Comienza un nuevo decenio y son muchos los retos científicos que nos esperan. Avanzar en la comprensión del cambio climático y progresar en la detección y tratamiento de numerosas enfermedades prevalentes en la sociedad -muchas de ellas asociadas al envejecimiento-, son algunas de las líneas de investigación que deberán dar respuesta a las demandas de la sociedad actual. A su vez, disciplinas como la astronomía, que continúa explorando los confines de nuestro universo, o la paleoantropología, que cada vez nos da más pistas sobre nuestra historia evolutiva, seguirán ofreciéndonos nuevos descubrimientos que mejoren nuestra comprensión del mundo.
Algo de lo que nos depara la ciencia en la década de 2020
Biomedicina y lucha contra el cáncer
María Abad es doctora en Bioquímica, Biología Molecular y Biomedicina y dirige un grupo de investigación en el Instituto de Oncológía de Vall d’Hebrón. Le hemos preguntado por sus expectativas para la década de 2020, y nos dice que, en su opinión, se va a avanzar mucho en el campo de la inmunoterapia. “En esta década pasada ya ha supuesto una auténtica revolución, ¡es que gracias a ella ya se está curando gente! No hablamos solo de extender la esperanza de vida ante un tumor muy agresivo, sino de gente que se cura y en la que se erradica la enfermedad de manera estable, ¡eso es una revolución!”, afirma. “Sin embargo, aún queda mucho por aprender: la inmunoterapia no funciona en todos los tumores ni en todos los tipos de cáncer, yo creo que en la década de 2020 vamos a seguir avanzando en esa línea”.
La investigadora también tiene claro que “se va a avanzar mucho en detección precoz, ya sea por mejoras en técnicas de imagen, que serán mucho más sensibles y accesibles, como por las técnicas biopsia líquida, que permite detectar la presencia de tumores en una muestra de sangre o de otros fluidos”, nos explica. La detección precoz puede acabar con un porcentaje altísimo de las muertes porque, como ya sabemos, en diagnósticos tardíos de cáncer la probabilidad de supervivencia baja drásticamente.
Abad también concluye con un alegato en defensa de la ciencia básica, clave para comprender el desarrollo de muchas enfermedades y encontrar nuevas vías para combatirlas. “Es necesario abrir nuevos paradigmas y entender procesos que hoy por hoy ni siquiera sabemos que existen. Entre las temáticas que están despuntando se encuentra, por ejemplo, todo lo relacionado con la plasticidad celular, que va más allá de las mutaciones”. La investigadora nos explica que, hasta ahora, en la investigación en cáncer todo se basaba en localizar mutaciones y atacarlas pero, “desde la ciencia básica, cada vez es más evidente que no todo depende de las mutaciones: sabemos, por ejemplo, que las células tumorales adquieren plasticidad celular y capacidad de transformación, y por tanto de adaptación, y esto no depende estrictamente de las mutaciones.
Esto es algo que viene pisando con fuerza en el campo de la oncología y la medicina regenerativa, son nuevos paradigmas que todavía no podemos aplicar en medicina clínica porque no los conocemos a nivel básico”.
“Por otro lado, hasta ahora no conocíamos una gran parte de las proteínas que componen nuestras células, y recientemente nos hemos dado cuenta de que existen unas muy pequeñas, denominadas microproteínas o micropéptidos, que nos habían pasado totalmente desapercibidas, precisamente por ser tan pequeñas. Yo estoy convencida de que eso nos va a dar muchísima información, es una revolución que llegará pronto porque es como si nos quitáramos una venda de los ojos, va a abrir muchos campos de investigación”, reflexiona la científica.
microbiología
¿La clave está en la microbiología?
Los microbios son agentes causantes de muchas enfermedades, pero también pueden ser parte de la solución, como nos explica Raúl Rivas, profesor e investigador en el Grupo de Interacciones Microbianas del Departamento de Microbiología y Genética de la Universidad de Salamanca. Rivas opina que en su campo de investigación también se van a producir avances extraordinarios.
Además, nos enfrentaremos a muchos retos: “es posible que aparezca alguna nueva epidemia, principalmente de origen vírico, esto es algo que tiene carácter cíclico y hace mucho que no pasa, pero sucederá: los virus se recombinan, aparecen nuevas estirpes y por tanto nuevas enfermedades. Además, está el desafío de las multirresistencias a antibióticos, que es un problema pero, a su vez, quienes tienen la solución son también los mismos microorganismos”, nos explica el investigador. “Piensa que ellos estaban ahí, combatiendo entre ellos, desde mucho antes que nosotros. De ellos obtenemos los antibióticos y ellos utilizaban los antibióticos mucho antes que nosotros. Estoy seguro de que los microorganismos tienen otras muchas herramientas para defenderse y vamos a descubrirlas”.
