Inútil hasta que dejó de serlo: doce tecnologías que empezaron como pura curiosidad

In English: Useless until it wasn’t.

Las decisiones de financiamiento suelen separar la ciencia en dos montones. Uno se llama útil o aplicada, la que tiene un producto claro al final. El otro se llama básica o impulsada por la curiosidad, y es el primero que se recorta cuando los presupuestos aprietan, bajo el supuesto de que es un lujo. La historia de la tecnología no respalda esa separación. Una parte importante de las herramientas que hoy hacen funcionar la medicina, las comunicaciones y la economía salió de trabajos que no tenían ninguna aplicación a la vista en su momento, y que algunos de sus propios financistas consideraban inútiles.

A continuación hay doce casos. No son anécdotas de pasillo. Cada afirmación enlaza a su fuente: un artículo original indexado en PubMed, un registro del Nobel, una aprobación regulatoria o un relato histórico primario. Donde la versión popular de la historia exagera, la exageración se señala.

Conviene fijarse en la distancia entre la pregunta y el resultado. Este gráfico la muestra para los doce casos, ordenados según cuánto tardó cada descubrimiento en llegar al público.

La edición génica CRISPR, a partir de microbios de una salina

A comienzos de los años noventa, Francisco Mojica, en la Universidad de Alicante, estudiaba un microbio tolerante a la sal, Haloferax mediterranei, tomado de las salinas cercanas a Santa Pola, en el sureste de España. Quería entender cómo soporta una salinidad extrema. En su genoma encontró secuencias cortas de ADN repetidas a intervalos regulares, separadas por espaciadores únicos. No tenía idea de para qué servían. Más tarde acuñó el nombre CRISPR.

En 2003 notó que las secuencias espaciadoras coincidían con el ADN de ciertos virus, y que los microbios que llevaban un espaciador resistían al virus correspondiente. Propuso que CRISPR es un sistema inmune que guarda memoria de infecciones pasadas. Varias revistas rechazaron el artículo, una de ellas sin enviarlo a revisión, antes de que se publicara en 2005.¹ Esa idea preparó el trabajo de 2012 de Charpentier y Doudna, que mostraron que la enzima Cas9 podía programarse para cortar el ADN en un sitio elegido.² Recibieron el Premio Nobel de Química 2020.³ En diciembre de 2023, la primera terapia con CRISPR, para la anemia de células falciformes, fue aprobada por la agencia de medicamentos de Estados Unidos.⁴ Mojica, que partió todo preguntándose por qué un microbio de salina tenía ADN repetitivo, no estuvo entre los premiados.

Los fármacos GLP-1, a partir de hormonas intestinales y veneno de lagarto

Los medicamentos que hoy se venden como Ozempic y Wegovy provienen de dos líneas separadas de investigación impulsada por la curiosidad. En los años ochenta, laboratorios de endocrinología desarmaban el gen del proglucagón para entender cómo el cuerpo regula la insulina. Svetlana Mojsov, junto a Joel Habener, identificó la forma activa de una hormona intestinal, GLP-1, y mostró en 1987 que es un estímulo potente para la liberación de insulina.⁵ No había ningún programa para bajar de peso de por medio. Su aporte fue poco reconocido durante décadas y solo hace poco se ha valorado.

La segunda línea empezó con John Eng, en un laboratorio de veteranos en el Bronx, a quien le intrigaba por qué un lagarto venenoso del desierto, el monstruo de Gila, puede ayunar largos periodos sin que se le desplome el azúcar en sangre. En 1992 aisló de su veneno un péptido, exendina-4, que se parece al GLP-1 humano pero dura mucho más en el cuerpo.⁶ Una versión sintética, exenatida, fue el primer fármaco de esta clase, aprobado en 2005. Luego vinieron análogos de acción más prolongada, y en un ensayo de 2023 con más de 17.000 personas, la semaglutida redujo los eventos cardiovasculares graves en torno a un quinto.⁷ Una advertencia sobre el relato popular: la semaglutida es un análogo de una hormona humana, no un producto del veneno. El veneno del lagarto dio origen al fármaco anterior, la exenatida.

