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11/Ene/09

La revista Science nombra el top 10 de progresos de 2008

Como siempre, cuando el año termina hay una inevitable prisa para producir listas de los 10 mejores. Las 10 mejores películas, los 10 mejores libros, los 10 mejores álbumes de música. No conformes con dejarles a Hollywood y a la industria del entretenimiento toda la diversión, el personal de noticias de la revista Science ha compilado su lista de los 10 mejores progresos científicos del año que aparecieron con potencial para un impacto duradero. Éstos van desde protones hasta planetas e incluyen casi todo lo demás

El progreso científico del año: La reprogramación celular

Como los escritores científicos interpretan la frase inicial, el progreso del año es "un logro de la alquimia celular buscado durante mucho tiempo". Mientras que los antiguos alquimistas trataban de transmutar metales comunes en oro o plata, los científicos hechiceros modernos han encontrado las maneras de convertir las células de la piel humana -el metal básico- en células madre pluripotenciales (iPS) -el equivalente biológico moderno del oro. Estas células iPS son capaces de convertirse en una variedad de tejidos, que en última instancia podrían conducir a la capacidad de curar ciertas enfermedades con las células propias del paciente.

En un segundo truco de programación celular, los científicos transformaron células maduras en ratones vivos de un tipo especializado en otro. Esta porción de brujería biológica se rió en la cara de años de resultados que sugerían que el desarrollo celular era una calle de un sentido. Esto ha proporcionado un conocimiento mucho mayor de la naturaleza de los procesos biológicos y químicos que permiten que las células adopten un rol especializado de forma estable, y ha abierto las puertas al campo que ahora está siendo llamado programación celular. Ambas técnicas potencialmente dejan de lado el político campo minado que rodea a las células madre humanas en estado embrionario.

Hace diez años, un equipo de la University of Wisconsin-Madison desarrolló una técnica para obtener células madre embrionarias humanas (hES) de blastocistos humanos. No fue una sorpresa que esto provocara un gran debate sobre la bioética, ya que el procedimiento a menudo destruía el blastocisto. El potencial para una nueva fuente de células madres similares a las embrionales vino por medio de un avanzado artículo de un equipo de investigadores japoneses. Nombrado como el progreso número dos del año por la revista Science, el equipo japonés creó células iPS de células de la cola de un ratón mediante la simple inserción de cuatro genes. Cuando se dio el siguiente paso lógico -usar la técnica con células humanas- los investigadores se lanzaron a la carrera.

Dos grupos anunciaron progresos asombrosos con unas semanas entre sí. El primero obtuvo células iPS de la piel de una mujer de edad que sufría de esclerosis lateral amiotrófica (ALS, o la enfermedad de Lou Gehrig). Entonces les ordenaron a las células que se transformaran en neuronas y neuroglia, dos de los tipos de células más afectados por ALS. Muy poco después de este anuncio, un segundo grupo informó sobre la creación de líneas de células iPS de un paciente específico para 10 enfermedades adicionales. Muchas de estas 10 enfermedades no son muy adecuadas, o ni siquiera posibles, de estudiar por medio de modelos animales.

Ignorando el atractivo de las células madre, otro grupo de investigadores demostró que uno no las necesita para producir varios tipos de células maduras; en cambio, forzaron a las células maduras a cambiar su forma y función. Trabajando con ratones vivos, un equipo de investigación estadounidense demostró que las células pancreáticas de exocrina podían ser obligadas a funcionar como células beta. Usando un trío de virus como vectores de entrega genética, el equipo insertó un conjunto de genes que se cree son responsables del crecimiento de las células beta dentro de las células de exocrina. En unos días, observaron que los "ratones tratados formaban insulina produciendo células que actuaban como células beta auténticas". Ya que las células beta son responsables de producir insulina y son destruidas en las personas que sufren de diabetes tipo 1, esta técnica podría tener ramificaciones muy importantes si pudiera ser modificada para su uso humano.

