Este post para nosotros es muy especial porque alcanzamos las tres cifras. Así es, este es nuestro artículo número 100 y, aunque seguro que otros nos superan en volumen, estamos muy orgullosos de alcanzar esta cantidad. Cada artículo de Dciencia está escrito desde el amor por la materia pero también desde el conocimiento riguroso de la misma. En este tiempo hemos escrito sobre todo tipo de temas: investigación, estudios, curiosidades, política científica, economía, historia, premios…..

En esta ocasión hemos preparado un artículo muy especial ya que varios de nuestros autores nos explican cuáles son los hechos científicos más relevantes en la actualidad. Como en Dciencia tenemos la suerte de contar con un equipo multidisciplinar y variado, cada uno de ellos ha elegido el aspecto que ha considerado más importante.

Esperemos que os guste y muchas gracias por seguirnos. Por otros 100 artículos de ciencia.

De la medicina convencional a la personalizada- Alberto Morán

En 2004 se publicó la versión completa del genoma humano. Desde entonces se viene hablando de un “cambio de paradigma” en el tratamiento de las enfermedades y se dice que comienza la era de la medicina individualizada.

Hasta ahora se utilizaban tratamientos “estándar”. Pero lo que para un paciente funciona para otro no o le provoca efectos secundarios indeseables. En los últimos años estamos viendo cómo se empiezan personalizar los tratamientos. Cada paciente es analizado individualmente y se le da un tratamiento específico.

No ha sido hasta estos últimos cinco años cuando se ha empezado a atisbar que este tipo de medicina ya es una realidad. Así, el conocimiento profundo del genoma nos conduce a entender que alteraciones en nuestros genes y proteínas provocan las enfermedades.  Eso ha posibilitado que surjan tecnologías y terapias como CRISPR (corrección de genes defectuosos) y CAR T (tratar el cáncer con células de tu propio sistema inmune). Aún estamos empezando, de hecho en 2016 solo 132 fármacos “personalizados” fueron aprobados por la FDA, según la Personalized Medicine Coalition. En 2008 solo había cinco tratamientos basados en la medicina personalizada.

Pero la revolución biotecnológica que estamos viviendo no se centra solo en el tratamiento. También afecta a la prevención y al diagnóstico. Así, por ejemplo, conocemos la relación entre las mutaciones del gen BRCA1 y el cáncer de mama y ovario. Con un simple análisis podemos saber si una persona tiene altas probabilidades de sufrir estas neoplasias.

En cuanto al diagnóstico, términos como la biopsia líquida, que es obtener ADN tumoral de la sangre del paciente para saber si tiene un tumor y cuáles son sus características empezarán a ser de uso común.

Todo ello combinado con la ingeniería de datos, el big data, dibuja un escenario de cambio a corto  y medio plazo absolutamente apasionante.

Hacia el reciclaje de CO₂ para combatir el cambio climático- David Palomas

El cambio climático es uno de los mayores retos de la humanidad en el siglo XXI. En el último informe elaborado por el Programa de Investigación de Cambio Global de EE. UU. queda patente que las excesivas emisiones de CO₂ que producimos son la causa principal del cambio climático. Es imperativo destinar recursos a investigar cómo reducir y reciclar el CO2 emitido a la atmósfera.

Se han propuesto procesos de captura directa y almacenamiento de CO₂ en formaciones geológicas y aguas profundas o en forma de carbonatos. En 2008, la Central térmica de Schwarze Pump (Alemania) se convirtió en pionera en la utilización del proceso de captura de CO₂. El proyecto tuvo que ser cancelado en 2014 debido al alto coste de energía necesario. A día de hoy la captura directa es inviable y hay ciertas dudas sobre el impacto que podría tener en el medio ambiente. Sin embargo es una línea de investigación a continuar porque siguen produciéndose resultados prometedores.

También es posible capturar CO₂ directamente del aire. Una iniciativa reciente de la empresa suiza Climeworks ha construido una planta que permite capturar 900 toneladas de CO₂ al año utilizando el calor de una planta local de incineración de residuos. El CO₂ capturado es bombeado a invernaderos donde se usa para cultivar vegetales.

En la última década se ha investigado mucho en reciclaje de CO₂ mediante transformaciones químicas. El CO₂ puede hacerse reaccionar en presencia de hidrógeno para producir combustibles y productos de valor añadido como metanol. Por reacción directa con CO₂ también se pueden producir plásticos, polímeros industriales o productos de uso habitual como la aspirina.

Si se consigue desarrollar catalizadores energéticamente eficientes y acoplar estos procesos con tecnologías de captura de CO₂ el impacto sobre el cambio climático sería muy beneficioso.

