En este post pretendemos recoger algunos de los hechos científicos más relevantes del año 2015. Obviamente, como cualquier resumen es muy subjetivo y seguro que alguien echa en falta algo. Hay que tener en cuenta también que no podemos abarcar todos los campos de la ciencia y que de unos sabemos más que de otros. Por eso veréis que tienen más peso los descubrimientos e investigaciones en temas de biología, que, al fin y al cabo, es lo que dominamos más.

ENVEJECIMIENTO

Sin duda el estudio de las claves del envejecimiento ha sido una de las estrellas de este año. Cada vez existe un interés mayor en conocer en profundidad todos los procesos relacionados con el envejecimiento. Estos estudios permitirán además hallar claves de determinadas enfermedades asociadas al mismo. Entre los hechos relevantes de este año en ese campo podemos citar:

  • Secuenciación del genoma de la ballena boreal. Esta especie de ballena puede vivir más de 200 años (es el mamífero más longevo conocido) y sin embargo presenta pocas enfermedades asociadas a la edad. En un estudio publicado en la revista Cell Reports, en el que participaron investigadores españoles, se secuenció el genoma completo de la ballena de Groenlandia o ballena boreal y se identificó sus principales diferencias en comparación con otros mamíferos. Así, se observó, por ejemplo, que en determinados genes relacionados con el cáncer y el envejecimiento celular, estos cetáceos presentan mutaciones ausentes en otras especies. Según el doctor João Pedro de Magalhães, autor principal, de la Universidad de Liverpool, los resultados proporcionan nuevos genes candidatos para futuros estudios relacionados tanto con la longevidad como con el cáncer, puesto que pese a tener mil veces más células que los seres humanos, las ballenas no parecen tener un mayor riesgo de cáncer.

Envejecimiento

  • Aumento de la esperanza de vida de la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster) en un 60%. Un equipo de la Universidad de Berna, Suiza, logró prolongar la vida de las moscas por medio de la activación de un gen que destruye las células enfermas. El gen ahuizotl marca selectivamente a las células menos sanas o menos en forma para proteger la integridad y la salud de tejidos u órganos completos. Insertando una tercera copia de dicho gen, los investigadores fueron capaces de seleccionar las mejores células de una manera más eficiente.
  • Se empieza a desarrollar una nueva clase de fármacos, los senolíticos. Así, investigaciones de Scripps Research Institute (TSRI) y la Clínica Mayo entre otros han logrado con estos fármacos enlentecer de manera importante el envejecimiento en modelos animales. En la investigación publicada en la revista Aging Cell han logrado aliviar la fragilidad ósea, mejorar la función cardíaca y prolongar la vida en ratones. Para ello emplearon una combinación de fármacos, que incluían dasatinib (Sprycel©, empleado en el tratamiento de algunas leucemias) y quercetina (flavonoide con acción antihistamínica y antiinflamatoria). El futuro de estos tratamientos senolíticos se basa en su capacidad para eliminar únicamente a las células “viejas”. Se piensa que interfiriendo en la acción de las proteínas relacionadas con la apoptosis se puede lograr este efecto específico.
  • La desorganización del DNA relacionada con el envejecimiento. En un trabajo publicado en la revista Science, científicos del Instituto Salk y la Academia de Ciencias China describieron la presencia de alteraciones en la heterocromatina que eran el motor clave del envejecimiento en humanos. Loa autores hallaron una serie de mutaciones genéticas (en el gen WRN, que codifica para una helicasa) en el síndrome de Werner, un trastorno que conduce al envejecimiento prematuro y la muerte, que daban como resultado el deterioro de la heterocromatina. Se producía así la desorganización de la heterocromatina y una interrupción del empaquetamiento normal del ADN y se genera una especie de caos celular.

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  • 238 genes de levadura relacionados con el envejecimiento. Tras un trabajo de laboratorio que se ha desarrollado a lo largo de ¡diez años! científicos de la universidad de Washington y el Instituto Buck lograron identificar 238 genes en que, al ser retirados, prolongaban de manera llamativa la vida de estas levaduras. Para ello, se examinó el desarrollo de 4.698 cepas de levadura por separado, cada una con un solo gen de supresión. Particularmente interesante resultó el gen LOS1, cuya supresión extendió la vida de la levadura en un 60 por ciento.

MEDICINA

Aquí vamos a comentar algunos avances que se han dado fundamentalmente en tres campos: reproducción humana, enfermedades infecciosas y cáncer.

