futuro

Sábado, 17 de octubre de 2009

LA CONFLUENCIA DE DOS CIENCIAS PARALELAS Y COMPLEMENTARIAS

El oro verde de la bioinformática

Viaje al interior de una disciplina entre dos ríos, la informática –el río de los datos– y la biología –el río de la vida–. La extraordinaria experiencia de Oro Verde o cómo se hace carrera al andar.

 Por Matias Alinovi

Un joven investigador, una disciplina naciente, no tienen por delante un destino, como un callejón angosto, sino el complejo y espléndido repertorio de los destinos posibles. En principio, con un poco de suerte, podrán saberlo todo. Al cabo los investigadores se jubilan, y las disciplinas alcanzan una madurez rígida –una esclerosis del discernimiento– que exige un cambio revulsivo, pero en la ciencia el eco de esa ilusión nunca se apaga.

En Oro Verde, localidad bucólicamente apacible, a diez kilómetros de la ciudad de Paraná, Entre Ríos, en lo más alto de una pampa inconstante, con suaves ondulaciones de inaudito campo de golf, funciona la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Entre Ríos (Fiuner). En esa facultad de estudiantes tranquilos mateando en el verde, se dictan dos carreras: desde 1985, Bioingeniería, y desde 2006, la licenciatura en Bioinformática.

EL ANTECEDENTE DE LA BIOINGENIERIA

Puede parecer raro que una facultad de ingeniería no dicte las ingenierías tradicionales y se obstine por incluir la biología en sus programas. Pero esa aparente anomalía tiene su explicación en el desarrollo histórico de la Fiuner. Hasta 1980 allí se dictaba ingeniería electromecánica. Aquel año el gobierno militar cerró la facultad con el argumento de la optimización de recursos dispersos a lo largo del país, que apenas encubría la voluntad de suprimir definitivamente esos nidos de terroristas, las facultades. Por proximidad geográfica, los estudiantes emigraron entonces hacia la Universidad Tecnológica Nacional. Cuando la facultad reabrió sus puertas, en 1984, el panorama había cambiado. La genética, la biotecnología, estaban definitivamente en boga, y el gobierno de Raúl Alfonsín, con gesto inaugural, a instancias de asesores como René Favaloro, impulsaba la creación de carreras relacionadas con aquellas disciplinas, que en el país despuntaban en facultades de Bioquímica. Así surgió la bioingeniería de la Fiuner.

Si en principio la carrera buscó relacionarse con aquellas disciplinas nuevas, con el tiempo los afanes debieron acomodarse a las posibilidades de la estructura científica y académica de la provincia, y la carrera derivó entonces hacia una ingeniería biomédica, una disciplina relacionada con el equipamiento biomédico. Sin embargo, desarrolló, y supo conservar, a instancias de los profesores que acudieron de otras facultades para contribuir a su creación –el doctor Máximo Valentinuzzi, prócer de la biomedicina argentina, de la Universidad Nacional de Tucumán; el ingeniero Luis Florentino Rocha, que por entonces era el director del Instituto de Ingeniería biomédica de Fiuba–, un perfil propio: el del énfasis en la investigación básica.

Hacia 2001, aquella bioingeniería orientada hacia la investigación básica en matemáticas y en física, la primera en Sudamérica –desde el grado, la disciplina sólo podía estudiarse en México–, había adquirido un prestigio nacional.

EL PELIGRO DEL EXITO

A partir de esa experiencia, la Fiuner colaboró en la gestación de carreras de grado equivalentes en San Juan, en Tucumán, en Buenos Aires, a través de la Fundación Favaloro, en Córdoba, en la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad Nacional de Córdoba. Porque se montaban sobre estructuras previas diversas, todas aquellas carreras supusieron potencialidades distintas, pero la multiplicación de la oferta redundó en la merma de la matrícula de Oro Verde: los estudiantes que hasta entonces acudían a Entre Ríos de todo el país ahora podían estudiar en sus provincias. La estructura que funcionaba con algo más de doscientos estudiantes en algunos años pasó a funcionar con cien, y amenazó con quedar obsoleta.

