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Publicado el 14 Enero, 2019 por Toni Pradas en Ciencia
 
 

AVANCES CIENTÍFICOS EN 2018

De la intimidad de la célula a la intimidación celular

La especializada revista Science dio a conocer su ya tradicional lista anual con la que privilegia la importancia de las investigaciones según sus impactos de cara al futuro
Ciencas (Ilustración: DOMINIO COMÚN)

(Ilustración: DOMINIO COMÚN)

Por TONI PRADAS

Como cada año, los editores de la influyente revista Science se mojaron el pulgar para hojear y descubrir de entre miles de investigaciones publicadas, los 10 más significativos descubrimientos de la ciencia en 2018. Son esos que –se nos antoja interpretar de esta manera– dieron los enviones más fabulosos hacia el futuro.

Menuda tarea. No fueron pocos los resultados de esfuerzos cerebrales que transformaron la forma de vivir del ser humano y que lo ayudan a adaptarse a un mundo de cambios constantes.

Como ya es habitual, BOHEMIA ofrece a sus lectores el repaso anual de Science a riesgo de que, por tan poco espacio disponible, la envergadura de esos aciertos que merecen ser un festín para el conocimiento, apenas sea una probadita para el alma divertir.

1.- Paparazzi tras las células

No le tembló el pulso a la prestigiosa publicación para elegir una investigación de ciencia básica –más bien, el desarrollo de tres tecnologías– como la de mayor avance durante el aniversario 138 de la fundación de esta revista en Nueva York.

Se trata de una nueva forma de ver cómo se desarrolla un embrión por completo, entendiendo a cada paso qué genes están activos y qué células se dividen para formar los tejidos y los órganos. El homenaje, claro está, recae sobre varios grupos científicos.

Semejante deferencia es bien merecida, en tanto resulta una puerta hacia una línea de investigación sin precedentes. Como fotógrafos de chismes, los atinados ya pueden observar con total libertad lo que pasa en cada una de las unidades fundamentales de un organismo y en cualquier momento: en embriones, ver cómo crecen; en adultos, cómo se mantienen las células.

Antes, no siempre se podía hacer o no se alcanzaba para un animal completo. Pero ya se consigue escudriñar en su “vida íntima”: en un organismo que se desarrolla, que forma órganos, que crece, que reemplaza células viejas, que regenera tejidos dañados o que enferma. Dicho en otras palabras, es una potente herramienta biológica y médica que responderá a muchas preguntas sobre células madre y enfermedades como el cáncer.

Nuevos medicamentos basados en el silenciamiento de la expresión de los genes, buscan inactivar la producción de proteínas defectuosas que pueden acabar provocando enfermedades. (Ilustración: PIXABAY)

Nuevos medicamentos basados en el silenciamiento de la expresión de los genes, buscan inactivar la producción de proteínas defectuosas que pueden acabar provocando enfermedades. (Ilustración: PIXABAY)

El método se llama “secuenciación del ARN de una única célula”, abreviado como scRNA-seq en inglés, o transcriptoma de una sola unidad microscópica. Se denomina así porque separa todas –una por una– de un animal completo y las analiza por separado.

De ellas, se secuencia (precisemos: se transcribe en ciertas circunstancias) su ARN, la molécula que dirige la síntesis de proteínas. Así, se puede saber qué genes están activos en cada célula y en qué momento. (Si para la secuenciación del ADN se habla de genoma, para el ARN el término correcto es transcriptoma).

Usado en embriones, junto a compuestos fluorescentes que se puedan ver al microscopio, o en combinación de la técnica CRISPR (“tijeras moleculares”), permite entender el desarrollo completo de los organismos y construir mapas celulares.

Sonados avances se dieron en 2018 con la técnica scRNA-seq, en la mosca de la fruta Drosophila (en Cuba, la odiada guasasa), el nematodo Caenorhabditis elegans, y el platelminto conocido como planaria (Schmidtea mediterranea). Este último se ha convertido en algo así como la vedette entre los modelos para estudiar, pues el invertebrado, como mismo un reguetón, puede ser cortado en cientos de fragmentos y de cada uno surgirá un nuevo animal.

