Grandes retos del siglo XXI

Figura 4. Superestructuras autoensambladas utilizando nanopartículas de oro y ligandos de ADN.

Finalmente, una cuarta etapa contempla el desarrollo de dispositivos moleculares “bajo pedido” diseñados atómicamente, con funciones emergentes. En la actualidad la investigación y desarrollo se encuentran en la segunda etapa y en los albores de la tercera, por lo que la mayor parte de estas estructuras complejas se desarrollarán en los próximos 20 años, con una muy alta proyección de impacto social y económico, ya que existe un notable interés mundial en el estudio de esta clase de sistemas.

Con el fin ampliar la versatilidad de los nuevos dispositivos diseñados, gracias a la diversidad de sus propiedades físicas, químicas y biológicas, actualmente se fabrican estructuras nanométricas bien definidas de una gran variedad de materiales y formas. Entre éstas se encuentran las llamadas nanoestructuras quirales. El ejemplo más conocido de estructuras quirales a escala nanométrica es el de los nanotubos (NTs) de carbono, cuya estructura atómica es similar a una hoja de grafeno enrollada, la cual está formada por arreglos hexagonales de átomos de carbono. Esta hoja de grafeno se puede enrollar de diferentes formas, de manera que los nanotubos con el mismo diámetro tendrán una quiralidad diferente y, por lo tanto, propiedades físicas radicalmente diferentes. Otras nanopartículas quirales que recientemente han alcanzado notoriedad son las formadas por átomos de metales nobles, como plata y oro. Se ha observado que tales nanopartículas metálicas presentan propiedades extremadamente diferentes dependiendo de su composición, forma y tamaño. Estos sistemas, debido a su reciente descubrimiento, se han estudiado menos y el origen de su quiralidad es aún desconocido.

Figura 5. Ejemplos de nanotubos de carbono en donde la hoja de grafeno se enrolló de forma diferente.

La quiralidad es una propiedad geométrica existente en cualquier arreglo estructural, sean moléculas, nanoestructuras, cristales o simplemente en un conjunto de puntos. Esta propiedad consiste en que la imagen especular del arreglo no coincide de ninguna forma con el arreglo original. El ejemplo más sencillo de un arreglo quiral resulta ser nuestras manos: nuestra mano derecha es la imagen especular de nuestra mano izquierda y no existe manera de hacerlas coincidir. Bajo este esquema, siempre es posible denominar a un arreglo, “izquierdo” y a otro “derecho”, como enantiómeros. A pesar de lo simple de su definición, la quiralidad es una propiedad fundamental en física, química y biología. Los seres vivos estamos formados por aminoácidos y péptidos que son enantiómeros izquierdos únicamente, y producimos azúcares derechos de manera natural. De hecho, casi todos los productos naturales como las proteínas, lípidos, ácidos nucleicos, vitaminas, antibióticos, hormonas y muchas sustancias activas en los fármacos son quirales. Además, las sustancias quirales reaccionan de manera diferente a otras sustancias que también lo son. Es bien sabido que la sustancia activa de un fármaco puede tener efectos contraproducentes, y en ocasiones terribles, cuando no se utiliza el enantiómero correcto. Es decir, aunque molecular y estructuralmente un par de enantiómeros son iguales, al ser uno la imagen especular del otro, químicamente no lo son. En el laboratorio, al sintetizar un compuesto quiral, siempre se obtienen ambos enantiómeros, lo que se conoce como muestras racémicas; sin embargo, en la industria farmacéutica sólo se utiliza uno de ellos para elaborar medicamentos, lo que plantea el enorme problema de la separación de enantiómeros.

