A un paso del mañana
A partir del proyecto Genoma Humano la biología está viviendo una verdadera revolución por la producción de volúmenes monumentales de datos que le fueron otorgando un rol central a la bioinformática en general y a una de sus ramas, la genómica, en particular. El gran desafío pasa hoy por darle un sentido a toda esa información para desarrollar nuevas herramientas para la aplicación clínica. Gonzalo Parra, científico argentino que está trabajando en Alemania, nos brinda un panorama sobre el escenario actual y anticipa lo que se viene en un área que despierta grandes expectativas.
Cadena de ADN. Ilustración: Silvia Guevara Petrelli. Exactas Comunicación.
Decir que la presentación del primer borrador del genoma humano, en los albores de este siglo, marcó un hito fundamental para la ciencia no resulta novedoso, pero lo cierto es que al calor de este proyecto, que había nacido una década antes, se fueron desarrollando avances tecnológicos sorprendentes en las técnicas de secuenciación masiva que provocaron un cambio de paradigma en la biología. Cantidades descomunales de datos acumulados que requieren de procesamiento y análisis para convertirse en conocimiento. Tarea para cual nace la bioinformática.
Con el paso de los años y los avances constantes en el ámbito de la genómica fue creciendo la presión social para transformar, todo ese conocimiento desarrollado en los laboratorios, en nuevas herramientas de aplicación clínica que permitan mejorar la prevención, el diagnóstico y el tratamiento de enfermedades. Surge así el concepto de “medicina de precisión”, que promete adaptar la atención médica con decisiones y tratamientos específicos de acuerdo con las características genéticas de cada individuo.
Gonzalo Parra estudió bioinformática en la Universidad Nacional de Entre Ríos. Luego de doctorarse en la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA partió hacia Alemania para hacer un posdoctorado en el Max Planck Institute for Biophysical Chemistry. Actualmente, se encuentra haciendo un segundo posdoc en el Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL). Investiga y trabaja en una técnica novedosa que se llama transcriptómica de célula única. ¿De qué se trata? Lo mejor es que lo explique con sus propia palabras: “El genoma es el conjunto de genes que tenemos en nuestro cuerpo. Esos genes son los mismos para todas las células de nuestro cuerpo. Lo que diferencia a las células de los distintos órganos es qué genes están prendidos y en qué magnitud están prendidos. Uno puede medir, para cada célula, cuántos genes y en qué medida están prendidos cada uno de ellos. Eso se llama transcriptoma. El genoma es algo estático que está en la célula resguardado como si fuese una biblioteca y eso se transcribe a algo que se llama ARN mensajero que va y hace cosas en la célula. La transcriptómica analiza esos mensajes que, dicho metafóricamente, permiten conocer cuán prendido está cada gen”.
Al obtener y comparar los transcriptomas de distintos tipos de células, los investigadores pueden entender más profundamente lo que constituye un tipo específico de célula, cómo funciona normalmente ese tipo de célula y cómo los cambios en el nivel normal de actividad génica pueden provocar enfermedades.
Parra viajó a Buenos Aires para participar como docente del curso “Genómica y medicina de precisión”, organizado por el Centro Latinoamericano de Formación Interdisciplinaria (CELFI), con sede en Exactas UBA. Entre clase y clase, Parra aceptó mantener una charla con NEXciencia en la que describió el estado actual en este ámbito de la ciencia, las perspectivas de llevar estos conocimientos hacia su aplicación clínica y opinó sobre el lugar que puede ocupar nuestro país en el marco de esta verdadera revolución global.
– A lo largo de este siglo se ha venido produciendo una inusitada cantidad de información biológica derivada de la secuenciación de genomas. ¿Se trata de una verdadera revolución en la biología?
Gonzalo Parra está realizando su segundo posdoc en Alemania. Foto: Exactas-Comunicación.
