La Drosophila melanogaster es una vieja conocida. Los olores frutales la vinculan irremediablemente a nuestra historia. Con su extra ligera anatomía, la mosca de la fruta ha sido utilizada por más de un siglo como organismo genético modelo y este 2024 subió un nuevo escalón en los anales de la ciencia. Su cerebro fue diseccionado y detalladamente estudiado para formar una cartografía neuronal que servirá de base para entender mejor las conexiones neuronales de los humanos.
El mapa cerebral de esta estructura con dimensiones menores a los dde la mitad de la cabeza de un alfiler, identifica el lugar, la forma y las conexiones de cada una de sus 139 mil neuronas. Esta cartografía puede ayudar a entender mejor los circuitos neuronales del cerebro humano.
Trabajar con el cerebro de la Drosophila es importante porque su arquitectura neuronal proporciona información que podría traducirse en sistemas más complejos, como los de los humanos, ya que ayudará a seleccionar sistemas específicos dentro del cerebro para su posterior estudio, como las neuronas implicadas en la vista o el movimiento.
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Alrededor de 300 investigadores de todo el mundo en equipos de más de 76 laboratorios trabajaron en los nuevos descubrimientos sobre el cerebro de una mosca, concluyendo que 0.5% de las neuronas presentan variaciones de desarrollo que podrían provocar conexiones erróneas. Este modelo ofrece un campo de pruebas ideal para estudios fundamentales sobre conectividad neuronal, con implicaciones para la comprensión de la función cerebral humana y sus condiciones neurológicas. El análisis del gráfico del conectoma del cerebro de la Drosophila tiene aplicaciones potenciales en varios campos, desde sistemas de IA inspirados en redes neuronales hasta bioinformática y logística.
Avances médicos
Entre otras cosas, la revista Nature Medicine identificó 11 ensayos clínicos que podrían ser determinantes en la medicina, como un nuevo tratamiento contra el VIH que ofrece protección contra la enfermedad durante seis meses. Hace casi 30 años los cocteles antirretrovirales cambiaron la forma de enfrentar el VIH. Este año surgió una estrategia con nuevo poderío: lenacapavir es un tratamiento inyectable que ofrece protección contra el VIH durante seis meses.
A más de un millón de personas al año sigue afectando el VIH. La revista Science detalla cómo en el verano pasado un ensayo con este medicamento mostró eficacia en adolescentes y mujeres jóvenes africanas revelando que su aplicación redujo las infecciones por VIH a cero, es decir, una sorprendente eficacia del 100%. Las dudas sobre el hallazgo desaparecieron tres meses después, cuando un ensayo similar, realizado en cuatro continentes, informó de una eficacia del 99.9% en personas de género diverso. Muchos investigadores del VIH/SIDA tienen ahora la esperanza de que el fármaco reduzca considerablemente las tasas de infección mundiales cuando se utilice como profilaxis previa a la exposición.
Además, este hallazgo abre las puertas para nuevos antivirales. El éxito del fármaco surgió de un avance de investigación básica sobre una nueva comprensión de la estructura y la función de la cápside (cubierta proteica que rodea al ácido nucleico de un virus y protege su material genético) del VIH, a la que se dirige el lenacapavir.
Muchos otros virus tienen sus propias proteínas de la cápside, que forman una capa alrededor de su material genético, por lo que el triunfo de este fármaco es una proyección no sólo para luchar contra el VIH, sino para combatir otras enfermedades virales con similares inhibidores de la cápside.
Entre otros de los avances médicos subrayados este año, se encuentran los avances del Human Cell Atlas. Este proyecto surgido hace casi una década publicó hace un par de meses 40 estudios cruciales que permitirán construir atlas celulares de tejidos completos, lo que podría facilitar el diseño de tratamientos dirigidos. El Atlas de Células Humanas es un consorcio mundial que está cartografiando cada tipo de célula del cuerpo humano y creando un atlas tridimensional que transformará nuestra comprensión de la biología y las enfermedades.
Es probable que el Atlas conduzca a importantes avances en la forma de diagnosticar y tratar las enfermedades. Todos estos resultados se integrarán en el primer borrador que se publicará entre 2025 y 2026. Estará disponible en internet con acceso abierto, y seguirá creciendo para incluir un volumen de miles de millones de células en todos y cada uno de los órganos y tejidos del cuerpo humano, compuesto por un total de unos 37 billones de células.
Cada célula en el cuerpo humano tiene su propia función especializada. Para identificar, comprender y mapear cada trabajo celular, los investigadores utilizan y desarrollan tecnologías innovadoras como la transcriptómica de células individuales, la genómica espacial y las técnicas computacionales y de inteligencia artificial. Estas herramientas pueden revelar los genes activos y otras características en una célula individual para ayudar a clasificar lo que esta hace, así como su ubicación exacta y función en el organismo.
En la tierra como en el cielo
Las miradas espaciales abrieron objetivos este año. El telescopio espacial James Webb Space Telescope (JWST) logró detectar más galaxias brillantes en las primeras épocas del universo. Entre otras cosas, la sonda china Change-6 logró una hazaña única en el verano: traer muestras a la Tierra del lado oculto de la Luna que ya están siendo estudiadas para saber más sobre la historia temprana del Sistema Solar.
Los viajes espaciales también encontraron nuevas posibilidades este año, pues Space X, la empresa de cohetes fundada y dirigida por Elon Musk, está confirmando ser la más competitiva en esta área. Starship, su cohete completamente reutilizable, promete reducir costos de lanzamientos y abrir el acceso a investigaciones más arriesgadas con menor presupuesto.
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Del espacio, justo al fondo de la Tierra. Los procesos geológicos que moldean al planeta están presentes a cada segundo, pues las fuerzas tectónicas no sólo actúan de manera local, sino que generan ondas expansivas en el manto terrestre capaces de esculpir continentes enteros. Esto se puso en evidencia este año en varios artículos publicados en la revista Nature. Se pensaba que la fuerza tectónica de las placas afectaba de manera muy localizada, pero un trabajo realizado este año ha cambiado radicalmente la visión, mostrando que las ondas expansivas en el manto afectan en diferentes formas y grados a toda la superficie de la Tierra.
Los secretos incrustados en los más recónditos escondites de nuestro planeta también brindaron nuevas herramientas científicas. Fósiles microscópicos de algas encontrados en China, indican que las eucariotas multicelulares aparecieron mil millones de años antes de la diversificación de organismos más complejos, lo que cambiaría, en cierta forma, la concepción de la evolución. En este sentido, nuevos avances en el análisis de ADN antiguo también han cambiado la forma en que el hombre ha caminado por el mundo. Estos análisis han permitido reconstruir árboles genealógicos de personas que vivieron hace miles de años y que ofrecen una perspectiva única sobre los movimientos poblacionales, la evolución de enfermedades y hasta las relaciones familiares en la prehistoria.
Por otra parte, el descubrimiento de los nitroplastos, compartimentos en células de algas marinas capaces de fijar nitrógeno, sugiere que en el futuro se podrían desarrollar cultivos autosuficientes en fertilización. Se calcula que hace 100 millones de años surgió un nuevo orgánulo de una asociación entre las algas marinas y las cianobacterias fijadoras de nitrógeno. Este hallazgo podría cambiar la historia de la agricultura sostenible, incluso, con repercusiones favorables en los ecosistemas, algo fundamental sobre todo si se considera una de las cifras con las que cierra el año sobre consideraciones medioambientales: se necesita invertir al menos 200 mil millones de dólares por año en conservación para mantener el 30% del hábitat natural de nuestro planeta.