Medicina, Química y Física, las tres ciencias a las que Nobel dedicó sus premios junto con la Literatura (que quedó desierto por el escándalo interno de la Academia Sueca que entrega esta categoría), el de Economía y el de la Paz. En esta sección de ciencias nos encargamos de los ocho premiados en tres categorías por sus avances en la lucha contra el cáncer (en química y medicina) y por investigaciones sobre el láser.

Nobel de Medicina: James P. Allison y Tasuku Honjo

Allison (MD Anderson Center de Texas) y Honjo (Universidad de Kyoto) han recibido el galardón por una revolucionaria inmunoterapia contra el cáncer desarrollado a partir del estudio de proteínas concretas que impedían que el cuerpo humano reaccionara eficientemente contra las células cancerosas. La base de su trabajo es eliminar obstáculos para que el propio organismo lucha contra el enemigo y la medicina le apoye. Estudios en paralelo sobre una misma “trinchera” contra la gran plaga de nuestro siglo: determinadas proteínas debilitan y bloquean el sistema inmunológico para luchar contra los tumores; la nueva inmunoterapia permite bloquear a su vez esas proteínas (entre ellas la CTLA-4 descubierta por Allison ya en 1995) y liberar al propio sistema de esos frenos. Esto permitiría reducir costes farmacológicos y sobre todo terapias de choque menos invasivas en los enfermos. Como consecuencia de os primeros avances aparecieron los anticuerpos monoclonales Iplimubab, que ya se aplica como medicamento en EEUU.

También en los 90 Honjo, desde Japón, trabajó en mecanismos que reducían al sistema inmunológico a partir de la proteína PD-1. Cada uno centrado en una proteína concreta, convergieron en una serie de técnicas de apoyo al propio organismo humano, fortalecerlo de cara a esa lucha contra un enemigo interno que basa su expansión en la multiplicación descontrolada de células fallidas que anulan a las demás y destruyen los órganos. Las terapias, que ya se aplican, han sido incluso más eficientes en el caso de Honjo, con éxitos importantes en los cánceres de pulmón, riñón, linfomas y melanomas. La clave está en el enfoque: cuando la cirugía, la quimioterapia y otros tratamientos altamente invasivos no pueden frenar el proceso, el propio cuerpo, liberado de ataduras químicas, sí que podría avanzar y luchar por sí mismo con el sistema inmunológico, que distingue químicamente entre “invasores” (virus, bacterias…) y estructuras propias. Al eliminar ese reconocimiento y enfocar al sistema hacia esos tumores, el cuerpo reaccionaría contra ellos igual que contra esos invasores.

James P Allison y Tasuku Honjo (Medicina 2018)

Nobel de Química: Frances Arnold, George P. Smith y Gregory P. Winter

Arnold (Caltech), al igual que en el caso de la medicina, trabajó en paralelo a sus compañeros, pero dentro del mismo campo, la expansión de los fármacos. Frances Arnold realizó la primera evolución “dirigida” de enzimas, lo que permite abrir un nuevo campo de desarrollo sintético de productos, desde fármacos hasta biocombustibles. Por otro lado, el tándem Smith (Universidad de Missouri) – Winter (Laboratorio de Ingeniería Molecular de Cambridge) trabajó en la utilización de fagos de péptidos y anticuperos para la producción de nuevos fármacos artificiales, como anticuerpos que neutralizan toxinas y son utilizados en los tratamientos contra cánceres en metástasis.

En ambos casos se parte del trabajo de laboratorio casi a nivel genético para poder desarrollar estos nuevos campos: en ambos casos se basan en la selección, el ensayo y el error a la hora de producir bases proteínicas con las que resolver problemas puntuales: es decir, crear materiales bioquímicos ex profeso para solventar carencias concretas. Los fagos es una técnica de laboratorio que permite el estudio de las interacciones en parejas: proteína con proteína, proteína con péptido y proteína con ADN; se basa en el uso de bacteriófagos (virus que infecta a las bacterias y permite desarrollar nuevas proteínas) para conectar proteínas con información genética, lo que permite la creación de nuevos sintéticos.

Esto es: industria menos contaminante, diseñada desde cero para crear todo tipo de aplicaciones secundarias, que van desde diseñar biocombustibles con una mínima huella ambiental hasta productos farmacológicos para luchar contra el cáncer o enfermedades bacterianas, pasando por la nueva fiebre industrial de los nuevos materiales de laboratorio. Esto es algo parecido a lo que hizo Frances Arnold en el Caltech, donde logró evolucionar de manera “dirigida” (es decir, programada y controlada) enzimas (proteínas que catalizan las reacciones químicas). Las aplicaciones son las mismas pero con mecanismos diferentes.

Frances Arnold, George P Smith y Gregory P Winter (Nobel Química 2018)

Nobel de Física: Arthur Ashkin, Gérard Mourou y Donna Strickland

El láser, los estudios de la luz y la creación y desarrollo de lo que se denominan “herramientas de luz” es la razón por la que los tres ganaron el Nobel este año. Arthur Ashkin (Nueva York, 1922) creó la “pinzas ópticas”, que permiten capturar partículas muy pequeñas, virus y células vivas, incluso átomos a través de un mecanismo que manipula los fotones de luz para ser como “dedos”. Ya lo hizo en 1987, cuando logró en laboratorio atrapar bacterias vivas y moverlas. Una revolución que sólo comprenderemos en toda su extensión dentro de algunas décadas por las aplicaciones industriales, médicas y en ingeniería aeroespacial. Por otro lado, Mourou (Francia, 1944) y Strickland (Canadá, 1959, y la tercera mujer que gana el Nobel de Física desde su creación) trabajaron la luz para crear los pulsos de láser de alta intensidad en los años 80 y que tienen un nombre peculiar: “amplificación de pulso gorjeado”. Esta técnica de física experimental permite crear láseres más potentes y eficientes que se han aplicado en la cirugía médica.

Las herramientas de luz son clave en el desarrollo de la fotónica, el área de la Física que permite controlar y manipular la luz a nivel físico y conseguir que haga lo que queremos. Por decirlo así, han permitido “domesticar” la luz para crear desde los láseres quirúrgicos en las correcciones de cristalinos hasta la sutura sobre la piel o el trabajo vírico en laboratorio a un nivel muy pequeño. La fotónica además permite crear nuevas máquinas computacionales cuánticas, la nueva frontera de la informática, o incluso células solares más sofisticadas. Según la propia Academia sueca, estos desarrollos permiten manipular y comprender los “objetos extremadamente pequeños y procesos increíblemente rápidos”.

Arthur Askin, Donna Strickland y Gerard Mourou (Física 2018)