¿Cómo cambiarán nuestras vidas las ondas gravitacionales?

José Alberto Ruiz Cembranos, físico de partículas y cosmología de la Universidad Complutense de Madrid (UCM), explica la complejidad del logro: «Cuando una onda gravitatoria atraviesa uno de los detectores, genera un cambio minúsculo de una parte en 1021 en la longitud del brazo que esta tecnología ha sido capaz de detectar. Para comprender la precisión de esta tecnología, sería como detectar un cabello humano a 10 años luz de distancia». Unos 900 científicos de decenas de países colaboraron en el desarrollo de dispositivos para alcanzar esa precisión, dedicándose cada uno a resolver un problema. Uno de ellos era el instrumental óptico que debía medir ondas muy débiles. Los expertos que lo diseñaron crearon una compañía, Stanford Photo-Thermal Solutions, que ya vende sistemas para seguridad del hogar, fotografía, gafas e instrumental médico. Algo similar ocurrió con el láser que utilizó el proyecto LIGO, que ya está disponible a nivel industrial para procesamiento de materiales como LED (diodo emisor de luz), microchips y circuitos de smartphones más económicos y precisos. Las señales de las ondas gravitacionales tienen lo que se denomina un chirp (gorjeo) específico, en amplitud y frecuencia. LIGO ha desarrollado un algoritmo que lo reconoce filtrándolo entre todo el «ruido» que recibe. Ese mismo algoritmo se está utilizando para radares o tecnología de sonar, cuyos impactos abarcan desde la exploración oceanográfica hasta la detección de terremotos.

Martin Fejer, profesor de Física Aplicada de la Universidad de Stanford, asegura que la señal recibida «era enorme. Se trata de más energía de la que el Sol liberará en toda su vida y ocurrió en apenas la quinta parte de un segundo». ¿Podremos aprovecharnos de esa energía? Asumir que eso será imposible es obviar las experiencias previas. Un ejemplo de ello es Lord Kelvin, el noble inglés que a los 10 años fue admitido en la Universidad de Glasgow, que a los 20 publicó artículos tan innovadores en matemáticas puras que los firmaba con un seudónimo para no avergonzar a sus profesores o que formuló la segunda ley de la termodinámica entre otras maravillas. Pues ese mismo Kelvin, el que patentó cerca de 70 inventos, aseguró a inicios del siglo XX que «ya no hay nada nuevo que descubrir en física. Todo lo que queda son mediciones cada vez más precisas». Cinco años más tarde Einstein publicaba la Teoría de la Relatividad y transformaba la física.
En primera instancia, el uso de las ondas gravitacionales permitirá convertir el universo en un laboratorio. En el centro de ciertas estrellas, como las de neutrones, ocurren fenómenos extraordinarios relacionados con la física nuclear y la termodinámica pero que son imposibles de reproducir en un laboratorio. Esto podría traducirse en importantes innovaciones y desarrollos en el área de la fusión nuclear, un tipo de energía que precisa enormes cantidades de calor, pero que no genera ningún desecho radiactivo.
La energía solar, en particular la eficiencia a la hora de convertir los rayos solares en electricidad, también podría cambiar a mejor. El proyecto LIGO utilizó unos espejos, suspendidos de hilos de cristal destinados a reducir el «ruido». Se trata de una nueva técnica, creada por expertos de las universidades de Glasgow y Stanford que no sólo une los hilos de cristal a los espejos, sino que permite diferenciar las ondas gravitacionales de los cambios de temperatura. El proceso ya se ha transferido a la industria óptica y facilitaría la concepción de paneles más eficientes. La reducción de ruidos y la posibilidad de visualizar objetos distantes o de tamaño nanométrico podrían tener un impacto en la industria médica como detector no sólo de tumores, sino de células malignas a nivel individual.
Finalmente, ya en el terreno de un futuro que hoy parece de ciencia ficción, la confirmación de la existencia de estas ondas sería un posible pasaje a los viajes a la velocidad de la luz. Así lo afirma Viktor Toth, físico de la Universidad de Ontario (Canadá): «Podríamos utilizarlas para deformar el espacio-tiempo y recurrir a un dispositivo Alcubierre. A nivel local jamás se excedería la velocidad de la luz, pero para un testigo externo, la “ola” nos permitiría ir mucho más rápido». El dispositivo mencionado lleva el nombre de un científico mexicano que desarrolló un modelo matemático que afirma que es posible viajar a velocidades superlumínicas sin violar las leyes físicas; básicamente se trata de surfear la ola producida por las ondas gravitacionales. Pero para eso falta mucho tiempo... diría Kelvin.

 

Nuevo metal excepcionalmente fuerte y liviano

Se ha ideado un nuevo metal con una robustez y ligereza asombrosas. El material, magnesio enriquecido con nanopartículas densas de carburo de silicio, podría emplearse en aviones, coches, electrónica móvil y aparatos de otros tipos.

El avance es obra del equipo de Xiaochun Li, de la Escuela Henry Samueli de Ingeniería y Ciencias Aplicadas, perteneciente a la Universidad de California en la ciudad estadounidense de Los Ángeles (UCLA).

Para crear el metal, superfuerte pero liviano, el equipo encontró una nueva forma de dispersar y estabilizar nanopartículas en metales fundidos. Li y sus colegas también desarrollaron un método de fabricación, adaptable para la escala industrial, que podría abrir el camino hacia más metales que sean ligeros y a la vez muy robustos.

Ya se había vislumbrado que las nanopartículas pueden mejorar la fortaleza de los metales sin dañar su plasticidad, especialmente metales ligeros como el magnesio, pero nadie hasta ahora había sido capaz de dispersar nanopartículas cerámicas en metales fundidos.

El nuevo método ha permitido hacerlo, y abre el camino hacia una nueva forma de mejora del rendimiento de muchas clases diferentes de metales, sobre la base de agregarles nanopartículas.

Los metales estructurales son metales importantes, vitales para sostener estructuras, y debido a ello se emplean mucho en edificios y vehículos. El magnesio, con apenas dos tercios de la densidad del aluminio, es el metal estructural más liviano. El carburo de silicio es una cerámica ultrafuerte usada habitualmente en hojas de corte industriales. La técnica de los investigadores para inyectar una gran cantidad de partículas de carburo de silicio más pequeñas de 100 nanómetros en el magnesio permite añadirle a este una resistencia, rigidez, plasticidad y durabilidad notables, incluso sometido a temperaturas altas.

Acelerador de partículas en un microchip

Ya está en marcha un ambicioso proyecto internacional que tiene por objetivo desarrollar un acelerador de partículas en un microchip, algo que hasta muy poco tiempo atrás se habría considerado exclusivo de la ciencia-ficción. En efecto, en el plazo de cinco años, los científicos del proyecto esperan producir un prototipo funcional de un acelerador de partículas tan pequeño como para caber en un chip diminuto.

El Sincrotrón Alemán de Electrones (DESY, por sus siglas en alemán) y la Universidad de Hamburgo en Alemania se hallan entre los socios de este proyecto internacional, encabezado por Robert Byer de la Universidad de Stanford en Estados Unidos y Peter Hommelhoff de la Universidad de Erlangen-Núremberg en Alemania.

Durante décadas, los aceleradores de partículas han sido una herramienta indispensable en incontables áreas de la ciencia, desde la investigación fundamental en física hasta el examen de la estructura de las biomoléculas para poder desarrollar nuevos fármacos. Hasta ahora, las instalaciones necesarias para ello han sido muy grandes y costosas. Muchos científicos e ingenieros están probando diferentes enfoques para construir aceleradores de partículas más compactos y menos caros. Por el momento, las instalaciones grandes seguirán siendo indispensables para muchos objetivos, pero sin embargo hay algunas aplicaciones en las cuales los eficientes aceleradores de electrones en miniatura serán la clave para obtener nuevos conocimientos científicos.

