La célula vista como un conjunto de lego-componentes

Este pasado 10-13 de Abril 2010 tuvo lugar en Cambridge-UK un curso de capacitación organizado por la Organización europea en Biología Molecular (EMBO) en el área de Biología sistémica (In silico Systems Biology). El curso se focalizo en la reconstrucción y el análisis de redes de entidades que forman parte de sistemas biológicos (Proteínas, ARN mensajero, etc).
Durante estos 4 días, investigadores provenientes de diferentes centros de investigación europeos se reunieron en el campus del Instituto de Bioinformática Europeo (EBI) a fin de poder ampliar sus conocimientos en esta nueva área que trata de estudiar los eventos moleculares que tienen lugar en los seres vivos desde un punto de vista global, donde el objetivo principal es el de identificar las múltiples interacciones como forma de explicar el funcionamiento celular como la consecuencia de la coordinación de diferentes eventos moleculares tanto en el tiempo como en el espacio que estos ocupan.
Los expositores en este evento fueron investigadores conocidos en esta área de la biología molecular provenientes de instituciones tales que la “Universitat Pompeu Fabra” de Barcelona-España; el Instituto Curie en Paris-Francia; el Centro de Investigación en Oncológica en Salamanca-España; la Universidad Humboldt en Berlín-Alemania, el Instituto Investigación en Oncológica en Londres-Inglaterra, la Universidad de Heidelberg-Alemania, así que del Instituto de Bioinformática Europeo localizado en Cambridge-UK.
Brevemente me gustaría indicar que esta área no es más que una consecuencia directa del progreso tecnológico en el área del estudio de eventos moleculares. En efecto, desde la secuenciación del primer genoma, así que el establecimiento de tecnológicas capaces de analizar el contendió proteico global de una muestra através del análisis de espectrometría de masa, el análisis molecular tomo un aspecto global. Uno de los desafíos actuales es el de aumentar nuestra capacidad de comprensión de estos estudios globales y esto empieza a tener resultados gracias al desarrollo de métodos de modelización de redes que integran toda esta información através de interacciones entre los componentes que forman parte de estos estudios globales.
De forma paradójica, el progreso en el estudio de eventos biológicos, que tuvo lugar a través de la transición de la observación del organismo en su totalidad hacia el estudio de forma independiente de los componentes que la constituyen, ahora busca reconstruir la interacción entre estos componentes afín de poder explicar el organismo en su totalidad…como un reloj desmantelado al cual tratamos de reconstruir esta vez estando conciente de los componentes que forman parte de su mecanismo interno.

A las puertas de la automatización de los ensayos en laboratorio

Ensayos de laboratorio tales que « patchclamping» son conocidos como técnicas especializadas que necesitan muchos años de entrenamiento. Por estas razones, especialistas en ciertas áreas son vistos como «talentosos artesanos» capaces de triunfar donde otros fracasaron. Sin embargo, La empresa americana “Molecular Devices” (MDS analytical Technologies) comercializa actualmente PatchXpress 7000A, un aparato capaz de analizar la diferencia de potencial eléctrico en miles de células en solamente horas.

Otra metodología, el estudio de la estructura tridimensional de proteínas por Cristalografía, viene de ser automatizada como parte del proyecto PSI (“Protein Structure Initiative”) financiado por el Instituto Nacional de Salud Americano (NIH).

Estos ejemplos vienen simplemente a completar una larga lista de procesos de automatización que tienen origen ya en los años ochenta, con la aparición de los primeros métodos automatizados tal que la PCR o la secuenciación. Cabe remarcar que uno de los ejemplos palpables del impacto de la automatización en laboratorio fue la realización del proyecto de secuenciación del genoma humano, el cual parece simplemente imposible sin tales progresos.
Este tipo de avances en la automatización de los ensayos en laboratorio tienden a eliminar las etapas manuales de experimentación a fin de dejar más tiempo al análisis de los resultados generados por los procesos automatizados y nos llevan a imaginar en un laboratorio donde el experimentador esta en realidad operando todos los procesos desde el teclado de su computadora. Más interesante aun, Ross King y su equipo en la universidad Aberystwyth en Gran Bretaña, desarrollaron Adam, el primer sistema robótico capaz de realizar un descubrimiento científico sin la necesidad de un operador. Este último avance va más allá de la automatización del proceso experimental, focalizándose en la automatización del método científico que se aplica a fin de analizar los resultados de la experimentación a fin de generar una nueva hipótesis que será a su vez evaluada por un nuevo ensayo experimental.
Si bien este ultimo ejemplo deja imaginar que la automatización en los laboratorios de investigación pueden tomar parte no solamente en el proceso de los ensayos pero también en le proceso de análisis de estos, no debemos olvidar que un proceso de automatización, como su nombre lo indica, solo permite de realizar el mismo proceso de forma repetitiva, pensemos entonces que mientras la robótica no llegue a reproducir la característica mas importante de los seres humanos, tal que la Creación, nuestras competencias como investigadores seguirán contando con un rol importante en el seno de un laboratorio.