viernes, 24 de mayo de 2013
--- MICROARRAYS - LOW RESOLUTIONBIOCHIPS DE BAJA RESOLUCIÓN ---
MICROARRAYS - LOW RESOLUTIONBIOCHIPS
DE BAJA RESOLUCIÓN
Por: Antonio Ferrer Llabrés 0
MICROARRAYS
- LOW RESOLUTIONBIOCHIPS
DE
BAJA
RESOLUCIÓN
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DE BAJA RESOLUCIÓN
Por: Antonio Ferrer Llabrés 1
INDICE
PROLOGO
INTRODUCCIÓN.
A.- CONSTRUCCIÓN DE UN BIOCHIP
1.- Portaobjetos
2.- TRATAMIENTO DE LA SUPERFICIE
B.- SINTESIS DE LOS OLIGOS
1.- SELECCIÓN DE LAS SECUENCIAS
2.- SíNTESIS DE OLIGOS.
3.- IMPRESIÓN.
¿REVERSIBILIDAD DE LOS BIOCHIPS?
LA COMPRESIÓN DE LOS PROCESOS.
C.- FASES DE LABORATORIO.
LAB-1: PCR
1.- EXTRACCIÓN DEL DNA DE LAS MUESTRAS-TEXT.
2.- SELECCIÓN DE LOS 'PRIMMERS'.
3.- ACTIVACIÓN DE LA PCR.
LAB-2.1: ELECTROFORESIS
1.- Construcción del gel de Agarosa
LAB-2.2: HIBRIDACIÓN
1.- PREPARACIÓN DE LOS BIOCHIPS.
2.- Lavado y secado de los BioChips.
LAB-3: LECTURA DE LOS BIOCHIPS CON EL 'ANALIZADOR'
(ANALIZATOR).
BREVE DESCRIPCIÓN DEL ANALIZADOR.
TRATAMIENTO DE LA IMAGEN
D.- INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS.
1.- La calidad de la imagen ofrecida.
2.- El resultado contrastado con la plantilla de oligos.
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-------------------
DISCUSIÓN SOBRE ESTA TECNOLOGÍA.
- CONSIDERACIONES SOBRE LA PCR.
- PARADOJA DE LA PRODUCCIÓN: PRODUCCIONES A ESCALA
TRAS DISEÑO ARTESANAL.
- LOW v. HIGH - RESOLUTIÓN. GEOMETRÍA FRENTE A FUERZA.
AMÉRICA FRENTE A EUROPA.
- CONSECUENCIAS SOCIALES DE LAS PRODUCCIONES A ESCALA
DE BIOCHIPS Y LA GENERACIÓN AUTOMÁTICA DE BASES DE DATOS.
- CONSIDERACIONES ÚLTIMAS SOBRE LA IMPLANTACIÓN
SISTEMÁTICA DE LAS BASES DE DATOS BIOMÉTRICOS.
- LA AUTOMATIZACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN.
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PROLOGO
Se trata de un trabajo adaptado a las explicaciones de enseñanza secundaria
y bachillerato. Se pretende introducir al alumno no solamente en el
conocimiento de la existencia de ciertas técnicas de biología molecular
(concretamente Microarrays); sino también una formación crítica sobre las
consecuencias de la utilización de estas tecnologías, sus peligros y sus
ventajas.
Por tanto, a lo largo de las explicaciones se realizarán una serie de
comentarios dirigidos a explicaciones o de simple comentario sobre la actitud
científica y finalmente se pretenderá introducir una serie de cuestiones,
concretamente sobre la problemática de los ‘datos biométricos’ y el control de
estas bases de datos. En este último aspecto más que respuestas se pretende
introducir preguntas en los alumnos.
Por tanto este trabajo tendrá una vertiente dual: un trabajo de formación
introductoria a una serie de técnicas de biología molecular y por otra un
carácter docente con el doble aspecto de comentario crítico de la técnica –
problemas, ventajas y desventajas- y finalmente problemática y peligro de la
utilización de estas tecnologías –la sociedad que se avecina, el futuro
inmediato que los alumnos tendrán que vivir y entender-.
Como profesor de secundaria, por tanto, pretendemos con este trabajo ofrecer
una introducción temática y una serie de reflexiones que nos permita hablar
con propiedad a los alumnos sobre una temática actual, como se dice en el
manual, a nivel de imagen más bien construida por los medios de
comunicación que por los científicos.
Se trata, como dice el manual del curso, de un tema de actualidad y tiene
consecuencias inmediatas tanto en el presente como en el futuro de nuestros
alumnos. Por tanto, siguiendo un nivel introductorio presentamos aquí un
trabajo que tendrá, en caso de ser aprobado, una utilidad dual: formación del
profesorado y docencia de alumnos de bachillerato. Por tanto, se pretende una
explicación de los procesos, renunciando a cierta terminología científica
estricta, en beneficio de una imagen didáctica superior.
Finalmente se pretende superar las barreras del análisis de los procesos
técnicos y crear una reflexión sobre las consecuencias, incluso un debate si la
práctica docente lo permite. Por tanto, dado su doble objetivo se introducirán
reflexiones en el proceso de explicación técnica ofreciendo más que repuestas
-no así en las cuestiones técnicas- preguntas o pretender la simple formulación
de cuestiones en las que los alumnos todavía no habían pensado.
Pretendemos, por tanto, superar los mecanismos de los protocolos de
laboratorio e introducir en el aula la problemática de los resultados y
consecuencias de los mismos. Se trata, por tanto, de un trabajo más bien
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docente que estrictamente científico; y consideramos que cumple los objetivos
introductorios del curso.
En cierto aspecto utilizaremos un lenguaje metafórico a efectos de dar una
imagen más precisa al alumnado renunciando a la precisión científica en favor
de la nitidez en 'tabulas rasas' con curiosidad.
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INTRODUCCIÓN
En un primer aspecto trataremos de la construcción de los Microarrays,
después la hibridación de los mismos y finalmente la consecución e
interpretación de los resultados.
Se trata concretamente de Microarrays de baja resolución ‘low resolution’.
Explicaremos las características básicas de estos Microarrays; así como las
diferentes problemáticas en su fabricación.
Continuaremos con la síntesis de los oligos para la implantación de en el
Microarray con la ‘impresora’.
Sigue la Amplificación de las muestras por PCR; con unos comentarios sobre la
genialidad de la esta técnica y su problemática cuando la masa crítica no es
suficiente –ej. Virus del Sida-. También realizaremos unos comentarios sobre la
problemática de conseguir buenos resultados: problemas de contaminación si
expresamos muestras humanas, selección de los ‘primers’,...
Electroforesis para comprobar el resultado de la PCR.
Hibridación del resultado de la PCR con el Microarray. Selección de la ‘base’ y
partícula de señal lumínica –peligros de fotosensibilidad-. Y limpiado con
nitrógeno a efectos de no dañar la imagen.
Escaneado con el ‘analizador’ y breve comentario de su estructura interna y de
como la imagen es recogida por un ordenador.
Cuantificación de la señal y tratamiento de la imagen por técnicas de
amplificación y ajuste de imagen. Agrupación de los resultados (imagen tratada
y datos cuantificados) en una misma página e impresión.
Fase final de interpretación de los resultados con la tabla de los oligos
introducidos en el Microarray. Advertencia final sobre los posibles errores de
interpretación: la estructura molecular de las timinas y las pirimidinas es muy
semejante, luego dan señales semejantes. Se debe tener cuidado ya a la hora
se elegir los oligos seleccionados en el Microarray y tenerlo presente a la hora
de la interpretación del resultado.
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A.- CONSTRUCCIÓN DE UN BIOCHIP
Analizaremos la construcción a partir de la problemática técnica que ofrece:
1.- Portaobjetos: los portaobjetos son construidos de forma Standard
para observaciones en microscopio convencional. Se deben seleccionar los de
mejor calidad, la calidad alemana siempre fue un requisito de garantía; en este
caso, se necesita algo más que un 'made in Germany'. Los portaobjetos son
supervisados uno a uno. Se trata de un 'control de calidad' que normalmente
hacía el departamento de producción, pero que todos los proyectos debieron
aportar un miembro ante un encargo masivo, y me tocó a mí. Se debe
supervisar si los portaobjetos tienen alguna raya, o algún agujero o marca en la
producción. Según me consta eran los mismos que para los microscopios
tradicionales y estos defectos no alteraban los resultados; sin embargo, para
tratar la superficie -otro proyecto se encargaba solamente de superficiesdebían
ser uniformes.
2.- TRATAMIENTO DE LA SUPERFICIE
Se debe conseguir la solución precisa para la fijación de los oligos en la
superficie del BioChip. Un grupo de laboratorio independiente debe ocuparse
de la investigación aplicada a fin de conseguir la superficie exacta. Diferentes
factores, como la hidrofilia o hidrofobia de los productos fijadores deben
tenerse en cuenta.
Estos productos deben ser probados en todo el proceso de generación del
BioChip. La Hibridación, ver como soportan la temperatura; el secado, como
reaccionan al secado con nitrógeno líquido; el resultado final de como afecta a
la 'Biotina' (la molécula que ofrece la señal lumínica al receptor laser del
analizador en una frecuencia de onda de 540 μm) y a la recepción de esta
señal por la cámara del ‘analizator’.
Finalmente la superficie debe ser homogénea. Es decir, todo el BioChip debe
tener la misma densidad y homogeneidad de la capa fijadora de los oligos. Esta
capa no debe ser más intensa o menos según la zona del BioChip, ello podría
modificar la señal. Este factor depende de la viscosidad de la película.
B.- SINTESIS DE LOS OLIGOS
1.- SELECCIÓN DE LAS SECUENCIAS
Las secuencias se hallan principalmente en Internet. La industria farmacéutica
ofrece sus productos y con ellos secuencias de forma gratuita a fin de que se
utilicen sus productos: se trata de la industria de I+D; la industria de la
investigación. Por ejemplo QUIAGEN está interesada en vender su TAGMICROARRAYS
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Polimerasa y para ello ofrecerá diferentes secuencias para que el investigador
elija los primers que le interese evitando tener que perder tiempo en
secuenciaciones. Se trata de la investigación para alimentar la investigación.
Si bien la mayor parte de las secuencias de proyectos importantes se
encuentran en Internet; en algunos casos se debe recurrir a la secuenciación.