La repercusión que para la ciencia y la tecnología tendrán los aceleradores cada vez más pequeños puede ser comparada con la que tuvo revolución de los ordenadores personales, cuando se pasó de modelos voluminosos y caros a los de sobremesa y bajo costo. En los aceleradores de partículas, el avance equivalente se traducirá en que estos estarán disponibles en áreas de la ciencia y la industria que hasta ahora no han tenido acceso a tales tecnologías.

La meta del proyecto es desarrollar un nuevo tipo de acelerador de partículas pequeño y barato para una amplia gama de tipos de usuarios. Aparte de utilizar los propios electrones rápidos, podrían también ser empleados para producir rayos X de alta intensidad. El prototipo en el que se trabaja podría preparar la llegada de una nueva generación de aceleradores de sobremesa, con resultados prácticos potenciales que incluirían a buen seguro muchos descubrimientos en biología y ciencia de los materiales, y con aplicaciones potenciales en sistemas de escaneo de seguridad, terapias médicas y visualización por rayos X.

Identifican a una proteína clave para la reparación de tejido dañado por un derrame cerebral

Examinando tejido cerebral de ratones, monos y humanos, unos científicos han encontrado que una proteína conocida como factor de crecimiento y diferenciación 10 (GDF10) es una pieza clave en los mecanismos de reparación que siguen a un derrame.

El estudio lo ha realizado el equipo del Dr. Thomas Carmichael, de la Escuela David Geffen de Medicina, adscrita a la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA), y ha contado con la ayuda del Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Derrame Cerebral (NINDS), uno de los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos.

Estos hallazgos ayudan a aclarar los mecanismos de reparación que se ponen en marcha tras un derrame cerebral. Identificar esta proteína clave aumentará un poco más el conocimiento científico sobre cómo el cerebro procura curarse a sí mismo después de los devastadores efectos de un derrame, y podría ayuda a desarrollar nuevas estrategias terapéuticas para promover la recuperación de los pacientes.

Un derrame puede suceder cuando un vaso sanguíneo cerebral se bloquea, evitando que el tejido próximo reciba los nutrientes esenciales. Cuando el tejido cerebral es privado de oxígeno y nutrientes, empieza a morir. Una vez esto ocurre, se activan mecanismos de reparación, como el brote de axones, a medida que el cerebro intenta superar los daños sufridos. Durante el brote de axones, las neuronas sanas producen nuevas proyecciones (“brotes”) que restablecen algunas de las conexiones perdidas por culpa del derrame y forman otras nuevas, lo que resulta en una recuperación parcial. Antes de este estudio, se desconocía lo que desencadenaba el brote de axones.

El GDF10 podría ser importante para una recuperación funcional después de un derrame. Los autores del estudio trataron modelos de ratón con GDF10 e hicieron que los animales realizaran varias tareas motoras para probar su recuperación. Los resultados sugieren que unos niveles superiores de GDF10 están asociados con una recuperación notablemente más rápida después del derrame. Cuando los investigadores bloquearon el GDF10, los animales no actuaron tan bien durante las tareas motoras, lo que sugiere que los mecanismos de reparación implicados no estaban operativos.

Hacia la reconstrucción de tejidos del corazón mediante impresión 3D

Mucha gente en el mundo está en lista de espera para recibir un trasplante de corazón. Estos pacientes a quienes su corazón les está fallando no tienen la opción de la curación, ya que el tejido cardiaco, a diferencia de otras partes del cuerpo, es incapaz de curarse una vez está dañado. En algunos casos, es factible el implante de un dispositivo artificial, pero todo lo que se aleje estructuralmente de los componentes naturales afronta diversas dificultades. Lo ideal sería poder trabajar con el material biológico mismo, preparando tejidos a la medida de lo requerido por cada corazón. Afortunadamente, unos científicos ya trabajan en una técnica para confeccionar estos parches, que podrían algún día llevarnos a un mundo en el que los trasplantes de corazón, natural o artificial, ya no sean necesarios gracias a poder reparar cualquier parte dañada o problemática de un corazón colocando el tejido idóneo en sustitución del viejo.

El equipo de Adam Feinberg y TJ Hinton, de la Universidad Carnegie Mellon en Pittsburgh, Pensilvania, Estados Unidos, ha logrado obtener imágenes por resonancia magnética de arterias coronarias e imágenes en 3D de corazones embrionarios, y bioimprimirlos tridimensionalmente con una resolución y una calidad sin precedentes a partir de materiales muy blandos, como colágenos, alginatos y fibrinas.

Las impresoras 3D tradicionales construyen objetos duros hechos habitualmente de plástico o metal, y funcionan a base de depositar material sobre una superficie, capa a capa, para crear el objeto tridimensional. Imprimir cada capa precisa del soporte lo bastante resistente de las capas inferiores, así que imprimir con materiales blandos como geles ha estado bastante limitado.

El problema de usar materiales blandos (pensemos en algo parecido a la gelatina) es que se hunden por efecto de su propio peso cuando son imprimidos en 3D en el aire.

La nueva técnica de impresión 3D del equipo de Feinberg y Hinton hace su trabajo dentro de un medio semilíquido. En esencia, se imprime con un gel dentro de otro gel, lo que permite posicionar de forma precisa el material blando que está siendo impreso, capa a capa.

Uno de los mayores avances de esta técnica, llamada FRESH, por las siglas en inglés de "Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels", es que el gel de soporte puede ser fácilmente derretido y retirado al calentarlo a temperatura corporal, lo cual no daña las delicadas moléculas biológicas o células vivas que se imprimen, al menos a juzgar por los experimentos realizados hasta ahora.

Como próximo paso, el grupo está trabajando hacia la incorporación de células cardiacas reales en estas estructuras de tejido impresas en 3D, proporcionando un andamio para ayudar a formar el músculo contráctil.

La bioimpresión es un campo en alza, pero hasta la fecha, la mayoría de las bioimpresoras 3D han costado por encima de 100.000 dólares y/o requieren conocimientos especializados para su operación, limitando una adopción más general. El grupo de Feinberg, sin embargo, ha podido poner en marcha su técnica en una serie de impresoras 3D de nivel popular, que cuestan menos de 1.000 dólares al usar hardware y software de código abierto.

“No solo es bajo el coste, sino que al usar el software de código abierto, tenemos acceso a ajustar los parámetros de impresión, optimizar lo que estamos haciendo y maximizar la calidad de lo que estamos imprimiendo”, explica Feinberg. “Nos ha permitido realmente acelerar el desarrollo de nuevos materiales e innovar en este campo. Y también estamos contribuyendo a que otros puedan hacerlo, al divulgar nuestros diseños de impresión 3D bajo una licencia de código abierto”.

Ultrasonido para acelerar la absorción corporal de un fármaco

Una nueva técnica basada en el uso de ultrasonido permite mejorar el tratamiento de ciertas enfermedades inflamatorias intestinales, al acelerar notablemente la absorción del medicamento administrado.

Empleando ondas ultrasónicas, unos investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos, y del Hospital General de Massachusetts (MGH) en la misma nación, han encontrado una forma de suministrar de forma ultrarrápida fármacos al tracto gastrointestinal. Esta estrategia podría hacer más eficaz el suministro de fármacos a pacientes que sufren de enfermedades inflamatorias intestinales como la colitis ulcerosa y la enfermedad de Crohn.

