'Game over' al cáncer

Nanodoc es un juego online que permite a los usuarios 'de a pie' -no hace falta estar titulado por el MIT en nanoingeniería- manipular nanopartículas para avanzar en el tratamiento del cáncer. La plataforma combina una función lúdica -el juego-, pedagógica -tutorías intercaladas a lo largo de la partida- y científica dado que las estrategias de los jugadores con mejor puntuación serán consideradas por el equipo de Nanodoc para implementarlas in vitro.

Si uno se anima, jugar es fácil. Dar con el resultado, un pelín más complicado. El juego recrea un escenario en el que hay que administrar nanopartículas a un paciente con el objetivo de matar a las células cancerígenas, pero sin dañar a las buenas. Así, uno tiene que saber manejar dosis, tamaño o el cargamento de las nanopartículas hasta dar con su diseño perfecto. El logro es convertirse en un Nanodoc, en lo personal, y contribuir a la ciencia, en lo colectivo. He aquí la presentación del juego.

Esta iniciativa de crowdsourcing -estrategia participativa que consiste en externalizar tareas a una comunidad- es fruto de la investigación en nanomedicina que se lleva a cabo en uno de los laboratorios del Instituto Koch de investigación del cáncer del MIT. Una de las colaboradoras del proyecto es la doctora en Ingeniería y especialista en robótica, Sabine Hauert, que compagina sus actividades entre el MIT y la universidad de Bristol.

Me reúno con ella en el MIT y me comenta las bondades de la plataforma en la que hasta ahora han participado 3.500 usuarios que han dejado más de 80.000 simulaciones en la base de datos. La primera pregunta es obvia... "¿Pero sin tener ni idea de qué es una nanopartícula, como puedo yo ayudar en la investigación del cáncer?", le pregunto.

"A medida que el juego avanza, hay cada vez más parámetros y combinaciones que configurar. En el laboratorio, optimizar todos esos parámetros nos lleva mucho tiempo y recursos hasta dar con los algoritmos adecuados para reproducir cada escenario. Y no siempre funciona. Lo sé por mi experiencia a lo largo de mi tesis. En cambio, Nanodoc nos permite que la gente practique y dé con soluciones que ni nosotros hemos previsto. El objetivo es llevar esto a la experimentación in vitro o in vivo", contesta la científica.

Así, entramos en la complejidad de las nanopartículas. ¿Qué las hace tan especiales?. Hauert destaca las ventajas de sus medidas. "Miden entre 1 y mil nanómetros, algo más pequeño que el diámetro de un pelo. Cuando las inyectamos en la sangre, se quedan en la circulación. No como los medicamentos habituales que, al ser incluso más pequeños, se infiltran en todo el cuerpo y desencadenan efectos secundarios en todas partes. Es el caso de la quimioterapia, por ejemplo".

Y no sólo eso, además, las nanopartículas pueden ir cargadas de otras moléculas que se enganchan directamente a las células cancerígenas. "Es como un sistema de llave y cerradura: el tumor y las nanopartículas se enganchan. Cargamos a las nanopartículas con medicamentos para que reduzcan los efectos de las células dañinas. También podemos rastrear su movimiento. Son miles las cosas que podemos hacer con ellas, como conocer su interactúan entre ellas o con otros elementos", comenta Hauert.

En los avances de la investigación con nanopartículas en lucha contra el cáncer, al margen de Nanodoc, la científica destaca el uso de láseres externos que calientan las nanopartículas y hace que liberen su carga de una forma más efectiva. Esta técnica se ha empleado también para avanzar en el control sobre la coagulación de la sangre.Aquí, el perfil de la investigadora es clave. Anteriormente, como objeto de sus tesis, Hauert trabajó en el desarrollo de drones que se comunican entre ellos en el aire para optimizar una tarea como, por ejemplo, rastrear a vista de pájaro una zona catastrófica. Con las nanopartículas es lo mismo, "necesitamos desarrollar un comportamiento entre ellas para hacerlas más efectivas en el tratamiento del cáncer".

'Serious games'

Nanodoc no es el primer ejemplo de juego online que pretende echar una mano a la ciencia. Bajo la denominación de 'serious games', estos se definen como proyectos que usan la tecnología de los videojuegos para avanzar en otras áreas como salud, educación o marketing. El sector con una convenciçon en Bilbao que ya va por la tercera edición.

