¿Por qué es importante la investigación biomédica?

Las vacaciones de verano están llegando a su fin y la idea de que el otoño se acerca rápidamente flota en el aire. Las mañanas son frescas y agradables, perfectas para dormir. Y aquí estoy, tomando café a las 5:30 de la mañana. ¿Por qué en mañanas como ésta, cuando la mayor parte del mundo duerme, hay tantos investigadores biomédicos levantados y en marcha?

¿Qué tiene de importante nuestro objetivo de comprender la biología y las enfermedades para que miles de personas aguanten el frío del invierno o el calor del verano y los madrugones y las noches para asegurarse de que nuestro trabajo se lleva a cabo? En resumen, ¿por qué es tan importante la investigación biomédica?

La biología es enormemente compleja. Los seres humanos tienen unos 20.000 genes que codifican proteínas (1). Esto se traduce en entre 20.000 y más de 100.000 proteínas, dependiendo de la métrica que se utilice (2). El número de metabolitos asciende a más de 110.000, con una gran cantidad de isómeros e isoformas bioactivas (3). Y estos son sólo los componentes biológicos. Luego están las interacciones. Interacciones entre genes; interacciones entre proteínas; interacciones entre metabolitos; interacciones entre proteínas y genes; entre proteínas y metabolitos; entre metabolitos y genes. De hecho, el "interactoma" es tan complicado que pocos han intentado cuantificarlo. No olvidemos la termodinámica. Las tasas de distribución de las células, las tasas de reacción y los equilibrios, la entropía. Hay interacciones celulares locales que se ven afectadas por la señalización a distancia. Una complejidad desconcertante.

Y toda esa complejidad biológica está inmersa en un entorno físico de igual complejidad. Nuestros sistemas se dedican a medir, controlar, asimilar y eliminar todo tipo de estímulos químicos y energéticos que los bombardean sin cesar. Desde los virus hasta los gases nocivos, pasando por el sushi y las barritas de chocolate, nuestros sistemas han aprendido, a lo largo de la experiencia, qué conservar, qué combatir y qué transmitir. Y, lo que es más notable, cómo arreglarse o repararse a sí mismo una vez que la batalla ha terminado.

Sin embargo, a pesar de toda esta extraordinaria complejidad, el sistema es un conjunto increíblemente automatizado. Los bebés nacen y aprenden a darse la vuelta y a sentarse. Los niños pequeños aprenden a caminar y a hablar y se convierten en estudiantes que consumen grandes cantidades de información (y, como en el caso de mi hijo adolescente, de comida) y construyen un camino para seguir creciendo personal y profesionalmente. Y dentro de todo ello, nuestros extraordinariamente complejos sistemas biológicos, que mantienen un estado homeostático alejado del equilibrio con su entorno, zumban para crear y hacer cosas increíbles.

Normalmente.

Cuando estos increíbles sistemas envejecen, y a veces mucho antes, empiezan a tambalearse en torno a su punto de homeostasis. Tal vez sea la incesante perturbación del exterior. O tal vez sea que los rangos de tolerancia de la maquinaria de replicación se amplían demasiado (nuestro cuerpo reproduce y desecha células a ritmos vertiginosos; 100 millones de glóbulos rojos por minuto (4), por ejemplo). Lo más probable es que se trate de una combinación de ambas cosas. Parece que ciertas perturbaciones pueden llevar a un sistema a un estado homeostático totalmente diferente, que llamamos "enfermedad". Por lo general, esto no ocurre de golpe, sino en un cambio gradual en el que el sistema se ve arrastrado a un nuevo atractor, un estado en el que las operaciones fundamentales del sistema se rompen.

Entonces, ¿por qué es importante todo esto? Para los que nos dedicamos a la investigación biomédica, tenemos el impresionante trabajo de intentar comprender cómo funciona toda esta complejidad. ¿Cuáles son los conductores aparentemente mágicos de la orquesta bioquímica que llamamos organismo? ¿Cómo podemos entender los flujos y reflujos normales de las biomoléculas que sustentan el primer paso de un bebé o el paso de un graduado por el escenario o una abuela que levanta a su nieto? Pero es más que un ejercicio de curiosidad o un esfuerzo intelectual. Es para que podamos ayudar cuando los sistemas, como el de mi padre, se tambaleen hacia el cáncer. O para que sepamos qué hacer cuando un sistema nace gravemente prematuro, como el de mi hija. Importa porque es personal. Importa porque es humano. Importa porque, al igual que nuestros increíbles cuerpos, somos responsables de cuidar y alimentar toda nuestra humanidad.

Por eso nos levantamos temprano cuando suena el despertador y nos quedamos hasta tarde para terminar un análisis. Soportamos el calor del día y el atasco del tráfico porque formamos parte de una red de investigadores que aporta conocimientos, habilidades y experiencia únicos para ayudar a resolver algunos de los problemas más complejos y fundamentales.

Será mejor que te pongas en marcha.

A través de esta serie de blogs, "Por qué es importante", espero compartir ideas sobre el mundo de la biología y cómo nuestros esfuerzos en Waters están ayudando a la comunidad de investigación biomédica en general a comprender, estudiar, investigar e informar mejor sobre las complejidades de las enfermedades.

Proyecto Genoma Humano de los NIH.Referencias:

1. El tamaño del proteoma humano: La Anchura y la Profundidad. Ponomarkenko, EA et al (2016). Int J Anal Chem. May 19. 7436849.
2. HMDB 4.0: La base de datos del metaboloma humano para 2018. Wishart DS et al (2018). Nucleic Acids Res. 2018 Jan 4; 46 (Database issue): D608-D617.
3. Biological Membranes Architecture and Function, Handbook of Biological Physics. Sackmann, E. (1995). Elsevier.