Ninguna máquina creada por el hombre puede igualar las funciones del cuerpo humano. A pesar de los últimos avances en robótica y en inteligencia artificial, todavía no es rentable sustituir cualquiera de nuestros miembros sanos por uno biónico. Poner en marcha las funciones que nos hacen tan sofisticados es el resultado de una larga cadena de trabajo. Los órganos del cuerpo se mantienen vivos gracias a las células que los componen y estas, a su vez, están activas gracias a las proteínas y otras moléculas.

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Después de completar su formación como físico, Taekjip Ha (Seúl, 1968) conocía muy poco sobre las proteínas. Pensaba que eran, simplemente, macronutrientes que se obtenían de la carne. Hoy en día es uno de los mejores investigadores del mundo en el campo de la visualización celular y catedrático de Biofísica en la Universidad Johns Hopkins de EEUU. Ha conseguido observar las diminutas proteínas y ha quedado tan fascinado por sus capacidades que las considera como "nanomáquinas".

El investigador ha venido a Madrid para presentar los últimos resultados de sus estudios con proteínas. Él ha sido el encargado de clausurar el 42º Congreso de la Sociedad Española de Bioquímica y Biología Molecular (SEBBM) con la conferencia Alberto Sols-Fundación BBVA. EL ESPAÑOL ha tenido la oportunidad de charlar con él sobre sus descubrimientos y las aplicaciones que pueden tener en el futuro.

¿Por qué son tan importantes las proteínas para nuestro cuerpo? Se dice que los humanos somos primero agua y después, proteínas.

Estás en lo cierto. Los seres humanos somos en un 78% agua y el resto se compone de proteínas y otras cosas como ADN, ARN, moléculas de lípidos, azúcares y carbohidratos. Si imaginas nuestro cuerpo humano como una sociedad, el ADN sería como el sistema de almacenamiento de información, como los libros de una biblioteca. Pero los libros no hacen ninguna tarea por sí solos. Todo el trabajo lo hacen las proteínas y, en este sentido, son los trabajadores más importantes de nuestro cuerpo.

Si imaginamos que el cuerpo humano entero mide lo mismo que la Tierra, una proteína tendría el tamaño de un jugador de fútbol.

Para hacernos una idea, ¿qué tamaño tiene una proteína y cómo son los instrumentos con los que podemos llegar a verlas? 

Las proteínas son increíblemente pequeñas: las más típicas sólo miden unos pocos nanómetros. Para hacernos una idea, el objeto más pequeño que podemos ver a través de nuestros ojos es un pelo humano y este mide unos 80.000 nanómetros. Si imaginamos que el cuerpo humano entero mide lo mismo que la Tierra, una proteína tendría el tamaño de un jugador de fútbol. Siguiendo este ejemplo, el microscopio que utilizamos para ver proteínas es igual de potente que un telescopio colocado en la Luna que pudiera observar a ese futbolista correr y dar patadas al balón. 

Taekjip Ha durante su estancia en Madrid. Fundación BBVA

Usted, que ha conseguido ver las proteínas, ¿qué puede contarnos de ellas y qué falta por conocer?

Para ver el movimiento de una proteína dentro de una célula, utilizamos microscopía de fluorescencia. Esto sería como poner un foco de luz sobre este jugador que estamos observando desde Luna. Gracias a esta técnica, podemos observar con qué velocidad se mueve de un punto a otro, con qué agilidad gira y la rapidez con la que puede acelerar entre ambos puntos. Esto puede decirnos por qué el sujeto que observamos es un buen jugador. Ver los cambios que se producen en una proteína mientras está funcionando nos permite aprender por qué realizan estas funciones tan asombrosas que tienen una precisión y una eficiencia que las máquinas creadas por los hombres todavía no han conseguido igualar. 

Cuando comamos un filete debemos decirle: ¡muchas gracias, carne! Gracias a ti puedo oler, oír, bailar, pensar…

¿Qué esperamos descubrir sobre las proteínas en un futuro cercano?

Hasta ahora, la información más detallada sobre cómo se mueven y forman las proteínas se ha conseguido en probetas. Todavía no las hemos observado dentro de células vivas, es decir, in vivo. Esto es una limitación porque si metemos al futbolista en una habitación y le damos un balón, no conseguiremos ver al completo todas sus capacidades. Hay que estudiar las moléculas de las proteínas en un ámbito realista. Lo ideal sería observarlas dentro del cuerpo humano. Es muy difícil, pero en el presente se están desarrollando tecnologías importantes que nos van a permitirán hacerlo pronto.

Algunos aminoácidos, que forman las proteínas, deben ser incorporados a través de la dieta porque el cuerpo no los produce. ¿Cuál es el papel de la alimentación en el correcto funcionamiento de estas proteínas?