El caso más sonado en el campo científico es el de 'Fold It', un tipo de puzzle que reta al jugador a doblar estructuras de proteínas. En 2011, los jugadores supieron descifrar la estructura de una encima responsable del SIDA en tan sólo diez días, algo que los científicos llevaban estudiando cerca de 15 años.

Una luna de Júpiter recreada en el laboratorio

Fueron unas manchas rojizas y fracturas sobre la superficie helada de uno de los satélites de Júpiter, Europa, lo que llamó la atención a los astrónomos. Desde que las sondas Voyager y Galileo de la NASA detectaron estas estructuras geológicas en los años 70 y 80, diversas teorías se han elaborado para explicar por qué se producen sobre la gélida superficie de Europa, unos de los 67 satélites que giran en torno a Júpiter. La hipótesis más aceptada por los investigadores es la existencia de grandes océanos en su interior.

Ahora, científicas españolas del Centro de Astrobiología (CAB) del Centro Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) han llevado a la práctica esta teoría simulando todos los fenómenos que podrían suceder en Europa, cuyo tamaño es parecido al de nuestra Luna. Los científicos consideran que, tras la blanca y gélida corteza del satélite, hay agua, gases disueltos y sales que ascienden a la superficie generando procesos de vulcanismo, parecidos a la Tierra, pero a temperaturas muy extremas.

Según explica Rafael Bachiller, director del Observatorio Astronómico Nacional, «se piensa que la superficie de esta luna está hecha de placas heladas que se desplazan sobre un océano líquido conmovimientos parecidos a los de la tectónica de las placas terrestres. Estas ideas están basadas en la observación de las grandes fracturas en la superficie y en la presencia de esas manchas rojizas o "pecas"que parecen haberse formado a partir de bloques de hielo calientes que han pasado por encima del hielo más frío de la corteza (un fenómeno similar a la salida del magma desde el interior a la superficie de la Tierra). Los procesos químicos son tales "pecas" criomagmáticas son los que estudian las investigadoras del CAB simulándolos en su laboratorio», detalla minuciosamente.

En concreto, los científicos consideran que existe sulfato de magnesio, MgSO4 y compuestos volátiles como el dióxido de carbono (CO2), el dióxido de azufre (SO2) y agua oxigenada (H2O2).

Tras recoger estos datos, Victoria Muñoz Iglesias, coordinadora del proyecto español, según cuenta a SINC, utilizaron cámaras de presión para simular las condiciones extremas a las que se somete la superficie de Europa. En su laboratorio sometieron a alta presión (60 bares) y a bajas temperaturas (-3ºC) una disolución acuosa con sales (CO2 y MgSO4). Después, comprobaron que la composición terminaba por cristalizarse.

Volcanes de hielo y agua en la corteza

Al igual que un volcán en la Tierra, pero de hielo y agua, en un volcán extraterrestre (bautizado como 'criovolcán') suceden fenómenos similares, en los que el 'criomagma' asciende desde las profundidades para después, en el exterior, solidificarse. Este proceso de cristalización que libera energía, según la investigadora, provoca «cambios de volumen en la corteza cuando el criomagma se solidifica». En concreto, las fracturas en la superficie se producen por los diferentes compuestos que se solidifican y que salen desde los grandes océanos que alberga Europa. «Si en la asociación mineral final la cantidad de clatratos es menor que la de los sulfatos, aumenta el volumen y se produce una rotura de la corteza; pero si la proporción de clatratos es mayor que el resto, se reduce el volumen y se desmorona el terreno situado encima. Ciertas fracturas y terrenos caóticos de la superficie de Europa se pudieron generar así», cuenta.

En su estudio, publicado en la revista Geochimica et Cosmochimica Acta, señalan que las manchas rojizas sobre la superficie del gélido satélite podrían ser por la alteración de las sales debido a la irradiación de partículas cargadas del gran planeta del sistema solar: Júpiter. «En cualquier caso, nuestros experimentos muestran que a través del sistema H2O-CO2-MgSO4 se pueden explicar ciertas características de la superficie de Europa en cuanto a su composición, morfología y topografía, partiendo de un medio acuoso salino, tan importante para los seres vivos en la Tierra», asegura la investigadora.

