Un nuevo tipo de materiales con aplicaciones para la química verde gana el Nobel.

Premiados Susumu Kitagawa (Universidad de Kioto), Richard Robson (Universidad de Melbourne) y Omar Yaghi (Universidad de California en Berkeley) por el descubrimiento de las MOF.

Un nuevo tipo de materiales con múltiples aplicaciones, en especial en el campo de la química verde, ha sido reconocido con el premio Nobel de Química de este año.

Los premiados son el japonés Susumu Kitagawa (de la Universidad de Kioto, en Japón), el británico Richard Robson (de la Universidad de Melbourne, en Australia) y Omar Yaghi (de la Universidad de California en Berkeley, en EE.UU., que tiene una triple nacionalidad jordana, saudí y estadounidense).

Han recibido el premio “por el descubrimiento de las armazones metal–orgánicas” (conocidas como MOF, por sus siglas en inglés), según el veredicto de la Real Academia de Ciencias Sueca, que otorga el galardón.

“Han creado construcciones moleculares con grandes espacios a través de los que pueden fluir gases y otros compuestos”, destaca la academia sueca en el comunicado en que anuncia el premio. “Estas construcciones, las armazones metal–orgánicas, pueden utilizarse para recolectar agua del aire del desierto, capturar dióxido de carbono, almacenar gases tóxicos o catalizar reacciones químicas”.

“Tienen un potencial enorme”, destaca Heiner Linke, presidente del Comité Nobel de Química. “Aportan oportunidades insospechadas para materiales ya existentes, [que adquieren] nuevas funciones.

”Según la academia sueca, las MOF “pueden contribuir a resolver algunos de los mayores retos de la humanidad, con aplicaciones que incluyen separar las PFAS del agua [por las sustancias perfluoroalquiladas, conocidas como contaminantes eternos] o  degradar restos de fármacos en el medio ambiente”, además de  capturar dióxido de carbono de la atmósfera para mitigar el cambio climático y obtener agua en el desierto.

Las MOF son estructuras tridimensionales con grandes cavidades (grandes  a escala molecular, se entiende). Están formadas por iones metálicos unidos por largas moléculas orgánicas. Modificando los componentes empleados para construirlas, se pueden diseñar a medida para capturar compuestos químicos específicos.Fue el británico Richard Robson quien inauguró este campo de investigación en 1989, cuando combinó iones de cobre con moléculas que tenían una forma con cuatro brazos. Cada uno de los brazos tenía, en su extremo, un componente que atraía más iones de cobre. De este modo obtuvo una estructura ordenada con espacios en su interior.

Robson se dio cuenta del potencial de su descubrimiento si conseguía resolver un difícil problema de ingeniería química: su estructura química era inestable y se derrumbaba fácilmente, lo que limitaba su uso práctico.

El japonés Susumu Kitagawa y el jordano Omar Yaghi, trabajando de manera independiente, resolvieron el problema en sucesivas investigaciones presentadas entre 1992 y 2003. Kitagawa demostró que los gases podían entrar y salir de las MOF y se dio cuenta de que estas construcciones podrían ser flexibles. 

Yaghi, por su parte, consiguió crear MOF altamente estables y demostró que se podían modificar de manera racional para que tuvieran las propiedades deseadas. Desde entonces, químicos de todo el mundo “han construido decenas de miles de MOF diferentes”, destaca la academia sueca.

Los tres premiados se repartirán a partes iguales los once millones de coronas suecas (un millón de euros) con que está dotado el Nobel este año. Recibirán el galardón en una ceremonia que se celebrará el 10 de diciembre en Estocolmo (Suecia), coincidiendo con la fecha en que murió Alfred Nobel.

El campo de las MOF era considerado en los últimos años como un claro candidato a ser reconocido con el Nobel de Química.  Yaghi -y en menor medida  Kitagawa y Robson- había recibido algunos de los premios más importantes del mundo de la química, incluido el premio Wolf, considerado la antesala del Nobel. En España Yaghi recibió en 2018 el Premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento en la categoría de Ciencias Básicas.

