"Acabé trabajando en biofísica por accidente", bromea Eva Nogales. La catedrática de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad de California (Berkeley) confiesa que Carl Sagan le marcó para ser científica. Nogales es pionera en el campo de la criomicroscopía electrónica, considerada como el "avance del año" por Nature Methods. Gracias a esta técnica, la investigadora, junto al equipo de Jennifer Doudna, ha logrado "fotografiar" por primera vez a CRISPR-Cas9, el revolucionario sistema para editar el ADN.La revista Nature Methods nombró a la criomicroscopía electrónica como "avance del año"

Eva Nogales estudió física fundamental en la Universidad Autónoma de Madrid. "Cuando estaba a punto de licenciarme se estaba terminando el sincrotrón europeo y el ministerio sacó unas becas. Pensé que me iría a Grenoble, pero coincidí con Joan Bordas en un curso de verano", explica la científica a Hipertextual. Así fue como hizo las maletas para irse a Reino Unido, con el fin de realizar la tesis doctoral bajo la tutela del antiguo director del sincrotrón ALBA. Nogales trabaja hoy en día en el Lawrence Berkeley National Laboratory de California, donde se ha especializado en criomicroscopía electrónica, una de las técnicas más punteras de la última década.

La técnica más importante del año

"La biofísica nos ayuda a estudiar los procesos biológicos de una manera cuantitativa mediante el uso de técnicas físicas e instrumentos que nos permiten hacer análisis. Pasamos de algo más descriptivo hacia el campo de lo predictivo", sostiene la investigadora. Gracias a la cristalografía de rayos X, por ejemplo, se dio a conocer la estructura en doble hélice del ADN, uno de los hallazgos más representativos de esta disciplina.Gracias a la biofísica dejamos de hacer análisis descriptivos para centrarnos en los estudios predictivos

La criomicroscopía electrónica es un método alternativo que, en palabras de Nogales, "usa electrones para visualizar objetos a resolución de nanómetros". "Cuando se estudian materiales inertes se alcanza una resolución menor a 1 Amstrong (Å), es decir, vemos átomos individuales en una sola imagen", destaca la profesora de la Universidad de California. Pero en biología la técnica presentaba un gran problema. "Se debían pasar cientos de electrones y entonces se rompían las estructuras", explica a Hipertextual.

¿Cómo solucionarlo? Unos investigadores vieron que bajando la temperatura hasta la del nitrógeno líquido eran capaces de preservar el estado hidratado de las moléculas y sistemas, por lo que el agua no podía sublimarse. "De esta manera la difusión de los radicales formados durante la ionización es muy lenta, así que nos permite obtener imágenes a alta resolución", comenta Eva Nogales.

Eva Nogales
Eva Nogales y Jennifer Doudna en la Universidad de California. Imagen: Roy Kaltschmidt.

Sin embargo, las fotografías que captaban eran demasiado borrosas. "Como si tuvieran mucho ruido", explica. Por ello deben tomar cientos de imágenes para superponerlas y mejorar de este modo la resolución. Así son capaces de visualizar estructuras a nivel tridimensional. La última, el sistema CRISPR-Cas9, la herramienta genética más importante del siglo.

La fotografía de unas "tijeras moleculares"

El grupo de Eva Nogales trabaja con el equipo de Jennifer Doudna, una de las pioneras en el desarrollo del "bisturí molecular" que ayuda a editar el genoma de una manera más rápida y eficaz. "Cas9 es una proteína que las bacterias usan como defensa frente a los fagos. De alguna manera [los microorganismos] saben que [los virus] presentan ADN extraño y el sistema CRISPR-Cas9 lo degrada", comenta la investigadora."Poder editar el genoma abre posibilidades emocionantes para curar enfermedades", según Eva Nogales

Las "tijeras moleculares" de CRISPR-Cas9, también denominadas así por ser capaces de cortar y pegar el ADN, han demostrado su potencial para curar enfermedades. El interés que han despertado en la comunidad científica es enorme, pero también las reticencias. "Cada vez que un nuevo conocimiento puede tener repercusiones que afectan tan dramáticamente [a la gente], si lo usamos para bien o para mal depende de que científicos y no científicos discutan las posibilidades reales y los límites de uso", sostiene Eva Nogales al ser preguntada sobre el debate ético que ha generado CRISPR-Cas9.