El científico también cree que con la tecnología CRISPR tenemos una herramienta fundamental para el desarrollo de nuevas aplicaciones, obtención de transgénicos y tratamiento de numerosas enfermedades. “Creo que vamos a conseguir erradicar enfermedades, y la polio será la siguiente… ¡tenemos que conseguirlo! Sería la segunda enfermedad humana en erradicarse, puesto que hasta ahora solo se ha conseguido con la viruela (humana) y la peste bovina (animal).
Eso sería un gran hito, poder olvidarnos de una enfermedad para siempre. Creo también que se va a seguir avanzando mucho en la consecución de nuevas vacunas, por ejemplo la gripe y el ébola. El ébola ha sido una enfermedad terrorífica en los comienzos del siglo XXI pero que estamos en el buen camino para contenerlo, ya hay pasos hacia la consecución de una vacuna eficiente”.
Ingeniería genética y tecnología CRISPR
En relación con la tecnología CRISPR y sus posibilidades en ingeniería genética humana, que efectivamente han supuesto toda una revolución en la década que termina, hemos hablado con Susanna Balcells, investigadora en el departamento de Genética, Microbiología y Estadística de la Universidad de Barcelona y en el CIBERER. “Uno de los retos inminentes es controlar la modificación al punto de pueda ser totalmente específica. La tecnología CRISPR/Cas9 ha avanzado a pasos de gigante, y surgen variantes cada vez más eficaces.
Pero todavía no controlamos totalmente esa especificidad, y para modificar el genoma de un ser humano debemos garantizarla 100%”, nos explica esta experta, que también considera muy necesaria la formación de los investigadores y profesionales sanitarios para que puedan usar esta técnica con seguridad. “La aplicación terapéutica de CRISPR es cara y técnicamente compleja, hacen falta equipos multidisciplinares para aplicarla. Como en otros muchos ámbitos de la medicina, hay unas desigualdades enormes en este campo. Los grupos líderes tienen montadas ya sus empresas y han patentado sus protocolos, y de hecho hay bastantes guerras de patentes entre ellos”.
En ese sentido, Balcells también considera importante lograr que la técnica esté al alcance de todos y que se construya el marco ético y legal de aplicación de la modificación genética. Y es que, mientras el debate sigue abierto, la investigadora cree que no tardarán en aparecer otros científicos avanzando ‘por libre’, como fue el caso de He Jiankui y su equipo, que hace un año anunciaron el nacimiento de las primeras bebés humanas modificadas genéticamente.
“El debate sobre los límites éticos de la modificación genética es difícil de orquestar. Todos los humanos tocamos en esa orquesta y todos deberíamos hablar en ese debate. Pero, ¿quién lo dirige? En primer lugar, necesitamos las partituras, es decir: saber en qué consiste la modificación genética a nivel técnico y médico, y conocer sus posibles ámbitos de aplicación. También es necesario saber qué problemas resuelve la modificación genética que no se puedan solventar por otros medios. Yo creo que, para poder debatir, hace falta mucha formación a nivel de todos los ciudadanos. Y el tiempo apremia”, reflexiona la investigadora, que también considera que uno de los retos en genética humana para la próxima década radica en identificar la causa genética de las enfermedades minoritarias para poder desarrollar terapias más específicas.
Biotecnología
Raúl Rivas destaca que, en el campo de la biotecnología, uno de los avances más importantes producidos en las últimas décadas ha sido la posibilidad de cultivar piel, un hito que permite, por ejemplo, testar cosméticos sin necesidad de usar modelos animales. “Avanzamos hacia la fabricación de órganos completos a partir de células del propio paciente, aún es muy complicado, pero creo que esa será una dirección hacia la que se tenderá en los próximos años”.
La biotecnología también nos traerá, según apunta el experto, muchas soluciones a problemas actuales a través de la biomimética, que busca su inspiración en la naturaleza. “Ya hay algunos ejemplos como el tren bala japonés, cuyo morro está basado en el pico del martín pescador. O plantas solares diseñadas con la forma de la flor del girasol, que imitan la disposición de las semillas para poder poner más placas solares en menos espacio. Esto va a ir mucho más allá, va a suponer una auténtica revolución en el diseño y construcción de edificios”.