En busca de vida en 'Europa'

Los valiosos datos sobre Europa que aportó la nave espacial Galileo, que llegó a Júpiter tras un largo viaje espacial en el año 1995, continúan analizándose en los laboratorios. «Estos experimentos muestran que ya es posible estudiar muchos fenómenos astrofísicos en los laboratorios terrestres, simulando las extremas condiciones físicas y químicas que tienen lugar en algunos cuerpos astronómicos.La "Astrofísica de Laboratorio" comienza así a ser una potente disciplina con métodos y resultados propios», asegura el astrónomo Bachiller.

En la actualidad se baraja la teoría de la presencia de vida en este satélite, pero nada de esto se podrá confirmar hasta que se lance una nueva sonda espacial hacia el planeta. De hecho, la NASA acaba de anunciar que tiene previsto enviar una futura misión para buscar indicios de vida con el plan presupuestario espacial del Gobierno de EEUU para 2015. «Es uno de los lugares del Sistema Solar donde podría generarse vida, en el pasado o ahora, así que estamos muy emocionados con la idea de ir allí», ha declarado la responsable del proyecto en la NASA, Beth Robinson.

Al mismo tiempo, la Agencia Espacial Europea (ESA) tampoco quiere quedarse atrás en este terreno. La ESA también pretende aproximarse y medir por primera vez la corteza de Europa, y estudiar otras lunas de Júpiter, como Ganimedes o Calixto. Para ello, en 2022 llevará a cabo la misión JUICE (JUpiter and Icy Moons Explorer), un ambicioso proyecto que tendrá un coste de 700 millones de euros.

Una foto de las Islas Canarias captadas desde el espacio, finalista a Imagen del Año de la NASA

La foto del archipiélago canario tomada por el satélite Terra, finalista a Imagen del Año de la NASA.

Una espectacular fotografía de las islas Canarias vistas desde el espacio, tomada por el satélite Terra el pasado 15 de junio, aspira a convertirse en la imagen del año para la NASA, tras haber accedido a las semifinales del certamen que la agencia espacial convoca para elegir las instantáneas más impactantes.

La NASA propone cada año a sus seguidores en internet 32 imágenes de distintos lugares del planeta captadas desde el espacio, para que estos vayan promocionado a los mejores en un sistema de votación popular que va descartando en cada ronda a la mitad de candidatas.

Este certamen, que el año pasado designó imagen del año a una foto aérea del volcán submarino de El Hierro, ha llegado a su penúltima ronda, con cuatro imágenes semifinalistas.

La foto de Canarias compite en esta ronda con una infografía que refleja sobre el mapamundi la contaminación provocada por el tráfico marítimo, mientras que la otra semifinal enfrenta a dos erupciones volcánicas: la del Etna (Italia) captada por el satélite EO-1 y la del Kliuchevskoi, en Siberia (Rusia), fotografiada por los astronautas de la Estación Espacial Internacional.

La imagen de Canarias que opta este año al torneo de la NASA muestra las siete islas del archipiélago, que parecen flotar sobre el océano, dejando tras ellas una estela en el mar. En realidad, la foto capta cómo los vientos predominantes en el archipiélago, los Alisios, azotan el norte de las islas, las rodean y dejan al sur una zona de calma sin apenas oleaje.

En esta imagen de satélite, ese régimen de vientos se aprecia en La Palma, El Hierro, La Gomera, Tenerife y Gran Canaria, en forma de largas estelas de nubes impulsadas hacia el sur, especialmente estrechas y alargadas detrás del Teide (3.718 metros de altura).

Los seguidores de la NASA en internet pueden votar entre las dos parejas de fotos que siguen en concurso hasta este viernes.

Un nuevo planeta enano obliga a redefinir el borde del Sistema Solar

Nuestro vecindario cósmico tiene un nuevo miembro más lejano, un planeta enano, llamado 2012 VP113, que se ha localizado más allá del borde conocido del Sistema Solar, según revela el trabajo de Scott Sheppard, del Instituto Carnegie, en Washington, Estados Unidos, y Chadwick Trujillo, del Observatorio Gemini, en Hawai, Estados Unidos.

Esta investigación, cuyas conclusiones se acaban de publicar en la revista 'Nature', indica la posible presencia de un enorme planeta, tal vez hasta diez veces el tamaño de la Tierra, que no se ve, pero posiblemente influye en la órbita de 2012 VP113, así como otros objetos de la Nube de Oort interior.