Las enzimas de restricción, a partir de una pregunta sobre virus

A comienzos de los años cincuenta se observó que un virus capaz de crecer en una cepa de bacterias quedaba con frecuencia bloqueado, o restringido, al intentar infectar otra. Hacia 1960, Werner Arber se propuso explicar por qué. Para 1962, él y Daisy Dussoix habían demostrado que el efecto actúa sobre el ADN del virus: las bacterias marcan químicamente su propio ADN y cortan el ADN extraño que no lleva esa marca.⁸

Era genética bacteriana sin ningún producto a la vista. Los artículos de 1962 se titulan simplemente “Especificidad de huésped del ADN producido por Escherichia coli”. Pero la enzima de corte que Arber había predicho, aislada por Hamilton Smith en 1970⁹ y usada por Daniel Nathans en 1971,¹⁰ resultó cortar el ADN en secuencias específicas y predecibles. Eso permitió cortar y pegar ADN de manera confiable. El ADN recombinante llegó en 1973, y con él la industria biotecnológica. El primer producto fue insulina humana fabricada en bacterias, aprobada en 1982. Arber, Smith y Nathans compartieron el Premio Nobel de Medicina 1978.¹¹

La PCR, a partir de microbios de una fuente termal

A fines de los años sesenta, Thomas Brock y su estudiante Hudson Freeze estudiaban si algo podía vivir en las fuentes casi hirviendo de Yellowstone. La pregunta era de biología básica: ¿qué tan caliente es demasiado para la vida? De una fuente a unos 70 grados Celsius aislaron una bacteria nueva, Thermus aquaticus, y la depositaron en una colección pública para que otros pudieran usarla.¹²

Dos décadas después, la reacción en cadena de la polimerasa, concebida por Kary Mullis en 1983, necesitaba una enzima capaz de sobrevivir al calentamiento repetido que se usa para separar las hebras de ADN. La enzima resistente al calor de la bacteria de Brock, llamada Taq, fue la respuesta, y se usó para automatizar la PCR en 1988.¹³ Hoy la PCR está en todas partes: ciencia forense, secuenciación de genomas y las pruebas diagnósticas que se usaron para COVID-19. Brock lo dejó dicho en el título de un artículo de 1997: “El valor de la investigación básica: el descubrimiento de Thermus aquaticus y otros termófilos extremos”.¹⁴ Conviene notar el orden de los hechos: la PCR se inventó primero, y la enzima de la fuente termal fue lo que la hizo práctica.

La proteína verde fluorescente, a partir de una medusa que brilla

Osamu Shimomura quería saber por qué brilla la medusa Aequorea victoria. Desde 1961 recolectó cantidades enormes de ejemplares, entre varios cientos de miles y cerca de un millón a lo largo de los años, para extraer las proteínas responsables. Junto a la proteína que buscaba, aisló una segunda que brillaba de color verde, hoy conocida como proteína verde fluorescente.¹⁵

Durante treinta años fue una curiosidad. Luego, en los años noventa, se clonó el gen y se mostró que brilla al expresarse en otros organismos, sin necesidad de agregar ningún reactivo especial.¹⁶ Eso la convirtió en una etiqueta genética: si se une a una proteína, se puede observar esa proteína dentro de una célula viva. Hoy es una de las herramientas estándar de la biología, usada para seguir tumores, iluminar neuronas y rastrear proteínas en movimiento. Shimomura, Martin Chalfie y Roger Tsien compartieron el Premio Nobel de Química 2008.¹⁷ Douglas Prasher, que clonó el gen primero y dio su copia a los demás, para entonces se había quedado sin financiamiento y había dejado la investigación.

