Una entrevista con John Gurdon / Desarrollo

Su primer artículo se publicó en 1954 y no se refería a embriología sino a entomología. ¿Cómo ocurrió eso?

Bueno, ese primer artículo fue publicado en la revista Mensual del Entomólogo. A lo largo de mi vida temprana, realmente me interesaron los insectos, y solía recolectar mariposas y polillas. Cuando era estudiante me gustaba tomarme un tiempo libre y salir a Wytham Woods, cerca de Oxford, para ver qué podía encontrar. Así que salí un día frío de primavera y no había mariposas, ni polillas, pero, de la nada, había una mosca, la atrapé, la puse en mi botella y la miré. Lo primero que era obvio era que no era una mosca, era un himenóptero, pero cuando traté de identificarlo, simplemente no pude averiguar qué era. No me gusta ser derrotado, así que fui al Departamento de Hope en Oxford y tampoco sabían qué era, y luego al Museo de Historia Natural, donde un curador me dijo que, sorprendentemente, ¡esta era una especie nunca antes registrada en Inglaterra! Esto era intensamente irritante para el Departamento de Entomología de Oxford porque el profesor en ese momento tenía un gran estudio ecológico de todos los insectos en esos bosques, y aquí había un estudiante que acababa de atrapar lo primero que podía encontrar, y recogió una nueva especie. Así que escribí un par de párrafos anunciando el descubrimiento, y así es como llegué a tener ese documento.

¿Y mantuvo su interés en los insectos?

En realidad no de una manera científica adecuada, aunque sigo pensando que me gustaría volver a eso, principalmente porque los patrones de color de los lepidópteros son tan notables. Realmente no sabemos casi nada sobre cómo se forman los patrones de color – en cualquier especie. No tendrás un gen que ponga una mancha en un ala, es un proceso más complicado, incluyendo la difusión de moléculas. Sigo pensando que cuando me jubile lo haré, pero aún no he llegado a ese punto.

Hace medio siglo comenzaste tus experimentos de transferencia nuclear, y hoy en día tu laboratorio sigue publicándolo. ¿Por qué piensa que tal conceptualmente simple experimento ha tenido una muy larga vida util?

Cuando estaba haciendo esos primeros experimentos de transferencia nuclear, y estoy permanentemente agradecido a mi supervisor, Michael Fischberg, por haberme puesto en ese trabajo, la pregunta en ese momento era si todas las células del cuerpo tenían los mismos genes. Una forma de determinar esto era tomar un núcleo de un tipo de célula, ponerlo en el huevo, y ver si se puede desarrollar. Este experimento fue concebido ya a finales del siglo XIX: hay un artículo de un hombre llamado Rauber que describe un experimento de poner un núcleo de sapo en un huevo de rana, y simplemente dice que no obtuvo un resultado, ¡así que no está claro si hizo el experimento o no!

De todos modos, en la década de 1950 Briggs y King, dos estadounidenses, desarrollaron la técnica de trasplantar el núcleo, y Fischberg decidió que deberíamos probar esto en Xenopus. Hubo varias dificultades técnicas muy problemáticas que finalmente superamos, tanto por suerte como por habilidad, y el resultado final fue que se puede obtener un desarrollo esencialmente normal tomando el núcleo de una célula especializada, en este caso una célula intestinal, y trasplantándola a un óvulo enucleado. Eso dijo claramente que los mismos genes están presentes en todos los tipos diferentes de células.

Y luego hubo una brecha de 50 años antes de que Yamanaka desarrollara la técnica de células madre pluripotentes inducidas, que realmente abrió el campo a un potencial clínico útil. Los experimentos con ranas (y muchos trabajos posteriores, incluida la generación de la oveja Dolly en la década de 1990) dijeron que se puede revertir o rejuvenecer un núcleo especializado de nuevo al principio, pero la traducción clínica se convirtió en una posibilidad realista en humanos solo cuando Yamanaka demostró que no era necesario obtener óvulos o embriones humanos para fabricar células madre. Esta idea de que se podían obtener nuevas células de un tipo comenzando con células adultas de un tipo completamente diferente, obviamente, coincidía con nuestro trabajo de medio siglo antes, pero, curiosamente, esto no era absolutamente evidente cuando se realizaron estos primeros experimentos. «Reprogramación» ni siquiera era el objetivo de los experimentos. Imagino que no obtendría apoyo para llevar a cabo estos experimentos de transferencia nuclear hoy en día si no fuera por su relevancia para la reprogramación en humanos.

