La resistencia a los antibióticos es un ejemplo real de la evolución darwiniana en acción en la naturaleza. Sin embargo, normalmente implica cambios a pequeña escala y un sacrificio de aptitud: la ruptura de mecanismos moleculares útiles en una célula. Es una forma de evolución, pero no muestra una evolución creativa significativa. Entonces, ¿cómo lo combatimos?
En mi artículo reciente «¿Necesita la ciencia médica la ciencia evolutiva?», Hablé de cómo luchamos contra la resistencia a los antibióticos mediante el uso de principios de diseño inteligente, es decir, el hecho de que existen límites en la cantidad de organismos que pueden evolucionar en ausencia de un diseño:
En la lucha contra la resistencia a los antibióticos, la teoría de Darwin en realidad proporciona poca orientación. De hecho, todo lo contrario. Como ha escrito aquí el profesor de neurocirugía de SUNY, Michael Egnor, “el darwinismo nos dice que … las bacterias sobreviven a los antibióticos a los que no son sensibles, por lo que las bacterias no muertas eventualmente superarán en número a las bacterias muertas. Eso es todo.»
Para crear fármacos que sean más astutos que las bacterias en evolución o las células cancerosas, los investigadores biomédicos deben utilizar un proceso de Diseño Inteligente. Crean cócteles de drogas que se basan en el hecho de que existen límites a la cantidad de seres vivos que pueden evolucionar por sí mismos. Lejos de ser una prueba de la teoría darwiniana, las bacterias resistentes a los antibióticos apuntan a lo que Michael Behe ha llamado «el borde de la evolución», más allá del cual los procesos darwinianos no dirigidos son impotentes.
En términos simples, la evolución darwiniana tiende a funcionar bien cuando solo se necesita una mutación para dar una ventaja. Pero cuando necesita múltiples mutaciones para obtener una ventaja, el proceso tiende a atascarse. Al arrojar muchos antibióticos a un organismo, lo obligamos a desarrollar muchas mutaciones, más de las que la evolución darwiniana puede producir, para sobrevivir. De esta forma, podemos vencer a los microbios resistentes a los antibióticos.
Para explicarlo con más detalle, supongamos que por cada antibiótico que le arroje a un organismo que causa una enfermedad, una sola mutación en el insecto puede evitarlo. Cuantas más drogas le arrojes al insecto, más mutaciones debe evolucionar para volverse resistente. Al hacer esto, podemos apilar las probabilidades a nuestro favor: el error tiene que evolucionar muchas mutaciones para sobrevivir. Pero solo un medicamento tiene que funcionar para matar al organismo.
Por ejemplo, supongamos que arroja un cóctel de cinco antibióticos a algunas bacterias patógenas. Incluso si desarrolla resistencia a cuatro de ellos (aún lo cual sería muy poco probable), si el quinto fármaco funciona para matar al organismo, entonces ha vencido el error. A medida que le arroja más antibióticos, la probabilidad de que su resistencia evolucione disminuye a un ritmo exponencial. Las probabilidades de que surjan todas las «mutaciones de resistencia» necesarias en un solo organismo son tan bajas que, estadísticamente, no va a ocurrir.
Nuevamente, si apila las probabilidades a su favor creando una situación en la que un organismo no puede desarrollar las mutaciones necesarias para evadir su cóctel de medicamentos, puede vencer la evolución de la resistencia a los antibióticos. Solo funciona porque hay límites sobre cuánto pueden evolucionar las cosas.
Hablando de eso, aquí hay una carta reciente al editor en el New York Times, del Dr. M. William Audeh de la Facultad de Medicina de UCLA. Hace lo mismo con respecto a la lucha contra el cáncer. Como se observa correctamente en la carta, el cáncer es esencialmente un proceso darwiniano:
George Johnson observa correctamente que la inmunoterapia para el cáncer se basa en «principios darwinianos», pero la importancia esencial de la biología evolutiva para comprender y tratar el cáncer se extiende mucho más allá.
El cáncer implica un crecimiento de células fuera de control. En su estado natural, nuestras células están restringidas en su reproducción por varios mecanismos moleculares en nuestro genoma. Sin embargo, con el tiempo, las mutaciones hacen que esas limitaciones se rompan. Cuando esto sucede, una línea celular humana puede comenzar a reproducirse salvajemente, creando un tumor canceroso.
