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15 diciembre 2020

Top 10: Así fue la ciencia en 2020

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En ningún otro año de nuestra historia reciente ha estado la actualidad global tan dominada a todos los niveles por un único denominador común: en este 2020, la pandemia del coronavirus SARS-CoV-2 de la 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. Es inevitable que una parte de la lista del Top 10 de la ciencia en 2020 esté relacionado con la pandemia, si bien tampoco han faltado avances significativos, prometedores o intrigantes en otros campos científicos.

Las vacunas más rápidas de la historia

Aunque han sido muy numerosos los avances científicos relacionados con la pandemia, sin duda el lugar de honor lo merece el más esperado, ya convertido en una realidad tangible: las vacunas. Teniendo en cuenta que el desarrollo de una vacuna suele durar unos 16 años, el hecho de que en apenas un año existan más de 200 en proceso, 13 de ellas en la última fase de ensayos clínicos o en proceso de aprobación, es un logro casi inconcebible. Esta amplísima oferta cubre todo el espectro de diferentes tecnologías, pero en especial hay grandes esperanzas depositadas en las nuevas vacunas de ARN como las de BioNTech-Pfizer y Moderna-NIAID. Estas plataformas pueden adaptarse con gran rapidez a la creación de nuevas vacunas contra futuros virus emergentes: desde la publicación del genoma del SARS-CoV-2, Moderna tardó dos días en diseñar su nueva vacuna sobre el papel y 25 días en producir el primer lote. Las autorizaciones de emergencia, actualmente en proceso en diversos países, permiten confiar en que gran parte de la población mundial estará vacunada a finales de 2021, si bien persisten las incógnitas sobre la duración de la protección.

BBVA-OpenMind-Materia-Top ciencia en 2020_2-En apenas un año existen más de 200 vacunas en proceso, 13 de ellas en la última fase Crédito: U.S. Air Force/ Sgt. Joshua Garcia
En apenas un año existen más de 200 vacunas en proceso, 13 de ellas en la última fase Crédito: U.S. Air Force/ Sgt. Joshua Garcia

Una amenaza identificada en tiempo récord

Merece también un lugar destacado la rápida respuesta de la ciencia a la amenaza del nuevo coronavirus, tan pronto como los primeros casos en China comenzaron a trascender. Todos los hallazgos y avances relacionados con el SARS-CoV-2 han roto récords de velocidad. Tras las primeras noticias del brote en Wuhan en diciembre de 2019, el 9 de enero las autoridades chinas y la Organización Mundial de la Salud (OMS) informaban del aislamiento de un nuevo coronavirus, cuyo primer genoma se publicaba en internet al día siguiente. El primer test de diagnóstico aparecía dos semanas después, cuando la mayor parte del mundo aún permanecía ajena al brote de una extraña neumonía en China. 

BBVA-OpenMind-Materia-Top ciencia en 2020_3-El 9 de enero las autoridades chinas y la OMS informaban del aislamiento de un nuevo coronavirus. Crédito: NIAID
El 9 de enero las autoridades chinas y la OMS informaban del aislamiento de un nuevo coronavirus. Crédito: NIAID

Hoy existe casi un millar de test de diagnóstico aprobados o en desarrollo. Antes de finalizar el mes de enero ya se habían publicado estudios sobre la infectividad del virus, su periodo de incubación, síntomas y letalidad. En pocas semanas se conocían los mecanismos de infección, los receptores celulares y la estructura de las proteínas del virus. El estudio de los posibles tratamientos también ha procedido a velocidades vertiginosas, en un esfuerzo científico global sin precedentes.

La ciencia se revoluciona contra la pandemia

Más allá de los resultados directos de la investigación sobre el nuevo coronavirus y su enfermedad, la crisis global provocada por la pandemia ha sacudido los propios cimientos de la ciencia. El ritmo acelerado de la investigación ha otorgado una preeminencia inédita a los servidores de prepublicaciones científicas, antes casi restringidos a ciertas disciplinas. La difusión de estudios previa a la oportuna revisión por pares ha sido cuestionada por las dudas sobre la fiabilidad de estos resultados, pero también ha recibido el apoyo de quienes defienden la opción de los preprints como un impulso a la Open Science: ciencia más rápida, abierta, gratuita y con revisión transparente.

