Ciencia: los 10 mayores avances en 2008

Creo que sería bueno para aquellos lectores que estén interesados en tener una visión adecuada del estado actual de la ciencia echar un vistazo a estos 10 nuevos avances. Así que, a continuación, vamos a enumerarlos, incluyendo una pequeña descripción de cada uno de ellos.

Algunos pueden aparentemente tener interés sólo para los científicos profesionales, sin embargo, todos estos temas serán tarde o temprano de gran transcendencia para todos nosotros, en especial aquellos que puedan ser utilizados como base para nuevos avances tecnológicos. En cualquier caso, varios de ellos tienen, además, un interés añadido para los cristianos por sus implicaciones desde el punto de vista de las relaciones ciencia y fe, y volveremos a ellos en más detalle en artículos futuros.

1) Reprogramación celular: este tema estuvo ya entre los 10 avances del 2007; pero este año se ha convertido en la estrella de la investigación científica. Se trata de una técnica revolucionaria. En 1997 se publicó la clonación de la oveja Dolly, que abrió la puerta a la posibilidad de que el núcleo de una célula adulta fuera capaz de reprogramarse y dar lugar a un embrión mediante su introducción en un óvulo al que previamente se le había eliminado su propio núcleo. Lo que sorprendió a los biólogos fue que el núcleo de una célula adulta pudiera reprogramarse para dar lugar a todas las células de un organismo y formar un nuevo ser.

La aplicación más obvia de esa tecnología en el campo humano era su utilización para la “clonación reproductiva”, es decir, para generar bebes clónicos. Desechada con bastante rapidez esta posibilidad tanto por científicos como por la sociedad en general, debido a los problemas éticos y científicos que conlleva, poco después (hace 10 años) se empezó a hablar de una nueva aplicación: la “clonación terapéutica”. En este caso, no se trataba de crear bebés, sino de obtener embriones que pudieran luego utilizarse como fuente de células con fines terapéuticos. Esas células se suelen denominar células “madre” (o más correctamente “troncales”). Lo “terapéutico” de este tipo de células es que son pluripotentes y, por ello, capaces de dar lugar a cualquier tipo celular del cuerpo, pudiendo usarse para regenerar tejidos. De esta manera, si una persona necesitara un determinado tipo de células con fines terapéuticos, se podría clonar un embrión a partir de una de sus células adultas, y luego usar ese embrión para obtener células troncales de las que obtener el tejido deseado. Como era de esperar, la generación de un embrión y su destrucción posterior con fines terapéuticos despertó un gran debate ético y científico, que llevó a la prohibición por parte de la administración Bush del uso de fondos públicos para esas investigaciones en EE.UU. (prohibición recientemente anulada por el presidente Obanma). Aunque la investigación en ese campo continuó en otros países, y en los propios EE.UU. con fondos privados, algunos investigadores buscaron otras vías.

Si lo que queremos es generar nuevos tejidos a partir de las células de un adulto (para poder hacer así un “auto-transplante” evitando el rechazo), ¿por qué necesitamos fusionar el núcleo de esas células adultas con un óvulo y generar un embrión? ¿Y si pudiéramos “reprogramar” las células adultas directamente para obtener células troncales sin pasar por una etapa embrionaria? La reprogramación de una célula adulta en células pluripotentes, a las que se ha llamado “células troncales pluripotentes inducidas” (iPS), es un primer paso para después “fácilmente” transformarlas en una amplia variedad de células diversas. Este gran avance fue obra de un equipo japonés en el 2006. Para ello cogieron células adultas (de la cola de ratón) y les introdujeron 4 genes mediante otros tantos vehículos virales, que permitieron reprogramar las células y generar células iPS. Desde entonces se ha producido una frenética carrera por refinar esta tecnología que dura hasta el día de hoy. En 2007 se consiguió repetir lo mismo en células humanas y el pasado año esta tecnología se ha desbordado en todo tipo de avances.

