Tendencias de la investigacion

¿Hacia dónde se encamina la investigación
científica? Tras un tiempo caracterizado por la fe ciega en la ciencia,
hoy se abre un campo inagotable para los descubrimientos científicos.
Pese a los adelantos, existen áreas sin explorar y no hay que olvidar
que los avances en la ciencia generan siempre nuevos interrogantes. Para
 César Nombela, en los próximos decenios las ciencias de la vida
continuarán adquiriendo protagonismo. Por ello, cada vez serán más
importantes aquellas disciplinas encargadas de reflexionar sobre los
problemas derivados de su investigación, como la biotética.

ARTÍCULO

La creación científica es una de las actividades que mejor
 definen el momento actual, en el que trabajan en el mundo más
científicos y tecnólogos que los que lo han hecho a lo largo de toda la
historia de la humanidad. Para el hombre de hoy, el cultivo de la
ciencia no se plantea exclusivamente con la finalidad de avanzar en el
conocimiento, sino de resolver problemas. Es una percepción que no se
limita a los problemas que se dan en determinados ámbitos, lo más común
es volver los ojos a la ciencia como fuente de soluciones globales.
Desde la alimentación de la población del planeta, hasta la
disponibilidad ilimitada de energía utilizable, pasando por el control
de la enfermedad o el cuidado del medio ambiente, todas ellas son
cuestiones en las que se llama a puerta de la investigación como medio
para su abordaje.

Sin embargo, lo anterior ni significa una fe
ciega en las posibilidades de la investigación científica, ni una
valoración unánime de adónde debe dirigirse. Es el resultado de más de
dos siglos en los que se pasó del entusiasmo —incluso convencimiento— de
 que el avance científico supondría la solución de todos los problemas
de la humanidad, a la constatación de que el conocimiento científico se
podía utilizar con los propósitos más devastadores. Con ello llegamos a
una situación como la actual; para el hombre de la calle, el
planteamiento se orienta a exigir una ciencia útil. Algo que coexiste
con un sentimiento de desconfianza albergado por determinados sectores
de la sociedad.

Recordemos una vez más las formulaciones de Khun en *La estructura de las revoluciones científicas* sobre
 la estructura del avance científico a lo largo de siglos. De acuerdo
con este planteamiento, los periodos de «ciencia normal» suponen
consolidación de lo alcanzado, ampliándose horizontalmente el
conocimiento. De vez en cuando han dado paso a otras etapas, las de
«revolución científica», que remueven paradigmas y consolidan nuevas
formas de pensamiento y actuación investigadora. No obstante, si
examinamos el momento actual, con la voluntad de identificar esas nuevas
 tendencias que nos ocupan, resultaría difícil establecer si estamos en
circunstancias normales o revolucionarias para la ciencia. A mi juicio,
más bien parecen coexistir elementos de ambas, tal es la complejidad que
 caracteriza a la investigación científica actual.

¿QUÉ QUEDA POR SABER?

Algunos
 se atreven a formular esta pregunta, como si ya se pudiera cartografiar
 la totalidad del territorio del conocimiento, para identificar lo que
falta por conquistar. En mi opinión, la pregunta no tiene sentido en su
literalidad, pero también es cierto que sirve de estímulo, incluso de
señuelo para atraer el interés. No tiene sentido porque se sigue
demostrando que cualquier respuesta, por largamente perseguida que
fuera, automáticamente conduce a nuevos interrogantes. La reciente
detección del bosón de Higgs, una partícula elemental, predicha en
términos matemáticos hace cinco décadas, pero de la que no existían
evidencias experimentales, resulta ilustrativa. Su hallazgo, con elevada
 probabilidad que no certeza, abre inmediatamente nuevas preguntas e
iniciativas de aplicación.

A pesar de todo, se postula que es
posible formular una «teoría del todo» o «teoría final». En ello alienta
 la pretensión de integrar, en una explicación coherente, el
conocimiento de la realidad que establecen las leyes físicas, tanto en
escala grande como al nivel de lo infinitamente pequeño, el de las
partículas elementales, que puede ex-plicar la estructura íntima de la
materia y las fuerzas que la gobiernan. Se trata de una unificación
largamente pretendida, pero que se revela como notablemente difícil.
Desde que en el siglo XX se produjera la gran transición, del
conocimiento de la realidad de acuerdo con las leyes físicas clásicas,
al nivel de los fenómenos cuánticos, quedó clara la dificultad para
conciliar ambos tipos de conocimiento. El edificio clásico, describe un
universo newtoniano, con sus tres dimensiones espaciales, a las que
Einstein añadiría la dimensión tiempo, para completar una explicación
coherente del movimiento de los cuerpos. Sin embargo, en la escala
cuántica ya no caben las mismas certezas, las explicaciones se han de
formular en términos de probabilidad impregnados por la incertidumbre
que provoca la necesaria intervención del observador en los fenómenos
observados. Y prosiguen los intentos de desarrollar una teoría física
que dé cuenta de todas las fuerzas y de toda la materia. Explicaciones
basadas en aceptar nuevos principios, como la existencia de un número
mucho mayor que el de las cuatro dimensiones del espacio-tiempo —hasta
once dimensiones propone la teoría de las supercuerdas (Brian Greene, *The elegant universe*)—
 o admitir la existencia de universos paralelos, son planteamientos en
los que se busca esa teoría definitiva para explicar la realidad física.