Por esta razón, el estudio de la quiralidad a escala nanométrica tiene un papel fundamental en bioquímica, farmacología y medicina, y está comenzando a ser un campo de investigación de frontera en nanotecnología. De hecho, estructuras nanométricas como los nanotubos, fulerenos y nanopartículas metálicas son convertidas en sensores, etiquetadores, o como medio para transportar medicamentos con diferentes moléculas quirales. Además, cada día se utilizan más nanoestructuras para separar o sintetizar los componentes izquierdos y derechos de diferentes sustancias quirales en procesos llamados de selectividad enantiomérica. Las diversas nanoestructuras no sólo sirven para separar o sintetizar sustancias quirales, sino también para explotar sus propiedades que son fuertemente selectivas y así poder ensamblarlas, como ya se hace con nanoestructuras funcionalizadas con adn, o en la llamada catálisis asimétrica. La utilización de nanoestructuras para explotar las propiedades de las sustancias quirales no es algo fortuito, sino se debe al hecho de que las propias nanopartículas presentan el fenómeno de quiralidad, como los nanotubos y fulerenos, así como algunas nanopartículas metálicas o semiconductoras. Sin embargo, este fenómeno y sobre todo sus implicaciones, han sido muy poco estudiados a escala nanométrica, a pesar de su impacto en ciencia básica y aplicada. Sin duda, éste será un campo de investigación muy importante en nanociencia conforme vayan avanzando las aplicaciones en biotecnología y medicina.

En México existen varios grupos dedicados a realizar investigación científica en el tema de nanociencia y nanotecnología. Desde el año 2002 ha habido varias iniciativas para fomentar y organizar la investigación en este tema. La primera iniciativa fue de varios investigadores del Instituto de Física de la UNAM cuando se fundó en 2002 la Red de Grupos de Investigación en Nanociencia (Regina). Los objetivos de Regina son promover la colaboración multidisciplinaria para generar proyectos de investigación en nanociencia, optimizando el uso de recursos humanos y materiales, y organizar eventos académicos (seminarios, conferencias, cursos) para informar y difundir los avances de las investigaciones realizadas por los grupos de Regina. La información detallada de Regina-UNAM puede consultarse en la dirección de internet www.nano.unam.mx. Posteriormente, las autoridades de la UNAM crearon el Proyecto Universitario de Nanotecnología Ambiental (Punta) que comenzó en el 2005. Posteriormente, otras universidades, como la UAM y el IPN también organizaron redes institucionales, casi al mismo tiempo en que se creó la División de Nanociencia y Nanotecnología (Dinano) de la Sociedad Mexicana de Física. Finalmente en 2008, el Conacyt creó las redes temáticas, siendo una de ellas la de nanociencia y nanotecnología (http://www.nanored.org.mx/).

Han sido muchos los esfuerzos individuales, institucionales y gubernamentales que se han efectuado alrededor de la nanociencia y la nanotecnología en México, en donde se puede comprobar que varios centros y universidades que antes no cultivaban esta disciplina ahora lo hacen. Sin embargo, el carácter multidisciplinario de la nanociencia y la nanotecnología, cada vez más demandante en cada una de sus etapas, no se ha hecho patente en México, por lo que nos hemos quedado estancados en la primera etapa y poco hemos avanzado en la segunda y mucho menos en la tercera. Mas allá de la escasa inversión en ciencia, existen otras barreras que impiden a México ser líder en nanotecnología, a pesar de contar con grupos de investigadores altamente calificados en fabricación, caracterización y teoría de modelación de nanomateriales. Algunas de estas barreras son la falta de un liderazgo claro que identifique los principales problemas de nanotecnología que México podría abordar, aunado al desaliento por parte de los sistemas de evaluación científica del trabajo multidisciplinario. La forma de hacer ciencia ha cambiado durante los últimos 20 años, por lo que hoy es un reto reformar los parámetros de evaluación, tanto del Sistema Nacional de Investigadores como los de las universidades, a fin de promover el contacto entre grupos de científicos que permita identificar los liderazgos y los llamados nichos de oportunidad.

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Instituto de Física, UNAM.

LA NUEVA BIOLOGÍA

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LA BIOLOGÍA DEL SIGLO XXI

Rosaura Ruiz Gutiérrez

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Cada centuria tiene una disciplina del saber que impulsa una gran revolución social. La química y la física han sido las protagonistas de los dos siglos que nos han precedido. Ahora toca el turno a la biología. De la mano de los genes y el genoma, las ciencias de la vida son uno de los grandes motores del cambio que estamos viviendo.

