Cuáles son los 16 acontecimientos científicos que marcaron el 2021

Si hay algo que aprendimos los seres humanos en este último tiempo es que la ciencia ya no es lo que era. Aquella imagen, casi arcaica, de un laboratorio distante y remoto, en el que pocos entendían concretamente lo que sucedía allí dentro, es parte del pasado. La ciencia consiguió instalarse en los hogares; entre la familia.

En ningún otro tiempo de nuestra historia reciente ha estado la actualidad global tan atravesada en todos los niveles por un único denominador común: en los últimos dos años, la pandemia del coronavirus SARS-CoV-2 del COVID-19 ha eclipsado todo lo demás. Y siendo un asunto en el que la ciencia tiene tanto que aportar, la crisis global ha acaparado los esfuerzos de la investigación científica para liberar todo el poder del ingenio humano.

Sin embargo, si bien es inevitable que una parte de la lista de acontecimientos científicos que marcaron el 2021 esté relacionada con la pandemia, tampoco han faltado avances significativos, prometedores o intrigantes en otros campos científicos. La revista Nature y la revista Science eligieron los momentos decisivos en la ciencia y la investigación de este año.

Estos son los 16 acontecimientos científicos que marcaron el 2021

1-Variantes de coronavirus amenazan la protección de la vacuna

El año comenzó, y terminará, con los investigadores corriendo para aprender más sobre las variantes del coronavirus SARS-CoV-2 que se están propagando por todo el mundo. Las vacunas COVID-19 resistieron en gran medida las variantes que surgieron a fines de 2020 y principios de 2021, que luego se llamarían Alfa, Beta y Gamma. Pero luego vino Delta. En marzo, esta variante comenzó a arrasar India con alarmante velocidad y ferocidad, acumulando muertes y hospitalizaciones en un país que aún no había avanzado mucho en su campaña de vacunación.

A partir de ahí, la variante altamente transmisible se extendió por todo el mundo, dejando devastación y más bloqueos a su paso. Los datos mostraron que, una vez más, las vacunas generalmente protegen a las personas infectadas con Delta de experimentar las consecuencias más graves del COVID-19, pero que las vacunas protegen menos contra Delta que contra otras variantes. Y a finales de noviembre se produjo un caso de déjà vu: apareció Ómicron, la última variante preocupante. Los primeros datos indican que viola la inmunidad de la vacuna de manera significativa, pero que las dosis de vacuna adicionales (inyecciones de refuerzo) mejoran la situación.

2-Marte era el destino planetario “it”

El rover Perseverance de la NASA aterrizó en el planeta rojo el 18 de febrero, iniciando una nueva era de exploración de Marte. Después de detener su aterrizaje, Perseverance desplegó un pequeño helicóptero que completó el primer vuelo motorizado en otro mundo. En septiembre, después de un intento inicial fallido, el rover perforó y almacenó la primera de las muchas muestras planificadas de roca marciana, que las futuras misiones espaciales recuperarán para que los científicos en la Tierra puedan analizarlas en busca de signos de vida pasada.

Perseverance fue una de las tres misiones que llegaron al planeta rojo en 2021: el rover Zhurong de China aterrizó el 15 de mayo como parte de Tianwen-1, la primera misión del país a Marte. Se recogió un tesoro de datos geológicosde una región antes inexplorada del hemisferio norte del planeta. Y a principios de año, en su primera misión interplanetaria, los Emiratos Árabes Unidos colocaron su nave espacial Hope en órbita alrededor del planeta, y finalmente tomaron fotografías de las “auroras” de Marte: emisiones ultravioleta que surgen de la interacción del viento solar con los campos magnéticos del planeta.

3-El hito de Muon abrió la puerta a cambios importantes en la física

En una transmisión por Internet el 7 de abril, los investigadores que forman parte del experimento Muon g - 2 en el Laboratorio del Acelerador Nacional Fermi cerca de Chicago, Illinois, informaron que los muones, partículas grandes e inestables similares a los electrones, son más magnéticos de lo que se predijo originalmente.

Hace décadas, una versión anterior del experimento insinuaba que los muones podrían no comportarse de la forma en que sugieren los cálculos de los físicos, basados en el modelo estándar de física de partículas. Con el resultado de este año, los investigadores ahora están comprobando dos veces esos cálculos. Si se mantienen, y la discrepancia entre la teoría y los resultados experimentales persiste, podría marcar la primera vez que el modelo estándar no ha tenido en cuenta las observaciones desde su desarrollo hace 50 años. Entonces los científicos están explorando cómo el hallazgo podría concordar con todo lo demás que saben sobre las partículas elementales, y si es absolutamente correcto.