Hoy en día, tales enfermedades se tratan habitualmente con fármacos administrados en forma de enema, que debe mantenerse en el colon durante horas, mientras la medicina es absorbida. Sin embargo, esto puede ser difícil para pacientes que sufren de diarrea e incontinencia. Para superar esto, el equipo del gastroenterólogo Giovanni Traverso buscó una forma de estimular una absorción más rápida del fármaco, y ha encontrado en la aplicación de ultrasonido un medio idóneo para lograrlo.

Con esta nueva técnica no se cambia cómo se administra el fármaco. Lo que se cambia es la cantidad de tiempo que el medicamento necesita estar ahí, porque la técnica ultrasónica acelera la absorción de este por el tejido.

Con investigaciones adicionales que aseguren su validez, esta técnica podría ser muy valiosa tanto en la práctica médica como en investigaciones biomédicas, permitiendo la aplicación de terapias mejoradas al tracto gastrointestinal.

Nanorredes eléctricas naturales conectando arqueas con bacterias

Se podría decir que algunos microorganismos, cuando necesitan energía, simplemente enchufan un cable a una toma de corriente. Estas células pueden satisfacer sus necesidades de energía en forma de electricidad a través de conexiones mediante nanocables naturales.

Unos investigadores han descubierto estas singulares redes naturales de suministro de electricidad, posiblemente las redes eléctricas más pequeñas del mundo, al examinar aglomeraciones celulares de microorganismos que degradan el metano. En las redes intervienen dos tipos de microorganismos unicelulares muy diferentes, que pueden degradar conjuntamente el metano. Los científicos han descubierto conexiones catalogables como cables interconectando a estas criaturas, una infraestructura esencial en los intercambios de energía.

El descubrimiento de un cableado eléctrico entre microorganismos empleando hierro como fuente de energía, en 2010, fue un hallazgo científico espectacular. De inmediato, surgió la pregunta de si el intercambio de energía eléctrica es habitual en otras reacciones químicas en las que intervienen microbios. Uno de los procesos en cuestión era la oxidación anaeróbica de metano (AOM, por sus siglas en inglés), que es responsable de la degradación de dicho gas de efecto invernadero en el lecho oceánico, y que por tanto tiene una gran relevancia para el clima terrestre. Los microorganismos implicados fueron descritos por vez primera en 2000, y desde entonces estos han sido ampliamente estudiados.

En el océano, el metano se produce por la descomposición de la biomasa muerta en los sedimentos bajo la superficie del fondo marino. El metano se eleva hacia dicho suelo, pero antes de alcanzar la columna de agua es degradado por un tipo especial de comunidad de arqueas y bacterias. Las arqueas toman el metano y lo oxidan para obtener carbonato. En el proceso, transmiten energía a sus bacterias asociadas.

El equipo de Gunter Wegener y Viola Krukenberg, del Instituto Max Planck de Microbiología Marina en Bremen, Alemania, se centró en una de estas comunidades de arqueas y bacterias cuya subsistencia se basa en la oxidación anaeróbica de metano. Estos microorganismos viven en un entorno a 60 grados centígrados.

Resultó muy difícil averiguar cómo se realizaba la transferencia de energía.

Usando microscopía electrónica en cultivos termofílicos AOM, se constató la existencia de conexiones directas canalizando electrones entre las células. También se han encontrado todos los genes necesarios para la biosíntesis de los filamentos celulares que conectan a las células. Solo cuando se añade el metano como fuente de energía se activan estos genes y se forman los cables que conectan a las bacterias con las arqueas.

Con una longitud de varios micrómetros, los cables pueden exceder en mucho la propia de las células, pero su diámetro tiene solo unos pocos nanómetros.

¿Genes víricos como causa de la esclerosis lateral amiotrófica?

La esclerosis lateral amiotrófica (ELA o ALS por sus siglas en español o en inglés, respectivamente), conocida también como enfermedad de Lou Gehrig, es una dolencia degenerativa neuromuscular que destruye las neuronas encargadas de controlar los movimientos de los músculos. No habiendo todavía una cura para ella, la enfermedad mata a la mayoría de pacientes entre tres y cinco años después de que aparezcan los primeros síntomas. Es una enfermedad más común de lo que podría parecer: solo en Estados Unidos unos 5.600 nuevos casos se diagnostican cada año.

Durante generaciones, los humanos nos hemos estado transmitiendo restos genéticos provenientes de genes retrovirales endógenos (HERVs, por sus siglas en inglés) de infecciones que pudieron aquejar a nuestros antepasados hace millones de años. Aunque casi el 8 por ciento del genoma humano normal está compuesto por estos genes, se conoce muy poco sobre su papel en la salud y la enfermedad.

El equipo del Dr. Avindra Nath, del Instituto Nacional estadounidense de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares (NINDS), uno de los Institutos Nacionales estadounidenses de Salud (NIH), ha descubierto que la reactivación de genes víricos antiguos de esa clase incrustados en el genoma humano podría ser la causa de la destrucción de neuronas en algunas de las modalidades de la esclerosis lateral amiotrófica. Los resultados sugieren una conexión entre estos casos de la enfermedad y los genes HERV.

Los resultados de la investigación también plantean la cuestión de si algunos fármacos antirretrovirales, similares a aquellos usados para refrenar al VIH (culpable del SIDA), podrían ayudar a algunos pacientes de esclerosis lateral amiotrófica.

En contadas ocasiones, pacientes de SIDA, infectados con el VIH, desarrollan síntomas parecidos a la esclerosis lateral amiotrófica. En muchos de estos pacientes, los síntomas pueden ser suprimidos mediante un tratamiento con fármacos antirretrovirales. Estudios anteriores encontraron transcriptasa inversa, una proteína codificada por genes retrovirales, en la sangre de algunos pacientes de esclerosis lateral amiotrófica, pero su papel en esta dolencia es desconocido.

Estas observaciones impulsaron al Dr. Nath y sus colaboradores a explorar la posible relación entre los retrovirus y la esclerosis lateral amiotrófica. Inesperadamente, han encontrado que ciertos retrovirus endógenos, o heredados, podrían estar implicados en la esclerosis lateral amiotrófica; las neuronas motoras podrían ser susceptibles a la activación de estos genes en dicha enfermedad.

Identifican y detallan la función de la proteína principal de un mecanismo natural sensor de luz

Un equipo de científicos estadounidenses y españoles ha descubierto y mapeado una proteína sensible a la luz que utiliza vitamina B12 para llevar a cabo funciones clave, incluyendo la regulación de genes.

El resultado, derivado del estudio de proteínas de la bacteria Thermus thermophilus, incluye al menos dos hallazgos de amplio interés.

En primer lugar, lo descubierto amplía nuestro conocimiento sobre el papel biológico de la vitamina B12, de la cual ya se sabía que ayuda a convertir la grasa en energía, y que está implicada en la formación del cerebro, pero que solo ahora ha sido identificada como miembro esencial de las proteínas fotorreceptoras, las estructuras que permiten a los organismos percibir la luz y reaccionar a ella.

En segundo lugar, la investigación describe un nuevo modo de regulación genética, en el que las proteínas sensibles a la luz juegan un papel clave. A tal fin, las bacterias han reacondicionado estructuras proteicas existentes que utilizan la vitamina B12, y las han puesto a trabajar de nuevas formas.

A largo plazo, lo descubierto en esta investigación podría tener aplicaciones prácticas, como el control de la transcripción del ADN mediante la luz, o el desarrollo de interacciones controladas entre proteínas.