BBVA-OpenMind-Materia-Top ciencia 2020_4-Prototipo de ventilador para enfermos de coronavirus diseñado y construido por la NASA. Crédito: NASA / JPL-Caltech
Prototipo de ventilador para enfermos de coronavirus diseñado y construido por la NASA. Crédito: NASA / JPL-Caltech

Por otra parte, y aunque la investigación también ha sufrido el parón que ha afectado a todas las actividades, la pandemia ha propulsado la interdisciplinariedad de la ciencia. Científicos, ingenieros, técnicos y académicos de las más diversas ramas, desde las matemáticas a las ciencias sociales, han volcado sus esfuerzos en la lucha contra el virus, ya sea creando respiradores para los enfermos o estudiando el impacto de la epidemia en la economía o la psicología.

El cambio climático se acelera

Aunque la urgencia de la pandemia ha dejado en un segundo plano la preocupación por el cambio climático, el problema continúa agravándose. Los pilotos de alarma no dejan de saltar en el panel de control planetario: recién comenzado el año, un estudio revelaba que el calentamiento de los océanos había alcanzado un nuevo máximo en 2019, y que el aumento de temperatura está acelerando a marchas forzadas. El 6 de febrero se registró una temperatura récord de 18,4 °C en una estación meteorológica de la Antártida. Tres días después, otra base en el mismo continente midió 20,75 °C, siendo la primera vez que se superan los 20 grados en la Antártida. En julio la Organización Meteorológica Mundial alertó de que antes de mediados de la nueva década podría superarse el calentamiento de 1,5 °C respecto a los niveles preindustriales establecido como límite según el Acuerdo de París.

BBVA-OpenMind-Materia-Top ciencia 2020_5-Pronóstico medio para 2020-2024 expresado como anomalías con respecto a la climatología 1981-2010. Crédito: Organización Meteorológica Mundial
Pronóstico medio para 2020-2024 expresado como anomalías con respecto a la climatología 1981-2010. Crédito: Organización Meteorológica Mundial

El despegue del New Space

Llevábamos años esperándolo, y por fin 2020 nos ha traído el despegue definitivo del New Space, los nuevos operadores privados de vuelos espaciales. El 30 de mayo la compañía SpaceX, fundada por el magnate y emprendedor tecnológico Elon Musk, lanzaba al espacio un cohete Falcon 9 que transportaba una nave Crew Dragon con dos astronautas de la NASA a bordo, con destino a la Estación Espacial Internacional. Con este primer vuelo comercial tripulado, EEUU recuperaba la vía de acceso de humanos al espacio desde su territorio que perdió en 2011 con la retirada de los transbordadores espaciales. 

BBVA-OpenMind-Materia-Top ciencia 2020_6-El 30 de mayo SpaceX lanzó al espacio un cohete Falcon 9 que transportaba una nave Crew Dragon con dos astronautas de la NASA. Crédito: Official SpaceX Photos
El 30 de mayo SpaceX lanzó al espacio un cohete Falcon 9 que transportaba una nave Crew Dragon con dos astronautas de la NASA. Crédito: Official SpaceX Photos

En diciembre despegaba el primer vuelo de prueba a gran altitud de un prototipo de la nave interplanetaria reutilizable Starship de SpaceX. Aunque estalló al aterrizar, es un paso importante en el desarrollo de un sistema que en el futuro podría llevar humanos a Marte.

La vida en Venus que llegó y se fue

El 14 de septiembre saltaba la noticia científica ajena a la pandemia que quizá haya atraído mayor interés popular en 2020: un estudio en Nature Astronomy anunciaba la detección en la atmósfera de Venus de fosfano o fosfina (PH3), un compuesto que en la Tierra está indisolublemente ligado a la vida, ya que lo producen microbios anaerobios en la descomposición de la materia orgánica. Los datos de los telescopios JCMT (Hawái) y ALMA (Chile) indicaban una cantidad de fosfano mil veces superior a la terrestre. 

BBVA-OpenMind-Materia-Top ciencia 2020_7-Un hallazgo en septiembre disparó las especulaciones sobre la presencia de vida en Venus. Crédito: NASA/JPL (David Seal)
Un hallazgo en septiembre disparó las especulaciones sobre la presencia de vida en Venus. Crédito: NASA/JPL (David Seal)

Dado que este gas se oxida rápidamente, el hallazgo disparó las especulaciones sobre la presencia de vida en Venus, un planeta cuya superficie es inhabitable pero que presenta condiciones compatibles con la vida a decenas de kilómetros de altitud. Días después, un reanálisis de datos antiguos de la NASA apoyaba la presencia de fosfano en Venus. Sin embargo, estudios posteriores cuestionaron el hallazgo, encontrando errores en la calibración de los instrumentos. Los autores originales respondieron rebajando los niveles estimados de fosfano, pero manteniendo su conclusión. Nuevos estudios en 2021 podrían solventar la incógnita sobre los posibles signos de vida en Venus.