En
 cualquier caso, la física se ha de confrontar con el propio pensamiento
 filosófico en esta búsqueda de una teoría del todo. No son nuevos los
intentos de lograr explicaciones globales, como tampoco lo son los de
pretender abarcar toda la realidad y predecir su comportamiento. Pero la
 ciencia ya hace tiempo que se plantea más bien profundizar en parcelas o
 aspectos de esa realidad compleja, lo que proporciona logros y
hallazgos notables.

REDUCCIONISMO Y EMERGENCIA: UNA APROXIMACIÓN A LA COMPLEJIDAD

El
 método científico y su aplicación al conocimiento de la realidad se ha
beneficiado mucho de los avances en la medición precisa de magnitudes;
de los progresos en la determinación, con exactitud creciente, de
diversos aspectos de los fenómenos que ocurren en la naturaleza; y del
diseño de una experimentación rigurosa, tanto para evaluar nuevas
hipótesis como para cuestionar la validez de conclusiones establecidas.
El término falsación (Popper) resume la vía de avance hacia un
conocimiento científico de la realidad, siempre susceptible de mayor
precisión.

La posibilidad de describir en profundidad fenómenos,
inicialmente aislados de su contexto real, ha resultado notablemente
productiva para el progreso de las ciencias experimentales. Pero no solo
 se ha beneficiado de ello el conocimiento científico, sino sus
aplicaciones tecnológicas. Del acierto en el diseño de la
experimentación surge un conocimiento detallado de una realidad
notablemente compleja, así como una posibilidad real de dominar y
orientar determinadas fuerzas y posibilidades planteando aplicaciones.
Unas aplicaciones que en su capacidad de abarcar pueden plantearse
incluso con una extensión inusitada.

Sin embargo, desde el punto
de vista del conocimiento, y pensando en las tendencias de futuro, la
pregunta que surge es cuál es el alcance de los fenómenos aislados, en
qué medida la descripción de una parte muy reducida del todo sirve para
describir una realidad compleja. Si el análisis reduccionista resulta
productivo, el reto es definir la realidad que emerge de los fenómenos
analizados en niveles más elementales. Hace tiempo que ha quedado claro
que del nivel más elemental no necesariamente se deducen las propiedades
 del nivel superior. Integrar esa información para deducir sobre la
emergencia de propiedades es en lo que consiste el análisis de la
complejidad, tan propio de la investigación actual y tan definitorio de
la tendencia de futuro.

La biología, y lo que con un sentido de
mayor amplitud podemos denominar las ciencias de la vida, representan el
 ejemplo paradigmático de ese intento de describir una realidad
compleja, para lo que han venido ayudando los análisis en niveles más
elementales. De ello nos ocupamos a continuación, pero esta integración
de datos, observaciones y mediciones es parte de una aspiración general,
 que integraría incluso las ciencias sociales.

INTERVENCIÓN BIOTECNOLÓGICA

La
 segunda mitad del siglo XX presenció el triunfo de la biología
experimental. Pese a su complejidad, los sistemas biológicos (células,
organismos, ecosistemas, genomas, redes de interacción, etc.) pudieron
ser sometidos a experimentación, diseñando condiciones para aislar
materiales determinados y analizar (medir) su comportamiento. La
síntesis de ácido ribonucleico (RNA) en el tubo de ensayo, que Severo
Ochoa pudo describir ya en 1953, representa uno de esos momentos
estelares de la ciencia. Se podía ya controlar la formación de moléculas
 definidas que, hasta entonces, solo podían producirse en las células.
Se trataba de moléculas de tanta trascendencia como para controlar las
funciones de los seres vivos. Llegaba el apogeo de la biología
molecular, pero el avance no se quedaba en esto. Apenas veinte años
después surgía ya la ingeniería genética para hacer posible el
aislamiento de genes de los seres vivos, su modificación dirigida en el
tubo de ensayo y su posterior introducción estable en células, de manera
 que los genes modificados pudieran integrarse en el material
hereditario que controla las funciones de las células y los organismos.