Pero en este caso, a igual que la síntesis de los oligos, se suele encargar a un
laboratorio especializado.
Si bien la síntesis de oligos y la secuenciación están completamente
automatizadas, el verdadero 'arte', donde realmente está la pericia y
sensibilidad del investigador; es la selección de las secuencias a sintetizar. Se
deben prever los resultados e imaginar posibles confusiones y evitarlas; por
ejemplo, ambigüedad de señales entre purinas y pirimidinas. Si bien
nominalmente Citosina y Guanina son diferentes, la estructura molecular de las
mismas es similar; luego dan señales ambiguas, es decir, se pueden confundir
una con otra. Por tanto; conviene seleccionar secuencias que no ofrecen
ambigüedad.
2.- SíNTESIS DE OLIGOS. Una vez seleccionadas las secuencias se
ofrecen al laboratorio de síntesis para su sintetización.
3.- IMPRESIÓN. Una vez sintetizados estos oligos se envían a
la ‘impresora’ de BioChips.
Problemas en la impresión:
- Contaminación con partículas de polvo. La sala de impresión debe estar
aislada con filtros de aire especiales y los operarios deben llevar trajes estériles
con mascarilla. Deben mantenerse unos protocolos de seguridad y esterilidad;
en caso contrario se pueden desechar una gran cantidad de producción. Muy
importante son las doble puertas de entrada al laboratorio en forma de
esclusas.
- otros problemas serían: secado de las micro-gotas, puntas de impresión
gastadas,... todo ello ofrece malas señales o borrosas o no perceptibles en el
resultado final del BioChip.
- Precisión: la calidad de la impresora determina la calidad de los
BioChips. Según comparación de escalas; el escaso medio metro entre la
fuente de alimentación con los oligos y la precisión entre las microgotas sería la
equivalente a un lanzamiento de un misil intercontinental a unos 6.000 Km. y un
error de precisión de +/- 5m. Existen muchas cosas que pueden ir mal:
contaminaciones de muestras por el operador (acaba analizándose a sí
mismo), múltiples errores de producción,... cabe controlar todas las variables
que son controlables; entre ellas la calidad de los instrumentos. En esto 'made
in Germany' es una buena garantía de calidad, debe reconocerse que los
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controles de calidad alemanes son una buena garantía. Si alguien tuvo una
posibilidad de éxito, fueron ellos.
- Problemas de secado de las micro-gotas y el desgaste de las puntas de
la impresora ofrece señales de puntos ambiguas.
Todo ello, la detección de irregularidades se detecta con la 'hibridación control'
que se hace después de la impresión. Se puede detectar la calidad de los
BioChips y decidir si se continua adelante con la remesa.
Por tanto, después de la impresión se debe hacer un experimento control con
simple Biotina, a fin de comprobar la calidad de los BioChips.
REVERSIBILIDAD DE LOS BIOCHIPS.
Se han probado ciertas técnicas para hacer reversible la hibridación. Es decir,
desnaturalización y reutilización. A nivel teórico es posible, no obstante, dado el
bajo precio de las producciones a escala, no se planteó a nivel práctico.
LA COMPRESIÓN DE LOS PROCESOS.
Si bien la PCR comenzó con unos recipientes con soluciones a diferentes
temperaturas y pasando la muestra de unos a otros; ahora se presenta con los
ciclos programados en un mismo aparato.
Si bien es necesario comprobar el resultado de la PCR con una electroforesis;
se puede llegar a pensar en que se sintetizará la PCR con el horno de
Hibridación de modo que todo se pueda realizar 'in situ' en el mismo BioChip.
Existirían algunos problemas por la necesidad de introducción de la Biotina y el
requisito de mantenerse lejos de la luz. Las Tag-Polimerasas -sin necesidad de
congelador- a temperatura ambiente eran a comienzos del 2000 todavía
experimentales.
Salvándose algunos problemas técnicos se puede pensar en la automatización
de los procesos de laboratorio del diagnóstico por BioChip.
En este momento, la generación de bases de datos biométricos, será
automática. Los límites son difíciles de imaginar. (Ver el apartado de
CONSECUENCIAS SOCIALES).
C.- FASES DE LABORATORIO.
LAB-1: PCR
En este proceso es muy importante respetar las reglas de aislamiento y
protocolos de seguridad ante el elevado peligro de contaminación: usar
siempre guantes al manipular las muestras, oligos, y procesos de laboratorio
para realizar la PCR. Este peligro muy elevado al tratar con genes humanos;
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pues los operadores también son humanos y pueden acabar autoanalizándose.
Es decir, no comprueban la compatibilidad de los HLA de la
muestra-text, sino su propia compatibilidad. Como se describe al hablar de las
posibilidades de esta tecnología, este peligro -causante de elevados costes
tanto en materiales y tiempo (el mismo cuidado requiere un tiempo extra a
cualquier otro proyecto de PCR con no humanos)- se minimizará con la
automatización global del proceso.
1.- EXTRACCIÓN DEL DNA DE LAS MUESTRAS-TEXT. Ello llega al
laboratorio ya extraído, por diferentes métodos. Dada la facilidad de extracción
y por tanto de contaminación la simple extracción por micro-bolas
magnetizadas -actúan sobre el magnetismo de la molécula- son suficientes; si
bien se suele optar por una extracción completa siguiendo los protocolos.
2.- SELECCIÓN DE LOS 'PRIMMERS'. En este aspecto también se
deben seleccionar la secuencia de la muestra text (muestra incógnita) a
amplificar por PCR. Esta muestra amplificada debe coincidir con los oligos
introducidos en el BioChip para que de señal en el punto concreto del BioChip;
en caso contrario no da señal. Independientemente de que ofrezca señal o no,
el resultado es información. El BioChip siempre consta de unos puntos 'de
control' (experimento control) a igual que la PCR, también consta de ellos y
siempre ofrecen señal en la electroforesis.
3.- ACTIVACIÓN DE LA PCR: Pipeteo de los elementos de la
PCR en los Ependorf: Los 2 Primers (comienzo y final de la expresión),
Nucleótidos (AGCT en DNA y AGCU en RNA), H2O destilada,... y finalmente la
TAG-Polimerasa (QUIAGEN) debido a la conservación en congelador.
Programación de los ciclos en la PCR y esperar el final de las secuencias
LAB-2.1: ELECTROFORESIS
1.- Construcción del gel de Agarosa: dilución, rotación y
calentamiento por microondas. El Bromuro de Etílio se debe introducir al final -
cuando ya este frío - debido a la volatilidad y peligrosidad de esta molécula. Al
ser de tamaño tan reducido se vuelve imperceptible a los sensores humanos:
inoloro, insaboro, invisible... pero dada su pequeño tamaño puede introducirse
perfectamente en el DNA y convertirse en cancerígeno -mutagen químico-. Por
ello deben utilizarse guantes especiales para su manipulación: de otro color
(azules) y de mayor grosor, y por tanto, más caros. Ello se solucionará también
con la automatización de la producción -probablemente la optimización de los
procesos hará innecesario la comprobación del resultado de la PCR o por
costes de tiempo entrarán en las mismas estadísticas de error de hibridación,
las cuales se minimizarán, hasta nivel casi 0-.
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LAB-2.2: HIBRIDACIÓN
1.- PREPARACIÓN DE LOS BIOCHIPS. Los portaobjetos con los
puntos de oligos (microgotas), se recubren conunas superficie de goma cuadra
y dentro se pipetea el producto de la PCR, la biotina y la solución aquosa. Se
recubre con un plástico adherente y se pone en un 'horno de hibridación
adaptado a los BioChips'. Se programan los ciclos y se inicia.
2.- Lavado y secado de los BioChips. Se abre el adherente y se vierte
el liquido restante. Se seca con nitrógeno líquido - para evitar que cualquier
fluido afecte la señal-.
LAB-3: LECTURA DE LOS BIOCHIPS CON EL 'ANALIZADOR'
(ANALIZATOR).
BREVE DESCRIPCIÓN DEL ANALIZADOR. Se trata de un aparato que consta
básicamente de dos parte:
1.- Un láser con una frecuencia de onda adaptada a la señal de la
Biotina. Lo cual ofrece una señal lumínica en la caja-obscura que es recogida
por
2.- una Cámara Digital que ofrece una imagen digital del BioChip con
puntos de luz de diferente intensidad lumínica.
Esta imagen digital aparece en un programa de tratamiento de imagen con la
imagen del BioChip y una cuantificación de la intensidad lumínica de los puntos
en forma de base estadística (a modo de tabla Excel).
EXPORTACIÓN DE LA IMAGEN A LA RED INTERNA A EFECTO DE
CONTINUAR SU TRATAMIENTO CON OTRA TERMINAL y poder liberar el
analizador.
1.- Amplificación y ajuste de la imagen digital -TRATAMIENTO DE LA
IMAGEN- y composición de los datos estadísticos. Todo se sintetiza en una
hoja Word, se nombra según codificación y se imprime.
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D.- INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS.
Una vez conseguido los resultados de laboratorio y bioinformático se comparan
los resultados con los patrones de Oligos que en su momento fueron
introducidos en el BioChip a efectos de sacar las conclusiones oportunas sobre
el contenido de la muestra a analizar.
Dos tipos de consideraciones se deben tener en cuenta a la hora de analizar:
1.- La calidad de la imagen ofrecida.
2.- El resultado contrastado con la plantilla de oligos. Esta forma de
comparación y contraste se hacia manual, se deducía el contenido a partir de la
plantilla de oligos introducida. Se presupone que no existirán muchas
dificultades en automatizar una parte de esta información con el software
correspondiente; con ello los resultados serán sistematizados y almacenados
automáticamente; solamente se deberá recurrir a la plantilla manual en caso de
duda.
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DISCUSIÓN SOBRE ESTA TECNOLOGÍA.
CONSIDERACIONES SOBRE LA PCR.
No entraremos en el mecanismo de la producción exponencial de la secuencia
señalada entre los Primers, teóricamente, hasta el consumo total de los
nucleótidos. Simplemente anotar unas consideraciones sobre la 'Polimerase
Chane Reaction' que una vez alcanzada la masa crítica (ej. el virus del Sida en
sus primeros estadios no es detectable) la amplificación se produce de forma
exponencial; y el modo en que fue descubierto a efectos de abrir la imaginación
científica y situar a los alumnos ante el problema y como solucionarlo.
