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Era agosto de 1952 y los aliados aún saboreaban su victoria en la II Guerra Mundial. Mientras, Alan Turing, el hombre que había salvado miles de vidas al descifrar el código secreto de comunicación de los nazis, el padre de la informática actual y el pionero de la inteligencia artificial, estaba viviendo un infierno. Un tribunal le había condenado a la castración química por ser homosexual, un delito en Reino Unido en aquella época. Su cuerpo de corredor de maratones se había hinchado hasta la deformidad con aquel tratamiento forzoso para aniquilar su deseo sexual. Su cerebro, en cambio, seguía bullendo con ideas excepcionales que marcarían la tecnología y la ciencia muchas décadas después.
En aquellos días Turing publicó un estudio en el que abordaba uno de los procesos más desconocidos y fundamentales de la vida: cómo un embrión forma las diferentes partes de un cuerpo nuevo. Ese proceso, llamado morfogénesis, también lo gobernaba un lenguaje oculto, una programación que indicaba a células idénticas cuándo y dónde hacer un brazo, un riñón, un cerebro y así hasta dar lugar a un nuevo ser vivo. Turing publicó un estudio asegurando que ese proceso está gobernado por un patrón, una red de interacciones que pasó a llamarse patrón de Turing o sistema de Turing.
Las rayas en la piel de una cebra, las manchas de un leopardo, los tentáculos de ciertos animales, la forma de algunas hojas podían deberse a este programa oculto ayudado por unos pocos productos químicos. Turing lo describió con fórmulas matemáticas. Su propuesta fue muy bien recibida en los reducidos círculos matemáticos de la época, pero ignorada por el resto del público. Dos años después, desbordado por su desgracia, Turing se suicidó comiendo una manzana envenenada.
Este año, cuando se cumplen 60 años de su muerte, un estudio demuestra que Turing también tenía razón en lo referente al embrión. El trabajo, publicado en Science, señala que un patrón de Turing gobierna la formación de los dedos en los primeros días de desarrollo. Es algo que se venía proponiendo desde 1979 pero que nadie había logrado confirmar.
“Puede decirse que Turing descifró el código de cómo el cuerpo fabrica sus propias partes”
“Uno de los objetivos de Turing era encontrar la forma más simple de interacción entre dos moléculas que tuvieran una función determinada”, explica a Materia James Sharpe, investigador del Centro de Regulación Genómica de Barcelona y coautor del estudio. “Un embrión temprano, por ejemplo, está hecho de células idénticas, así que, ¿cómo aprenden a formar las diferentes partes del cuerpo, cómo rompen la homogeneidad para formar cosas diferentes?”, pregunta.
EL DIBUJO DE UNA MANO
La clave está en el patrón descrito por Turing. Este hace que unos pocos productos bioquímicos se compenetren para formar patrones, dibujos, formas. En 2010 se demostró que patrones de Turing como estos determinan la pigmentación de la piel de ciertos peces y la distribución de los folículos del pelo y las plumas en embriones de ratón y pollo. Pero, ¿hay más patrones ocultos? Una de las formas de abordar el problema era estudiar la formación de los dedos. Esta puede responder a un patrón que, en general, ejemplifica cómo una masa informe de células iguales se hacen diferentes para formar un órgano o una extremidad. La idea de que un patrón de Turing gobierna este proceso no se había confirmado por dos razones. Primero, nadie había construido un modelo informático que reprodujese al detalle la formación de los dedos siguiendo un patrón. Segundo, no se conocían las moléculas responsables de hacerlo.
El trabajo publicado hoy desvela tres proteínas responsables del patrón de los dedos: Bmp, Sox9 y Wnt, producidas por tres genes. Este grupo produce un dibujo alterno: dedo, espacio, dedo, espacio… y así cinco veces hasta formar una mano en dos dimensiones. “Este proceso dura apenas unas seis horas y al finalizar puede observarse el patrón de cinco rayas que se convertirán en los dedos de una mano”, explica Sharpe.
El equipo admite que puede haber más moléculas involucradas pero estas tres son fundamentales. Cuando se las desactiva, los embriones desarrollan polidactilia, es decir, nacen con más dedos de lo normal. “Esto es un problema muy común que se da en uno de cada 500 nacimientos y la otra teoría vigente sobre cómo sucede este proceso, llamada información de posición, no puede explicar la causa de este problema”, resalta Sharpe. Su equipo cree que este mismo patrón de Turing gobierna la formación de dedos en todos los tetrápodos, el gran grupo de animales vertebrados con cuatro extremidades al que pertenecemos los humanos. “Puede decirse que Turing descifró el código de cómo el cuerpo fabrica sus propias partes”, resalta Sharpe.
En otro artículo complementario en Science, Aimée Zuniga y Rolf Zeller, expertos en genética del desarrollo de la Universidad de Basilea, Suiza, aportan una opinión independiente sobre el estudio. “El próximo reto”, dicen, “será determinar si hay otros mecanismos de Turing que coordinen la formación de dedos con el de otros tejidos de las extremidades como tendones, ligamentos y la anatomía musculoesqueletal”.
La principal aplicación de este hallazgo será en el campo de la medicina regenerativa, concretamente, “en el reemplazo de tejidos dañados”, señala Sharpe. El debido reconocimiento al genio británico llegó demasiado tarde. Su sentencia por homosexual pesó sobre él durante décadas después de su muerte. La mismísima reina de Inglaterra tuvo que interceder con una orden real para retirarla, a finales del año pasado. Tal vez el mayor reconocimiento se lo esté haciendo ahora la ciencia, al apuntar que sus ideas pueden seguir impulsando el conocimiento dentro de años o incluso décadas.
