Controlar nuestros genes mediante un campo magnético sería transformador
Laboratorio de Ciencias / Alamy
Se trata de un gran avance si realmente funciona: investigadores de Corea del Sur dicen que han desarrollado un interruptor controlado magnéticamente para activar genes dentro de las células, lo que podría conducir a tratamientos médicos transformadores. Pero otros dicen que los resultados, que fueron publicados en una revista importante, son inverosímiles y que hay problemas con el artículo, como una imagen que es simplemente una versión invertida de otra.
La pregunta clave ahora es si los grupos independientes son capaces de replicar el resultado. Uno de los críticos, el físico Andrew York, cree que esto debería haberse intentado antes de que se publicara el artículo. “La afirmación es tan fuerte, tan descabellada, tan innovadora, que realmente deberías enviar una muestra a otro laboratorio, hacer que la revisen, ‘Sí, nosotros también lo vemos'”, dice York, que trabaja para una organización de investigación en EE. UU. pero hablaba como particular. “Creo que el artículo estuvo bajo revisión durante tres años. Es tiempo suficiente para enviar muestras a laboratorios amigos”.
El investigador principal, Jongpil Kim de la Universidad Dongguk de Seúl, dice que su equipo está trabajando con varias empresas de biotecnología y otras instituciones de investigación. “Esperamos que estos conjuntos de datos colaborativos se revelen en publicaciones posteriores”.
Ya existen formas de controlar diversos procesos biológicos con luz, mediante una técnica llamada optogenética, que se basa en proteínas que responden a la luz. Una vez que las células son modificadas genéticamente para producir este tipo de proteínas, la luz puede usarse para, por ejemplo, hacer que las células nerviosas se activen. La optogenética se utiliza ampliamente en la investigación, por ejemplo, como tratamiento para ciertos tipos de ceguera.
El gran inconveniente de la optogenética es que la luz no puede penetrar mucho en el cuerpo. Por eso, varios equipos de todo el mundo están tratando de encontrar formas de controlar los procesos biológicos mediante señales que puedan hacerlo, como por ejemplo un campo magnético. Esto tendría muchas aplicaciones en medicina, así como en investigación. Por ejemplo, permitiría diseñar células del cuerpo para producir una proteína terapéutica y luego controlar cuándo, dónde y cuánto se produce mediante señales magnéticas.
En un artículo que apareció en la prestigiosa revista Cell, el equipo de Kim afirma haber hecho realidad la llamada magnetogenética, mediante el desarrollo de un interruptor que puede activar genes en células genéticamente modificadas cuando se activa mediante una señal magnética específica que puede llegar a cualquier parte del cuerpo humano. Es más, Kim dice que esta señal no tuvo efectos detectables de ningún tipo en los ratones en los que se probó a menos que el interruptor hubiera sido modificado genéticamente en ellos, lo que sugiere que debería ser seguro para uso médico.
En concreto, el equipo de Kim aplicó a las células una onda cuadrada electromagnética de 4 kilohercios con una fuerza de 2 militesla que se encendía y apagaba 60 veces por segundo, es decir, a 60 hercios. Al interactuar con una proteína llamada citocromo b5, dice el artículo, esta señal indujo una oscilación de iones de calcio con un período de poco menos de un minuto. En otras palabras, los iones de calcio chapoteaban de un lado a otro de la célula una vez cada 50 segundos aproximadamente.
No está claro exactamente cómo la señal electromagnética afecta al citocromo b5 y desencadena la oscilación. “Aún se está investigando el mecanismo biofísico preciso”, afirma Kim.
Esta oscilación de alguna manera desencadena el “interruptor de encendido”, o secuencia promotora, de un gen llamado LGR4, dice el equipo. Las secuencias promotoras activan cualquier gen delante del cual se insertan, por lo que si esta secuencia promotora se coloca frente a otros genes, también pueden activarse mediante magnetismo, lo que significa que actúa como un interruptor genético activado magnéticamente. El artículo describe este interruptor funcionando en ratones y células humanas de varios tipos, y en ratones enteros.
Esto supondría un gran avance si se confirma, afirma York. “Esto cambia todo acerca de cómo los sistemas de los mamíferos responden a los campos electromagnéticos”. Pero para él, no tiene sentido que una señal de 60 Hz provoque una oscilación con un período de casi un minuto. “La respuesta biológica es increíblemente inverosímil”, dice York.
Kim dice que el período de oscilación no está determinado por la frecuencia de la señal. “Las oscilaciones posteriores se rigen por procesos de señalización internos e independientes dentro de la célula, más que por la frecuencia del estímulo externo”, dice.
El tamaño de la oscilación del calcio también es muy grande, afirma York. “Esta es una respuesta increíblemente significativa desde el punto de vista fisiológico. Es como si dijeras que la temperatura está cambiando 10 grados”. Esto debería afectar a una amplia gama de procesos biológicos en las células, afirma York, aunque el artículo afirma que activa sólo un gen sin otros efectos observables.
Kim rechaza esto. “La magnitud de nuestra señal observada es relativamente modesta y se mantiene dentro de un rango fisiológicamente manejable”, afirma.
En un experimento, los investigadores vincularon su interruptor electromagnético a un gen de una proteína luminiscente. Adam Cohen, de la Universidad de Harvard, notó que la figura S1J en el artículo parece mostrar que las células modificadas comienzan a brillar muchas horas antes de que se activara el interruptor. Pero Kim dice que esto es “un artefacto computacional causado por el proceso de suavizado de curvas”.
En un sitio web llamado PubPeer, un comentarista llamado Yong-Chang Zhou publicó que, en la figura S5P del artículo, una imagen parece ser una versión invertida de otra. “La duplicación no es algo que ocurra normalmente cuando se toman varias fotografías de la misma muestra”, dice Elisabeth Bik, que se especializa en descubrir malas conductas científicas.
“Hemos identificado un error administrativo en la figura S5P donde se duplicó una imagen de control durante la recopilación de datos. [quality control] proceso. Actualmente estamos realizando una corrección formal en Cell para reemplazarlo con los datos sin procesar correctos. Este descuido no afecta a las conclusiones científicas del estudio”, afirma Kim.
New Scientist pidió comentarios al editor de Cell, pero aún no ha recibido respuesta.
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