Problema: la desnaturalización de las proteínas a más de 70°C.
Solución: 'Thermophilus aquaticus'
La búsqueda de soluciones en la naturaleza que ofrece, a quien sabe buscarla
-romper los cánones de que todo está pensado, que todo está en los libroscuando
se tiene definido el objetivo.
De este modo, la selección de bacterias como 'Thermophilus aquaticus' puede
ofrecer soluciones a objetivos actuales o futuros: la conquista del espacio,
llevar vida a otros planetas -de hecho, si atendemos a las definiciones de
ecosistema, ello debe ser anti-ecológico-. Posibles pasos:
1.- Reproducción de la atmósfera objetivo en laboratorio.
2.- Selección de 'cepas resistentes' en ambientes agresivos -
atmósfera objetivo-. A modo como se intenta en la eliminación de las mareas
negras por técnicas convencionales de microbiología -transgénicos en el
ambiente sería probablemente muy peligroso al no existir mecanismos de
control de 'experimentos continentales' dada la imprevisibilidad de posibles
mutaciones fuera de control-.
3.- Manipulación genética de estas cepas resistentes a efectos de
conseguir ciertos productos o sub-productos en el proceso de determinados
substratos -Ej. un mineral existente en la atmósfera objetivo- a fin de con estos
sub-productos conseguir objetivos concretos en las condiciones de la vida y en
la cadena de la evolución. Puede ser simplemente la trasformación de un nivel
de color de la atmósfera a efectos de reducir la temperatura o crear una capa
protectora térmica; hasta llegar, con diferentes pasos -sondas Ependorf en
detonación calculada tras cálculo de tiempos de reacción-, a la obtención de
O2 y condiciones similares a la atmósfera terrestre. Este proceso, en sentido
estricto, debe considerarse 'anti-ecológico-: Biosfera II.
Biosfera II: El arte de la ciencia.
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Dos circunstancias asemejan la ciencia al arte:
1,- El arte de seleccionar los objetivos. Una vez superado el arte
realista, las vanguardias de finales del XIX y principios del XX buscaron nuevas
formas de expresión: sueños, surrealismo,… La ciencia y sus aplicaciones a
finales del XX permite la creatividad en los procesos semejantes a la creación
artística.
2.- La interpretación de los datos. Los datos en principio objetivos
esconden mensajes cuasi hermeneuticos cual la geometría de las
constelaciones en las estrellas. Se trata de saber interpretarlos, el arte de la
interpretación.
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PARADOJA DE LA PRODUCCIÓN: PRODUCCIONES A ESCALA TRAS
DISEÑO ARTESANAL.
Por un lado la gran ventaja reside en el abaratamiento de los costes
proporcional al incremento del número producido. Se trata de una simple
función de economía de escala con un factor de modificación. Los costes fijos
no varían básicamente incrementando el número de información introducida; es
decir, el número de oligos introducidos. La producción de estos oligos está
también sometida a economías de escala. Y todo el proceso de producción se
puede automatizar. Plantas de producción completamente automátizadas, cuya
localización no es un factor determinante, dado la facilidad y seguridad se
puede realizar una distribución global.
La complicación en el proceso se trata de la investigación aplicada: el arte de la
selección de las secuencias. Llamamos arte porque supera al conocimiento
científico estrictamente mecánico - hablamos en su momento de las señales
ambiguas de las purinas y pirimidinas-, por tanto, se trata más bien de una
artesanía; una capacidad que supera a la batería de 'text multiple-choice'. Por
tanto, la gran dificultad es la selección del personal encargado; pueden tener
un muy buen expediente académico y no tener la sensibilidad necesaria para
prever los resultados. De las cuasi infinitas posibilidades de combinación debe
elegir las de un nivel muy elevado de estrategia. Este factor humano, no
cuantificable, fue probablemente una de las causas del fracaso de estas
tecnologías a principios del dos mil. Se podían observar los mismos errores en
todas las ferias especializadas.
No obstante ello, se trata de conseguir información; de una técnica de las
tecnologías de la información. Ello puede tener ventajas a la hora de la
transmisión de resultados y paralelización de los procesos de investigación. Por
ejemplo, el factor tiempo, dado la flexibilidad de los resultados -simples
imágenes digitales y bases de datos biométricos- y dado la simplicidad del
equipo -cuando transportamos el equipo estrictamente necesario a la
Universidad Clínica bastó un coche-, puede sincronizarse en diferentes usos
horarios con transmisión telemática de los datos. Incluso se puede pensar en
una red de laboratorios móviles -camiones o trailers adaptados- para conseguir
tener una productividad global e incrementar la productividad moviendo el
laboratorio unos cuantos miles de km. según necesidad.
Se trata de una producción de información que de hecho se retroalimenta. La
secuenciación original procede de Internet de la industria farmaceutica que la
ofrece con sus productos. El resultado final, el BioChip, es solamente una
patente de las secuencias introducidas.
Probablemente acabó con este mercado la mediocridad de productos que
salieron en aquella época y, por tanto, se desacreditó esta tecnología.
Es técnicamente posible producir productos de calidad, pero se deben seguir
unos protocolos y unos criterios de calidad. Como se dijo en su momento: 'era
un mercado con muchos visionarios y pocos hombres de empresa'.
Básicamente provenían de instituciones públicas y nunca habían asociado la
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idea de ganancias según productividad. En el mejor de los casos eran
visionarios, probablemente la mayoría disponía de una serie de técnicas para
justificar resultados y formularios. El mercado no contempla este aspecto
formal y solamente valora resultados de forma Si/No, +/-, 1/0; es una forma de
valoración binaria y no entra en contemplaciones analógicas de informes y
formularios justificativos. Son las leyes de la competencia de mercado, que
realmente nunca asumió el nuevo mercado alemán y probablemente fue la
causa de su ocaso.
Nació como un mercado protegido; según me consta, 1 de cada DM
conseguido en el sistema financiero privado obtenía 8 DM del sector público.
Floreció como mercado de invernadero y desapareció al desaparecer el
soporte institucional público; cayo en caida libre y nunca se levantó. A
diferencia el mercado americano, más acostumbrado al sistema de libre
competencia, no floreció con tanto explendor; pero, tampoco cayó tan
profundamente.
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LOW v. HIGH - RESOLUTIÓN. GEOMETRÍA FRENTE A FUERZA. AMÉRICA
FRENTE A EUROPA.
Afimetrix introdujo los Microarrays de alta resolución 'high resolution'. Una
solución de barrido 'scanning' con gran cantidad de información pero muy
particularizada: selección limitada de objetivos.
Por su parte los Microarrays de baja resolución 'low resolution' utilizan más la
estrategia, la logística, la geometría,... el arte de la selección de las secuencias.
En cierto aspecto se puede hablar de la solución europea 'low resolution' frente
a la solución americana 'high resolution'. La extrategia frente al barrido masivo.
Grecia frente a Roma. Armonia frente a ritmo... Desgraciadamente debemos
constatar que la solución romana, americana se ha impuesto.
Llamaremos Microarrays a la solución americana 'high resolution' y para marcar
la diferencia llamaremos Biochips -como los llamaban en Freiburg- a la solución
europea 'low resolution'.
En los BioChips de baja resolución 'low resolution Microarrays', los BioChips
europeos, juega un papel muy importante la logística, la geometría frente a la
fuerza de 'barrido' (scanning) de los 'high resolution Microarrays'. En los
primeros, los BioChips, el 'arte' en la selección de las secuencias determina el
resultado; mientras que en los segundos, los 'high resolution Microarrays' -por
filosofía y frecuencia más americanos que europeos (recordemos CELERA
GENETICS y su secuenciación frente al proyecto Genoma Humano)- hacen
barrido de toda la secuencia; se trataría casi de secuenciadores automaticos
producidos a escala.
Si analizamos las ventajas - desventajas de unos y otros veremos que los 'high
resolution Microarrays' son muy caros frente a los BioChips europeos. Son
también más fiables. Por un lado se necesita uno concreto para cada text; sin
embargo, los BioChips a igual que sus análogos informáticos, pueden crecer.
Es decir, en un mismo portaobjetos puede -como ocurre con el software- tener
versiones más completas, con mayor número de información, mayor número de
secuencias, que pueden crecer y crecer, y crecer... De este modo se puede
llegar con un mismo BioChip saber todo lo que se encuentra en una muestra
de sangre: desde compatibilidad de órganos para la donación en caso de
muerte traumática, hasta todo tipo de virus y bacterias, hasta enfermedades
hereditarias -como probabilidad de infarto-... se puede obtener una muestra de
sangre prenatal y configurar bases de datos incluso antes de nacer; o con una
muestra de sangre de un accidente se puede desde el mismo helicóptero
decidir en que hospital aterrizar a efectos de donación de órganos -mientras no
se sinteticen artificialmente o en granjas con donantes como cerdos con HLA
manipulado transgenicamente-.
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CONSECUENCIAS SOCIALES DE LAS PRODUCCIONES A ESCALA DE
BIOCHIPS Y LA GENERACIÓN AUTOMÁTICA DE BASES DE DATOS.
En la última fase de producción a escala los BioChips llevan incorporado un
código de barras -se puede llegar a implantar un microchip a modo de
automatizar su producción y almacenamiento de la información generada-.
Físicamente una vez obtenida la imagen y los datos biométricos la utilidad
física del BioChip hibridado, es irrelevante. Su información se almacena en
discos duros y servidores con múltiples niveles de seguridad informática. No
obstante, se puede pensar en un archivo histórico de los mismos a efectos de
protocolización de datos o verificación de posibles sabotajes informáticos.
Como primera consecuencia se debería hablar de sus ventajas: Por ejemplo,
ante los ya comentados transplantes de órganos con determinación del rumbo
del helicóptero desde la autopista al hospital indicado en el mismo vuelo. En
caso de pandemia de cepa altamente agresiva -mutante de ebola o virus de
gripe aviar- con período de incubación muy corto o guerra biológica con
bacterias o virus transgénicas, la detección masiva y resultados de presencia
ausencia, los BioChips darían una oportunidad.
EL LADO OSCURO de las Bases de datos Biométricos automatizadas.