Es una pregunta muy interesante. Yo estudié Física y para mí las proteínas siempre habían sido un elemento nutricional, algo que se comía. Para muchas personas es lo mismo. No tengo grandes resultados que ofrecer sobre qué deberíamos comer, pero sí quiero que las personas sepan que las proteínas son muy importantes para el organismo. Cuando comamos un filete debemos decirle: ¡Muchas gracias, carne! Gracias a ti puedo oler, oír, bailar, pensar… Los científicos sabemos que las proteínas son las responsables de muchas funciones como mover los músculos, aprender e, incluso, enamorarnos. 

En vuestra investigación habláis sobre la posibilidad de desarrollar tests que permitan detectar cáncer en pequeñas muestras de sangre o de orina, ¿cómo será la detección del cáncer en el futuro?

Es una buena pregunta. Cuando las células de los tumores mueren, liberan ADN y proteínas en el torrente sanguíneo. Estas moléculas son diferentes de los tejidos normales y si puedes tomar una muestra de sangre y detectarlas, se podrá determinar si uno tiene un tumor o no y cuán avanzado está. Es un proceso difícil porque los desechos de las células sanas son los que están más presentes en la sangre, pero gracias al uso de tecnologías muy avanzadas podemos separarlas. Estaría bien poder hacerlo en cantidades muy pequeñas de sangre porque la mayoría de pacientes de cáncer tienen que realizarse demasiados análisis de sangre. El principal reto del futuro en este campo es poder detectar estas moléculas en una gota de sangre.

El ADN sufre daños continuamente que se reparan gracias a ciertas proteínas. Si no existieran padeceríamos cáncer con un año de edad.

Además de alertarnos sobre la presencia de un tumor en el cuerpo, ¿podrán estos test decirnos dónde se encuentra?

Sí, porque el cuerpo tiene distintos tipos de tejido: no son iguales los tejidos del hígado y del cerebro, por ejemplo. Todos tienen el mismo ADN, pero diferentes conjuntos de proteínas en sus células. Un tumor pulmonar tendría un tipo de células que sólo se pueden encontrar en el pulmón. Así podemos distinguir dónde está el cáncer. Pero además, hay cánceres, como el de páncreas, que producen mutaciones específicas en proteínas y que pueden facilitar el diagnóstico.

Probablemente sea un poco pronto para hablar sobre ello, pero ¿crees que estos tests de diagnóstico de cáncer podrán ser accesibles para gran parte de la población?

Sí. El microscopio con el que se realizan ahora cuesta alrededor de 100.000 dólares y requiere un personal especializado para poder utilizarlo. Pero yo creo que se puede crear un instrumento para detectar estos tumores con un presupuesto mucho menor y que puede ser utilizado por personal no experimentado en estas técnicas. Además de accesibles, queremos que estas pruebas se realicen rápidamente. Lo mejor sería conseguir obtener lo resultados antes de que el paciente obtenga el alta hospitalaria.

Taekjip Ha durante su estancia en Madrid. Fundación BBVA

Los humanos más jóvenes también desarrollan cáncer, pero sus proteínas son capaces de evitar que alcancen un estadio superior, ¿entender cómo funciona este proceso puede abrir una nueva estrategia para tratar el cáncer?

Sí. El cáncer es una enfermedad genética que causa cambios en el ADN a raíz de daños producidos por ciertos agentes como los rayos solares o el tabaco. Sin embargo, el ADN sufre daños continuamente que se reparan gracias a ciertas proteínas. Si no existieran padeceríamos cáncer con un año de edad. Pues bien, existen algunos cánceres en los que las proteínas que reparan el ADN se inactivan y otros en los que son defectuosas. Es posible que podamos utilizar la terapia génica para solucionar estos problemas y, de esta manera, aplicar nuestra investigación en proteínas para desarrollar nuevos tratamientos. 

Aunque vamos a poder editar el genoma con gran precisión, sin cambiar otras letras, cualquier alteración del genoma puede tener consecuencias impredecibles.

¿Comprender mejor las proteínas puede facilitar las técnicas de edición genética?

Los métodos de edición genética que existen ahora no son del todo precisos. El genoma humano tiene 3.000 millones de letras, o bases nitrogenadas, y la edición genética puede, potencialmente, cambiar una por otra para solucionar una mutación que produce enfermedades. Sin embargo, no puedes saber si has cambiado otra letra. Es como intentar acertar en una diana disparando en todas direcciones. Mi equipo ha demostrado que podemos controlar mejor las proteínas de edición genética con luz. Pensamos en estas moléculas como agentes secretos que esperan una señal. Cuando encendemos esta luz especial saben que deben activarse en ese momento y lugar. Es un descubrimiento emocionante.

¿Estas tecnologías podrán erradicar las enfermedades hereditarias?

Las barreras tecnológicas van a desaparecer en el futuro, pero la pregunta es si nosotros como sociedad queremos que ocurran ciertos cambios. Es una gran pregunta y está relacionada con qué significa ser humano. Aunque vamos a poder editar el genoma con gran precisión, sin cambiar otras letras, cualquier alteración del genoma puede tener consecuencias impredecibles. 

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