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Los avances de COVID ganan premios innovadores de $ 3 millones

Los avances de COVID ganan premios innovadores de $ 3 millones

La bioquímica Katalin Karikó ayudó a desarrollar una forma de administrar ARNm a las células sin desencadenar una respuesta inmune no deseada. Crédito: Hannah Yoon / Bloomberg / Getty

Las técnicas que armaron a los científicos en la batalla contra COVID-19 se llevaron dos de los cinco premios Breakthrough Awards de $ 3 millones, los premios más lucrativos en ciencias y matemáticas. Un premio fue para los bioquímicos que descubrieron cómo contrabandear material genético llamado ARN mensajero en las células, lo que llevó al desarrollo de una nueva clase de vacuna. Otro fue obtenido por químicos que desarrollaron la técnica de secuenciación de próxima generación que se ha utilizado para detectar rápidamente variantes del coronavirus SARS-CoV-2. Los premios fueron anunciados el 9 de septiembre.

“Estos dos premios son para investigaciones que han tenido tal impacto en el mundo que han elevado la estatura del Premio Breakthrough”, dijo Yamuna Krishnan, bióloga química de la Universidad de Chicago, Illinois. “Han salvado vidas por millones”.

Las vacunas desarrolladas por la colaboración Pfizer – BioNTech y Moderna, que se administraron este año en todo el mundo, entregan ARNm que instruye a las células a crear la proteína de pico de SARS-CoV-2, que, a su vez, estimula al cuerpo a producir anticuerpos. Pero durante décadas, las vacunas de ARNm se consideraron inviables, porque la inyección de ARNm desencadenó una respuesta inmune no deseada que rompió inmediatamente el ARNm. Los ganadores del premio, Katalin Karikó de la Universidad de Pensilvania (UPenn) en Filadelfia y de BioNTech en Mainz, Alemania, y Drew Weissman, también de UPenn, demostraron a mediados de la década de 2000 que el intercambio de un tipo de molécula en el ARNm, llamado la uridina, con una similar, llamada pseudouridina, elude esta reacción inmunológica1.

“Este es un premio fantástico e increíblemente oportuno por el trabajo que lo inició todo”, dijo el biólogo químico Jack Szostak, ganador del Premio Nobel, de la Universidad de Harvard en Cambridge, Massachusetts, quien es asesor científico de Moderna. “Es particularmente inspirador porque, al principio, nadie pensó que sería útil”.

Numerosos rechazos

Karikó recuerda el escepticismo en torno a su trabajo en la década de 1990, que la llevó a numerosas propuestas de financiación y rechazos de puestos de trabajo (incluido el trabajo de 2005 por el que está siendo reconocida), y la obligó a aceptar una degradación y recortar el pago. “Ciertamente no fue ‘velocidad de flexión’”, dice ella. Karikó espera volver a canalizar parte del dinero del premio a la investigación de futuras vacunas y terapias de ARNm, por ejemplo, para combatir el cáncer. “Estoy feliz de ser una de las personas que contribuyó a esto [vaccine], pero es impresionante el progreso que se tuvo que hacer a lo largo de las décadas, en muchos campos ”, dice Karikó. “Mi respeto está con los cientos de personas involucradas”.

Shankar Balasubramanian y David Klenerman de la Universidad de Cambridge, Reino Unido, y Pascal Mayer de la firma de investigación Alphanosos en Riom, Francia, comparten el premio por inventar una técnica a mediados de la década de 2000 que permite visualizar y leer miles de millones de fragmentos de ADN en paralelo, acelerando la secuenciación por 10 millones de veces. “Me sorprendió y me honró profundamente la victoria”, dice Balasubramanian.

Recuerda su entusiasmo en la década de 1990 con el proyecto del genoma humano, que se basó en la secuenciación de Sanger, el método original de secuenciación de genes, para secuenciar fragmentos de ADN de uno en uno. Pero pronto se dio cuenta de que la secuenciación de genes necesitaba una “transformación masiva para hacerla más grande, más rápida y más barata para los beneficios para la salud”.

