El astrolabio de Azarquiel

El astrolabio de Azarquiel

domingo, 27 de febrero de 2011

En cien años, todos jóvenes y con más pelo.

Pues sí, en eso se va a tener que cambiar el famoso refrán "En cien años, todos calvos", según van avanzando las investigaciones científicas en estas áreas.
Vayamos por la parte del "todos jóvenes". Científicos españoles (sí, sí, españoles, habéis leído bien) y norteamericanos, dirigidos por el investigador Juan Carlos Ispizúa, acaban de publicar en la prestigiosa revista científica Nature, un importantísimo trabajo en el que se demuestran haber conseguido por primera vez, detener el envejecimiento celular.


Juan Carlos Ispizúa en su laboratorio (Fuente: http://www.elpais.com/ Autor: Carles Riba)

Se trata de un primer paso, ya que el logro se ha realizado en el laboratorio y con células de personas afectadas por progeria, una rarísima enfermedad genética de la infancia (afecta a 1 de cada 8 millones de nacidos), caracterizada por un envejecimiento brusco y prematuro.

El cuadro clínico de estos niños con progeria es bastante desalentador, ya que presenta las mismas características que un anciano: piel seca y arrugada, calvicie, ojos prominentes, cráneo de gran tamaño, problemas cardiacos, manchas en la piel por fallos en el metabolismo de la melanina, artritis, cataratas, etc. Suelen tener una esperanza de vida de 13 años.


Niño con progeria (izquierda). Célula normal (derecha arriba) y afectada por progeria (derecha abajo) (Fuente: Wikipedia Autor: Ayacop)

El equipo del doctor Ispizúa (repartido entre el Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona y el Instituto Salk de California) han conseguido reprogramar genéticamente las células de estos pacientes.

Para realizar esta reprogramación, convirtieron a estas células somáticas en células madre pluripotenciales inducidas (iPS). Durante este proceso, y al ser conocido el principal gen que codifica la proteína progerina, responsable del síndrome, lo inactivaron, borrando los defectos de la enfermedad a nivel celular.


Diversos métodos para desdiferenciar células somáticas en iPS (Fuente: Wikipedia Autor: Steve R. Bischoff)

Tras la diferenciación de estas iPS depuradas (en sólo dos semanas), las células resultantes actuaban como células totalmente sanas y completamente funcionales. Es un primer paso, pero sin duda, ayudará a curar esta terrible enfermedad infantil (que esperemos que sea pronto), al tiempo que nos permitirá conocer los mecanismos del envejecimiento. Yo a veces me asombro de lo que son capaces de hacer los científicos españoles con el recorte bestial de presupuestos en investigación científica que está realizando el Gobierno de España. ¿Qué haríamos entonces con la enorme cantidad de recursos que se mueven en los Estados Unidos? ¿No comprende el Gobierno que sin ciencia, España seguirá en la eterna crisis dependiendo de lo que se investigue fuera y pagando sus patentes?

Vayamos ahora a la parte de "y con más pelo". Podríamos decir que este descubrimiento del que voy a hablar salió casi por los pelos, ya que fue de forma accidental e inesperada (lo que en términos científicos se llama serendipia).

Un equipo de investigadores de la Universidad de California, han descubierto por casualidad, el mecanismo para que vuelva a salir pelo tras una alopecia causada por estrés.

Los científicos estaban investigando con ratones transgénicos, el efecto del estrés en el sistema digestivo. Estos ratones portaban un genoma alterado, que les hacía segregar en grandes cantidades la hormona CRF, implicada directamente en el estrés. Estos ratones sufrían de alopecia acelerada y se quedaban como Kojak, el famoso detective calvo de los setenta.


Evolución en el crecimiento capilar de los ratones transgénicos tratados con astresina-B (Fuente: http://www.abc.es/ )

Al inyectarles un bloqueante de esta hormona (astresina-B), para ver los efectos digestivos, descubrieron con asombro que al cabo de varios meses, los ratones tenían más pelo que un heavy. Estos hallazgos han sido publicados en la revista científica PLoS One (no, no es una revista de peluqueros, aunque se llame pelos).
Ahora sólo falta que este tratamiento funcione en humanos y sin efectos adversos, claro, que tampoco es cuestión de que te crezca pelo hasta en las gafas.

domingo, 20 de febrero de 2011

Los insectos saben matemáticas.

Últimamente, unas criaturas tan pequeñas como son los insectos, están dando auténticas clases de matemáticas a los más expertos humanos en esta disciplina. Pero ¿es que acaso los insectos saben matemáticas? Pues parece ser que sí, o al menos las utilizan con gran provecho, y nosotros sin enterarnos. Veamos algunos ejemplos.

El primer caso se ha desvelado recientemente (hace unos días). Se trata del espectacular salto de las pulgas. Desde muy antiguo, se sabía que esos diminutos y molestos animales realizan saltos gigantescos para su tamaño. Una pulga, que apenas mide 2 milímetros, puede saltar hasta 2 metros, a la escalofriante velocidad de 1,9 metros por segundo.


