Los diez descubrimientos que cambiaron la Ciencia en 2015

«Corta-pega» genético, el avance del año

Ni la revista «Science» ni «Nature», dos de las biblias de la Ciencia, han podido resistirse a considerar el «corta-pega» genético como el gran avance científico del año. Tan polémica como apasionante, esta técnica permite borrar, añadir o cambiar genes a voluntad, en definitiva, editar la vida humana. Pero también transformará la modificación genética en animales y plantas, consiguiendo frutos secos a prueba de alérgicos o cerdos resistentes a virus. Las aplicaciones reales de esta nueva herramienta no han hecho más que aparecer.

La edición genética nació en 2012, pero ha sido este año cuando el éxito de varios experimentos le han dado el empujón definitivo. Su nombre técnico es CRISPR-Cas9 y está llamada a convertirse en una de las herramientas más revolucionarias de los próximos años porque cambiará radicalmente el tratamiento de infinidad de enfermedades. En el laboratorio ya se ha utilizado para tratar el VIH y el cáncer, al transformar las células cancerígenas más sensibles a la quimioterapia. Y lo más inquietante: científicos chinos han demostrado que pueden editar embriones humanos y alterar para siempre el genoma humano.

La edición de embriones permite corregir enfermedades hereditarias, antes de que el bebé nazca. De esta manera, se podría evitar el nacimiento de niños con fibrosis quística, la distrofia muscular o algunos cánceres hereditarios. Esto es posible modificando los genes del embrión o incluso antes, en el óvulo de la madre, si ella es portadora de determinada enfermedad. Para corregir el gen defectuoso se necesitaría someter a los futuros padres a un tratamiento de reproducción asistida, concebir los embriones y eliminar la mutación que provoca la enfermedad en el embrión antes de implantarlo. El proceso es relativamente sencillo y apto para cualquier clínica de reproducción asistida. Ahora solo se puede hacer con una biopsia desechando los embriones enfermos. Sin embargo, con el «corta-pega» genético, un proceso relativamente sencillo, se podrían curar.

El lado oscuro

La nueva herramienta tiene, sin embargo, un lado oscuro que ya ha hecho reaccionar a la comunidad científica. Además de curar, permite retocar genes para traer «niños a la carta». Si se conocen genes específicos relacionados con el color de ojos, la estatura, la resistencia física, la inteligencia se podrían intentar cambios para traer al mundo niños al gusto de los progenitores.

Ni es ético ni es seguro, han advertido en una reunión internacional que a comienzos de mes se celebró en Washington. Entre los peligros, apuntan a que la tecnología aún no es suficientemente precisa. Es decir, es difícil controlar con exactitud cuántas células se modifican y si se corrige realmente el gen alterado. Los efectos de la modificación genética en el embrión serían imposibles de detectar hasta el nacimiento y los cambios se arrastrarían en las siguientes generaciones.

Un gran año para los pequeños mundos

2015 ha obligado a cambiar los libros de texto de astronomía. Ha sido el año en que el ser humano ha localizado corrientes de agua líquida sobre la superficie de Marte y en el que se ha concluido el primer cartografiado de los elementos más importantes del Sistema Solar.

Desde el 14 de julio, Plutón dejó de ser una mota gris en los libros para convertirse en un pequeño mundo repleto de historia. El vuelo de la misión «New Horizons» permitió hacer detalladas fotografías y estudios sobre este objeto del cinturón de Kuiper, una vasta región del espacio poblada por pequeños mundos congelados y que está más allá de Neptuno.

Gracias a esto, Plutón se desnudó para los científicos. Ahora se sabe que su superficie está cubierta por varias capas de hielo de nitrógeno, metano y monóxido de carbono. Que su fina atmósfera «respira», y que sufre un ciclo de expansión y colapso que genera curiosos patrones de deposición y sublimación de materiales. Que en la corteza hay, tanto suaves planicies, como escarpadas montañas de hielo, además de criovolcanes, unas montañas agujereadas que expulsan hielo desde un interior más caliente. Todo ello refleja que Plutón es un lugar más activo de lo que se pensaba, y que el Sistema Solar esconde aún una infinidad de secretos. Seguramente, ya en 2019 y cuando la sonda «New Horizons» llegue a otra de las rocas que vive en el cinturón de Kuiper, MU69, los horizontes de la ciencia seguirán expandiéndose.