Krishnan compara el salto de la secuenciación Sanger a la secuenciación de próxima generación con el salto del avión de los hermanos Wright a un avión Boeing. Ella señala que la secuenciación rápida y eficiente también es esencial para la medicina genética y para los avances fundamentales en la iluminación de la estructura y dinámica de las proteínas, las tecnologías de edición de genes CRISPR y la biología del ARN.

Un tercer premio de ciencias de la vida fue otorgado al biólogo químico Jeffery Kelly de Scripps Research en La Jolla, California, por descubrir el papel que desempeña el plegamiento deficiente de proteínas en la amiloidosis, una enfermedad que puede afectar los órganos, incluido el corazón, y puede causar neurodegeneración. y desarrollando un tratamiento eficaz para ellos.

en el momento ideal

El Premio Breakthrough en Física Fundamental es compartido por los físicos ópticos Hidetoshi Katori de la Universidad de Tokio y Jun Ye del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de EE. UU. En Boulder, Colorado, por inventar el reloj de red óptica, un dispositivo que perdería menos de uno. segundo en 15 mil millones de años2,3, mejorando la precisión de las mediciones de tiempo en 10,000 veces.

El premio es “muy merecido”, dice Helen Margolis, física óptica del Laboratorio Nacional de Física en Teddington, Reino Unido.

Hidetoshi Katori (izquierda) y Jun Ye inventaron el reloj de red óptica. Crédito: Universidad de Tokio / Jun Ye

Los relojes de cesio de próxima generación se basan en medir las microondas emitidas cuando los átomos hacen la transición entre dos estados de energía, un proceso desencadenado por la liberación de nubes de átomos y su bombardeo con microondas. Los relojes de red óptica, en cambio, apuntan a los átomos de estroncio con luz óptica y miden la luz óptica emitida, que tiene una frecuencia 100.000 veces mayor que la de las microondas. “Eso significa que puede medir los tics más rápido”, dice Ye.

Los relojes también usan láseres para mantener inmóviles miles de átomos, en una estructura de red, para una precisión aún mayor, pero esto plantea un nuevo desafío. “El solo hecho de atrapar el átomo puede alterarlo”, dice Ye. Cada estado de energía suele estar distorsionado en una cantidad diferente. Un truco clave consistió en encontrar dos estados de energía que estuvieran perturbados por la misma cantidad, de modo que cuando se midiera la diferencia entre ellos, esa distorsión desapareciera.

Gracias a su mayor precisión y estabilidad, “los relojes de red óptica se pueden utilizar para probar efectos nunca antes vistos”, dice Margolis. En 2020, Katori y sus colegas informaron sobre el trabajo con dos relojes, uno colocado al pie de la torre Skytree de Tokio y el otro 450 metros por encima de ella en la parte superior de la torre, para realizar la prueba terrestre más precisa de la teoría de la relatividad general4. Mientras tanto, el equipo de Ye está buscando el efecto de la presencia de un candidato específico para la materia oscura, la misteriosa sustancia que se cree que constituye la mayor parte de la materia en el Universo, en los tics de un reloj óptico. Estos relojes también pueden ayudar a mejorar la detección temprana de actividad sísmica y volcánica y mediciones precisas del aumento del nivel del mar.

El Premio Breakthrough in Mathematics fue para Takuro Mochizuki de la Universidad de Kyoto en Japón por ampliar la comprensión de las estructuras algebraicas llamadas ‘módulos D holonómicos’, que están relacionados con ciertos tipos de ecuaciones diferenciales, para tratar los puntos en los que se estudian las ecuaciones en estudio. no bien definido.

Yuri Milner, un multimillonario ruso-israelí, fundó los premios Breakthrough Awards en 2012. Ahora están patrocinados por Milner y otros empresarios de Internet, incluido el director ejecutivo de Facebook, Mark Zuckerberg.

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