El Sistema Solar conocido se puede dividir en tres partes: planetas rocosos como la Tierra, que están cerca del Sol; planetas gaseosos gigantes, que se encuentran más lejos, y objetos helados del Cinturón de Kuiper, que se ubican más allá de la órbita de Neptuno. Más allá de esto, parece que hay una orilla del sistema solar donde se conocía sólo un objeto, Sedna, presente con la totalidad de su órbita.

Pero el recién descubierto 2012 VP113 tiene una órbita que se mantiene incluso después de la de Sedna, por lo que es el más lejano conocido en el Sistema Solar. "Este es un resultado extraordinario que redefine nuestra comprensión de nuestro Sistema Solar", afirma la directora del Departamento de Magnetismo Terrestre de Carnegie, Linda Elkins-Tanton.

Sedna fue localizado más allá del borde del Cinturón de Kuiper en 2003 y no se sabía si era único, igual que se pensó de Plutón antes de que se descubriera el Cinturón de Kuiper. Con el hallazgo de 2012 VP113, ahora está claro que Sedna no es único y sea probablemente el segundo miembro conocido de la hipotética Nube de Oort interior, el probable origen de algunos cometas.

Telescopio potente

El punto de la órbita más cercano de 2012 VP113 al Sol está cerca de 80 veces la distancia de la Tierra al Sol, una medida conocida como una unidad astronómica o UA. Para contextualizar, existen planetas rocosos y asteroides a distancias que oscilan entre 0,39 y 4,2 UA; los gigantes de gas se encuentran a entre 5 y 30 UA y el Cinturón de Kuiper (compuesto de miles de objetos helados, incluyendo Plutón) oscila entre 30 y 50 unidades astronómicas.

Nuestro sistema solar tiene una clara orilla a 50 UA y sólo se sabía que Sedna sobrepasaba de manera significativa este límite exterior, a 76 UA con la totalidad de su órbita. "La búsqueda de este tipo de objetos distantes de la Nube Oort interior más allá de Sedna y 2012 VP113 debe continuar, ya que nos podrían decir mucho sobre cómo se formó y evolucionó nuestro Sistema Solar", destaca Sheppard.

Sheppard y Trujillo utilizaron la nueva Cámara de Energía Oscura (DECam) en el telescopio de 4 metros NOAO en Chile para realizar este descubrimiento. DECam tiene el campo de visión más grande de cualquier telescopio de 4 metros o mayor, lo que supone una capacidad sin precedentes para buscar objetos débiles en grandes áreas del cielo. También usaron el telescopio de 6,5 metros Magellan del Observatorio Las Campanas de Carnegie para determinar la órbita de 2012 VP113 y obtener información detallada acerca de sus propiedades superficiales.

Los autores de este trabajo consideran que pueden existir alrededor de 900 objetos con órbitas como Sedna y 2012 VP113 con tamaños más grandes de 1.000 kilómetros y que la población total de la Nube de Oort interior es probablemente más grande que la del Cinturón de Kuiper y el cinturón principal de asteroides.

"Algunos de estos objetos en la Nube de Oort interior podrían rivalizar en tamaño con Marte o incluso la Tierra. Esto se debe a que muchos de los objetos de la Nube de Oort interior están tan distantes que incluso los grandes serían demasiado débiles para detectarlos con la tecnología actual", explica Sheppard.

Tres teorías

Tanto Sedna como 2012 VP113 se encuentran cerca de su máxima aproximación al Sol, pero ambos tienen órbitas que están a cientos de UA. La similitud en las órbitas de Sedna, 2012 VP113 y algunos otros objetos cerca del borde del Cinturón de Kuiper sugiere que un cuerpo perturbador masivo desconocido puede guiar estos objetos a estas configuraciones orbitales similares.

Sheppard y Trujillo sugieren que una Super Tierra o un objeto aún más grande a cientos de UA podría crear el efecto de 'pastor' que se ve en las órbitas de estos objetos, que están demasiado lejos para ser alterados significativamente por ninguno de los planetas conocidos.

Hay tres teorías que compiten sobre cómo se puede haber formado la Nube de Oort interior. Conforme se encuentren más objetos, será más fácil deducir cuál de estas teorías es probablemente la más precisa. Una teoría es que un planeta errante podría haber sido arrojado fuera de la región de planetas gigantes y haber perturbado objetos fuera del Cinturón de Kuiper hacia la Nube de Oort interior. Este planeta podría haber sido expulsado o estar todavía en el distante Sistema Solar hoy en día.