Ceres, el cometa muerto

La sonda «Dawn», amanecer, ha sido en 2015 otra de las encargadas de trabajar en este objetivo. En marzo comenzó a orbitar Ceres, un habitante del cinturón de asteroides, una región del espacio situada entre Marte y Júpiter.

Allí, esta roca tan oscura como el asfalto, y castigada por multitud de impactos pretéritos, reveló la presencia de puntos brillantes, de amoniaco y de una neblina de polvo y vapor de agua, que sugirieron que Ceres era en realidad el «naufragio» de un cometa. Se cree que comenzó su vida más allá de Plutón, donde el Sistema Solar almacena los bloques primordiales con los que se construyó el sistema que rodea al Sol hoy, pero que que después fue capturado en la órbita actual.

Sin ir más lejos, este mismo mes, la sonda «Dawn» se aproximó a una órbita más cercana a la superficie de Ceres, a tan solo 380 kilómetros de la superficie, para seguir explorando el cadáver del cometa.

El día en que «Homo naledi» salió a la luz

La familia humana ganó un nuevo miembro en septiembre de 2015, cuando se hizo público el descubrimiento de una nueva especie. Se trata de Homo naledi, uno de los primeros representantes del género Homo, al que todos nosotros pertenecemos.

Según los científicos, este nuevo «abuelo» del género humano, resulta un firme candidato a ser el «eslabón perdido» entre los últimos australopitecos (aún no humanos) y los homininos, los primeros representantes del género Homo. De hecho, se anunció que Homo naledi presentaba rasgos anatómicos intermedios entre ambos grupos.

Según los estudios preliminares, esta criatura tenía una capacidad craneal muy inferior a la de nuestra especie (500 centímetros cúbicos frente a los 1.200 de Homo sapiens), y un torso, tórax y pelvis que le acercan a los australopitecos. Sin embargo, su dentadura, masticación y estructura de manos y pies se parecen mucho más a las nuestras. Como resultado, se cree que camianban como nosotros y que incluso fabricaban herramientas, pero que, por otra parte, eran más primitivos en otros aspectos, y que, por ejemplo, seguían subiendo a los árboles para evitar a los depredadores.

El hallazgo no fue una tarea sencila. Los primeros restos se encontraron en 2013 en la cueva «Rising Star» (que es la que le da nombre de estrella a este nuevo Homo), a 50 kilómetros de Johannesburgo, Suráfrica. Para llegar a ellos había que acceder a una sima situada a 90 metros de la entrada de la cueva, a través de una rampa tan estrecha que solo las personas extremadamente delgadas podían entrar a recuperarlos.

Después de mucho trabajo, un equipo internacional de 60 investigadores logró recuperar 1.550 restos fósiles de al menos 15 individuos de esta nueva especie, que, por cierto, aparecieron junto a una gran cantidad de huesos de otros animales. Aún falta por averiguar, si estas criaturas fueron enterradas allí o quedaron atrapadas por algún motivo. Y, lo que es más importante, aún falta establecer la edad de los restos. Podría ser que vivieran cuando el género Homo estaba emergiendo, hace unos dos millones de años, o más recientemente. La cueva aún guarda muchos secretos en sus entrañas.

La primera vacuna del ébola

«Éste es el regalo de Guinea Conakry para el África occidental y el mundo». De esta manera, tan elocuente el responsable de la lucha contra el ébola en la zona más castigada por la epidemia anunciaba el éxito de la primera vacuna contra un virus que tuvo al mundo en vilo. La vacuna experimental, denominada VSV-ZEBOV del laboratorio Merck, demostró este verano una eficacia del «cien por cien» tras haber sido probada en más de 4.000 personas que habían estado en contacto con la enfermedad.