Aquello que debería ser científicamente neutral, puede considerarse social o
moral y, por tanto, legalmente una catástrofe: La Eugenesia y cuarto nivel de la
evolución. Es decir, la evolución por selección de procedimientos artificiales.
Si entendemos como primera re-evolución la evolución de los elementos en
cosmoquímica hasta dar la tabla periódica; como segunda re-evolución a la de
la molécula capaz de replicarse DNA/RNA e instrumentalizar su entorno
orgánico e inorgánico a sus fines por selección natural; a la tercera re-evolución
a la selección cultural -nuestra fase actual-; podemos considerar que estas
tecnologías, la Biotecnología y los BioChips con ella, pueden generar una
cuarta re-evolución: cuando la selección natural actuará seleccionando
individuos artificiales - transgénicos-. Se puede pensar que todo comenzará por
cuestiones terapéuticas para 'salvar' a pacientes, pero estos protocolos
quedarán formalizados. Si se pretende llegar a sobrevivir en atmósfera 0 o
diferente a la nuestra, quizás deban realizarse algunas 'modificaciones' en
organismos adaptados a gravedad terrestre o geocéntrica (plantas). Por tanto,
la introducción de cualquiera de estos individuos vectorizados dará una gran
ventaja competitiva en un entorno de selección natural. Ej. un maíz transgénico
desplazará a cualquier maíz 'natural' en un mismo ecosistema -en muy pocas
generaciones no quedará ni rastro del pariente primitivo natural. Lo mismo
ocurriría con un niño de estas características en el patio de un colégio -de
hecho los actuales progenitores los seleccionarían por leyes de mercado y
competencia, mejor invertir en un individuo con elevadas probabilidades de
éxito, que en uno que ya nace descalificado-.
De hecho la selección se producirá en las dos posiciones del vector.
Presionando a los 'primitivos naturales' a su extinción 'selección negativa'
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respecto de la unidad de tiempo y 'seleccionando positivamente' a los nuevos
individuos. En este proceso juegan un papel muy importante los BioChips.
Cuando estas bases de datos, por cuestiones de financiación o co-financiación
de los proyectos de investigación -es decir, por co-propiedad- acaben en las
manos de los ejecutivos de instituciones financieras: bancos, seguros de
vida,... y departamentos de personal; esta información determinará quienes
tendrán acceso a una hipoteca, a un trabajo y que cantidad deben pagar por su
seguro médico. Es decir, bloqueo tácito a la reproducción, con sanciones para
su descendencia en caso de tenerla -no podrá acceder a los mismos colegios,
seguros especiales o seguridad social saturada,...-. Por su parte, los nuevos
individuos serán positivamente seleccionados: bajos costes en seguros
médicos compuestos por individuos como ello, conquista de los registros de
propiedad, trabajos de dirección, selección de las mejores hembras/machos -
probablemente de su misma condición-...
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Por: Antonio Ferrer Llabrés 19
CONSIDERACIONES ÚLTIMAS SOBRE LA IMPLANTACIÓN SISTEMÁTICA
DE LAS BASES DE DATOS BIOMÉTRICOS.
En este momento la mayoría de la investigación de I+D está en manos de
instituciones estatales -si bien producen patentes, la mayoría de los resultados
puede considerarse 'sin animo de lucro'-. Por tanto, está información en la
mayoría de casos no es utilizada y es simplemente protocolorizada, o se utiliza
de forma experimental para fines concretos terapéuticos: transplantes de
órganos, diagnóstico, detección de SIDA,...
No obstante, si bien la producción de BioChips a escala abarataría mucho los
costes de los procesos actuales: en la mayoría de los casos se utiliza una
'batería de PCRs'; se siguen utilizando los procedimientos actuales. En gran
parte se debe también a la gran cantidad de ineficiencias y fraude que se dio
en el 'Boom de la tecnología de los Microarrays' a finales de los 90 y principios
del 2000; que tuvo como consecuencia la no permisión en diagnóstico humano.
Se supone que la utilización en producciones a escala requiere de la
intervención del mercado. No exactamente como en su momento se produjo, a
finales de los 90 por subvenciones públicas de incentivo a la inversión privada,
sino por instituciones financieras establecidas con propiedad directa sobre las
patentes. Es decir, un tanto por ciento de la investigación financiada por estas
instituciones.
Paradójicamente esta intervención se presupone en tiempos de crisis. En
tiempos de normalidad económica o crecimiento se puede contar con una
producción de patentes e información no instrumentalizada en la práctica. Sin
embargo -siguiendo el mismo modelo de crecimiento tecnológico en tiempos de
guerra (Ej. Mannhatam project)- es de esperar que cuando aparezca una
recesión económica, por ejemplo; o una pandemia,.. o cualquier crisis política
que repercuta en la economía estos resultados se instrumentalizan y, por su
puesto, se eliminan las ineficiencias en I+D.
Se dice que las crisis económicas son intrínsecas al sistema capitalista, son
cíclicas. Sin embargo en el explendor de los años 20 nadie podía imaginar la
crisis del 29, del mismo modo que ahora no se puede imaginar una situación de
crisis. Se considera que existen suficientes mecanismos de contención y no se
piensa en ello.
En caso hipotético de crisis económica cabe pensar no solamente en reducción
de puestos de trabajo, sino un recorte casi inmediato de los créditos
hipotecarios y restricciones en los sistemas de seguros de vida concretamente,
e incremento del nivel de riesgo en todos los sistemas de seguros.
Según la lógica de las situaciones de crisis los procesos se optimizan en
competición. En este caso, se debe plantear el escenario de que una institución
financiera: bancaria o de seguros (principalmente); se plantee la posibilidad de
seleccionar los clientes según los datos biométricos que determinen la máxima
probabilidad de devolver en los próximos 40 años frente a los sistemas
aleatorios actuales. En este caso se trata de un simple BioChip que detecte las
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Por: Antonio Ferrer Llabrés 20
enfermedades genéticas que se manifiestas después de la edad reproductora -
ej. probabilidad de infarto-; de hecho son la mayoría de las enfermedades
genéticas por la simple lógica que las enfermedades que se manifiestan antes
de la edad reproductora, no se transmiten. Cabe señalar que en nuestro actual
nivel de vida la edad reproductora esta casi en los que en un principio eran los
límites estadísticos de esperanza de vida de la especie. De hecho la
menopausia puede considerarse como una forma de 'muerte biológica'. Es
decir, nuestro 'pool-genético' esta lleno de imperfecciones e irregularidades a
partir de los 30 años y ello ofrece un gran potencial, pues en nuestra sociedad,
es a partir de esta edad cuando se comienza a tener influencia económica. Por
tanto, la selección por BioChips de los individuos a los cuales ofrecer trabajo,
hipoteca, seguro de vida médico con tarifa mínima,... incrementará la eficiencia
de la institución que lo ponga en práctica. Difícilmente cualquier institución
pública puede entrometerse entre los contratos entre particulares con fedatario
público, ni las condiciones de ellos. Si yo dispongo de dinero y tú me lo pides
prestado, tengo derecho a pedirte aquello que garantice su devolución.
Cuando una institución financiera: banco concediendo préstamos hipotecarios,
o bien, un seguro médico jerarquizando tarifas según estado de salud de los
clientes; comience a operar de este modo, por las misma lógica de la selección
natural aplicadas a las leyes de mercado, las otras instituciones deberán
aplicarlo o desaparecerán del mercado.
Ha comenzado el primer aspecto eugenésico de la 4a. re-evolución biológica.
Los individuos defectuosos serán segregados. Se trata de una selección
pasiva: no tendrán buenos trabajos, no podrán pagar una hipoteca, les
condicionará muchísimo a la hora de elegir pareja (estadísticamente en sus
mismas condiciones y su progenie tendrá todavía más problemas: por el
seguro médico no se les aceptará en el colegio...).
Paralelamente se comenzará la fase activa: una vez que se introduzca un
transgénico en un patio de un colegio, las leyes de competencia, abrirán la
'caja de Pandora' a una escalación y expansión por el mismo hecho de
direccionar los recursos hacia seres válidos, apostar por ganadores frente a
resultados inciertos. Paradójicamente muchos de estos protocolos serán
optimizados por cuestiones terapéuticas -terapia genética- y aplicados
finalmente a individuos sanos.
Ambos vectores actuarán sobre la selección natural y cultural de la especie
humana. Una vez que actúen las leyes de competencia de mercado, ninguna
ley jurídica podrá impedirlo. Matemáticamente debería disponer de igual o más
recursos de los que dispone el mercado en cuestión, esta es la misma lógica
por lo cual existe el mercado de las drogas, armas,.. a pesar de su prohibición
legal. De hecho ninguna ley puede oponerse a una costumbre tácita de la
sociedad, si una ley lo intenta, no será respetada: será el fruto de un jurista y
sus argumentos pero sin consecuencias prácticas.
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Por: Antonio Ferrer Llabrés 21
LA AUTOMATIZACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN.
Se ha llamado a los BioChips como el laboratorio en la mano. No obstante la
capacidad de generación de información no se ha probado en todas sus
posibilidades. La explotación máxima de las posibilidades de una tecnología,
normalmente surgen no por competencia sino en situación de crisis. Esta crisis
podría darse en una posible 'pandemia' de las que generaría en la actualidad
una cepa agresiva o un accidente en un laboratorio de seguridad 5.
La tecnología de los BioChips permitiría una sincronización a nivel global de los
proyectos de investigación e investigar una nueva causa en un plazo muy
breve de tiempo dada la flexibilidad de la información generada - en forma
digital y por tanto de transmisión automática a nivel global. Ello permitiría
poden diferentes laboratorios alrededor del planeta en investigación
sincronizada: los resultados de unos pueden servir a los demás, con la posible
especialización de la investigación.
Una de las características importantes, por tanto, de esta tecnología es la
flexibilidad. Es decir, la automatización de la generación de información y la
facilidad en su transmisión. Ello resulta muy útil en la investigación. Por tanto, si
se requiere se puede llegar a automatizar la investigación.
Si hubo un tiempo en que se hablaba mucho en informática de programas
generadores de programas; en bioinformática se puede hablar la producción
automática de biodatos o datos-biométricos. Esta característica es esencial en
los BioChips, y si se ajustan una serie de variables causantes de su
ineficiencia, en su momento permitirán el escaneado de toda la naturaleza
biológica y su almacenamiento en enormes bases de datos y servidores.