Las vacunas de ARN mensajero, a partir de un trabajo que nadie quería financiar

Katalin Karikó pasó los años noventa en la Universidad de Pensilvania con una pregunta que la mayor parte de su campo había descartado: si el ARN mensajero sintético podía introducirse en las células para que fabricaran una proteína elegida. El cuerpo reaccionaba al ARN de laboratorio con inflamación, y la idea se consideraba un callejón sin salida. Sus solicitudes de financiamiento fueron rechazadas una y otra vez, y en 1995 la universidad la degradó.

Junto al inmunólogo Drew Weissman, investigó por qué el ARN provocaba inflamación. En 2005 publicaron la respuesta: un pequeño cambio químico en los componentes del ARN hace que el sistema inmune lo ignore.¹⁸ El artículo fue rechazado por dos revistas importantes antes de publicarse. Quince años después, ese mismo cambio químico está en las vacunas contra COVID-19 de Pfizer-BioNTech y Moderna, administradas miles de millones de veces. Karikó y Weissman recibieron el Premio Nobel de Medicina 2023.¹⁹ El premio fue específicamente por la química del ARN, no por inventar la vacuna, que también requirió el trabajo de otros grupos en la forma de administración y en la proteína de la espícula.

Los anticuerpos monoclonales, a partir de una pregunta sobre el sistema inmune

En 1975, César Milstein y Georges Köhler, en el laboratorio del Medical Research Council en Cambridge, intentaban entender cómo el sistema inmune genera su enorme variedad de anticuerpos. Para estudiarlo, fusionaron células productoras de anticuerpos con células que se dividen sin parar, y obtuvieron una línea que produce un anticuerpo definido de manera indefinida.²⁰ La técnica, llamada hibridoma, era una herramienta para responder una pregunta básica.

La única mención a un uso en el artículo original fue una frase final: estos cultivos podrían ser valiosos para fines médicos e industriales. Eso resultó ser la base de una industria. El primer anticuerpo monoclonal terapéutico se aprobó en 1986, y hoy son una de las principales clases de medicamentos, incluidos tratamientos para el cáncer y enfermedades autoinmunes, además de la parte activa de los tests de embarazo caseros y de los tests rápidos de antígenos. Milstein y Köhler recibieron el Premio Nobel 1984.²¹ La técnica nunca se patentó. La versión más repetida dice que se negaron por principio, pero el registro es más prosaico: se publicó antes de cualquier trámite, y el organismo a cargo no vio en ella nada claramente patentable.

La telomerasa, a partir de un organismo de charco

Elizabeth Blackburn estudiaba un organismo unicelular de agua dulce, Tetrahymena, que ella misma ha llamado limo de charco. Lo eligió por una razón práctica: tiene una cantidad inusualmente grande de extremos cromosómicos, que era justo lo que quería entender. En 1978 descubrió que esos extremos están hechos de una secuencia corta repetida muchas veces.²²

Con su estudiante Carol Greider, salió a buscar la enzima que construye esas repeticiones. El día de Navidad de 1984, Greider vio la primera señal de ella en un gel.²³ La enzima, la telomerasa, resultó importar mucho más allá de los organismos de charco. La mayoría de los cánceres humanos la reactivan para seguir dividiéndose, lo que la convierte en un blanco farmacológico, y el acortamiento gradual de los extremos cromosómicos es central en la investigación sobre el envejecimiento. Blackburn, Greider y Jack Szostak compartieron el Premio Nobel de Medicina 2009.²⁴ En 2024 se aprobó un inhibidor de la telomerasa para un tipo de cáncer de la sangre.²⁵ Una advertencia: tener telómeros más largos no es sin más algo bueno, ya que la misma enzima que los mantiene también ayuda a crecer a los cánceres, y de aquí no se sigue ningún tratamiento contra el envejecimiento.

