La colaboración en Honolulú que dio origen a la ingeniería genética moderna

Tarde en la noche de un día de noviembre de 1972, durante una conferencia conjunta entre Estados Unidos y Japón sobre plásmidos celebrada en Hawái, los científicos Herbert Boyer y Stanley Cohen conversaron sobre la posibilidad de combinar sus respectivos avances de laboratorio. Boyer, que trabajaba en la Universidad de California en San Francisco, había analizado una enzima llamada EcoRI que cortaba el ADN dejando extremos escalonados, lo que permitía que los fragmentos se unieran a cadenas complementarias sin necesidad de añadidos químicos. Por su parte, Cohen, investigador médico en la Universidad de Stanford, había desarrollado poco antes una técnica que permitía a las bacterias incorporar ADN plasmídico y generar clones genéticos idénticos. Mientras compartían unos sándwiches, según documenta el Science History Institute, acordaron comprobar si sus métodos podían utilizarse para manipular los genes presentes en los plásmidos.

Unión del corte enzimático y el transporte de plásmidos

El flujo de trabajo colaborativo dependía de transportar materiales moleculares de un lado a otro entre San Francisco y Palo Alto. Los plásmidos aislados en el laboratorio de Cohen en Stanford viajaban al laboratorio de Boyer en la UCSF para ser cortados con la enzima EcoRI. Los fragmentos de ADN resultantes se enviaban de vuelta a Stanford, donde los investigadores los ligaban e introducían en bacterias Escherichia coli para que se multiplicaran. En la primavera de 1973, el equipo logró su primer gran éxito utilizando un plásmido denominado pSC101. La enzima EcoRI escindió el pSC101 en un único sitio sin destruir su capacidad de autorreplicación. Tras mezclar el plásmido abierto con fragmentos de ADN complementario y sellar las muescas moleculares con otra enzima, los investigadores insertaron los plásmidos híbridos en bacterias tratadas con cloruro de calcio. Al cultivarlas en placas que contenían tetraciclina, solo sobrevivieron las E. coli que contenían los plásmidos recombinantes, lo que demostró que la resistencia a los antibióticos diseñada genéticamente se había transmitido a una descendencia bacteriana idéntica.

Ruptura de la barrera de las especies

Tras su éxito inicial, Boyer y Cohen buscaron comprobar si el material genético podía cruzar las fronteras entre especies, una hazaña considerada imposible hasta entonces. En primer lugar, combinaron plásmidos que conferían resistencia a la tetraciclina con otros que portaban resistencia a la kanamicina. Posteriormente, pasaron a realizar transferencias entre distintas especies: empalmaron un plásmido de la bacteria Staphylococcus con un plásmido de E. coli e introdujeron la estructura compuesta en bacterias E. coli vivas. Las E. coli propagaron con éxito el material genético procedente de una especie bacteriana completamente diferente. Llevando los límites aún más lejos, el equipo logró insertar genes de la rana de garras sudafricana en E. coli, lo que demostró que las células bacterianas podían replicar ADN animal extraño junto con su propio genoma.

Del avance de laboratorio a la insulina recombinante

La capacidad de transferir genes extraños a bacterias hospedadoras abrió de inmediato posibilidades para la fabricación de proteínas humanas terapéuticas. En 1976, Boyer cofundó Genentech junto con el inversor de capital de riesgo Robert Swanson para comercializar la tecnología del ADN recombinante. Para el otoño de 1977, Boyer y el químico Keiichi Itakura lograron expresar somatostatina —una hormona cerebral humana que regula la hormona del crecimiento— dentro de células bacterianas. En 1978, el equipo de investigación construyó un plásmido que transportaba la secuencia genética de la insulina humana. Genentech estableció una alianza comercial con la firma farmacéutica Eli Lilly and Company para escalar su producción, lo que culminó en 1982 con la aprobación por parte de la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) de Humulin, el primer fármaco basado en ADN recombinante comercializado en el mercado.

Trayectorias divergentes en la ciencia académica y comercial

Tras establecer las bases de la ingeniería genética, los dos colaboradores siguieron trayectorias profesionales distintas. Boyer se centró en la biotecnología comercial a través de su liderazgo en Genentech, mientras que Cohen continuó como investigador universitario en Stanford estudiando los mecanismos fundamentales de la biología y la genética. Aquel encuentro en la conferencia de 1972 sentó la arquitectura fundamental del ADN recombinante y transformó la biología molecular en una industria que hoy produce terapias sintéticas humanas, herramientas de diagnóstico y rasgos agrícolas heredados directamente de aquellas primeras transferencias plasmídicas.

Imagen de portada: ilustración generada con IA; no es una fotografía documental.

Fuente: Herbert W. Boyer and Stanley N. Cohen