La revolución científica en un tubo

Puede que a muchos de los que lean esta página las siglas PCR no les resulten familiares. Decir que son la abreviatura de Polymerase Chain Reaction o reacción en cadena de la polimerasa no parece que ayude a la comprensión del concepto. Realmente detrás de este nombre tan críptico se esconde una de las mayores revoluciones científicas de los últimos tiempos de la que nos beneficiamos todos, todos los días. La PCR nos ha hecho la vida más fácil y segura. Gracias a ella podemos saber si el agua que sale por el grifo está contaminada, si la hamburguesa lleva carne de caballo, quién fue el culpable de un asesinato, qué antibiótico será más efectivo para tratar una infección, si una enfermedad es vírica o bacteriana o si la verdura que vende tal supermercado no es apta para el consumo por la presencia de microorganismos patógenos…

Toda esta batería de aplicaciones se derivan de lo único que hace una PCR: hacer copias de una secuencia de ADN que, simplificando, es la molécula que codifica todas las instrucciones para fabricar un organismo. Gracias a la PCR podemos aumentar a voluntad un fragmento concreto del ADN que contiene una muestra.

¿Y esto para qué sirve? Una vez tenemos la cantidad suficiente, podemos ver si se corresponde con una especie concreta, o analizar las muestras de sangre de la escena de un crimen para ver a quién pertenecen. También se utiliza como método de análisis. Es posible prepararlo para que incremente la secuencia de determinados microorganismos patógenos aunque se encuentren en una concentración minúscula. Si la PCR no amplifica nada, quiere decir que la muestra es segura; si lo hace, está contaminada. Además, esta tecnología es fácil de realizar y barata. Solo se necesita un termociclador (aparato que se programa para que vaya cambiando de temperatura) y reactivos muy asequibles.

Como todas las revoluciones importantes, su origen es muy humilde. El invento es fruto de una idea loca del científico Kary Mullis, que tuvo el momento eureka conduciendo con su novia por la autopista 128 de camino a su cabaña en el valle de Anderson (California). La empresa para la que trabajaba vio el potencial y le puso a trabajar en el proyecto. La técnica se basa en poner en un tubo la muestra que contiene ADN, diferentes reactivos, sales y una enzima. Esta mezcla se somete a sucesivos ciclos que constan de varias etapas a diferentes temperaturas, de forma que cuando se acaba un ciclo se ha copiado un fragmento de ADN que había en el original. Sucesivos ciclos permiten que aumente el número de copias de forma exponencial. Con una mínima cantidad de partida se consigue la muestra de ADN suficiente para todas las aplicaciones mencionadas… y más. Esta técnica solo tenía un problema. Uno de los pasos implica calentarla a 95 grados centígrados, temperatura a la que la enzima necesaria para la reacción (la polimerasa del nombre) se inac­tiva. El problema se solucionó utilizando otra proveniente de Thermophilus aquaticus, un microorganismo extremófilo que en condiciones normales vive a temperaturas muy altas, por lo que sus enzimas son capaces de seguir funcionando después de que la muestra llegue a casi 100 ºC.

Kary Mullis ganó el Nobel en 1993 por esta idea que cambió el mundo. Otras de sus teorías no han sido tan geniales, como decir que se le apareció un extraterrestre en forma de mapache fluorescente, negar el cambio climático o la existencia del sida. No se puede acertar en todo.

Un sencillo gran invento

A pesar de que el término PCR no se ha incorporado al vocabulario cotidiano, es una aplicación rutinaria que nos hace la vida mucho más fácil y segura por sus numerosas aplicaciones en campos como la salud o la seguridad alimentaria. Una revolución tan grande tiene lugar en un recipiente muy pequeño. Un tubito de plástico (popularmente llamado Eppendorf) donde se introducen disoluciones de los reactivos en un volumen generalmente de entre 20 y 50 microlitros. Es decir, que necesitaríamos entre 20.000 y 50.000 reacciones para tener un litro de volumen. El perfume caro viene en frasco pequeño, y las grandes aplicaciones, en tubos de ensayo minúsculos.