EN PORTADA

D urante varios años dediquemi vida profesional a “algo”

llamado GCN4, una pequeña se-cuencia de ADN que contiene in-formación sobre la regulación delmetabolismo en la levadura de lacerveza. Hubiera preferido unnombre más original para “migen” pero hay que ser compren-sivos: la velocidad con la que sedescriben nuevas secuencias po-dría agotar la imaginación decualquiera. En el caso del genomahumano, el número de genesnombrados ya supera los 20.000.El equipo de nomenclatura de laHuman Genome Organization(HUGO) se compone de cuatropersonas dedicadas a tiempocompleto a bautizar nuevos ge-nes, de forma que sus nombres(generalmente expresados comolargos e impronunciables acróni-mos) informen acerca de sus fun-ciones.

Pero las cosas no siempre fue-ron así, hubo un tiempo en el quela identificación de nuevos genesse hacía a un ritmo compatiblecon la creatividad y el sentido delhumor de los investigadores.

Los expertos en la genética dela mosca del vinagre (Drosophi-la melanogaster) -organismo mo-delo de uso común en los labora-torios- respetan su tradición casicentenaria a la hora de buscarnombres originales para los genesque descubren. Esta costumbre seremonta a T.H. Morgan, uno delos padres de la Genética moder-na. Morgan fue pionero en el es-tudio de la genética de la moscaDrosophila a través del “análisisde mutantes”, es decir, individuosque presentan determinadas ano-malías debidas al fallo en el fun-cionamiento de un gen. El primermutante identificado por Morganfue una mosca con los ojos blan-cos. Al gen responsable de estaanomalía lo denominó White(blanco), desde entonces losnombres creativos han prolifera-do en la nomenclatura genéticade la mosca.

La mitología y la literatura han

sido fuentes de inspiración habi-tuales: por ejemplo, el gen Ariad-na, como en el mito griego, ayudaa las células nerviosas a tejer unared neuronal. Smaug, el Dragóndevorador de enanos en “El Hob-bit”, da nombre a un mutante quesuprime la actividad del gen na-nos. ¿Recuerdan “El Mago deOz”? Tinman (el Hombre de Ho-jalata) es un gen cuya mutaciónimpide el desarrollo del corazónen los embriones de mosca.

Los científicos más “pop” hanpuesto nombres a genes comoKen y Barbie (cuya mutación im-pide el desarrollo de genitales ex-ternos) o Maggie (un mutanteque, como le ocurre al personajede los Simpson, siempre conser-va su aspecto infantil). ¿Cómo lla-marían a un gen capaz de dejarcalvas a las moscas?... Kojak es larespuesta.

A veces, el juego de palabras secontagia a varios genes relacio-nados. En la planta Arabidopsisthaliana (el modelo de estudiopreferido por los botánicos) exis-te un gen llamado Superman, conuna variante que recibe el nom-bre de Clark Kent, ambos son su-primidos cuando el gen Kriptoni-ta entra en acción.

En el pez zebra podemos en-contrar una familia de genes (re-lacionados con la producción deglóbulos rojos) cuyos nombrescorresponden con otras tantas va-riedades de uva y/o vino: garna-cha, chardonnay, chianti, merlot,cabernet... y, para nuestro orgullolocal..., ¡Freixenet!

Otra aportación de la culturahispánica es Lazarillo un gen delsaltamontes que “guía” el creci-miento de las neuronas.

Hay cientos de nombres alegó-ricos en las páginas de Genéticamolecular. De todos ellos, mi pre-ferido es Sunday Driver (domin-guero) un gen de la mosca del vi-nagre cuya mutación dificulta yralentiza el tráfico de sustanciasen el interior de la célula.

