Logros de la Ciencia en 2017

Logros de la Ciencia en 2017 Ilustración de la colisión de estrella de neutrones Fecha: 2017

Logros de la Ciencia en 2017. Principales logros científicos del año 2017 publicados por la Revista Science (considerada como uno de los templos de la ciencia en el mundo).

Logros

Como cada año, la revista Science elige los descubrimientos y novedades más importantes en ciencia de los últimos doce meses.

Colisión entre estrellas de neutrones

La primera detección de ondas gravitacionales por parte del observatorio LIGO (EE.UU.) ya había sido el gran descubrimiento de 2016 para la revista Science, y en 2017 esas ondulaciones del espacio-tiempo vuelven a encabezar el ranking, aunque en esta ocasión no proceden de la fusión de dos agujeros negros, sino de dos estrellas de neutrones.

Además, esa colisión estelar ocurrida a 130 millones de años luz en la galaxia NGC4993, desencadenó una explosión colosal que siguieron de cerca cientos de astrónomos en todo el mundo en todas las longitudes de onda de la luz, desde los rayos gamma hasta las ondas de radio. Esto complementó los registros de ondas gravitacionales captadas por los dos detectores de LIGO y el interferómetro europeo Virgo.

Un total de 3.674 investigadores de 953 instituciones, incluyendo varias españolas, colaboraron en el artículo que explicó los detalles y consecuencias de este evento, seguramente el que generará más estudios en la historia de la astronomía.

Nueva especie de gran simio

Hacía casi 90 años que no se describía una nueva especie de la familia Hominidae, la de los grandes simios a la que pertenecemos, pero en noviembre se anunció la llegada de un nuevo miembro. Se trató de la tercera especie de orangután: Pongo tapanuliensis, nombre que hace referencia al distrito indonesio de Tapanuli, en la isla de Sumatra, donde fue descubierta.

La identificación de P. tapanuliensis se ha basado en datos anatómicos, ecológicos y, sobre todo, genómicos. La comparación de su ADN con el de las otras dos especies de orangután sugirió que hace unos 674.000 años la especie de Borneo divergió de la de Sumatra, y esta, a su vez, se separó en dos, posiblemente por erupciones volcánicas posteriores que se interpusieron en medio.

La nueva especie de orangután habita en una superficie de 1.100 km2 en los bosques de Batang Toru, donde solo quedan unos 800 individuos. Constituye la población de grandes simios en mayor peligro de extinción. De hecho, podríamos ser testigos de su descubrimiento y extinción en la escala de una vida humana. La deforestación, la caza, una carretera que divide su territorio y el proyecto de una central hidroeléctrica amenazan su supervivencia.

Criomicroscopía electrónica

Los científicos que desarrollaron la criomicroscopía electrónica (cryo-EM), una técnica que permite congelar y visualizar biomoléculas en plena actividad, recibieron el Premio Nobel de Química 2017. Pero, además, mejoraron su instrumentación, el software de procesamiento de imágenes y sus estándares de calidad hasta convertir la cryo-EM en otro de los avances anuales para Science.

Con esta técnica se pueden ver las bioestructuras con una resolución casi atómica, lo que facilita analizar mucho mejor multitud de observaciones bioquímicas y genéticas. En 2017, por ejemplo, ofrecieron una nueva visión de los espliceosomas –moléculas clave para procesar el ARN–, de las proteínas que remodelan las membranas celulares y de las enzimas que reparan el ADN, así como detalles del sistema CRISPR de corta y pega genético.

También se consiguió visualizar en alta resolución los agregados moleculares que se acumulan en los cerebros de pacientes con Alzehimer y los asociados a otras enfermedades, como la de Huntington.

Despegue de los preprints en biología

Los físicos llevaban décadas compartiendo on line sus prepublicaciones o preprints antes de que aparecieran en las revistas revisadas por pares. En 2017 los biólogos siguieron su ejemplo y muchos se decidieron a publicar artículos previos para promover su discusión y acelerar la transmisión del conocimiento.

En 2013 se lanzó el servidor de preimpresión gratuito de biología, bioRxiv, con unos pocos documentos de biología computacional, pero en 2017 ya abarca multitud de estudios experimentales, desde la microbiología hasta la biología celular y la neurociencia. La Iniciativa Chan Zuckerberg anunció su apoyo a bioRxiv, y diversas organizaciones de EE.UU. y Reino Unido también apostaron por este tipo de iniciativas.

De momento (2017) las 1 500 preimpresiones publicadas cada mes en BioRxiv y otros servidores representan solo el 1,5% de los aproximadamente 100.000 nuevos documentos agregados a PubMed, la base de datos de resúmenes biológicos, pero pocos dudan de que se ha iniciado un gran cambio cultural en la comunicación de las ciencias biológicas.

Edición de una letra del ADN y el ARN

Unos 35.000 fallos genéticos relacionados con enfermedades humanas se deben al cambio de una sola base del ADN en un punto concreto del genoma. En 2017 se anunciaron importantes mejoras en una técnica incipiente llamada edición de bases, que corrige mutaciones puntuales tanto en el ADN como en el ARN.

El químico David Liu, de la Universidad de Harvard, modificó la caja de herramientas de CRISPR para crear un editor de bases que, tras lograr en el 2016 reemplazar una citosina (C) errónea por una timina (T), en 2017 consiguió cambiar una guanina (G) incorrecta –la mutación puntal más común– en una adenina (A). Por su parte, el equipo de Feng Zhang en el Broad Institute sustituyó una G por una A en ARN.

Investigadores chinos también demostraron el poder de la edición de bases al arreglar una mutación puntual causante de enfermedad en embriones humanos, demostrando el enorme potencial en biomedicina de la nueva técnica.