– Sí. Vos pensá que a principios de este siglo se generó el primer borrador del genoma humano. Ahí dijimos: tenemos por primera vez un libro abierto a partir del cual podemos entender cómo se codifica un ser humano. Pero al concluir ese trabajo nos dimos cuenta de que se trataba de un libro que no sabemos leer. Las tecnologías siguieron avanzando y ahora los costos para replicar ese experimento bajaron muchísimo. Entonces, no solo podemos obtener información en muchos niveles a partir del genoma de un individuo, también podemos tener información de muchos individuos, por ejemplo, los miembros de una familia que tiene una determinada patología. Entonces, tenemos mares de información de una dolencia o de procesos normales como el desarrollo embrionario. Ahí es donde surge la bioinformática, porque son tantos los datos, que se necesita del desarrollo de algoritmos y de estrategias estadísticas y computacionales que puedan darle sentido a toda esa información. Entonces sí, es una revolución, sobre todo en estos últimos años con estas nuevas técnicas, que nos permiten obtener información a partir de cada célula del tejido que estamos analizando y podemos ver qué pasa en una célula durante el proceso que estamos observando. La bioinformática es una herramienta esencial de análisis para avanzar en el conocimiento de este tipo de procesos.
– ¿Cómo se viene avanzando en el traslado del conocimiento básico obtenido a partir del estudio del genoma humano hacia herramientas de aplicación clínica?
– Una cosa es lo que la ciencia va descubriendo en un organismo relacionado, como puede ser, curar cierta patología en un ratón. Pero para que ese avance pueda pasar a la clínica va a requerir de mucha experimentación y de muchos años para entender si en humanos el proceso se replica o no. Entonces, hay que tener mucha cautela en la forma en que comunicamos para no dar mensajes engañosos. Pero también es cierto que hay muchos experimentos que se han hecho, donde se va entrando cada vez más en lo que se llama medicina de precisión. Por ejemplo, una de las principales causas de muerte en Estados Unidos se debe a los efectos secundarios de los medicamentos que se le proporcionan a los pacientes. Se sabe que, de acuerdo con nuestros perfiles genéticos, reaccionamos en forma diferencial a ciertos medicamentos. A veces, los efectos secundarios no son lo suficientemente graves como para que valga la pena hacer medicina de precisión pero, en otras ocasiones sí, porque puede ser fatal. Para determinadas patologías se sabe que hay que hacer primero un estudio para saber cuál es el perfil genético de la persona y así proporcionarle el mejor cóctel de drogas que se le puede dar. No solamente porque los efectos secundarios puedan ser graves o fatales, sino porque la esperanza de sobrevida del paciente puede ser mejor. Te doy un ejemplo: una quimioterapia que se sabe que funciona en el 60% de los distintos tipos de cáncer de mama, en el otro 40% no tiene efecto alguno. Entonces, ¿para qué someter a semejante agresión química a una paciente si con un simple test genético podemos evitarle ese sufrimiento? Y, por ahí, derivarla a otro tratamiento puede ser más eficaz. En todo esto es en lo que va la medicina de precisión. Pero hay que tener mucha cautela cuando se lee en un diario “se encontró la cura de”. Por ejemplo: hubo un caso muy reciente en relación con VIH con un par de pacientes en los cuales se logró eliminar el virus por completo. La verdad es que estos pacientes tenían una mutación particular en las células del sistema inmune que permite, mediante ingeniería genética, hacer frente a la enfermedad con un trasplante de médula ósea. De acá a que este tratamiento sea aplicable a cualquier persona que tenga el virus del VIH hay un abismo, porque es un tratamiento carísimo y requiere que se reúnan un montón de condiciones para que sea aplicable. Entonces, si bien estamos dando pasos agigantados, todavía estamos lejos de poder hacer medicina de precisión para cada dolencia.
– ¿Cuáles son las principales enfermedades sobre las que más se está trabajando con la llamada medicina de precisión?
«En cáncer es muy típico que se trate de hacer medicina de precisión sobre todo cuando las terapias convencionales no funcionan», comenta Parra. Foto: Exactas-Comunicación.