Mientras estos progresos son muy importantes, se necesita mucho más trabajo antes de que empecemos a ver curas hechas a la medida, individualmente formuladas para las enfermedades. Actualmente carecemos de un método seguro para provocar cambios en el desarrollo y necesitamos una comprensión más detallada de cómo funciona el proceso de conversión y una mucho más detallada comprensión de la naturaleza de las células recién formadas. Aunque este campo no está listo para el consumo humano, el potencial que presenta justifica ser nombrado el progreso científico más grande del año, de acuerdo con Science.

Los segundos

Visualizaciones directas de exoplanetas

Los astrónomos encontraron por primera vez un planeta que giraba alrededor de otra estrella en 1995, después de cientos de años de especulaciones de que la probabilidad de otros planetas debía ser infinitesimal, cercana a uno. En los 13 años siguientes encontraron 332 planetas más girando alrededor de otras estrellas. Hasta comienzos de este año, sin embargo, todos fueron encontrados usando técnicas indirectas. La gran mayoría de estos exoplanetas -307 para ser exactos- fueron encontrados no porque lo vimos, sino porque podíamos observar que la estrella alrededor de la que gira se tambaleaba por la masa del planeta. En la parte final de este año, los astrónomos han informado sobre observaciones directas de exoplanetas. Usando la óptica adaptativa y un software "coronógrafo virtual", los equipos han encontrado 11 planetas mirándolos directamente, y sin depender de efectos secundarios.

El ADN del cáncer

Se conoce que los errores de ADN pueden conducir al crecimiento celular desregulado, que puede producir un tumor canceroso. Gracias al completamiento del genoma humano y del equipo de secuenciación asequible, algunos grupos han mirado más profundamente en los errores genéticos que pueden causar el cáncer. A través del estudio de varios genomas de cáncer, los científicos han llegado a la conclusión de que los tratamientos que bloquean las trayectorias celulares comunes podrían ser más efectivos que un tratamiento de "fórmula mágica" dirigida a los genes de un cáncer individual.

Nueva clase de High-T superconductores

Desde el descubrimiento de los superconductores de alta temperatura en 1986, todos habían sido una cerámica formada por óxidos de lantano-bario-cobre. A comienzos de este año hubo una tormenta de trabajos de varios grupos de investigación que anunciaban que habían encontrado una nueva clase de superconductores de alta temperatura, cerámicos hechos de lantano, hierro, arsénico, oxígeno y flúor. Mientras su temperatura crítica es, según los patrones de superconductores de alta temperatura, una no tan alta 55 K, han abierto un nuevo camino en el misterio de la investigación de superconductores. El trabajo siguiente no fue capaz de determinar si estos materiales se comportan de manera similar a sus primos de cobre más familiares.

Proteína que se ablanda y se dobla

Cómo se acoplan las proteínas con moléculas objetivo ha sido un tema de debate entre biólogos, bioquímicos y biofísicos durante mucho tiempo. La teoría principal es que, cuando una molécula de proteína llega a su objetivo, cambia su forma para encajar de una manera tipo cerradura-llave. Sin embargo, algunos postularon que las proteínas en solución oscilaban al azar entre varias conformaciones relacionadas pero ligeramente diferentes. El nuevo trabajo de biología computacional llevado a cabo por equipos en EE.UU. y Alemania ha dado respaldo al modelo último. Los investigadores descubrieron que una proteína a menudo estudiada "bailará" entre muchas configuraciones diferentes antes de encontrar una que loe permita interactuar con la molécula objetivo.