entonces, la pregunta es cómo funciona este proceso? ¿Qué subyace a la capacidad del óvulo para rejuvenecer un núcleo? Siempre nos interesó esa pregunta, pero se volvió cada vez más interesante con los experimentos de Yamanaka. Y me gustaría señalar que la gente todavía no sabe realmente por qué funciona el procedimiento de Yamanaka, incluso después de diez años, realmente no entienden el mecanismo. Así que consideramos, y es cierto, que el huevo hace un trabajo bastante mejor de revertir la diferenciación en comparación con los factores de transcripción sobreexpresados, y por lo tanto pensamos que si supieras cuáles son todos los componentes del huevo y supieras cómo intercambiarlos con los somáticos, no necesitarías los factores Yamanaka. Es por eso que estamos buscando activamente el mecanismo de reprogramación por el huevo, utilizando el mismo procedimiento que se hizo hace 60 años, pero con un montón de nuevas formas de investigarlo. Para mí, esto ejemplifica el interesante principio de que el trabajo que se hizo en un momento puede tener una relevancia posterior, mucho mayor a la luz de los avances posteriores.

Estamos persiguiendo activamente el mecanismo de reprogramación por el huevo, utilizando el mismo procedimiento que se hizo hace 60 años, pero con un montón de nuevas formas de investigarlo

Y ¿cuál es su comprensión actual de los mecanismos moleculares de reprogramación por el huevo?

Es casi seguro que se debe a una alta concentración en el huevo de componentes de cromatina, particularmente histonas. Hay numerosas variantes de histonas, en términos de cómo se modifican, y gran parte de nuestro trabajo reciente ha estado describiendo los cambios de histonas que son impuestos por el huevo en un núcleo entrante. Este cambio de cromatina es quizás la primera etapa clave: hay una variante particular de histona presente en los huevos, que es muy importante, y es probable que la sustitución de los componentes de cromatina adultos por los presentes en el huevo sea, en última instancia, lo que ayuda a causar el cambio.

Este problema tiene dos aspectos. Una es, ¿cómo utiliza el óvulo sus componentes para reemplazar los del núcleo somático, y así rejuvenecerlo? La segunda es ¿por qué la reprogramación no funciona perfectamente? Me gusta ilustrarlo así: hay una batalla entre el huevo, tratando de volver a convertir todo en un estado embrionario, y el núcleo somático, que está diseñado para ser exactamente lo contrario, está destinado a no cambiar. La mayoría de nuestras células no cambian, y es muy importante que las células sean extraordinariamente estables. Así que el huevo intenta anular al núcleo, y el núcleo intenta resistirlo; esas son las dos partes complementarias de nuestro proyecto de investigación en este momento.

Para complementar esto, también estamos viendo los cambios que ocurren en un núcleo de esperma que lo hacen tan receptivo a la reprogramación; en última instancia, nos gustaría convertir el núcleo somático en la misma condición que el esperma, y luego la reprogramación debería funcionar muy bien.

Aunque creo que la mayoría de los lectores estarán familiarizados con sus experimentos de reprogramación, me gustaría discutir algunos de sus otros trabajos. En una serie de artículos en la década de 1970 usted estudió la traducción de ARN inyectado en ovocitos de rana: ¿puedes contarnos un poco sobre este trabajo?

El experimento que me atrajo enormemente en ese momento, y todavía lo hace, es inyectar ARN mensajero (ARNm) en los huevos. Estaba haciendo este trabajo cuando la gente, en particular Hubert Chantrenne en Bélgica, había aislado por primera vez el ARNm. Era un buen amigo de un hombre maravilloso llamado Jean Brachet, y le dije que lo que realmente me gustaría hacer es trasplantar no núcleos sino ARNm en huevos. Me dio una introducción a Chantrenne, que estaba haciendo ARN de globina de conejo y nos dio algo, gracias a Brachet. Se sabía que el material era extremadamente sensible a la RNasa, por lo que casi tenía que bañarse en ácido crómico antes de tocar nada. Si hubiera propuesto ese experimento como subvención, habría sido rechazado porque se sabía que el huevo estaba lleno de ribonucleasas: poner ARNm sensible en un entorno ribonucleico no tendría sentido. Sin embargo, funcionó, y sorprendentemente bien: el mensaje de la globina entró en los huevos, y para cuando los huevos se convirtieron en renacuajos, todavía se estaba fabricando la globina de conejo. Es casi seguro que la razón del éxito es que la microinyección no abre los lisosomas, donde se dividen las ribonucleasas. Así que hay otro principio interesante: cuando alguien te dice que algo no funcionará, es mucho mejor intentarlo que creer en su palabra. Y la inyección de ARNm ha resultado ser un enfoque muy útil para todo tipo de preguntas. Estos experimentos de ARN fueron realmente un derivado de los resultados tecnológicos de la transferencia nuclear: si funciona para núcleos, ¿qué más se puede transferir? Eddy de Robertis y yo teníamos un periódico que decía que el huevo Xenopus era un tubo de ensayo viviente.