  • Embriones con tres “padres genéticos”. En febrero, la Cámara de los Comunes del Reino Unido aprobó, tras un fuerte debate ético, la autorización de una técnica de reproducción asistida que utiliza el ADN de tres personas. Se trata del primer país que autoriza esta técnica. Aquí podéis ver una interesante infografía que explica la técnica. Esta técnica es útil para aquellas madres que portan enfermedades cuyo origen se encuentra en el ADN mitocondrial. Este ADN, como su propio nombre indica, es extranuclear, puesto que se encuentra en las mitocondrias, orgánulos citoplamáticos relacionados con la producción de energía para la célula. Las alteraciones en este ADN, que solo transmite a la descendencia la madre, pueden provocar enfermedades graves, como determinadas neuropatías, miopatías y otras enfermedades poco frecuentes. En realidad, hablar de tres padres es casi un recurso periodístico, porque el 99,8% de la dotación genética proviene solo de dos progenitores.

mitocondrias

  • Manipulación genética en embriones. Un par de meses después de que el Reino Unido aprobara la técnica de la que se habla en el punto anterior, un grupo de científicos, liderados por Juan Carlos Izpisúa, publicaron en la revista Cell un trabajo en el cual lograban eliminar de manera selectiva mutaciones en el ADN mitocondrial en células de la línea germinal en ratones por medio de la edición del genoma. Básicamente se trata de “cortar” el gen mitocondrial defectuoso y sustituirlo por su copia sin mutar. El equipo logra importar las nucleasas (las tijeras moleculares) a la mitocondria, por lo que su efecto solo tiene lugar allí, evitando por tanto posibles cortes indeseados en el ADN nuclear. Con esta técnica no logran eliminar todas las copias del gen defectuoso, pero sí las suficientes para evitar que la descendencia sufra la enfermedad asociada a la alteración. Y, lo que es más importante, no solo a la primera generación, sino también a la segunda.
  • Nacimiento de un bebé fruto de tejido ovárico congelado en la infancia. Por primera vez se ha demostrado la viabilidad de la técnica de criopreservación de corteza ovárica. Esta técnica, experimental desde hace más de veinte años, había demostrado su eficacia en animales, pero hasta este año no había nacido ningún ser humano proveniente de tejido ovárico congelado. La criopreservación es una técnica que se utiliza para resguardar la fertilidad futura en niñas que, por enfermedad, puedan verla comprometida. La principal dificultad radica en que lo que se extrae es tejido ovárico inmaduro, que posteriormente ha de madurar y ser fértil. En el caso descrito en la revista Human Reproduction, se trataba de una paciente que a los trece años fue sometida a un trasplante de médula ósea para tratarla de una anemia falciforme. El trasplante con médula ósea implica necesariamente tratamiento previo con quimio o radioterapida, lo cual puede comprometer la fertilidad. Por ello, previamente al tratamiento, se congelaron 62 fragmentos de la corteza de su ovario derecho, tras la extracción del mismo por laparoscopia. La paciente se curó de la anemia, pero, como era previsible, desarrolló fallo ovárico. Diez años después deseaba ser madre, por lo que los médicos le reimplantaron el tejido ovárico que había sido congelado cuando era niña. Se le implantaron 15 fragmentos y a los cuatros meses se empezó a observar actividad ovárica. Cinco meses después de la operación, la mujer menstruó por primera vez. Más de dos años después del trasplante, la mujer se quedó embarazada de forma espontánea y en noviembre de 2014 dio a luz a un niño perfectamente sano.
  • Rubeola erradicada de América. América se convirtió en 2015 en la primera región del mundo en ser declarada libre de la transmisión endémica de rubeola, tras la vacunación durante diez años de 250 millones de adolescentes y adultos jóvenes en 32 países de América Latina y el Caribe. El anuncio lo realizó la directora de la Organización Panamericana de la Salud (OPS), Carissa Etienne en mayo de este año. La rubeola es una enfermedad vírica contagiosa, generalmente leve, pero que puede causar múltiples defectos en el feto y hasta la muerte fetal si la mujer la contrae durante el embarazo. Según fuentes de la OPS, la última infección de rubeola se dio en Argentina, mientras que el último caso de rubeola congénita se produjo en 2009 en Brasil. En este enlace se pueden leer todos los datos sobre la erradicación.