La biotecnología afectara también al ámbito de la información. “El ADN se va a usar como vehículo de transporte y almacenamiento de datos”, explica el investigador. “Yo creo que en poco tiempo habrá discos duros de ADN, de hecho ya se ha conseguido codificar en una secuencia de ADN una película de cine”.
Por último, el científico destaca la utilidad del estudio de la huella microbiológica en delitos forenses. “Todos tenemos una huella dactilar, pero también una microbiológica, cada persona tiene unos microorganismos determinados que ya se están empezando a estudiar para ver si se puede crear una especie de banco de datos que permita asignar la huella microbiológica que se deja en la escena del crimen”, concluye.
Cambio climático y desertificación
El cambio climático es otro de los grandes temas científicos para la década que comienza. Hemos preguntado al respecto a Fernando Maestre, Investigador Distinguido en el Instituto Multidisciplinar para el Estudio del Medio ‘Ramon Margalef’ de la Universidad de Alicante, y nos comenta que “uno de los principales retos que tenemos a día de hoy desde el punto de vista de la ecología, y en el que va a haber grandes avances en los próximos años, consiste en comprender mejor cómo el cambio climático afectará a la ‘biodiversidad escondida’, y con ello nos referimos a la biodiversidad que albergan los suelos”.
Por otro lado, el investigador también nos habla de la necesidad de mejorar los modelos actuales que explican la dinámica del carbono teniendo en cuenta explícitamente la actividad de los microorganismos del suelo. “Los modelos tienen que incorporar las retroalimentaciones entre procesos como la emisión de CO2 por parte del suelo y el calentamiento global”. Esto servirá, no solo para mejorar los modelos, sino también para “tener información más precisa sobre cómo distintas actuaciones de gestión -como plantar árboles o el manejo agrícola- afectarán al secuestro y balance de carbono en nuestro planeta”, nos aclara Maestre.
En un escenario de cambio climático, muchos países del Mediterráneo se encuentran en mayor riesgo de desertificación. “Creo que en los próximos años se van a producir avances muy importantes en nuestra comprensión sobre bajo qué condiciones climáticas y de presión humana un ecosistema árido se va a desertificar,”, vaticina Maestre. “Por ejemplo, si sabemos qué niveles de aridez y de pastoreo van a desencadenar la desertificación de un ecosistema, podremos establecer indicadores de alerta temprana que nos indiquen que este proceso está ocurriendo y, por ende, podremos actuar para revertir sus efectos antes de que sea tarde”.
En lo referente al cambio climático, Raúl Rivas también cree que la microbiología y la biotecnología pueden ser parte de la solución: “hay muchos microoganismos, sobre todo los relacionados con el bioma marino, que pueden fijar CO2 y convertirse en aliados muy potentes. También se están dando pasos para obtener celulosa a partir de microoganismos y evitar la tala de árboles”.
Además, los expertos ya anuncian que las dietas basadas en el consumo de proteína animal no son sostenibles. A este respecto, el microbiólogo vaticina que “pronto van a estar disponibles nuevos alimentos, no sé si será en esta década, pero ya tenemos la carne de laboratorio. De momento es cara, pero los pasos van a ir hacia allí porque es insostenible producir carne para todos y sobre todo en un escenario de superpoblación. Habrá nuevos alimentos y puede que muchos estén basados en microorganismos: microplancton, microalgas y un largo etcétera”.
Astronomía
No podemos hablar de ciencia del futuro sin pensar en la exploración espacial. En estos momentos, las agencias espaciales de las grandes superpotencias ya tienen planeadas varias decenas de misiones de todo tipo para la década de 2020.
En octubre de 2021, la NASA tiene previsto lanzar la misión Lucy, que se encargará, durante los doce años siguientes, de estudiar los conocidos como asteroides troyanos, situados más allá del cinturón de asteroides. Estos cuerpos orbitan el Sol a la distancia de Júpiter, y se prevé que nos puedan dar más pistas sobre la formación y evolución de nuestro sistema solar.
Por su parte, la Agencia Espacial Europea continuará con su programa ExoMars, compuesto de dos misiones. La segunda de ellas, ExoMars 2020, despegará en verano de 2020 y se prevé su aterrizaje en el planeta rojo para marzo de 2021. La agencia norteamericana también planea enviar por esas fechas otro de sus rover a Marte, en concreto al cráter Jezero, en una misión que durará un año marciano (687 días terrestres).
