Actividades académicas

DNA Medio Siglo.

VII. Epílogo

Antonio Velázquez Arellano*

*Académico titular.

Correspondencia y solicitud de sobretiros: Dr. Antonio Velázquez-Arellano. Instituto Nacional de Pediatría. Av. del Iman 1, 4° piso, Col. Insurgentes Cuicuilco, 00453 México, D.F.

El conocimiento de la estructura del DNA, más allá de desvelar el enigma de la Vida, permite imaginar al Hombre como agente activo, conciente, de la evolución biológica, en particular, la suya propia. Cabe conjeturar que, con el tiempo, se intente encauzar el destino de nuestra especie y de las demás que hay en el planeta, mediante alteraciones de secuencias de bases del DNA. Voy a hacer algunas consideraciones sobre los alcances y los límites que puedan tener, por un lado, las imprescindibles reflexiones éticas al respecto y, por el otro, la factibilidad técnica de esos supuestos intentos, derivada de la naturaleza y complejidad de lo viviente. Mi opinión es que, aunque debemos pugnar porque la razón sea la que acote y encauce el empleo de la tecnología genética, está en la naturaleza humana desarrollar y perfeccionar técnicas y con el tiempo multiplicar sus aplicaciones, sin importarle mucho sus consecuencias, especialmente las del largo plazo. Pero la complejidad de lo viviente es tal, que se antoja imposible el que la tecnología llegue a poner en nuestras manos la conducción del destino.

En la quinta década del siglo XX empezó a revelarse el "acertijo de la vida", como llamó Max Delbrück al problema del material hereditario autocatalítico. En sus tres conferencias ¿Qué es la vida? , dictadas en Dublín en febrero de 1943, Erwin Shrödinger sugirió proféticamente que la base de la información hereditaria debía residir en un "cristal aperiódico". En ese mismo año, Oswald Avery y sus colaboradores demostraron que la molécula en la que se encontraba esta información era DNA.

Diez años después, el enigma de la vida fue finalmente descifrado. La gran contribución de Watson y Crick hace 50 años, que estamos celebrando hoy, reside en el asombroso y hasta entonces inimaginable descubrimiento, de que el fundamento de la vida reside en secuencias formadas por la combinación de cuatro bases nitrogenadas. La esencia de la vida resultó ser información, equiparable a la que se puede transmitir mediante la secuencia de letras en un texto o de notas en una partitura.

Más allá de la simplicidad estética de la doble hélice, Watson y Crick nos abrieron los ojos, permitiéndonos contemplar por vez primera la piedra fundacional de todo lo viviente en el concepto de información mutable, expandible, combinable, maleable, que se encuentra depositada en una secuencia contenida en una molécula, esto es, en una estructura física, como tal observable y manipulable.

Otros 10 años fueron suficientes para que se conociese la clave o "código" genético, y nuevamente llevó sólo otra década para desarrollar la tecnología del DNA recombinante, que permite cortar el DNA en sitios precisos y unir segmentos diferentes, provenientes de distintos individuos o especies, en uno solo, naciendo así la ingeniería genética. Por cierto que Francisco ("Paco") Bolívar, fue uno de los protagonistas de esta hazaña. Casi al mismo tiempo, Fred Sanger ideó el método para secuenciar el DNA, como si fuese una nueva piedra Roseta, lo que permitió leer la información genética. En 1985 fue desarrollada la reacción en cadena de la polimerasa ("PCR"), que permite amplificar millones de veces, en un tiempo muy breve, un segmento específico de DNA, lo que en justicia se ha equiparado con el "encontrar una aguja en un pajar", pero de forma sencilla, reproducible y barata. De entonces para ahora toda esta tecnología se ha reforzado, simplificado, automatizado, abaratado, amén de introducirse nuevos métodos, como el de los "chips" de DNA. Se han podido leer e interpretar los genomas de numerosas especies, incluyendo la nuestra, y escudriñar cómo sus diferentes partes se van expresando diferencialmente según las circunstancias del desarrollo, del entorno o de la enfermedad, de forma similar a como lo hacen los diferentes instrumentos de una orquesta al interpretar una sinfonía. Podemos producir animales y plantas transgénicos, y explorar la función de los genes, " noqueándolos ".

En suma, en apenas medio siglo se ha logrado revelar la naturaleza físico-química de lo viviente, el misterio del desarrollo de un nuevo individuo, con su especificidad e individualidad, a partir de una humilde célula, y se empieza a indagar como cambios relativamente pequeños en el portentoso proceso del desarrollo biológico, dan lugar a grandes cambios en la forma y la función de órganos y organismos, constituyendo la raíz de la evolución de las especies lo que ahora se designa, en inglés, " evo-devo", evolution of development , en español, "la evolución del desarrollo", que no es en lo esencial mas que cambios en secuencias de DNA. Es imaginable que, con el tiempo, se puedan comprender los procesos moleculares responsables de las actividades neurales, sustratos de lo mental. Nada de todo esto se hubiera logrado sin el descubrimiento inicial de que la información de lo viviente reside primariamente en la secuencia de bases en el DNA.

