Capturada por la química: Dorothy Crowfoot Hodgkin

La cuestión no es quien me va a permitir, es quien me va a detener.

Dorothy Crowfoot Hodgkin fue una científica visionaria que dedicó gran parte de su vida a investigar justo en la frontera de la ciencia, disfrutaba implicándose en proyectos que a sus colegas les parecían imposibles. Gracias a su espíritu audaz no sólo logró un descubrimiento brillante, sino un sorprendente conjunto de ellos que la hicieron merecedora del Premio Nobel de Química en 1964.

Nació el 12 de mayo de 1910 en El Cairo, cuando Egipto era una colonia británica, pero desde pequeña vivió en Londres. Su interés por la ciencia, y especialmente por la química, empezó muy pronto, a los 10 años ya realizaba experimentos sencillos en su casa y a los 16 leyó el libro The Nature of the Things, 1926, escrito por William H. Bragg, Premio Nobel de Física en 1915. En esta obra el científico explicaba una novedosa técnica experimental: la cristalografía de rayos X, que permitía «ver» la estructura tridimensional de una molécula y los átomos que la componen. El uso de los rayos X inicialmente revolucionó la física y la química, pero muy pronto hizo lo mismo con la biología. Aquí encontró la joven Dorothy una vocación para toda su vida.

El desarrollo de la cristalografía de rayos X se vio impulsado porque los biólogos empezaban a sospechar que la arquitectura de las moléculas tenía mucho que ver con su comportamiento y sus funciones; la nueva tecnología se adivinó entonces como uno de los enfoques más prometedores para explicar la estructura molecular de las sustancias biológicas de interés para la salud humana.

Básicamente, la técnica consiste en que un haz de rayos X pase a través de un compuesto cristalizado y se disperse de tal modo que el resultado pueda registrarse sobre una placa fotográfica, generando así un conjunto de puntos luminosos. Analizando el brillo de estos puntos, su tamaño y disposición es posible, mediante cálculos matemáticos, deducir la posición tridimensional de cada uno de los átomos del cristal analizado. Las dificultades para su uso radican en que las moléculas de mayor importancia biológica y médica son muy complejas, contienen cientos de átomos y el investigador debe averiguar la ubicación precisa de cada uno de ellos. Los resultados, sin embargo, pueden ser extraordinarios.

Deslumbrada ante las prometedoras posibilidades de la cristalografía, Dorothy Crowfoot confesó en una entrevista: «Fui capturada para toda mi vida por la química y por los cristales». Ciertamente, cuando en 1928 acabó su bachillerato decidió matricularse en la universidad para estudiar ciencias químicas.

Nos parece de interés recordar que por aquellos años las mujeres británicas estaban librando una crítica batalla entre coeducación y «virilidad». En 1927, la Universidad de Oxford sólo tenía una estudiante por cada cinco varones, y la de Cambridge una por cada ocho o nueve varones. A ellas no se les permitía participar en los debates organizados por la universidad, ni tampoco estaban autorizadas a entrar en el restaurante, salvo acompañadas de algún compañero o con la autorización del decano. Pese a que las reivindicaciones femeninas por sus derechos estaban avanzando y empujando a la «virilidad contra las cuerdas», la coeducación completa todavía tardó tiempo en alcanzarse.

No obstante, salvando todos los obstáculos, Dorothy Crowfoot consiguió cursar sus estudios en la Universidad de Oxford (1928-1932). Allí asistió a una conferencia impartida por el cristalógrafo de la Universidad de Cambridge, John D. Bernal (1901-1971), considerado uno de los científicos británicos más brillantes del siglo XX. Fue pionero en el uso de rayos X para estudiar cristales biológicos, especialmente de las proteínas que son los constituyentes químicos más importantes y diversos de las células. Decodificando su estructura molecular esperaba comprender sus propiedades, reacciones con otros compuestos químicos, y su síntesis a partir de moléculas más simples.

Los químicos inorgánicos de los años veinte habían elaborado hermosos edificios para describir el mundo molecular, pero Dorothy Crowfoot pensaba que para completar o corregir los modelos propuestos era necesario «ver» las moléculas. Por ello, decidida a especializarse en el nuevo campo de la cristalografía de rayos X, tomó la decisión de trasladarse a Cambridge a hacer su tesis doctoral. John Bernal, un científico que creía con firmeza en la igualdad de oportunidades para las mujeres, la acogió gustoso en su laboratorio.