La segunda teoría es que un encuentro estelar cercano podría poner objetos en la región de la Nube de Oort interior. Y la tercera teoría sugiere que los objetos de la Nube de Oort interior son capturados por planetas extrasolares de otras estrellas que estaban cerca de nuestro Sol en su grupo de nacimiento.

La Nube de Oort exterior se distingue de la Nube de Oort interior porque en la segunda, que comienza a cerca de 1.500 UA, la gravedad de otras estrellas cercanas perturba las órbitas de los objetos, haciendo que los objetos de la Nube de Oort exterior tengan órbitas que cambian drásticamente con el tiempo.

Muchos de los cometas que vemos son objetos que fueron perturbados de la Nube de Oort exterior. Los objetos de la Nube de Oort interior no están muy afectados por la gravedad de otras estrellas y, por lo tanto, tienen órbitas más estables y primordiales.

Genómica sintética: una nueva arma contra las enfermedades

En general, la genética se utiliza para mirar hacia atrás: observamos un efecto fenotípico, por ejemplo una enfermedad que está presente en un paciente pero no en sus padres o hermanos, y luego tratamos de establecer cuál es la razón genética subyacente de la enfermedad. Esencialmente buscamos regiones del genoma donde el perfil genético del paciente difiera de otros miembros de su familia, pero debido a que los genomas son tan grandes y complejos, la identificación de los genes puede ser muy difícil.

Hoy en día, gracias al uso de las nuevas tecnologías genómicas, la identificación de los genes responsables de una característica es una tarea relativamente sencilla. Sin embargo, la mayoría de los genes no actúan de forma independiente, sino que interactúan entre sí de una manera muy compleja que todavía no entendemos bien y para complicar aún más las cosas también influyen los factores ambientales.

La genómica sintética le da la vuelta a este punto de vista; genera partes de un genoma en un tubo de ensayo para insertarlas en un organismo. En 2010 Craig Venter, uno de los protagonistas de la biología sintética, demostró que podía sintetizar un genoma químicamente e insertarlo en una bacteria recipiente, previamente vaciada de su código genético, dando lugar a una célula viva de origen sintético. El trabajo de Shrinivasan Chandrasegar va un paso más allá.

Con la ayuda de un grupo de estudiantes de la Universidad John Hopkins, ha creado un cromosoma sintético de Saccharomyces cerevisiae (una levadura utilizada en la producción de vino y pan) y lo ha insertado en el organismo original. Esta cepa de levadura es un organismo modelo común que se utiliza en los laboratorios de todo el mundo ya que es fácil de manejar y mantener.

Lo interesante de este cromosoma sintético es que está diseñado de manera que sus partes pueden encenderse y apagarse según se desee, lo que permite un estudio mucho más profundo de las interacciones entre los diferentes elementos funcionales del cromosoma.

El trabajo prueba que la inserción de cromosomas funcionales en un organismo superior es posible sin poner en peligro su viabilidad. Su plan a largo plazo es reemplazar todos los cromosomas de levadura por equivalentes sintéticos para conseguir un sistema en el que las piezas se puedan encender y apagar a voluntad, con el fin de obtener una mejor comprensión de cómo funcionan unos sistemas tan complejos como los genomas.

El estudio es especialmente interesante ya que puede implicar un beneficio para la investigación de las enfermedades humanas ya que actualmente la comprensión de cómo los genes interactúan se basa en estudios con este tipo de levadura.

Avance histórico hacia la vida artificial: fabrican un cromosoma sintético en una célula de levadura

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Todo comenzó escuchando una conferencia que pasó sin pena ni gloria para Jef Boeke. El ponente era el investigador de la Universidad de Stanford Ronald Davis, reconocido por sus colegas como un visionario científico. Pero sus palabras sobre la posibilidad de crear una levadura cuyo genoma estuviese fabricado por completo en un laboratorio a partir de las moléculas químicas básicas del ADN compradas en botes de plástico no estimuló en absoluto a Boeke. Fue dos años más tarde, en 2006, cuando una conversación de cafetería con el experto en modificación de ADN Srinivasan Chandrasegaran en la Universidad Johns Hopkins de Baltimore (EEUU) cambió las cosas para Jef Boeke. Y ahora también las ha cambiado para la historia de la Biología.