4-La aprobación de un fármaco contra la enfermedad de Alzheimer provocó un nido de avispas

La Administración de Drogas y Alimentos de los EEUU (FDA) aprobó el primer medicamento nuevo para la enfermedad de Alzheimer en 18 años, lo que entusiasma a las personas que se ven afectadas por la devastadora afección, pero enfurece a algunos investigadores. El desarrollador del fármaco, la empresa de biotecnología Biogen en Cambridge, Massachusetts, demostró que el fármaco de anticuerpos puede eliminar del cerebro grupos de proteína amiloide-β, que algunos científicos creen que es la causa principal del Alzheimer.

Pero el tratamiento no tuvo un beneficio cognitivo sencillo en los ensayos clínicos. A pesar de que un panel asesor recomendó abrumadoramente contra la aprobación del medicamento, la FDA lo hizo el 8 de junio, lo que provocó que los asesores renunciaran y, más tarde, se inició una investigación federal sobre la decisión.

5-Genes editados por CRISPR directamente dentro del cuerpo

Desde que llegó a la escena, la técnica de edición de genes CRISPR ha sido promocionada como un cambio de juego para el tratamiento de enfermedades. Pero hacer realidad ese sueño para muchas enfermedades requerirá que los investigadores introduzcan con éxito la maquinaria CRISPR-Cas9 en el cuerpo de una persona y demuestren que edita de manera segura y eficaz solo el gen al que se dirige.

El 26 de junio, Intellia Therapeutics de Cambridge, Massachusetts, y Regeneron de Tarrytown, Nueva York, publicaron los resultados de los ensayos clínicos demostrando precisamente eso. Las firmas de biotecnología probaron su tratamiento en seis personas con una enfermedad rara llamada amiloidosis por transtiretina, que causa la acumulación anormal de una proteína mal plegada en los órganos y tejidos del cuerpo. Todos los participantes experimentaron una caída en los niveles de la proteína deformada, y dos que recibieron una dosis alta vieron caer los niveles de proteína en un 87% en promedio.

6-La herramienta de inteligencia artificial de DeepMind predijo una gran cantidad de estructuras de proteínas

La empresa hermana de Google, DeepMind en Londres, anunció en julio que había utilizado un sistema de inteligencia artificial (IA) para predecir la estructura de casi todas las proteínas expresadas por humanos, así como proteomas casi completos para otros 20 organismos. El algoritmo, llamado AlphaFold, ganó un concurso en 2020 para predecir la estructura de una proteína con mayor precisión que nunca.

En el pasado, los investigadores han aprendido acerca de las estructuras de las proteínas dilucidándolas minuciosamente con varias técnicas de microscopía o simulándolas con modelos menos precisos. La liberación de más de 350.000 estructuras de proteínas en 2021, muchas de las cuales nunca se habían visualizado, tiene el potencial de revolucionar las ciencias de la vida, dicen los investigadores, porque tales estructuras guardan los secretos de las enfermedades y sirven como objetivos para los medicamentos.

7-Dosis de refuerzo, ¿sí o no?

A medida que los países ricos comenzaron a mediados de 2021 a considerar seriamente la posibilidad de administrar inyecciones de refuerzo, a menudo terceras dosis de la vacuna COVID-19, a las personas que ya habían sido completamente inoculadas, surgieron dudas entre los investigadores sobre si tal paso estaba justificado. Claro, había evidencia de que la inmunidad a la vacuna estaba disminuyendo frente a la variante Delta altamente transmisible, pero las inyecciones todavía protegían a las personas de la hospitalización y la muerte.

A pesar de un pedido de la Organización Mundial de la Salud para que las naciones ricas pospongan los refuerzos para sus poblaciones más amplias hasta que más personas en las naciones de bajos ingresos puedan vacunarse con las primeras dosis, algunas siguieron adelante de todos modos. Ahora, con la última variante de preocupación, Ómicron, difusión y datos del mundo real de Israel y otros lugares que muestran que los refuerzos reducen las posibilidades de que las personas se enfermen con COVID-19; muchos investigadores de salud pública instan a los adultos vacunados a recibir los inyectores adicionales.

Sin embargo, señalan que las variantes continuarán evolucionando en las personas infectadas cuando solo el 7% de las personas en los países de bajos ingresos hayan recibido una sola dosis. Se están movilizando detrás de las exenciones de propiedad intelectual y otros mecanismos para aumentar el suministro de vacunas a nivel mundial, por lo que no es necesario que exista un compromiso entre los impulsores y la equidad.

