La pizarra de Yuri: Genoma humano: ¿desilusión o principio?

jueves, 29 de julio de 2010

Genoma humano: ¿desilusión o principio?

Diez años después del primer borrador del genoma humano,
pocos de los avances médicos que se le supusieron han visto la luz.
En biología, en cambio, ha representado una auténtica revolución.

Vamos a ser sinceros: se hicieron unas cuantas promesas pelín entusiastas. Se habló de que en una década podríamos establecer y eliminar el origen común de numerosos males como el cáncer, las enfermedades mentales o los trastornos degenerativos. De que se abriría una era de diagnósticos, tratamientos y fármacos personalizados para cada ser humano en particular. Desaparecerían las malformaciones hereditarias, detendríamos el envejecimiento, accederíamos a un nuevo tiempo donde la enfermedad y la vejez comenzarían a ser cosa del pasado. Se escribieron incontables artículos sobre los riesgos éticos del control sobre el ADN, de las patentes genéticas y los habituales aficionados al síndrome de Frankenstein nos previnieron una y otra vez sobre los peligros de jugar a Dios. El entonces presidente de los Estados Unidos, Bill Clinton, declaró que la decodificación del genoma "revolucionará la diagnosis, prevención y tratamiento de la mayoría, si no todas las enfermedades humanas." Francis Collins, director de la agencia genómica de los Institutos Nacionales de Salud, profetizaba que en diez años tendríamos diagnosis genética de las enfermedades y en cinco años más, los primeros tratamientos. Las corporaciones farmacéuticas destinaron miles de millones de dólares a toda clase de investigaciones asociadas, dando por sentado que los recuperarían con creces de manera inminente.

Bien... ha pasado esa década desde que el Proyecto Genoma Humano –de titularidad pública– y el programa privado de Celera Genomics publicaron el primer borrador de nuestro ADN. Y siete desde que se dio por completado a grandes rasgos. Sin embargo, no parece que estas promesas se hayan cumplido en ningún grado significativo. En realidad estamos un poco como estábamos, con numerosos avances en las ciencias médicas pero ninguna revolución genética digna de mención. El actual director del Instituto Nacional del Cáncer de los Estados Unidos, Harold Varmus (premio Nobel), publicaba recientemente en el New England Journal of Medicine que "sólo un puñado de cambios importantes –algunos tratamientos genéticos específicos para unos pocos cánceres, algunas terapias novedosas para unas pocas tendencias mendelianas y algunos marcadores genéticos fuertes para monitorizar la respuesta a los medicamentos, el riesgo de enfermedades o el riesgo de progresión de enfermedades– se han incorporado a la práctica médica rutinaria." Nicholas Wade, redactor científico del New York Times, lo ha resumido con las siguientes palabras: "tras diez años de esfuerzo, los genetistas están casi de vuelta a la primera casilla en la búsqueda de las raíces de la enfermedad."

La verdad es que, por el momento, cualquiera diría que estamos ante una desilusión. A pesar de los excesos en relaciones públicas, parecía bastante lógico suponer que la lectura del genoma humano conduciría a algunas transformaciones radicales en las ciencias médicas. Los únicos que manifestaron algunas dudas al respecto fueron los partidarios de las hipótesis ambientales de la enfermedad, que denunciaban un cierto fundamentalismo determinista genético en todo este asunto; y seguramente no les faltara su parte de razón, pero aún así se deberían haber conseguido bastantes más cosas. ¿Qué ha ocurrido? ¿Qué falló? Y, ¿hasta dónde falló?

Proyecto Genoma Humano.

La idea original de decodificar nuestro ADN entero surgió en el Departamento de Energía de los Estados Unidos, cuyos intereses y laboratorios llegan mucho más lejos que la mera gestión energética nacional, a mediados de los años '80. En un informe de 1987, este ministerio ya declaraba que su intención era "crear un mapa físico del genoma humano" y en último término "entenderlo", pues "el conocimiento del genoma humano es tan necesario para el progreso continuo de la medicina y otras ciencias de la salud como el conocimiento de la anatomía humana lo ha sido para el estado presente de la medicina." El proyecto, con un presupuesto de tres mil millones de dólares, se inició en 1990 como una cooperación internacional donde también participaron el Reino Unido, Francia, Alemania, Japón, China e India.