El primer superconductor a temperatura ambiente

La superconductividad, conducción de corriente eléctrica sin resistencia, es el trampolín hacia nuevas tecnologías de transmisión de electricidad, trenes de levitación magnética, aceleradores de partículas o reactores de fusión nuclear, entre otras aplicaciones. Sin embargo, una limitación es la temperatura extremadamente baja a la que estos materiales deben operar. En 2020 se ha alcanzado por fin un hito largamente deseado, la superconductividad a temperatura ambiente. Investigadores de la Universidad de Rochester lo han logrado a una temperatura de 15 °C empleando un compuesto de hidrógeno, carbono y azufre. Aunque por el momento el proceso requiere una presión de 2,6 millones de atmósferas, los científicos confían en rebajar este requisito refinando la química del material.

CRISPR se abre camino hacia el tratamiento clínico

La herramienta de edición genómica CRISPR y sus numerosos sistemas derivados ya han revolucionado las técnicas de investigación, y en 2020 se han empleado también para crear test de diagnóstico de COVID-19. El Nobel de Química de 2020 ha respaldado esta nueva biotecnología premiando a sus dos principales creadoras. 

BBVA-OpenMind-Materia-Top ciencia 2020_9-Este año se han dado nuevos pasos hacia el uso clínico de CRISPR. Crédito: NIH Image Gallery
Este año se han dado nuevos pasos hacia el uso clínico de CRISPR. Crédito: NIH Image Gallery

El potencial terapéutico de CRISPR aún es una promesa, pero este año se han dado nuevos pasos hacia su uso clínico. Un ensayo clínico en fase 1 ha mostrado que CRISPR es seguro para el tratamiento de linfocitos T en pacientes con cáncer. En este caso la edición genómica se realiza en células extraídas de los individuos, pero en marzo se hizo público el primer uso de CRISPR directamente en el cuerpo de un paciente, mediante inyección en el ojo para corregir una ceguera causada por una mutación congénita. También este año se anunciaron resultados preliminares positivos en el tratamiento de enfermedades de la sangre y datos prometedores del tratamiento del cáncer en ratones.

La IA resuelve un gran problema de la biología 

En 1972, en su discurso de aceptación del Nobel de Química, el bioquímico Christian Anfinsen afirmó que la estructura tridimensional de una proteína podría predecirse simplemente conociendo su secuencia de aminoácidos. Esta última es fácilmente descifrable con las tecnologías actuales. La estructura 3D de una proteína es crítica, ya que de ella depende su función; por ejemplo, cómo el virus de la COVID-19 invade las células del organismo. Sin embargo, determinar la estructura solo a partir de la secuencia es algo tan complejo que resolverlo llevaría más tiempo que la edad del universo, según dijo el biólogo molecular Cyrus Levinthal. Pero ya quizá no: a finales de noviembre el laboratorio de Inteligencia Artificial (IA) DeepMind de Google anunció que su programa AlphaFold básicamente ha conseguido resolver el problema de Anfinsen. El avance ha sido recibido como un salto gigantesco con inmensas aplicaciones en investigación, biotecnología y biomedicina.

La supremacía cuántica, de nuevo

La computación cuántica es para numerosos expertos el próximo gran salto tecnológico desde el nacimiento de la electrónica. Y aunque por el momento es una realidad solo entre las paredes de los laboratorios y centros experimentales, progresivamente se van conquistando nuevos hitos. En 2019 Google anunció por primera vez la supremacía cuántica, la resolución de un problema inasequible para los supercomputadores convencionales. Sin embargo, la proclama fue cuestionada por IBM, alegando que el problema era en realidad fácilmente asequible para su supercomputador Summit

BBVA-OpenMind-Materia-Top ciencia 2020_11-El superordenador Jiuzhang utiliza circuitos ópticos. Crédito: University of Science and Technology of China
El superordenador Jiuzhang utiliza circuitos ópticos. Crédito: University of Science and Technology of China

En 2020 hemos asistido a un nuevo anuncio de supremacía cuántica: el superordenador Jiuzhang de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China resuelve en 200 segundos un problema que llevaría 2.500 millones de años a un superordenador clásico. Mientras que el sistema de Google emplea chips electrónicos básicamente similares a los convencionales, el Jiuzhang utiliza circuitos ópticos.

Javier Yanes

@yanes68

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