🏆 Edición especial Premios Nobel
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Por Irene Martinez-Morata y Arce Domingo
💡Premios Nobel: origen y curiosidades
Los Premios Nobel representan hoy en día el reconocimiento más prestigioso a las contribuciones a los distintos círculos académicos. No se limitan a la ciencia: además de los Nobel de Medicina, Física, Química y Economía, se otorgan el de Literatura y el de la Paz.
Fueron creados por el químico y empresario sueco Alfred Nobel: el inventor de la dinamita. En su testamento, expresó la voluntad de que su gran fortuna fuera destinada a financiar «premios a quienes, durante el año precedente, hayan conferido el mayor beneficio a la humanidad».
Siete españoles han ganado Premios Nobel a lo largo de la historia. De ellos, cinco han sido Nobel de Literatura (José Echegaray, Jacinto Benavente, Camilo José Cela, Juan Ramón Jiménez y Vicente Aleixandre), y dos de Medicina (Santiago Ramón y Cajal y Severo Ochoa).
Comité Noruego de los Premios Nobel 2024. Fuente: Nobel Prize Outreach
Los galardonados, y los que no lo fueron
Entre los Premios Nobel más destacados están el de Medicina en 1923 a Banting y Macleod por el descubrimiento de la insulina y el de Física en 1921 a Albert Einstein por su explicación del efecto fotoeléctrico. En química, Marie Curie recibió su segundo Nobel en 1911 por su trabajo sobre la radiactividad.
A lo largo de la historia, solo un 6 % de los galardonados han sido mujeres.
El Premio Nobel de la Paz ha sido objeto de controversia en varias ocasiones, principalmente debido a la naturaleza política de algunas decisiones. Por ejemplo, en 1973, Henry Kissinger y Le Duc Tho fueron galardonados por las negociaciones de paz en Vietnam, aunque la guerra continuó.
Sorprendentemente, Mahatma Gandhi nunca fue galardonado, pese a haber sido nominado en cinco ocasiones y a su gran influencia en la lucha por los derechos humanos. Algunos protagonistas de los peores horrores cometidos por el ser humano, como Adolf Hitler o Joseph Stalin, también fueron nominados a este premio. Afortunadamente, tampoco llegaron a obtenerlo.
💊 Nobel de Medicina 2024: revolución en el tratamiento y diagnóstico de enfermedades
Victor Ambros (izquierda) y Gary Ruvkun (derecha). Fuente: Nobel Prize Outreach
Las claves
Los investigadores estadounidenses Victor Ambros y Gary Ruvkun han sido galardonados con el Premio Nobel de Medicina por su descubrimiento de los microARN-s (miRNA).
El descubrimiento de los miRNA puede revolucionar la medicina moderna. Su estudio puede dar lugar a nuevas formas de diagnosticar enfermedades y al desarrollo de tratamientos avanzados para cáncer, infecciones o enfermedades neurodegenerativas, entre otras.
Concretamente, el Dr. Ambros identificó por primera vez los miRNA mientras estudiaba el gusano C. elegans en 1993. Más tarde, el Dr. Ruvkun demostró cómo los miRNA interactúan con el ARN mensajero para controlar la producción de proteínas.
La investigación en este campo continúa creciendo, y en el futuro cercano podríamos ver terapias basadas en miRNA como parte fundamental del tratamiento médico.
¿Qué son los miRNA y por qué han revolucionado la genética tradicional?
Los miRNA son pequeñas moléculas capaces de regular la actividad de los genes: actúan como interruptores que apagan o encienden genes específicos cuando es necesario.
Además de regular los genes dentro de una célula, pueden viajar a otras células, lo que les permite participar en la comunicación celular, de manera que una célula puede enviar mensajes a otra usando estos miRNA.
Anteriormente, se pensaba que la expresión de los genes se regulaba solamente a través de proteínas conocidas como factores de transcripción. Estos factores activan o desactivan los genes para que puedan ser leídos, y que así la célula logre producir proteínas necesarias para las funciones biológicas.
Sin embargo, la investigación premiada con el Nobel demostró que los miRNA pueden regular los genes después de que estos factores hayan actuado. Este nuevo nivel de control amplía nuestra comprensión de la complejidad del genoma.
Fuente: Academia de los Premios Nobel
¿Cómo pueden los miRNA contribuir al avance de la medicina?
Los miRNA pueden ser utilizados como biomarcadores. Sus niveles cambian en respuesta a enfermedades como el cáncer, enfermedades cardíacas y neurodegenerativas, por ello, los médicos están explorando cómo medir los miRNA en fluidos corporales (sangre, orina) para detectar enfermedades en etapas tempranas.
También pueden ser útiles para el desarrollo de terapias personalizadas. Debido a su capacidad para regular múltiples genes a la vez, los investigadores están desarrollando terapias basadas en miRNA que podrían desactivar genes causantes de enfermedades. Este enfoque podría ser más efectivo que los tratamientos tradicionales, especialmente en enfermedades como el cáncer, donde los genes mal regulados juegan un papel clave.
Uno de los avances más prometedores es el uso de miRNA para silenciar genes específicos. Por ejemplo, el miRNA-122, un regulador clave en el hígado, ha sido bloqueado en estudios para tratar infecciones por hepatitis C. Esto ha mostrado que las terapias basadas en miRNA pueden dirigirse a enfermedades con gran precisión sin afectar otras funciones del cuerpo.