Durante su estancia en Cambridge, la joven doctoranda aprendió que no hay fronteras entre las ciencias, que se puede realizar una investigación entre la química, la bioquímica, la física y la cristalografía. Pero también descubrió las dificultades prácticas que encerraba esta última. A lo largo de la elaboración de su tesis, tomó docenas de fotos de cada cristal que quería analizar. Estimó a ojo la intensidad y distribución de miles de puntos luminosos en placas fotográficas y realizó largos y tediosos cálculos matemáticos que, en un mundo que aún no había inventado los ordenadores, llevaban meses e incluso años.

Tras finalizar su doctorado en 1934, Dorothy Crowfoot volvió a la Universidad de Oxford, donde permaneció durante el resto de su vida. Aquí realizó uno de sus trabajos más extensos: descifrar la estructura de la insulina. La molécula era tan complicada que le llevó 34 años revelar su arquitectura. En 1937, tras su matrimonio con el historiador Thomas Hodgkin, su apellido cambió a Crowfoot Hodgkin.

En 1934, las articulaciones de las manos y de los pies de la joven científica empezaron a sufrir dolorosas inflamaciones. Un especialista de Londres le diagnosticó un caso extremadamente severo de artritis reumatoide. En aquel tiempo no había tratamiento para esta enfermedad, que hoy se sabe provocada por un ataque del propio sistema inmune a los tejidos. Pese a que Hodgkin raramente mencionaba el dolor que soportaba, sus manos y pies se fueron doblando y deformando. Ella, sin embargo, nunca claudicó, no permitió que su escritura se modificase y continuó hábilmente con su trabajo basado en mínimos detalles con exquisita exactitud. Según la escritora Sharon B. McGrayne, a la científica le gustaba «pensar con sus manos».

Dorothy Crowfoot Hodgkin tuvo tres hijos, y con los embarazos su artritis reumatoide disminuyó considerablemente. Tras la maternidad siguió profundamente implicada en trabajos de investigación, y confesaba no sentir ningún remordimiento por continuar con su carrera científica: «me parecía que hacerlo era lo natural».

A lo largo de toda la carrera se enfrentó a problemas bioquímicos que estaban justo en los límites de lo que cualquier otro científico consideraba factible, mejoró las técnicas cristalográficas y consiguió desarrollar un sorprendente repertorio de habilidades. Logró desvelar la estructura tridimensional de numerosas e importantes biomoléculas que los químicos orgánicos no habían podido descifrar, como el colesterol en 1937, la penicilina en 1945, la vitamina B12 en 1954, o la insulina en 1969.

El descubrimiento de la arquitectura de la penicilina, por ejemplo, demostró que Crowfoot Hodgkin era una gran cristalógrafa. De hecho, cuando se enteró de que esta sustancia había curado a ratones infectados por bacterias pensó que conocer su estructura molecular permitiría su producción masiva con mayor facilidad, el tiempo le dio la razón. Antes de la penicilina, incluso una pequeña herida o arañazo podía ser letal. Con los miles y miles de víctimas de guerra que había en aquellos años, un medicamento que evitara las infecciones resultaría de vital importancia.

El análisis de la penicilina al principio ofreció grandes dificultades, sin embargo, a comienzos de la década de 1940 Dorothy Crowfoot Hodgkin consiguió una poderosa herramienta para su trabajo: la ayuda procedente de los primeros ordenadores del mundo. Aunque aquellos IBM se parecían más a una enorme calculadora que a las modernas computadoras, las ventajas de uso fueron grandes porque aceleraron la elaboración del modelo tridimensional de la molécula. Y el beneficio final fue el desarrollo de diversas penicilinas semisintéticas que permitieron tratar a miles de personas. Muy pronto los cristalógrafos se convirtieron en los usuarios más entusiastas de ordenadores.

En 1947, con sólo 37 años de edad, Dorothy Crowfoot Hodgkin fue admitida en la Real Sociedad de Londres (Royal Society of London), la asociación científica nacional de mayor prestigio que, con 287 años de historia elegía sólo por tercera vez a una mujer.