Lo interesante de hablar de la biología del siglo XXI es que ésta se encuentra de lleno en su proceso de construcción. Se podría decir, de manera un tanto reduccionista, que la biología, tal y como la entendemos actualmente, no existía en el siglo XIX y que, en ese sentido, es un invento del siglo XX. El reto para los biólogos en la actualidad es explorar lo que se puede hacer en el siglo XXI desde esta ciencia y encaminar de manera responsable los pasos que la lleven a la plenitud de su madurez. En este siglo que apenas comienza se demostrará lo mucho que a la biología le falta por descubrir y se constatará que, más allá de que con lo conocido hasta ahora se ha hecho y avanzado bastante, en el futuro próximo los horizontes de acción de la biología se dilatarán exponencialmente y la influencia de sus conocimientos, avances y descubrimientos será una que tal vez hoy ni siquiera sospechamos.

Son varios los temas y objetos de estudio tratados por la biología contemporánea que despiertan el interés público y que han generado vivos debates tanto dentro de la biología como desde otras disciplinas. (De hecho, aquí ya podemos vislumbrar una de las principales particularidades de la biología hoy en día: su carácter transdisciplinario y su necesidad de dialogar y colaborar en sus desarrollos e investigaciones con otras ciencias y áreas del conocimiento, pues gran parte de su campo de estudio se encuentra en áreas fronterizas hasta hace poco inéditas y desatendidas.) Uno de estos temas es el referente a los alimentos transgénicos, sobre los que cabría señalar no se ha llegado a un consenso sobre las ventajas y desventajas que tiene el desarrollarlos y utilizarlos. Aquí se evidencia que uno de los problemas que la biología ha de enfrentar y superar de inicio es la necesidad de fortalecer y promover la divulgación científica, ya que la mayoría de las personas, sobre todo las que tienen la responsabilidad de tomar decisiones y generar políticas públicas, no poseen una opinión lo suficientemente documentada ni la información pertinente sobre los distintos temas y avances científicos de nuestra época. Lo anterior ha generado tanto prejuicios y suspicacias por parte de algunos, como intentos de influenciar al público con información tendenciosa a favor de particulares, tal es el caso de los alimentos transgénicos, desarrollados y promovidos por empresas privadas que principalmente responden a finalidades comerciales y que nada tienen que ver con una intención real de beneficiar a las mayorías o, por ejemplo, con combatir la hambruna en el planeta. Sin embargo, esto no excluye el que podamos vislumbrar los muy interesantes y diversos caminos por los que los alimentos biotecnológicos o genéticamente modificados pueden beneficiar a la humanidad, pero sin perder de vista, claro está, las problemáticas bioéticas, políticas, culturales y sociales que su utilización indiscriminada pueden acarrear.

Otro objeto de estudio de gran interés en la biología de este siglo y en el que apenas nos encontramos en sus albores es el referente al genoma humano; no obstante, en este caso las opiniones también son muy diversas. Sydney Brenner (Premio Nobel de Medicina de 2002) dijo en una ocasión que “el genoma humano no es más que la guía de teléfonos de una ciudad” y que, siguiendo esta metáfora, no se puede pretender conocer una ciudad a plenitud contando tan sólo con esta guía. Lo anterior, sin demeritar los enormes avances que se han dado en el estudio del genoma humano, hace énfasis en que la biología y los científicos en general hemos de mantener la mesura y reforzar el trabajo en esta área, puesto que apenas se ha comenzado a andar por estos senderos, así como en señalar lo mucho que aún falta por hacerse; como por ejemplo, el explicarnos detalladamente y entender la relación que el genoma guarda con la persona, así como entender las relaciones entre las células y el organismo, pues aquí podemos ver uno de los grandes retos de la genética y de la biología del siglo XXI.