Ahora nuestro genoma tiene muchos controles contra esto. Es por eso que el cáncer no suele aparecer temprano en la vida. Pueden pasar muchos años y muchas replicaciones de nuestras células para que ocurran todas las mutaciones necesarias y para eliminar todas las barreras genómicas al crecimiento celular descontrolado.
Y tenga en cuenta que los tipos de mutaciones que ocurren para causar cáncer no son constructivos, son destructivos, en el sentido de que están rompiendo los mecanismos moleculares naturales y los puntos de control genómicos incorporados que impiden la replicación celular. Sin embargo, una vez que se obtienen todas las mutaciones correctas (o mejor dicho, incorrectas), se puede producir cáncer.
En cierto sentido, entonces, el cáncer surge a través de un proceso darwiniano de mutación y replicación. El cáncer es una característica de multimutación que implica la involución o destrucción de las limitaciones genómicas sobre la proliferación celular.
Ahora que entendemos cómo funciona el cáncer, ¿cómo lo combatimos? Lo hacemos de la misma manera que luchamos contra la resistencia a los antibióticos: basándonos en el hecho de que existen límites sobre la rapidez (o la cantidad) que pueden evolucionar las células. El Dr. Audeh hace este punto exacto:
El cáncer en un individuo debe considerarse como una “especie invasora” que perturba un ecosistema, una población de células con una diversidad genética extraordinaria, que posee la capacidad de adaptarse eventualmente a casi todas las terapias que aplican los oncólogos. El objetivo, en términos darwinianos, debería ser reducir la diversidad genómica en la población de células cancerosas al apuntar estratégicamente a las vías clave de crecimiento y supervivencia que le han permitido desarrollarse. La secuenciación genómica de tumores, células tumorales circulantes y ADN libre de células nos está proporcionando la información necesaria para hacerlo. Dirigirse a estas vías con combinaciones de fármacos sin resistencia cruzada para superar el potencial adaptativo de la población puede producir un «cuello de botella» poblacional con baja diversidad, los requisitos clave para llevar una especie a la extinción.
Él dice que matamos las células cancerosas mediante el uso de muchos («combinaciones de») medicamentos, más de los que posiblemente puedan desarrollar resistencia.
Cuando dice que podemos «superar el potencial adaptativo de la población», quiere decir que hay límites a la cantidad de células cancerosas que pueden evolucionar. Si diseñamos inteligentemente combinaciones de medicamentos que requieran más mutaciones de las que podrían surgir a través de la evolución darwiniana, entonces matamos las células cancerosas antes de que evolucionen mutaciones para evadir nuestras técnicas de terapia.
Entonces, sí, el crecimiento de cáncer en un organismo, al igual que la proliferación de microbios resistentes a los antibióticos, es un proceso de evolución darwiniana. La diferencia entre el cáncer y la evolución darwiniana en el mundo real es que en el cáncer, si no se trata, las células que mejor sobreviven y se reproducen terminan finalmente matando a su anfitrión y destruyendo su propio entorno. Pero el cáncer nos ayuda a comprender el tipo de cambios que puede producir la evolución darwiniana. Es muy bueno para romper cosas, como destruir barreras moleculares para el crecimiento celular. Pero no es bueno para crear algo nuevo, como desarrollar todas las mutaciones necesarias para evadir los medicamentos contra el cáncer.
Los principios darwinianos nos ayudan a comprender cómo funciona el cáncer. Al mismo tiempo, el cáncer señala los límites de las explicaciones evolutivas. El pensamiento darwiniano generalmente asume que no existen restricciones sobre la cantidad de organismos que pueden evolucionar. Se necesitan conocimientos de la teoría del Diseño Inteligente, que de hecho existen límites o una «ventaja» para la cantidad de organismos que pueden evolucionar, para vencer a los microbios resistentes a los antibióticos o las células cancerosas y llevarlos a la extinción con éxito.
Imagen: � Minerva Studio / Dollar Photo Club.
Artículo originalmente publicado en inglés por Casey Luskin en Evolution News