Modificaciones artificiales en virus que los convierten en armas antibacterianas para combatir infecciones

En la búsqueda de nuevas formas de matar bacterias dañinas, bastantes grupos de científicos están recurriendo a un depredador natural de estas: virus que infectan bacterias. Realizando los ajustes adecuados en el genoma de estos virus, conocidos como bacteriófagos, los investigadores esperan adaptarlos para que ataquen selectivamente a las clases de bacterias patógenas escogidas como blancos de ataque.

Para ayudar a lograr este objetivo, unos ingenieros biológicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) de Estados Unidos, encabezados por Timothy Lu, profesor de ingeniería electrónica y ciencias de la computación, así como de ingeniería biológica, han ideado un nuevo sistema para modificar genéticamente virus, con miras a usarlos en ataques selectivos contra bacterias nocivas. Esta estrategia podría generar nuevas armas contra bacterias para las cuales no existen antibióticos efectivos.

Estos bacteriófagos modificados están diseñados de una forma que es bastante modular. Es factible sacar genes y recolocarlos de manera que el virus resultante siga siendo funcional pero tenga nuevas propiedades.

En experimentos recientes, los investigadores modificaron virus capacitándolos para atacar de manera selectiva y contundente a las bacterias patógenas Yersinia y Klebsiella, así como a varias cepas de E. coli. Todas forman parte de un grupo conocido como bacterias gram negativas, contra las cuales hay pocos antibióticos nuevos. Este grupo incluye asimismo microbios que pueden causar infecciones respiratorias, urinarias y gastrointestinales, incluyendo neumonía, sepsis, gastritis y legionelosis.

Una ventaja de los virus modificados es que, a diferencia de muchos antibióticos, son muy específicos con respecto a sus blancos de ataque. Los antibióticos pueden matar mucha de la flora bacteriana beneficiosa de nuestro intestino. En cambio, mediante virus, es factible aniquilar solo a bacterias muy específicas.

Estos virus bacteriófagos podrían también ser utilizados para “editar” comunidades microbianas, como la población de bacterias que vive en el intestino humano. Existen billones de células bacterianas en el tracto digestivo humano, y si bien muchas de estas son beneficiosas, algunas pueden causar enfermedades. Por ejemplo, algunos informes han relacionado la enfermedad de Crohn con la presencia de ciertas cepas de E. coli. Sería muy útil, en experimentos, poder eliminar miembros específicos de la población bacteriana y ver qué sucede, deduciendo así cuál es su función en el microbioma. A más largo plazo, puede ser viable diseñar un virus específico que extermine a un miembro demasiado peligroso de la población bacteriana pero que no mate a los otros, aunque se necesita más información sobre el microbioma para diseñar tales terapias de manera efectiva.

El coste de la electricidad de fusión nuclear no será mayor que el de la generada por fisión

Las centrales nucleares de fusión nuclear, aún en fase de desarrollo, carecen de la peligrosidad inherente a las de fisión nuclear, la clase a la que pertenecen todas las centrales nucleares actuales. Mientras que los reactores de fisión nuclear producen residuos nucleares que pueden tardar miles de años en dejar de tener niveles peligrosos de radiactividad, eso no ocurre en los de fusión. Con esta, no existe el riesgo de catástrofes nucleares como las de Fukushima Daiichi o Chernóbil.

La fusión nuclear, el proceso que proporciona su energía al Sol, consiste en la fusión entre núcleos de átomos, creando un elemento químico diferente y liberando energía. Es el proceso opuesto de la fisión nuclear, donde un núcleo atómico se fragmenta en trozos que pasan a ser núcleos de otros elementos químicos. A diferencia de los combustibles nucleares para las centrales de fisión, los necesarios para las de fusión son virtualmente inagotables, ya que estos, el deuterio, o “agua pesada”, que se extrae del agua marina, y el tritio, que se crea dentro del reactor, están disponibles muchísimo más amplia y fácilmente que el uranio y otros.

En definitiva, la energía de fusión ofrece la atractiva posibilidad de una energía limpia, sostenible y casi ilimitada. Pero ¿puede ser una opción económicamente viable? El coste de la electricidad que se genere con ella, ¿superará al de la producida con la fisión nuclear?

En una nueva investigación, el equipo del profesor Damian Hampshire, de la Universidad de Durham en el Reino Unido, ha buscado respuestas sólidas para esas cruciales preguntas.

El equipo ha calculado el coste de construir, mantener en servicio y desmantelar una central energética de fusión y lo ha comparado con el de las actuales centrales de energía nuclear de fisión.

Su conclusión es que una central de energía de fusión podría generar electricidad a un precio similar al de una central de fisión.

A esta buena perspectiva del precio del suministro eléctrico, y a la ausencia de la amenaza impuesta por los elementos radiactivos que tantos problemas han causado en la fisión nuclear, hay que añadirle el hecho de que con el funcionamiento de las centrales de fusión nuclear no se podrán obtener materiales aptos para armamento nuclear, cosa que sí puede suceder con centrales de fisión nuclear.

Un reactor de fusión nuclear de prueba, el Reactor Termonuclear Experimental Internacional (ITER, por sus siglas en inglés), está a unos 10 años de entrar en funcionamiento en el sur de Francia. Su objetivo es demostrar la viabilidad científica y tecnológica de la energía de fusión.

Un exoesqueleto 'made in Spain' para ayudar a niños con paraplejia.

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Por favor, ayúdanos a construir este robot, porque lo necesitamos [...] Para caminar, para jugar, para bailar con una falda de ballet...". Palabras que resumen en un vídeo el deseo de varios niños en silla de ruedas que simplemente sueñan con poder hacer una vida normal. Hoy, una ilusión, pero con gran potencial de convertirse en realidad en poco tiempo. Un exoesqueleto creado por la empresa española Marsi Bionics tiene la clave. Sólo necesita recursos económicos para poder mejorar esta maquinaria, construir más unidades, someterlas a estudio clínico y comercializarlas para uso domiciliario. Con este objetivo, se presenta una campaña de 'crowdfunding'.

¿Qué significaría un robot de estas características? Como señala Ana, la madre de uno de los pequeños, Álvaro, de tres años y con atrofia muscular espinal (AME): "Normalidad, que mi hijo pueda jugar con su hermano, que haga pipí o se lave las manos él solo,que pueda hacer todas las cosas que cualquier niño hace en su vida". Cuando Ana le explica que el exoesqueleto que le permitiría realizar las mismas tareas que sus amigos existe, se emociona y rápidamente empieza a hacer planes: "Jugaremos al fútbol, correremos, iremos al parque...".

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Hace dos años "desarrollamos el primer exoesqueleto en el mundo para niños tetrapléjicos. Fue un hito, un gran avance que ha tenido reconocimiento científico e internacional, con ocho premios de entidades de prestigio, como Elsevier o euRobotics", expone Elena García, ingeniera industrial, investigadora del CSIC y socia fundadora de Marsi (que significa caminar en esperanto) Bionics. El prototipo pasó la prueba de concepto en una niña tetrapléjica de 9 años en abril de 2013. A partir de ahí, "recibimos muchas llamadas de madres y padres con hijos con lesión medular interesados en comprar el robot". Se calcula que en España hay 120.000 menores con diferentes patologías (parálisis cereral, espina bífida, etc.) que les impiden caminar, 700.000 en Europa y unos 17 millones en todo el mundo.

Dadas las expectativas, argumenta García, desde 2013 "estamos haciendo un esfuerzo sobrehumano para que este exoesqueletodeje de ser un prototipo de investigación y sea una realidad en las casas" de todos los niños afectados. "Marsi Bionics es la única compañía a nivel mundial que pretende comercializar exoesqueletos pediátricos".