Dividir el agua

Con el histórico aumento de los precios del petróleo del verano, el interés en fuentes de energía renovable estaba en la mente de muchas personas. Incluso a medida que avanza la tecnología para energía solar y eólica, y los precios de la energía que generan baja, almacenarla es aun un desafío. Una sugerencia es hidrolizar el agua en hidrógeno y oxígeno, que puede ser más tarde quemado o usado en una configuración de celda de combustible. El problema es dividir el agua eficientemente; el platino es un buen catalizador para esta reacción, pero su escasez y precio son prohibitivos para trabajos a gran escala. Este año vio el desarrollo de un nuevo catalizador, un comprimido de fósforo y cobalto que puede hidrolizar el agua eficientemente a escalas industriales.

El comienzo de la vida, la película

La mayoría de nosotros probablemente hemos visto un video de las primeras células de un embrión cuando se dividen, empezando de un huevo+espermatozoides, luego dividiéndose para formar la primera docena de células individuales. Cuando se trata de vertebrados, sin embargo, los científicos sólo tenían, como máximo, una opinión parcial de qué venía después. Este año, investigadores de Alemania crearon un microscopio especializado y observaron la formación y el crecimiento de un embrión de pez cebra. Lo observaron desde una única célula hasta que llegó a un grupo de casi 16.000 células individuales. Las películas están libremente disponibles en Internet, y bien vale la pena mirarlas.

Grasa codificada en colores

Se conoce desde hace más de 400 años que hay dos tipos de grasas: blanca y marrón. Las células grasas marrones tienen una concentración mucho más alta de mitocondrias y queman energía para obtener calor; las células grasas blancas son lo que muchos de nosotros vemos fácilmente en nuestra región central. Se suponía que ambos tipos de células grasas estaban relacionados y provenían del mismo tipo de célula madre. Usando la observación de que el gen PRDM16 estimula la especialización de la grasa marrón, investigadores de EE.UU. supusieron que si bloqueaban la actividad del PRDM16, las células precursoras de las grasas marrones se volverían células grasas blancas. No obtuvieron lo que esperaban ya que, ante la ausencia del PRDM16, las células grasas marrones de ratones se convirtieron en células musculares. El equipo también fue capaz de invertir el proceso, convirtiendo células que se diferenciaban en células musculares en grasa marrón. Usando una técnica para rastrear linajes celulares, el equipo descubrió que las células musculares y grasas marrones en los ratones estaban relacionadas, pero que ninguna estaba relacionada con las células grasas blancas.

Computando los básicos

Mientras los protones, neutrones, y otros hadrones livianos son considerados partículas básicas, la matemática que describe sus entrañas es increíblemente compleja. La simple imagen del interior de cualquier hadrón es tres quarks que intercambian gluones, la partícula mensajera de la poderosa fuerza nuclear, entre ellos. La realidad es mucho más complicada, y nuestra mejor descripción de la poderosa fuerza -la cuántica cromodinámica (QCD)- requiere computadoras increíblemente poderosas para tener alguna esperanza de hacer un modelo de incluso un "simple" hadrón con exactitud. Usando masivamente computadoras paralelas y una técnica conocida como enrejado cuántico cromodinámico, investigadores en Europa han pronosticado la masa de un protón usando solamente la teoría detrás de la poderosa fuerza. El hecho de que su masa computada está dentro de un pequeño porcentaje de la respuesta experimental indica que la QCD describe apropiadamente la poderosa fuerza nuclear.

ADN barato

Cuando el genoma humano fue decodificado hace algunos años, se usaron técnicas que ahora son consideradas un poco anticuadas. El equipo físico de varias compañías disponible durante los últimos años ha volteado las puertas de la secuenciación genómica. La tecnología de "secuenciación por síntesis" de 454 Sequencing (ahora de propiedad de Roche) ha permitido a los investigadores secuenciar genomas parciales de osos de cueva extintos y Neandertales, y del 80% de un mamut. A medida que avanza la tecnología de secuenciación, se abrirán más y más códigos genéticos y, como en la tecnología de consumo y equipo electrónico, el precio continuará bajando.

Fuente: Ars Technica. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard

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Artículo original (inglés)