Los avances científicos más importantes del 2024
25 diciembre, 2024
Cada año presenciamos todo tipo de logros científicos. 2024 no fue la excepción. En los últimos 12 meses han ocurrido avances importantes en medicina, astronomía, salud alimentaria, biología o magnetismo, por mencionar algunos.
La revista Science, una de las más respetadas a nivel mundial, publicó recientemente su selección de los avances científicos más significativos del año. Si quieres conocerlos, vienen a continuación.
Medicamento para prevenir el VIH
Aunque veamos como algo lejano a la última pandemia que ha enfrentado nuestra especie, la de Covid-19, la anterior sigue activa y afectando a millones de personas. El Virus de Inmunodeficiencia Humana (VIH) sigue siendo un problema de salud pública a nivel mundial. Cada año se infectan más de 1 millón de personas en el mundo.
En 2024 se presentó un medicamento inyectable que ofrece 6 meses de protección ante el VIH. En una prueba realizada en África sobre mujeres jóvenes reportó que para junio había mostrado 100% de efectividad. Una prueba realizada en cuatro continentes demostró tres meses después una eficacia de 99.9% en personas de distintos géneros que tienen como parejas sexuales a hombres.
El nombre del fármaco es “lenacapavir”. No sólo se trata de un medicamento de gran utilidad, además, proviene de un avance en investigación básica que es una nueva comprensión de la estructura y funciones de la proteína de capsida. Es a esta proteína a la que se dirige el fármaco.
Otros virus tienen su versión propia de proteína capsida. Los resultados de “lenacapavir” crean un panorama optimista para inhibir otras enfermedades virales.
Liberación de células inmunes para enfermedades autoinmunes
Un sistema inmune traicionero puede provocar enfermedades como lupus, esclerodermia o esclerosis múltiple, por mencionar algunas. Los tratamientos actuales son capaces de controlarlas pero no detener su avance.
Este año una nueva terapia con células T, conocida como CAR-T mostró resultados alentadores. Se probó en pacientes en estado grave y produjo mejoras considerables. Este tipo de terapia comenzó hace 15 años como un tratamiento para células cancerosas.
Consiste en aislar células T de los glóbulos blancos del paciente. Después se modifican genéticamente y se regresan al paciente. Lo más común es que se les oriente para destruir las células B. Tanto las células T como las B son parte del sistema inmunitario.
Las células B cancerosas son la base de algunas leucemias y linfomas. Con esta terapia es posible extirpar las células B. Las células B son parte del sistema inmune, liberan autoanticuerpos tóxicos tóxicos que atacan articulaciones, pulmones y riñones, entre otros.
Los resultados son favorables en diferentes pruebas. En alemania se experimentó con 15 pacientes de Lupus. Otros 30 pacientes de miastenia gravis y síndrome de persona rígida fueron tratados exitosamente. Además, la comprensión del funcionamiento de las células B aumentó. Queda mucho por avanzar en este campo pero los resultados son prometedores.
El Webb observó el “amanecer cósmico”
El Telescopio Espacial James Webb ya había sido elegido como la revelación científica del año en 2022. Se le diseñó para estudiar los primeros miles de años en la historia del universo. Esto gracias a su capacidad para reconocer la luz tenue que sus antecesores no podían percibir.
En sus primeros meses de funciones encontró casi mil veces más candidatas a galaxias en el “amanecer cósmico” de lo que se esperaba. El brillo de algunas de ellas mostraba que debían ser gigantes, de un tamaño similar a la Vía Láctea. Bajo las actuales teorías de la evolución cósmica no podrían haber crecido tan rápido.
También es posible que no fueran tan grandes. Se han formulado algunas explicaciones posibles. La primera es que en ellas se formaran estrellas decenas o cientos de veces más masivas que el Sol, de esta forma el brillo de la galaxia sería muy intenso. Otra posibilidad es que en el universo temprano hubiera muchos agujeros negros que devoraban material interestelar, esto crearía ráfagas ráfagas de energía muy brillantes.
Una tercera posibilidad es que existieran agujeros negros masivos activos y de un brillo intenso. A diferencia de los modernos que surgieron por el colapso de estrellas, estos pudieron formarse con grandes cantidades de material que colapsó rápidamente por su propio peso.