8-El informe climático del IPCC advirtió a las naciones que el clima extremo podría llegar para quedarse

En su primera evaluación integral de la ciencia del clima en ocho años, el Panel Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) de las Naciones Unidas pintó un panorama brutal, pero claro de la salud de la Tierra: las sequías, los incendios forestales y las inundaciones récord que ya están devastando comunidades en todo el mundo solo empeorarán si los gobiernos no actúan para detener las emisiones de gases de efecto invernadero.

El planeta ya se ha calentado 1,1°C en comparación con el promedio en 1850-1900, según el informe, y es probable que supere los 1,5°C en una década con los niveles de emisiones actuales. Si alcanza los 2°C de calentamiento, el límite superior que los gobiernos se comprometieron a evitar en el acuerdo de París de 2015, los eventos de temperaturas extremas que ocurrieron anteriormente solo cada 50 años ocurrirán cada pocos años, lo que aumentará la probabilidad de muerte y destrucción.

Mientras tanto, los investigadores pudieron vincular directamente una ola de calor récord en el noroeste del Pacífico de América del Norte e inundaciones épicas en Alemania este año al cambio climático causado por el hombre, la última investigación agregada a una lista cada vez mayor de estudios de atribución climática.

9-Los investigadores de Afganistán se enfrentaron a un nuevo régimen

El 15 de agosto, los talibanes capturaron Kabul, la capital de Afganistán, recuperando el control del país cuando Estados Unidos retiró sus últimas tropas. Muchas personas en todo el país, especialmente mujeres y aquellas con conexiones con el gobierno respaldado por Estados Unidos, estaban desesperadas por el regreso de los talibanes debido a las violaciones sistémicas de los derechos humanos que tuvieron lugar durante el gobierno anterior del grupo fundamentalista entre 1996 y 2001.

Los académicos temían por su seguridad debido a sus conexiones internacionales, experiencia en ciertas áreas temáticas y voluntad de enseñar a las mujeres. Les preocupaba el futuro de los programas de investigación y si perderían su libertad académica bajo el nuevo régimen. Ahora, más de tres meses después de la toma de posesión, la comunidad internacional aún tiene que reconocer al gobierno liderado por los talibanes, y las universidades e instituciones de investigación del país permanecen en gran parte cerradas. Muchos investigadores están tratando de irse, si aún no lo han hecho, porque no se sienten valorados por los talibanes o porque no han recibido amenazas de ellos.

10-La cumbre climática histórica terminó con un pacto y escepticismo

Los políticos en la 26a Conferencia de las Partes sobre el Cambio Climático de las Naciones Unidas (COP26) anunciaron nuevos compromisos para limitar las emisiones de gases de efecto invernadero y acordaron, después de días de negociaciones a principios de noviembre, que se necesitarían más reducciones para evitar los peores efectos del cambio climático.

Los 196 gobiernos que son parte de la convención climática firmaron el Pacto Climático de Glasgow, que exige una reducción del 45% en las emisiones globales de dióxido de carbono para 2030, en comparación con los niveles de 2010. En los primeros días de la cumbre, los líderes mundiales presentes hicieron grandes promesas para poner fin a la deforestación, reducir las emisiones de metano y eliminar gradualmente la energía del carbón.

En total, sin embargo, los investigadores dijeron que las promesas, si se implementan por completo, pondrían al mundo en el camino de calentar 2.4°C por encima de los niveles preindustriales, y muchos cuestionaron si los gobiernos enfrentarán los desafíos futuros.

11- Predicción de la estructura de las proteínas mediante IA

La solución a un problema que ha tenido en jaque a los científicos durante casi 50 años es, para Science, el descubrimiento más destacado de 2021. Utilizando un algoritmo de inteligencia artificial (AlphaFold, de la empresa británica Deepmind), los científicos han logrado predecir la compleja estructura tridimensional que adopta una cadena de aminoácidos al plegarse para dar lugar a una proteína funcional.

“Esto supone un avance en dos frentes”, explicó el editor jefe de Science, Holden Thorp. “Primero porque resuelve un problema que ha traído de cabeza a los investigadores durante casi medio siglo; y, segundo, porque va a convertirse en una herramienta revolucionaria que incrementará el desarrollo científico, como en su día lo fueron CRISPR o la criomicroscopía electrónica”, agregó

Este año, dos artículos simultáneos publicados en Nature y Science presentaron los algoritmos de aprendizaje automático AlphaFold y RoseTTA- Fold. Ambos resuelven el “problema del plegamiento de proteínas”, demostrando que pueden determinar la estructura en la que se pliega una proteína basándose solo en los aminoácidos que contiene. Todo un hito histórico en biotecnología.