"Me siento incapaz de discutir solo de ética. Necesitamos involucrar a la sociedad. Los políticos, los médicos, los filósofos o los sociólogos deben participar también en el debate", afirma. Su opinión es bastante similar a la expresada por Jennifer Doudna y Emmanuelle Charpentier, inventoras de CRISPR-Cas9, inmersas ahora también en una guerra de patentes que Nogales prefiere no comentar. La investigadora española, sin embargo, sí expresa una opinión muy clara respecto al impacto de CRISPR-Cas9 en la ciudadanía. Según sus palabras, "poder editar el genoma abre posibilidades emocionantes para curar enfermedades, pero también que se haga diseño de seres humanos a la carta. ¿Hasta qué punto se puede distorsionar el uso con seres humanos con características que nos gusten: por ejemplo, tener los ojos azules?", se pregunta.

CRISPR
Jennifer Doudna/UC Berkeley

La gran discusión bioética en torno a CRISPR-Cas9 gira principalmente alrededor de la modificación genética de la línea germinal. Una aplicación autorizada en Reino Unido recientemente, aunque los embriones cuyo genoma sea editado no podrán ser implantados en el útero de una mujer. A pesar de que no nacerán bebés modificados genéticamente, Eva Nogales comprende las reticencias que pueden surgir en la población. Como señala a Hipertextual, "no hay suficiente divulgación de la edición genómica. La gente no está informada. Hay voces que plantean miedos injustificados, pero también pueden percibir intereses comerciales abusivos". Dos cuestiones interesantes, surgidas con el nacimiento de la ingeniería genética, que chocan directamente con el acceso al conocimiento científico. "Es importante que la sociedad entienda estas cosas para que se tomen decisiones de manera informada", apunta.El trabajo de Nogales ha permitido saber cómo las "tijeras moleculares" entran en acción para editar el genoma

El trabajo de Eva Nogales, sin embargo, no se centra en las aplicaciones futuras de CRISPR-Cas9. "Nosotros estudiamos procesos biológicos básicos. Conocerlos nos permite alterarlos y modificarlos para que sean útiles", aclara. Su última investigación, publicada en Science junto con Jennifer Doudna, analiza cómo las "tijeras moleculares" entran en acción para editar el genoma. Los dos grupos de Berkeley se preguntaban cómo era posible que la proteína Cas9 estableciese contactos entre el ARN "guía" y el ADN que se va a cortar. Para responder a esta pregunta, el equipo de Nogales utilizó precisamente la criomicroscopía electrónica, que les permitió fotografiar el lazo (loop, en inglés) que se forma segundos antes de que se edite el ADN. En palabras de la científica española, la técnica les ayudó a visualizar "cómo la proteína es capaz de doblar el ADN más de 30º y eso genera una curva en la molécula que hace que la proteína se abra y el ARN pueda unirse". Un conocimiento que, en su opinión, "es esencial en campos como la ingeniería de proteínas".

Ciencia, igualdad y progreso

El potencial de la edición genómica ha convertido a las "tijeras moleculares" en firmes candidatas al Premio Nobel. Pero no siempre tuvieron las prometedoras aplicaciones que presentan en la actualidad. Según Eva Nogales, "el ejemplo de CRISPR-Cas9 es perfecto. No dijeron que iban a curar la enfermedad genética, sino que estaban intentando entender por qué el sistema estaba en el ADN de las bacterias, nada que ver con salud humana". La investigadora resalta así la importancia de los estudios básicos pues, en su opinión, sin ellos "no habrá progreso". Como explica a Hipertextual, "si no conoces la naturaleza que te rodea, tampoco puedes modificarla. Debemos entender cómo son las células sanas para así saber qué falla en una enfermedad". Sus palabras no se suscriben solo a la investigación biomédica. "Ocurrió lo mismo con los semiconductores. Nadie decía que querían revolucionar las comunicaciones, sino estudiar sus propiedades eléctricas", añade.Sin la investigación básica "no habrá progreso", señala Nogales, referencia mundial en el campo de la biofísica

El trabajo de Nogales en Berkeley ha permitido obtener la primera "fotografía" de las "tijeras moleculares" empleando también una técnica tan destacada como la criomicroscopía electrónica. Sus resultados convierten a la española en una de las científicas referentes en el campo de la biofísica. Una situación que resulta atípica desde su posición como investigadora. "Es un hecho que las mujeres desde que empiezan en la escuela van más hacia las letras que hacia ciencia o matemáticas", comenta.