El campo comenzó a usar pesticidas basados en ARN
El uso de pesticidas siempre lleva consigo el riesgo de que además de las plagas que tienen como objetivo, maten a otras especies. Este año la Agencia de Protección Medioambiental de Estados Unidos (EPA) aprobó un nuevo tipo de pesticidas.
Se basan en ARN y a diferencia de los productos químicos que hoy se usan de forma común, estos tienen un objetivo muy específico y no tienen efectos en otros organismos.
La primera prueba se realizó en el escarabajo de la papa de Colorado. Esta especie ha evolucionado al grado de ser resistente a los pesticidas químicos existentes. Cada año provoca pérdidas por alrededor de 500 mil millones de dólares en todo el mundo.
El pesticida desarrollado por la empresa GreenLight Biosciences afecta un gen que es único en este escarabajo. Cuando la larva muerde una hoja con esta sustancia, el ARN bloquea la manifestación de una proteína clave para esta especie y como resultado muere en unos días.
El nombre de este mecanismo es interferencia ARN (iARN). Es un proceso natural que la mayoría de las células usan para combatir a los virus. Los investigadores esperan adaptar esta tecnología para combatir otras plagas como polillas y otros lepidópteros, entre ellos hay algunos que son plagas altamente dañinas para los cultivos.
Un nuevo giro evolutivo se descubrió en organelos
Algunas bacterias son capaces de “reparar” el nitrógeno de la atmósfera. Lo convierten en amoniaco que las plantas usan para fabricar proteínas y otras moléculas esenciales.
Hasta ahora no se conocía a ningún organismo complejo capaz de hacerlo. Entre ellos están las plantas y los animales, además de las eucariotas. Estas últimas lo lograron.
Uno de los descubrimientos más destacados de este año fueron los nitroplastos. Estos compartimientos únicos fijan el nitrógeno en las algas marinas.
Los análisis de ADN muestran que estos organelos surgieron aproximadamente hace 100 millones de años por una asociación entre las algas y cianobacterias fijadoras de nitrógeno. Posteriormente las algas las asimilaron como una habilidad de supervivencia.
En el futuro se espera incluir estos organelos en cultivos. De esta forma, el nitrógeno fijado en la planta serviría como fertilizante.
Surgió un nuevo tipo de magnetismo
Durante casi un siglo se conocieron dos tipos de materiales permanentemente magnéticos. Este año se agregó un tercero.
Se le describió teóricamente hace 5 años. Se consideró que tendría características de los dos tipos de materiales magnéticos conocidos.
Los electrones con spin en dirección opuesta deberían formar una red con magnetismo cero. Sin embargo, en un nivel más profundo son parecidos a los materiales ferromagnéticos.
Este año distintos grupos de investigación demostraron esta personalidad en el split. En teoría se planteó a partir de un regreso temporal.
Esto forma algo llamado simetría de tiempo en reversa. Aunque el regreso en el tiempo es únicamente una posibilidad teórica, este año se hicieron pruebas exitosas de medición en la superficie de Fermi en materiales como el telururo de manganeso y el antimonio de cromo.
Los antiguos eucariotas conocieron pronto la multicelularidad
Un fósil encontrado en China a principios de año ha cambiado las estimaciones sobre cuándo comenzó la vida compleja multicelular. Su edad aproximada es de 1.6 mil millones de años.
Se trata de un fósil similar a un alga. Antes de su descubrimiento los investigadores creían que los organismos eucariotas que guardan su ADN en el núcleo surgieron hace mil millones de años. Para ese momento todavía no se relacionaban en cadenas de células.
Bajo ese modelo, los organismos complejos habrían surgido hace 550 millones de años. Este nuevo descubrimiento ubica al surgimiento de las eucariotas mil millones de años antes, lo que permitiría la aparición de organismos más complejos para la época en que vivió este fósil.
Hace algunas décadas se encontró un fósil similar en la formación Chuanlinggou, al norte de China. Su edad era de alrededor de 1.6 mil millones de años. Se le dio el nombre de Qingshania magnific.