Hasta la fecha, los investigadores han desarrollado dos prototipos. El primero, el que se probó en 2013, y el segundo, el más pequeño del mundo, que incluye un sistema de equilibrio por el que no sería necesario ningún elemento adicional de apoyo. Tiene cinco motores por extremidad y "permitiría realizar giros sin la ayuda de nadie". Al fin y al cabo, señala la investigadora, "los pacientes pediátricos no tienen suficiente fuerza y control torácico, tampoco en los brazos". La batería es de litio, recargable, y con una autonomía de unas cinco horas.

Para los niños con enfermedades neurodegenerativas que no son capaces de caminar, "ofrecerles un aparato con el que lo consigan es un milagro, como devolver la vista a un ciego", apunta Gustavo Lorenzo, médico neuropediatra del Hospital Ramón y Cajal de Madrid. Más allá de esta "misión milagrosa, esta tecnología va a movilizar las extremidades que por desuso se van a atrofiar e incluso a largo plazo podríamos hablar de una curación entre comillas pero real. Su columna se va deformando. Si somos capaces de que toleren este exoesqueleto en su casa el máximo número de horas estamos convencidos de que su columna va a sufrir mucho menos y eso va a conseguir que tengan mejor calidad de vida y mayor esperanza de vida".

Científicos españoles alargan un 65% la vida de los ratones

Es ciencia básica y se ha llevado a cabo en animales de laboratorio, pero si el experimento publicado ayer en la revista Nature Cell Biology llegara a replicarse en seres humanos, se podría pensar en un escenario en el que la esperanza de vida de un español medio alcanzara los 135 años. Un incremento del 65% en la esperanza de vida de ratones es precisamente lo que ha conseguido un equipo de la Universidad de Oviedo y lo ha hecho gracias a dos moléculas experimentales que ya se están probando en humanos para la leucemia mieloide crónica.

El primer firmante del trabajo, Fernando García Osorio, explica a ELMUNDO que, lejos de emular a Ponce de León y su búsqueda del elixir de la eterna juventud, su trabajo va dirigido a un grupo de enfermedades raras y sin tratamiento en la actualidad, las asociadas al envejecimiento prematuro.

Dos de estas patologías son el síndrome de Néstor - Guillermo y el de Hutchinson - Gilford. El aspecto de sus pacientes humanos es muy llamativo, ya que envejecen y mueren -normalmente por patología cardiovascular- mucho antes de llegar a la mayoría de edad. García comenta que su equipo, dirigido por el catedrático de Bioquímica y Biología Molecular Carlos López - Otín, trabaja desde hace años en este asunto con unos ratones diseñados específicamente para averiguar más sobre esta enfermedad. "Los ratones normales viven una media de tres años, mientras que los participantes en estos experimentos lo hacen por cuatro mesesy no hay que esperar tanto para registrar un incremento de la esperanza de vida como el que hemos demostrado", apunta.

Previa a la identificación de la acción 'rejuvenecedora' del medicamento, los investigadores se centraron en el proceso de reprogramación celular registrado en estos ratones con envejecimiento prematuro e identificaron un nuevo mecanismo molecular alterado en estos casos. En concreto, se trataba de una hiperactivación de procesos inflamatorios celulares y, dentro de ella, se identificó un componente esencial de la respuesta inflamatoria implicada en este proceso, la proteína DOT1L que, según demostraron, tiene la capacidad de regular distintos genes implicados en el proceso de reprogramación celular y bloquear la formación de células madre iPS.

El siguiente paso fue buscar una opción para inhibir esa acción y ahí fue cuando entraron en juego las dos moléculas ensayadas. "Son fármacos de última generación que tienen pocos efectos fuera de diana", subraya García.

López - Otín resume así la importancia del trabajo: "La superación de esta barrera mediante inhibidores de DOT1L nos ha permitido reprogramar o rejuvenecer hasta un estado casi embrionario y de manera muy eficiente, células de pacientes con envejecimiento acelerado o de individuos sanos de más de 90 años. Además, hemos podido validar in vivo estos estudios y extender sustancialmente la longevidad de ratones con envejecimiento prematuro".  

La siguiente pregunta, aunque ajena a un laboratorio de investigación básica, es obvia. ¿Podrían replicarse estos estudios en humanos? Tras dejar claro que no es algo que vayan a hacer ellos, García señala como viable esta posibilidad. "Creemos que el ratón es un buen modelo de esta enfermedad en humanos por su similitud por lo que, en teoría, se podría plantear un ensayo clínico", comenta.

Otro punto interesante del trabajo es que este efecto rejuvenecedor no solo se ha visto en los ratones afectados por la enfermedad sino también, de forma secundaria "y sin ser el objetivo principal" en animales sanos con envejecimiento normal, usados como control. Esto abriría la puerta, según García, a probar el efecto de los medicamentos en otras patologías asociadas al envejecimiento. "No hay nada iniciado", puntualiza el investigador.

En la misma línea, el co-director del trabajo, José María Pérez Freije, afirma en un comunicado que puesto que los inhibidores de DOT1L están siendo empleados para el tratamiento de algunos tipos de leucemia, "es posible que se puedan ensayar en pacientes con progeria en un futuro próximo, solos o en combinación con otros agentes terapéuticos".

Para López - Otín, el estudio tiene otra implicación más generalista y es que se trata de "un paso más en la consolidación de la idea de la enorme plasticidad de la longevidad". El catedrático pretende dejar muy claro que su prioridad "no va dirigida a extender la longevidad humana de manera irreflexiva o banal, sino a intentar encontrar respuestas a las enfermedades asociadas al paso del tiempo". "Nuestro compromiso de utilizar este conocimiento para ayudar a los pacientes de envejecimiento prematuro sigue siendo máximo", subraya.

El trabajo recién publicado se inició en el año 2011. "Hemos pasado este tiempo asegurándonos de que el trabajo podía replicarse y de ahí su publicación en una revista importante", concluye por su parte García Osorio.

Revierten el envejecimiento en ciertas líneas celulares de una persona de 97 años

¿Puede retrasarse o incluso invertirse el proceso de envejecimiento? Una investigación dirigida por el profesor Jun-Ichi Hayashi, de la Universidad de Tsukuba en Japón, ha mostrado, que, al menos en ciertas líneas de células humanas, sí es posible. Él y sus colaboradores han encontrado asimismo que la regulación de dos genes implicados en la producción de glicina, el aminoácido más pequeño y simple, es en parte responsable de algunas de las características del envejecimiento.

La investigación se centró en la función de las mitocondrias en líneas celulares de fibroblastos humanos, procedentes de personas jóvenes (de edades comprendidas entre las de un feto y 12 años) y personas mayores (entre 80 y 97 años).

Los investigadores buscaron genes que pudieran ser controlados epigenéticamente, resultando en los defectos mitocondriales asociados con la edad. Se encontraron dos genes que regulan la producción de glicina en mitocondrias, CGAT y SHMT2. Los científicos mostraron que cambiando la regulación de estos genes, podían inducir defectos, o bien restaurar la función mitocondrial en las líneas celulares de fibroblastos.

En un hallazgo fascinante, la adición de glicina durante 10 días al medio de cultivo de una línea celular de fibroblastos de 97 años de edad restauró su función respiratoria. Esto sugiere que el tratamiento con glicina puede invertir los defectos de respiración asociados con la edad en los fibroblastos humanos más viejos.