– Cáncer es uno de los temas más interesantes para la medicina de precisión. Cada tipo de cáncer es muy particular en su forma de evolución a lo largo de los distintos estadíos de la enfermedad y en cada organismo tiene una progresión particular. Yo trabajo en colaboración con el Instituto Alemán del Cáncer y, últimamente, estamos estudiando muestras de meduloblastoma de pacientes ya fallecidos. Es un tipo de cáncer del cerebro infantil, en donde el tratamiento estándar no funciona. Por ejemplo, a un niño se le encontró un tumor, se le hizo cirugía, tuvo un relapso, se le hizo cirugía de nuevo, tuvo un relapso y luego fallece. Y tiene un hermano gemelo que tiene la misma enfermedad. Entonces, nosotros estamos tratando de entender cuál es el background genético de este niño por el cual el tratamiento no funciona. ¿Por qué esta persona en particular no responde al tratamiento? Entonces, en cáncer es muy típico que se trate de hacer medicina de precisión sobre todo cuando las terapias convencionales no funcionan. Pero también se puede aplicar en otro tipo de enfermedades. En Parkinson, por ejemplo, también se hace mucho; en Alzheimer también se está avanzando un montón, y en muchas otras patologías.
– ¿Se están invirtiendo muchos recursos en los países desarrollados para promover estas líneas de trabajo?
– Sí, hoy por hoy, la Unión Europea y Estados Unidos invierten muchísimo dinero. De hecho, el grueso del financiamiento está puesto en la genómica y en la transcriptómica porque estamos viviendo como el auge de estas tecnologías que se disparó a partir del lanzamiento del proyecto Atlas Celular Humano. En cuatro años explotó de una forma en la que nadie se lo esperaba y todo el mundo está trabajando de una forma muy colaborativa porque es una cuestión de esfuerzo mundial por hallar una solución lo antes posible para un montón de gente que la necesita.
– En ese marco global, ¿en qué lugar está parada la Argentina? ¿Tenemos los recursos humanos y la tecnología para sumarnos a esta revolución global?
– La formación científica en Argentina es excelente. No tengo dudas de que estamos más que capacitados para hacer frente a estas olas de conocimiento. A nivel de infraestructura, bueno, las máquinas que se necesitan para generar estos datos son muy caras. Pero así como en su momento eran caras las máquinas de secuenciación de ADN y, hoy por hoy, tenemos secuenciadores en Argentina, lo mismo va a suceder con las máquinas para generar transcriptomas de célula única. En algún momento las vamos a poder comprar. Y creo que hay grupos en el país que entienden que esto es algo que se viene y ya están trabajando para contar con el conocimiento necesario para aprovechar la tecnología de manera inmediata apenas llegue al país.
– Diversos desarrollos científicos que aparecieron como grandes promesas después no lograron los resultados esperados en los plazos prometidos. ¿No corre el peligro la genómica de seguir el mismo camino?
– Yo creo que esto, indefectiblemente, va camino hacia una mejora de la clínica. Combatir los distintos tipos de cáncer es una prioridad global, es mucho sufrimiento para los pacientes y sus familias y es enorme el gasto que implica para los sistemas de salud. Entonces, hay mucho dinero y mucha gente que trabaja muy duro para poder entender estos procesos y encontrar soluciones. Puede tardar más o menos tiempo pero creo que indefectiblemente se va a avanzar, sobre todo con tecnologías de edición génica, como el CRISPR, que ya es casi como un lenguaje cotidiano y abre un montón de puertas para el tratamiento de muchas patologías. Creo que esto va a ser cada vez más y más común. Porque, además, los costos bajan a medida que se va haciendo más rutinario el uso clínico. Pero hay que tener paciencia y no hay que dejarse llevar por la ansiedad lógica de personas afectadas por enfermedades. Estoy convencido de que más temprano que tarde vamos a ver los frutos de esta revolución. Esto va a ser rutina muchos antes de lo que esperamos.
Por la vuelta
– Una vez completada tu formación en Alemania, ¿te gustaría regresar para trabajar en el país?
– La verdad es que a mí me tira mucho la Argentina. Espero poder volver y empezar mi propio grupo en el país. Por ahora tengo ganas de seguir aprendiendo y generando colaboraciones, porque también creo que es importante, cuando uno vuelve, traer sus colaboraciones internacionales para poder seguir haciendo cosas interesantes. La repatriación de científicos es una política que me acompañó a lo largo de toda mi carrera y para mí era un ejemplo. Se trata de irse al exterior, buscar colaboraciones internacionales, aprender temas que no existen en el país y volver a formar gente acá. Para mí eso no es una posibilidad sino casi una obligación, dado que somos egresados de la universidad pública y, en mi caso, hasta de la escuela pública. Así que me encantaría volver. Es mi plan, si se dan las condiciones.
