El Nobel de Química reconoce el aprovechamiento del poder de la evolución

El Nobel de Química reconoció a los estadounidenses Frances H. Arnold y George Smith y el británico Gregory P. Winter por los avances en el desarrollo de proteínas a partir del aprovechamiento del poder de la evolución.

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, destacó en su fallo la Real Academia de las Ciencias Sueca.

El presidente del comité del Química de los Nobel, Claes Gustaffson, indicó en una rueda de prensa que “el premio es este año supone una revolución basada en la evolución”.

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”.

La Academia distinguió a Arnold por impulsar la primera evolución dirigida de enzimas, mientras que los otros dos galardonados fueron distinguidos por el desarrollo y aplicación del método “phage display “, una técnica de detección de interacción entre moléculas biológicas que permite lograr nuevas proteínas cuando un virus infecta a una bacteria.

Arnold se interesó a finales de 1970 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 intentando 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 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.

Demostrando el poder de la selección dirigida Arnold dio “el primer y más importante paso” en la revolución en esta área de la química, en palabras de la Academia.

Fue el científico holandés Willem Stemmer (fallecido en 2013) quien introdujo una nueva dimensión al demostrar que recombinar los genes juntos puede dar como resultado una evolución aún más eficiente de las enzimas.

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 en los procesos industriales, agregó Gustaffson.

En la primera mitad de la década de 1980, Smith empezó a usar bacteriófagos (virus que infectan bacterias) para clonar genes.

La simple construcción de los fagos permitiría hallar un gen desconocido para una proteína conocida, luego se podrían juntar los fragmentos en la cápsula del virus y al producirse nuevos fagos, las proteínas del gen desconocido aparecerían en su superficie.

Usando anticuerpos se podrían capturar los bacteriófagos que portasen proteínas conocidas, razonaba Smith, que demostró su teoría en 1985 con los péptidos (proteínas) y sentó así las bases del método conocido como “phage display” (visualización de fagos).

Los avances principales en la aplicación del método no llegaron con la clonación de genes, sino con el desarrollo de biomoléculas.

Gregory Winter usó esta técnica en la búsqueda de nuevos medicamentos: en vez de emplear ratones para producir anticuerpos terapéuticos, prefirió basarse en anticuerpos humanos, que son tolerados por nuestro sistema inmune.

Winter y su equipo desarrollaron siguiendo ese método el adalimumab, un medicamento aprobado en 2002 para tratar la artritis, la psoriasis y enfermedades inflamatorias del intestino.

Otros medicamentos basados en el “phage display” se han utilizado también para curar algunos casos de cáncer con metástasis.

En resumen, explicó Gustaffson, los galardonados “han sido capaces, en sus laboratorios de dirigir la evolución lo que ha llevado a nuevas herramientas químicas”.

Arnold se lleva la mitad de la dotación económica del premio, 9 millones de coronas suecas (870.000 euros), mientras que los otros dos galardonados se repartirán la otra.

La científica estadounidense es la quinta mujer en lograr el Nobel de Química, después de Marie Curie (1911), Irène Julíot-Curíe (1935), Dorothy Crawfoot Hodgkin (1969) y Ada Yonath (2009).

Arnold, Smith y Winter suceden en el palmarés del premio al suizo suizo Jacques Dubochet, el germano-estadounidense Joachim Frank y el británico Richard Henderson, ganadores por desarrollar la criomicroscopía electrónica para el estudio de las biomoléculas.

La ronda de ganadores de los Nobel de este año continuará el viernes con el premio de la Paz, el único que se otorga y entrega fuera de Suecia, en Noruega, por deseo expreso del creador de los galardones, el magnate sueco Alfred Nobel.