El descubrimiento científico de 2018 para 'Science' es cómo crecemos desde una célula

Los análisis de actividad de una sola célula a lo largo del tiempo es, para la revista 'Science', el Descubrimiento Científico del año 2018. Para conseguirlo, los investigadores han empleado una combinación de técnicas, incluyendo la secuenciación genética de miles de células individuales, para lograr establecer una secuencia visible de genes activándose y desactivándose mientras el embrión se desarrolla.

"Estas tecnologías crean algunas de las películas más extraordinarias que se hayan hecho, y muestran cómo una sola célula se convierte en los tejidos y órganos intrincados de un animal maduro", ha dicho Tim Appenzeller, editor de noticias de 'Science'.

El proceso consiste en aislar células enteras de organismos, secuenciar sus contenidos genómicos en lo que se conoce como secuenciación ARN de una única célula y a continuación etiquetar las células tempranas y sus descendientes para rastrear cómo se dividen en múltiples tipos durante el desarrollo. Los científicos creen que esta secuenciación podrían transformar el panorama de la biología básica y la investigación médica en los próximos diez años.

"La capacidad de aislar miles de células individuales y secuenciar el material genético de cada una ofrece una instantánea de qué ARN se está produciendo en cada célula en ese momento", explica Elizabeth Pennisi, redactora de 'Science'. "Dado que las secuencias de ARN son específicas de los genes que las producen, los investigadores pueden ver de inmediato qué genes son activos, y estos genes activos definen lo que hace una célula ".

A lo largo de este 2018 se han publicado estudios detallando cómo un gusano, un pez cebra, una rana y otros organismos comienzan a producir órganos y apéndices. Actualmente, hay grupos de investigación en todo el planeta tratando de estudiar "cómo maduran las células humanas durante toda la vida, cómo se regeneran los tejidos y cómo cambian las células en las enfermedades, incluido el cáncer ", añade Pennisi.

Además de esta secuenciación del ARN de una sola célula, los investigadores han introducido como complemento una suerte de rastreadores moleculares —a través de etiquetas fluorescentes o la técnica de edición genética conocida como CRISPR— en las primeras células embrionarias para marcarlas y rastrear cómo finalmente se convierten en distintos linajes celulares.

"Al combinar estas técnicas con la secuenciación de ARN de una sola célula, los científicos pueden monitorizar el comportamiento de células individuales y ver cómo encajan en la arquitectura del organismo al desplegarse", dice Pennisi. "Otros están aplicando técnicas similares para rastrear lo que sucede en los órganos en desarrollo, las extremidades, u otros tejidos, y cómo esos procesos pueden ir mal, dando lugar a malformaciones o enfermedades".

Los otros candidatos

El ácido ribonucleico ha sido sin duda uno de los protagonistas de este año, dado que el principal candidato a arrebatarle el trono de Descubrimiento del Año ha sido el primer medicamento basado en una reacción de silenciamiento génico llamada interferencia de ARN (en inglés, ARNi). Este fármaco, que logra bloquear el ARN mensajero, obtuvo este año la aprobación para su uso en los Estados Unidos y Europa, nada menos que veinte años después de que el ARNi fuese descubierto. El medicamento sirve contra una enfermedad hereditaria rara y podría ser el primero de muchos.

En otros órdenes científicos, cabe destacar la detección en el Polo Sur de un neutrino que fue rastreado hasta hallar su posible fuente. El neutrino, una partícula casi fantasmal, muy difícil de detectar pero con información muy valiosa sobre el origen de la galaxia, procedía de una lejana galaxia brillante llamada blazar. Este hallazgo, realizado por la colaboración Ice Cube, sugiere que los blazars también pueden ser la fuente de misteriosos rayos cósmicos de ultra alta energía.

También en neurociencia ha sido un año espectacular, del que destaca quizá el estudio que mostró por primera vez todas las conexiones neuronales del cerebro de la mosca de la fruta. Los científicos de la Universidad de Cambridge tuvieron que acoplar 21 millones de imágenes del cerebro para conseguir crear la base de datos que les permitió mapear los circuitos neurales.