También se interesó en el proceso de inducción, e identificó un «efecto comunitario» en la inducción del mesodermo Xenopus. ¿Cuál es la base de este efecto?

Durante muchas décadas, las personas han trasplantado tejido: tome un trozo de tejido e injertelo en otro huésped. Pero el tejido está obviamente compuesto de muchas células, que pueden no ser todas iguales, y para mí siempre fue deseable hacer un trasplante de una sola célula. Así que hice muchas de esas cosas, moviendo células progenitoras individuales de una parte del embrión a otra, pero nunca logré que funcionara, las células siempre morían. Debe haber alguna razón por la que se pueden trasplantar con éxito células múltiples, pero no células individuales. Eso me llevó a realizar inyecciones de un número cada vez menor de células. Resultó que las células trasplantadas liberan moléculas secretadas, proteínas de señalización, por ejemplo, que son necesarias para que hagan cualquier cosa en el huésped. Una sola célula tiene dificultades para hacer mucho con lo que segrega – la concentración es demasiado baja–, pero varias células acumularán una concentración lo suficientemente alta como para funcionar realmente. Este «efecto comunitario» es algo análogo a la detección de quórum identificada en las bacterias.

¿Cuál es su perspectiva sobre dónde se encuentra hoy la biología del desarrollo como campo? ¿Cuáles son las lagunas en nuestra comprensión y qué necesitamos hacer para colmar esas lagunas?

Mi propia visión del desarrollo es que uno tiene que tratar de reducir las cosas a entidades individuales, ya sea una célula, un núcleo o una molécula, y a menudo me ridiculizan porque siempre pregunto a la gente en qué concentración está su molécula, y dirán que no importa.

Diría que la concentración y el tiempo son las dos cosas críticas en el desarrollo. Necesitas saber la concentración, y necesitas saber cuánto tiempo tiene que estar allí para marcar la diferencia, porque para las células, una concentración particular de una molécula durante unos segundos puede no ser la misma que esa concentración durante 10 minutos. Por lo tanto, considero que lo que realmente nos falta en biología del desarrollo en este momento es cualquier habilidad para determinar la concentración de proteínas, análoga a la medición de ácidos nucleicos mediante PCR.

En mi propia experiencia, me involucré en experimentos con una proteína llamada Activina, una molécula TGF-β. Sorprendentemente, y todavía me gusta este experimento, puedes tomar células de blástula, disociarlas completamente en suspensión y luego agregar Activina a una concentración conocida durante un tiempo conocido. Luego lavas las células y las dejas reagregar y preguntas cómo se diferencian. Resultó que el resultado – si estas células hizo ectodermo, mesodermo o endodermo – no sólo dependía de la cantidad de Activina, sino también en el tiempo que bañan las células. Era un principio interesante que la concentración y el tiempo pueden tener efectos completamente diferentes dependiendo de cuál se altere y en qué medida.

Pero para entender realmente fenómenos asombrosos como este in vivo, conocer la concentración de proteínas va a ser realmente importante, y creo que eso nos falta por completo en este momento. En el futuro, trabajaremos gradualmente con células individuales, concentraciones conocidas, cantidades de tiempo conocidas, y luego podremos comprender lo que está sucediendo en estos eventos de diferenciación.

La concentración y el tiempo son las dos cosas críticas en el desarrollo

Su trabajo probablemente tendrá la mayor influencia clínica en el campo de la sustitución celular: ¿qué opina de los desafíos y perspectivas actuales?

Creo que las perspectivas de reemplazo celular son muy buenas, pero el progreso científico podría verse obstaculizado por otras cosas. El ejemplo que uso a menudo es de degeneración macular relacionada con la edad, donde los fotorreceptores mueren y así te quedas ciego. Estos fotorreceptores están apoyados por células epiteliales pigmentadas de la retina, y los investigadores en Londres y en otros lugares pueden usar el procedimiento de Yamanaka para hacer capas delgadas de las células epiteliales y luego insertarlas en el ojo mediante un proceso que no es más complicado que el reemplazo de lentes. Cada vez que hablo de esto, la gente se acerca a mí y me pregunta cuándo pueden hacerlo. La respuesta es que no se les permite, y la razón, en mi opinión, se remonta en última instancia a cuestiones legales. Si algo sale mal, los abogados lucharán por enormes cantidades de compensación. Si haces el procedimiento cien veces, y sale mal una vez, noventa y nueve personas ganarán enormemente en no quedarse ciegas, pero uno recibirá un premio financiero tan masivo que la profesión médica se alejará de él. Creo que este es un verdadero desafío para el campo: la resistencia de la profesión médica debido a las posibles consecuencias legales y financieras.