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INDICE
PROLOGO
INTRODUCCIÓN.
A.- CONSTRUCCIÓN DE UN BIOCHIP
1.- Portaobjetos
2.- TRATAMIENTO DE LA SUPERFICIE
B.- SINTESIS DE LOS OLIGOS
1.- SELECCIÓN DE LAS SECUENCIAS
2.- SíNTESIS DE OLIGOS.
3.- IMPRESIÓN.
¿REVERSIBILIDAD DE LOS BIOCHIPS?
LA COMPRESIÓN DE LOS PROCESOS.
C.- FASES DE LABORATORIO.
LAB-1: PCR
1.- EXTRACCIÓN DEL DNA DE LAS MUESTRAS-TEXT.
2.- SELECCIÓN DE LOS 'PRIMMERS'.
3.- ACTIVACIÓN DE LA PCR.
LAB-2.1: ELECTROFORESIS
1.- Construcción del gel de Agarosa
LAB-2.2: HIBRIDACIÓN
1.- PREPARACIÓN DE LOS BIOCHIPS.
2.- Lavado y secado de los BioChips.
LAB-3: LECTURA DE LOS BIOCHIPS CON EL 'ANALIZADOR'
(ANALIZATOR).
BREVE DESCRIPCIÓN DEL ANALIZADOR.
TRATAMIENTO DE LA IMAGEN
D.- INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS.
1.- La calidad de la imagen ofrecida.
2.- El resultado contrastado con la plantilla de oligos.
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-------------------
DISCUSIÓN SOBRE ESTA TECNOLOGÍA.
- CONSIDERACIONES SOBRE LA PCR.
- PARADOJA DE LA PRODUCCIÓN: PRODUCCIONES A ESCALA
TRAS DISEÑO ARTESANAL.
- LOW v. HIGH - RESOLUTIÓN. GEOMETRÍA FRENTE A FUERZA.
AMÉRICA FRENTE A EUROPA.
- CONSECUENCIAS SOCIALES DE LAS PRODUCCIONES A ESCALA
DE BIOCHIPS Y LA GENERACIÓN AUTOMÁTICA DE BASES DE DATOS.
- CONSIDERACIONES ÚLTIMAS SOBRE LA IMPLANTACIÓN
SISTEMÁTICA DE LAS BASES DE DATOS BIOMÉTRICOS.
- LA AUTOMATIZACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN.
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PROLOGO
Se trata de un trabajo adaptado a las explicaciones de enseñanza secundaria
y bachillerato. Se pretende introducir al alumno no solamente en el
conocimiento de la existencia de ciertas técnicas de biología molecular
(concretamente Microarrays); sino también una formación crítica sobre las
consecuencias de la utilización de estas tecnologías, sus peligros y sus
ventajas.
Por tanto, a lo largo de las explicaciones se realizarán una serie de
comentarios dirigidos a explicaciones o de simple comentario sobre la actitud
científica y finalmente se pretenderá introducir una serie de cuestiones,
concretamente sobre la problemática de los ‘datos biométricos’ y el control de
estas bases de datos. En este último aspecto más que respuestas se pretende
introducir preguntas en los alumnos.
Por tanto este trabajo tendrá una vertiente dual: un trabajo de formación
introductoria a una serie de técnicas de biología molecular y por otra un
carácter docente con el doble aspecto de comentario crítico de la técnica –
problemas, ventajas y desventajas- y finalmente problemática y peligro de la
utilización de estas tecnologías –la sociedad que se avecina, el futuro
inmediato que los alumnos tendrán que vivir y entender-.
Como profesor de secundaria, por tanto, pretendemos con este trabajo ofrecer
una introducción temática y una serie de reflexiones que nos permita hablar
con propiedad a los alumnos sobre una temática actual, como se dice en el
manual, a nivel de imagen más bien construida por los medios de
comunicación que por los científicos.
Se trata, como dice el manual del curso, de un tema de actualidad y tiene
consecuencias inmediatas tanto en el presente como en el futuro de nuestros
alumnos. Por tanto, siguiendo un nivel introductorio presentamos aquí un
trabajo que tendrá, en caso de ser aprobado, una utilidad dual: formación del
profesorado y docencia de alumnos de bachillerato. Por tanto, se pretende una
explicación de los procesos, renunciando a cierta terminología científica
estricta, en beneficio de una imagen didáctica superior.
Finalmente se pretende superar las barreras del análisis de los procesos
técnicos y crear una reflexión sobre las consecuencias, incluso un debate si la
práctica docente lo permite. Por tanto, dado su doble objetivo se introducirán
reflexiones en el proceso de explicación técnica ofreciendo más que repuestas
-no así en las cuestiones técnicas- preguntas o pretender la simple formulación
de cuestiones en las que los alumnos todavía no habían pensado.
Pretendemos, por tanto, superar los mecanismos de los protocolos de
laboratorio e introducir en el aula la problemática de los resultados y
consecuencias de los mismos. Se trata, por tanto, de un trabajo más bien
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Por: Antonio Ferrer Llabrés 4
docente que estrictamente científico; y consideramos que cumple los objetivos
introductorios del curso.
En cierto aspecto utilizaremos un lenguaje metafórico a efectos de dar una
imagen más precisa al alumnado renunciando a la precisión científica en favor
de la nitidez en 'tabulas rasas' con curiosidad.
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INTRODUCCIÓN
En un primer aspecto trataremos de la construcción de los Microarrays,
después la hibridación de los mismos y finalmente la consecución e
interpretación de los resultados.
Se trata concretamente de Microarrays de baja resolución ‘low resolution’.
Explicaremos las características básicas de estos Microarrays; así como las
diferentes problemáticas en su fabricación.
Continuaremos con la síntesis de los oligos para la implantación de en el
Microarray con la ‘impresora’.
Sigue la Amplificación de las muestras por PCR; con unos comentarios sobre la
genialidad de la esta técnica y su problemática cuando la masa crítica no es
suficiente –ej. Virus del Sida-. También realizaremos unos comentarios sobre la
problemática de conseguir buenos resultados: problemas de contaminación si
expresamos muestras humanas, selección de los ‘primers’,...
Electroforesis para comprobar el resultado de la PCR.
Hibridación del resultado de la PCR con el Microarray. Selección de la ‘base’ y
partícula de señal lumínica –peligros de fotosensibilidad-. Y limpiado con
nitrógeno a efectos de no dañar la imagen.
Escaneado con el ‘analizador’ y breve comentario de su estructura interna y de
como la imagen es recogida por un ordenador.
Cuantificación de la señal y tratamiento de la imagen por técnicas de
amplificación y ajuste de imagen. Agrupación de los resultados (imagen tratada
y datos cuantificados) en una misma página e impresión.
Fase final de interpretación de los resultados con la tabla de los oligos
introducidos en el Microarray. Advertencia final sobre los posibles errores de
interpretación: la estructura molecular de las timinas y las pirimidinas es muy
semejante, luego dan señales semejantes. Se debe tener cuidado ya a la hora
se elegir los oligos seleccionados en el Microarray y tenerlo presente a la hora
de la interpretación del resultado.
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A.- CONSTRUCCIÓN DE UN BIOCHIP
Analizaremos la construcción a partir de la problemática técnica que ofrece:
1.- Portaobjetos: los portaobjetos son construidos de forma Standard
para observaciones en microscopio convencional. Se deben seleccionar los de
mejor calidad, la calidad alemana siempre fue un requisito de garantía; en este
caso, se necesita algo más que un 'made in Germany'. Los portaobjetos son
supervisados uno a uno. Se trata de un 'control de calidad' que normalmente
hacía el departamento de producción, pero que todos los proyectos debieron
aportar un miembro ante un encargo masivo, y me tocó a mí. Se debe
supervisar si los portaobjetos tienen alguna raya, o algún agujero o marca en la
producción. Según me consta eran los mismos que para los microscopios
tradicionales y estos defectos no alteraban los resultados; sin embargo, para
tratar la superficie -otro proyecto se encargaba solamente de superficiesdebían
ser uniformes.
2.- TRATAMIENTO DE LA SUPERFICIE
Se debe conseguir la solución precisa para la fijación de los oligos en la
superficie del BioChip. Un grupo de laboratorio independiente debe ocuparse
de la investigación aplicada a fin de conseguir la superficie exacta. Diferentes
factores, como la hidrofilia o hidrofobia de los productos fijadores deben
tenerse en cuenta.
Estos productos deben ser probados en todo el proceso de generación del
BioChip. La Hibridación, ver como soportan la temperatura; el secado, como
reaccionan al secado con nitrógeno líquido; el resultado final de como afecta a
la 'Biotina' (la molécula que ofrece la señal lumínica al receptor laser del
analizador en una frecuencia de onda de 540 μm) y a la recepción de esta
señal por la cámara del ‘analizator’.
Finalmente la superficie debe ser homogénea. Es decir, todo el BioChip debe
tener la misma densidad y homogeneidad de la capa fijadora de los oligos. Esta
capa no debe ser más intensa o menos según la zona del BioChip, ello podría
modificar la señal. Este factor depende de la viscosidad de la película.
B.- SINTESIS DE LOS OLIGOS
1.- SELECCIÓN DE LAS SECUENCIAS
Las secuencias se hallan principalmente en Internet. La industria farmacéutica
ofrece sus productos y con ellos secuencias de forma gratuita a fin de que se
utilicen sus productos: se trata de la industria de I+D; la industria de la
investigación. Por ejemplo QUIAGEN está interesada en vender su TAGMICROARRAYS
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Por: Antonio Ferrer Llabrés 7
Polimerasa y para ello ofrecerá diferentes secuencias para que el investigador
elija los primers que le interese evitando tener que perder tiempo en
secuenciaciones. Se trata de la investigación para alimentar la investigación.
Si bien la mayor parte de las secuencias de proyectos importantes se
encuentran en Internet; en algunos casos se debe recurrir a la secuenciación.
Pero en este caso, a igual que la síntesis de los oligos, se suele encargar a un
laboratorio especializado.