Como en años anteriores, el Nobel de Química es el tercero que se ha hecho público. El lunes se concedió el de Medicina a los estadounidenses Mary Brunkow y Fred Ramsdell y al japonés Shimon Sakaguchi por el descubrimiento de las células que regulan el sistema inmune para que no ataque el propio cuerpo. Ayer se anunció el de Física el británico John Clarke, el francés Michel Devoret y el estadounidense John Martinis por el descubrimiento de efectos cuánticos a escala macroscópica, un avance que ha sentado las bases para desarrollar nuevas tecnologías cuánticas. Mañana se dará a conocer el de Literatura, el viernes el de la Paz y el lunes 13, el de Economía.

El año pasado recibieron el premio Demis Hassabis, John Jumper y David Baker por los avances en biología computacional que han revolucionado la investigación sobre proteínas.

Conceden el Premio Nobel de Física 2025 a tres científicos por descubrir cómo un “túnel cuántico” puede concretarse a escala macroscópica

La mecánica cuántica permite que una partícula atraviese una barrera mediante un proceso llamado tunelización. 

John Clark (1942, Reino Unido), de la Universidad de California; Michel H. Devoret (1953, Francia), de la Universidad de Yale y la Universidad de California; y John M. Martinis (1958, Estados Unidos), de la Universidad de California, han sido reconocidos con el Premio Nobel de Física 2025 “por el descubrimiento de la tunelización mecánica cuántica macroscópica y la cuantificación de la energía en un circuito eléctrico”, según ha informado este martes la Real Academia Sueca de Ciencias.

En cuanto intervienen grandes cantidades de partículas, los efectos de la mecánica cuántica suelen volverse insignificantes.

                                             Los experimentos de los galardonados, que recibirán 11 millones de coronas suecas (más de 1 millón de euros) a repartir equitativamente entre los tres, demostraron que las propiedades de la mecánica cuántica pueden concretarse a escala macroscópica.En 1984 y 1985, John Clarke , Michel H. Devoret y John M. Martinis realizaron una serie de experimentos con un circuito electrónico construido con superconductores, componentes capaces de conducir corriente sin resistencia eléctrica.

En el circuito, los componentes superconductores estaban separados por una fina capa de material no conductor, una configuración conocida como unión Josephson. Al refinar y medir las diversas propiedades de su circuito, pudieron controlar y explorar los fenómenos que surgían al pasar una corriente a través de él.

En conjunto, las partículas cargadas que se movían a través del superconductor formaban un sistema que se comportaba como si fueran una sola partícula que llenaba todo el circuito.

Este sistema macroscópico, similar a una partícula, se encuentra inicialmente en un estado en el que la corriente fluye sin voltaje. El sistema está atrapado en este estado, como tras una barrera infranqueable.En el experimento, el sistema demuestra su carácter cuántico al lograr escapar del estado de voltaje cero mediante un efecto túnel. El cambio de estado del sistema se detecta mediante la aparición de un voltaje.

Los galardonados también pudieron demostrar que el sistema se comporta tal como lo predice la mecánica cuántica: está cuantizado, lo que significa que sólo absorbe o emite cantidades específicas de energía.

“Es maravilloso celebrar cómo la mecánica cuántica, con un siglo de antigüedad, ofrece continuamente nuevas sorpresas. Además, es enormemente útil, ya que la mecánica cuántica es la base de toda la tecnología digital”, ha afirmado el presidente del Comité Nobel de Física, Olle Eriksson.

En 2024 fueron premiados con el Nobel de Física John J. Hopfield, de la Universidad de Princeton (USE) y Geoffrey E. Hinton, de la Universidad de Toronto (Canadá), por “descubrimientos e inventos fundamentales que permiten el aprendizaje de máquinas y las redes neuronales artificiales”.

Se han otorgado 119 Premios Nobel de Física desde 1901. No se concedió en seis ocasiones: en 1916, 1931, 1934, 1940, 1941 y 1942, ya que los estatutos de la Fundación Nobel establecen que “si ninguna de las obras se considera de la importancia indicada, el dinero del premio se reservará hasta el año siguiente”.

