En los últimos quince años han sido muchas las tecnologías han surgido. Tal como expone la revista Nature, algunas han generado campos de estudios, por tanto, han obtenido financiación. Mientras que otras han encontrado un nuevo enfoque, lejos de su objetivo inicial. En ese sentido nos preguntamos, ¿qué ha sido de ellas? ¿En qué estado se encuentran actualmente?

Hoy, en este artículo nos enfocaremos específicamente en cinco de ellas. Se trata de tecnologías que “han dejado su huella en la ciencia, ya sea revelando funciones celulares”, dando lugar a instituciones o informando sobre la política de salud pública durante la COVID-19.

Epitranscriptómica

Esta tecnología, desarrollada por los biólogos de ARN Samie Jaffrey y Christopher Mason del Weill Cornell Medical Colleg en el 2012, surge con el propósito de “identificar una marca de metilación de ARNm específica, llamada m6A, en el transcriptoma (el complemento completo de ARN en una célula u organismo)”.

Este método les permitió a los investigadores aislar fragmentos de ARN modificado con una longitud entre 100 y 200 nucleótidos, los cuales posteriormente se identificarían mediante secuenciación. “Más tarde, el equipo entrecruzó los anticuerpos con un sustrato y luego precipitó los fragmentos de ARN unidos al anticuerpo para identificar los sitios metilados, lo que les permitió generar el primer mapa de nivel de nucleótido único del ARNm metilado”.

El hecho de que esta tecnología permitiera descubrir una nueva capa de código genético resultó muy atractiva, permitiéndole crecer en esta área. Por ende, ha recibido financiación y promovido la colaboración entre biólogos. En efecto, han obtenido resultados satisfactorios, pues, ahora los investigadores pueden leer ARN modificados “utilizando máquinas de secuenciación de nanoporos”. Se trata de un método que evita que el ARN se convierta primero en ADN mediante la transcripción inversa.

Human Cell Atlas

Este proyecto encabezado por Sarah Teichmann –genetista del Instituto Wellcome Sanger en Hinxton, Reino Unido– y Aviv Regev –bióloga computacional–, data del 2016. La idea surge ante la necesidad de utilizar “enfoques unicelulares para trazar la organización, genética y biología de cada célula, tejido y órgano humanos”.

Al igual que Epitranscriptómica, esta tecnología ha resultado muy interesante. Esto se refleja en la cantidad de miembros (aproximadamente 2.200 miembros en 77 países) que forman parte del consorcio Human Cell Atlas. En conjunto, estos han logrado analizar cera de “39 millones de células de 14 órganos principales y han producido cerca de 80 publicaciones, y contando”.

Incluso, este método ha sido de gran ayuda en la develación de  “misterios” relacionados con la COVID-19. Sobre todo, en comprender como esta enfermedad invade y ataca los tejidos pulmonares. “La pandemia fue realmente transformadora para el proyecto Human Cell Atlas. Te muestra el valor de un atlas de celdas, incluso uno temprano e incompleto”, dice los investigadores.

Microscopía de expansión

Con esta técnica, los tejidos y las células se pueden inflar de tal manera que pueden llegar a crecer como “un globo”. Para ello, el neurocientífico Ed Boyden, del Instituto de Tecnología de Massachusetts en Cambridge, ideó un método que altera el tamaño de estas pequeñas unidades biológicas a través de un monómero llamado acrilato.

“La adición de agua hace que el monómero se polimerice y se hinche, separando los componentes celulares a medida que crece. En los primeros intentos, las células se agrietaron o se hincharon de manera desigual. Pero la adición de enzimas para ablandar los tejidos antes de la polimerización permitió a los investigadores expandir los tejidos del cerebro del ratón a 4,5 veces su tamaño original. Dos años más tarde, el equipo extendió el método a una docena de tipos de tejido, algunos de los cuales podrían expandirse 16 veces”, dice el estudio.

Con este método, la neurocientífica Erin Schuman del Instituto Max Planck para la Investigación del Cerebro en Frankfurt, Alemania, y su equipo de investigación, lograron que ver que “casi todos los terminales de los axones tenían la maquinaria para sintetizar nuevas proteínas”. De igual modo, ha sido de gran ayuda en bioingeniería al ayudar a crear imágenes “de alta resolución de cómo el patógeno intestinal Salmonella interactúa con las células humanas”.

Brainbow

Esta tecnología, desarrollada por los neurocientíficos Jeff Lichtman y Joshua Sanes de la Universidad de Harvard en Cambridge, Massachusetts, se crea para identificar hilos cerebrales de las neuronas de los ratones. Los investigadores explican que “construyeron un sistema en el que los genes de unas pocas proteínas fluorescentes estaban controlados por secuencias reguladoras específicas de las neuronas, y flanqueados por etiquetas que marcarían los genes fluorescentes para mezclarlos en un proceso catalizado por enzimas llamado recombinación”.

Se esperaba que este método permitiera clasificar células individuales para resolver detalles a gran escala. Sin embargo, los resultados no fueron los esperados. Esto debido a que las estructuras celulares pequeñas son menos fluorescentes, por tanto, su visualización es bastante tenue. En vista de esta situación, Lichtman terminpo usando “Brainbow para experimentos en el sistema nervioso periférico, donde las células están más separadas por lo que se puede observar incluso una tenue fluorescencia”.

Proyecto genoma escritura

Al igual que las tecnologías anteriores, este proyecto ha sido uno de los cinco que más se han destacado en los últimos quince años. Esto debido a que plantea una reconstrucción de un genoma bacteriano sintético.  Para ellos, los investigadores rehicieron el ADN del organismo en “trozos cortos, los unieron y luego intercambiaron porciones del cromosoma una pieza a la vez hasta que el ADN nativo fue reemplazado por completo por su contraparte sintética”.

Si bien el proceso resultó prometedor, no ha registrado grandes cambios en los últimos años debido a que no ha contado con el suficiente apoyo financiero. Por tanto, la posibilidad de que se pueda conferir nuevas funciones a las células, modificar vías genéticas causantes de enfermedades aún están lejos de nosotros.

No obstante, la esperanza aún sigue latente, “la motivación para crear un genoma completo impulsa el desarrollo de la tecnología. Es un bucle: una vez que tenemos las herramientas, la síntesis del genoma es más realista y la gente invierte más recursos en el campo”, dijo  el bioingeniero Bo Wang del Instituto de Tecnología de California. 

Es evidente que algunas de estas tecnologías han cumplido con su propósito inicial y han crecido el tiempo, todo ello gracias al apoyo financiero que han recibido. Mientras que otras se han estancado como el Proyecto genoma escritura, por ejemplo.

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