La cosa parecía tan prometedora que en 1998 se incorporó la iniciativa privada de Craig Venter, al mando de Celera Genomics, con un presupuesto diez veces inferior (aunque hizo un poco de trampa, incorporando todos los resultados ya producidos por el Proyecto Genoma Humano que estaban disponibles al público a través de GenBank). El caso es que se produzco una especie de carrera durante las últimas etapas de la investigación, que ganó la iniciativa pública por poco, el 7 de julio de 2000.

A pesar de que estas cifras de miles de millones de dólares resultan mareantes, lo cierto es que salió muy barato. Con frecuencia, el desarrollo de un solo medicamento a manos de una compañía farmacéutica necesita diez años de investigación y unos mil millones de dólares. Leer el genoma humano entero en esos mismos diez años y por tres mil millones no parece ninguna exageración, sobre todo si tenemos en cuenta que hubo que desarrollar tecnologías completas que no existían al iniciar el programa: sólo estas tecnologías ya valen  mucho más que tres mil millones. Vamos, que el asunto no fue un desparramo económico y de hecho ha generado bastantes beneficios. Pero, ¡tan lejos de lo que soñábamos...!

Todos distintos, todos iguales.

Varmus ha resumido la situación actual con singular precisión y brillantez: "la genómica es una forma de hacer ciencia, no medicina." En efecto, la secuenciación de nuestro ADN nos ha proporcionado un tesoro de inmenso valor para la biología... cuyas aplicaciones médicas prácticas son todavía muy limitadas. Hemos leído el genoma pero, honestamente, aún no lo hemos comprendido. No lo bastante.

Y es que presenta muchas cosas notables y maravillosas... y diabólicamente complejas de entender. Por ejemplo, el número de genes capaces de expresarse en forma de proteínas es de tan sólo 23.000, cuando los gusanos redondos –supuestamente mucho más básicos que nosotros– presentan 20.000 (cuando se esperaban más de 100.000). La inmensa mayoría del genoma parece ser ADN basura (más técnicamente: no codificante) cuya función es en el mejor de los casos auxiliar y en muchas ocasiones nula, abandonado ahí por la evolución a lo largo de cientos de millones de años; en pruebas con ratones, cuando se retira parte de este "código inútil", no les pasa absolutamente nada. Otras partes del ADN no codificante contribuyen a la transcripción de ARN de maneras que aún no se comprenden bien. La similitud genética entre todos los seres humanos hereditariamente sanos es del 99,5% o superior. El parecido con el chimpancé es tan grande (en torno al 96%) que han surgido voces a favor de incluirlos en el género homo (o a nosotros en el pan). Y con el resto de primates la diferencia no es mucho mayor.

La hipótesis –quizá conjetura– más popular en tiempos recientes es que las diferencias entre seres humanos y entre sus posibilidades de contraer o desarrollar una enfermedad no se corresponden con uno o dos fallos o variaciones en el ADN, sino con una secuencia de complejísimas interacciones entre estas diferencias sutiles; lo que, obviamente, dificulta la posibilidad de identificarlos y corregirlos. Por su parte, los ambientalistas (partidarios de que las diferencias entre seres humanos y su propensión a las enfermedades están mucho más relacionadas con el entorno que con los genes) han encontrado una ocasión única para avanzar su opinión, mediante el sencillo argumento de que estas hipótesis o conjeturas deterministas no pasan de meras especulaciones con los datos actuales del genoma en la mano. Esto se les puede discutir con las enfermedades que tienen un componente hereditario más claro incluso a pesar de vivir desde la infancia en entornos distintos, pero sin duda resulta difícil ahora mismo con aquellas donde ese elemento hereditario es menos seguro. A la luz de lo (poco) que sabemos en estos momentos, este debate no se saldará pronto.