Premio Nobel de Medicina para Mary E. Brunkow, Fred Ramsdell y Shimon Sakaguchi La academia sueca ha reconocido la labor de los investigadores por sus descubrimientos sobre el funcionamiento del sistema inmunológico

La Asamblea Nobel del Instituto Karolinska de Estocolmo ha distinguido con el Premio Nobel de Medicina y Fisiología a Mary E. Brunkow, Fred Ramsdell y Shimon Sakaguchi "por sus descubrimientos relacionados con la tolerancia inmunitaria periférica". Sus trabajos han identificado a los guardianes de seguridad del sistema inmunitario, las células T reguladoras, que impiden que las células inmunitarias ataquen nuestro propio cuerpo. Estos hallazgos han sentado las bases para nuevos campos de investigación e impulsado el desarrollo de tratamientos, por ejemplo, para el cáncer y las enfermedades autoinmunes.

Este año la institución sueca ha puesto el foco en cómo el sistema inmunitario del cuerpo debe estar regulado, o podría atacar nuestros propios órganos. Por eso ha destacado el trabajo de estos investigadores que ha señalado diferentes mecanismos que impiden que el sistema inmunitario dañe al organismo.

Diariamente, nuestro sistema inmunitario nos protege de miles de microbiosdiferentes que intentan invadir nuestro cuerpo. Todos estos tienen apariencias diferentes, y muchos han desarrollado similitudes con las células humanas como forma de camuflaje. La clave es: ¿cómo determina el sistema inmunitario qué debe atacar y qué debe defender?

"Sus descubrimientos han sido decisivos para comprender cómo funciona el sistema inmunitario y por qué no todos desarrollamos enfermedades autoinmunes graves", afirma Olle Kämpe, presidente del Comité Nobel, a través de un comunicado

El secretario del comité Nobel para el premio en Medicina o Fisiología, Thomas Perlmann, ha sido el encargado de comunicar la buena noticia a los premiados, aunque ha confesado que solo ha localizado a Shimon Sakaguchi, y que intentarán ponerse en contacto con Mary E. Brunkow y Fred Ramsdell "a lo largo del día".

Sakaguchi (1951, Nagahama, Shiga, Japón), que trabaja en la Universidad de Osaka, trasladó a Perlmann su emoción en la llamada telefónica que mantuvieron. En el centro nipón ha desarrollado su carrera investigadora en Inmunología, reconocido (ahora laureado por el Nobel) por su descubrimiento de las células T reguladoras (Tregs): un componente indispensable del sistema inmunológico para el mantenimiento de la autotolerancia y la homeostasis inmunológica.

Brunkow (1961) en el Institute for Systems Biology, en Seattle, centrada en genómica familiar a través de una amplia variedad de áreas de enfermedades, biología de sistemas de la enfermedad de Lyme, biomarcadores de sepsis y bienestar científico. Lleva una década trabajando en desarrollos biotecnológicos.

Ramsdell (1960, Elmhurst, Illinois) desarrolla su carrera investigadora en Sonoma Biotherapeutics, San Francisco. Es uno de los cuatro fundadores de la empresa. Antes de esto, fue responsable del Instituto Parker de Inmunoterapia del Cáncer, donde ayudó a construir y avanzar múltiples programas de investigación desde el inicio del centro. Dirigió el equipo que descubrió y caracterizó FoxP3, un gen crítico para la función de las células T reguladoras.

Tras el galardón de Medicina, que abre todos los años la entrega de los Nobel, seguirán el de Física el martes 7 de octubre, Química el miércoles 8 y Literatura el jueves 9. El viernes 10 se concederá el Nobel de la Paz y, finalmente, el galardón a las Ciencias Económicas se anunciará el lunes 13.

CÓMO DESVELARON EL FUNCIONAMIENTO DEL ESCUDO DEFENSIVO

Como apuntan desde la academia sueca, Sakaguchi iba a contracorriente en 1995, cuando realizó el primer descubrimiento clave. En aquel entonces, muchos investigadores estaban convencidos de que la tolerancia inmunitaria solo se desarrollaba gracias a la eliminación de células inmunitarias potencialmente dañinas en el timo, mediante un proceso denominado tolerancia central. Sakaguchi demostró que el sistema inmunitario es más complejo y descubrió una clase de células inmunitarias previamente desconocida, que protege al organismo de las enfermedades autoinmunes.