JORGE BARRERO ES BIOQUÍMICO

ARAGÓN>INAUGURACIÓN DEL AÑO MUNDIAL DE LAFÍSICA EN ARAGÓN. PÁG.3

EDUARDO ROS<EN OBSERVACIÓN DEL UNIVERSO,NOS ESPERAN AÑOS EXCITANTES> PÁG.7

LA PRIMERA Y LA ÚLTIMA>VACUNA: DE LAVIRUELA A LA MALARIA. PÁG.8

PALABRAS DE LA CIENCIA Jorge Barrero

Un gen llamado ClarkKent

Tercer Milenio es un suplemento de ciencia aplicada y creatividad editado por HE-RALDO DE ARAGÓN para el mundo de la investigación, la empresa aragonesa y laenseñanza media y superior, a los que llega con la colaboración del Instituto Tec-nológico de Aragón y de ERZ Endesa. Asesoría Científica: ITA y Vicerrectorado deInvestigación de la Universidad de Zaragoza. Coordina: María Pilar Perla Mateo.

milenio@heraldo.esEdita

TERCERMILENIO CIENCIA APLICADA CREATIVIDAD

EMPRESAS

#373

HERALDO DE ARAGON Martes 08.Feb.2005

GUERRA EN LA BOCA>SE BUSCA LA VACUNA ANTICARIES LA BOCA ES UNA COMPETITIVA JUNGLA DE MICROORGANISMOS,CUYOS GENOMAS SE ESTÁN SECUENCIANDO.PÁGS. 4-5

Lactobacillus plantarum, una de las bacterias que proliferan en la boca. DENNIS KUNKEL MICROSCOPY, INC. (WWW.DENNISKUNKEL.COM)

Patrocinan

Fondo Europeo de Desarrollo Regional

ENPORTA

DA

0405

TERCER MILENIO #373MARTES 08.FEB.2005HERALDO DE ARAGON

UN AMBIENTE TROPICAL Cuan-do disfrutamos de la comi-da, unos comensales no de-

seados se sientan a la mesa connosotros. Se trata de las bacteriasque habitan la cavidad oral de unmodo más o menos permanente,al encontrar en ella unas condi-ciones óptimas de 36°C y hume-dad absoluta. En este ambientetropical, las bacterias campan asus anchas. Un mililitro de salivapuede contener entre 10.000 y 10millones de bacterias. Unas colo-nizan el diente; otras, las encías y,otras, la lengua o el paladar, pro-tegiendo la boca de invasionesmicrobianas. Un grupo de cientí-ficos escoceses demostró en 1997que ciertas bacterias que viven enla boca de las ratas producen ni-trito, un compuesto que impide eldesarrollo de la salmonella yotros organismos virulentos. Asípues, estas bacterias son, en ge-neral, necesarias para el correctoequilibrio de nuestra salud bucal.Pero entre estos microorganis-mos hay algunos más destructo-res que otros y, en condiciones defalta de higiene o debilidad in-munitaria, rompen ese equilibrioy atacan el tejido.

Los microorganismos de la bo-ca pueden causar dos enferme-dades principales: la caries y lasllamadas enfermedades perio-dontales. La pasada primavera, laOrganización Mundial de la Salud(OMS) daba la voz de alarma so-bre el impacto que tienen a nivelglobal las enfermedades de la bo-ca: se estima que cinco mil millo-nes de personas en el planeta hansufrido o sufren caries dental. Se-gún el mismo informe, existe laidea de que la caries ha dejado deser un problema en los paísesdesarrollados, cuando en realidadafecta a entre el 60% y el 90% dela población escolar y a la granmayoría de los adultos. Según laOMS, un porcentaje alto de niñospresentan signos de gingivitis(sangrado de las encías), y entreel 5% y el 35% de la mayoría degrupos de población sufre perio-dontitis grave, que puede ocasio-nar la pérdida de dientes.

En las poblaciones prehistóri-cas humanas, los arqueólogospiensan que la pérdida de la den-tadura era un acontecimiento fa-tal que hoy en día sólo parece te-ner solución mediante costososprocedimientos, lo que hace cadavez más actual la célebre frase deCervantes, y es que “vale más undiente que un diamante”. Se esti-ma que el tratamiento de enfer-medades bucales representa na-da menos que entre el 5 y el 10 porciento del gasto sanitario de lospaíses industrializados, y está porencima de los recursos de mu-chos países en desarrollo.

Sin embargo, algunos expertosse niegan a aceptar que esta si-tuación es irremediable. En pala-bras de la doctora Catherine LeGalès-Camus, subdirectora de laOMS para Enfermedades NoTransmisibles, “en todo el mun-do se considera que la pérdida dedientes es consecuencia naturaldel envejecimiento pero, en reali-dad, puede prevenirse”.

