Asociación Venezolana para el Avance de la Ciencia
De la mitocondria a los parásitos: un viaje con muchos intervalos
Ensayo
La carrera científica como la de los
artesanos, comienza con el conocimiento básico y el amor por la ciencia
transmitido por maestros. La Escuela de Biología de la Universidad Central de
Venezuela de mi época era un hervidero de revolución científica y política.
Justo al año de mi entrada comenzó la revolución académica, a través de la cual
se hizo un dramático cambio curricular, pasando de una biología netamente
descriptiva a otra experimental. Coincidiendo con este cambio tuvimos la
inmensa suerte de recibir una ola de profesores emigrados de países del sur del
continente americano dominados por dictadores militares. Es así, como entre a
conocer las nuevas tendencias de la ciencia, y a reconocer la importancia de la
cooperación internacional. La ciencia se realiza no solo en los laboratorios,
si no perteneciendo a una comunidad internacional de pares.
Dentro del grupo de Profesores
Argentinos me llamó la atención el Dr. Néstor González-Cadavid, infatigable
luchador, cuidadoso investigador quien me enseñó a emplear correctamente el
método científico y a conectarme con el mundo internacional de la ciencia. El
tema escogido para mi tesis de licenciatura consistía en estudiar la
regeneración hepática en ratas parcialmente hepatectomisadas en presencia del antibiótico
cloranfenicol, el cual actuaba sobre la mitocondria. Así, comienzo un viaje
hacia el estudio de ADN, en este caso el mitocondrial. Terminada mi tesis, la
misma fue publicada en el International Biochemical Journal (1). Es notable que
durante esos años estos inmigrantes enfatizaron la necesidad de publicar en
buenas revistas la investigación que se hacía a nivel de licenciatura. Al
terminar mi tesis, Néstor inmediatamente comenzó a contactar potenciales
tutores para hacer mi doctorado en universidades de renombre de los Estados
Unidos de América. En esta búsqueda, el Profesor Henry Malher de la Universidad
de Notre Dame (Indiana) le recomendó al Dr. Igor Dawid quien trabajaba en el
Departamento de Embriología del Carnegie
Institution of Washington, y quien era además Profesor de la Johns
Hopkins University en Baltimore, Maryland. De nuevo, hago notar que estos
Profesores venidos del Sur ayudaron a catapultar una ola de egresados de la
Facultad de Ciencias para que terminaran su formación de Postgrado en
universidades de excelencia en las áreas de la Física, Matemáticas, Química y
Biología.
Llegando a Baltimore, además de
tomar las asignaturas de Postgrado, las cuales en su mayoría trataban sobre la
fisicoquímica de macromoléculas, comencé de inmediato a trabajar en lo que
sería mi tesis doctoral, la cual consistía en estudiar cómo se replicaba el ADN
mitocondrial en el sapo surafricano Xenopus
laevis. A medio camino de la ejecución de mi investigación llegó al Carnegie Institution una solicitud de
la Universidad de Stanford al laboratorio de Don Brown investigador del
Instituto, pidiendo una muestra de ADN ribosomal de Xenopus laevis a fin hacer experimentos de recombinación con
un plásmido bacteriano. Este intercambio resultó en la replicación de un ADN de
origen animal dentro de la bacteria Escherichia
coli. La historia de la publicación de estos experimentos es bien
conocida (2), y generó la famosa conferencia ASILOMAR destinada a reglamentar
el uso de ADN recombinante. El intercambio con Stanford determinó a su vez que
uno de los Postdoctorales del laboratorio de Stanley N. Cohen, John Munroe,
viniera a nuestra institución a enseñarnos como usar la nueva tecnología. En
Hopkins además estaban los descubridores de las enzimas de restricción y
ganadores del Premio Nobel, Hamilton Smith y Daniels Nathan, quienes nos
donaron las cepas bacterianas que producían estas enzimas, las cuales usé para
las siguientes fases de mi tesis. Eran momentos electrizantes donde se
vislumbraba el inmenso potencial de la nueva biología molecular y el nacimiento
de la biotecnología moderna. De las cosas más importantes que aprendí durante
mi tesis dirigida por Igor, están: rigurosidad y reproducibilidad de la