La clonación o la investigación con células madre (troncales o estaminales) son otras áreas que han despertado enorme interés, ríspidos debates y en los que aún nos encontramos en sus albores. Aquí es necesario, aparte de seguir explorando y de contemplar las implicaciones éticas que ambas conllevan, hacer una tarea de desmitificación, pues son muy extendidas las opiniones desinformadas; por ejemplo, la falsa idea de que al clonarse algo se tiene una copia idéntica del original, cuando en realidad no es así. Pensemos en las primeras terneras clonadas en Nueva Zelanda que a pesar de tener el mismo genotipo presentaron patrones de manchas diferentes, en este sentido cabría señalar que un clon no es más que un mellizo. Así pues, podemos entender que los genes sólo crean posibilidades que luego se modelan de muy diversas maneras y que aún hay mucha investigación, divulgación y reflexión filosófica que la ciencia de este siglo debe hacer en esta área en particular.

Actualmente hay un uso extendido de técnicas propias de la biología sintética que son realmente interesantes y de enorme importancia debido a la utilidad y trascendencia de sus innovaciones y desarrollos. La diversidad de áreas en que se está trabajando desde la biología sintética va desde la biomedicina, la ingeniería de biomateriales, la nanotecnología hasta la energética, y al ver estas aplicaciones nos podemos explicar el porqué de las enormes expectativas que se tienen de ésta al empezar el siglo. Pensemos en los grandísimos beneficios que nos puede traer el desarrollo de fármacos inteligentes, la medicina personalizada, la terapia génica, la reparación y regeneración de tejidos, la reprogramación celular o el procesamiento de biomasa como fuente de combustibles, entre muchas otras posibilidades.

Por otra parte, no podemos dejar de lado una problemática que ha surgido en los últimos tiempos, esto es: la distorsión que introduce la investigación con intereses en un rendimiento económico inmediato en uno de los primordiales objetivos de la ciencia: la profundización de los conocimientos al servicio de la Humanidad. La financiación privada de investigaciones orientadas a la obtención de patentes para su comercialización conduce a nuevos peligros potenciales. No es ningún secreto que los científicos necesitan dinero para investigar y desarrollar innovaciones, pero esto muchas veces puede medrar en un aspecto de trascendental importancia: la honestidad científica. Ha habido casos en los que algunos científicos falsean los resultados de sus investigaciones para conseguir financiamiento (un caso paradigmático es el de Woo Suk Hwang, el coreano que falsificó los resultados sobre sus investigaciones de clonación de embriones humanos). Un episodio de fraude en el ámbito científico puede ser devastador en muchos sentidos debido a su potencialidad de poner en duda los avances de investigaciones sobre un tema en todo el mundo. Es por ello que considero que otro de los retos de la biología del siglo XXI es, por un lado, romper la divergencia entre lo mediático y la ciencia, y, por otro, generar las bases que aseguren un comportamiento ético, responsable y honesto en toda investigación científica.

Hace 40 años el humano biónico era un personaje de la ciencia ficción, hoy se trata de un hecho científico. Nuevas tecnologías que intervienen en el cerebro construyen capacidades sobrehumanas y permiten a los usuarios operar armas o sillas de ruedas con el poder del pensamiento; están ya en el mercado o en desarrollo. Se ha mostrado que electrodos implantados en lo profundo del cerebro de los pacientes estabilizan los movimientos temblorosos de la enfermedad de Parkinson. Asimismo, se ha demostrado que un cable eléctrico enredado en un casco o adosado a la cabeza con una banda que aplica impulsos eléctricos al cerebro alivia los síntomas de la depresión severa y eleva el desempeño mental en adultos jóvenes; a este dispositivo que utiliza una tecnología llamada estimulación magnética transcraneal y que ya se encuentra a la venta al público en general, se le conoce como “casco de la creatividad”. Pero el rápido avance de estas investigaciones y desarrollos tecnológicos suscita graves y justificadas preocupaciones.

Como podemos ver, los retos y perspectivas de la biología del siglo XXI son enormes, complejos y muy esperanzadores. Mas no debemos perder de vista que la biología (y la ciencia toda) de este siglo no ha de concebirse sin una profunda base bioética que la encauce hacia objetivos humanistas y que dote a los científicos de principios y valores irrenunciables como la responsabilidad, la honestidad y la búsqueda de generar conocimientos e innovaciones que reditúen en beneficio de la humanidad, sin dañar o destruir a nuestra casa planetaria ni a la diversidad de la vida que lo engrandece.