Estos descubrimientos revelan que, en contra de una teoría mitocondrial del envejecimiento muy aceptada, la regulación epigenética controla los defectos de respiración asociados con la edad en líneas celulares de fibroblastos humanos. ¿Puede la regulación epigenética controlar también el envejecimiento en humanos? Esa teoría aún debe ser probada, y si fuera así, ello podría desembocar en la elaboración de suplementos de glicina que dieran a nuestra población anciana una calidad de vida mucho mayor.

Vía: http://noticiasdelaciencia.com/not/14467/revierten-el-envejecimiento-en-ciertas-lineas-celulares-de-una-persona-de-97-anos/

Polémica por un estudio científico chino que modificó ADN en embriones humanos

El primer intento publicado sobre modificación de ADN de embriones humanos, realizado por un equipo de científicos chinos, ha sido un fracaso y ha abierto un debate mundial sobre las implicaciones éticas que conlleva esta práctica.
La investigación, publicada en una pequeña revista Protein & Cell, fue realizada por científicos de la Universidad Sun Yat-sen, en la ciudad china de Guangzhou.
En su estudio, los investigadores utilizaron 86 embriones humanos para comprobar si podían modificar el gen HBB, cuya mutación es responsable de la enfermedad beta-talasemia.
La enfermedad beta-talasemia es un trastorno hereditario que afecta la producción de hemoglobina normal, un tipo de proteína presente en los glóbulos rojos cuya función es transportar oxígeno a los tejidos del cuerpo.

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Esta dolencia incluye varias formas diferentes de anemia, cuya gravedad depende del número de genes que estén afectados, y puede llegar a ser mortal.
El estudio, del que había rumores en la comunidad científica desde marzo, fue condenado inmediatamente por investigadores estadounidenses, que argumentan que esa práctica es "peligrosa, prematura y suscita cuestiones éticas", según medios locales.
Para minimizar la controversia ética, los investigadores chinos utilizaron embriones que no eran viables.
Sólo 71 de ellos sobrevivieron y sólo en 28 la modificación del ADN funcionó.
"Nuestros resultados subrayan la necesidad de una mayor comprensión de la técnica CRISPR/Cas9 de modificación del ADN y respaldan la idea de que las aplicaciones clínicas de este mecanismo quizás sean prematuras en este momento", escribieron los científicos en su estudio.
Durante mucho tiempo se ha considerado tabú hacer cambios en el ADN nuclear de un embrión humano porque esas modificaciones podrían convertirse en rasgos permanentes del mapa genético humano.
Otro de los temores de los científicos es que esta práctica pueda ser peligrosa, al introducir potencialmente por error un nueva enfermedad que se herede de generación en generación.
Existe el miedo a que esta práctica pueda llevar a los llamados "bebés de diseño", cuya herencia genética (genotipo) sería seleccionada usando varias tecnologías reproductivas.

Vía: http://www.elmundo.es/salud/2015/04/24/553a2ad6e2704e31398b4580.html?cid=MNOT23801&s_kw=polemica_por_un_estudio_cientifico_chino_que_modifico_adn_en_embriones_humanos

Nueva vía metabólica para lograr una mejor producción de biocombustibles mediante levadura

Se necesitan combustibles para transporte que sean limpios y renovables, así como capaces de reemplazar a la gasolina, el gasóleo y al combustible para aviones a reacción. También se necesitan alternativas verdes y sostenibles a las sustancias petroquímicas.
La fermentación microbiana de los azúcares celulósicos almacenados en las paredes celulares de las plantas y otras formas de biomasa es una fuente muy prometedora de biocombustibles y sustancias químicas de utilidad industrial, suponiendo que el proceso pueda llevarse a cabo de un modo lo bastante barato. Esto precisa la conversión de los azúcares complejos en azúcares simples que puedan ser fermentados.
Se ha descubierto una forma de incrementar la producción de biocombustibles y otras sustancias químicas de utilidad industrial, a partir de biomasa fermentada por levadura.
El hallazgo es obra de científicos del Instituto de Biociencias de la Energía (EBI), un centro impulsado, entre otros, por el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) en California, y la Universidad de California en Berkeley, ambas instituciones en Estados Unidos.
Introduciendo nuevas vías metabólicas en la levadura, el equipo de Jamie Cate ha capacitado a esos microorganismos para fermentar de forma eficiente la celulosa y la hemicelulosa, las dos familias principales de azúcares encontradas en la pared celular de las plantas, sin necesidad de aplicar pretratamientos ambientalmente dañinos o caros cócteles de enzimas.
Cate y sus colaboradores identificaron vías metabólicas en el hongo Neurospora crassa que se emplean para digerir la xilosa, uno de los azúcares más abundantes en la hemicelulosa. La levadura Saccharomyces cerevisiae, el microbio usado más habitualmente para la producción de biocombustibles, no puede fermentar la xilosa.
Para conseguir que las vías metabólicas del N. crassa funcionen en la levadura, Cate y sus colaboradores introdujeron cinco nuevos genes en esta última. Si bien las nuevas vías y genes permiten a la levadura fermentar directamente los azúcares de xilosa convirtiéndolos en el biocombustible o producto químico deseados, esos azúcares aún tienen que ser liberados de las paredes celulares vegetales. Esto puede hacerse, sin embargo, con un simple pretratamiento con agua caliente, en vez de con los ácidos y líquidos iónicos que utilizan los actuales métodos de pretratamiento.

Vía: http://noticiasdelaciencia.com/not/13789/nueva-via-metabolica-para-lograr-una-mejor-produccion-de-biocombustibles-mediante-levadura/