experimentación, la humildad ante nuestros hallazgos, el darle crédito primario
de las investigaciones a nuestros colaboradores más jóvenes. También publicamos
dos trabajos en el Journal of Molecular Biology en donde reportamos por primera
vez que el ADN mitocondrial se replica de manera bidireccional pero
asimétricamente, y se hizo por primera vez un estudio comparativo de
variaciones en patrones de restricción entre dos especies de Xenopus (4). En la actualidad, este
tipo de estudio sirve de base para el análisis del matrilineaje en estudios
poblacionales o forenses. (3), en el segundo trabajo logramos mapear los RNA de
transferencia mitocondriales,
En, junio del año 1977, una vez
terminada mi tesis doctoral y con grandes deseos de volver a mi país, me
encontré con un choque cultural y científico, estaba el país disfrutando de una
bonanza petrolera a raíz del embargo petrolero de los países árabes lo cual
impactó los costos de vida, y hacia muy difícil la vida para un profesor de
categoría de instructor. Además, pocos de mis colegas lograron recibir en su
educación de postgrado conocimientos sobre la disruptiva y nueva diciplina de
la biología molecular. Me propuse en ese momento, enseñar y divulgar el
potencial de la Biología Molecular, pero me vi imposibilitado de desarrollar mi
pasión por la biología del desarrollo debido a las precarias condiciones del
Instituto de Biología Experimental de la UCV. Así que, con una reciente
comunidad de bioquímicos estudiando enfermedades parasitarias, comencé a hurgar
en el genoma del parásito Leishmania,
el cual se cultivaba de manera fácil, y además me brindaba la posibilidad de
tener colegas con los cuales aprender y discutir.
Con mucho esfuerzo, y no menos
resistencias, comencé a crear un laboratorio de biología molecular junto con el
apreciado colega Oscar Valbuena. Durante 25 años luchamos por desarrollar la
tecnología recombinante, en una época donde no existían kits comerciales,
preparábamos todos los insumos biológicos con los cuales trabajábamos, no
teníamos técnicos ni asistentes secretariales. Todo esto no impidió que
publicáramos activamente cubriendo diversos entes biológicos: los virus de
papiloma (5,6,7) y de la hepatitis B (8), Plasmodium
(9), Leishmania (10,11,12,13) Trypanosoma cruzi (14,15), lupus
eritematoso sistémico (16), Helicobacter
(17,18) y procesos cerveceros (19). Además, logramos adoptar
rápidamente la técnica de PCR en su forma original la cual era muy engorrosa, y
llevarla a estudios de campo junto con ilustres investigadores como los
profesores José Vicente Scorza, Néstor Añez, Hugo Carrasco, y Belkys Noya.
La diversidad de modelos biológicos
estudiados respondía la necesidad de varios grupos del país de utilizar las
herramientas de la biología molecular, y la facilidad con la cual la biología
molecular puede ajustarse a cualquier fuente de ADN. De nuestros aportes al
conocimiento de las infecciones por Leishmania
y Trypanosoma cruzi, están: la
persistencia parasitaría aún después de la cura clínica (20,21), la presencia
de Trypanosoma cruzi en biopsias
cardiacas de enfermos crónicos lo cual no apoyaba la idea de la autoinmunidad
como causa fundamental de la miocarditis chagásica (22)
Durante mi paso por la UCV y con la
ayuda de la cohorte de profesores que habían regresado con sus doctorados, en
el año 1986 pude crear el Postgrado en Biología Celular de la Facultad de
Ciencias.
En el año 1994, terminé un primer
ciclo de mi vida asociada con la UCV, y decidí tomar un año sabático que se
extendió a casi tres en el instituto Seattle Biomedical Research Institute
(SBRI) donde generosamente me recibió el Dr. Ken Stuart. A través del SBRI me
asociaron al Departamento de Patobiología de la Universidad del Estado de
Washington. De nuevo, no sé si por mera suerte, o por buen olfato me tocó vivir
un momento importante de la biología molecular, como lo es el nacimiento de la
genómica. Aunque aprovechaba la oportunidad para continuar la investigación que
venía adelantando en Caracas y dirigiendo a mis estudiantes a través de la
internet, poco a poco me fui integrando a la resolución del genoma de Leishmania y Trypanosoma cruzi.
