‘El Nobel de Química es una revolución basada en la evolución’

‘El Nobel de Química es una revolución basada en la evolución’

George Smith, Gregory Winter y Frances Arnold ganaron el premio.

Premio nobel de química

Frances H. Arnold, George P. Smith y Sir Gregory P. Winter.

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@NobelPrize

Por: Ciencia
03 de octubre 2018 , 11:14 p.m.

Porque su trabajo ha revolucionado tanto la química como el desarrollo de nuevos medicamentos, y sus métodos han posibilitado una industria más limpia, producir nuevos materiales y biocombustibles, mitigar enfermedades y salvar vidas, los estadounidenses Frances H. Arnold y George Smith y el británico Gregory P. Winter ganaron ayer el Nobel de Química.

Los premiados “han aplicado los principios de Darwin en los tubos de ensayo y usado este enfoque para desarrollar nuevos tipos de químicos para el beneficio de la humanidad”, destacó en su fallo la Real Academia de las Ciencias Sueca.
El presidente del comité de Química de los Nobel, Claes Gustaffson, indicó en una rueda de prensa que “el premio este año supone una revolución basada en la evolución”. Ellos tomaron los principios de la evolución porque desarrollaron proteínas que luego sirvieron para producir desde nuevos materiales y biocombustibles más limpios hasta medicamentos y terapias innovadoras.

La evolución dirigida es un conjunto de tecnologías que permite mejorar una proteína o un ácido nucleico al reproducir artificialmente el proceso natural de la evolución, aunque buscando orientarlo en una dirección elegida.

Sus trabajos permiten modificar microorganismos para producir proteínas útiles.
En concreto, la científica e ingeniera estadounidense Frances H. Arnold realizó la primera evolución dirigida en bacterias para que fabriquen enzimas (proteínas que modifican reacciones químicas) y con ellas convertir estos organismos en productores de cosas útiles.

De esta forma, aunque las bacterias naturalmente no fabrican estas proteínas, al modificarles sus funciones se pueden orientar para que elaboren enzimas nuevas para desarrollar combustibles biológicos, fármacos y hasta sustancias para reemplazar algunas que el organismo humano ha dejado de producir, como la insulina, hormona que regula el azúcar en la sangre.

Por su parte, George P. Smith, de Estados Unidos, desarrolló un método llamado presentación sobre fagos (elementos que se comen lo que no sirve), que se ponen en virus que los transportan e introducirlos en las bacterias para destruir dentro de ellas lo que es perjudicial y dejarles las condiciones que les permiten fabricar elementos útiles, en este caso proteínas que se pueden utilizar en diferentes campos.

Por la misma vía, el biólogo británico Gregory P. Winter utilizó el método de Smith para producir nuevos fármacos. De hecho, es el pionero en el desarrollo de numerosas técnicas para la producción de anticuerpos terapéuticos. También fue el creador de procesos para humanizar estos anticuerpos con el fin de que el sistema inmune humano no los identifique como cuerpos extraños.

¿Quiénes son ellos?

Antes de Arnold, solo otras cuatro mujeres habían sido galardonadas con el Nobel de Química, desde su creación en 1901. Una lista la encabeza la francopolaca Marie Curie, en 1911; le siguieron su hija Irène Joliot-Curie, en 1935; la británica Dorothy Crowfoot Hodgkin, en 1964, y la israelí Ada E. Yonath, en 2009. Frances Arnold nació en Pittsburgh (Pensilvania), en 1956, y es hija del físico nuclear William Horward Arnold. Estudió en Princeton (Nueva Jersey) y en Berkeley (California), donde se doctoró en 1985.

Arnold es considerada pionera de un método que logra la evolución dirigida de enzimas. Una de sus principales preocupaciones ha sido el desarrollo de energías renovables (ver nota anexa). Actualmente trabaja en el California Institute of Technology de Pasadena (California).

Por su parte, Gregory P. Winter nació en la ciudad británica de Leicester, en 1951. Sus investigaciones le habían hecho merecedor ya, antes del Nobel, del Premio Príncipe de Asturias, en 2012, además de otros galardones internacionales.

Winter ganó este premio junto con el patólogo estadounidense Richard A. Lerner “por sus contribuciones decisivas al campo de la inmunología”.

El jurado del galardón español destacó, a propósito de Winter, que logró descubrir “la forma de modificar células animales productoras de anticuerpos de manera que estos puedan funcionar sin rechazo en el organismo humano”.

Desde 1990 es miembro de la Royal Society y desde 1991, del prestigioso Trinity College, de Cambridge, y trabaja en el Laboratorio de Biología Molecular de Cambridge (MRC).

Finalmente, George P. Smith nació en Norwalk (Connecticut), en 1941; se doctoró en Harvard (Massachusetts) y es profesor emérito de la Universidad de Misuri. Arnold recibe la mitad de este premio dotado con nueve millones de coronas suecas (1,01 millones de dólares), mientras que Smith y Winter comparten la otra mitad.

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No obstante haber hecho una carrera científica como su padre, el camino de Frances Arnold no fue ajeno a confrontaciones con la casa paterna.

En su juventud participó en protestas contra la guerra de Vietnam y, en un acto de rebelión, se marchó a la capital, Washington, donde financió el final de su bachillerato trabajando como camarera y taxista, siendo todavía menor de edad.
A finales de 1970 se interesó por el desarrollo de nuevas tecnologías, primero con energía solar y luego con ADN, pero en vez de usar la química tradicional para producir fármacos o plásticos, pensó en recurrir a las herramientas químicas de la vida, las enzimas, que catalizan las reacciones en los organismos vivos.

Tras años de intentar reconstruir enzimas para darles nuevas propiedades, optó a principios de la década de 1990 por un nuevo enfoque: usar el método de la naturaleza para optimizar la química, la evolución.

Creó cambios aleatorios en el código genético de la subtilisina (una proteasa) y los introdujo en bacterias que producían miles de variaciones de esa enzima, algunas de las cuales rendían 256 veces mejor disueltas en dimetilformamida (un disolvente orgánico) que la original. Demostrado el poder de la selección dirigida, Arnold dio “el primer y más importante paso” en la revolución en esta área de la química, según la Academia.

Las herramientas de la tecnología de ADN han evolucionado en las últimas décadas, tarea en la que el laboratorio de Arnold ha sido líder, produciendo enzimas que catalizan sustancias químicas que ni siquiera existen en la naturaleza, medicamentos o biocombustibles, suprimiendo el uso de catalizadores tóxicos.

REDACCIÓN CIENCIA

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