ciencia

  • Vacuna contra el Ébola. Tras el brote epidémico de Ébola que tuvo lugar en el año 2014, los esfuerzos por desarrollar una vacuna eficaz se redoblaron. En julio se publicó un estudio en The Lancet en el que se presentaban resultados de una vacuna (VSV-ZEBOV) que mostrado una eficacia del 100% 10 días después de haber sido administrada a varias personas sin el virus. Esta vacuna se probó en más de 4.000 personas en Guinea Conackry. La vacuna combina el virus de la estomatitis vesicular (VSV) con un gen de la cepa Zaire del ébola. Su principal inconveniente es que tiene que conservarse en frío. En países tropicales, con frecuentes cortes eléctricos, que serían los principales receptores de la vacuna, esto supone un hándicap importante, por lo que la investigación futura pasará por desarrollar una formulación termoestable.
  • Nueva clase de antibióticos. Un grupo de investigadores de la Universidad Northeastern de Boston (EE.UU.) y de la de Bonn (Alemania) examinaron más 10.000 compuestos aislados a partir de bacterias del suelo, cultivadas in situ o mediante el uso de factores de crecimiento específicos. Lograron identificar 25 candidatos y, de todos ellos, la teixobactina es el más prometedor. De hecho, puede convertirse en el primero de una nueva clase de antibióticos y ayudar a resolver el gran problema de las resistencias a los antibióticos. Paralelamente a este estudio, hay numerosos grupos de investigación que buscan de igual manera nuevas clases de antibiótico. Así, hay grupos estudiando compuestos derivados de la moenomicina, inhibidores de las aminoacil ARNt sintetasas (aaRS)…
  • Cáncer de mama. La Agencia de Medicamentos Americana (FDA) aprobó la designación de palbociclib (Ibrance®), un inhibidor oral selectivo de quinasas dependientes de ciclina (CDK) 4 y 6, como terapia innovadora para el tratamiento potencial del cáncer de mama. Este fármaco ha obtenido esta calificación en base a los resultados preliminares de un estudio fase 2. Así, las mujeres tratadas con la combinación de palbociclib con letrozol alcanzaron una mejora en la Supervivencia Libre de Progresión de 26,1 meses frente a las tratadas solo con letrozol, cuya SPL fue de 7.5 meses.
  • Diversos caminos para generar el cáncer. Científicos españoles liderados por Carlos López Otín demuestran por primera vez que puede haber tumores sin mutaciones, que aparecen solo debido a fallos de la estabilidad de las proteínas. En el artículo, publicado en Nature, demuestran que la falta de la proteína AIRAPL es fundamental en la aparición de un grupo de tumores sanguíneos conocidos como síndromes mieloproliferativos. La falta de esta proteína hace que el receptor del factor de crecimiento IGF-1 esté anormalmente activo, lo que desata el crecimiento de las células tumorales. también demuestran que se pueden revertir estos tumores en los ratones usando inhibidores del receptor de IGF-1, un tipo de fármacos ya aprobados para tratar otros tipos de cáncer.
  • Transferencia de ADN mitocondrial entre células tumorales. Investigadores del Instituto Malaghan de Nueva Zelanda y la Universidad Griffith en Queensland, Australia han logrado demostrar la transferencia de ADN mitocondrial entre células en tumores animales. El trabajo fue publicado en enero en Cell Metabolism. El trabajo se realizó en modelos de cáncer de mama y melanoma en ratones. En ellos se procedió a la eliminación del ADN mitocondrial, y se observó cómo las células de cáncer obtuvieron ADN mitocondrial adquirido de tejido normal circundante. Después de adoptar este nuevo ADN, las células cancerosas fueron capaces de dar lugar a tumores que se extendieron hacia otras partes del cuerpo. Es la primera vez que se observa la transferencia de este ADN en modelos animales (ya se había estudiado en modelos celulares).

transferencia ADN

FÍSICA

Casi todos los eventos más importantes relacionados con la física de este año están relacionados con el Gran Colisionador de Hadrones (LHC).

  • El LHC vuelve a funcionar. En abril el gran acelerador de partículas volvió a ponerse en marcha tras dos años parado. Este período de tiempo se empleó para reparación y acondicionamiento, y ha permitido que el acelerador funcione al doble de potencia. Nunca hasta hoy ninguna máquina humana había conseguido generar tal energía, o lo que es igual, ninguna máquina había podido producir partículas con tanta masa.

hadrones

  • LHC descubre nuevas partículas. En julio de este año, el CERN (Laboratorio Europeo de Física de Partículas) anunció el descubrimiento de nueva categoría de partículas fundamentales, los pentaquarks, cuya existencia fue predicha hace ya varias décadas pero que nadie había conseguido ver, hasta ahora, en un laboratorio. El pentaquark representa una forma de agrupar quarks, que son los constituyentes fundamentales de los protones y neutrones ordinarios, en un patrón que nunca se ha observado antes. Estudiar sus propiedades puede llevarnos a entender mejor cómo la materia ordinaria, los protones y los neutrones de los que estamos hechos, está constituida
  • Creación de la materia más densa conocida. Se ha logrado producir en el LHC un nuevo estado de la materia, el plasma quark-gluón. Se cree que es la forma en la que se encontraba el universo antes del Big Bang. El material se descubrió haciendo chocar protones con núcleos de plomo a alta energía. Los físicos han bautizado el plasma resultante como “el líquido más pequeño”. El material es cien mil veces más caliente que el interior del sol y si lográsemos un centímetro cúbico de esta materia, pesaría 40 mil millones de toneladas.

