madre. Pero Izpisúa Belmonte está a la vanguardia de los científicos que desean aplicar la reprogramación a animales enteros y, si pueden controlarlo con precisión, a los cuerpos humanos.

Parte del laboratorio Salk donde se perfecciona el estudio del ADN (Instituto Salk)
Parte del laboratorio Salk donde se perfecciona el estudio del ADN (Instituto Salk)

Él cree que la reprogramación epigenética puede ser un "elixir de la vida" que extenderá significativamente la vida humana. Según los datos poblacionales, la esperanza de vida ha aumentado más del doble en el mundo desarrollado en los últimos dos siglos. Gracias a las vacunas infantiles, cinturones de seguridad, etc., más personas que nunca llegan a la vejez natural. Pero hay un límite en cuanto a la vida de alguien, lo que Izpisúa Belmonte dice es porque nuestros cuerpos se desgastan debido a la inevitable descomposición y deterioro.

"Envejecer no es más que aberraciones moleculares que ocurren a nivel celular. Es una guerra con la entropía que ningún individuo ha ganado jamás", afirma el experto español.

Igualmente, cada generación ofrece nuevas posibilidades, ya que el epigenoma se restablece durante la reproducción cuando se forma un nuevo embrión. También la clonación aprovecha la reprogramación: un ternero clonado de un toro adulto contiene el mismo ADN que el padre, recién actualizado. En ambos casos, la descendencia nace sin las "aberraciones" acumuladas a las que se refiere Izpisúa Belmonte.

Izpisúa Belmonte es un destacado científico genetista español
Izpisúa Belmonte es un destacado científico genetista español

Por eso, lo que propone el especialista es ir un paso mejor aún, y revertir estas aberraciones relacionadas con el envejecimiento sin tener que crear un nuevo individuo. Entre estos se encuentran los cambios en nuestras marcas epigenéticas: grupos químicos llamados histonas y marcas de metilación, que envuelven el ADN de una célula y funcionan como interruptores de activación/desactivación de genes.

La acumulación de estos cambios hace que las células funcionen de manera menos eficiente a medida que envejecemos, y algunos científicos, incluido Izpisúa Belmonte, piensan que podrían ser parte de por qué envejecemos en primer lugar. Si es así, revertir estos cambios epigenéticos a través de la reprogramación puede permitirnos revertir el envejecimiento mismo.

Izpisúa Belmonte advierte que los ajustes epigenéticos no "te harán vivir para siempre", pero podrían retrasar tu fecha de vencimiento. Como él lo ve, no hay razón para pensar que no podemos extender la vida humana por otros 30 a 50 años, al menos. "Creo que el niño que vivirá hasta 130 años ya está con nosotros", dice Izpisúa Belmonte. "Él ya ha nacido. Estoy convencido."

Siguiendo a un Nobel

El tratamiento que Izpisúa Belmonte le dio a sus ratones se basa en un descubrimiento ganador del Nobel por el científico japonés de células madre Shinya Yamanaka. A partir de 2006, Yamanaka demostró cómo agregar solo cuatro proteínas a las células adultas humanas podría reprogramarlas para que se vean y actúen como las de un embrión recién formado. Estas proteínas, llamadas factores de Yamanaka, funcionan limpiando las marcas epigenéticas en una célula, dándole un nuevo comienzo.

Estudios en ratones ayudarían a completar los ensayos en busca de la longevidad (Shutterstock)
Estudios en ratones ayudarían a completar los ensayos en busca de la longevidad (Shutterstock)

"Es como que retrocedió en el tiempo. Todas las marcas de metilación, esos interruptores epigenéticos, se borran", dice Izpisúa Belmonte.

Y agrega: "Entonces estás comenzando la vida otra vez". Incluso las células de la piel de centenarios, según los científicos, pueden rebobinarse en un estado primitivo y juvenil. Las células reprogramadas artificialmente se denominan células madre pluripotentes inducidas, o IPSC. Al igual que las células madre en los embriones, pueden convertirse en cualquier tipo de célula del cuerpo (piel, hueso, músculo, etc.) si reciben las señales químicas correctas.

Para muchos científicos, el descubrimiento de Yamanaka fue prometedor principalmente como una forma de fabricar tejido de reemplazo para usar en nuevos tipos de tratamientos de trasplante.

En Japón, los investigadores comenzaron un esfuerzo para reprogramar las células de una mujer japonesa en sus 80 años con una enfermedad cegadora, degeneración macular. Pudieron tomar una muestra de sus células, devolverlas a un estado embrionario con los factores de Yamanaka y luego dirigirlas a convertirse en células retinianas. En 2014, la mujer se convirtió en la primera persona en recibir un trasplante de ese tejido hecho en laboratorio. No hizo que su visión fuera más nítida, pero sí informó que era "más brillante" y dejó de deteriorarse.

Izpisúa Belmonte advierte que los ajustes epigenéticos no “te harán vivir para siempre”
Izpisúa Belmonte advierte que los ajustes epigenéticos no “te harán vivir para siempre”

Izpisúa Belmonte cree que podría haber una manera de dar a los ratones una dosis menos letal de reprogramación. Se inspiró en las salamandras, que pueden volver a crecer un brazo o una cola. Los investigadores aún tienen que determinar exactamente cómo los anfibios hacen esto, pero una teoría es que sucede a través de un proceso de reinicio epigenético similar a lo que logran los factores de Yamanaka, aunque de alcance más limitado. Con las salamandras, sus células "retroceden un poco" en el tiempo, dice Izpisúa Belmonte.

El rejuvenecimiento total está todavía muy lejos, si es que alguna vez llegue. Pero versiones más limitadas del mismo, dirigidas a ciertas enfermedades del envejecimiento, podrían estar disponibles en unos pocos años.

Si los factores de Yamanaka son como una pistola de dispersión que elimina todas las marcas epigenéticas asociadas con el envejecimiento, las técnicas que ahora se desarrollan en Salk y en otros laboratorios son más como rifles de francotirador. El objetivo es permitir a los investigadores desactivar un gen específico que causa una enfermedad, o activar otro gen que pueda aliviarlo.

Hsin-Kai Liao y Fumiyuki Hatanaka pasaron cuatro años en el laboratorio de Izpisúa Belmonte adaptando CRISPR-Cas9, el famoso sistema de "edición" de ADN, para actuar como una perilla de control de volumen.

Los primeros estudios buscan avanzar contra enfermedades terminales (shutterstock)
Los primeros estudios buscan avanzar contra enfermedades terminales (shutterstock)

Mientras que el CRISPR original permite a los investigadores eliminar un gen no deseado, la herramienta adaptada les permite dejar el código genético intacto pero determinar si un gen está activado o desactivado.

El laboratorio ha probado esta herramienta en ratones con distrofia muscular, que carecen de un gen que es crucial para mantener el músculo. Usando el editor de epigenomas, los investigadores aumentaron la producción de otro gen que puede desempeñar un papel sustituto. Los ratones que trataron obtuvieron mejores resultados en las pruebas de agarre, y sus músculos "se habían vuelto mucho más grandes".

Los avances en materia genética y tecnológica se dan a pasos agigantados cada día. El futuro de nuevos tratamientos que nos mejoren la salud son ya una realidad de este presente.

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