La fiesta de los biólogos.

En términos biológicos más generales, en cambio, la secuenciación del genoma humano y de otras especies ha significado un avance sin igual. A fin de cuentas, no nos podríamos plantear seriamente nada de todo esto si no hubiéramos empezado por leer el ADN, lo que ya constituye un enorme progreso en sí mismo. La ingeniería genética o la biología molecular contemporáneas serían incomprensibles sin los resultados de estos proyectos, que también representan una referencia esencial para la proteómica. En realidad, todo lo que hagan los biólogos a partir de ahora y para siempre estará marcado por este conocimiento antes oculto. Y, conforme vayamos sabiendo más y más, se irá extendiendo a la medicina; aunque quizá no de las formas que supusimos al principio, cuando aún éramos más ignorantes.


Así que, como decía mi abuela, ni tan calvo ni con siete pelucas. La secuenciación del genoma humano ha representado un importantísimo avance biológico con aplicaciones secundarias en la medicina del presente, que muy probablemente se irán incrementando conforme aprendamos más. En cierto modo ha sido una desilusión, pero sólo porque Mamá Naturaleza nos tenía reservado un rompecabezas aún más complejo y fascinante dentro de cada una de nuestras células. Y, sin duda, ha sido un principio: el nacimiento de las ciencias biológicas futuras, con todas las implicaciones médicas que ello supone y supondrá. Como siempre, la ciencia avanza hasta cuando se equivoca; nos equivocamos haciendo promesas exageradas hace diez años, pero el resultado es que ahora sabemos mucho más y mucho mejor. El progreso no es siempre una línea recta, sino un montón de caminos retorcidos que incluyen ocasionalmente alguna vuelta atrás. En el largo plazo, la lectura del ADN se recordará como un gran hito y el momento en que comenzamos a comprendernos a nosotros mismos, profundamente, mejor.

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19 comentarios:

  1. Recuerdo que Dawkins proponía muy someramente una interesante hipótesis acerca de la naturaleza de parte de ese ADN inútil.
    Este ADN sería un ADN parásito, que se estaría aprovechando del trabajo del resto de los genes para su supervivencia.
    La verdad es que la hipótesis me parece atractiva, vista desde la concepción de "gen egoísta" del propio Dawkins.

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  2. Dawkins es el Steve Jobs de la biología, un ególatra... es poco científico otorgar voluntades a estructuras químicas, pero oye, es muy comercial! y queda bien.

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  3. En efecto, creo que Dawkins, como en otras ocasiones, tiende a ignorar las evidencias en contra de sus tesis.

    Lo cierto es que no se ha "descifrado" el genoma. Simplemente tenemos la "sopa de letras" en la cual se han encontrado algunas "palabras" (muchas, de hecho), pero ni por asomo todas. Perdonen si el símil es malo, pero no se me ocurre uno mejor.

    Está claro que la genética tiene un gran papel en la vida. Pero tampoco se han de despreciar los factores ambientales. La genética influye, predispone, pero no determina en casi ningún caso.

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  4. Sin duda que fue un logro importante el conocer la secuenciación del genoma humano, pero esto sólo es el comienzo de un largo camino; el solo hecho de hablar de "lectura del genoma" es ya una exageración descomunal.Poniendo una alegoía, podríamos decir que hemos captado un mensaje, pero desconocemos el idioma en el que está escrito.

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  5. Desde que yo era pequeñito y se estrenó la "2001..." de Kubrick o veíamos series como Espacio 1999, siempre ha pasado lo mismo. Cualquier invento o descubrimiento venía con el plazo para verlo en nuestra vida cotidiana, plazo que nunca se cumplía ni por aproximación. Pero creo que eso sólo se debe al sensacionalismo de los medios. Seguramente los científicos nunca son tan atrevidos.