También se avanzó en peces, ranas, ajolotes (un tipo de salamandra) y células humanas. Laboratorios de todo el planeta arduamente reconstruyen en 3D, célula a célula, cada tejido y órgano de animales completos. Es más: el mapa del cerebro de la mosca de la fruta lleva décadas en estudio y se acerca a su fin; solo resta reconstruir los circuitos que conectan, una a una, cada neurona.

Otro gran proyecto que usa dicha técnica es el gran Atlas Celular Humano, a cargo de un consorcio internacional de instituciones científicas. Por cuestiones éticas no se puede aplicar en embriones humanos, mas para nuestra especie se investiga en cultivos de células y en organoides (pequeños órganos generados in vitro).

Suerte de enciclopedia interna, el macroestudio pretende identificar todos los tipos de células humanas, dónde están, cómo se forman los tejidos y cuáles de estas desencadenan enfermedades como el cáncer, alzhéimer, diabetes y procesos autoinmunes.

2.- El meteorito que llegó a Groenlandia (e irá a Hollywood)

Recreación del impacto del asteroide en Groenlandia. (Ilustración: SCIENCE)

Recreación del impacto del asteroide en Groenlandia. (Ilustración: SCIENCE)

En noviembre, un equipo internacional de investigadores anunció un hallazgo que dejó perplejos a todos: Enterrado a un kilómetro de profundidad bajo los hielos de Groenlandia, yace un gigantesco cráter de 31 kilómetros de diámetro (tan largo como casi toda La Habana: En diagonal, desde Marianao hasta Playas del Este).

Nombrado Hiawatha, es uno de los 25 más grandes de la Tierra y se formó por la caída de un asteroide hace relativamente poco tiempo, quizás tan solo unos 13 000 años. Al impactar, la roca se vaporizó instantáneamente y envió ondas de choque por el Ártico. Ojo: Ya veremos –se huele venir– filmes de Hollywood sobre este.

Sin embargo, no provocó un cataclismo como el del meteorito de Chicxulub, en México, que acabó con los dinosaurios hace 66 millones de años y abrió un boquete de 200 kilómetros de largo. Aun así, el evento de Hiawatha pudo tener poderosos efectos sobre el clima global e incluso podría estar relacionado con el Joven Dryas, una fase de enfriamiento climático en el Pleistoceno.

3.- Denny, la chica “neandersovana”

La niña cruce de neandertal y denisovano tenía no menos de 13 años. (Ilustración: GIBRALTAR MUSEUM)

El ADN antiguo de un fragmento de hueso encontrado en una cueva en Siberia, en 2012, reveló un nuevo ancestro, una mujer que vivió hace más de 50 000 años, bautizada por los estudiosos como Denny. Esta no fue mayor noticia hasta comprobarse que se trata de la primera hija de dos especies humanas extintas: su madre era neandertal y el padre, denisovano, el misterioso grupo cuyos restos fueron descubiertos en la misma cueva en 2011.

Hoy se sabe que el Homo sapiens, la especie a la que todos pertenecemos, se cruzó, al menos ocasionalmente, con los denisovanos y los neandertales durante la edad de hielo en Europa y Asia. De hecho, los genes de ambos tipos de humanos arcaicos están presentes en las personas de origen asiático y europeo de hoy.

Otros fósiles encontrados en la cueva siberiana han mostrado que miembros de las tres especies vivieron allí en diferentes momentos. Pero el nuevo hallazgo de los científicos del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva en Leipzig, Alemania, es un testimonio directo único de esta conjunción histórica.

4.- Gotas que crean células

Las células, supimos en los últimos años, son como pequeñas ciudades repletas de movimiento, las cuales permiten que las moléculas viajen a donde deben, justo en el momento adecuado.

En 2009 se descubrió que muchas proteínas, largas cadenas de aminoácidos que llevan la mayor parte del trabajo dentro de las células, se condensan y se separan en pequeñas gotas, lo que facilita que reaccionen y que cumplan con sus tareas.

Esta reacción es parte de un proceso que se conoce como “separación de fase líquido-líquido”, y puede apreciarse comúnmente cuando el aceite se aparta del agua o del vinagre.

