Elizabeth H. Blackburn, Premio Nobel de Medicina 2009. Foto: Laura Vargas-Parada
Elizabeth Blackburn nació en Tasmania, Australia, y desde pequeña estuvo en contacto con la ciencia gracias a su ambiente familiar. Sus padres eran médicos. Su abuelo y bisabuelo, por parte de su madre, eran geólogos. Además, dos de los hermanos de su padre también eran médicos.
Blackburn estudió bioquímica y pronto se interesó en los cromosomas, que son hebras de ADN empacadas de forma compacta con ayuda de varias proteínas asociadas. (En el caso de los seres humanos, toda la información genética de un individuo está contenida en 23 pares de cromosomas localizados en el núcleo de las células).
Blackburn estaba particularmente interesada en estudiar los extremos de los cromosomas, regiones llamadas telómeros.
Por su trabajo con los telómeros, Blackburn ganó el Premio Nobel de Medicina en 2009 junto con Carol W. Greider y Jack W. Szostak. El galardón consistió en 10 millones de coronas suecas –equivalentes a $1.6 millones de dólares— divididos en partes iguales entre los tres ganadores, además de un diploma y una medalla para cada uno. Antes de Blackburn y Greider, sólo otras ocho mujeres ganaron el premio Nobel de Medicina.
Extremos de los cromosomas. “Al principio sólo quería saber cómo era el ADN en esa zona. No teníamos ni idea. Sabíamos que no contenía genes [fragmentos de ADN que contienen información para hacer proteínas], pero nadie sabía qué había ahí”, cuenta Blackburn mientras nos ponemos a salvo de la lluvia en la Isla de Mainau, al otro lado del lago Constanza, a dos horas en barco desde Lindau.
Había un enigma que los investigadores no podían descifrar: cuando el ADN se replica –esto es, cuando se hace una copia completa del material genético justo antes de que una célula se divida con el fin de que cada célula hija reciba un juego completo de material genético— la enzima encargada del copiado funciona de tal forma que uno de los extremos de la molécula de ADN se hace cada vez más corta con cada división celular. La pregunta que todos se hacían era: ¿cómo es que los cromosomas no desaparecen por completo con el tiempo?
Cuando Blackburn comenzó sus estudios sobre los telómeros, a mediados de la década de 1970, trataba de resolver un problema básico de la biología celular que no parecía tener ninguna aplicación práctica.
Ahora sabemos que el trabajo de Blackburn, Greider y Szostak es de gran relevancia en dos áreas de la medicina clínica: envejecimiento y cáncer. Esto se debe al papel crítico que juegan los telómeros en limitar el número de veces que una célula puede dividirse antes de morir.
Blackburn comenzó sus investigaciones usando un organismo formado por una sola célula que se encuentra en el agua de charcos y estanques llamado Tetrahymena.
En 1978, encontró que los telómeros tienen una estructura inusual: una secuencia de seis nucleótidos de ADN que se repite unas 50 veces. Un nucleótido es una de las cuatro letras de bases químicas que componen al ADN y que se designan: A, C, G y T.
En los telómeros de Tetrahymena la secuencia de ADN dictaba el siguiente mensaje: CCCCAA, que se repetía una y otra vez. La secuencia y estructura de los extremos de los cromosomas resultó “compleja y diferente a todo lo conocido.”
“El mismo hecho de que se tratara de una secuencia repetida resultó ser la clave”, explica Blackburn, mientras me mira fijamente a través de sus gafas. Con el cabello totalmente blanco, y las mejillas sonrosadas habla pausadamente pero con mucha emoción. “La pregunta inmediata fue ¿qué significado puede tener que sea repetida?”.
En colaboración con Szostak, quien con ayuda de Blackburn había logrado detectar telómeros en las levaduras (otro organismo de estudio muy popular), ambos investigadores propusieron la hipótesis de que las células deberían tener una enzima especial que permitiera copiar esas unidades repetidas al final del cromosoma para compensar los trozos perdidos durante la replicación. (Las enzimas son un tipo de proteína que participan en las reacciones químicas).
Greider, estudiante doctoral de Blackburn comenzó a trabajar en el problema. El día de Navidad de 1984 sus esfuerzos cristalizaron al aislar la enzima, ahora conocida como telomerasa, la cual previene el acortamiento de los telómeros al sintetizar nuevas unidades repetidas. El descubrimiento de la telomerasa fue una pieza clave para comprender mejor fenómenos aparentemente tan distintos como el envejecimiento y el cáncer.
Telómeros, salud y enfermedad. Blackburn lo explicó durante su conferencia magistral en Lindau el 27 de junio: “La telomerasa normalmente funciona sólo al inicio de la vida. Luego, el gen se inactiva y deja de producirse la enzima. De esta forma, los telómeros se van acortando cada vez que la célula se divide. Si se vuelven muy cortos, la célula comienza a envejecer y ya no puede seguir replicándose.
En el caso del cáncer –enfermedad que se caracteriza por la pérdida del control de la división celular— las células cancerosas reactivan al gen de la telomerasa lo que les permite sintetizar nuevos telómeros y dividirse sin parar”.
Una idea que surge de este conocimiento es la posibilidad de inactivar a la telomerasa como una alternativa para el tratamiento del cáncer. Por otra parte, varias enfermedades asociadas con el envejecimiento parecen estar relacionadas a telómeros cortos. Esto abre nuevas líneas de investigación con enorme potencial para impactar en la salud humana.
Blackburn, a sus 62 años, continúa su trabajo de investigación en la Universidad de California en San Francisco. Al respecto dice, “tenemos una sola pregunta. Queremos comprender el mecanismo molecular de acción y control de la telomerasa. Aún no lo sabemos. Y para comprender la fisiología colaboramos con otro investigadores midiendo telomerasa en diversos estudios clínicos”.
Desde hace unos años Blackburn está interesada en comprender cómo el estrés crónico puede afectar a la telomerasa y al tamaño de los telómeros. Algunos datos sugieren que la exposición prolongada al estrés produce acortamiento de los telómeros. Surge entonces la pregunta inmediata sobre si este acortamiento podría explicar los efectos clínicos del estrés. Blackburn ya trabaja en buscar una respuesta a esta interrogante.
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