Se
 había cerrado un ciclo completo, la biología, como conocimiento de los
seres vivos, devino en biotecnología, como capacidad de intervenir en
los procesos de los vivientes. Y en ello estamos. Como afirmaba el
premio Nobel Salvador Luria, ya en la última parte de los setenta, nos
esperaban décadas de crecimiento horizontal. Podíamos aislar, conocer,
modificar los genes de cualquier organismo, pero los millones de
especies existentes y la variedad de su material genético planteaba una
tarea ingente, casi interminable puesto que eran cientos de millones los
 genes existentes. La cuestión entonces es si ha habido avances que
vayan más allá de la extensión del conocimiento y cuál es la tendencia
en la evolución de las ciencias de la vida. A mi juicio, contrariamente a
 la propuesta (pesimista) de Luria, de esperar un crecimiento meramente
horizontal, sí que se han registrado verdaderos saltos cualitativos que
marcan la tendencia de futuro.

GENOMAS Y METAGENOMAS

El
llegar a conocer la secuencia del genoma (conjunto del material
hereditario) de cualquier organismo, representa uno de esos avances que
se materializó en mucho menos tiempo del inicialmente previsto. Tal ha
sido el florecimiento de esta tecnología (secuenciación de ácidos
nucleicos), que la «lectura» de genomas de especies, y la de los
individuos que las integran, se simplifican y perfeccionan día a día. El
 hito de disponer del genoma humano, en lo que supone el patrón de la
especie, llegó en 2001, pero hoy ya aspiramos a conocer la forma
concreta en que se materializa en cada individuo. La individualidad
genómica nos permite plantear nuevas aproximaciones a una medicina
—medicina individualizada— como nueva estrategia para los cuidados de la
 salud. Al mismo tiempo, se conoce ya el genoma de cientos de especies
que pronto serán miles.

Pero la genómica va más allá, con el
desarrollo de la metagenómica es posible explorar la presencia de seres
vivos en cualquier ambiente sin necesidad de aislarlos e identificarlos
por sus características biológicas clásicas. Simplemente, la extracción
de material genético, y su examen por estas metodologías de análisis de
genomas, permite identificar organismos vivos presentes en estos
materiales. La relevancia para los estudios sobre la vida microbiana es
enorme, puesto que estos vivientes invisibles, hasta hace poco, solo
podían ser conocidos tras su aislamiento y cultivo en el laboratorio.
Ahora los podemos identificar, con notable grado de detalle, gracias a
su rastro genético. Con ello se estima que aún nos falta por conocer un
98% de los microorganismos existentes. La ampliación del panorama de la
biodiversidad es otro rédito de estos avances que marca tendencias para
un futuro en el que la cosecha de resultados será ciertamente copiosa.

BIOLOGÍA DE SISTEMAS Y BIOLOGÍA SINTÉTICA

El
 desarrollo de la biología molecular ilustra las posibilidades de una
aproximación científica reduccionista. Caracterizando las moléculas
portadoras de información (ácidos nucleicos) de los vivientes se
pudieron identificar los códigos que rigen su funcionalidad (basada en
las proteínas). El manejo experimental de estas moléculas hizo incluso
posible la modificación permanente de muchos de ellos. La aproximación
reduccionista en ciencias de la vida ha producido réditos importantes,
en medio de un notable entusiasmo por la sucesión continua de logros,
tanto en el avance del conocimiento como en el desarrollo de
aplicaciones. Muchos de los fenómenos descritos a nivel molecular no
solo muestran coherencia en sí, en lo que respecta a la articulación de
información y funcionalidad biológica, sino que además han podido
encajar en explicaciones coherentes de la estructura evolutiva del mundo
 de los seres vivos.

Sin embargo, la pregunta por la emergencia se
 plantea cada vez con mayor énfasis, es decir, hasta qué punto el
conocimiento de un nivel agota el otro. La fenomenología biológica se
manifiesta en niveles, el nivel molecular, tan productivo en su
análisis, no agota las propiedades del nivel celular. El funcionamiento
de muchos organismos implica a trillones de células y el conocimiento de
 los eco-sistemas implica interacciones entre comunidades de seres vivos
 en el ambiente. La necesidad de integrar información marca otra
tendencia de la investigación actual. Manejar la complejidad de los
datos, de todo tipo de datos biológicos, para buscar un sentido y una
coherencia a toda esta información, es lo que plantea la biología de
sistemas. Solo gracias al potencial que ofrece el procesamiento
informático de los datos es posible plantear una integración sistemática
 de los mismos, con el objetivo incluso de establecer modelos que
permitan predecir el comportamiento del sistema. La biología *in vivo* dio paso a una biología *in vitro*, con tal acumulación de información que su procesamiento ha conducido paso a la tan gráfica expresión de biología *in silicio* (D. Gibson *et al.,* «Creation of a bacterial cell controlled by a chemically synthesized genome», *Science* 329, 52, 2010). Los primeros intentos ya dan lugar, por ejemplo, a las llamadas *ciber-células*, algoritmos que suponen modelos predictivos del funcionamiento de una célula en determinadas situaciones.

