El Premio Nobel de Medicina 2024 ha sido otorgado a dos científicos cuyas contribuciones revolucionaron nuestra comprensión sobre la regulación genética: Victor Ambros y Gary Ruvkun, por su descubrimiento de los microARN y su papel en la regulación génica post-transcripcional. Este hallazgo fue fundamental, pues reveló un nuevo mecanismo que controla la expresión de genes, algo esencial para el desarrollo y funcionamiento de los organismos multicelulares, incluidos los humanos.
La relevancia del descubrimiento
La información genética en nuestro ADN es como un manual de instrucciones. Cada célula en el cuerpo humano contiene el mismo conjunto de genes, pero no todos están activos a la vez, ya que las células de diferentes tejidos (como músculos o neuronas) activan genes específicos para desempeñar sus funciones especializadas. Aquí entra en juego la regulación génica, que controla qué genes se expresan en cada tipo celular. Antes del trabajo de Ambros y Ruvkun, se creía que este proceso era bastante comprendido, pero su descubrimiento de los microARN reveló una nueva capa de control.
Los microARN son pequeñas moléculas de ARN no codificante, que no se convierten en proteínas, sino que regulan la expresión de otros genes al unirse a sus ARN mensajeros (mRNA) y detener la producción de proteínas. Esta regulación es clave, pues si un gen se descontrola o falla, pueden surgir graves enfermedades como el cáncer o la diabetes. De hecho, se ha estimado que hasta el 60% de los genes humanos están regulados por microARN, lo que demuestra su importancia en casi todos los procesos celulares.
Entrevista con #ExpertoUNAM
Para profundizar en la importancia de este hallazgo, entrevistamos al Dr. Damien Jean-Rene Formey de Saint Louvent, investigador en el Centro de Ciencias Genómicas (CCG) de la UNAM. El Dr. Formey destacado biólogo molecular especializado en genómica y evolución, ha seguido de cerca la evolución de los estudios sobre microARN y su aplicación en la medicina. Durante la conversación, explicó el papel esencial que juegan los microARN en el cuerpo humano, comparándolos con “palabras diminutas en un inmenso libro de instrucciones”, que son capaces de buscar y regular genes específicos.
Dr. Formey: “Los microARN son moléculas pequeñas que buscan sus blancos en toda la célula, como si buscáramos una palabra en un PDF grande. Cuando encuentran el gen que deben regular, lo hacen asociándose con proteínas de la familia Argonauta, que no pueden encontrar los genes por sí solas. Los microARN les sirven de guía para decirles qué genes deben regular.”
Este mecanismo, descubierto en el nemátodo Caenorhabditis elegans, resultó ser un parteaguas en la biología molecular. Según el Dr. Formey, los microARN cambiaron la visión clásica de cómo se controla la expresión de los genes: “Antes, se pensaba que si un gen estaba presente, simplemente se expresaba en una proteína, pero los microARN añadieron una nueva capa de control, demostrando que aunque el gen esté activo, su expresión puede ser regulada o incluso bloqueada por estos pequeños ARN.”
Impacto en la regulación génica
El descubrimiento de los microARN, realizado por Ambros y Ruvkun en los años 90, reveló que estas pequeñas moléculas de ARN se unían a los mensajeros de ARN (mRNA) para inhibir la producción de proteínas. Según el Dr. Formey, este mecanismo es un ejemplo perfecto de cómo el sistema celular es capaz de afinar sus funciones, regulando de manera muy precisa qué genes deben estar activos y cuándo.
“Este descubrimiento también es esencial para entender cómo las células deciden su identidad,” comentó el Dr. Formey. “Los microARN ayudan a controlar que los genes adecuados se activen en el momento correcto para que una célula se convierta en una célula muscular, neuronal o de cualquier otro tipo. Esta regulación es fundamental para el desarrollo de los organismos multicelulares.”
Formey señaló que, tras el descubrimiento inicial en C. elegans, se comprobó que los microARN estaban presentes y desempeñaban un papel similar en muchos otros organismos, incluidos los humanos. “Esto fue crucial, porque durante varios años, tras el descubrimiento de Ambros y Ruvkun, se pensaba que los microARN podían ser una peculiaridad del gusano. Sin embargo, investigaciones posteriores, como las de Ruvkun en el año 2000, demostraron que los microARN estaban conservados en muchos otros organismos, incluido el humano,” destacó el Dr. Formey.
Implicaciones médicas y futuras aplicaciones
El Dr. Formey subrayó que la implicación médica de este descubrimiento va mucho más allá de la comprensión básica de la biología molecular. Se ha demostrado que los microARN juegan un papel crucial en muchas enfermedades, especialmente en el cáncer, donde la desregulación de un solo microARN puede afectar a numerosos genes a la vez, contribuyendo a la formación de tumores.
“El problema con los microARN,” explicó el Dr. Formey, “es que, si no funcionan correctamente, pueden acumularse en las células y desregular muchos genes a la vez, lo que puede llevar a consecuencias graves como el cáncer. Ya estamos viendo el uso de microARN como marcadores para identificar y combatir estos procesos.”
Además, Formey señaló que se están desarrollando nuevos tratamientos basados en microARN. Por ejemplo, algunos microARN están relacionados con la replicación del virus de la hepatitis C. “Ya existen productos que inhiben microARN específicos para detener la replicación viral,” comentó. Uno de estos productos, Miravirsen, aunque mostró actividad antiviral, fue retirado de su desarrollo para dar prioridad a otros tratamientos más prometedores.
Este avance tiene aplicaciones más amplias, pues los microARN modificados también están siendo utilizados en la biotecnología agrícola para controlar plagas. “Se están utilizando microARN alterados para evitar la reproducción de plagas en cultivos de maíz, y esta misma tecnología se está probando en tratamientos para enfermedades humanas como el Huntington, una enfermedad neurodegenerativa.”
Un futuro prometedor
De acuerdo con el Dr. Formey, lo que hace especial a este descubrimiento es su precisión y su capacidad para revolucionar tanto la biotecnología como la medicina. Los microARN pueden ser producidos artificialmente y regulados con gran exactitud, lo que los convierte en una herramienta poderosa para desarrollar nuevos tratamientos. Además, su origen natural hace que el organismo los reconozca como propios, lo que reduce el riesgo de rechazo en terapias génicas.
El Dr. Formey destacó además la posibilidad de que los microARN puedan transferirse entre organismos, mencionando ejemplos de interacciones entre plantas y patógenos donde los microARN viajan entre ambos organismos para regular la defensa o el ataque. Este tipo de investigaciones sigue en expansión, y es probable que en los próximos años se descubran más aplicaciones de los microARN en distintos campos.
El Nobel de Medicina 2024 no solo reconoce un avance clave en nuestra comprensión de la genética, sino que marca el comienzo de una era donde los microARN se utilizarán cada vez más para tratar enfermedades, controlar virus e incluso proteger cultivos. Este campo sigue evolucionando rápidamente, y es probable que los próximos años traigan aún más descubrimientos sorprendentes.
Este premio, otorgado a Ambros y Ruvkun, celebra un descubrimiento inesperado que ha abierto una nueva dimensión en la regulación genética, impactando profundamente tanto a la biología fundamental como a las ciencias aplicadas.