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  6. En ningun momento las farmaceuticas pensaron que fueran a recuperar nada a corto plazo. La secuenciacion del genoma proporciona algo de informacion para la posterior ingenieria genetica, pero no dice absolutamente nada de las funciones de cada gen, que es algo que todavia se esta investigando y tardara un largo rato. Y no proporciona la informacion necesaria para desarrollar medicamentos. Para desarrollar medicamentos hace falta conocer informacion estructural de las proteinas, lo cual es algo en lo que se esta avanzando a grandes pasos, pero poco tiene que ver con la genomica.

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  7. Hola Yuri.
    Antes de nada quería felicitarte por tu blog. Sinceramente y después de ser gran fan de fogonazos por mucho tiempo, me quedo con el tuyo por contenidos y por lo bien que cuentas historias que de otro modo serian superaburridas.
    Estaba leyendo este post y me he dado cuenta de algo por lo que quería hacer una critica muy constructiva: en todos tus artículos pones fotos pero no sueles incluir pie de foto para que sepamos de que va la cosa como es el caso de esos gráficos psicodélicos que hay más arriba.
    Pues eso, por lo demás sigue así, eres un crack!

    Saludos

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  8. Hay claros ejemplos de que todavía no sabemos muchas cosas. Por ejemplo la sociopatía. Ni siquiera se ha podido establecer si es una enfermedad o no. Algunos atribuyen a los sociópatas (o a veces llamados psicópatas) un origen genético (el famoso cromosoma "chungo"). Otros un mal funcionamiento del cerebro. Otros lo establecen en un mal desarrollo de la sexualidad. Y otros en un origen ambiental (familiar, social, etc). Nuestro código penal no lo considera un eximente, por lo tanto, no es equiprable con una enfermedad. ¿Que es entonces?.
    Como en el caso del genoma humano, espero que se descubra al final, pero ¿cuando será esto?.

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  9. Completamente de acuerdo en la valoración de Pepe. Yo trabajo en protein folding, que incluso en círculos científicos se presenta a menudo como solución a envejecimiento y multitud de enfermedades; pero incluso el día en que conozcamos la base teórica, las aplicaciones tardarán su tiempo en ser desarrolladas.
    Yuri, ¿puedo recomendarte que, al estilo científico, pongas un breve pie explicativo a las fotos? Gracias por el post.

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  10. A lo de los pies de foto:

    Es que, hasta donde yo he podido averiguar, Blogspot no lo soporta. :( Y no creáis que no lo he buscado, porque a mí tampoco me gusta meter los "fotazos" sin explicación.

    Es posible que eso se arregle pronto. ;)

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  11. Y un comentario general antes de irme a dormir: :P

    Lamentablemente, fue un discurso y una opinión generalizada que la secuenciación del genoma proporcionaría resultados médicos prácticos extensivos en un breve plazo de tiempo (y eso incluyó a las compañías farmacéuticas). Temo que soy lo bastante viejo como para recordar lo que se decía, e incluso haberlo dicho yo también. ;)

    Nos equivocamos al sobredimensionar esas posibilidades. Es cierto que en muchas ocasiones son los periodistas los que "exageran el titular", pero en este caso particular se dijo lo que se dijo, y lo dijo personal científico de alto nivel (además de los políticos y periodistas).

    No pasa nada; todos metemos la pata de vez en cuando. Se trata de aprender de los errores, y esa es precisamente la mayor virtud y el mayor poder de la ciencia. ;)

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  12. yo me licencié en bioquímica poco antes del 2000, aunque no ejerzo y se me ha quedado muy atrás lo que aprendí; en parte, por la puñetera manía de embutir las asignaturas en cuatrimestres.

    y mi conclusión tras pasar por la facultad es que estamos ante una ciencia muy-muy-muy joven, que apenas está empezando a rascar la superficie de su área. eso no quiere decir que se sepan sólo cuatro cosas (de hecho, se sabe un montón) y que no se hagan virguerías.

    pero, en realidad, la ingeniería genética tiene más de copia-pega de lo que ya hay en la naturaleza (y de ahí gran parte de la expectativa con el proyecto genoma) que de programación o literatura, ya que existen dos grandísimos problemas, o el mismo visto desde dos puntos de vista, y un tercero ENORME.