Dos artículos publicados en Nature en 2017 revelaron que estas gotas son clave para compactar ciertas regiones del genoma (el conjunto del material genético de una célula) y “apagar” los genes que quedan dentro. En 2018, tres estudios en Science mostraron que las proteínas que convierten el ADN en ARN pueden condensarse en pequeñas gotas para unirse al material genético.

Fallos en esta condensación pueden llevar a la formación de agregados disfuncionales en enfermedades como la esclerosis lateral amiotrófica (ELA). Desentrañar cómo ocurre, es lo científicamente relevante. De hecho, en abril pasado, cuatro estudios publicados en Cell propusieron nuevas formas de disolver esos agregados tóxicos. Echando mano a estos conocimientos, varias compañías y laboratorios trabajan en aprovechar esto para diseñar nuevos medicamentos que curen enfermedades neurodegenerativas.

5.- La genealogía forense se viste de detective

En los años de 1970 y 1980, un misterioso criminal aterrorizó el estado de California con una docena de asesinatos, 45 violaciones y más de un centenar de robos, cometidos desde Sacramento hasta Los Ángeles. La Policía lo apodó “el asesino del Golden State”, ya que cometía sus horribles delitos con total impunidad.

En abril pasado, la Policía anunció su detención gracias a una estrategia sorprendente. Los investigadores identificaron a sus parientes tras subir un perfil de ADN recuperado de una de las escenas del crimen, a una base de datos de genealogía pública llamada GEDMatch. Las ramas del árbol familiar llevaron hasta Joseph James DeAngelo, un expolicía de 73 años, y una prueba directa de su ADN probó el emparejamiento y que él era el astuto criminal.

Desde entonces, la técnica ha sido utilizada para resolver otros 20 casos complicados, lo que ha dado paso a un nuevo campo: la genealogía forense, algo así como un Sherlock Holmes genético.

6.- El primer animal del planeta

¿Era un liquen, una ameba gigante o un experimento fallido de la evolución? Los científicos no podían desentrañar lo que por décadas consideraban uno de los mayores misterios de la paleontología.

Fósil de Dickinsonia preservado orgánicamente en el mar Blanco de Rusia. (Foto: ILYA BOBROVSKIY / AUSTRALIAN NATI)

Fósil de Dickinsonia preservado orgánicamente en el mar Blanco de Rusia. (Foto: ILYA BOBROVSKIY / AUSTRALIAN NATI)

Hasta que en 2018 dio luz sobre su verdadera identidad: se trata del animal más antiguo de la Tierra, llamado Dickinsonia, que vivió hace 550 millones de años, en el oscuro período llamado Ediacara.

Investigadores de la Universidad Nacional de Australia descubrieron en un acantilado sobre el mar Blanco, en el noroeste de Rusia, un excepcional fósil de la especie con rastros moleculares similares al colesterol, una grasa que solo poseen los animales.

La extraña criatura medía casi un metro y medio y era ovalada, con una gran cantidad de finas crestas a cada lado de una línea central. Probablemente yacía en el fondo de aguas marinas poco profundas y se alimentaba de algas y cianobacterias, aunque se desconoce si tenía boca y tripa o simplemente absorbía la comida a través de su piel. El hallazgo perfila la imagen del misterioso mundo que dio origen a algunos de los primeros animales de la Tierra.

7.- Silenciar genes para curar

Nuevos medicamentos basados en el silenciamiento de la expresión de los genes constituyen otro de los avances científicos del año. Son tratamientos que se basan en usar el llamado ARN de interferencia (ARNi) para inactivar la producción de proteínas defectuosas, que pueden acabar provocando enfermedades.

Este ARNi se conoce desde hace 20 años, pero fue en 2008 que comenzó a usarse terapéuticamente. Ya en 2018 se aprobó el uso de un medicamento llamado Onpatro, capaz de silenciar ciertos genes para tratar una enfermedad conocida como amiloidosis hereditaria, caracterizada por la producción de proteínas defectuosas que se acumulan en tejidos y acaban provocando daños en el corazón, los riñones y el sistema nervioso.