En el horizonte aparece la posibilidad de que el humano, producto de la evolución biológica, se trasforme en el ingeniero de ella. Es lógico que esta mera posibilidad despierte enormes temores al contemplar la desproporción entre esa potencial capacidad y la proclividad de los hombres a conducirse de manera primitiva y bárbara. Cierto es también que dentro de cada hombre hay tendencias hacia la bondad y la justicia, que han sido el motor de una nueva clase de evolución -la cultural. Junto al crimen que alcanza proporciones de genocidio, se contempla el ascenso de la lucha por los derechos humanos. Recuerdo a Ignacio Chávez y lo cito: "La humanidad no se suicida... La aguja del destino apuntará a otro rumbo. Cierto, se requiere tiempo y sólo hay un camino. Como ya no somos primates... el cambio no vendrá por obra de la evolución sino de la educación. Y no será producto de unos cuantos años, requerirá el paso de varias generaciones. Pero vendrá.".

Pero frente a esta visión optimista, otros vislumbran esa inédita evolución, ya no propulsada por la ciega selección natural, sino dirigida conscientemente por el hombre mismo. Y uno de los peligros que avizoran es la formación de una brecha cada vez más profunda entre subgrupos humanos: una elite con acceso y recursos para un mejoramiento genético, y una mayoría sin esas oportunidades. Esa brecha sería no solo creciente, sino irreducible por ser hereditaria, con el riesgo de formar con el tiempo dos subespecies de humanos, nuevos neandertals y cromagnones, unos al servicio de otros, sin escapatoria posible. Esta otra visión ha sido difundida ampliamente por los medios de comunicación, y por la literatura y el cine de ficción científica. Más adelante cuestionaremos su factibilidad.

Por el momento, discutiré la posibilidad de limitar, mediante indicaciones éticas y preceptos jurídicos, dicho escenario. Mi tesis es que está en lo fundamental de la naturaleza humana el desarrollar y perfeccionar técnicas y aplicarlas para solucionar toda clase de problemas, y que, dado suficiente tiempo , las únicas limitaciones para su utilización residen en las técnicas mismas. Por lo tanto, si llega a ser factible técnicamente, tarde o temprano el Hombre usará la tecnología genética para "mejorarse", independientemente de cualquier consideración ética o proscripción legal. Me baso en que este impulso es parte de una tendencia universal, que denominaré MAXIMIZAR, cuyo estudio correspondería a la nueva disciplina "Algoritmos Genéticos" , entre cuyos pioneros están científicos e ingenieros como David Goldberg, en cuyo Illinois Genetic Algorithms Laboratory, se investigan los conjuntos de operaciones observables en la Naturaleza, especialmente en la Genética y la Evolución, como un enfoque práctico para problemas particularmente difíciles en el campo de la computación. Según este principio de maximizar, todo lo observable en el cosmos, si se le da suficiente tiempo, tiende a aumentar en complejidad y a adquirir nuevos atributos propiedades emergentes. Muchos verán en esto un embate a la segunda ley de la termodinámica, un intento de negar la tendencia del orden a la entropía. Pero no es esta tendencia la que se percibe al contemplar la evolución del universo y de la vida. Baste considerar unos cuantos ejemplos de esta tendencia universal:

1. Del universo primitivo y simple, compacto, constituido tan solo por partículas elementales, al actual, cada vez más extenso, constituido por átomos y moléculas y formado por galaxias con millones de estrellas.
2. Del tr ánsito de la evolución cósmica a la biológica y de ésta a la cultural.
3. De la vida primeva, simple y relativamente homog énea, a la actual tan estructurada y extraordinariamente diversa.
4. De la vida hom ínida con una tecnología rudimentaria, a la existencia actual, dependiente absolutamente de una tecnología que aumenta en forma exponencial en su capacidad y diversidad.

Propongo que el maximizar es un atributo de todo ser vivo individual, que se manifiesta en el crecimiento y en el desarrollo, desde la semilla cuya planta rompe la tierra y desafía la gravedad elevándose hacia lo alto, hasta el ímpetu humano que se empeña en romper récords obedeciendo el precepto olímpico: "Citius, altius, fortius"

Si en verdad este impulso a maximizar es propio de la Naturaleza, incluyendo obviamente la humana, nada impedirá al Hombre, con el tiempo, intentar dirigir su propia evolución biológica, como ya lo está haciendo al desarrollar plantas y animales transgénicos. Dudo que la Humanidad posea la prudencia para atender las orientaciones de la Ética. Además, la perspectiva ética cambia con cada etapa de la historia humana, a veces de una generación a la siguiente, mientras que la "naturaleza humana" no parece haber cambiado mucho a lo largo de la existencia del género humano.

Entonces, será de la propia naturaleza y de las peculiaridades de las técnicas genéticas que emergerán las limitaciones a los intentos de dirigir nuestra evolución y la del planeta mismo.