Inmunoterapia contra el cáncer

Fue descubierto un medicamento contra el cáncer que mata la enfermedad, no basándose en el órgano donde se origina, sino a su ADN. La Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA) dió luz verde en 2017 al uso del fármaco pembrolizumab en el tratamiento de tumores sólidos avanzados.

El medicamento, que impulsa el sistema inmunológico, fue aprobado para los casos de melanoma y otros tipos de tumores con una condición: que las células cancerosas tengan la denominada ‘deficiencia de reparación de desajuste’, lo que implica que están repletas de mutaciones en genes que reparan el ADN, independientemente de si se volvieron tumorales en el páncreas, el colon, la tiroides u otros tejidos. El sistema inmunológico las reconoce como extrañas y las mata.

El estudio de referencia ha sido el que publicaron en junio los investigadores Luis Díaz y Dung Le de la institución Johns Hopkins que, junto a otros colegas, probaron este tratamiento en 86 pacientes gravemente enfermos con doce cánceres diferentes y con la deficiencia de reparación. El 53 % respondió bien al fármaco.

Recuperación de hielo antártico congelado

En agosto de 2016, investigadores de las universidades de Princeton y Maine anunciaron que habían recuperado hielo antártico congelado hace 2,7 millones de años. Eso supone que es 1,7 millones de años más antiguo que cualquier otra muestra anterior de este tipo, y retrasa el registro atmosférico a un momento crucial en la historia climática del planeta: las primeras glaciaciones.

Los gases atrapados en este hielo revelaron que, al comienzo de las glaciaciones, los niveles de dióxido de carbono permanecieron por debajo de 300 partes por millón (ppm), muy por debajo de las 400 ppm actuales. Estos datos validaron los modelos climáticos que predecían que esas bajas concentraciones fueron necesarias para dirigir al planeta hacia su ciclo de edades de hielo.

Los núcleos de hielo analizados se recogieron en la región antártica de Allan Hills, donde los científicos siguen perforando y esperan encontrar agua helada de hace 5 millones de años, cuando el efecto invernadero en la Tierra se parecía al actual, provocado por la acción humana.

Homo sapiens más antiguo de lo previsto

Se pensaba que los humanos modernos evolucionaron en el este de África hace 200.000 años, pero una calavera descubierta en una mina de Marruecos hace décadas y datada con la última tecnología hiso retroceder el registro fósil de la especie a hace 300.000 años.

El anuncio lo realizó el paleoantropólogo Jean Jacques Hublin del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva (Alemania). Su equipo volvió a excavar la cueva y encontraron más restos de cráneos, mandíbulas, dientes y huesos de extremidades de al menos cinco individuos. Al aplicar un método de termoluminiscencia a las herramientas de pedernal encontradas junto a los fósiles determinaron que tenían entre 280.000 y 350.000 años.

Los autores creen que aquellos individuos formaban parte de una remota población de Homo sapiens que se extendió por África hace de 330.000 a 300.000 años y que luego evolucionó hacia los humanos modernos. Estos resultados indicaron que las raíces africanas son más profundas de lo estimado.

Terapia génica

Se informó que las vidas de bebés con una enfermedad neuromuscular hereditaria mortal se han logrado salvar gracias al suministro de un gen que les faltaba en sus neuronas espinales. El mensajero es un virus inofensivo llamado virus adenoasociado (AAV).

Investigadores del Nationwide Children’s Hospital (EE.UU.) aplicaron la terapia génica AAV9, suministrada vía intravenosa, para detener la atrofia muscular espinal tipo 1 (SMA1), la causa genética más común de muerte en bebés. Estos recién nacidos carecen de una proteína imprescindible para las neuronas motoras de la médula espinal, lo que hace que sus músculos se debiliten y dejen de respirar.

En un ensayo clínico, todos menos uno de los doce bebés que recibieron una dosis alta de AAV9 (que lleva el gen de la proteína ausente) pudieron hablar, comer, sentarse, e incluso algunos correr. Este avance se suma a otros en terapia génica de 2017, como dos tratamientos contra el cáncer en los que las células inmunes del paciente se modificaron genéticamente fuera de su cuerpo y se reinyectaron con éxito después.

Detector portátil de neutrinos

Los físicos suelen utilizar grandes instalaciones para tratar de detectar a los esquivos neutrinos, unas partículas sin carga y apenas masa, pero en 2017 lo hicieron con un pequeño detector de 14,6 kg.

Los miembros de la colaboración científica COHERENT lo utilizaron para confirmar experimentalmente en el Laboratorio Nacional Oak Ridge (EE.UU.) una predicción de hace 40 años, que señalaba que los neutrinos pueden interaccionar con el núcleo atómico completo, en lugar de solo con los neutrones y los protones por separado. Es lo que se llama dispersión elástica coherente neutrino-núcleo (CEvNS, por sus siglas en inglés).

La han registrado con el diminuto detector, que está fabricado de un cristal de yoduro de cesio dopado con sodio y emite flashes de luz cuando retrocede un núcleo en su interior. En el futuro este tipo de instrumentos portátiles se podrían usar para aplicaciones como el control internacional de los reactores nucleares.

Fuentes

• Los principales 10 logros científicos que dejó el 2017. Disponible en:Diario El Espectador. Consultado el 22 de diciembre de 2017.
• ¿Cuáles fueron los grandes hallazgos científicos de 2017?. Disponible en:Cubadebate. Consultado el 22 de diciembre de 2017.
• Los diez avances científicos de 2017 que han cambiado el mundo. Disponible en:RTVE. Consultado el 22 de diciembre de 2017.