Ahora, según Science, muchos investigadores están pensando en formas de diseñar moléculas de ARNi, estabilizadas con azúcares, para silenciar genes y evitar dolencias, en lugares como el hígado, el corazón o los ojos.

8.- “Lupa” para las moléculas de miniatura

Una nueva técnica de análisis, que permite fabricar pequeños cristales en tres dimensiones para averiguar la estructura de minúsculas moléculas como hormonas o medicamentos, fue dada a conocer en 2018 mediante dos artículos publicados en octubre último.

Estos revelaron una tecnología que permite determinar la estructura de moléculas no en días, semanas o meses, como se suele hacer ahora, sino en minutos. Esto acelerará enormemente la investigación y permitirá acceder a conocimientos que hasta ahora estaban vetados. Por tanto, será crucial para deducir cómo funcionan, dónde se pueden retocar para lograr ciertas cosas o cuál es la causa de, por ejemplo, algunas enfermedades.

La técnica consiste en “disparar” haces de electrones hacia pequeños cristales laminares para reorientar las moléculas y formar estructuras tridimensionales. De esta forma, se puede averiguar cuál es la estructura de esas unidades mínimas que conforman determinada sustancia.

9.- Neutrinos fuera de la galaxia

Los telescopios permiten ver el Universo a través de los fotones que captan, ya sea gracias a la luz visible, a las ondas de radio o a la luz ultravioleta, por ejemplo. En 2016, la primera detección directa de ondas gravitacionales –unas distorsiones del espacio-tiempo predichas por Einstein y causadas por grandes masas moviéndose a grandes velocidades– supuso un gran salto en una forma de hacer ciencia, que se conoce como astronomía de múltiples mensajeros.

Science seleccionó como uno de los avances científicos de 2018, la incorporación de otra de estas técnicas: la detección de neutrinos, unas partículas casi sin masa que se mueven a la velocidad de la luz y que atraviesan nuestro cuerpo constantemente.

Estos corpúsculos pueden captarse en detectores especiales, pero suele resultar difícil averiguar cuál es su fuente astronómica.

El observatorio IceCube, situado en la estación Amundsen-Scott del polo Sur, captó por primera vez la colisión de neutrinos procedentes de fuera de la Vía Láctea. (Foto: MIKE LUCIBELLA / NATIONAL SCIENCE FOUNDATION)

El observatorio IceCube, situado en la estación Amundsen-Scott del polo Sur, captó por primera vez la colisión de neutrinos procedentes de fuera de la Vía Láctea. (Foto: MIKE LUCIBELLA / NATIONAL SCIENCE FOUNDATION)

El 22 de septiembre de 2017, IceCube, un gran detector situado bajo el hielo del polo Sur, captó la colisión de neutrinos procedentes de fuera de la Vía Láctea. Esta se convirtió en la primera ocasión en la que se identificó una fuente de neutrinos situada más allá de nuestra galaxia. Ahora se espera captar más de estos mensajeros ultragalácticos, por lo que se están ampliando los detectores.

10.- Contra el acoso sexual en la ciencia

Un informe de las academias nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina de Estados Unidos ha denunciado el acoso sexual que reciben las mujeres que trabajan, investigan y estudian en esos ámbitos. Science no solo ha reconocido este documento como uno de los logros del año, sino que lo ha calificado de “histórico”.

El acoso sexual en la ciencia, desde el más evidente hasta alguno sugerido mediante un simple mensaje de telefonía móvil, ha sido muchas veces ignorado. El texto de las academias concluyó que más de la mitad de las docentes y el personal femenino y entre 20 y 50 por ciento de las estudiantes, según la etapa y el campo, han sufrido acoso sexual, incluida la forma más generalizada: hostilidad sexista tanto verbal como no verbal.

De esta manera llegó al sector científico el movimiento Me Too (“Yo también”, en español) iniciado de forma viral como hashtag (#MeToo) en las redes sociales, en octubre de 2017.

Este busca denunciar la agresión y el acoso sexual, células malignas de la sociedad que a veces, incluso, consiguen matar.


Toni Pradas

 
Toni Pradas