Si bien la síntesis de oligos y la secuenciación están completamente
automatizadas, el verdadero 'arte', donde realmente está la pericia y
sensibilidad del investigador; es la selección de las secuencias a sintetizar. Se
deben prever los resultados e imaginar posibles confusiones y evitarlas; por
ejemplo, ambigüedad de señales entre purinas y pirimidinas. Si bien
nominalmente Citosina y Guanina son diferentes, la estructura molecular de las
mismas es similar; luego dan señales ambiguas, es decir, se pueden confundir
una con otra. Por tanto; conviene seleccionar secuencias que no ofrecen
ambigüedad.
2.- SíNTESIS DE OLIGOS. Una vez seleccionadas las secuencias se
ofrecen al laboratorio de síntesis para su sintetización.
3.- IMPRESIÓN. Una vez sintetizados estos oligos se envían a
la ‘impresora’ de BioChips.
Problemas en la impresión:
- Contaminación con partículas de polvo. La sala de impresión debe estar
aislada con filtros de aire especiales y los operarios deben llevar trajes estériles
con mascarilla. Deben mantenerse unos protocolos de seguridad y esterilidad;
en caso contrario se pueden desechar una gran cantidad de producción. Muy
importante son las doble puertas de entrada al laboratorio en forma de
esclusas.
- otros problemas serían: secado de las micro-gotas, puntas de impresión
gastadas,... todo ello ofrece malas señales o borrosas o no perceptibles en el
resultado final del BioChip.
- Precisión: la calidad de la impresora determina la calidad de los
BioChips. Según comparación de escalas; el escaso medio metro entre la
fuente de alimentación con los oligos y la precisión entre las microgotas sería la
equivalente a un lanzamiento de un misil intercontinental a unos 6.000 Km. y un
error de precisión de +/- 5m. Existen muchas cosas que pueden ir mal:
contaminaciones de muestras por el operador (acaba analizándose a sí
mismo), múltiples errores de producción,... cabe controlar todas las variables
que son controlables; entre ellas la calidad de los instrumentos. En esto 'made
in Germany' es una buena garantía de calidad, debe reconocerse que los
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Por: Antonio Ferrer Llabrés 8
controles de calidad alemanes son una buena garantía. Si alguien tuvo una
posibilidad de éxito, fueron ellos.
- Problemas de secado de las micro-gotas y el desgaste de las puntas de
la impresora ofrece señales de puntos ambiguas.
Todo ello, la detección de irregularidades se detecta con la 'hibridación control'
que se hace después de la impresión. Se puede detectar la calidad de los
BioChips y decidir si se continua adelante con la remesa.
Por tanto, después de la impresión se debe hacer un experimento control con
simple Biotina, a fin de comprobar la calidad de los BioChips.
REVERSIBILIDAD DE LOS BIOCHIPS.
Se han probado ciertas técnicas para hacer reversible la hibridación. Es decir,
desnaturalización y reutilización. A nivel teórico es posible, no obstante, dado el
bajo precio de las producciones a escala, no se planteó a nivel práctico.
LA COMPRESIÓN DE LOS PROCESOS.
Si bien la PCR comenzó con unos recipientes con soluciones a diferentes
temperaturas y pasando la muestra de unos a otros; ahora se presenta con los
ciclos programados en un mismo aparato.
Si bien es necesario comprobar el resultado de la PCR con una electroforesis;
se puede llegar a pensar en que se sintetizará la PCR con el horno de
Hibridación de modo que todo se pueda realizar 'in situ' en el mismo BioChip.
Existirían algunos problemas por la necesidad de introducción de la Biotina y el
requisito de mantenerse lejos de la luz. Las Tag-Polimerasas -sin necesidad de
congelador- a temperatura ambiente eran a comienzos del 2000 todavía
experimentales.
Salvándose algunos problemas técnicos se puede pensar en la automatización
de los procesos de laboratorio del diagnóstico por BioChip.
En este momento, la generación de bases de datos biométricos, será
automática. Los límites son difíciles de imaginar. (Ver el apartado de
CONSECUENCIAS SOCIALES).
C.- FASES DE LABORATORIO.
LAB-1: PCR
En este proceso es muy importante respetar las reglas de aislamiento y
protocolos de seguridad ante el elevado peligro de contaminación: usar
siempre guantes al manipular las muestras, oligos, y procesos de laboratorio
para realizar la PCR. Este peligro muy elevado al tratar con genes humanos;
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Por: Antonio Ferrer Llabrés 9
pues los operadores también son humanos y pueden acabar autoanalizándose.
Es decir, no comprueban la compatibilidad de los HLA de la
muestra-text, sino su propia compatibilidad. Como se describe al hablar de las
posibilidades de esta tecnología, este peligro -causante de elevados costes
tanto en materiales y tiempo (el mismo cuidado requiere un tiempo extra a
cualquier otro proyecto de PCR con no humanos)- se minimizará con la
automatización global del proceso.
1.- EXTRACCIÓN DEL DNA DE LAS MUESTRAS-TEXT. Ello llega al
laboratorio ya extraído, por diferentes métodos. Dada la facilidad de extracción
y por tanto de contaminación la simple extracción por micro-bolas
magnetizadas -actúan sobre el magnetismo de la molécula- son suficientes; si
bien se suele optar por una extracción completa siguiendo los protocolos.
2.- SELECCIÓN DE LOS 'PRIMMERS'. En este aspecto también se
deben seleccionar la secuencia de la muestra text (muestra incógnita) a
amplificar por PCR. Esta muestra amplificada debe coincidir con los oligos
introducidos en el BioChip para que de señal en el punto concreto del BioChip;
en caso contrario no da señal. Independientemente de que ofrezca señal o no,
el resultado es información. El BioChip siempre consta de unos puntos 'de
control' (experimento control) a igual que la PCR, también consta de ellos y
siempre ofrecen señal en la electroforesis.
3.- ACTIVACIÓN DE LA PCR: Pipeteo de los elementos de la
PCR en los Ependorf: Los 2 Primers (comienzo y final de la expresión),
Nucleótidos (AGCT en DNA y AGCU en RNA), H2O destilada,... y finalmente la
TAG-Polimerasa (QUIAGEN) debido a la conservación en congelador.
Programación de los ciclos en la PCR y esperar el final de las secuencias
LAB-2.1: ELECTROFORESIS
1.- Construcción del gel de Agarosa: dilución, rotación y
calentamiento por microondas. El Bromuro de Etílio se debe introducir al final -
cuando ya este frío - debido a la volatilidad y peligrosidad de esta molécula. Al
ser de tamaño tan reducido se vuelve imperceptible a los sensores humanos:
inoloro, insaboro, invisible... pero dada su pequeño tamaño puede introducirse
perfectamente en el DNA y convertirse en cancerígeno -mutagen químico-. Por
ello deben utilizarse guantes especiales para su manipulación: de otro color
(azules) y de mayor grosor, y por tanto, más caros. Ello se solucionará también
con la automatización de la producción -probablemente la optimización de los
procesos hará innecesario la comprobación del resultado de la PCR o por
costes de tiempo entrarán en las mismas estadísticas de error de hibridación,
las cuales se minimizarán, hasta nivel casi 0-.
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LAB-2.2: HIBRIDACIÓN
1.- PREPARACIÓN DE LOS BIOCHIPS. Los portaobjetos con los
puntos de oligos (microgotas), se recubren conunas superficie de goma cuadra
y dentro se pipetea el producto de la PCR, la biotina y la solución aquosa. Se
recubre con un plástico adherente y se pone en un 'horno de hibridación
adaptado a los BioChips'. Se programan los ciclos y se inicia.
2.- Lavado y secado de los BioChips. Se abre el adherente y se vierte
el liquido restante. Se seca con nitrógeno líquido - para evitar que cualquier
fluido afecte la señal-.
LAB-3: LECTURA DE LOS BIOCHIPS CON EL 'ANALIZADOR'
(ANALIZATOR).
BREVE DESCRIPCIÓN DEL ANALIZADOR. Se trata de un aparato que consta
básicamente de dos parte:
1.- Un láser con una frecuencia de onda adaptada a la señal de la
Biotina. Lo cual ofrece una señal lumínica en la caja-obscura que es recogida
por
2.- una Cámara Digital que ofrece una imagen digital del BioChip con
puntos de luz de diferente intensidad lumínica.
Esta imagen digital aparece en un programa de tratamiento de imagen con la
imagen del BioChip y una cuantificación de la intensidad lumínica de los puntos
en forma de base estadística (a modo de tabla Excel).
EXPORTACIÓN DE LA IMAGEN A LA RED INTERNA A EFECTO DE
CONTINUAR SU TRATAMIENTO CON OTRA TERMINAL y poder liberar el
analizador.
1.- Amplificación y ajuste de la imagen digital -TRATAMIENTO DE LA
IMAGEN- y composición de los datos estadísticos. Todo se sintetiza en una
hoja Word, se nombra según codificación y se imprime.
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D.- INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS.
Una vez conseguido los resultados de laboratorio y bioinformático se comparan
los resultados con los patrones de Oligos que en su momento fueron
introducidos en el BioChip a efectos de sacar las conclusiones oportunas sobre
el contenido de la muestra a analizar.
Dos tipos de consideraciones se deben tener en cuenta a la hora de analizar:
1.- La calidad de la imagen ofrecida.
2.- El resultado contrastado con la plantilla de oligos. Esta forma de
comparación y contraste se hacia manual, se deducía el contenido a partir de la
plantilla de oligos introducida. Se presupone que no existirán muchas
dificultades en automatizar una parte de esta información con el software
correspondiente; con ello los resultados serán sistematizados y almacenados
automáticamente; solamente se deberá recurrir a la plantilla manual en caso de
duda.
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DISCUSIÓN SOBRE ESTA TECNOLOGÍA.
CONSIDERACIONES SOBRE LA PCR.
No entraremos en el mecanismo de la producción exponencial de la secuencia
señalada entre los Primers, teóricamente, hasta el consumo total de los
nucleótidos. Simplemente anotar unas consideraciones sobre la 'Polimerase
Chane Reaction' que una vez alcanzada la masa crítica (ej. el virus del Sida en
sus primeros estadios no es detectable) la amplificación se produce de forma
exponencial; y el modo en que fue descubierto a efectos de abrir la imaginación
científica y situar a los alumnos ante el problema y como solucionarlo.
Problema: la desnaturalización de las proteínas a más de 70°C.