Al año de estar en Seattle, me
enteré que un viejo conocido, el Profesor Maynard Olson, de quien aprendí la
técnica de electroforesis de campo pulsado (CHEF), se había mudado desde San
Louis Missouri a Seattle y participaba en la Iniciativa de secuenciar el genoma
humano dirigida por Francis Collins. Maynard estaba tratando de clonar los
telómeros humanos a través de una tecnología que parecía ingenua, y para probar
la tecnología había logrado atrapar los extremos de Leishmania donovani y Trypanosoma
brucei, no pudiendo tener éxito con los telómeros humanos. Maynard
me donó la tecnología y estudiamos y publicamos algunos de sus clones de Leishmania (23). La tecnología la
transmití rápidamente vía internet a mi estudiante de doctorado Miguel Angel
Chiurillo, pero decidimos desarrollarla de una forma que nos permitiera atrapar
segmentos grandes de telómero y subtelómero de Trypanosoma cruzi utilizando cromosomas artificiales de
bacteria (24,25). La razón para el cambio de modelo biológico y tecnología se
debía en primer lugar a que el subtelómero de Leishmania era muy complicado, y segundo, los recombinantes
pequeños no nos daban mucha información. En cambio, en T. cruzi obtuvimos recombinantes por encima de los treinta
mil pares de bases lo cual nos permitió obtener información importante sobre la
dinámica de variabilidad de este parásito (26). Es así como entramos en la
publicación del genoma de Trypanosoma
cruzi publicado en el año 2005 la prestigiosa revista Science (27).
De vuelta a Venezuela doy inicio a
dos actividades importantes, la primera impulsar el Centro de Biotecnología del
Instituto de Estudios Avanzados, creado por el Dr. Rafael Rangel, y poco
después hacerme cargo del Programa de la Universidad de las Naciones Unidas
“Biotecnología para Latinoamérica y el Caribe”, durante el ejercicio de esta
función y con la valiosa colaboración de colegas de Latinoamérica y de otras
latitudes, promoví el desarrollo de la biotecnología y la biología molecular
dela región (28), incluyendo la creación de laboratorio de genética forense
modernos en Latinoamérica y el Caribe, los estudios para mejorar las
bioseguridad en el uso de organismos transgénicos (29), y la creación de un
consorcio para descifrar el genoma de la cepa de uvas Tanart de Uruguay.
También, iniciamos en el IDEA la aplicación de la biotecnología en la
preservación de obras de arte y del patrimonio público (30).
En el IDEA, no solo he continuado
los estudios en genómica de Trypanosomatideos, sino que a su vez implementamos
un servicio de genética forense acorde con los estándares internacionales. A
través de un proyecto grupal del CONICIT, adquirimos dos secuenciadores mono
capilares, uno para la Universidad del Zulia y el otro para nuestro Centro.
Seguidamente, comenzamos un período de entrenamiento con la ayuda del Grupo
Español-Portugués de Genética Forense, hasta alcanzar el conocimiento adecuado
y la certificación de nuestros procedimientos y creamos las primeras bases de
datos para uso forense de la población venezolana (31, 32).
Durante todos esto años nos
dedicamos a estudiar los telómeros y la telomerasa de Trypanosoma cruzi (33) y Leishmania
major (34,35), habiendo encontrado una basta cantidad de información
relacionada la dinámica de variabilidad del genoma de T. cruzi. Actualmente nos encontramos realizando experimentos
de edición génica utilizando la tecnología CRISPR con el fin de inactivar el
gen de la telomerasa de T. cruzi.
Con esta experiencia queremos saber si el parásito puede sobrevivir a través de
mecanismos alternativos a la ausencia de telomerasa. De no poderse escapar,
tendríamos a nuestra disposición un arsenal de compuestos antitelomerasa que
han sido empleados para el tratamiento del cáncer en humanos, a los cuales el
parásito es 10 veces más susceptible.
Finalmente, como dándole vuelta y
cerrando ciclos vitales, algunas de nuestras últimas publicaciones tienen que
ver con la mitocondria, se trata de un estudio ´poblacional sobre la mutación
que causa el síndrome MELAS (36, 37), dolencia con poca incidencia en la
población venezolana, pero que causa terribles estragos en los pacientes que la
padecen.
De esta larga experiencia, quiero
destacar que más que intelecto es perseverancia y sudor, evitando asociaciones
negativas o pesimistas, sin tener complejos frente a laboratorios más poderosos
del exterior. Estar en el lugar adecuado y aprovecharlo al máximo, aceptar con
humildad y firmeza toda cooperación internacional, pues la investigación en la
biología moderna es multidisciplinaria y corporativa. Y lo mejor de todo, es un
viaje vocacional en su propio país siéndole útil en todo lo que me fue posible.
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