Desvelado el mecanismo del amor entre los perros y sus dueños

"El amor hacia el perro es voluntario, nadie lo fuerza [...]. Y lo principal: ninguna persona puede otorgarle a otra el don del idilio. Eso sólo lo sabe hacer el animal [...]. El amor entre un hombre y un perro es un idilio. En él no hay conflictos, no hay escenas desgarradoras, no hay evolución", escribía Milan Kundera en La insoportable levedad del ser. En la novela, la protagonista, Teresa, llega a pensar que el amor que siente por su perra Karenin es mucho mejor que el que siente por su marido.
Este sentimiento se repite en un sinfín de obras artísticas y se condensa en una frase, “Cuánto más conozco a las personas, más quiero a mi perro”, que ha sido atribuida a decenas de autores, aunque posiblemente podría ser firmada por decenas de millones. Hoy, un equipo de científicos ilumina este proceso de enamoramiento entre los perros y sus dueños: retroalimentan su felicidad mirándose a los ojos.
Los investigadores, encabezados por el veterinario japonés Takefumi Kikusui, metieron a 30 perros con sus dueños en una misma habitación, durante 30 minutos, y observaron lo que ocurría: miradas, caricias, voces mimosas. Y, antes y después del experimento, midieron la cantidad de la llamada hormona del amor, la oxitocina, en la orina tanto de las mascotas como de los amos.
Las conclusiones de Kikusui, de la Universidad de Azabu (Japón), son sorprendentes: cuanto más se miraban a los ojos los perros y sus dueños, más oxitocina producían sus cerebros. A continuación repitieron el experimento con lobos criados a biberón. La hormona, ingrediente químico fundamental del cariño que sentimos en nuestro cerebro, no aumentaba.
El equipo de científicos fue todavía más allá. En un tercer experimento, rociaron oxitocina en el hocico de algunos perros y los volvieron a meter en una habitación con su dueño y dos personas desconocidas. En los vídeos, puede verse cómo algunas mascotas se quedaban congeladas mirando a los ojos de sus dueños, que a su vez producían más oxitocina, en una cantidad correlacionada con la de sus animales.
“Estos resultados respaldan la existencia de un bucle de oxitocina que se autoperpetúa en la relación entre humanos y perros, de una manera similar a como ocurre con una madre humana y su hijo”, sostiene el equipo de Kikusui, que publica sus conclusiones en la portada de la prestigiosa revista científica Science. Durante el proceso de domesticación, a lo largo de miles de años, los perros habrían evolucionado para imitar un comportamiento, la mirada de los niños, que provocaba recompensas y mimos. “El alma que hablar puede con los ojos también puede besar con la mirada”, recitaba el poeta Gustavo Adolfo Bécquer. Kikusui dice lo mismo, pero de los perros y sus dueños.
Las implicaciones del estudio son importantes desde el punto de vista médico. Los resultados apoyan las terapias con perros para personas con autismo o trastorno de estrés postraumático, dos patologías en las que, de hecho, se está empleando la oxitocina como tratamiento experimental.
El trabajo de Kikusui, sin embargo, tiene puntos débiles. Los perros rociados con oxitocina que se quedaban congelados mirando a sus dueños eran todos hembras. Un estudio similar en humanos, llevado a cabo en 2012 con 35 padres y sus hijos de cinco meses en Israel, no halló estas diferencias por género. Los adultos eran rociados con oxitocina y la hormona del amor subía en paralelo en los niños, fueran chicos o chicas. “Es fascinante ver que la oxitocina se disparó sólo entre los propietarios de las perras”, opina el principal autor de aquel estudio, el médico Omri Weisman, de la Universidad de Yale (EE UU).
Para el equipo de Kikusui, es posible que las perras sean más sensibles a la administración intranasal de oxitocina o, incluso, que la hormona aplicada artificialmente a los machos desencadenara un mecanismo de agresividad ante la presencia de extraños.
En 2009, el húngaro József Topál, experto en comportamiento animal, publicó otro estudio en la revista Science que mostraba que los perros y los bebés de 10 meses de edad buscaban un objeto en su escondite inicial aunque hubieran visto que se había cambiado de lugar, en parte debido a la mirada engañosa de la persona que lo escondía, que señalaba al escondrijo original. En el trabajo de Kikusui, Topál echa de menos experimentos con lobos más socializados, entrenados para mirar a los ojos de sus dueños.
El investigador, de la Academia de Ciencias Húngara, recuerda que incluso los lobos criados con biberón evitan la mirada de sus amos, porque para ellos este comportamiento está asociado a la amenaza. Pero los lobos pueden aprender a comunicarse de manera amable con la mirada, según demostró un estudio en 2011. A juicio de Topál, incluir estos lobos en los experimentos de Kikusui habría servido para discernir si esa mirada lobuna genera también la hormona del amor en el cerebro de sus dueños o si se trata de un rasgo únicamente perruno.
“El estudio de Kikusui es impresionante, pero cualquier conclusión sobre la coevolución de este proceso es prematura”, afirma. “No se puede excluir la hipótesis de que este bucle de oxitocina que se autoperpetúa pueda existir entre las personas y cualquier otro animal, siempre que el animal presente comportamientos afiliativos socialmente relevantes, como la tendencia de mirar a los humanos”, sentencia. El perro es el mejor amigo del ser humano, pero podría serlo cualquier otro bien entrenado, sugiere.

Vía: http://elpais.com/elpais/2015/04/16/ciencia/1429205353_786790.html

La occidentalización conduce a una pérdida de bacterias en nuestro organismo

El microbioma, las bacterias que viven en nuestro organismo, de los indios Yanomami es mucho más completa, casi ‘virgen’, que la de los habitantes de los países más industrializados. Ya lo avanzaba ayer un estudio en «Cell», que encontraba una gran diferencia en la riqueza de las bacterias intestinales entre las personas que viven en Papúa Nueva Guinea y ciudadanos de EE.UU., y ahora otro estudio que se publica en «Science Advances» va un poco más allá. El microbioma, es decir, las bacterias que viven en nuestro cuerpo, de estos indios que apenas tienen contacto con la llamada civilización contiene posiblemente el nivel más alto de diversidad bacteriana que se ha registrado hasta la fecha en un grupo de seres humanos, casi un 40% más que, por ejemplo, la de la población de EE.UU.. Además, su microbioma no solo es muy diverso, sino que aloja genes resistentes a antibióticos, incluso a aquellos que confieren resistencia a medicamentos sintéticos. Este hallazgo, explica a ABC una de los autoras de la investigación Gloria Domínguez-Bello, de la New York University School of Medicine (EE.UU.) es realmente sorprendente debido a que se cree que este grupo nunca ha estado expuesto a antibióticos.

«Los resultados muestran que hay una asociación entre la occidentalización y la pérdida de diversidad en nuestro microbioma intestinal y de piel», señala Domínguez-Bello. Pero, por otro lado, «también hay una relación entre la occidentalización y un aumento de riesgo de enfermedades asociadas con el sistema inmune (asma, alergias, enfermedad celíaca, diabetes tipo1), y nosotros pensamos que ambas asociaciones pueden estar relacionadas». En este sentido, afirma Oscar Noya Alarcón, del Centro Amazónico de Investigación y Control de Enfermedades Tropicales de Puerto Ayacucho (Venezuela), que «el microbioma predominante en la cultura occidental es menos eficiente por su disminución en su diversidad. Y aunque queda mucho por avanzar, creemos que la pérdida de diversidad de estos microorganismos altera muchos de los mecanismos fisiológicos metabólicos de los individuos y que esto pudiera conducir a enfermedades crónicas».

Los Yanomami son habitantes del Amazonas que mantienen un estilo de vida seminómada como cazadores-recolectores similar a lo que han hecho durante miles de año. En el 2008, un helicóptero militar divisó una aldea de Yanomami nunca antes identificada. Al cabo de un año, una misión médica llegó al poblado y obtuvo muestras de material fecal, cutáneo y bucal de 34 personas (de entre 4 y 50 años de edad). Los investigadores secuenciaron y analizaron el ADN microbiano y encontraron una diversidad bacteriana considerablemente mayor, no solo en comparación con un grupo de sujetos de origen estadounidense, sino con muestras de dos grupos que no provinieron del Occidente pero con exposición limitada a las prácticas occidentales.

Además, algunas de las bacterias presentes a un nivel mayor en los Yanomami han demostrado tener efectos beneficiosos para la salud, como prevenir la formación de cálculos renales. Y, a pesar de no haber tenido ninguna exposición documentada a antibióticos comerciales, las muestras de materia fecal de los Yanomami contenían E. coli con genes funcionales resistentes a los antibióticos, incluidos aquellos que confieren resistencia a medicamentos sintéticos. Domínguez-Bello sugiere que esos genes se pudieron haber originado de un intercambio entre la microbiota humana y las bacterias en la tierra, donde se encuentran genes resistentes a los antibióticos.

Aunque las implicaciones en salud de este trabajo están por definirse, en declaraciones a ABC, Noya, el único de los investigadores que visitó la aldea, explica que el paso siguiente «es conocer cuáles son las funciones de toda esa masa de bacterias que tienen y qué beneficios poseen». Y es posible que, un futuro «nosotros tengamos que restablecer parte de ese microbioma que hemos perdido».Pero ¿sería posible recuperar un microbioma más eficiente o completo como el de los indios Yanomami? La restauración será posible, confirma a ABC Domínguez-Bello, «cuando sepamos qué restaurar». Los Estados, continúa, deben invertir más en investigaciones que permitan entender la función de lo que hemos perdido y determinar si al tenerlas se disminuye el riesgo de las enfermedades típicas del mundo desarrollado. «Únicamente entendiendo bien cuáles son las funciones que necesitamos para el normal funcionamiento del sistema inmune podremos diseñar buenos probióticos humanos».