Por un lado, las aplicaciones prácticas. La primera es que esta tecnología permite cultivar en el laboratorio células adultas de pacientes con enfermedades hereditarias (las células adultas normalmente no crecen en cultivo en condiciones de laboratorio). Esto ayudará a estudiar y conocer mejor estas enfermedades, para muchas de las cuales no existe ningún modelo animal disponible. Es más, estas células pueden ser utilizadas para probar en ellas nuevos medicamentos. Actualmente se dispone de varias de estas células que se generaron durante el pasado año. Pero una segunda aplicación podría llegar algún día más lejos, se trataría de corregir los defectos genéticos de esas células en el laboratorio y después tratar a los pacientes con sus propias células “reparadas”.

Por otro lado, se han producido increíbles mejoras técnicas durante el pasado año. La generación de las células iPS descansaba inicialmente en la introducción de 4 genes, cada uno transportado por un vehículo viral capaz de insertarse entre los genes de la célula. Actualmente eso se puede conseguir ya con sólo 3 genes. Y es más, ahora ya no se necesitan vehículos virales que se insertan en los genes celulares, con lo que se evita el peligro de producir mutaciones potencialmente dañinas.

Finalmente, durante el pasado año se ha conseguido algo todavía más sorprendente: la reprogramación directa, en un ratón vivo, de una célula adulta en otro tipo de célula adulta sin necesidad de pasar por el estado de célula troncal. En ese caso utilizaron una mezcla de tres virus que inyectaron en el páncreas de ratones adultos, lo que permitió que, en cuestión de días, células exocrinas del páncreas se transformasen en células beta productoras de insulina.

Éste se ha convertido de la nada, y en cuestión de dos años, en el tema más candente de la investigación biomédica. Casi cada semana o cada mes aparecen nuevos refinamientos y progresos. Aunque hace unas semanas el gobierno del presidente Obama ha levantado la prohibición mantenida por la administración Bush sobre este tipo de investigación con células embrionarias, para muchos, esto ha llegado tarde, en un momento en el que la atención de la comunidad científica se centra en las células iPS. El futuro dirá cómo evolucionan ambos campos.

2) Visualización de exoplanetas: desde que en el siglo XVI Copérnico difundiese un modelo del Sistema Solar como una serie de planetas moviéndose alrededor de una estrella (el Sol), no ha sido difícil imaginar que otras estrellas pudieran ser soles para sus propios sistemas planetarios. Ya en el siglo XVII está idea llegó a estar ampliamente difundida. Sin embargo, nunca pasó de una especulación, sin ningún tipo de prueba.

Hasta 1995, cuando el equipo de la Universidad de Ginebra de Michel Mayor y Didier Queloz detectó por primera vez un planeta orbitando una estrella, en concreto la estrella Pegasi 51. Desde entonces se ha abierto un nuevo campo en la astronomía: la detección de “exoplanetas”, que ha llevado a que hasta el mes de marzo de este año se hayan detectado 342 planetas agrupados en 290 sistemas planetarios, de los que 37 tienen varios planetas, como nuestro Sistema Solar(3).

La mayoría fueron detectados por métodos indirectos, como las perturbaciones que producen sobre la estrella alrededor de la cual se mueven. Sin embargo, el gran avance en este campo durante 2008 ha sido la primera observación directa de estos planetas, aunque se trate de débiles puntos luminosos en la oscuridad del cielo. Por si fuera poco, es también posible analizar la débil luz que atraviesa las atmósferas de esos planetas para descubrir así su composición. Para obtener esas imágenes se han refinado los métodos de análisis de la información obtenida por los observatorios terrestres convencionales; pero el 6 de marzo de este año se ha puesto en órbita el satélite cazaplanetas Kepler, llevando un telescopio para detectar pequeños planetas que no se pueden observar desde la Tierra(4).