Solución: 'Thermophilus aquaticus'
La búsqueda de soluciones en la naturaleza que ofrece, a quien sabe buscarla
-romper los cánones de que todo está pensado, que todo está en los libroscuando
se tiene definido el objetivo.
De este modo, la selección de bacterias como 'Thermophilus aquaticus' puede
ofrecer soluciones a objetivos actuales o futuros: la conquista del espacio,
llevar vida a otros planetas -de hecho, si atendemos a las definiciones de
ecosistema, ello debe ser anti-ecológico-. Posibles pasos:
1.- Reproducción de la atmósfera objetivo en laboratorio.
2.- Selección de 'cepas resistentes' en ambientes agresivos -
atmósfera objetivo-. A modo como se intenta en la eliminación de las mareas
negras por técnicas convencionales de microbiología -transgénicos en el
ambiente sería probablemente muy peligroso al no existir mecanismos de
control de 'experimentos continentales' dada la imprevisibilidad de posibles
mutaciones fuera de control-.
3.- Manipulación genética de estas cepas resistentes a efectos de
conseguir ciertos productos o sub-productos en el proceso de determinados
substratos -Ej. un mineral existente en la atmósfera objetivo- a fin de con estos
sub-productos conseguir objetivos concretos en las condiciones de la vida y en
la cadena de la evolución. Puede ser simplemente la trasformación de un nivel
de color de la atmósfera a efectos de reducir la temperatura o crear una capa
protectora térmica; hasta llegar, con diferentes pasos -sondas Ependorf en
detonación calculada tras cálculo de tiempos de reacción-, a la obtención de
O2 y condiciones similares a la atmósfera terrestre. Este proceso, en sentido
estricto, debe considerarse 'anti-ecológico-: Biosfera II.
Biosfera II: El arte de la ciencia.
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Dos circunstancias asemejan la ciencia al arte:
1,- El arte de seleccionar los objetivos. Una vez superado el arte
realista, las vanguardias de finales del XIX y principios del XX buscaron nuevas
formas de expresión: sueños, surrealismo,… La ciencia y sus aplicaciones a
finales del XX permite la creatividad en los procesos semejantes a la creación
artística.
2.- La interpretación de los datos. Los datos en principio objetivos
esconden mensajes cuasi hermeneuticos cual la geometría de las
constelaciones en las estrellas. Se trata de saber interpretarlos, el arte de la
interpretación.
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PARADOJA DE LA PRODUCCIÓN: PRODUCCIONES A ESCALA TRAS
DISEÑO ARTESANAL.
Por un lado la gran ventaja reside en el abaratamiento de los costes
proporcional al incremento del número producido. Se trata de una simple
función de economía de escala con un factor de modificación. Los costes fijos
no varían básicamente incrementando el número de información introducida; es
decir, el número de oligos introducidos. La producción de estos oligos está
también sometida a economías de escala. Y todo el proceso de producción se
puede automatizar. Plantas de producción completamente automátizadas, cuya
localización no es un factor determinante, dado la facilidad y seguridad se
puede realizar una distribución global.
La complicación en el proceso se trata de la investigación aplicada: el arte de la
selección de las secuencias. Llamamos arte porque supera al conocimiento
científico estrictamente mecánico - hablamos en su momento de las señales
ambiguas de las purinas y pirimidinas-, por tanto, se trata más bien de una
artesanía; una capacidad que supera a la batería de 'text multiple-choice'. Por
tanto, la gran dificultad es la selección del personal encargado; pueden tener
un muy buen expediente académico y no tener la sensibilidad necesaria para
prever los resultados. De las cuasi infinitas posibilidades de combinación debe
elegir las de un nivel muy elevado de estrategia. Este factor humano, no
cuantificable, fue probablemente una de las causas del fracaso de estas
tecnologías a principios del dos mil. Se podían observar los mismos errores en
todas las ferias especializadas.
No obstante ello, se trata de conseguir información; de una técnica de las
tecnologías de la información. Ello puede tener ventajas a la hora de la
transmisión de resultados y paralelización de los procesos de investigación. Por
ejemplo, el factor tiempo, dado la flexibilidad de los resultados -simples
imágenes digitales y bases de datos biométricos- y dado la simplicidad del
equipo -cuando transportamos el equipo estrictamente necesario a la
Universidad Clínica bastó un coche-, puede sincronizarse en diferentes usos
horarios con transmisión telemática de los datos. Incluso se puede pensar en
una red de laboratorios móviles -camiones o trailers adaptados- para conseguir
tener una productividad global e incrementar la productividad moviendo el
laboratorio unos cuantos miles de km. según necesidad.
Se trata de una producción de información que de hecho se retroalimenta. La
secuenciación original procede de Internet de la industria farmaceutica que la
ofrece con sus productos. El resultado final, el BioChip, es solamente una
patente de las secuencias introducidas.
Probablemente acabó con este mercado la mediocridad de productos que
salieron en aquella época y, por tanto, se desacreditó esta tecnología.
Es técnicamente posible producir productos de calidad, pero se deben seguir
unos protocolos y unos criterios de calidad. Como se dijo en su momento: 'era
un mercado con muchos visionarios y pocos hombres de empresa'.
Básicamente provenían de instituciones públicas y nunca habían asociado la
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Por: Antonio Ferrer Llabrés 15
idea de ganancias según productividad. En el mejor de los casos eran
visionarios, probablemente la mayoría disponía de una serie de técnicas para
justificar resultados y formularios. El mercado no contempla este aspecto
formal y solamente valora resultados de forma Si/No, +/-, 1/0; es una forma de
valoración binaria y no entra en contemplaciones analógicas de informes y
formularios justificativos. Son las leyes de la competencia de mercado, que
realmente nunca asumió el nuevo mercado alemán y probablemente fue la
causa de su ocaso.
Nació como un mercado protegido; según me consta, 1 de cada DM
conseguido en el sistema financiero privado obtenía 8 DM del sector público.
Floreció como mercado de invernadero y desapareció al desaparecer el
soporte institucional público; cayo en caida libre y nunca se levantó. A
diferencia el mercado americano, más acostumbrado al sistema de libre
competencia, no floreció con tanto explendor; pero, tampoco cayó tan
profundamente.
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Por: Antonio Ferrer Llabrés 16
LOW v. HIGH - RESOLUTIÓN. GEOMETRÍA FRENTE A FUERZA. AMÉRICA
FRENTE A EUROPA.
Afimetrix introdujo los Microarrays de alta resolución 'high resolution'. Una
solución de barrido 'scanning' con gran cantidad de información pero muy
particularizada: selección limitada de objetivos.
Por su parte los Microarrays de baja resolución 'low resolution' utilizan más la
estrategia, la logística, la geometría,... el arte de la selección de las secuencias.
En cierto aspecto se puede hablar de la solución europea 'low resolution' frente
a la solución americana 'high resolution'. La extrategia frente al barrido masivo.
Grecia frente a Roma. Armonia frente a ritmo... Desgraciadamente debemos
constatar que la solución romana, americana se ha impuesto.
Llamaremos Microarrays a la solución americana 'high resolution' y para marcar
la diferencia llamaremos Biochips -como los llamaban en Freiburg- a la solución
europea 'low resolution'.
En los BioChips de baja resolución 'low resolution Microarrays', los BioChips
europeos, juega un papel muy importante la logística, la geometría frente a la
fuerza de 'barrido' (scanning) de los 'high resolution Microarrays'. En los
primeros, los BioChips, el 'arte' en la selección de las secuencias determina el
resultado; mientras que en los segundos, los 'high resolution Microarrays' -por
filosofía y frecuencia más americanos que europeos (recordemos CELERA
GENETICS y su secuenciación frente al proyecto Genoma Humano)- hacen
barrido de toda la secuencia; se trataría casi de secuenciadores automaticos
producidos a escala.
Si analizamos las ventajas - desventajas de unos y otros veremos que los 'high
resolution Microarrays' son muy caros frente a los BioChips europeos. Son
también más fiables. Por un lado se necesita uno concreto para cada text; sin
embargo, los BioChips a igual que sus análogos informáticos, pueden crecer.
Es decir, en un mismo portaobjetos puede -como ocurre con el software- tener
versiones más completas, con mayor número de información, mayor número de
secuencias, que pueden crecer y crecer, y crecer... De este modo se puede
llegar con un mismo BioChip saber todo lo que se encuentra en una muestra
de sangre: desde compatibilidad de órganos para la donación en caso de
muerte traumática, hasta todo tipo de virus y bacterias, hasta enfermedades
hereditarias -como probabilidad de infarto-... se puede obtener una muestra de
sangre prenatal y configurar bases de datos incluso antes de nacer; o con una
muestra de sangre de un accidente se puede desde el mismo helicóptero
decidir en que hospital aterrizar a efectos de donación de órganos -mientras no
se sinteticen artificialmente o en granjas con donantes como cerdos con HLA
manipulado transgenicamente-.
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Por: Antonio Ferrer Llabrés 17
CONSECUENCIAS SOCIALES DE LAS PRODUCCIONES A ESCALA DE
BIOCHIPS Y LA GENERACIÓN AUTOMÁTICA DE BASES DE DATOS.
En la última fase de producción a escala los BioChips llevan incorporado un
código de barras -se puede llegar a implantar un microchip a modo de
automatizar su producción y almacenamiento de la información generada-.
Físicamente una vez obtenida la imagen y los datos biométricos la utilidad
física del BioChip hibridado, es irrelevante. Su información se almacena en
discos duros y servidores con múltiples niveles de seguridad informática. No
obstante, se puede pensar en un archivo histórico de los mismos a efectos de
protocolización de datos o verificación de posibles sabotajes informáticos.
Como primera consecuencia se debería hablar de sus ventajas: Por ejemplo,
ante los ya comentados transplantes de órganos con determinación del rumbo
del helicóptero desde la autopista al hospital indicado en el mismo vuelo. En
caso de pandemia de cepa altamente agresiva -mutante de ebola o virus de
gripe aviar- con período de incubación muy corto o guerra biológica con
bacterias o virus transgénicas, la detección masiva y resultados de presencia
ausencia, los BioChips darían una oportunidad.
EL LADO OSCURO de las Bases de datos Biométricos automatizadas.
Aquello que debería ser científicamente neutral, puede considerarse social o
moral y, por tanto, legalmente una catástrofe: La Eugenesia y cuarto nivel de la
evolución. Es decir, la evolución por selección de procedimientos artificiales.