La estrategia fue entonces diversificar la oferta académica de la facultad creando una carrera que recogiera aquella idea original del gobierno de Alfonsín de abrevar en cuestiones de índole biológica, acentuando el sesgo de la investigación básica, que había hecho mella entre los estudiantes. Así nació, en 2006, la licenciatura en Bioinformática. Otra vez la Fiuner era pionera: esa carrera de grado que aún no tiene egresados –en 2010 los alumnos más avanzados estarían cursando el quinto año– tiene equivalentes sólo en Estados Unidos y en Israel.

LA NECESIDAD DE LA BIOINFORMATICA

Tras el exordio de la historia académica, digamos qué es la bioinformática. Del modo más general, es la disciplina que procesa y analiza los datos que la biología irreprimiblemente genera. Si a través de la sistematización, de la taxonomía, la biología siempre procesó datos con afán clasificatorio, en la segunda mitad del siglo XX algo cambió definitivamente. Los biólogos entendieron que las clasificaciones que hasta entonces habían emprendido manualmente debían ser recogidas por la informática, herramienta potentísima. Entendieron, en definitiva, que la biología siempre había llamado a la informática, incluso desde antes de que existiera; que bajo la biología latía una ciencia de la información. Desde un punto de vista epistemológico aquellas sistematizaciones intuitivas, en forma de clasificaciones, o de formulaciones teóricas dispersas, exigían no sólo la potencia, sino sobre todo la coherencia de una herramienta –y de una disciplina– que organizara los datos.

La bioinformática permitiría entonces leer y comprender información cuya existencia estaría señalada por las hipótesis biológicas y, sobre todo, a partir de esa lectura, controlar, acelerar, detener, una serie de procesos naturales.

Sin duda, el aspecto más difundido de la bioinformática es el alineamiento de secuencias, la comparación de dos o más secuencias de estructuras primarias proteicas que permite distinguir las zonas similares que podrían indicar relaciones funcionales o evolutivas entre los genes o las proteínas. Pero hay quienes lamentan esa fama desmedida, que parece reducir a la disciplina a la condición de mera herramienta de la posgenómica, procesadora laboriosa de una masa infinita de datos provenientes del estudio del código genético.

La bioinformática no se limita a procesar datos genéticos. Puede, y debe, operar con los datos del cerebro, de los ecosistemas, de los problemas ambientales o de salud humana. Las neurociencias admiten ya la existencia de una neuroinformática. En ese sentido, es posible, por ejemplo, simular una red neuronal dada que cumpla una determinada función, y entrenarla matemáticamente para ver a través de las interacciones qué tipo de comportamiento sigue, y predecir así la evolución de una determinada función de la corteza cerebral de un primate.

EL DESAFIO EPISTEMOLOGICO

La revolución de la biología comenzó a principios del siglo XX, por la intervención de los físicos, que creyeron que podían aplicar algunos de los métodos con que estudiaban los sistemas materiales inanimados a los seres vivos. Esa intervención produjo un cambio definitivo y movilizó el desarrollo de lo que hoy llamamos biología molecular, la rama más poderosa de las ciencias biológicas. En los años ’50 Watson y Crick –que era físico, además de biólogo– develaron la estructura de la molécula de ADN. Del estudio de la genética surgieron ingentes masas de datos.

Los sistemas biológicos se revelaron entonces como sistemas materiales sumamente complejos, de una complejidad difícil de aprehender con los cánones clásicos de la física, o aun de la cuántica. Y su estudio requirió enriquecimientos ulteriores. Ahora, el afán secreto de la bioinformática es cambiar el paradigma de la biología haciéndola avanzar hacia una formalización: la enorme masa de datos procesados a través de la informática le plantearía nuevas preguntas a la biología, y la reorientaría. El procesamiento de datos induciría preguntas a las que los modelos podrían no conducir naturalmente.

Es lo que está ocurriendo. Antes de 2000, en que fue secuenciado y analizado, el genoma humano se imaginaba como una estructura sumamente compleja en la que todo tenía un sentido. Hoy, para la biología molecular clásica, sólo el cinco por ciento de la información que contiene codifica alguna molécula, de ARN o de proteína. Es decir, al noventa y cinco por ciento de la información los biólogos la llaman basura, ADN basura, y la biología molecular se pregunta por el significado evolutivo de esa información. Allí, necesariamente, deberá intervenir la bioinformática.