Boeke, que acaba de cambiar su puesto en la Johns Hopkins por la dirección del Centro Médico Langone de la Universidad de Nueva York, y Chandrasegaran acaban de crear el primer cromosoma complejo fabricado desde cero en el laboratorio y han demostrado que cumple las mismas funciones que uno natural y que no interfiere en la vida normal de la levadura del pan ('Saccharomyces cerevisiae') que usaron como modelo. El trabajo, recién publicado en la revista 'Science', supone un hito científico que ha sido comparado por los expertos con la secuenciación del genoma humano y que abre la puerta al diseño de microorganismos capaces de producir biocombustibles, vacunas o muchos de los compuestos usados por la industria química.

Pero en realidad supone un salto conceptual que va mucho más allá. La genómica actual, incluida la sintética avanzada por científicos como el padre del genoma humano y autor del primer genoma artificial de una bacteria, Craig Venter, o por el polémico y genial investigador de Harvard George Church, se ha basado hasta la fecha en obtener copias artificiales de lo que la naturaleza ha producido tras millones de años de evolución. Sin embargo, al margen de la complejidad del mero hecho de fabricar el cromosoma de un organismo eucariótico -cuyas células poseen un núcleo donde albergan el ADN ordenado en cromosomas complejos-, la gran aportación de Jef Boeke es precisamente que 'su' cromosoma difiere en gran medida de lo que la Selección Natural ha tallado durante milenios.

Genes 'saltarines'

«Nuestro genoma está diseñado en gran medida por ingenieros genéticos. Le hemos introducido miles y miles de cambios, así que es muy diferente del cromosoma natural», explica Jef Boeke a EL MUNDO. «Lo que se ha hecho hasta ahora en Instituto Venter está muy enfocado a reconstruir una réplica casi exacta de lo que ocurre en la naturaleza. Y eso es muy diferente de lo que hemos logrado nosotros», asegura el investigador.

Desde el punto de vista de la teoría científica, este logro aporta una potentísima nueva herramienta para ahondar en la Biología más básica. Para Boeke, va a permitir aprender "cómo los genes interactúan entre sí y como trabajan juntos para hacer que la Biología ocurra. Esa es la principal razón por la que yo estoy haciendo esto", asegura el autor. La segunda gran aportación son las aplicaciones prácticas. "En un mundo en transición desde la economía del petróleo a una 'economía Bio' vamos a necesitar la ayuda de la biotecnología para fabricar muchos productos que hoy en día obtenemos del petróleo. Creo que la levadura va jugar un papel muy importante en este campo y poder codificar la información que queramos es una manera muy eficiente de mejorar las propiedades de una levadura específica", vislumbra Boeke.

Los resultados que acaba de publicar el equipo liderado por Boeke y Chandrasegaran son el primer paso de un gran proyecto internacional para fabricar los 16 cromosomas que posee la levadura 'Saccharomyces cerevisiae', el microorganismo que se utiliza en la elaboración de productos como el pan, la cerveza o el vino. En concreto, utilizaron como modelo el cromosoma 3, uno de los más pequeños con más de 316.000 pares de bases, la unidad básica del ADN. Pero, después de pasar por la factoría de genomas de Boeke, el nuevo fragmento genético ni siquiera llegaba a las 274.000 pares de bases.

"Hemos introducido una larga lista de cambios", dice Boeke. "Hemos eliminado una gran cantidad de ADN que creíamos que no era esencial para la levadura. Son secuencias repetitivas que algunos científicos llaman genes saltarines o ADN móvil, que no afectan a la actividad genética ni a la viabilidad de la levadura". De hecho, estas secuencias llamadas repetidas lo son precisamente debido a la acción de estos llamados genes saltarines ('jumping gene segments', en inglés). Estos arrastran parte de la cadena de ADN que hay junto a ellos y tras saltar de un sitio a otro del genoma a lo largo de miles de años de evolución terminan por producir secuencias redundantes que no codifican información genética alguna y que pueden ocupar regiones muy extensas en el ADN de algunos organismos

Las lesiones deportivas pasan factura sobre la salud mental

Víctor Valdés, portero del Fútbol Club Barcelona de 32 años, se quedará sin Liga, sin Champions, sin Copa y sin Mundial tras romperse la pasada semana el ligamento cruzado anterior de la rodilla derecha. Con entre seis y ocho meses de baja por delante, el futuro del guardameta catalán no está claro. Pero las lesiones deportivas no afectan solo a la disponibilidad de un futbolista para su participación en entrenamientos y partidos, sino también a su disposición psicológica y, por tanto, a su rendimiento.