CACERÍA DE GENOMAS Ante esta si-tuación, varios acontecimientossucedidos en los últimos añospueden cambiar el panorama. Setrata de la llamada Era Genómicacomenzada por la consecucióncon éxito del genoma humano. Lapotente infraestructura destinadaa este hito científico está ahorasiendo utilizada mayoritariamen-te para secuenciar otros genomasde impacto directo sobre la saludhumana, como son las bacterias.Al organismo causante del cólerale siguió el bacilo de la tubercu-losis, el de la peste bubónica o la

>

HABITANTES DE LA BOCA>LOS COMENSALES NO INVITADOS

LAS ENFERMEDADES BUCALES, DESDE LA CARIES A LA GINGIVITIS, ESTÁN CAUSADAS POR MICROORGANISMOS QUE COLONIZANLOS DIENTES Y ENCÍAS Y DESTRUYEN EL TEJIDO. AFECTAN, EN ALGÚN MOMENTO DE NUESTRA VIDA, A MÁS DEL 90 % DE LAPOBLACIÓN. LOS ÚLTIMOS DOS AÑOS, SIN EMBARGO, HAN SIDO TESTIGOS DE UNA REVOLUCIÓN CIENTÍFICA EN EL ESTUDIO DENUESTRA FLORA BACTERIANA DENTAL QUE PUEDE REPRESENTAR EL INICIO DE NUEVAS TÉCNICAS DE PREVENCIÓN Y TRATAMIENTO.¿ESTAMOS CERCA DE UNA VACUNA CONTRA LA CARIES? TEXTO ALEJANDRO MIRA OBRADOR

Streptococcus viridans, vistos con microscopio electrónico. DENNIS KUNKEL MICROSCOPY, INC. (WWW.DENNISKUNKEL.COM)

lepra. Uno tras otro, estos geno-mas han ido descubriendo el po-tencial genético de los microbios,y, en los últimos años, se han cen-trado esfuerzos en el microuni-verso de la boca.

Se ha completado, por ejemplo,el genoma del estreptococo cau-sante de la caries, el de la princi-pal bacteria causante de la perio-dontitis y otros de especies rela-cionadas. Un segundo gran logroreciente ha sido la identificaciónde todas y cada una de las espe-cies que habitan la placa dental.Al tratarse en gran parte de espe-cies imposibles de cultivar en ellaboratorio, la magnitud de su di-versidad no podía ser estudiada.Pero, haciendo uso de técnicasgenéticas avanzadas, equiposcientíficos norteamericanos hanpodido aislar el ADN total de laboca, e identificar las distintas es-pecies microbianas presentes pormedio de sus genes. Sorprenden-temente, nuestra boca resulta seruna competitiva jungla donde co-habitan hasta 500 especies debacterias, a la espera de restos decomida que les den el sustentoque necesitan.

Uno de los factores más impor-tantes para que se instaure unproceso infeccioso en la boca esla presencia de la placa dental,

que está constituida por el cúmu-lo de bacterias y de una sustanciapegajosa que segregan para adhe-rirse a la superficie limpia deldiente. Algunos de estos micro-organismos producen sustanciasácidas a partir de los azúcares denuestra dieta, y el ambiente áci-do que crean desmineraliza eldiente. En este sentido, el flúor seha usado como medida preventi-va, pues inhibe la utilización deazúcares por parte de las bacte-rias, evitando la acidificación ydestrucción del esmalte. Tambiénse utilizan enjuagues de la bocacon sustancias que inhiben la ad-hesión de las bacterias entre sí y,por supuesto, la eliminación me-cánica de la placa mediante el ce-pillado. Pero los investigadorestienen puesta la mirada en losnuevos avances genéticos quepueden abrir el camino hacia unavacuna.