La vacunación, desarrollada por expertos de la OMS, Médicos SinFronteras y de Noruega, Canadá, Guinea, EE.UU. y Reino Unido, comenzó en las comunidades afectadas de Guinea el pasado 23 de marzo y pretendía evaluar la eficacia, efectividad y seguridad con una única dosis del fármaco. Los resultados demostraron que, en el plazo de 10 días, la vacuna protegía contra el virus. Sin embargo, aún las autoridades regulatorias no han bendecido al fármaco. Con la epidemia ya controlada, se ha seguido vacunando a la población para conocer si se genera inmunidad de grupo,así se lograría que el virus deje de propagarse en una futura epidemia aunque no toda la población esté vacunada. Los ensayos clínicos también deben probar la eficacia y seguridad del medicamento en menores

Confirmada la extrañeza cuántica más espeluznante

Mister Spock podía apretar un botón y «teletransportarse» a cualquier otra parte. Y entonces, a nadie le extrañaba. Pero cuando algo parecido ocurre en el mundo real, las consecuencias son espeluznantes.

Albert Einstein llamaba a estas consecuencias, «la espeluznante acción a distancia», porque él pensaba que chocaba contra su postulado de que NADA puede viajar más rápido que la luz. Pero en 2015, unos físicos de Alemania demostraron que esta influencia existe: al medir las propiedades de una partícula cuántica, como un fotón, se determina de forma automática el estado de otra partícula cuántica, incluso si está a años luz de distancia.

Estre extraño y horripilante fenómeno cuántico se llama entrelazamiento. Cuando las partículas están entrelazadas, sus estados son completamente inciertos pero a la vez correlacionados.

Por ejemplo, un electrón puede ser preparado de modo que al medirlo, se tenga un 50 por ciento de probabilidad de que gire en una dirección y un 50 por ciento de que gire en la otra. Pero se pueden entrelazar dos electrones de modo que al medir el estado del primero y descubrir que gira en una dirección, se puede saber instantáneamente que el estado del otro electrón ha «colapsado» hacia la dirección de giro opuesta.

En 2015 los científicos lograron entrelazar electrones a una distancia de 1,3 kilómetros, y se obtuvieron pistas de que, en realidad, hay variables escondidas que son las que determinan el estado de las partículas cuánticas, sin necesidad de esta influencia remota. Pero los hallazgos allanan el camino de nuevas y exóticas tecnologías, como el internet cuántico y deja a la centenaria teoría de la relativiadd de Einstein intacta. Aunque esta aparente «acción a distancia» ocurra instantanéamente, parece que no se puede usar para enviar señales más rápido que la luz.

Analgésicos a partir de la levadura del pan

Biólogos de la Universidad de Stanford (EE.UU.) abrieron este año la puerta a la fabricación, rápida y segura, de medicamentos potentes para calmar el dolor y anestésicos similares a la morfina. Lo hicieron modificando genéticamente la levadura del pan para producir en el laboratorio opioides y no depender de los cultivos de la adormidera, la planta de la que se extrae el opion y que es imprescindible para producir fármacos con morfina, codeína, noscapina o papaverina.

Los investigadores sintetizaron los opiáceos en el laboratorio y, en lugar de esperar meses de cultivo, extracción y producción, consiguieron la materia prima de los analgésicos en solo unos días. Su sistema consistió en sintetizar los opioides añadiendo 23 genes a la levadura. Así consiguieron que la levadura produzca enzimas que obligan a la célula a transformar el azúcar en sustancias opiáceas. El método promete abaratar costes de producción, acelerar la fabricación y conseguir una fórmula controlada que no dependa ni de las condiciones meteorológicas ni de los conflictos bélicos.

Viaje al centro de la Tierra

Julio Verne habría soñado con despertar en 2015 para montar en submarino, ver la llegada del hombre a Plutón o disfrutar del aire acondicionado. Además, habría disfrutado de un hallazgo que cambió para siempre la visión del ser humano acerca del interior de la Tierra.

Durante 40 años hubo un fiero debate acerca de las plumas del manto, unas estrechas y gigantescas columnas que se sumergen bajo la corteza terrestre y permiten el flujo de materiales ardientes hacia la superficie, generando los llamados puntos calientes, unas regiones muy activas y que permiten la aparición de volcanes y otras estructuras. Los científicos querían saber hasta dónde llegaban estas plumas, y en 2015 una nueva técnica permitió descubrir 28 plumas que atravesaban el subsuelo terrestre hasta llegar al mismísimo núcleo. No tan lejos del centro de la Tierra imaginado por Verne.