    el primero es que el mero conocer la secuencia de la proteína que está codificada en el adn rarísimas veces puede dar idea de su función, aunque a veces existen patrones (como los "dedos de zinc") que te permiten dar pistas. tras obtener una secuencia la pregunta es "¿y esto pa que será?"

    por otra parte, la "ingeniería de proteínas" (diseño de proteínas a partir de una función deseada), que sería problamente el auténtico avance en la aplicación médica, está ahora mismo en el terreno de la ciencia ficción. aunque con las inmunoglobulinas se hacen maravillas (mírense http://en.wikipedia.org/wiki/Henrietta_Lacks y vean lo que hay que agradecer a esta mujer)

    y el problema ENORME es que... la vida no es sistemática. aunque dentro de una célula algunas cosas tienen una lógica que ella misma extrapola a la hora de hacer las cosas, otras simplemente están ahí porque funcionan por el camino más casual, retorcido e inesperado que te puedas imaginar.

    por ejemplo: yuri habla del adn que "aparentemente" no codifica; pero alguna función debe ejercer gran parte de él. la selección darwiniana no tiene ningún problema en cargarse genes completos en unas -relativamente- pocas generaciones en el momento en que dejan de valer. si ese adn no sirviera para nada, ya habría sido muy depurado a lo largo de siglos; con lo que está claro que algo hace. pero a saber cómo.

    para hacerse una idea, una célula es como un motor de coche que se fabricó metiendo piezas de una chatarrería en una hormigonera durante años, revisando fehacientemente el ensamblaje aleatorio de las piezas hasta que pudo funcionar. probablemente haya pistones y todas esas cosas necesarias, pero el control de velocidad lo puede hacer un chicle pegado a un cordel que cierra un tubito que aprieta una palanca que mueve la goma de admisión... etc, etc... sin contar que ese chicle puede servir para más cosas.

    con este ejemplo quiero decir que dar con las explicaciones de algunos mecanismos a nivel celular puede ser una tarea infame. no creo que podamos realmente hacer virguerías a lo blade runner hasta dentro de 50 ó 100 años si llegamos.

    y ya, hablando de decepciones... ¿no os acordáis de que en los 90 todos íbamos a vivir en la realidad virtual? ciberespacio que llamaban.

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  13. gonzalor, por definición un científico es un señor que hace un montón de gilipolleces, muchas veces dando palos de ciego, antes de llegar a una conclusión.

    me gusta poner el ejemplo de los que inventaron el globo aerostático: antes subieron, a una veintena de metros de altura, una gallina, una cabra y otro bicho; no fuera que a semejante altitud faltara el aire.

    en un ámbito más realista, las facultades están macizas de investigadores que hacen experimentos, siempre con mucha ilusión, que al final sólo sirve para descartar su utilidad.

    por otra parte, la investigación (y cuanto más básica mejor) normalmente acaba dando beneficios notables a largo plazo, aunque sólo sea como consecuencia del nuevo punto de partida que establecen. con lo que rara vez se puede hablar de tirar el dinero. ¿fue tirar pasta el aterrizaje en la luna? quizás, pero hoy no tendrías papel de aluminio en casa.

    no me meto a valorar lo que opinas del cambio climático y si lo haces desde cierta ideología más o menos interesada, rollito libertaddigital.com o similar.

    pero negar el fenómeno a estas alturas o restarle importancia SÍ es irresponsable. y (modo irónico on) gracias a que hubo unos científicos muy vendemotos que se dedicaron a estudiar (usando barcos muy caros) los clatratos en el fondo del mar, ahora sabemos lo importantes que son para el cambio climático.

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  14. Hola Yuri! Antes que nada gracias por el artículo, por hacer llegar en "lenguaje mundano" estos conocimientos al gran público. Soy bióloga y empecé mi carrera en el 2002, así que puedes imaginarte que he vivido toda esa revolución muy, muy de cerca y sigo entusiasmada con ello.

