Ráfagas 301

Premios Nobel 2023

María Luisa Santillán

Fisiología y Medicina: reconocimiento a las vacunas de arnm

Los descubrimientos de la húngara Katalin Karikó y del estadounidense Drew Weissman dieron un respiro en los tiempos difíciles de la pandemia por covid-19. Gracias a su trabajo fue posible el desarrollo —en tiempo récord— de vacunas de arnm (ácido ribonucleico mensajero) contra esta enfermedad y eso evitó que el número de muertes fuera aún mayor. Por ello, se les reconoció con el Premio Nobel de Fisiología y Medicina 2023.

Las vacunas crean una barrera de defensa en nuestro sistema inmunitario para reconocer un patógeno invasor y enfrentarlo. Desarrollarlas es un proceso largo, pues en promedio se necesitan 15 años para obtener una. Durante mucho tiempo han estado basadas en virus o bacterias muertos o debilitados, y para producirlas se requerían cultivos celulares a gran escala, lo que limitaba su rápida producción. Con las vacunas de arnm las cosas han cambiado.

La función del arn mensajero es copiar la información del adn, transmitirla a otras partes de la célula e indicar las proteínas a fabricar. Durante la década de 1980 Karikó desarrolló métodos para producir arnm en el laboratorio. Pronto observó que éste generaba reacciones inflamatorias, lo que representó un impedimento para considerarlo una opción terapéutica.

Años después, ella y Weissman observaron que esto ocurría porque las células dendríticas (relacionadas con el sistema inmunitario) consideraban que el arnm sintético era un extraño. Entonces los cientificos introdujeron diversas alteraciones químicas en las bases que integran el arn hasta que encontraron una que hacía desaparecer la respuesta inflamatoria y aumentaba la producción de proteínas. Con este conocimiento enseñaron a las células a generar proteínas de virus que producen una respuesta que le enseña a nuestras células inmunitarias a combatir el patógeno. Si bien producir la vacuna de arnm tomó menos de un año, el trabajo de investigación previo tomó décadas.

© Peggy Peterson.

Nobel de Química para los puntos cuánticos

En el nanomundo todo se comporta distinto. El ruso Alexei Ekimov, el estadounidense Louis E. Brus y el francés Moungi G. Bawendi obtuvieron el Premio Nobel de Química 2023 por el descubrimiento y desarrollo de los puntos cuánticos, nanopartículas cuyo tamaño determina sus propiedades y que hoy son fundamentales en la nanotecnología.

Un punto cuántico está integrado por unos pocos miles de átomos y muestra efectos cuánticos inusuales que sólo aparecen cuando la materia empieza a medirse en millonésimas de milímetro. Por ejemplo, los puntos cuánticos tienen distintos colores dependiendo de su tamaño.

Éste fue uno de los primeros descubrimientos hechos por Alexei Ekimov a inicios de la década de 1980. Ekimov coloreó vidrio con cloruro de cobre, lo sometió a distintos procesos y notó que sus partículas se encogieron y su color cambió. Casi al mismo tiempo, pero en otro lugar, Louis Brus observó estos mismos efectos cuánticos dependientes del tamaño, en su caso, en partículas que flotan en un fluido. Finalmente, Moungi Bawendi, en 1993, mejoró los métodos para producir puntos cuánticos de mayor calidad.

Hoy los puntos cuánticos se usan para crear luces de colores y en el desarrollo de televisiones basadas en tecnología qled (q significa punto cuántico), monitores de computadora o lámparas led porque incrementan la gama de colores y éstos son más precisos. En medicina son utilizados para mapear el tejido tumoral en el cuerpo.

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Investigación en pulsos de luz gana el de Física

Los humanos no podemos percibir movimientos muy rápidos ni observar eventos muy cortos —por ejemplo, cada golpeteo de las alas de un colibrí—, y para tomar una foto de esta ave en plena acción se requiere una cámara con una gran velocidad de obturación. Algo parecido es el principio por el cual recibieron el Premio Nobel de Física 2023 los franceses Anne L’Huillier y Pierre Agostini, junto con el húngaro Ferenc Krausz.

El galardón se les otorgó por crear un método para producir pulsos de luz tan breves que se miden en attosegundos (trillonésima parte de un segundo) y que permiten capturar imágenes de los movimientos rápidos de los electrones dentro de átomos y moléculas y conocer los cambios de sus posiciones y energías.

Anne L’Huillier, la quinta mujer en ganar un Premio Nobel de Física, fue la primera en sentar las bases de la investigación enfocada en los pulsos de luz. Según el comunicado de la Academia, en 1987 L’Huillier descubrió la aparición de matices de luz diferentes al transmitir luz láser infrarroja a través de un gas noble. Esto les da a algunos electrones energía adicional que luego se emite en forma de luz. Pierre Agostini produjo e investigó pulsos de luz consecutivos que duraron 250 attosegundos cada uno. Y Ferenc Krausz aisló un solo pulso de luz que duró 650 attosegundos. Estos descubrimientos tienen distintas aplicaciones: en electrónica, por ejemplo, es indispensable entender y controlar el comportamiento de los electrones en un material o, en el área médica, estos pulsos se emplean para identificar distintas moléculas de interés clínico.

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Cartografía cerebral

Cientos de científicos participaron en la creación del primer atlas de células cerebrales humanas y de otros animales, el cual permitirá saber cómo se comportan, qué funciones tienen, en dónde se ubican, cómo regulan su actividad y de qué manera interactúan. Este gran mapa sienta una base importante para determinar cómo es un cerebro sano e identificar lo que ocurre en él cuando se enferma. El objetivo es crear terapias contra distintas enfermedades y mejorar nuestra comprensión de lo que nos hace humanos.

Para realizar este atlas se tomaron muestras de tres donantes masculinos fallecidos y se documentaron más de tres mil tipos de células humanas. Se analizaron aspectos como la regulación o expresión genética en distintas células, así como se estudió cuáles podrían verse afectadas por mutaciones que provocarían enfermedades neurológicas o cuál es su comportamiento justo después de que nacemos.

Este trabajo de colaboración se realizó con apoyo de la Red de Censos Celulares de la Iniciativa Brain (biccn, por sus siglas en inglés) de los Institutos Nacionales de Salud de los Estados Unidos, y los resultados fueron publicados en una serie de artículos en las revistas Science, Science Advances y Science Translational Medicine.

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