A mediados del siglo XX estaban en curso los descubrimientos que permitieron conocer la naturaleza química de la herencia. James Watson y Francis Crick revelaron en 1953 la estructura tridimensional del ácido desoxirribonucleico (ADN), donde reside la información genética que rige la vida cotidiana y la evolución de todos los seres vivos. El ADN es una molécula fundamentalmente informativa, y como tal tiene un código. Pero, como cualquier código, debe tener un modo de descifrarlo y ejercer la instrucción. Tuvo que pasar más de una década para que se encontraran, tanto el código oculto en las largas cadenas de combinaciones de adenina (A), timina (T), guanina (G) y citosina (G) que forman el ADN, así como la manera de leer el mensaje genético.
En esos años se gestó uno de los mayores logros intelectuales de la historia. Con la estructura del ADN se tenía a la molécula responsable de los “factores de la herencia” o genes que descubrió Gregorz Mendel. Por otro lado, se tenía a las proteínas cuyas funciones en el metabolismo y en la estructura celular se sabía fundamentales. El descubrimiento de los ribosomas y su papel en la fabricación de proteínas no hizo sino agudizar la notoria falta de un elemento, que conectara a las proteínas con el ADN. Debido a que el ADN en las células eucariontes se encuentra en el núcleo y las proteínas se hacen en los ribosomas citoplásmicos, una posible molécula mensajera tendría que atravesar la membrana nuclear. Aunque esto no sucede en los procariontes, organismos que carecen de núcleo, era claro que la lectura de la información genética debería tener propiedades universales.
En 1961, Francois Jacob y Jacques Monod formularon una teoría para explicar como una bacteria (Escherichia coli), se alimenta de lactosa, un azúcar. La teoría del operón, como se le conoce, explica como los genes son regulados por la intervención de proteínas que los prenden y apagan, y sugiere la existencia de un mensajero molecular que lleve la información del ADN a los ribosomas. Para entonces, Francis Crick había elaborado el Dogma Central de la biología molecular: la información genética, dijo, fluye del ADN a un intermediario de ácido ribonucleico o ARN (desconocido en esa época). Después, el ARN es leído en el ribosoma, para producir las proteínas. Aunque hoy sabemos que hay excepciones al dogma, el concepto tiene el poder de explicar como la información se guarda, se emite y se ejecuta en todas las células.
El ARN mensajero y las vacunas.
¿Cómo llegaron los científicos a esta invención? En 1987, Robert Malone, todavía estudiante de doctorado en el Instituto Salk en California, Estados Unidos, hizo un hallazgo sensacional. Al mezclar gotas de lípidos, grasa en términos comunes, con moléculas de ARNm y células humanas cultivadas in vitro, notó que estas absorbían el ARNm y comenzaban a sintetizar proteínas. Malone descubrió el principio bajo el cual funcionan ahora las vacunas de ARNm. Al vacunarnos, miles de gotas microscópicas de lípidos llevan un segmento de ARNm, con el código para hacer una parte de la proteína de la espiga superficial del virus SARS-Cov-2. Al fusionarse con células humanas in vivo, el mensaje del ARNm es leído por los ribosomas y se produce una porción de la proteína de la espiga que es reconocido por el sistema inmunológico. El ARNm inyectado en la vacuna es desechado por la célula una vez leído.
Entre el descubrimiento de Robert Malone y la creación de la vacuna de ARNm, hubo un sinnúmero de experimentos en universidades y compañías privadas, que buscaban usarlo en terapias para enfermedades como el cáncer, enfermedades hereditarias, y vacunas contra otros virus como el ébola y el HIV. A la par se desarrolló la tecnología para crear nanopartículas de lípidos que liberaran eficientemente el ARNm a las células, y se produjo el descubrimiento fundamental de Katalin Karikó y Drew Weissman, hoy Premios Nobel. El ARNm inyectado in vivo causa inflamación en los animales experimentales. Para evitarlo, Karikó y Weissman modificaron el ARNm sustituyendo uno de sus componentes por un análogo. Es así como las vacunas de mRNA fueron constituidas, y como podemos ver, son resultado del esfuerzo y creatividad de cientos de investigadores, y de decenas de compañías privadas que visualizaron las posibilidades de usar el ARNm para enviar instrucciones a una célula y modificarla temporalmente. La vacuna anti-COVID hecha con ARNm, apenas es la punta de muchas otras aplicaciones que los mensajeros moleculares tendrán en el futuro inmediato.