ALEJANDRO MIRA OBRADOR ES GENÉTICO EVO-LUTIVO EN LA UNIVERSIDAD MIGUEL HERNÁNDEZDE ALICANTE

MÁS INFORMACIÓNwww.tigr.org/tdb/www.geocities.com/CapeCanaveral/3504/gallery.htmwww.who.int/es/index.htmlwww.sdpt.net/

SOSPECHOSOS HABITUALES LAS ESTRATEGIAS En los últi-mos años se han completa-do los genomas de algunos

microbios clave en las enferme-dades orales, mostrando de unplumazo cuáles son sus estrate-gias para sobrevivir. El genomadel estreptococo “mutans”, directa-mente relacionado con la caries,reveló que sus genes pueden me-tabolizar más tipos de azúcaresque ninguna otra bacteria de suclase; no sólo los azúcares de lospasteles forman parte de su dieta,sino también el azúcar de la frutao fructosa, el de la leche o lacto-sa, el de la celulosa de las plantas,el de la fibra y un largo etcétera.Además, produce sustancias áci-das que bajan el pH, evitando queotras bacterias se instalen en eldiente, con lo que gana la exclu-sividad de su explotación. Por es-te motivo, se comercializan en elmercado chicles que regulan elpH de la boca, a fin de evitar queel estreptococo juegue con ven-taja.

Si mutans es un camorrista bac-teriano, Fusobacterium peca de serdemasiado social. Se trata de unlarguísimo organismo con pro-teínas adherentes en su exterior,que sirven de anclaje para que loscolonizadores de la placa dentalse instalen y destruyan el tejido.

>

Los investigadores piensan que, sicontrolaran esta especie, la placadental no se podría asentar, por loque decidieron secuenciar su ge-noma. Éste ha revelado los genesresponsables de la formación delas sustancias adherentes, cuyosantídotos se están tratando dedesarrollar. Su genoma tambiénha puesto al descubierto los ge-nes causantes del mal olor de bo-ca o halitosis, causada por el áci-do butírico.

La tercera en discordia esPorphyromonas gingivalis, que reci-be este nombre por encontrarseen la zona gingival y es el princi-pal causante de la enfermedad pe-

LAS GUERRAS GÉNICASSORPRESAS Tras la obten-ción de secuencias de susgenomas, los científicos es-

tán empezando a entender las in-terrelaciones entre los cientos debacterias que pueblan la cavidadoral. Lo más sorprendente, segúnel profesor Francisco RodríguezValera, de la facultad de Medici-na de la Universidad Miguel Her-nández, de Alicante, y experto enel estudio de genomas, es que lassecuencias “han descubierto mul-titud de guerras y alianzas mole-culares entre los microbios de laboca”. El equipo de Rodríguez Va-lera acaba de descubrir que lasbacterias de la placa dental inter-cambian genes continuamente,en especial aquéllos que les per-miten invadir el diente, eludir la

>

riodontal. El genoma ha reveladoque este microbio es altamentecamaleónico, pues contiene unoselementos que varían continua-mente su cápsula celular; estecambio de apariencia externa elu-de a nuestro sistema inmune.Además, el genoma de esta bac-teria contiene más de cuarentaproteínas que funcionan comoventosas moleculares. Con ellasse adhieren a otras bacterias y alas mismas células humanas, ata-can el tejido y causan lesiones. Laidea de los investigadores genó-micos es usar estos genes comodianas sobre las que dirigir nue-vos fármacos antimicrobianos.

respuesta inmune o alimentarsede ciertos nutrientes. En algunasbacterias orales, casi el 50% de losgenes no son propios, sino pro-venientes de otros microbios conlos que comparten nicho. Comoen los cuentos fantásticos deIsaac Asimov, esta “orgía genéti-ca” en la que los genes útiles setransmiten de unas especies aotras permite a las bacterias evo-lucionar y adaptarse rápidamen-te. El mecanismo de transferen-cia de estos genes no deja de sersorprendente. Las mismas bacte-rias se convierten en cazadorescazados, ya que son infectadaspor unos virus llamados fagosque pueden entrar en la bacteria,la usan para replicarse, y, tras ha-cer miles de copias de sí mismos,