Así lo indica un nuevo artículo, publicado en «Cuadernos de Psicología del Deporte» por investigadores de la Universidad de Murcia (UM), que analiza la influencia de la lesión en el estado de ánimo y en la ansiedad de estos profesionales. «El análisis de las relaciones entre lesión y aspectos psicológicos del deportista ha aumentado en los últimos años, aunque todavía quedan muchos interrogantes por responder», explica a Sinc Aurelio Olmedilla, primer autor del trabajo e investigador principal del grupo de Psicología del Deporte de la UM.

A la espera de un estudio con un mayor número de sujetos y un mayor periodo de investigación, la muestra estuvo formada por 13 jugadores de equipos de fútbol masculino (de 21 a 29 años) que se lesionaron de forma moderada durante el desarrollo de la temporada 2011-2012. Los resultados revelan que los futbolistas, antes de una lesión, manifiestan niveles superiores de autoconfianza. Sin embargo, después sufren una disposición psicológica más negativa, concretamente niveles mayores de depresión y de ansiedad tanto cognitiva como somática.

«Dada la relación de estos aspectos con el rendimiento de los jugadores,es importante trabajar psicológicamente con los futbolistas, no solo para ayudar a la rehabilitación de sus lesiones, sino para mejorar su disposición psicológica ante la competición», resalta Olmedilla.

Nueve lesiones por cada mil horas

Si en todos los deportes se producen lesiones, el fútbol posee una elevada incidencia con unas cifras en torno a nueve lesiones por cada mil horas de juego, ya sea en entrenamientos o partidos. Por ello, los autores recomiendan a los entrenadores y gestores de clubes deportivos trabajar psicológicamente con los futbolistas mediante programas específicos de control emocional y de estrés. «Esto podría incrementar su fortaleza mental, aspecto que puede permitir afrontar mejor el estrés que implica la práctica deportiva y minimizar la vulnerabilidad a sufrir lesión», añade Olmedilla.

Por último, los investigadores consideran que un ámbito cada día más necesitado de intervención psicológica es el momento de la vuelta a la práctica deportiva tras una lesión grave, donde aparecen problemas de ansiedad e inseguridad por parte del deportista, generalmente relacionados con la percepción de competencia.

Creados los primeros monos transgénicos ‘a medida’

Los macacos tienen dos genes silenciados y otro incorporado justo donde los científicos querían

Los animales transgénicos son el modelo ideal para estudiar enfermedades debidas a mutaciones del ADN. Pero las técnicas existentes tenían un problema: se basaban en producir muchos cambios en el genoma y luego seleccionar los ejemplares adecuados. Este método puede servir en ratones, que se reproducen mucho (por ello hay mucha variedad en cada camada y se puede elegir) y maduran pronto, lo que permite una investigación exhaustiva. Pero en simios, con camadas muy pequeñas y largos tiempos de crianza, eso no era posible. Algo que puede empezar a cambiar después del trabajo que ha publicado en Cell el equipo del chino Jiahao Sha, de la Universidad de Nanjing.

El trabajo se basa en la aplicación de la llamada tecnología CRISPR/Cas9, que básicamente consiste en utilizar unas bacterias para que hagan de tijeras genéticas que sirvan para introducir los genes que se quieren investigar, con la peculiaridad de que se puede dirigir exactamente dónde va a producirse la mutación. Con ello se evita generar animales inviables (que si bien en los roedores no es algo muy grave desde el punto de vista de la investigación, en monos con gestaciones largas es un obstáculo) y, además, se consiguen ejemplares que se parecen lo más posible a lo que sucede en la naturaleza.

El trabajo permitirá contar con modelos animales en simios de enfermedades hasta ahora difíciles de investigar, como las degenerativas. Además permitirá contar con ejemplares lo más parecido a los humanos posible, con lo que se espera que se reduzcan los fracasos que se producen actualmente, cuando en muchas investigaciones hay que pasar de resultados en roedores a humanos, donde la mayoría de los trabajos fracasan.El único requisito es que el proceso de modificación debe hacerse justo después de la fecundación, cuando el futuro macaco es solo un embrión de una célula. De esta manera se asegura que todo el organismo lleva la mutación. Ya han nacido dos animales después de aplicarle esta técnica.

