Hacia una 'tabla periódica' de los genes

En la carrera de Eric Steven Lander, como en la nueva rama de la biología conocida como genómica, la vida de los números y los números en la vida se han reunido. Lander, director del Whitehead Institute / MIT Genome Center (EE UU), es un líder en la construcción de un catálogo completo del código genético o genoma. Pero no llegó a ese puesto por la senda tradicional, puesto que hasta después de cumplir los 30 años no abrió un libro de biología.Creció esclavizado por los números. De colegial fue un genio de las matemáticas y estudió matemáticas puras en la Universidad de Princeton. Fue entonces cuando se enamoró de la biología, porque se pasaba horas hablando con su hermano, Arthur, un neurólogo.

También la biología ha vivido cambios en los últimos años, que ahora reconoce una nueva y temeraria rama de investigación que requiere grandes cantidades de información, está realizada por ordenador y se desarrolla en estrecha relación con el mundo de los negocios. Y a Lander le ha venido muy bien.

Estableció sus credenciales en biología abordando temas que sólo podía acometer alguien con sólidos conocimientos matemáticos, como por ejemplo, el método para analizar estadísticamente si una enfermedad puede estar causada por uno o muchos genes, y conseguir descubrir los que intervienen en ella.

Cuando los biólogos empezaron a plantearse la tarea de hacer un catálogo completo de los 3.000 millones de letras (bases moleculares) del código genético del organismo humano, Lander era el candidato idóneo para liderar uno de los varios equipos que investigan la secuencia del ADN. Craig Venter, director del Institute for Genetics Research y rival de Lander en la carrera para establecer la secuencia del genoma, afirma: "El gran adelanto a la hora de establecer la secuencia de genomas enteros han sido las matemáticas, matemáticas aplicadas y nuevos algoritmos, la clase de cosa que se le da bien a Eric".

El laboratorio de Lander, uno de los financiados por el National Center for Human Genome Research, ha producido los primeros mapas genéticos del genoma de los seres humanos y de los ratones, un paso necesario para averiguar la secuencia completa del ADN. Se había planeado completar la secuencia del genoma hacia el año 2005 con un coste de 3.000 millones de dólares, pero el proyecto lleva dos años de adelanto sobre el calendario previsto y los costes son menores de los presupuestados.

El número 17

Lander tiene ahora 39 años. Un verano, cuando era alumno del instituto Stuyvesant de Manhattan, participó en un programa de matemáticas de élite en el que los estudiantes decidieron que el 17 era el número más interesante. Fundaron un Club del 17 y diseñaron una camiseta adornada con hechos sorprendentes sobre este número. Todavía es capaz de citar ejemplos: "Muchas figuras de lados múltiples son estables cuando descansan sobre cualquiera de sus lados, por ejemplo, una pirámide. ¿Pero sabía usted que una figura de 17 lados es la única que sólo es estable por un solo lado?".El número 17 ha vuelto a su vida. Como contribución al Proyecto Genoma Humano, el centro Whitehead ha escogido el cromosoma humano número 17 para establecer su secuencia. "Alguien sugirió que escogimos el cromosoma 17 por mi fascinación con ese número", dice Lander. "No es del todo cierto, pero estoy pensando sacar la vieja camiseta del armario".

Su carrera dio algunos giros bruscos, pasando de las matemáticas puras en Princeton y Oxford a la economía de gestión en la Harvard Business School. Daba clases de gestión orientada a las matemáticas durante el día, y por la noche mataba el rato en los laboratorios de biología. Se había dado cuenta de que entre dos disciplinas tan diferentes como las matemáticas y la biología había vínculos importantes. La biología, por caótica que pudiera parecer, tenía regiones que, en su opinión, cederían ante la potencia de fuego de los métodos matemáticos.

Muy pronto, Lander empezó a tener impacto en la biología molecular, al crear los instrumentos matemáticos para desmenuzar un importante gen del asma y otro del cáncer de colon. Pero acabó cansándose de cazar genes en la jungla genética, uno a uno. "Eso se acabó", dice. Ahora está haciendo planes para la próxima era en biología, en la que prevé que todo el conjunto de genes humanos y sus funciones estará disponible en CD-ROM.

"De repente, la biología es finita", dice. "El proyecto genoma es análogo a la creación de la tabla periódica en química", añade. Lander opina que, del mismo modo que la organización de los elementos químicos en la tabla periódica dio coherencia a una masa de datos previamente sin relacionar, se acabará descubriendo que las decenas de miles de genes en los organismos actuales están hechos de combinaciones de un número mucho más reducido de módulos o elementos genéticos más simples, o genes primordiales, por así decirlo.

"Lo importante es que los 100.000 genes humanos no deben ser considerados como 100.000 genes completamente diferentes", afirma Lander, y añade: "Se deberían ver como unas 200 familias que básicamente mantienen toda clase de vida". Según él, una tabla periódica así de las familias de genes imprimirá un nuevo rumbo a la biología. La tabla, una vez completada, señalará el final de la genética estructural, el análisis de la estructura de los genes. "Cuando consigamos la última base del genoma, con la misma ceremonia que cuando se inaugura una construcción, quizá tenga lugar una gran celebración", afirma. "Pero una vez hecho, hecho está".

Genética funcional

Luego viene lo que Lander llama genética funcional, o la utilización práctica de la tabla. Por ejemplo, según él, los biólogos podrán aprender a leer el ADN humano con tanta eficacia que los laboratonos serán capaces de decir rápidamente a los pacientes todas las variaciones importantes que tienen lugar en el conjunto de sus genes. Además, deberá ser posible determinar cuáles de esos genes están en funcionamiento y cuáles no en un momento determinado, proporcionando así el cuadro completo de las células del cuerpo que están en buen estado."A continuación, el manifiesto para la era de la genética funcional", anuncia Lander. "Primero: a nivel del ADN queremos tener la capacidad de resecuenciar un genoma entero -el genoma de cualquier persona- en un entorno médico normal, para descubrir todas las variaciones. Porque usted y yo diferimos en una décima parte del 1 %de nuestras bases, y eso explica nuestras diferencias. La mayoría de los genes tendrán dos, tres o cuatro variantes principales. Si usted tiene 100.000 genes, eso quiere decir que habrá sólo en torno a 300.000 variantes principales. Es un número finito".

"A continuación", dice, "podemos coger la lista y correlacionar las diferentes variantes con resultados médicos. Se puede coger el Informe Framingham sobre enfermedades del corazón y hallar el porcentaje de cada enfermedad asociada con cada una de las 300.000 variantes de genes". Esto permitirá que cada persona tenga una lista completa de las enfermedades que es más proclive a sufrir, basada en su herencia. Con una mezcla de esperanza y escepticismo, afirma: "En principio, nos permitirá tener atención médica personalizada. En la práctica, lograrlo dependerá de cuánto estemos dispuestos a pagar como sociedad, y hasta qué punto podamos proteger nuestra intimidad".

"Segundo", dice, "queremos ser capaces de controlar la expresión de los genes". Saber qué genes están activos en cada momento nos ayudará a determinar la respuesta de un cuerpo a los medicamentos, a una dieta, al ejercicio y a otros factores.