Los Nobel de ciencia con ojos venezolanos

Nobel de Medicina: Células caníbales

El descubrimiento del modo en el que las células reciclan su contenido, proceso conocido como autofagia, fue la razón por la que el biólogo celular japonés Yoshinori Ohshumi recibió el lunes el Premio Nobel de Medicina. Los experimentos se realizaron durante la década de 1990 con levadura de panadería para identificar los genes esenciales de la autofagia.

El venezolano Alberto Paniz-Mondolfi, investigador del Laboratorio de Microbiología de la Universidad de Yale en Estados Unidos y jefe del Servicio de Medicina Tropical y Enfermedades Endémicas del Hospital Internacional de Barquisimeto, explica el proceso de autofagia como un fenómeno “fascinante” que se basa en la degradación y reciclaje de distintos componentes de las células que les permite mantener un balance energético. “Podríamos considerarla una especie de autocanibalismo celular. Las observaciones iniciales de este fenómeno fueron realizadas en las mitocondrias (los motores energéticos de las células) así como otros organelos intracelulares como los lisosomas. Sin embargo, los mecanismos acerca de cómo ocurría este fenómeno permanecieron pobremente comprendidos durante casi tres décadas hasta la aparición de los trabajos del doctor Ohsumi, quien por primera vez logra desentrañar experimentalmente los complejos procesos moleculares que orquestan la autofagia como proceso biológico”.

El experto explica que la autofagia juega un rol muy importante en la definición de procesos adaptativos de protección y patológicos que son determinantes en el desarrollo de enfermedades cardiovasculares, neurodegenerativas, metabólicas y oncológicas; así como también tiene un rol importante en procesos fisiológicos normales como el envejecimiento y la respuesta al ejercicio. Así, los conocimientos generados a partir de la investigación de Ohshumi ha permitido diseñar estrategias terapéuticas: “Aunque aún en estudio, la ciencia ha logrado establecer que el uso de ciertas sustancias estimulantes de la autofagia contribuye importantemente a la neurotoxicidad en muchas enfermedades neurodegenerativas. También sabemos que las vías intrínsecas que regulan el proceso de autofagia exhiben un rol importante como supresoras en el desarrollo de tumores, y que mutaciones de algunos de sus componentes se relacionan con el desarrollo de ciertos tipos de cáncer en humanos. Para el caso de las enfermedades infecciosas la autofagia es la encargada de orquestar una multitud de funciones para asistir en el combate contra los microorganismos agresores”.

Nobel de Química: Pionero de la nanotecnología

Desde la década de 1960 se trabaja en las bases de lo que hoy es la nanotecnología. El francés Jean-Pierre Sauvage, el británico Fraser Stoddart y el holandés Bernard Feringa fueron reconocidos con el premio Nobel de Química por diseñar y producir máquinas moleculares con movimientos controlables que pueden llevar a cabo tareas cuando se les proporciona energía.

Jimmy Castillo, profesor de la Escuela de Química de la Universidad Central de Venezuela y ganador del premio Lorenzo Mendoza Fleury 2013, recuerda las palabras de Richard Feynmann cuando recibió su premio Nobel de Física en 1965: “Cuando los ojos de la ciencia estaban puestos en el espacio, en el exterior, para resolver las incógnitas de la humanidad, Feynmann hablaba de espacios nanoscópicos aquí en la tierra y predijo que en algún momento se construirían máquinas moleculares”. En aquel momento, la gente no comprendió la visualización del físico. Luego, en 1983, Sauvage conectó dos moléculas con forma de anillo para formar una cadena. Fue el primer paso. En 1991, siguió Stoddart al conectar un anillo molecular a un eje molecular, y culminó Feringa al desarrollar un motor molecular en 1999 con una cuchilla rotora molecular.

“Hoy tenemos nanopartículas para detectar enfermedades, y nanomoléculas y nanosistemas que se emplean para la dosificación de medicamentos. Se premiaron 40 años de investigación que se están reflejando en este momento en oportunidades magníficas para la humanidad para resolver problemas que hace años pensábamos que no tenían solución”, dice Castillo.

Aunque la Academia resalta como uno de los posibles alcances de la investigación premiada la posibilidad de desarrollar nuevos materiales, sensores y sistemas de almacenamiento de energía, para Castillo el impacto más directo podrá verse en la salud. Con una máquina molecular 1.000 veces más pequeña que el grosor de un cabello, como demostraron Sauvage, Stoddart y Feringa, podría controlarse procesos humanos como el impacto de enfermedades y virus. “Es como tener una computadora dentro del cuerpo”.

Nobel de Física: Teorías abstractas de transiciones de fase

Explicar las investigaciones por las que se premió a David J. Thouless, F. Duncan Haldane y J. Michael Kosterlitz no es sencillo. Hasta los integrantes del jurado de la Academia Real de Ciencias Sueca se complicaron al intentarlo. Coincidieron en que los trabajos revelaron “secretos exóticos” del mundo subatómico.

Los premiados se esforzaron por comprender cómo se comporta la materia a escalas microscópicas donde aplican las normas cuánticas. La Academia informó que en 1972 Kosterlitz y Thouless identificaron un tipo de transición de fase diferente a las conocidas en sistemas bidimensionales, donde se pensaba que no existían, en la que defectos topológicos (vórtices) juegan el papel fundamental. Las teorías, dicen, ayudan a entender el funcionamiento de algunos tipos de imanes, de fluidos superconductores y superfluidos. Ismardo Bonalde, físico del Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas, explica que el hallazgo de Kosterlitz y Thouless fue comprender transiciones de fases no típicas en las que los rompimientos de simetrías y las teorías usuales de la mecánica estadística no aplican. “Ellos mostraron que este tipo de transiciones de fase no sigue los mismos principios que las transiciones típicas, como las que ocurren cuando el agua pasa de estado líquido a sólido al variar la temperatura.» Bonalde explica, por otro lado, que Haldane hizo contribuciones teóricas fundamentales para entender el Efecto Hall Cuántico, el cual está sujeto a la mecánica cuántica. «Los fenómenos que los tres premiados trataron no podían describirse por teorías matemáticas habituales porque corresponden en esencia a órdenes topológicos”.

A Bonalde, la aplicación de estos hallazgos no se le hace tan palpable aún. “Son de mucha importancia desde el punto de vista de la Ciencia, del conocimiento por el conocimiento. La aplicación para la sociedad no es tan obvia y quizás luego la sepamos”. El físico difiere de la Academia, que propone que la investigación pueda dar explicaciones en el campo de la superconductividad: “Están siendo un poco ligeros en eso. La superconductividad es explicada por una teoría (que también fue motivo de un Nobel) que no tiene naturaleza topológica. Por supuesto, esto no es un cuestionamiento al premio».