Con motivo de su 125 aniversario, la revista Science reflexiona hoy sobre las grandes preguntas científicas que siguen sin respuesta. De todas ellas, ha analizado las 25 que ofrecen posibilidad de resolverse en el próximo cuarto de siglo. Buena parte de ellas tienen que ver con el ámbito de la biomedicina. Contestarlas, si fuera posible, conducirá a un aumento exponencial de los conocimientos y a nuevas soluciones terapéuticas.
¿Qué hace único al ser humano?
Nuestro genoma es similar al del ratón y el chimpancé. Descubrir qué pequeños cambios nos hacen tan diferentes es un reto complejo pero factible con la tecnología actual. Sin embargo, los rasgos que hacen único al ser humano van más allá del ADN. Cultura, lenguaje y tecnología ejercen su papel. En la época del ADN, algo más allá de los genes contribuye a formar al hombre.
¿Por qué el hombre tiene tan pocos genes?
Antes de descifrar el genoma las apuestas cifraban en cien mil los genes del hombre. Pero ha resultado que sólo tiene 25.000, algo más que el C. elegans. La escasez de genes ha dejado claro que nuestro genoma, y el de otros mamíferos, es más flexible y complicado de lo que parecía. Un fenómeno llamado ensamblado alternativo explicaría cómo el genoma humano es tan complejo con tan pocos genes.
¿Por qué cooperamos entre nosotros?
La cooperación, o la organización para la ayuda mutua, es una característica que comparten muchas especies de animales, desde las abejas hasta los humanos. La base genética y molecular que conduce a esta conducta se desconoce, al igual que se ignora por qué el hombre tiende a ser sociable. De momento, se han descubierto algunos compuestos cerebrales cuyo nivel se relaciona con comportamientos más cooperativos.
¿Hasta qué punto la genética influye en la salud?
Estamos entrando en la era de la medicina personalizada. Los genes influyen en la respuesta terapéutica, pero de ahí a la aplicación de test de ADN que determinen la terapia adecuada en cada caso queda un camino largo y costoso. Especialmente complejo será descifrar las interacciones genes-medio ambiente, las bases de las patologías no hereditarias y lograr aplicar test genéticos en la toma de decisiones terapéuticas de patologías que, como el infarto, requieren una solución rápida.
¿Cuántos años podemos llegar a vivir?
Sólo una de cada diez mil personas cumple cien añ sin embargo, tres líneas de investigación sugieren que la esperanza de vida puede ser mayor de la actual: restricción calórica, reducción del nivel del IGF-1 y protección del organismo frente a los radicales libres. Demostrar su utilidad en los humanos puede llevar años. ¿Merecerála pena vivir más? Sí, si el tratamiento antienvejecimiento elimina los achaques de la edad.
¿Cuál es la base biológica de la consciencia?
El debate sobre la naturaleza de la consciencia ha dejado de ser un tema filosófico. Para algunos científicos, la consciencia emerge de la organización de las neuronas en el cerebro, pero no se sabe cómo. El estudio de pacientes con daño neurológico ha arrojado las primeras pistas, pero de ahí a entender cómo funciona la consciencia en personas sanas va un mundo. Escanear el cerebro de voluntarios sanos mientras realizan tareas es una estrategia. Luego habrá que reconstruir el puzzle del conocimiento y responder a su aspecto más enigmático: el sentido del yo.
¿Cómo se almacena y recupera la memoria?
Los experimentos en animales y las técnicas de imagen han aportado conocimientos valiosos sobre los tipos de memoria y las áreas del cerebro implicadas. Pero quedan muchos huecos. Aún así, poco a poco se va avanzando. Lo último: el patrón de actividad neuronal observado durante el aprendizaje se reproduce durante el sueño. ¿Explica este hallazgo por sí solo cómo se solidifican los recuerdos?
¿Se puede suprimir la respuesta inmune?
La tolerancia inmune ocurre raramente en algunos trasplantados, pero los científicos desconocen qué ocurre a nivel molecular y celular para permitirlo. Pero no se trata sólo de desvelar cómo funciona el sistema inmune. Los expertos en trasplante estudian tres estrategias para inducir tolerancia: inyectar médula ósea del donante antes del trasplante, utilizar fármacos que entrenen a las células T a suicidarse cuando se encuentran con tejido extraño y, por último, producir células T reguladoras que eviten el rechazo al secretar citocinas que cambien el devenir natural de los acontecimientos.
¿Qué revelará la inmensidad de datos biológicos que se manejan?
Microarrays, secuenciación de ADN y bases de datos son las herramientas para descifrar lo que está más allá de nuestro entendimiento. ¿Quése deducirá de todo este trabajo? De momento, la tarea ha aportado una nueva figura, la del biólogo de sistemas, interesado en poner orden a lo que hoy en día sigue siendo un puzzle gigante. El progreso lo limita la dificultad de trasladar patrones biológicos a modelos computacionales.
¿Cómo una célula se diferencia en otra?
Las células madre pueden diferenciarse en otras y regenerar tejidos. La estrategia funciona, pero nadie sabe cómo ni por qué. Para amortizar todo el potencial que tiene la terapia celular habrá que entender sus mecanismos. Y la clave parece estar en la biología celular. Para empezar, habrá que descifrar qué ocurre dentro del ovocito para que su núcleo se reprograme. Este conocimiento es un paso previo antes de poder dirigir con precisión la diferenciación de una célula en otra.
¿Qué controla la regeneración de órganos?
La medicina regenerativa puede ser en el presente siglo lo que los antibióticos fueron en el XX. Para ello hay que entender las señales que controlan la regeneración. Tres son las estrategias que se utilizan en condiciones naturales y que pueden dar la pista: células del propio órgano que se multiplican, células especializadas que se desdiferencian y asumen nuevas funciones y, por último, células madre.
¿Hasta dónde llegará el autoensamblaje químico?
El ensamblaje sigue siendo el primer paso para crear organizaciones más complejas y, en último término, tejidos y seres. Entender cómo se produce en la naturaleza ayudará a poder crear y manipular. El autoensamblaje es también una estrategia práctica para construir nanoestructuras. Sin embargo, garantizar que los componentes se ensamblen adecuadamente no es sencillo. Los químicos tienen un importante trabajo por delante en este terreno.
¿Es factible una vacuna frente al VIH?
Se busca desde hace dos décadas y el dinero destinado a ello no tiene parangó por eso, algunos escépticos consideran que nunca se logrará. Sin embargo, sigue habiendo motivos para el optimismo: en simios ha funcionado. Además, el hecho de que algunos infectados nunca desarrollen sida es una pista para la búsqueda del anticuerpo correcto.