Lo mismo piensa Noya: «yo creo que sí sería posible restablecer parte de ese microbioma». Recordemos, apunta, que este microbioma puede estar compuesto por hongos, virus, parásitos y bacterias y ya «existen terapias en donde te incorporan parásitos intestinales al sistema digestivo para inmunomodular al paciente». Nosotros creemos que en el futuro se podrán administrar «tratamientos de reincorporación o reestablecimiento de algunos microorganismos que cumplirían funciones importantes en los procesos metabólicos humanos». Pero todavía, reconoce, falta investigar cuáles son las funciones de cada uno de esos microorganismos que están presentes en el microbioma Yanomami.

 

Vía: http://www.abc.es/salud/noticias/20150417/abci-yanomami-bacterias-science-microbiota-201504171336.html

Identifican nuevas alteraciones genéticas ligadas al autismo

Un trabajo liderado por la Universidad Pompeu Fabra, ha utilizado la integración de la secuenciación genómica junto con la del ARN de la sangre como estrategia para identificar las causas genéticas de los Trastornos del Espectro Autista (TEA).

El objetivo de la investigación, tal como indica Ivon Cuscó, uno de los autores principales del trabajo que publica la revista Molecular Autism, «es conocer mejor los defectos biológicos implicados en estas patologías para poder proporcionar herramientas diagnósticas a las familias implicadas». Concretamente, han estudiado pacientes de toda España en los que hasta el momento no se les había detectado ninguna alteración genética.

Los principales resultados obtenidos han ayudado a identificar nuevas alteraciones genéticas o mutaciones, que por sí solas, están implicadas en el desarrollo de los TEA. El 14% de las cuales eran mutaciones de novo, es decir, aparecen en el paciente sin que los padres las tengan, y 5% eran heredadas y estaban vinculadas al cromosoma X.

En este estudio han participado investigadores básicos y clínicos (los que atienden a los pacientes y sus familias). La colaboración entre ambos ha sido indispensable no sólo para llevar a cabo el estudio, sino porque cada vez es más importante la implicación directa de este tipo de investigación en la clínica diaria.

En este sentido, «este estudio es relevante para el avance en el conocimiento de las bases biológicas de TEA, y también porque tiene una aplicación directa y práctica ya que permite ofrecer asesoramiento genético a las familias afectadas. Es decir, para explicar a los padres y madres de los niños afectados, o a sus familiares, cuáles son las probabilidades de que se vuelva a producir un trastorno similar si tienen otro hijo, por ejemplo», afirma Cuscó

Por otra parte, la investigación confirma que entre los pacientes diagnosticados de TEA, algunos presentan solo una mutación genética, que es la responsable (forma monogénica), mientras que otras presentan un cúmulo de mutaciones raras o poco frecuentes. En este segundo caso, el equipo de investigadores ha determinado que estas mutaciones raras alteran determinadas vías implicadas en el funcionamiento celular y el desarrollo del sistema nervioso, lo que podría estar relacionado con la aparición de los síntomas.

Además utilizando esta estrategia de integración de datos han podido determinar el defecto que causan algunas de las mutaciones, detectando que los genes alterados se expresan mal en la sangre de los pacientes.

 

Vía: http://www.abc.es/salud/noticias/20150417/abci-autimos-diagnostico-test-201504171537.html

Operan el cerebro por vez primera en España sin abrir el cráneo

Por primera vez en España se ha llevado a cabo una intervención de cerebro a una paciente sin abrir el cráneo, mediante ultrasonidos de alta intensidad focalizados y guiados por resonancia magnética de 3 Teslas, el equipo con mayor potencia para el estudio morfológico del cuerpo humano. Es la tercera operación de estas características que se realiza en el mundo, después de practicarse a varios pacientes en EE.UU.y Suiza de forma experimental, ha informado el neurocirujano que ha dirigido la intervención Jordi Rumiá, miembro del equipo Resofus Alomar en Barcelona.

La paciente que fue sometida a este proceso el pasado 3 de marzo sufría un temblor esencial -un desorden neurológico complejo y progresivo- y ha evolucionado de forma «altamente satisfactoria» durante los últimos 45 días, lo que muestra su eficacia para los síntomas del párkinson y abre una puerta a la esperanza para el alzhéimer, la epilepsia, tumores cerebrales y accidentes vasculares.

Rumiá ha explicado que la paciente, Fabiola, estaba afectada por una patología congénita que dio sus primeros síntomas cuando tenía 25 años y que desembocó en un temblor esencial en sus brazos y manos. A sus 66 años, esta mujer estaba totalmente incapacitada. No era capaz de sostener un vaso de agua, de dar la mano, ni de escribir su nombre.

La medicación que había tomado a lo largo de su vida cada vez daba menos resultados y la única opción que le quedaba era la de someterse a una agresiva intervención cerebral: la inserción de una sonda a través del cráneo y el cerebro para llegar al tejido dañado. Sin embargo, cuando se le ofreció la posibilidad de someterse a esta nueva técnica no invasiva decidió arriesgarse. Todo empezó con la realización de un test de dibujo: Fabiola no podía seguir correctamente el camino marcado de forma que sólo se observaban borrones y trazos aleatorios.

Tras una preparación exhaustiva en donde se le rapó la cabeza, se procedió a colocarle un «casco»: el generador de ultrasonidos que se focalizarían en el área adecuada. Una vez asegurados los sensores y utensilios, fue acomodada en una Resonancia Magnética de 3 Teslas y empezó el proceso dirigido por Rumiá, asistido por su equipo, del que forma parte la especialista en Radiología Nuria Bargalló.

Hasta ahora, explica el experto, para tratar a los pacientes con temblor esencial se disponía solamente de alternativas quirúrgicas como la estimulación cerebral profunda, que consiste en introducir unos electrodos en el cerebro para frenar el temblor mediante impulsos eléctricos, y la ablación mediante sonda del área afectada. «Esto suponía, en todos los casos, la apertura craneal con todos los riesgos que este acto quirúrgico conlleva», explica.

«A Fabiola le hemos practicado una talatotomía, es decir, una actuación en su tálamo pero mediante ultrasonidos focalizados y guiados mediante una resonancia magnética que nos permite no abrir su cráneo y no emplear ninguna prótesis», señala. Mientras la paciente está postrada, el cuerpo facultativo observa «en vivo y directo» el interior de su cerebro y acota el área a abordar con los ultrasonidos. Los especialistas interactúan con la paciente que permanece despierta y que va rellenando las diferentes pruebas de dibujo que cada vez van siendo más precisas.

Tras dos horas y media de intervención, Fabiola logró completar sin alteraciones el test, lo que reveló que su curación había culminado con éxito. Después de descansar unos instantes, se le pidió que levantara el brazo derecho, acto que realizó de forma segura y carente de temblor. «Resultó un momento increíble para todos los presentes, la paciente rompió a llorar de la emoción que le suponía haberse recuperado de un temblor que le acompañaba hacía varias décadas y que la imposibilitaba», comenta el director de Resofus, Toni Alomar.

«Cuando escriba es cuando ya creeré que me habéis hecho algo», apuntó desconfiadamente Fabiola, quien en ese instante pidió una hoja de papel y un lápiz y logró rubricar con firmeza su nombre y apellidos. Fue entonces cuando asimiló que estaba estrenando una nueva vida.

 

Vía: http://www.abc.es/salud/noticias/20150416/abci-resonanancia-tesla-barcelona-201504161315.html