Gracias a las imágenes en mas alta resolución conseguidas hasta el momento y al empuje de los terremotos, los científicos obtuvieron grandes cantidades de información sobre el interior terrestre. Concluyeron que estas plumas pueden tener un grosor de 800 kilómetros y que son tres veces más grandes de lo que se pensaba, con lo que creen que se debe cambiar los modelos que explican cómo el núcleo de la Tierra se está enfriando. Con esto, la dinámica de la corteza y las capas inferiores aún tendrá que ser retocado. El ser humano aún está lejos de entender qué ocurre en el centro de la Tierra.

El primer americano

La historia puede retocarse de vez en cuando en una dirección o en otra. Así ha ocurrido desde 1996 con el « Hombre de Kennewick», un ser humano que vivió hace 8.500 años en la rivera del río Columbia, en el estado de Washington, Estados Unidos.Mientras algunos sostenían que era «el ancestro» de los nativos americanos de la región, otros decían que el origen de estas poblaciones estaba en Europa, en migraciones mucho más recientes.

En 2015 esta página de la historia quedó un poco más clara. Después de que el gobierno de Estados Unidos autorizara en 2004 el estudio de este esqueleto, los científicos lograron secuenciar el genoma nuclear de este hombre para averiguar de dónde provenía.

Según sus resultados, «el ancestro» está muy relacionado con al menos una de las tribus del área de Washington que reclamaban ser sus descendientes. Y, lo que es más importante, el «Hombre de Kennewick» permite apoyar la hipótesis de que los nativos americanos actuales proceden de poblaciones asiáticas que llegaron a América a través del estrecho de Bering hace 15.000 años.

Cruzada contra los falsos positivos

2015 es el año que ha puesto a prueba la fiabilidad de la Psicología. Brian Nosek, psicólogo experimental estadounidense, ha replicado cien estudios de su campo para comprobar que han sido realizados de forma correcta y sin la influencia de los prejuicios de sus autores. Curiosamente, los resultados de 61 de ellos no pudieron repetirse.

La reproducción es clave en la metodología científica porque permite a otros investigadores confirmar los resultados y que el éxito de la publicación no dependa del prestigio de los autores sino de las evidencias experimentales. Con este trabajo, Nosek espera mejorar la metodología de futuras investigaciones.

Gracias a él, muchos editores de revistas de psicología han decidido publicar réplicas de forma rutinaria. Esa innovación puede tener consecuencias sobre la ciencia entera. A la vez que se mejora el diseño de las réplicas, los investigadores han elaborado un nuevo procedimiento, llamado pre-registro, en el que se publica la metodología y el planteamiento de cada estudio antes de comenzar los experimentos.

Después, llega el momento de publicar los resultados y análisis estadísticos, sean cuales sean, de forma que se evite exagerar los buenos resultados y ocultar los resultados negativos. En teoría, si todos los científicos aplicaran estos métodos, los falsos positivos desaparecerían de la ciencia.

Redescubriendo el cerebro

Primero se pensó que la Tierra ocupaba el centro del Universo. Luego, que era plana y que al cruzar el océano aguardaba el fin del mundo. Puede parecer menos relevante, pero mucho tiempo después, los anatomistas concluyeron que en el cerebro no había vasos linfáticos y que estas «tuberías», encargadas de retirar desechos y de transportar a las células inmune, se detenían en el cuello. Esto supuso que la ciencia estaría mucho tiempo sin entender cómo funcionaba el sistema en el interior de uno de los componentes del organismo que más preocupaciones y satisfacciones da. El sistema nervioso.

En verano de 2015 los científcos descubrieron que los vasos linfáticos se adentraban en el cerebro de los ratones. Después de descubrir un grupo de células T del sistema inmune sospechosamente bien organizadas en los cerebros de estos animales, los biomarcadores (señales que se usan para detectar y ver estructuras) mostraron la presencia de pequeños tubos que eran prolongaciones del sistema linfático de los roedores.

Esos vasos, escondidos bajo las meninges, ahora ayudarán a entender cómo el sistema inmune y el cerebro interaccionan, porque hasta ahora se pensaba que el cerebro tenía sus propias células inmunes. Esto, abrirá un nuevo camino, o autopista, para explorar las enfermedades neurodegenerativas y neuroinflamatorias, como alzheimer, esclerosis múltiple y meningitis.