EL CAMINO HACIA UNA VACUNA CONTRA LA CARIESDIFICULTADES ¿Dónde noscolocan los avances genó-micos? ¿Es factible hablar

de una vacuna contra la caries ola periodontitis? Aunque todoslos investigadores consultadosafirman que el estudio de los ge-nomas de la boca es el camino aseguir, todavía ven muchas difi-cultades en la búsqueda de unavacuna. Por un lado, la vacuna de-bería ser muy específica. “Si usa-mos un fármaco que elimine to-das las bacterias de la boca, sufri-ríamos infecciones de otros orga-nismos, como los hongos”, co-menta el microbiólogo CarlosMartín, de la Universidad de Za-ragoza, haciendo mención a Can-dida, un hongo oportunista quemantienen a raya precisamentelas bacterias. Por otro lado, el he-cho de que el sistema inmune de-ba actuar sobre unos intrusos queson externos al cuerpo hace pen-sar que habrá más dificultadespara que una hipotética vacunasea eficaz. Otro obstáculo, segúnapunta el experto alemán UlrichVogel, de la Universidad deWürzburg, es la multitud de es-pecies que están implicadas en

> estas enfermedades. AunquePorphyromonas sea un agentecrucial para el desarrollo de la pe-riodontitis, por ejemplo, muchosotros intervienen también en ma-yor o menor medida, por lo queuna vacuna dirigida a una únicaespecie puede que no sea total-mente efectiva. Aún así, el doctorVogel considera que las secuen-cias de genomas “han pavimenta-do el suelo para encontrar nuevasdianas antibacterianas para vacu-nas”, y es optimista al respecto.

VACUNOLOGÍA REVERSA Las espe-ranzas están puestas en la nuevatécnica conocida como “vacuno-logía reversa”, desarrollada porun grupo de investigación italia-no. En las técnicas tradicionales,las bacterias se deben cultivar enel laboratorio, aislando los com-ponentes que causan una res-puesta inmune en nuestro cuer-po. Pero, por desgracia, muchosmicrobios patógenos, como losde la boca, no son cultivables.Además, muchos de los antígenosde interés no se activan en condi-ciones de laboratorio. La aproxi-mación reversa se aprovecha de

los genomas completos, quecuentan con todo el abanico po-sible de genes candidatos a dia-nas de vacunas. Dichos candida-tos se seleccionan directamentey su eficacia es probada en el la-boratorio, sin tener que cultivarlas bacterias. El grupo del profe-sor Serruto, en Siena, ha utilizadoeste método para desarrollar conéxito vacunas contra la meningi-tis, y se han realizado algunaspruebas esperanzadoras contra lacaries en modelos animales. Sor-prendentemente, algunos cientí-ficos se extrañan de que aún es-temos lejos de una vacuna contrala caries, e incluso aceptan la po-sibilidad de una teoría de la cons-piración según la cual su de-sarrollo estaría dificultado por in-tereses económicos. Sea cual fue-re el tiempo que nos separa de di-cha vacuna, mucho nos tememosque la solución a corto plazo va aseguir pasando por el cepillo dedientes. La jungla microscópicaque habita en nuestra boca es, porahora, difícil de penetrar, y loscientíficos no han hecho sino em-pezar a cortar sus lianas con elmachete genómico.

Fusobacterium nucleatum. L. CALVET, FACULTAD DE FARMACIA Y BIOLOGÍA DE LILLE (FRANCIA)

terminan matándola. Sin embar-go, “cuando van de una bacteria aotra, se llevan algunos genes queno son suyos y creemos que losfagos son los agentes encargadosde llevar esta información gené-tica de un lado a otro”, señala Ro-dríguez Valera, cuya idea es dise-ñar vacunas contra estos genessaltarines. Algunos de estos ge-nes transferidos ponen el trabajomuy difícil a los investigadores.En el estreptococo causante de lacaries, se han integrado genes queconfieren a la bacteria resistenciaa varios antibióticos. Ésta es unaestrategia muy extendida entrebacterias; algunas cepas sobrevi-ven en hospitales gracias a sermultirresistentes a distintos tiposde antibióticos.

Asociación entre el causante de la enfermedad gingival, Porphyromonas (de formacircular) y Fusobacterium (alargada), culpable del mal olor de boca y de laformación de la placa dental. SUSAN KINDER HAAKE, ESCUELA DE ODONTOLOGÍA DE UCLA (EE UU)