El de la bioinformática es un camino que recién empieza. La biología atraviesa una fase de expansión, merced a la mejora de las técnicas de extracción y de secuenciación. Los laboratorios de todo el mundo están obteniendo datos. Del mismo modo en el que Humboldt, o Darwin, o Wallace, en el siglo XIX, recolectaban especies y las clasificaban, hoy se analizan genomas. Y esas investigaciones están, también, impulsadas por un interés económico.

LA NECESIDAD PROFESIONAL

¿Cómo se saldan en la actualidad los problemas de investigación de una disciplina naciente? El director de un laboratorio de biología que trabaja en genoma contrata un informático, y durante años trabajan juntos: a la larga, el informático entiende algo de biología y el biólogo algo de informática. Pero al considerar estas disciplinas que abrevan en dos ríos, sólo las carreras de grado –y no las de posgrado– aseguran que desde el comienzo el estudiante se eduque en dos lógicas científicas diferentes en forma simultánea. A la mañana estudia matemáticas, a la tarde biología. Eso va estructurando una forma multidisciplinar de abordar los problemas, y es lo que anima a la Fiuner en el proyecto de la bioinformática.

Considerar que la disciplina es una mera herramienta de la biología es olvidar que las preguntas que se plantea proceden también de la ecología, de la farmacología, de la epidemiología. Considerar que es una ciencia consolidada es quizás excesivo. En conclusión, la bioinformática estaría a mitad de camino entre esas dos aproximaciones epistemológicas. El proceso está en marcha, y en algún tiempo más –es de esperar– se establecerá como disciplina autónoma. Para entonces, el desafío será el de formar profesionales sólidos en biología, en física, en matemáticas, cuya intervención en el estudio de los sistemas materiales no se limite a cuestiones tecnocráticas. Esos profesionales deberán intervenir críticamente en la biología. Preguntar, antes que procesar.

Para eso se prepara la Fiuner. Si la carrera tiene un sesgo más científico que profesional, el ámbito natural de los egresados serán los laboratorios públicos. En el campo agroindustrial, por ejemplo, podrán colaborar entonces con los desarrollos de la genética de la semilla, sin duda una deuda social. Joven argentino, si te gusta la biología, y las computadoras, ya sabés.

SEMILLAS

Bioinformática y semillas o cómo apoderarse del oro verde

Una de las posibilidades estimulantes de la bioinformática es la de contribuir a apoderarse de la tecnología de los organismos genéticamente modificados. La estrategia, sin embargo, sería complementaria, porque la carrera de grado de la Fiuner está pensada como anclada en la investigación básica en bioinformática. La Universidad de Rosario, a 180 kilómetros de Oro Verde, y la Universidad del Litoral, tienen carreras de biotecnología, carreras de laboratorio, orientadas a la producción de especies genéticamente modificadas, a mecanismos de producción de fármacos, etcétera. De algún modo, las biotecnologías rodean Oro Verde, y la estrategia sería complementaria.

INVESTIGACION BASICA

Que la facultad tiene un sesgo de investigación básica lo prueban las líneas de investigación consolidadas en Oro Verde. Por ejemplo, el procesamiento de señales e imágenes biomédicas. El grupo de la doctora María Eugenia Torres, en particular, trata señales con métodos no convencionales. El biólogo Víctor Casco, del laboratorio de microscopia, que contribuyó a desarrollar la carrera de bioinformática, trabaja en la evolución de los apéndices pares de vertebrados y en el análisis tridimensional de patrones de expresión génica. Las investigaciones aplicadas son numerosísimas. El bioingeniero Ariel Fabio Guarnieri ganó el premio Innovar 2007 con el desarrollo de una microválvula inteligente para el tratamiento del glaucoma. Rubén Acevedo y Gabriel Gentiletti, del Lirins, el Laboratorio de Ingeniería de Rehabilitación e Investigaciones Neurológicas, patentaron un sistema de detección de hipoacusias en neonatos que podría implementarse en los hospitales de la provincia. El ingeniero Bartolomé Drozdowicz, que dirige el grupo de inteligencia artificial, desarrolla investigaciones muy complejas en la toma de decisiones que suponen el tratamiento de grandes cantidades de datos.

LA FIUNER

Funciona en la localidad de Oro Verde, Ruta provincial 11, kilómetro 10, Paraná, Entre Ríos. Tel: (0343) 4975100 /101/077/078

E-mail: [email protected]

Página web: www.bioingenieria.edu.ar

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