Otro de los focos de atención se encuentra en la búsqueda de exoplanetas potencialmente habitables, y la ESA ha aprobado en ese sentido la misión PLATO, con lanzamiento previsto para 2023. Además, entre el 2023 y el 2025 se lanzará la misión Europa Clipper de la NASA, para determinar si Europa posee los ingredientes necesarios para albergar vida tal como la conocemos.
Viajes espaciales
¿Será 2020 la década de los viajes de turismo espacial? La clave puede estar en Elon Musk, que hace pocos meses presentó su nave Starship Mk1, un prototipo que, según él, en 2020 estará listo para empezar a enviar pasajeros al espacio. Además, Musk planea enviar naves a Marte para principios de esta década y, poco tiempo después, a los primeros astronautas.
El plan de la NASA es algo más prudente: la agencia estadounidense prevé llevar a los primeros humanos a Marte en la década de 2030, y su intención en los próximos años es minimizar los riesgos derivados de una misión de tal envergadura. Una de las posibilidades es realizar algún tipo de entrenamiento en la Estación Espacial Internacional, que simule las condiciones y vicisitudes de un viaje a Marte, pero estando, como quien dice, ‘en casa’.
La agencia espacial rusa, Roscosmos, no se queda atrás: su nuevo cohete se llama Argo, estará lista para el 2024, y comenzará haciendo viajes de abastecimiento a la Estación Espacial Internacional.
Y, además, la década del 2020 será aquella en la que el hombre vuelva a la Luna: la NASA tiene un ambicioso proyecto, denominado Artemisa, que prevé hasta once lanzamientos entre 2020 y 2024. Uno de los hitos será enviar a la primera mujer a la Luna y, además, a partir de 2025 se prevén los primeros vuelos comerciales, así como estancias más o menos largas de humanos en nuestro satélite, como parte de la preparación para la futura exploración humana en Marte.
Evolución humana
En lo que llevamos de siglo, el estudio de los orígenes de nuestra especie ha avanzado a pasos de gigante y hemos descubierto nuevas especies de homínidos que, si bien complican mucho la tarea de desentrañar nuestro árbol evolutivo, hacen esta empresa más apasionante todavía.
Ahora sabemos que, durante la mayor parte de su historia evolutiva, Homo sapiens no ha estado solo. Compartió hábitat e incluso se hibridó con, al menos, dos especies más: neandertales y denisovanos. Se han descrito, además, otras especies del género Homo que han roto viejos esquemas y que pudieron evolucionar por caminos distintos al nuestro: H. floresiensis, H. naledi y, más recientemente, H. luzonensis. Por otro lado, también a principios de este siglo se publicó en Science de la descripción de Ardipithecus ramidus, el más probable candidato a ser el homínido más antiguo que conocemos.
Es muy probable que en los próximos años se produzcan, por un lado, nuevos hallazgos de especies de homínidos hasta ahora desconocidas, y también que se profundice en el conocimiento y se averigüen más detalles sobre las formas de vida de nuestros antepasados. Las técnicas de datación genéticas y moleculares han evolucionado mucho, y el análisis de antiguos restos con la tecnología más moderna va a permitir mucha más precisión en las deducciones.
“Creo que en los próximos años, las técnicas punteras utilizadas habitualmente en campos de la bioquímica y biomedicina y aplicadas a materiales recuperados en yacimientos arqueológicos, como por ejemplo la secuenciación del ADN antiguo o análisis de proteínas en restos orgánicos, nos van a dar muchas sorpresas. Muy posiblemente los resultados nos obliguen a replantearnos el árbol evolutivo del género Homo y también nuestras propias capacidades adaptativas”, reflexiona Ana Belén Marín Arroyo, investigadora en el Instituto Internacional de Investigaciones Prehistóricas de Cantabria (Universidad de Cantabria).
“De hecho, recientes descubrimientos realizados gracias a estas nuevas metodologías han permitido identificar a una especie humana nueva, los denisovanos, a partir de tan solo un fragmento minúsculo de hueso, e incluso también a una especie híbrida de madre neandertal y padre denisovano. La escasez del registro fósil se verá ayudada con estas técnicas que además son cada vez menos destructivas”, concluye la investigadora.
Con información de Muy Interesante
