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Shinya Yamanaka

PREMIOS FRONTERAS DEL CONOCIMIENTO

Biomedicina

III edición

El Premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento en la categoría de Biomedicina ha sido concedido en su tercera edición al científico japonés Shinya Yamanaka por demostrar que es posible reprogramar células ya diferenciadas y devolverlas así a un estado propio de las células pluripotentes.

MENCIÓN DEL ACTA

El Premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento 2010 en Biomedicina se ha otorgado a Shinya Yamanaka, por sus investigaciones, que demuestran que es posible, con una serie limitada de factores definidos, reprogramar células diferenciadas y revertirlas a un estado típico de las células pluripotentes.

El desarrollo de células iPS plantea numerosas cuestiones de Biología básica relacionadas con la pluripotencia y la naturaleza del estado diferenciado y de los programas epigenéticos que confieren a las células sus características específicas. La capacidad de obtener células iPS de los pacientes abre perspectivas insospechadas para descubrimientos médicos con potencial para encontrar nuevas y numerosas estrategias diagnósticas y terapéuticas.

El estudio de las células iPS podría permitir una nueva concepción de las enfermedades genéticas humanas, empleando células y placas de Petri en lugar de tratar a los pacientes como cobayas. Permitirá que se utilicen nuevos métodos de screening celular para buscar fármacos compuestos por moléculas pequeñas que puedan tratar una gran variedad de enfermedades. Y, en última instancia, también permitiría crear tratamientos celulares innovadores, incluso específicos para pacientes, en particular para las enfermedades degenerativas.

Su trabajo supone un cambio de paradigma que ha modificado de manera radical el panorama de la Biología del desarrollo básica. Impulsando el campo de las células madre dentro de la investigación biomédica, el desarrollo de las células iPS ha acelerado la posibilidad de trasladar la medicina regenerativa celular del laboratorio a la clínica.

BIOGRAFÍA

Shinya Yamanaka (Osaka, Japón; 1962) estudió Medicina en la Universidad de Kobe, se especializó  en cirugía ortopédica en el Hospital Nacional de Osaka en 1993 y el mismo año inició una estancia postdoctoral en el Gladstone Institute en San Francisco (Estados Unidos), donde obtuvo un puesto como investigador en 1995. Al año siguiente regresó a Japón, donde, en 2008, asumió la dirección del Centro de Investigación y Aplicación de Células iPS (CiRA) en la Universidad de Kyoto. Desde 2004, permanece vinculado al Institute for Frontier Medical Sciences. Es, además, investigador principal en el Instituto Gladstone para las Enfermedades Cardiovasculares de la Universidad de California, San Francisco (Estados Unidos).

Ha sido profesor adjunto de la Universidad de Osaka, Japón (1996-1999), así como profesor asociado, y posteriormente catedrático, en el Instituto Nara de Ciencia y Tecnología (1999-2003).

Tras recibir el Premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento (2010), obtuvo el Premio Nobel de Medicina junto a Sir John Gurdon (2012). También ha sido galardonado con el Premio Albert Lasker en Investigación Médica Básica (2009), el Wolf Prize (2011) y el Breakthrough Prize in Life Sciences (2013).

CONTRIBUCIÓN

Discurso

Biomedicina, III edición

El velocísimo ritmo al que se suceden estos últimos años los hallazgos en Biología demuestra que el conocimiento no avanza de forma gradual. Los científicos interpretan cada vez mejor las instrucciones genéticas que rigen la construcción de un organismo, y además empiezan a controlarlas a voluntad. Pero incluso en un área en la que parecen agotadas las sorpresas hay descubrimientos que rizan el rizo. Shinya Yamanaka, premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento 2010 en Biomedicina, es autor de uno de ellos. Combinando curiosidad, intuición, voluntad de asumir riesgos y capacidad de trabajo, este cirujano ortopédico nacido en Osaka (Japón) en 1962 ha provocado un auténtico cambio de paradigma en Biología.

En 2006 Yamanaka generó las llamadas células madre de pluripotencia inducida, o células iPS (por sus siglas en inglés), que poseen la capacidad de convertirse en cualquier tipo celular especializado. Hasta entonces, los investigadores creían que esta habilidad era exclusiva de las células madre embrionarias. Las células iPS, sin embargo, se obtienen a partir de células adultas, ya especializadas, que han sido reprogramadas. Con la técnica de Yamanaka, una célula de piel puede acabar dando lugar a cualquier otro tejido sin necesidad –y esta es la aportación genial– de generar antes un embrión. El destino de la célula se redefine; la flecha del tiempo celular se invierte. Un fenómeno considerado hasta hace poco, si no imposible, sí muy improbable. La publicación que presenta el hallazgo en células humanas, logrado además en un tiempo récord, es una de las más citadas en la historia de la Biología (‘Induction of Pluripotent Stem Cells from Adult Human Fibroblasts by Defined Factors’, Takahashi K., et al., Cell 131[5]: 861-72, 2007).