El láser, a partir de un experimento mental de 1917

En 1917, Albert Einstein desarrolló una pieza de teoría sobre cómo la luz y la materia intercambian energía.²⁶ Para que las cuentas cuadraran, postuló que debía existir un proceso al que llamó emisión estimulada, en el que una partícula de luz hace que un átomo libere una segunda idéntica. No tenía ningún aparato en mente ni mencionaba aplicación alguna. La idea quedó casi sin uso durante décadas.

Se convirtió en un amplificador de microondas a mediados de los años cincuenta, y en el primer láser en 1960, construido por Theodore Maiman a partir de un cristal de rubí. En sus inicios, al láser se lo describía a menudo como una solución en busca de un problema. Hoy está en los cables de fibra óptica que transportan internet, en la cirugía ocular, en la manufactura y en el escáner de cada caja de supermercado. Dos puntos conviene tenerlos claros: Einstein aportó la física pero no inventó el láser, y Maiman, que construyó el primero, nunca recibió el Premio Nobel. El premio de física de 1964 fue para Charles Townes, Nikolái Básov y Aleksandr Prójorov por el principio de fondo.²⁷

El GPS, a partir de la relatividad

Einstein rehízo nuestra imagen del espacio, el tiempo y la gravedad en 1905 y 1915 por pura curiosidad sobre cómo encaja el universo. No existía la navegación satelital, ni relojes lo bastante precisos como para que los efectos importaran en la vida diaria. Sus teorías están hoy incorporadas al GPS.

Un receptor GPS funciona midiendo el tiempo de las señales que llegan desde los satélites, de modo que los relojes de los satélites tienen que ser extremadamente precisos. Dos efectos de la relatividad actúan sobre esos relojes. Su velocidad los hace atrasar un poco, y la menor gravedad a su altura los hace adelantar, en una cantidad mayor. El resultado neto es que un reloj de satélite gana unos 38 millonésimas de segundo por día respecto del suelo. Sin corregirlo, eso desviaría la navegación en torno a diez kilómetros por día en cuestión de un día. Los ingenieros lo compensan por diseño, ajustando los relojes para que marquen un ritmo equivocado en tierra y así marchen correctamente en órbita.²⁸ El sistema funciona solo porque la teoría de Einstein, nacida de la curiosidad, es correcta.

Los rayos X, a partir de jugar con un tubo

Una tarde de noviembre de 1895, Wilhelm Röntgen experimentaba con un tubo de rayos catódicos, un instrumento habitual de física, cuando notó que una pantalla al otro lado de la sala brillaba aunque nada debería haberla alcanzado. Había encontrado un nuevo tipo de rayo y lo llamó X, por desconocido. No buscaba un instrumento médico.²⁹

En pocas semanas, su imagen de la mano de su esposa, con los huesos y el anillo a la vista, se reprodujo en todo el mundo, y el uso médico fue evidente casi de inmediato. Los rayos X son hoy la base de la radiografía y de la tomografía computarizada, usada cientos de millones de veces al año, y la misma física, aplicada a cristales, sirvió después para determinar la estructura del ADN. Röntgen recibió el primer Premio Nobel de Física, en 1901.³⁰ Se reporta de forma generalizada que se negó a patentar el descubrimiento para que estuviera disponible de forma libre, aunque ese detalle se apoya en relatos secundarios más que en un registro primario.

El cifrado RSA, a partir de la matemática más inútil

En 1940, el matemático G. H. Hardy escribió un libro breve en defensa de la matemática pura, y de la teoría de números en particular, precisamente porque la creía inútil. “Nadie ha descubierto todavía ningún propósito bélico al que sirva la teoría de números”, escribió, y lo decía como elogio.³¹ La teoría de números, el estudio de los números enteros y los primos, se había cultivado durante siglos sin ningún fin práctico.