Pulga vista al microscopio electrónico de barrido (SEM) (Fuente: Centre for Desease Control and Prevention Autor: Janice Carr)

Lo que seguía siendo un misterio era el mecanismo propulsor utilizado en estos saltos olímpicos. Estaba claro que con las patas, pero ¿con qué parte de ellas?

Esto es lo que se preguntaron en 1967 dos científicos: Henry Bennet Clark y Miriam Rothschild. El primero apostaba por el tarso (lo que sería el pie) mientras que la segunda creía que el impulso estaba en el trocánter (lo que sería la rodilla). Lo malo es que en aquellos tiempos no había cámaras de vídeo de alta velocidad para cotillear a estas criaturas en el momento del salto. La cosa quedó ahí, a la espera de que la tecnología viniera en su ayuda.

La tecnología al final llegó, pero todo el mundo ya se había olvidado de esta apuesta entre los dos científicos. Bueno, todo el mundo menos Gregory Sutton, científico de la Universidad de Cambridge, que la ha resucitado.

El equipo de Sutton realizó un casting, a lo Operación Triunfo, pero de pulgas. Se seleccionaron las diez mejores actrices, las que mejor saltaban y en el momento justo.

Curiosamente descubrieron que sus divas sólo saltaban cuando había luz. Debe ser que en la oscuridad les da no sé qué hacerlo, no sea que se den con algún mueble y se partan el pulguil cráneo. Sea como fuere, el equipo ideó un mecanismo de encendido y apagado de luces acoplado a la cámara de alta velocidad.

Pero no todo va a ser hacer películas, no. Sutton y su colega Malcolm Burrows, desarrollaron dos modelos matemáticos para los dos paradigmas de salto: con el tarso y con el trocánter.

En las películas se dieron cuenta de que la pulga aceleraba en el inicio del salto, pero seguía acelerando más cuando el trocánter ya había dejado de tocar el suelo. Todo apuntaba al tarso, como así fue al analizar los modelos matemáticos. Si el impulso se hubiera originado en el trocánter, la aceleración habría superado el máximo medido en estos animales: 1500 metros por segundo al cuadrado.



Fotogramas de la película de Sutton y Burrows, con las pulgas en pleno salto (Fuente: http://www.abc.es/)

No creo que Sutton y Burrows reciban el Nobel por este descubrimiento, pero al menos se han divertido, y quién sabe, algún día podría tener aplicaciones prácticas en biónica.

El otro ejemplo de la sabiduría matemática de los insectos viene del mundo de las abejas. Ellas solas y desde hace mucho tiempo, han resuelto uno de los problemas matemáticos más complejos: el problema del viajante de comercio.

Este problema tiene un enunciado muy sencillo, pero engañoso, ya que la solución es bastante compleja. Dice así: un viajante parte de su ciudad y tiene que visitar varias ciudades para acabar en el punto de partida. Pero todo esto lo tiene que realizar recorriendo el camino más corto. A mí, particularmente, este problema me recuerda al famoso problema de los puentes de Königsberg (7 puentes sobre el río Pregolya por los que hay que pasar sin repetir y llegando al punto inicial), que tuvo de cabeza a todos los matemáticos europeos del siglo XVIII, hasta que fue resuelto por Leonhard Euler en 1736, dando origen a la teoría de grafos.


Leonhard Euler, un matemático tan brillante como las abejas (Fuente: Wikipedia)

El del viajante puede parecer fácil, pero no lo es tanto. Se trata de un problema con el que se topan todos los días las empresas de logística. Tan complicado es, que un ordenador puede pasar varios días calculando el recorrido óptimo antes de dar una respuesta.

Así las cosas, Lars Chittka y su equipo, de la Escuela Queen Mary de Ciencias Biológicas y Químicas de la Universidad de Londres, ha descubierto que las abejas en sus rutas por cientos de flores siempre eligen la trayectoria más corta, no importa lo compleja que sea.

Según Chittka, las abejas tienen una mente matemática de primer orden, sobre todo teniendo en cuenta que su cerebro tiene el tamaño de un alfiler. Toda una proeza de la Naturaleza.


Abeja durante uno de sus paseos (Fuente: fotografía del autor)

El equipo de Chittka utilizó flores artificiales para estudiar a las hacendosas y viajeras abejas. Estas, tras un tiempo de exploración necesario para ubicar cada flor, siempre elegían la ruta más corta. Es la primera vez que se descubre tal habilidad matemática en un animal.

Los científicos creen que de estas investigaciones se pueden sacar importantes conclusiones para solucionar los problemas en la gestión del tráfico de vehículos, en el flujo de información por la web o en las rutas de transporte de las compañías de logística. !! Cuánto nos queda por aprender de las pequeñas criaturas !!

domingo, 13 de febrero de 2011

La resurrección del mamut: entre la ciencia y la ética.

De todos son conocidos los hallazgos, más o menos fortuitos, de ejemplares de mamuts congelados en el frío Artico o en Siberia.
Y cuando digo que están congelados, me refiero a animales con su carne y todo, como si los tuviéramos en un congelador metidos en un tupper.