Aquel descubrimiento pasó desapercibido. Se publicó en una revista científica poco conocida y no provocó ningún tipo de discusión científica. En 2015 se regresó al sitio donde se encontró y se rescataron 278 especímenes de la misma especie.
En enero de este año se publicó el artículo en Science Advances. Ahí se describía al alga con sistemas parecidos a esporas. Esto significa que se trataba de un organismo multicelular complejo con estructuras reproductivas especializadas. Otros organismos similares se han encontrado en India, Canadá y Australia.
Las olas del manto esculpen los continentes
El proceso que ocurre en el encuentro de dos placas tectónicas es muy violento. Este año se adhirió un detalle que no se había considerado en los modelos previos. Se comprendía que el magma caliente emergía a la superficie desde el manto. Como consecuencia esto forma volcanes en la zona de encuentro de las placas.
Bajo esta explicación se creería que al interior de los continentes todo se mantiene en calma. Sin embargo, un estudio publicado este año revela que también se forman olas expansivas desde el manto que dan forma a los continentes en su totalidad.
El artículo se publicó en la revista Nature en agosto. Ahí se explica que en el choque entre el manto y la superficie continental se crean corrientes circulares de roca. Estos flujos subterráneos dan forma a la capa exterior.
Los investigadores sugieren que estas olas surgidas en el manto explican la presencia de altiplanos al centro de los continentes. Este mismo equipo de investigación había descrito en un artículo del año pasado publicado en Nature la función de estas olas en la disposición de magma para un tipo de erupción conocido como “kimberlite” que lleva los diamantes a la superficie. Esto es una muestra de la dinámica en que interactúan las distintas capas de nuestro planeta.
Starship logró un aterrizaje con palillos
Este año hubo cuatro vuelos de la nave espacial más grande de la historia. Sin embargo, el que quedará grabado para la posteridad es el que ocurrió el 13 de octubre.
Las pruebas de Starship han conseguido avances progresivamente. Se trata de la nave de SpaceX que aspira a llevar tripulantes a Marte algún día.
Uno de los objetivos de esta nave es que sea reutilizable. Para esto, se diseñó un sistema de aterrizaje especial que consiste en atrapar la nave en el aire con una especie de palitos chinos.
Con naves reutilizables, el costo de lanzar misiones espaciales se reduce considerablemente. Hasta ahora SpaceX lo ha conseguido parcialmente con su coche Falcon 9 y sus cohetes Falcon Heavy. Con ellos el costo de enviar carga al espacio se reduce en un factor de 10.
Con una nave completamente reutilizable, los costos se reducirán aún más. Esto permite que las misiones científicas se puedan realizar con más frecuencia. Si se tiene más de una oportunidad, será factible realizar más pruebas considerando la posibilidad de error.
Además, la capacidad de carga de Starship es mayor que la de las naves actuales. Starship podrá llevar, por ejemplo, espejos muchos mayores a los que actualmente usa el telescopio espacial Hubble. Las posibilidades son mayores en muchos sentidos y las pruebas dan cada vez mejores resultados.
ADN antiguo revela lazos familiares
El estudio de restos humanos antiguos ha encontrado un aliado en los estudios genéticos. El ADN recuperado de huesos y dientes antiguos ha permitido ahondar en las relaciones humanas y los movimientos poblacionales del pasado.
Los estudios tradicionales de ADN permitían reconocer las características de individuos. Sin embargo, ahora que se tiene una gran cantidad de genomas humanos antiguos, los investigadores pueden adentrarse en nuevas preguntas.
Al estudiar dos fragmentos idénticos de código genético se puede establecer la relación entre dos personas más allá de seis grados. Esta técnica se conoce como “identificación por descendencia”.
Por ejemplo, ha sido posible encontrar parientes con una relación de quinto grado que fueron enterrados a 1,500 kilómetros de distancia entre sí hace 5 mil años.
La información genética, en conjunto con la que se obtiene de los sitios arqueológicos ha permitido crear árboles familiares antiguos. Se puede reconstruir las relaciones familiares de hasta ocho generaciones.
La recopilación de más datos individuales permite relacionar de forma más precisa a individuos humanos de la antigüedad. Los aportes que la genética puede hacer al conocimiento de nuestro pasado son enormes y aportan nuevos detalles que serían imposibles de otra forma.