Brunkow y Ramsdell realizaron el otro descubrimiento clave en 2001, al explicar por qué una cepa específica de ratones era particularmente vulnerable a las enfermedades autoinmunes. Descubrieron que los ratones presentaban una mutación en un gen al que denominaron Foxp3. También demostraron que las mutaciones en el equivalente humano de este gen causan una grave enfermedad autoinmune, la IPEX.

Dos años después, Sakaguchi logró vincular estos descubrimientos. Demostró que el gen Foxp3 regula el desarrollo de las células que identificó en 1995. Estas células, ahora conocidas como linfocitos T reguladores, monitorizan a otras células inmunitarias y garantizan que nuestro sistema inmunitario tolere nuestros propios tejidos.

Los descubrimientos de los galardonados impulsaron el campo de la tolerancia periférica, impulsando el desarrollo de tratamientos médicos para el cáncer y las enfermedades autoinmunes. Esto también podría conducir a trasplantes más exitosos. Varios de estos tratamientos se encuentran actualmente en ensayos clínicos.

VALORACIÓN DE LA COMUNIDAD CIENTÍFICA

"Estamos ante un avance transversal", valora Luis Vallina, jefe de la Unidad de Investigación Clínica en Inmunoterapia Oncológica CNIO-HMarBCN, Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO). Este investigador subraya las múltiples repercusiones que las bases moleculares que los laureados han conseguido mediante sus trabajos. "Esto nos invita al desarrollo de diferentes estrategias inmunomoduladoras dirigidas a restaurar la tolerancia en enfermedades autoinmunes, reducir el rechazo de trasplantes y modular la respuesta antitumoral en cáncer".

En el Laboratorio de Inmuno-regulación del Hospital Gregorio Marañón, el equipo de investigadores de Rafael Correa Rocha da fe de lo que suponen estos hallazgos. "Somos pioneros en el uso de terapias basadas en las células T reguladoras que controlan y reducen las respuestas inflamatoriasinadecuadas en los procesos de trasplantes", asegura. Las han empleado con éxito en nueve bebés, en los que emplearon estas células alojadas en el timo, para evitar el rechazo de órganos. "El desafío está en trasladarlo a los adultos", cuenta Correa Rocha. Este investigador augura el inicio de una revolución de las terapias celulares, "su impacto va a predecir grandes innovaciones en los años que vienen".

Pablo Lapunzina, jefe de grupo de la U753 CIBERER en el Instituto de Genética Médica y Molecular (INGEMM) del IdiPAZ-Hospital La Paz también destaca las implicaciones revolucionarias de los trabajos laureados. "Sus hallazgos revelaron las bases celulares y genéticas que mantienen el equilibrio del sistema inmunitario y abrieron el camino a nuevas terapias para enfermedades autoinmunes, trasplantes y cáncer, transformando la inmunología moderna". Además, señala que "el comité acertó al reconocer tanto la observación biológica (Sakaguchi) como la base genética y clínica (Brunkow y Ramsdell)".

María Casanova Acebes, doctora investigadora en el Grupo de Inmunidad del Cáncer del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), comenta a Science Media Center (SMC), que acogen "con muchísima alegría" esta distinción dentro de toda la disciplina de la inmunología y especialmente la Sociedad Española de Inmunología. "Lo que básicamente refleja el galardón es que Shimon Sakaguchi describió las células T reguladoras y tanto Brunkow como Ramsdell profundizaron en los mecanismos que permiten que estas células T impidan la capacidad autorreactiva en nuestro organismo".

"Un año más, el Nobel vuelve a destacar avances en inmunología, lo que pone de manifiesto la importancia central que tiene la inmunología en la medicina actual", manifiesta José Gómez Rial, jefe de Servicio de Inmunología en el Complejo Hospitalario Universitario de Santiago de Compostela (CHUS) a SMC. "Gracias a este hallazgo hoy comprendemos mucho mejor las enfermedades autoinmunes como la diabetes tipo 1 o la esclerosis múltiple, y también se han abierto nuevas estrategias para tratar el cáncer, los trasplantes o la inflamación crónica", añade.