12- Dos avances para luchar contra la COVID-19

Un nuevo actor se ha unido a las vacunas para luchar contra el COVID-19: los antivirales, que previenen los síntomas y la muerte si se toman en una fase temprana de la infección. Se ha informado de resultados positivos con PF-07321332 de Pfizer y Molnupiravir de Merck, y algunos genéricos como la fluvoxamina (usada en el tratamiento del trastorno obsesivo-compulsivo) también podrían resultar útiles, pero se sigue investigando.

Estos antivirales representan otro de los logros del año para la revista Science, que apunta uno más en este campo: el desarrollo de medicamentos basados en anticuerpos monoclonales, ya que ayudan a luchar contra el SARS-CoV-2 y otros virus, como el VIH. Para fabricarlos se aíslan los anticuerpos más potentes de animales de laboratorio y humanos, y luego se reproducen en cantidades masivas.

13. Obtención de ADN humano antiguo en sedimentos

Hace poco más de una década, el sueco Svante Pääbp revolucionaba el campo de la paleontología fundando la paleogenómica, el análisis de ADN antiguo a partir de restos fósiles.

Science destaca que en 2021 se ha demostrado que ya no son imprescindibles esos restos humanos fósiles para secuenciar el ADN, si no que basta con analizar el sedimento de una cueva prehistórica para identificar a sus antiguos pobladores.

14- La ‘cría’ de embriones abre ventanas en el desarrollo temprano

El conocimiento de las primeras etapas del desarrollo embrionario ayuda a entender los abortos espontáneos y los defectos congénitos, así como a perfeccionar los protocolos de fecundación in vitro, pero limitaciones legales y éticas restringen el estudio con embriones humanos.

En marzo un equipo consiguió alargar hasta 11 días (en lugar de 3 o 4 como hasta ahora) la vida de embriones de ratón extraídos de la madre. El paso clave es girar los frascos donde están, como si fuera una noria, de tal forma que los nutrientes llegan mejor. Los embriones se sometieron a una etapa de reorganización celular y les crecieron algunos órganos y las patas traseras.

Otros equipos crearon réplicas de blastocisto (una etapa embrionaria crucial) a partir de células madre embrionarias humanas o bien células adultas reprogramadas. Estos trabajos permitirán comprender mejor los defectos del desarrollo temprano y a avanzar en nuevas terapias de reproducción asistida.

15- Drogas psicodélicas para tratar el estrés postraumático

El trastorno de estrés postraumático es una dolencia psiquiátrica que afecta a la vida de cientos de millones de personas al año. El poder de alteración de la mente de las drogas psicodélicas ha suscitado la esperanza de que puedan aliviar enfermedades psiquiátricas como esta, pero pocos ensayos grandes y rigurosos han demostrado su eficacia.

En este contexto, en mayo se publicó un estudio que destaca la utilidad y efectividad de drogas recreativas actualmente ilegales, como el MDMA —éxtasis— o el alucinógeno psilocibina. Estas sustancias, combinadas con terapia conversacional, pueden crear una sensación de bienestar y empatía que ayude a las personas a procesar sus experiencias traumáticas

En noviembre, la empresa británica COMPASS Pathways anunció también los resultados positivos de un ensayo aleatorio realizado con psilocibina, un compuesto obtenido de las setas con potencial para ser aplicado en personas con depresión resistente al tratamiento. En cualquier caso, las investigaciones sobre todos estos controvertidos compuestos y el debate sobre su regulación continúa.

16-Resultado inesperado en fusión nuclear

Este año se ha producido un resultado en la National Ignition Facility que sorprendió a sus propios investigadores: una reacción de fusión que se acercó como nunca antes al ‘punto de equilibrio’ oficial, aquel en el que una reacción produce más energía que la que necesita el láser para encenderla.

La fusión nuclear, que alimenta al Sol y otras estrellas, se considera como una futura solución a los problemas energéticos de la Tierra, pero conseguir las enormes presiones y temperaturas que requiere es extremadamente difícil. Muchos esfuerzos se centran en confinar un plasma supercaliente en un campo magnético mediante enormes electroimanes, como en el ITER que se está construyendo en Francia.

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