Es en verdad estimulante que estemos en una situación no muy alejada a la de los inicios de la ciencia, en la que una de las preguntas centrales era: ¿Cuáles son los límites del conocimiento? Hoy sabemos que éstos se expanden conforme más avanzamos, y que es indispensable el comprometernos éticamente en nuestra búsqueda de nuevos saberes, en el desarrollo de nuestras investigaciones y en el uso que le demos a nuestros descubrimientos e innovaciones. Hay que ser audaces, sí, pero siempre con un compromiso ético y desde una postura responsable que contemple que nuestro quehacer puede y debe buscar la sustentabilidad, salvaguardar la vida planetaria y los recursos naturales no renovables; asegurarle a las generaciones futuras un medio libre de los riesgos creados por nosotros mismos y que aún estamos a tiempo de disipar, y trabajar en beneficio de la humanidad al resolver las problemáticas más graves que pueden tener consecuencias catastróficas e incluso amenazan nuestra supervivencia como especie.

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Instituto de Física, UNAM.

DE LA CLONACIÓN MOLECULAR A LA CLONACIÓN DE ANIMALES (REPROGRAMACIÓN GENÓMICA PARA LA TERAPIA CELULAR)

Luis Covarrubias

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CLONACIÓN MOLECULAR (ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLÉICO, ADN)

El término clonación se ha utilizado en biología para referirse a organismos genéticamente idénticos (clones). Se aplicó, acorde a este concepto, en la tecnología para la amplificación de fragmentos de ácidos nucleicos (ADN y ARN) en una bacteria, desarrollada en la década de los setenta. En la clonación molecular de ADN, un clon es una bacteria que, además de su genoma, replica un adn exógeno específico por medio de un vector (

e. g.

, plásmido). Sin lugar a dudas, la clonación de fragmentos de ácidos nucleicos fue uno de los grandes logros del siglo XX y base de lo que ahora conocemos como ingeniería genética.

Proyectos de gran envergadura derivaron de este desarrollo; por ejemplo, la clonación fragmentada del genoma humano en bacterias hizo posible conocer su secuencia nucleotídica, es decir, la información codificada de los componentes funcionales que dan al ser humano sus características. Procedimientos de secuenciación (nucleotídica) cada vez más eficientes están generando información del genoma de otros organismos en tiempo y costo muy inferiores a los que se requirieron para el genoma humano; sin embargo, el reto actual no es determinar más secuencias nucleotídicas sino decodificar esa información en forma comprensible para que cada gen se pueda asociar con una función específica en el desarrollo y fisiología de los organismos, en especial del humano. En este sentido y como un fruto de la ingeniería genética, ahora es posible manipular el genoma de muchos organismos, tanto de plantas como de animales. Destaca el ratón, no sólo por la extraordinaria versatilidad que existe para modificar su genoma, sino porque los hallazgos encontrados en esta especie, consecuencia de alteraciones en genes específicos, tienen implicaciones directas en el entendimiento de la biología del humano y, en especial, la asociada con enfermedades.

La biología molecular de vanguardia depende frecuentemente de las manipulaciones genéticas como medio para revelar los mecanismos moleculares que sustentan la vida de las células y los organismos, pero la clonación de adn también se ha orientado a producir proteínas de utilidad terapéutica de una manera sencilla y económica, o generar plantas y animales transgénicos con ventajas agropecuarias, o derivar procedimientos de aplicación médica directa como es la incipiente terapia génica.

CLONACIÓN DE ANIMALES (MAMIFEROS)

En el ocaso del siglo XX (1997), el término clonación regresó a los encabezados de los artículos científicos y periódicos en general, en un ámbito distinto del anterior y como resultado del nacimiento de la oveja