    Sólo un apunte: el concepto de "ADN basura" está casi completamente en desuso en investigación, y es que aquellas zonas donde no hay genes cada vez más se está viendo que contienen información vital para la regulación de estos. RNAs cortos y largos no codificantes, elementos repetitivos, pseudogenes... cada vez más atraen la atención de la investigación egnética puntera; ya no se estudian tanto los genes en sí y qué hacen, sino cómo todo ello se regula.

    Por otro lado, quisiera sugerir que tal vez si no puedes poner pies de figura podrías mencionar a qué hacen referencia en el texto.

    Gracias otra vez por tus artículos; no hay uno solo que no me fascine.

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  15. Buen articulo! y buenos comentarios!
    En la naturaleza manda la ley del equilibrio y cambio. si no funciona(y es gasto de energia producirla)desaparece, y si funciona queda hasta el siguiente cambio(o mutacion que tambien es efecto por x razones) y asi constantemente.

    Eso de desarmar el motor hasta dejarlo hecho puras piezas y coger una manivela y decir: y esto como funciona? sin haber tratado de entender el conjunto antes, es caminar hacia atras o de lado como el cangrejo, y eso era el estilo en los 90s.

    Y recordar "que no lo veas no significa que no exista, y que no entiendas su uso no significa que no sirva. Si existe, es casi seguro que sea por algo"

    Saludos
    http://www.biofotografica.com

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  16. Y.....cuando se domine la complejidad recién podrà tener aplicaciones en la medicina .
    Me entusiasma la forma sencilla en que los niños reproducen las células en trabajos prácticos con las enseñanzas básicas que les dan en la escuela y se dan maña para representar el genoma con fideítos pintados.
    Eso parece elemental pero puede que alguno de ellos logre la aplicaciòn correcta del "representado con fideítos pintados"para servicio de la medicina.

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  17. Stelovpflu :bueno tu comentario.
    Todo lo que existe tiene detrás una inteligencia perfecta que costará descifrar ,pero con pasión para solucionar algo (o sea amor)más inteligencia se llega.

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  18. Voet

    En general estoy de acuerdo contigo, aunque tengo que decirte que se ha avanzado en algunas cosas interesantes en prediccion de estructuras proteicas y en proteomica desde que te licenciaste (Que yo no habia ni empezado mi carrera). En cuanto a lo del corta-pega, tienes toda la razón, pero si es cortando y pegando, y llevamos hechas autenticas virguerias biotecnologicas, imagínate cuando podamos imaginar genes sinteticos (No hablo de genes naturales sintetizados por nosotros). Todavía queda muchísimo para eso, pero es prometedor

    En cuanto a lo del genoma, el problema no es que desconozcamos su idioma. De hecho, se conoce desde hace años. Sabemos el orden de las letras y sabemos para que codifican, ya está, eso es el genoma. Lo que pasa es que sacar una aplicación medica de ahí no es tan facil como nos creiamos. Es muy sencillo secuenciar un genoma bacteriano, conocer unas cuantas interacciones y empezar con el ADN recombinante, pero a mayor complejidad del organismo, mayores interacciones entre genes y proteinas, mas dificil será meterle mano.

    En cuanto al tema del ADN no codificante, como dice Alba (Que por cierto empezó la carrera el mismo año que yo :-) ), es un sujeto de investigacion de muchas personas ahora, por las razones que ella misma aduce.

    Decir tambien que es una cuestion de estadística el hecho de que haya muchisimo ADN no codificante: Si solo se contuviera material genetico codificante, cada mutación producida en una célula, por el factor que sea, que son muchos, ya produciria un daño significativo en segun que funcion. Hay muchos mecanismos de reparacion de ADN, hasta que se llega a la apoptosis para descartar posibles celulas cancerosas, pero la primera linea de defensa es que, estadisticamente, cualquier mutacion es mas probable que caiga en una zona que no codifica para nada.

    Saludos

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  19. ¿Desilución o principio?
    ¡Ambas cosas! Es lo que suele ocurrir con la mayoría de los grandes descubrimientos.
    Se puede ver el vaso medio lleno o medio vacío.
    Para mí, es un vaso al que le están ingresando las primeras microgotas.

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