Después de la Segunda Guerra Mundial, el laboratorio de Hodgkin empezó a crecer y a contar con un amplio grupo de colaboradores multinacionales y multidisciplinares, que incluían numerosas mujeres. La extraordinaria personalidad de la científica atrajo a la química a diversas estudiantes que normalmente no se habrían interesado por esta materia, incluso la futura primera ministra Margaret Tatcher fue su alumna. Numerosos testimonios indican que Dorothy Crawfoot Hodgkin reveló una combinación única de sorprendente amabilidad, brillantez intelectual y voluntad de hierro para resolver problemas científicos. Sus colegas la definían como «un genio amable».

Creemos que puede ser oportuno recordar que a finales de la década de 1940 y principios de los cincuenta, la cristalografía tuvo también una importancia central en el descubrimiento de la estructura tridimensional del ADN, la molécula más interesante de aquellos años. Y en este gran descubrimiento, como ha sido ampliamente estudiado, también participó una gran cristalógrafa: la británica Rosalind Franklin (1920-1958), que fue capaz de conseguir una de las mejores fotografías de difracción de rayos X de la molécula que almacena y transmite la información hereditaria en todos los organismos vivos, desde las bacterias a los seres humanos.

Volviendo a Crowfoot Hodgkin, señalemos que gracias a su exitoso trabajo con la penicilina tuvo la oportunidad de entrar en contacto con profesionales de la industria farmacéutica y acceder a cristales de vitamina B₁₂, también llamada factor anti-anemia perniciosa. Las personas que no ingieren cantidades suficientes de esta vitamina, implicada en la producción de glóbulos rojos, sufren graves enfermedades que pueden resultar letales. Conocer su estructura completa permitiría sintetizarla en cantidades suficientes como para salvar vidas.

Los químicos pensaban que la arquitectura de la vitamina B₁₂ no podría descifrarse con las técnicas disponibles en aquel momento. Pero Dorothy Crowfoot Hodgkin opinaba otra cosa. Convencida de que sí podía solventarse, emprendió su trabajo con entusiasmo. Finalmente, junto a su grupo de investigación y tras seis años de esfuerzos, en 1956 sacaron a la luz una forma tridimensional totalmente nueva para la química orgánica: la arquitectura de la vitamina B₁₂ quedaba desvelada.

«Lo que significó la estructura de la penicilina en los años cuarenta, lo representó la estructura de la vitamina B₁₂ en la siguiente década: el logro más importante conseguido mediante análisis con rayos X en el campo de los productos químicos naturales», apuntaba admirado el científico Jack Dunitz del Laboratorio de Química Orgánica de Zurich.

En el otoño de 1964 Dorothy Crawfoot Hodgkin fue galardonada con el Premio Nobel de Química en 1964 «por la determinación de la estructura de muchas sustancias biológicas mediante los rayos X». El premio acarreaba también el honor de ser otorgado en solitario, esto es, que no lo compartía con nadie. A los 54 años era la quinta mujer y la primera británica que ganaba el Nobel en ciencia.

Tras el valioso galardón, Dorothy Crawfoot Hodgkin continuó sus investigaciones hasta su retiro en 1977. A partir de estas fechas y pese a desplazarse en silla de ruedas como consecuencia de su artritis, viajó, impartió conferencias y participó en incontables debates sobre ciencia y sobre otro de los temas que despertaban su interés: la paz mundial. Murió en Londres el 29 de julio de 1994 a la edad de 84 años, dejando un valioso legado a la ciencia y un magnífico ejemplo para las mujeres.

Referencias

• Andrade, Ramón (2013). «Un libro lo puede cambiar todo»; post en Flagelum. Impulsando la compresión de la ciencia.
• Herradón García, Bernardo (2013). «Dorothy Crowfoot Hodgkin: científica excepcional»; post en Los Avances de la química.
• McGrayne, Sharon B. (1998). «Dorothy Crowfoot Hodgkin» en Nobel Prize Women in Science, 2nd. ed. Carol Publishing Group. USA
• Videos de Dorothy Crowfoot-Hodgkin describiendo su trabajo en cristalografía, con la insulina y con la vitamina B₁₂.

Sobre la autora

Carolina Martínez Pulido es Doctora en Biología y ha sido Profesora Titular del Departamento de Biología Vegetal de la ULL. Su actividad prioritaria es la divulgación científica y ha escrito varios libros sobre mujer y ciencia.