Dolly,

 la primera oveja clonada. En el laboratorio del doctor Ian Wilmut se derivó a

Dolly

 partiendo del núcleo (donde se encuentra el genoma) de una célula especializada, y su incorporación a un ovocito sin material genético (transferencia nuclear); aquí el clon es genéticamente idéntico al donador de la célula especializada. Este hallazgo impactó simultáneamente a la ciencia, la biotecnología y la bioética, presentando panoramas contrastantes que perturbaron conceptos fundamentales. La clonación por transferencia nuclear hace evidente que el genoma de una célula especializada no está irreversiblemente diferenciado del de sus células precursoras y, por tanto, puede ser reprogramado hasta el estado más basal, presente en el huevo poco después de la fertilización. Debe reconocerse que aproximadamente 40 años antes de este trascendente acontecimiento no había evidencia contundente que indicara que no hay alteraciones estructurales en el adn durante la diferenciación celular que acompaña la formación de un organismo, y ya en la década de los años sesenta el doctor John Gurdon había demostrado, también mediante transferencia nuclear en un sapo, que el núcleo de una célula diferenciada era capaz de derivar a todos los tipos celulares que constituye el organismo adulto. Entonces, ¿por qué sorprendió la clonación de una oveja? Después de la primera clonación por transferencia nuclear realizada por el doctor Gurdon, muchos grupos intentaron clonar mamíferos sin alcanzar un éxito equivalente al del sapo, llevando inclusive a algunos investigadores a pensar que era imposible y que más bien la clonación de animales por transferencia nuclear era una peculiaridad de los anfibios. Sin embargo, después de la clonación de la oveja

Dolly

 renació el interés en la clonación de mamíferos por transferencia de núcleos de células diferenciadas y, en poco tiempo, se llegó a la conclusión de que sí es posible pero a muy baja eficiencia (menos de 1%). El ratón fue el principal modelo para consolidar esta conclusión abriendo una puerta con nuevos retos para el siglo XXI.

BENEFICIOS Y RIESGOS LATENTES DE LA CLONACIÓN POR TRANSFERENCIA NUCLEAR

La similitud en el proceso de desarrollo entre las diferentes especies de mamíferos permite estimar que todas podrían clonarse por transferencia nuclear, lo que poco a poco se ha ido confirmando. Desde el punto de vista pecuario, la posibilidad de tener clones es invaluable pues, en principio, sería un medio para producir animales con características genéticas idénticas, lo que se reflejaría en la calidad y rendimiento del producto animal (

e. g.

, leche, lana, carne). También pudiera ser valioso para la conservación de especies de mamíferos en riesgo de extinción. En este contexto, un reto para el siglo XXI será incrementar la eficiencia de la clonación, pues la actual depende de una gran cantidad de ovocitos, haciendo el procedimiento inviable en la práctica. Otro aspecto que debe considerarse es la salud del animal clonado; indicios provenientes de ratones clonados, algunos respaldados por observaciones en la oveja

Dolly

, sugieren que puede haber envejecimiento prematuro y susceptibilidad a desarrollar ciertas enfermedades. Por lo tanto, la aplicabilidad pecuaria de la clonación requerirá contender con este problema aún poco estudiado.

La clonación que dio lugar a la oveja

Dolly

 trajo rápidamente la fantasía a la realidad: la clonación de seres humanos. Ya en la época de los experimentos de Gurdon en el sapo, y como consecuencia de los intentos por clonar mamíferos, hubo historias con poco sustento que hablaban de humanos clonados. Ahora es innegable que hay suficiente evidencia para pensar que es posible clonar humanos y, por tanto, todas las preocupaciones éticas que derivan de ello deben considerarse y analizarse. Hay consenso a nivel científico y entre organizaciones internacionales como la onu de que la producción de humanos clonados (clonación reproductiva) es éticamente inaceptable y reprobable; muchos países ya incluyen en sus leyes la prohibición de la clonación de seres humanos. No hay consenso, sin embargo, en la clonación de embriones humanos con fines terapéuticos, donde se pretende que el embrión preimplantación sirva de fuente de células troncales (transferencia nuclear terapéutica; véase abajo). En este último caso, el debate ético se centra en el uso de embriones humanos y el principio de la vida humana. No obstante lo anterior, es importante resaltar que hasta ahora no hay evidencia conclusiva que indique que se ha desarrollado un procedimiento para la clonación de embriones humanos, a pesar de los intentos que se han hecho.