Nuestro verdadero conocimiento sobre la microbiota – Borja Sánchez

En Dciencia hemos abordado el papel tan importante que se le ha otorgado a la microbiota intestinal por su papel en el a veces estrecho equilibrio entre un estado saludable y de enfermedad, así como en su implicación en muchas de ellas sobre todo por los desbalances en alguna de sus poblaciones mayoritarias. Nuestro conocimiento sobre la microbiota y el efecto impactante de su trasplante sobre una patología muy concreta, la infección por Clostridium difficile, nos hizo creer durante unos años que podría ser la cura a muchas enfermedades. Nada más lejos de la realidad, lo que ha hecho es poner en evidencia nuestra total y absoluta falta de conocimiento de cómo funciona a nivel de molecular, y sin mecanismos moleculares difícilmente vamos a abordar dianas terapéuticas.

Mientras grupos de investigación como en el que participo tratan de descubrir (a pesar del gobierno) qué moléculas de la microbiota y de qué forma interaccionan y señalizan no sólo al sistema inmunológico presente en la mucosa intestinal, sino también al sistema nervioso, tal vez una de las aplicaciones más inmediatas de la microbiota sea en medicina personalizada. Así, se ha visto que no sólo la microbiota es sensible a diferentes fármacos, sino que su acción sobre los mismos y sobre el sistema inmunológico define su mayor o menor actividad y por ende su eficacia sobre todo en tratamientos quimioterapéuticos. Es decir, secuenciando y analizando el microbioma intestinal de un paciente tendremos los medios para predecir si un fármaco va a ser o no efectivo, permitiendo por tanto mejores tratamientos. Esto entronca con la digitalización de los datos hospitalarios y con la integración y consulta de los mismos, sin duda un reto de futuro para las grandes empresas del mundo farma de las que, por cierto, alguna ya ha tomado nota.

Otras aplicaciones que se están desarrollando en este momento, y que tiene que ver mucho con el mecanismo de acción de la microbiota, es desarrollar metodologías para modificar poblaciones de forma dirigida. Esto es, incluir o eliminar microorganismos concretos para lograr modificar por ejemplo una respuesta inmunológica. Pero modificar dirigidamente la microbiota intestinal no es un tema baladí, y requiere de estandarizaciones y de ciertas implementaciones tecnológicas de las que aún no disponemos, por lo que este tipo de técnicas aún se harán esperar.

Puntos clave en la investigación del cáncer de hígado- María Arechederra

A día de hoy, el cáncer de hígado supone la segunda causa de muerte por cáncer en el mundo. Dentro de los distintos tipos de cáncer hepático, el hepatocarcinoma es el más frecuente, con una estimación de 800,000 casos nuevos cada año. Además, mientras muchos tipos de cáncer han visto disminuida su incidencia y mortalidad, con los tumores hepáticos pasa lo contrario, está aumentando. Este tumor aparece fundamentalmente en pacientes que padecen cirrosis debido a infecciones crónicas por los virus de la hepatitis B y C o el consumo excesivo y continuado de alcohol.  Sin embargo, el aumento de incidencia lo está provocando un “nuevo” factor de riesgo, que está aumentando mucho en las sociedades desarrolladas, la obesidad.  En este caso, la obesidad provoca que la grasa se deposite en el hígado, produciendo una enfermedad conocida como enfermedad del hígado graso no alcohólico, que con el tiempo, puede desencadenar un cáncer de hígado.

Como ocurre en muchos otros tumores, si el cáncer de hígado es detectado en una etapa temprana, su pronóstico es mucho mejor. El problema es que este tipo de tumores se suele detectar en etapas tardías, cuando los tumores están muy avanzados y el hígado está gravemente dañado. En estos casos, hasta la fecha, solo se dispone de un par de fármacos (sorafenib y regorafenib) que han demostrado prolongar algunos meses la vida de los pacientes.

Se está avanzando mucho, pero aún queda un largo camino. Los tres puntos clave en los que se están incidiendo son:

• La prevención: además de la prevención y nuevos tratamientos antivíricos en el caso de los pacientes con hepatitis, se fomenta por parte de las Instituciones los hábitos de vida saludables y la dieta equilibrada.
• El diagnóstico precoz: investigaciones enfocadas en la búsqueda de nuevos marcadores en sangre con los que podamos detectar el tumor en etapas tempranas.
• El desarrollo de nuevos tratamientos: avances muy importantes, que están revolucionando el tratamiento del cáncer, se están haciendo en el campo de la inmunoterapia.