ASTRONOMÍA

La búsqueda de indicios de vida en el universo sigue dándonos noticias.

  • New Horizons llega a Plutón. Por primera vez, una nave espacial se aproxima a Plutón para estudiar este planeta enano. Cuando la sonda de la NASA New Horizons fue lanzada el 19 de enero de 2006 desde Cabo Cañaveral, Plutón era el único planeta que quedaba por explorar. Pero durante el verano de ese mismo año, la Unión Astronómica Internacional acordó sacarlo de la lista de planetas del Sistema Solar y encuadrarlo en una nueva categoría, la de planetas enanos. Después de nueve años y medio de viaje a una velocidad de 49.600 km/h, este año se ha situado a 12.500 kilómetros de distancia de Plutón. En las primeras imágenes que envió la nave lo más llamativo era el cielo azul de Plutón. Por otra parte, nuevas imágenes mostraban la existencia de agua en forma de hielo.

new horizons

  • La sonda Filae detecta 16 compuestos orgánicos. Si recordamos, esta sonda se hizo famosa el año pasado, al posarse sobre el cometa 67P. Bien, pues según comunicó la Asociación Estadounidense para el Avance de las Ciencias (AAAS) a finales de julio, ha hallado en él compuestos orgánicos considerados precursores de la vida.
  • Presencia de agua líquida en Marte. La NASA confirmó la presencia de agua líquida en el planeta rojo a finales de septiembre. Los investigadores encontraron sales hidratadas en unas misteriosas manchas alargadas que aparecen en los taludes de la superficie marciana durante el verano del planeta rojo.

OTROS

Algunos avances relevantes en campos científicos que no encajaban bien en los epígrafes anteriores.

  • Determinación de sexo a través de huellas dactilares. Una nueva técnica permite saber si la huella pertenece a un hombre o a una mujer. La técnica se basa en el hecho conocido de que el sudor femenino presenta unos niveles de aminoácidos que casi duplican los del sudor masculino. La nueva técnica extrae los aminoácidos transfiriéndolos a una lámina plástica que luego se calienta para que pasen a una solución en la que se pueden medir.
  • Evidencia fósil de vida más antigua. Según un estudio de investigadores de UCLA, la vida en la Tierra es 300 millones más antigua de lo que se creía. Ello implica que los primeros seres vivos aparecieron antes del “Gran Bombardeo” de asteroides. El trabajo, publicado en PNAS, aporta pruebas de que ya había vida en la Tierra hace 4.100 millones de años. Los investigadores de UCLA estudiaron más de 10.000 circones, formados a partir de roca fundida. Así identificaron 656 circones en cuyo interior había una serie de machas oscuras, y analizaron 79 de ellos con una técnica espectroscópica buscando trazas de carbono. Uno de esos 79 circones analizados contenía grafito en dos lugares diferentes.
  • Aprobación del consumo de salmón modificado genéticamente. A finales de noviembre de 2015 la FDA aprobó el primer animal transgénico para consumo humano, concretamente un salmón capaz de crecer al doble de velocidad de la normal. Esto no es un hito científico en sí, puesto que científicamente no hay mucha diferencia entre una planta y un animal modificados genéticamente. La principal novedad radica en que es la primera vez que va a llegar al mercado un animal transgénico. La FDA no obliga a que este salmón sea etiquetado como transgénico, ya que “es tan seguro y nutritivo como el salmón atlántico no modificado genéticamente” y “no es materialmente diferente”. En Europa, la empresa no ha solicitado la aprobación de su transgénico.

trasngénicos

NOBEL

Por último, nos gusta citar siempre a los premiados con los Premios Nobel de categorías científicas.

  • Premio Nobel de Física a Takaaki Kajita y Arthur B. McDonald por el descubrimiento de las oscilaciones de neutrinos, lo que demuestra que los neutrinos tienen masa.
  • Premio Nobel de Química para Tomas Lindahl, Paul L. Modrich y Aziz Sancar por explicar los mecanismos básicos que salvaguardan la integridad de nuestro genoma.
  • Premio Nobel de Medicina para el irlandés William C. Campbell y el japonés Satoshi Omura por su trabajo ante infecciones causadas por parásitos. La china Tu Youyou comparte el galardón por su descubrimiento de una nueva terapia contra la malaria.