La
 biología sintética implica un grado más en la intervención
biotecnológica ya descrita. La posibilidad de aislar y caracterizar
moléculas informacionales de los seres vivos ha conducido a plantear su
síntesis en el tubo de ensayo. El conocido investigador Craig Venter ha
sido capaz de movilizar notables cantidades de recursos, para
desarrollar proyectos piloto en este sentido. Todo ello culminó con la
síntesis en el laboratorio del genoma completo de un organismo sencillo,
 una bacteria, que pudo ser trasplantado en una célula de otra bacteria
similar para lograr su funcionalidad completa. La biología sintética
amplía las posibilidades de la ingeniería genética, tal como la hemos
descrito. Pero, hasta el momento, sus alcances no suponen la creación de
 vida en el tubo de ensayo a partir de componentes inanimados, ni a mi
juicio van camino de suponerlo (según he señalado en «Hacer ciencia no
es jugar a Dios», *Diario ABC*, pág. 3, 22 de julio de 2010).

LA BIOÉTICA: UNA REFERENCIA OBLIGADA

El
 futuro de las ciencias de la vida sin duda estará marcado por ese
círculo que va del conocimiento a la intervención, de la que se deriva
mayor conocimiento que propicia nuevas intervenciones biotécnicas. Todo
ello sin duda impacta en aplicaciones de las que se derivan propuestas
fundamentales que, en última instancia, repercuten en la calidad de
vida. Hace tiempo que emerge el término biomedicina, precisamente para
englobar todo el conocimiento biológico con aplicación —potencial o
materializada— para la salud humana. Esa orientación marca las
prioridades y la inversión de recursos en investigación y desarrollo. En
 definitiva, la investigación se impregna de un pragmatismo que apremia a
 derivar cuanto antes las nuevas aplicaciones. La investigación deja
entonces de ser, de manera exclusiva, una exploración sobre la realidad
basada en la curiosidad intelectual propia del ser humano, para
convertirse en una tarea con consecuencias.

Es inevitable que
emerja el término bioética, acuñado en 1970 por el oncólogo Potter, para
 identificar reflexionar y formular cuáles son las obligaciones del
hombre con los seres vivos y, en especial, consigo mismo. A falta de
espacio para extendernos sobre el tema, señalamos que la bioética se
identifica como el conjunto de referencias sobre el obrar humano en
relación con los avances que se registran en las ciencias de la vida en
el sentido más amplio. Pensar y repensar sobre qué hacer, cómo obrar con
 rectitud, es algo inherente a nuestra especie, la única especie dotada
de capacidad para elegir entre opciones anticipando las consecuencias.
En definitiva, la única especie capaz de un comportamiento ético. A la
reflexión bioética se han incorporado científicos junto con filósofos,
juristas y legos en todas estas cuestiones. Es una tarea no solo
apasionante sino fundamental; a la clásica reflexión ética sobre la
universalidad de los principios y la forma de identificarlos se añaden
dos aspectos esenciales para la bioética actual. El primero es la
reflexión sobre el hombre, su naturaleza y su dignidad, puesto que el
ser humano es el destinatario de muchas de las actuaciones. El segundo
es que el conocimiento científico, en permanente ampliación se ha de
mover continuamente entre certezas e incertidumbres.

Por todo
ello, la bioética actual generalmente no constituye un terreno pacífico,
 pero es mucho lo que está en juego. No faltan reputados expertos que
insisten en señalar a la bioética como terreno de pactos (acuerdos de
mayorías), cuando no de componendas. Algunos insisten en que los
principios aplicables pueden entrar en conflicto y reclaman soluciones a
 la carta, según las circunstancias. Se da también la postura de quienes
 incluso relativizan la naturaleza humana, sometiendo este concepto al
terreno de la ideología. Pero, no cabe duda de que se puede ya
intervenir en la vida humana, lo que supone actuar sobre la existencia
biológica de individuos concretos de nuestra especie. Fundamental es
abogar por una exigencia, estricta y rigurosa, del respeto a la dignidad
 de todos.