Si entendemos como primera re-evolución la evolución de los elementos en
cosmoquímica hasta dar la tabla periódica; como segunda re-evolución a la de
la molécula capaz de replicarse DNA/RNA e instrumentalizar su entorno
orgánico e inorgánico a sus fines por selección natural; a la tercera re-evolución
a la selección cultural -nuestra fase actual-; podemos considerar que estas
tecnologías, la Biotecnología y los BioChips con ella, pueden generar una
cuarta re-evolución: cuando la selección natural actuará seleccionando
individuos artificiales - transgénicos-. Se puede pensar que todo comenzará por
cuestiones terapéuticas para 'salvar' a pacientes, pero estos protocolos
quedarán formalizados. Si se pretende llegar a sobrevivir en atmósfera 0 o
diferente a la nuestra, quizás deban realizarse algunas 'modificaciones' en
organismos adaptados a gravedad terrestre o geocéntrica (plantas). Por tanto,
la introducción de cualquiera de estos individuos vectorizados dará una gran
ventaja competitiva en un entorno de selección natural. Ej. un maíz transgénico
desplazará a cualquier maíz 'natural' en un mismo ecosistema -en muy pocas
generaciones no quedará ni rastro del pariente primitivo natural. Lo mismo
ocurriría con un niño de estas características en el patio de un colégio -de
hecho los actuales progenitores los seleccionarían por leyes de mercado y
competencia, mejor invertir en un individuo con elevadas probabilidades de
éxito, que en uno que ya nace descalificado-.
De hecho la selección se producirá en las dos posiciones del vector.
Presionando a los 'primitivos naturales' a su extinción 'selección negativa'
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Por: Antonio Ferrer Llabrés 18
respecto de la unidad de tiempo y 'seleccionando positivamente' a los nuevos
individuos. En este proceso juegan un papel muy importante los BioChips.
Cuando estas bases de datos, por cuestiones de financiación o co-financiación
de los proyectos de investigación -es decir, por co-propiedad- acaben en las
manos de los ejecutivos de instituciones financieras: bancos, seguros de
vida,... y departamentos de personal; esta información determinará quienes
tendrán acceso a una hipoteca, a un trabajo y que cantidad deben pagar por su
seguro médico. Es decir, bloqueo tácito a la reproducción, con sanciones para
su descendencia en caso de tenerla -no podrá acceder a los mismos colegios,
seguros especiales o seguridad social saturada,...-. Por su parte, los nuevos
individuos serán positivamente seleccionados: bajos costes en seguros
médicos compuestos por individuos como ello, conquista de los registros de
propiedad, trabajos de dirección, selección de las mejores hembras/machos -
probablemente de su misma condición-...
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Por: Antonio Ferrer Llabrés 19
CONSIDERACIONES ÚLTIMAS SOBRE LA IMPLANTACIÓN SISTEMÁTICA
DE LAS BASES DE DATOS BIOMÉTRICOS.
En este momento la mayoría de la investigación de I+D está en manos de
instituciones estatales -si bien producen patentes, la mayoría de los resultados
puede considerarse 'sin animo de lucro'-. Por tanto, está información en la
mayoría de casos no es utilizada y es simplemente protocolorizada, o se utiliza
de forma experimental para fines concretos terapéuticos: transplantes de
órganos, diagnóstico, detección de SIDA,...
No obstante, si bien la producción de BioChips a escala abarataría mucho los
costes de los procesos actuales: en la mayoría de los casos se utiliza una
'batería de PCRs'; se siguen utilizando los procedimientos actuales. En gran
parte se debe también a la gran cantidad de ineficiencias y fraude que se dio
en el 'Boom de la tecnología de los Microarrays' a finales de los 90 y principios
del 2000; que tuvo como consecuencia la no permisión en diagnóstico humano.
Se supone que la utilización en producciones a escala requiere de la
intervención del mercado. No exactamente como en su momento se produjo, a
finales de los 90 por subvenciones públicas de incentivo a la inversión privada,
sino por instituciones financieras establecidas con propiedad directa sobre las
patentes. Es decir, un tanto por ciento de la investigación financiada por estas
instituciones.
Paradójicamente esta intervención se presupone en tiempos de crisis. En
tiempos de normalidad económica o crecimiento se puede contar con una
producción de patentes e información no instrumentalizada en la práctica. Sin
embargo -siguiendo el mismo modelo de crecimiento tecnológico en tiempos de
guerra (Ej. Mannhatam project)- es de esperar que cuando aparezca una
recesión económica, por ejemplo; o una pandemia,.. o cualquier crisis política
que repercuta en la economía estos resultados se instrumentalizan y, por su
puesto, se eliminan las ineficiencias en I+D.
Se dice que las crisis económicas son intrínsecas al sistema capitalista, son
cíclicas. Sin embargo en el explendor de los años 20 nadie podía imaginar la
crisis del 29, del mismo modo que ahora no se puede imaginar una situación de
crisis. Se considera que existen suficientes mecanismos de contención y no se
piensa en ello.
En caso hipotético de crisis económica cabe pensar no solamente en reducción
de puestos de trabajo, sino un recorte casi inmediato de los créditos
hipotecarios y restricciones en los sistemas de seguros de vida concretamente,
e incremento del nivel de riesgo en todos los sistemas de seguros.
Según la lógica de las situaciones de crisis los procesos se optimizan en
competición. En este caso, se debe plantear el escenario de que una institución
financiera: bancaria o de seguros (principalmente); se plantee la posibilidad de
seleccionar los clientes según los datos biométricos que determinen la máxima
probabilidad de devolver en los próximos 40 años frente a los sistemas
aleatorios actuales. En este caso se trata de un simple BioChip que detecte las
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Por: Antonio Ferrer Llabrés 20
enfermedades genéticas que se manifiestas después de la edad reproductora -
ej. probabilidad de infarto-; de hecho son la mayoría de las enfermedades
genéticas por la simple lógica que las enfermedades que se manifiestan antes
de la edad reproductora, no se transmiten. Cabe señalar que en nuestro actual
nivel de vida la edad reproductora esta casi en los que en un principio eran los
límites estadísticos de esperanza de vida de la especie. De hecho la
menopausia puede considerarse como una forma de 'muerte biológica'. Es
decir, nuestro 'pool-genético' esta lleno de imperfecciones e irregularidades a
partir de los 30 años y ello ofrece un gran potencial, pues en nuestra sociedad,
es a partir de esta edad cuando se comienza a tener influencia económica. Por
tanto, la selección por BioChips de los individuos a los cuales ofrecer trabajo,
hipoteca, seguro de vida médico con tarifa mínima,... incrementará la eficiencia
de la institución que lo ponga en práctica. Difícilmente cualquier institución
pública puede entrometerse entre los contratos entre particulares con fedatario
público, ni las condiciones de ellos. Si yo dispongo de dinero y tú me lo pides
prestado, tengo derecho a pedirte aquello que garantice su devolución.
Cuando una institución financiera: banco concediendo préstamos hipotecarios,
o bien, un seguro médico jerarquizando tarifas según estado de salud de los
clientes; comience a operar de este modo, por las misma lógica de la selección
natural aplicadas a las leyes de mercado, las otras instituciones deberán
aplicarlo o desaparecerán del mercado.
Ha comenzado el primer aspecto eugenésico de la 4a. re-evolución biológica.
Los individuos defectuosos serán segregados. Se trata de una selección
pasiva: no tendrán buenos trabajos, no podrán pagar una hipoteca, les
condicionará muchísimo a la hora de elegir pareja (estadísticamente en sus
mismas condiciones y su progenie tendrá todavía más problemas: por el
seguro médico no se les aceptará en el colegio...).
Paralelamente se comenzará la fase activa: una vez que se introduzca un
transgénico en un patio de un colegio, las leyes de competencia, abrirán la
'caja de Pandora' a una escalación y expansión por el mismo hecho de
direccionar los recursos hacia seres válidos, apostar por ganadores frente a
resultados inciertos. Paradójicamente muchos de estos protocolos serán
optimizados por cuestiones terapéuticas -terapia genética- y aplicados
finalmente a individuos sanos.
Ambos vectores actuarán sobre la selección natural y cultural de la especie
humana. Una vez que actúen las leyes de competencia de mercado, ninguna
ley jurídica podrá impedirlo. Matemáticamente debería disponer de igual o más
recursos de los que dispone el mercado en cuestión, esta es la misma lógica
por lo cual existe el mercado de las drogas, armas,.. a pesar de su prohibición
legal. De hecho ninguna ley puede oponerse a una costumbre tácita de la
sociedad, si una ley lo intenta, no será respetada: será el fruto de un jurista y
sus argumentos pero sin consecuencias prácticas.
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LA AUTOMATIZACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN.
Se ha llamado a los BioChips como el laboratorio en la mano. No obstante la
capacidad de generación de información no se ha probado en todas sus
posibilidades. La explotación máxima de las posibilidades de una tecnología,
normalmente surgen no por competencia sino en situación de crisis. Esta crisis
podría darse en una posible 'pandemia' de las que generaría en la actualidad
una cepa agresiva o un accidente en un laboratorio de seguridad 5.
La tecnología de los BioChips permitiría una sincronización a nivel global de los
proyectos de investigación e investigar una nueva causa en un plazo muy
breve de tiempo dada la flexibilidad de la información generada - en forma
digital y por tanto de transmisión automática a nivel global. Ello permitiría
poden diferentes laboratorios alrededor del planeta en investigación
sincronizada: los resultados de unos pueden servir a los demás, con la posible
especialización de la investigación.
Una de las características importantes, por tanto, de esta tecnología es la
flexibilidad. Es decir, la automatización de la generación de información y la
facilidad en su transmisión. Ello resulta muy útil en la investigación. Por tanto, si
se requiere se puede llegar a automatizar la investigación.
Si hubo un tiempo en que se hablaba mucho en informática de programas
generadores de programas; en bioinformática se puede hablar la producción
automática de biodatos o datos-biométricos. Esta característica es esencial en
los BioChips, y si se ajustan una serie de variables causantes de su
ineficiencia, en su momento permitirán el escaneado de toda la naturaleza
biológica y su almacenamiento en enormes bases de datos y servidores.
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