3) Los genes del cáncer: a principios de esta década conocíamos la secuencia del genoma humano, uno de los grandes hitos de la historia de la biología y la ciencia en general. Gracias a ese avance y al abaratamiento de la tecnología de secuenciación, ahora se están dando a conocer las secuencias del genoma de células humanas… cancerosas. El cáncer es un conjunto de diferentes enfermedades de origen genético que, aunque pueden tener muy diferentes causas, dan todas ellas un resultado similar: la pérdida de la capacidad de las células para controlar su reproducción. Esto lleva a una división incontrolada de estas células, dando lugar a tumores que con el tiempo se van diseminando por el cuerpo. Esas mutaciones se pueden producir por diversas causas: en unos casos pueden ser heredadas, mientras que en otros se producen en las células del cuerpo durante la vida del individuo por sustancias tóxicas, radiaciones e incluso infecciones virales. En las últimas tres décadas se han ido conociendo diversas de esas mutaciones implicadas en la aparición de varios tipos de tumores. Sin embargo, el avance reciente en el que se centra la revista Science es en la secuenciación sistemática del genoma de células cancerosas, lo que permite conocer toda la diversidad de mutaciones que afectan a esas células en comparación con las células sanas. Mientras que algunas de ellas ya eran conocidas por los estudios parciales anteriores, otras mutaciones eran desconocidas hasta ahora. Este conocimiento permitirá diagnosticar mejor los tumores e incluso diseñar mejores terapias antitumorales. Los primeros cánceres en ser “cartografiados” genéticamente de esa manera han sido dos de los más mortales: el de páncreas y un tipo de cáncer cerebral (glioblastoma). Varios más están ahora en progreso.

4) Nuevos superconductores de alta temperatura: posiblemente todos hemos visto lo que hay dentro de un cable eléctrico: filamentos de cobre. Este metal es un excelente “conductor” de la electricidad, permitiendo su transporte de un sitio a otro. El problema con los conductores conocidos es su resistencia, propiedad que lleva a que parte de la electricidad se pierda durante el transporte. Estas pérdidas inevitables representan un lamentable desperdicio de energía. ¿No sería deseable tener un material conductor donde esas pérdidas puedan llegar a ser cero? Pues bien, esos materiales “superconductores” no están únicamente en la imaginación, existen, y desde hace décadas los físicos llevan trabajando con ellos. Si algo así pudiese saltar del laboratorio a la vida diaria, se produciría una autentica revolución en la ingeniería.

Sin embargo, todos los materiales de este tipo conocidos desde 1986 hasta ahora pertenecen a una familia de sustancias (compuestos de cobre, ¡que son diferentes del cobre de nuestros cables!) cuyo comportamiento como superconductores se produce a temperaturas increíblemente bajas (la más alta por el momento es nada menos que 138ºK o -135ºC). Esto explica que todavía eso no sea más que investigación de laboratorio, dado que a las temperaturas corrientes de nuestra vida cotidiana no se comportan ya como superconductores.

Pero el año pasado se descubrió un nuevo material, de una nueva familia de superconductores basados en compuestos del hierro. El primero, anunciado en Febrero, se comportaba como superconductor a una temperatura de 26ºK, pero en tres meses se había conseguido otro que subía esa temperatura a 55ºK, y poco después a 56ºK. Aunque esto está todavía lejos de los 138ºK, se ha despertado un gran interés en estos nuevos compuestos, en especial porque podrían ayudar a entender cómo funcionan los tradicionales superconductores basados en cobre.

En el próximo artículo describiremos los otros 6 grandes avances científicos del 2008. Pero antes de ello me gustaría mencionar aquí que los dos primeros que hemos descrito más arriba tienen que ver con dos grandes novedades conceptuales para la ciencia actual: la capacidad de reprogramar células adultas y la detección de planetas extrasolares. Ambas ideas, que no eran más que especulaciones hace poco más de una década, son ahora rutina en numerosos laboratorios de todo el mundo, y ambas tienen interesantes aspectos para comentar desde el punto de vista de ciencia y fe. Es por ello que me propongo dedicarles en el futuro un tratamiento más extenso.

---

1) http://www.protestantedigital.com/new/nowleernoticiaDom.php?r=268&n=11700.
2) http://www.sciencemag.org/btoy2008/.
3) http://exoplanet.eu/catalog-all.php.
4) http://kepler.nasa.gov