Ya ha hablado de la importancia de la orientación su supervisor de doctorado, Michael Fischberg, y muchos de sus alumnos han hablado de usted como un gran mentor. ¿Cuál es el estilo de liderazgo de Gurdon?

Bueno, yo sería muy autocrítico aquí: no me siento con todos durante una hora a la semana para revisar sus resultados, solo espero hasta verlos tomando un café y pregunto cómo van las cosas. Así que debo ser un mentor terriblemente malo en el sentido de no hacer una revisión regular y metódica de las cosas. Pero me gusta pensar que la gente obtendrá algo solo de una conversación ordinaria. Alguien como Doug Melton era un colega realmente fantástico, pero todo eso fue a través de su propia capacidad, ¡no puedo pensar qué obtuvo de mí! Simplemente trato de persuadir a la gente que viene a mi laboratorio para que trabaje en un proyecto que valga la pena, y luego dejo que lo disfruten.

Solo debo comentar que Michael Fischberg realmente fue un mentor notable y generoso. Él me puso en este trabajo de transferencia nuclear, diciéndome que debía intentar cualquier cosa que quisiera, y fue extremadamente comprensivo. El primer artículo sobre transferencia nuclear-él no hizo los experimentos, pero fue un autor en él, y con razón. Pero después de eso, casi para mi vergüenza, dijo: «tú toma las células endodermas, yo tomaré el resto». Y, por lo tanto, no fue un autor en los artículos posteriores, fue notablemente generoso, en realidad.

Había planeado preguntar si todavía está conectado al banco de laboratorio, pero recibí mi respuesta cuando llegué a su oficina hoy mientras cambiaba el medio por un lote de huevos Xenopus. ¿Es importante para ti mantener esta conexión?

Siempre he mantenido mi trabajo de laboratorio, incluso cuando estaba haciendo otras cosas también, y todavía enseño transferencia nuclear a mis colegas. Esta conexión con el banco, por supuesto, no es realista para todos, pero me gusta pensar que al hacerlo a veces descubres cosas que podrían no ser obvias. No tiene sentido que use máquinas de PCR o ese tipo de cosas, y uno de mis colegas en este momento está haciendo un western blot para mí. Pero el trabajo de laboratorio que estoy haciendo ahora depende más de tratar de encontrar formas de hacer que estas células hagan lo que quiero que hagan, y esto es algo que conozco bien.

¿Ha cambiado apreciablemente su vida el Premio Nobel?

Bueno, sí, en el sentido de que recibo una cantidad ridícula de invitaciones, que se está ejecutando ahora en alrededor de 200 por año. No puedes empezar a manejar eso, viajo menos de lo que solía, y soy bastante selectivo con lo que acepto. Recibo muchas invitaciones no por mi contribución científica, sino por mi informe escolar, en el que mi maestro de biología escribió que no tendría ninguna posibilidad de triunfar como científico, y que está enmarcado sobre mi escritorio. Esa historia obviamente también causó una gran impresión.

También está el reconocimiento del público. Muy poco después de que se diera a conocer el premio Nobel, casualmente estaba en Corea del Sur. Caminando por la calle, alguien me detuvo y me preguntó si era el Dr. Gurdon, y me dijo que mi fotografía estaba en el periódico. Fue realmente notable, la cobertura que recibió el premio. También es obviamente agradable que la gente aprecie mi trabajo, y el de Yamanaka, y que la gente hablara de reprogramación.

¿Hay algo que los lectores de Desarrollo se sorprendan al descubrir sobre usted?

Considero que es importante mantenerse en forma y saludable. Siempre he mantenido un interés en varias actividades deportivas, sobre todo el esquí, el patinaje y el squash, que eran mis principales actividades, aunque en los últimos años he pasado del squash al tenis.

Pero supongo que lo que podría sorprender a los lectores es que soy un completo no intelectual. No leo libros, odio leer, y tampoco voy al teatro. Si me preguntan por qué no disfruto leyendo, diré que lleva mucho tiempo, es mucho más fácil hablar con alguien que ha leído el libro y preguntar por el resultado final. No me interesa la ficción, pero no es para mí. Así que realmente soy el último no intelectual.