La cuestión ya no es, pues, si será bueno o malo intentar dirigir la evolución manipulando las secuencias del DNA, sino si será o no factible. Para resolverla es necesario examinar el paradigma básico en el estudio de la herencia biológica, que supone una alta correlación entre el genotipo y el fenotipo, en otras palabras, un alto determinismo genético. Esta suposición es verdadera sólo en fenotipos heredados de acuerdo con las leyes de Mendel, que no pasan de ser unos pocos miles y cuya frecuencia es usualmente muy baja. Por ejemplo, en la hemofilia o el albinismo, el haber recibido el gen defectuoso es necesario y suficiente para que se presente la enfermedad. Pero en la mayoría de los fenotipos comunes como la fisonomía, el temperamento, las habilidades físicas y artísticas, el comportamiento, así como la predisposición a padecer enfermedades comunes (infarto del miocardio, hipertensión arterial, diabetes, asma, cáncer, trastornos psiquiátricos), en todos estos fenotipos intervienen numerosos genes, cada uno con un efecto muy pequeño, resultando el fenotipo de múltiples y complejas interacciones entre estos genes, entre ellos y sus productos, y entre todos y los impredecibles e incontables factores del entorno, incluyendo la experiencia completa del organismo como un todo. Además, aunque ciertamente la información contenida en el genoma es extraordinariamente importante para el desarrollo y funcionamiento de cada nuevo organismo, y de ella depende gran parte de su especificidad e individualidad, la construcción del fenotipo está regida por una lógica que va mucho más allá del genoma, encauzada y acotada por restricciones no-lineales o epigenéticas, que apenas si logra vislumbrar la biología moderna.

La biología actual parece estar en una etapa similar a la de la física en las primeras décadas del siglo veinte, cuando hubo que admitir un nivel de indeterminación basado en el principio de incertidumbre de Heisenberg y, décadas después, una fuente adicional de incertidumbre, dada por la naturaleza caótica de muchos de los fenómenos naturales. Es preciso pues admitir, más allá del reduccionismo genético, la complejidad epigenética y tomarla en cuenta en el estudio de los fenotipos a niveles superiores del molecular.

Los grandes avances en la investigación de la naturaleza, que han dado lugar a las revoluciones científica e industrial, se deben en forma importante a la simplificación de los problemas objeto de estudio, de forma que muchas relaciones entre variables se fueron equiparando a relaciones lineales, lo que ha facilitado la elaboración de hipótesis que pueden ser sometidas a comprobación, y a la obtención de resultados reproducibles al ajustar las variables durante los estudios. Ésta es la lógica científica, galileico-cartesiana.

El nuevo desafío para la ciencia en general, y la biología en particular es, sin abandonar el método cartesiano, que le ha conferido a la ciencia su inmenso poder y éxito para extraerle secretos a la Naturaleza, estudiar el "todo" de los fenómenos, sus aspectos integrativos, las interacciones dinámicas que se manifiestan cuando las partes se observan a niveles de mayor organización y no sólo aisladamente, en suma, adoptar una visión sistémica de los fenómenos observados, en su modalidad de sistemas complejos . Una de las características cruciales de estos sistemas es que poseen propiedades emergentes , i.e., el todo no es igual a la suma de las partes.

Nos encontramos pues en una situación paradójica. Se acaba de secuenciar el genoma humano, y los medios masivos de comunicación y los investigadores proclaman con euforia que nos hemos adueñado del "libro de la vida". Se anuncia con fanfarrias que con el cambio de siglo y de milenio la humanidad inaugura una nueva época, la "era postgenómica". Ciertamente, pueden considerarse como fantásticos los avances en el conocimiento y en la tecnología que han surgido gracias al descubrimiento, hace 50 años, por Jim Watson y Francis Crick, de que la esencia de la Vida es Información , contenida en Secuencias de bases nitrogenadas del DNA, pero ante este extraordinario panorama cabe la posibilidad de una desilusión justamente porque, como lo ha señalado Strohman, entre otros, se ha utilizado el paradigma del determinismo genético, ciertamente apropiado y exitoso a escala molecular, para explicar fenómenos a niveles superiores de la organización biológica. Por esta razón quizá estemos cerca de una crisis del paradigma reinante -según el modelo de desarrollo científico que propuso Thomas Kuhn.

Al haber mostrado la debilidad de la premisa fundamental de la Genética -la supuestamente alta correlación entre genotipo y fenotipo, y poner en evidencia la complejidad de la construcción del fenotipo, con la consecuente incertidumbre para predecirlo a partir del genotipo, quedan expuestas las limitaciones de esos potenciales intentos ya no solo de dirigir concientemente el curso de la evolución biológica, sino de procurar "mejorar" características fenotípicas como las habilidades intelectuales, artísticas o atléticas de seres humanos.

El reconocimiento de la complejidad del fenotipo debe cambiar en forma radical el estudio de los fenómenos biológicos y nuestra forma de pensar en ellos. Esto nos lleva a navegar en mares desconocidos, lejos de nuestros amados y seguros paradigmas. El desafío es enorme: más allá del desarrollo de nuevas estrategias, métodos y tecnologías, es preciso elaborar una nueva teoría general de lo viviente.