La trayectoria personal hasta este descubrimiento comienza con un joven aficionado al judo y al rugby que estudió Medicina siguiendo el modelo de su médico deportivo. Tras licenciarse en la Universidad de Kobe (Japón), Yamanaka se especializó en cirugía ortopédica en el Hospital Nacional de Osaka, pero escogió el trabajo de laboratorio frente a la clínica tras descubrir en las prácticas en autopsias, y en un grupo de investigación sobre alcoholismo, “la libertad de la investigación”, ha señalado él mismo. Escogió Farmacología y se doctoró en la Universidad de la Ciudad de Osaka en 1993.

Un trabajo sobre ratones transgénicos le reveló lo “fascinante” de la entonces en ciernes investigación en Genética. Manipular genes –ha explicado Yamanaka– aparecía como una forma de tratamiento mucho más precisa que la medicina convencional. Decidido a formarse en esta área en Estados Unidos, donde carecía de contactos, el año de su doctorado Yamanaka escribió una treintena de cartas a los especialistas cuyo trabajo seguía en las revistas científicas.

La Universidad de California-San Francisco lo aceptó como investigador posdoctoral en el Gladstone Institute of Cardiovascular Disease, donde entraría en contacto con las células madre embrionarias. Su hallazgo, entonces, de un gen implicado en la diferenciación de estas células lo cautivó. “Quedé fascinado por la investigación en células madre”, ha explicado. “Cuando tuve mi propio laboratorio decidí que constituirían mi tema principal.”

Pero antes habría de regresar a Japón, en 1996, y enfrentarse a un entorno desfavorable. Como profesor ayudante en el Departamento de Farmacología de la Universidad de la Ciudad de Osaka, apenas contaba con financiación ni espacio de laboratorio. La falta de apoyo le resultaba tan deprimente que consideró abandonar el puesto. Finalmente, tras un período en el Nara Institute of Science and Technology, la Universidad de Kioto le asignó fondos y un laboratorio en 2004.

Tuvo lugar por entonces un suceso trivial, pero decisivo. Yamanaka ha contado que durante una visita a un amigo en una clínica de fertilidad, observó un embrión al microscopio. Y pensó en sus hijas, ahora adolescentes. Decidió que buscaría una manera de evitar el uso de embriones en la investigación. “Soy consciente de que hay muchas personas en contra del uso de embriones humanos, pero también entiendo el valor que las células madre tienen para la Medicina”, dice. “Por eso puse en marcha un proyecto que tratara de convertir células somáticas en células madre sin usar embriones.”

Su fuente de inspiración inicial fueron los experimentos que dieron lugar a las primeras ranas clónicas, en los años setenta, y a la oveja Dolly, en 1996. “Aquello me hizo pensar que debería ser posible reprogramar células somáticas y devolverlas al estado embrionario. Por eso empecé mi proyecto.” A la luz de lo que se sabía en ese momento, la empresa parecía ambiciosa y con alta probabilidad de fallo. Lo que hizo aún más sorprendente la rapidez con que llegaron los resultados. “Al principio creí que sería muy difícil, que nos llevaría veinte o treinta años, pero tardamos menos de una década. Cuando obtuvimos los primeros resultados me sentí muy contento y, al mismo tiempo, sorprendido”, afirma Yamanaka.

Las primeras células adultas reprogramadas fueron de ratón. La comunidad científica lo celebró con asombro y se lanzó a explorar la nueva e inesperada vía abierta por el grupo japonés. Al año siguiente, 2007, Yamanaka y otro grupo en la Universidad de Wisconsin (Estados Unidos) lograron de forma independiente reprogramar células especializadas humanas.

Yamanaka es actualmente director del Center for iPS Cell Research and Application de la Universidad de Kioto (Japón), y catedrático del Institute for Integrated Cell-Material Sciences de la misma universidad. También es investigador sénior en el Gladstone Institute of Cardiovascular Disease de la Universidad de California-San Francisco. Su agenda incluye entre doce y dieciséis horas de trabajo al día, además de largos en la piscina del campus o jogging. Se declara enamorado del Golden Gate de San Francisco.

Su trabajo ha sacudido los fundamentos de la Biología del desarrollo, y probablemente tendrá gran impacto en la Medicina. El jurado del Premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento 2010 en Biomedicina ha destacado en el acta las nuevas perspectivas que abren las células iPS, tanto para la investigación básica como para la clínica, con tratamientos personalizados y fármacos mucho más precisos: la posibilidad de trabajar con células iPS derivadas de los propios pacientes evitaría el “tratar a los pacientes como cobayas”, señala el acta. Hará posible la búsqueda de moléculas de interés farmacológico mediante nuevos métodos de cribaje y, en última instancia, abrirá la puerta a nuevas terapias celulares específicas para cada paciente, en particular para enfermedades neurodegenerativas.

Yamanaka sabe, no obstante, que aún queda trabajo por delante. Su principal objetivo ahora es “hallar la mejor manera de generar células iPS sanas y seguras. Realmente tenemos que asegurarnos de que no producen cáncer”. Pero no duda de que las células iPS acabarán siendo “una realidad terapéutica”.