Enfermedades como el Alzheimer también se ven afectadas por la disfunción de miRNA. Investigaciones sugieren que algunos miRNA mal regulados podrían ser responsables de la acumulación de proteínas dañinas en el cerebro, lo que contribuye a estas enfermedades. Esto ha generado esperanza en el uso de miRNA para prevenir o ralentizar enfermedades degenerativas.
💡¿Sabías qué?
Las primeras investigaciones sobre los miRNA en los gusanos C.Elegans se publicaron en 1993. Inicialmente, la comunidad científica los rechazó, ya que suponían una revolución con respecto a la genética molecular conocida hasta la fecha. Victor Ambros y Gary Ruvkun no se rindieron y, casi una década después, consiguieron identificar que los miRNA se encuentran en numerosas especies, incluidos los humanos, demostrando que estos elementos son esenciales en la regulación genética.
🧪 Nobel de Química 2024: uso de la IA para el estudio de las proteínas
Las claves
Por primera vez en la historia, un descubrimiento científico protagonizado por la inteligencia artificial (IA) ha sido galardonado con el Premio Nobel de Química, dotado con 1,1 millones de dólares.
El premio es compartido entre tres investigadores por sus avances en el diseño y la predicción de la estructura de las proteínas, que el comité de los Premios Nobel describe como “las ingeniosas herramientas químicas de la vida”.
El premio de este año rinde homenaje a las herramientas informáticas que han transformado la biología y pueden revolucionar el descubrimiento de fármacos.
No ha sido el único Premio Nobel protagonizado por la IA: el Nobel de Física ha sido otorgado a los pioneros de las redes neuronales, los métodos computacionales que están detrás de las herramientas de IA que utilizamos hoy en día.
¿Por qué son tan importantes las proteínas?
Las proteínas controlan y dirigen las reacciones químicas esenciales para la vida. Son moléculas complejas de tres dimensiones que se forman como unión de moléculas más pequeñas llamadas aminoácidos.
Existen 20 tipos de aminoácidos. La combinación de distintos aminoácidos determina la estructura única de cada proteína y su función específica.
Las proteínas tienen funciones biológicas variadas. Por ejemplo, los anticuerpos son proteínas responsables de la protección contra los virus y bacterias. Las enzimas, en cambio, controlan las reacciones químicas de las células. Otras proteínas tienen funciones de transporte, almacenamiento, estructura o mensajería entre células.
AlphaFold y la predicción de la estructura de las proteínas
La mitad del premio se la han llevado el británico Demis Hassabis (48 años) y el estadounidense John M. Jumper (39 años), ambos investigadores de DeepMind, filial de Google centrada en la investigación en IA.
Su herramienta AlphaFold, de la que os hablamos en este post de Te lo dice una científica hace unas semanas, utiliza IA para predecir la estructura de las proteínas con enorme precisión, lo que ha supuesto una revolución para la investigación biomédica.
En 2021, DeepMind hizo público el código de AlphaFold, junto con los datos necesarios para entrenar el modelo. Una base de datos AlphaFold contiene ahora las estructuras de casi todas las proteínas de todos los organismos representados en las bases de datos genéticas, unos 214 millones en total.
Los laboratorios que están sentando las bases de nuevas vacunas están encontrando en AlphaFold una herramienta increíblemente útil, sin embargo, la magnitud en la que esta herramienta transformará la medicina aún no está clara.
RoseTTAFold y el diseño computacional de proteínas
La otra mitad del premio ha sido otorgada al estadounidense David Baker (62 años), científico de la Universidad de Washington (Seattle, Estados Unidos).
Su herramienta RoseTTAFold permitió, por primera vez en la historia, el diseño computacional de proteínas que no existían en la naturaleza.
Anteriormente, la síntesis de proteínas se había hecho uniendo aminoácidos hasta completar una proteína. Baker propuso hacerlo al revés: centrarse en la proteína que se quería construir, y buscar los aminoácidos necesarios para fabricarla mediante IA.
De esta forma, en 2003, logró utilizar los aminoácidos para diseñar una nueva proteína no existente. Desde entonces, su grupo de investigación produce proteínas que pueden usarse como medicamentos, vacunas, nanomateriales y sensores diminutos, entre otras funciones.
💡¿Sabías qué?
El protagonismo de la IA en los Premios Nobel no ha estado exento de polémica. Jonathan Pritchard, astrofísico del Imperial College de Londres, tras conocer que el Nobel de física había sido otorgado a los pioneros de las redes neuronales, compartió en su cuenta de X que se halla “sin palabras. Me gustan el aprendizaje automático y las redes neuronales como al que más, pero me cuesta ver que esto sea un descubrimiento de la física. Supongo que el Nobel ha sido golpeado por el bombo de la IA”. David Jones, bioinformático del University College de Londres, declaró que “no creo que AlphaFold implique ningún cambio radical en la ciencia subyacente que no estuviera ya en marcha”. Los investigadores de DeepMind se defienden: “no es que nos pusiésemos a trabajar, pulsásemos el botón de la IA y nos fuésemos a casa”, explica Jumper en una rueda de prensa. “Fue un proceso iterativo en el que desarrollamos, investigamos y encontramos una combinación entre lo que la comunidad entendía sobre las proteínas y cómo incorporamos esas intuiciones a nuestra arquitectura”.