La hipótesis de la higiene- David Bernardo

Servidor trabaja en un laboratorio de inmunología intestinal, donde la hipótesis de la higiene (aunque quizás deberíamos plantearnos llamarla teoría) está muy presente. Básicamente, nuestro sistema inmune necesita enfrentarse a bacterias tras el parto. Eso facilita la activación y maduración del sistema inmune, para que posteriormente pueda mantener el delicado equilibrio entre tolerancia e inmunidad. Tenemos varios ejemplos en modelos animales, ya que si los ratones son criados como “germ-free” (es decir, sin ninguna bacteria en su organismo), sus sistema inmune es inmaduro y no funciona bien. De hecho, si posteriormente se exponen a una bacteria, desarrollan una inflamación intestinal muy agresiva. Es decir, al no haber estado expuesto a bacterias el sistema inmune no ha “aprendido” a lidiar con ellas con lo que luego hace una respuesta inmune desmedida cuando se enfrenta a ellas por primera vez. Esta educación del sistema inmune sucede además durante un periodo concreto que se ha llamado “periodo ventana”, o “periodo de oportunidad”. En ratones, por ejemplo, sucede entre las semanas 1 y 2. Es decir, lo importante no es que los ratones estén expuestos a antígenos y bacterias durante todo su desarrollo, sino que esto suceda durante las semanas 1 y 2 que es cuando el sistema inmune “aprende”.

Sin embargo, y pese a la relevancia de la hipótesis de la higiene y el periodo ventana de inmunomodulación, no estábamos preparados para la noticia con que nos despertábamos hace 2 semanas. Los autores de este estudio han demostrado, por primera vez, que el periodo ventana de inmunomodulación y la hipótesis de la higiene están relacionadas no sólo con el desarrollo de enfermedades autoinmunes, sino incluso malignas como es por ejemplo un tipo de leucemia infantil. Un concepto verdaderamente demoledor. Referido a la leucemia infantil, los autores han descubierto como, lo primero de todo, se necesita una base genética de susceptibilidad, ya sea heredada o adquirida por mutación durante el desarrollo embrionario. Sin embargo, sólo el 1% de los niños con dicha mutación desarrollarán leucemia. ¿Cuál es el factor clave pues? Sufrir infecciones comunes (típicamente resfriados) a lo largo del primer año de vida. Si esto sucede, el sistema inmune es educado y aprende a lidiar con las infecciones. Sin embargo, si durante dicho periodo ventana el sistema inmune de los niños genéticamente predispuestos no es educado, al sufrir una infección en etapas posteriores del desarrollo se favorecerá el desarrollo secundario de leucemia infantil.

Estos resultados, han caído como una auténtica bomba en la comunidad científica en tanto que es la primera vez que se demuestra que la hipótesis de la higiene y la ventana de oportunidad juegan un papel no sólo en el desarrollo de procesos autoinmunes, sino también de procesos tumorales. Queda ahora saber las verdaderas implicaciones de estos mecanismos en la modulación de nuestro sistema inmune, y si ambos conceptos podrían estar detrás del desarrollo de otras enfermedades o de otros tipos de tumores, lo que podría suponer una auténtica revolución en la prevención de múltiples enfermedades.

I+D+i, un juego que no suma cero- Alberto González

“Un juego de suma cero, describe una situación en la que la ganancia o pérdida de un participante se equilibra con exactitud con las pérdidas o ganancias de los otros participantes.”

La actualidad no deja de ofrecernos la batalla entre aquellos que solicitan más fondos destinados a I+D+i, y aquellos que arrojan cifras sobre la alta inversión. Este último, podría ser el primer error a cometer. Las estadísticas y los números están sujetos a la interpretación.” La inversión ha sido de X millones”, es en sí misma una frase viciada. ¿Esa inversión es a modo de ayuda a fondo perdido, de préstamo, de infraestructuras? Por el contrario, al bando que se postula en la solicitud de más fondos se le podría cuestionar ¿Cuál es el valor devuelto (no solo monetario), por euro invertido?

En pasados post hablábamos del ecosistema de la I+D+i.  En el post se explicaba como los tres principales agentes: las empresas, los investigadores y el estado, interactuaban para dar vida al ecosistema de todo un país en investigación.

En el siguiente post analizamos que pasaría con UK y el Brexit, y como su equilibrio entre lo que invertía a la UE en I+D+i y el feedback recibido decantaría de forma desfavorable para ellos la balanza ya que lo recibido siempre era mayor a lo invertido.

En este post 100 de Dciencia, me gustaría tan solo lanzar una idea a comentar entre los próximos 100. La I+D+i es un juego que no suma cero. Lo invertido nunca devuelve exactamente el mismo valor, y lo no invertido no genera exactamente el mismo perjuicio. Un 1 € invertido puede generar un retorno de millones, pero 1 € no invertido, o viéndolo desde otro punto de vista, 1 € invertido y mal aprovechado, puede significar simplemente no tener ningún papel en el próximo gran avance de la ciencia.

Por eso sus agentes, tanto aquellos que dotan los fondos, como aquellos que son responsables de utilizarlos, no pueden permitirse ser ineficientes, despilfarrarlos o simplemente no generarlos.

Si queremos que el juego sume a nuestro favor, la inversión en Ciencia exigirá a nuestros dirigentes e investigadores plantear que la inversión y su uso tiene que buscar la próxima innovación radical de nuestro tiempo y esto solo ocurrirá si su pensamiento pasa de lineal hacia un pensamiento exponencial.  En próximos post os contaremos cómo entender y afrontarlo.