Mamut enano encontrado en Siberia (Fuente: US National Oceanic & Atmospheric Administration (NOAA) Autor:
A.V. Lozhkin)

Muchas veces estos hallazgos los realizan equipos científicos y expediciones creadas para tal fin. Sin embargo, otras veces son los propios lugareños los que, aprovechando el deshielo continuo del permafrost, debido al calentamiento global, sacan a la luz estos ejemplares, aunque con un fin distinto del científico.

Los mamuts, al igual que sus primos, los elefantes, tenían un par de colmillos de marfil bastante grandes, lo cual despierta la codicia de estos nuevos ladrones de tumbas. Al parecer, estos buscadores, al encontrar un ejemplar, lo descongelan, se comen su carne y después se quedan con los colmillos, que irán a parar al mercado chino, donde se cotizan muchisimo (un par de piezas puede llegar a valer 90.000 euros).

Se calcula que bajo el permafrost (que ya no es tan "perma", como decía más arriba) todavía quedan 150 millones de mamuts lanudos congelados. Me parece una cantidad grandísima, por lo que no sé si tomarla en serio o no.


Arbol evolutivo del elefante y familia (Fuente: http://www.taringa.net/)

El caso es que cada primavera se levanta la veda del mamut. Todo un ejército de científicos, cazadores, oportunistas, tratantes de marfil y otros tipos cuyos perfiles no me atrevo ni a imaginar, se desparraman por todo el norte de Siberia a la busca y captura del mamut congelado.

Lamentablemente, el marfil del mamut no está protegido por ninguna ley rusa, por lo que hay auténtica patente de corso para arramplar con todo lo que pillen.

Los científicos poco pueden hacer contra el resto de cazadores de mamuts. Se quejan, entre otras cosas, de que los cazadores utilizan pistolas a presión para sacar los restos de mamuts del permafrost, echando a perder valiosísimos datos que nos pueden ayudar a descubrir la forma de vida de este animal, su ecosistema y la causa de su extinción (lo más probable es que haya sido el hombre, aunque podría haber otra causa). Y es que los colmillos de un mamut, nos cuentan cómo fue la vida de este animal y las visicitudes por las que tuvo que pasar hasta su muerte, algo que evidentemente les importa un bledo a estos cazarrecompensas.

Así las cosas, queda una pequeña parcela para la ciencia. En 2002 una expedición ruso-japonesa encuentra un ejemplar de mamut muy bien conservado, de unos 15.000 años de antigüedad. Sus restos se envían al Museo del Mamut de Yakustk, donde se le extraen muestras de tejidos (piel, músculo y hueso).

Estas muestras viajarán hasta Japón, a la Universidad de Kinki (vaya nombre para una universidad), donde el profesor Akira Iritani tiene su laboratorio. Este investigador, tiene una extraña idea: a partir de estos restos de tejidos, extraerá el ADN de las células, y conseguirá clonar un nuevo mamut, resucitando a esta especie extinta.

Vamos, que éramos pocos y parió la abuela. ¿Cómo piensa hacerlo? En la siguiente infografía se muestra el proceso, aunque claro, ya sabemos todos que el Powerpoint lo resiste todo. Luego, en la vida real siempre aparecen problemas no previstos.


Proceso de clonación de un mamut a partir de su ADN (Fuente: The Daily Telegraph)

La receta sería la siguiente. Se tiene a una elefanta a la que se le extrae un óvulo. A su vez, a este óvulo se le extrae el núcleo, dejándolo vacío con sólo el citoplasma.
Por otra parte, se extrae una célula somática del mamut (diploide, al contrario que el óvulo), y a su vez el núcleo de la célula. Este núcleo se inyecta en el óvulo de antes (el de la elefanta).

Hemos creado una célula híbrida un poco rara, pero no es suficiente. Todavía se tiene que consolidar y dividir, para formar la mórula, el embrión y el feto. Mediante técnicas de electroshock (ya usadas en la clonación de la oveja Dolly) se consigue la fusión del citoplasma del mamut con el núcleo de la elefanta. Esta célula se implanta en la propia elefanta, que la reconoce como suya, comenzando a dividirse y arrancando el proceso de gestación.

Todo esto a grandes rasgos, pero como más de uno habrá pensado, en cualquiera de los pasos anteriores pueden surgir problemas bastante grandes e incluso insalvables (sin ir más lejos, la fragilidad y destrucción del ADN por la congelación del animal).



Dibujo comparativo entre un hombre, un mamut y un elefante (Fuente: Wikipedia Autor: Asiertxo)

Pero ahora es cuando surge la polémica, suponiendo que no estemos todavía en la etapa de ciencia ficción. ¿Es esto ciencia? ¿Para qué queremos un mamut resucitado de la tundra? ¿Lo queremos como atracción de circo? ¿Lo queremos como reclamo en un zoo? O lo que es peor ¿para aprovecharnos de su marfil? ¿No sería mejor emplear estos recursos para investigar otro tipo de cosas, como el cáncer por ejemplo? ¿Qué será del pobre mamut, si logra nacer, cuando tenga que vivir en un ecosistema muy distinto al suyo, para el que no está preparado evolutivamente?

Cuatro años es el plazo que se ha dado el investigador japonés para montar todo este circo.