Eva Nogales
Yuan He y Eva Nogales en su laboratorio. Imagen: Roy Kaltschmidt.

Eva Nogales, sin embargo, duda al señalar el origen del problema. "No sé si es algo inherente o especial, pero cuando estudiaba en España había un 30% de chicas estudiando física y sin embargo no había profesores", apunta. La situación en Estados Unidos es algo más positiva. Según cuenta a Hipertextual, en su departamento [Bioquímica y Biología Molecular] hay un 35% de mujeres que trabajan como docentes e investigadoras. "Aunque en física seguro que son menos", puntualiza. Nogales sostiene que se trata de una "cuestión histórica que se va heredando". Pero también plantea soluciones y desafíos. "No hay modelos a seguir", afirma en primer lugar. Una situación que campañas como #WomenInSTEM pretenden cambiar.El reloj biológico coincide con etapas que son críticas para que una investigadora alcance una posición fija

En segundo lugar, la científica alude al famoso reloj biológico, que según sus palabras, "coincide con etapas que son críticas para alcanzar una posición fija". "No es solo un tiempo supercrítico profesionalmente, sino también para tener hijos", plantea. Por eso para que una mujer progrese en la carrera científica, en su opinión, resulta fundamental contar con "un marido que las apoye". Y es que el reloj biológico y las diferencias entre la maternidad y la paternidad siguen marcando distancias abismales para la igualdad. También en el ámbito de la investigación.

Consejos al nuevo gobierno

Donde también existe un abismo, según Eva Nogales, es entre la ciencia en Estados Unidos y en España. "El sistema de I+D en EEUU tiene defectos, pero es de los mejores del mundo", señala. La apuesta por la meritocracia y la inversión decidida en investigación diferencian a ambos países. "Aquí quieren renovar, cambiar y que vengan ideas nuevas. La endogamia no existe", explica desde su laboratorio en California. España cuenta con un sistema más jerarquizado y bastante inmóvil. "Resulta difícil hasta convalidar la tesis si la has hecho en otro país", lamenta."Los políticos tienen que tener visión de futuro. Una solución no llueve del cielo en tres o cuatro años"

Su perspectiva desde el otro lado del Atlántico ofrece claves para mejorar la ciencia en España. "Los políticos tienen que tener visión de futuro. Una solución no llueve del cielo en 3-4 años. Su horizonte debe ser crear riqueza económica y social a cinco o diez años vista para crear trabajo y movilizar la economía", aconseja. Y recomienda exportar algunas características del sistema de I+D norteamericano. Entre otras cita la siguiente: "la mayor parte de la ciencia se hace en la universidad: los mismos profesores que enseñan hacen investigación puntera. Pero esto es posible porque el número de horas es reducido, son como 30 horas al año, mientras que probablemente en España ronden las 30 horas a la semana".

Eva Nogales
De izquierda a derecha, Jennifer Doudna, David Taylor y Eva Nogales. Imagen: Roy Kaltschmidt.

Nogales cita como ejemplo no solo a Estados Unidos, sino también a Reino Unido y Alemania. "En España siempre hemos dependido de las patentes de los demás", recuerda. Y menciona otro aspecto importante. "La ciencia se hace gracias a los impuestos de los contribuyentes. Deben sentir que estamos empleando ese dinero de manera adecuada y que así exijan a políticos que inviertan en ello". Su análisis refleja algunos de los aspectos a reformar y mejorar en la investigación en España. Por eso apunta un último consejo para el próximo gobierno. "Que hablen con los científicos. No se puede hacer política científica sin ellos. Es lo que hace Obama, que incluso incorporó a un Premio Nobel en su gabinete", concluye.