LA CLONACIÓN Y LAS CÉLULAS TRONCALES

El estudio de las células troncales (también llamadas células madre) se llevó a cabo durante casi toda la segunda mitad del siglo XX, pero el interés se incrementó particularmente en las últimas dos décadas. La biología del desarrollo marcó la pauta de la investigación, mas los estudios sistemáticos se trastocaron por su posible aplicación en la medicina (terapia celular). En particular, las células troncales pluripotentes, derivadas de embriones de ratón, mostraron contundentemente ser fáciles de expandir y mantener en cultivo, y capaces de derivar todos los tipos celulares del organismo adulto, incluyendo componentes de la línea germinal.

También causan debate desde finales del siglo XX los métodos establecidos en varios laboratorios para derivar células troncales pluripotentes a partir de embriones humanos preimplantación. Como en principio, las células troncales pluripotentes sólo existen en el embrión preimplantación, la clonación de embriones humanos puede ser un medio para derivar células troncales pluripotentes con características genéticas idénticas a las del individuo donador del núcleo transferido. Sin embargo, debe notarse que el procedimiento de clonación por transferencia nuclear requiere de un ovocito receptor, por lo que es evidente que la donación de ovocitos representa una limitante ineludible para su aplicación, sobre todo considerando la baja eficiencia esperada para generar embriones humanos clonados. Entonces, si bien la transferencia nuclear terapéutica es teóricamente viable, su factibilidad es baja dados los requerimientos para su ejecución y los aspectos éticos que la acompañan.

REPROGRAMACIÓN GENÓMICA

Las aplicaciones potenciales de la clonación y de las células troncales en la medicina estaban en pleno auge en la transición del siglo XX al siglo XXI cuando (2006), inesperadamente, un grupo japonés encabezado por el doctor Shinya Yamanaka logró reprogramar células diferenciadas hacia células troncales pluripotentes mediante la incorporación de cuatro genes que codifican para factores de transcripción (

i. e.

, proteínas que regulan la actividad de los genes). A estas células se les llamó células troncales pluripotentes inducidas o IPSC por sus siglas en inglés (induced pluripotent stem cells), y se han podido derivar no sólo de ratones, sino de humanos bajo los mismos principios básicos y eficiencias similares. Así, ahora es posible derivar células troncales pluripotentes humanas de un individuo (

e. g.

, paciente) sin la necesidad de embriones, eliminando el debate sobre su uso con propósitos terapéuticos. Este simple descubrimiento ha abierto muchas vertientes en cuanto a sus aplicaciones, especialmente en el campo de la medicina, de las cuales la más importante se ha enfocado en la búsqueda de un protocolo que permita derivar IPSC sin la incorporación permanente de un gen exógeno. Avances importantes se han dado en años recientes, entre los que destaca el uso de compuestos químicos para inducir una reprogramación similar a la promovida por los factores de transcripción. Por otro lado, la derivación de ipsc ha estimulado también el establecimiento de estrategias para inducir transdiferenciación, es decir, la conversión de un tipo celular a otro, también mediada por factores de transcripción.

RETOS DEL SIGLO XXI

En los albores del siglo XXI, la reprogramación genómica deja un campo fértil para la investigación básica y aplicada. La epigenética, área que estudia la regulación de los genes sin cambios en su estructura (

i. e.

, secuencia nucleotídica), ha salido fortalecida y su influencia en el entendimiento de los mecanismos moleculares asociados al desarrollo embrionario y al desarrollo de enfermedades se hará más enfática en el presente siglo. La reprogramación genómica también se vuelve un medio para estudiar redes de interacción génica, cuya estabilidad es la base del proceso de diferenciación celular, y perturbaciones en ellas pueden provocar una amplia variedad de enfermedades. Pero el reto mayor del siglo XXI será convertir la reprogramación genómica en una herramienta para el desarrollo de la medicina regenerativa. La medicina regenerativa pretende curar enfermedades, en especial las degenerativas

(e. g.

, enfermedad de Parkinson, enfermedad de Alzheimer, padecimientos cardiovasculares, diabetes y las afecciones asociadas), mediante el remplazo celular, para lo cual es necesario contar con una fuente de células adecuada para trasplantar a los pacientes. Esto por supuesto requerirá afinar los procedimientos de generación de