En 1977, tres investigadores del MIT, Rivest, Shamir y Adleman, construyeron un método para enviar mensajes secretos que cualquiera podía cerrar pero solo el destinatario podía abrir.³² Su seguridad descansa directamente en la vieja teoría de números, incluidos resultados de Fermat y Euler, y en el hecho de que multiplicar dos primos grandes es fácil mientras que deshacer la multiplicación es, en la práctica, inviable. Ese método, RSA, y la idea de clave pública que ayudó a lanzar, protegen hoy la banca en línea, el comercio y prácticamente toda conexión web segura. La rama de la matemática que Hardy apreciaba por no servir para nada terminó asegurando la economía digital.

El patrón

Las fechas de estas historias merecen atención. La emisión estimulada de Einstein precedió al láser en más de cuarenta años, y al GPS en casi un siglo. La teoría de números era antigua antes de asegurar nada. Las enzimas de restricción, la telomerasa y la proteína fluorescente de la medusa pasaron décadas como biología pura antes de convertirse en herramientas. En cada caso, la aplicación no se podía nombrar de antemano, porque nadie sabía que venía, incluidas las personas que hacían el trabajo.

Los mismos doce descubrimientos se pueden leer de otra manera: por dónde empezó la curiosidad y dónde rindió fruto. El próximo gráfico traza cada uno desde su campo de origen hasta su campo de uso.

La curiosidad rara vez rindió fruto en el campo donde empezó. La física construyó internet y la navegación de tu teléfono. Un organismo de charco, uno marino y una bacteria del suelo terminaron en los hospitales. La teoría de números pura aseguró la economía digital. El campo que financia una pregunta muchas veces no es el campo que cobra el retorno.

Por eso la separación entre ciencia aplicada y básica es engañosa. En realidad hay una sola actividad, el esfuerzo por entender cómo funciona la naturaleza, y las aplicaciones salen de ahí, muchas veces décadas después. Tratar ese entendimiento como un desperdicio porque todavía no tiene un producto confunde el orden en que aparecen las dos cosas.

Hay además un costo que no aparece en el presupuesto de este año. Recortar hoy la investigación impulsada por la curiosidad no rompe nada de inmediato. La cuenta llega después, como una tubería vacía. Las tecnologías de la década de 2050 dependen de las preguntas fundamentales que se hacen hoy, y un país que deja de hacerlas descubrirá, veinte o cuarenta años más tarde, que le queda poco propio que aplicar.

Por qué un país pequeño necesita ciencia básica

Para un país pequeño es tentador tratar la investigación básica como un lujo de los países ricos, y concluir que el camino eficiente es dejar que los países grandes hagan el trabajo fundamental y aplicar los resultados en casa. Ese razonamiento tiene dos fallas.

La primera es que nadie va a estudiar tu propia naturaleza por ti. Los desiertos, los fiordos, los bosques, los suelos y las aguas costeras de Chile, y los organismos que viven en ellos, no están en la agenda de investigación de nadie más. Entenderlos es la base para gestionar la pesca, el agua, la agricultura, la conservación y la bioseguridad, y ese entendimiento hay que construirlo localmente, a partir de trabajo fundamental sobre los sistemas locales. No se puede importar.

La segunda es que usar bien una tecnología sigue requiriendo personas que la entiendan al nivel en que fue creada. Un país que solo adapta lo que otros descubren queda dependiente de ellos, y no puede responder las preguntas mecanísticas cuyas respuestas se convierten en las tecnologías de la próxima generación. Construir esa capacidad, las personas, la formación y las preguntas, es en sí misma la inversión de largo plazo. No se trata de copiar investigación extranjera y probarla en casa. Se trata de entender la naturaleza lo suficiente para administrarla, y de hacer las preguntas fundamentales de hoy para sostener las tecnologías de mañana.

Nada de esto significa que todo proyecto básico rinda frutos, ni que la investigación aplicada no importe. Significa que la línea entre ciencia útil e inútil no es visible al comienzo, que recortar el lado básico vacía una tubería que el país va a necesitar después, y que un país pequeño, más que ningún otro, no puede darse el lujo de dejar de hacer preguntas fundamentales sobre su propio mundo.

Referencias