Pero esta aparente ventaja ya ha contado con las críticas de grupos ecologistas, que creen que con ella se volverá a necesitar más simios para investigar. Y el rechazo al uso de los animales en ensayos aumenta a medida que estos son más próximos genética y evolutivamente a los humanos.

La vida artificial ya está aquí

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Científicos de varias universidades norteamericanas y europeas han logrado “el monte Everest de la biología sintética”, como dicen los editores de Science: el primer cromosoma eucariótico fabricado en el laboratorio. Se trata de un cromosoma de levadura, el hongo que se usa para hacer cerveza, pan, biocombustible y la mitad de la investigación sobre los organismos eucariotas, como nosotros. La capacidad de introducirle un cromosoma sintético a ese organismo permitirá mejorar todo lo anterior, como hacer biocombustibles más sostenibles para el entorno o diseñar nuevos antibióticos, además de un nuevo continente de investigación sobre la pregunta del millón: cómo construir el genoma entero de un organismo superior. La reconstrucción de un neandertal, por ejemplo, sería imposible sin este paso esencial.

Fuente: Science. / HEBER LONGÁS / EL PAÍS

La biología sintética es una disciplina emergente que trata no ya de modificar organismos, sino de diseñarlos a partir de principios básicos. En los últimos cinco años ha logrado avances espectaculares, como la síntesis artificial del genoma completo de una bacteria y varios virus. Pero esta es la primera vez que consigue fabricar un cromosoma completo y funcional de un organismo superior, o eucariota (una célula buena, en griego, la que forma los humanos). El consorcio liderado por Jef Boeke, director del Instituto de Genética de Sistemas de la Universidad de Nueva York, presenta su rompedor resultado en la revista Science.

“Nuestra investigación mueve la aguja de la biología sintética desde la teoría hasta la realidad”, dice Boeke, uno de los pioneros de este campo. “Este trabajo representa el mayor paso que se ha dado hasta la fecha en el esfuerzo internacional para construir el genoma completo de una levadura sintética”.

Boeke empezó este proyecto hace siete años en otra universidad, la Johns Hopkins de Baltimore, enrolando a 60 estudiantes universitarios en un proyecto llamado Build a genome (construye un genoma). Las técnicas para sintetizar ADN han mejorado mucho en la última década, pero suelen producir tramos bastante cortos de secuencia, no mucho más allá de 100 o 200 letras (tgaagcct…). Los estudiantes se ocuparon de ir pegando esas secuencias sintéticas en tramos cada vez mayores. El cromosoma final mide cerca de 300.000 letras.

Y lo importante de la levadura es que, por mucho que sea un organismo unicelular, cae en nuestro lado de la barrera. No es exagerado decir que la mayor parte de lo que sabemos sobre la biología humana se debe a la investigación de este familiar hongo de apariencia modesta. La levadura tiene unos 6.000 genes, y comparte un tercio de ellos con el ser humano, pese a los 1.000 millones de años de evolución que nos separan.Que un hito científico se refiera a la levadura (Saccharomyces cerevisiae),un hongo unicelular que ya utilizaban los antiguos egipcios para hacer la cerveza, parece una buena paradoja o un mal chiste, pero no es así. La división fundamental entre todos los seres vivos de la Tierra no es la que existe entre plantas y animales, ni entre microorganismos y especies grandes o macroscópicas: es entre procariotas (bacterias y arqueas) y eucariotas (todos los demás, incluidos nosotros).

Los cromosomas son los paquetes en que se reparte el genoma de los organismos superiores, o eucariotas. Son mucho más que un trozo de ADN: están empaquetados en complejas arquitecturas formadas por centenares de proteínas que interactúan con el material genético, como las histonas. Están dotados de un centrómero, la maquinaria especializada en distribuir una copia del genoma a cada célula hija en cada ciclo de división celular; y sus extremos están protegidos por unos sistemas singulares, los telómeros, que garantizan la integridad de la información genética en cada ciclo de replicación. De ahí que el logro actual vaya mucho más allá que la síntesis del genoma de una bacteria que se había logrado hasta ahora.

Los humanos tenemos el genoma dividido en 23 cromosomas (o pares de cromosomas); la levadura lo tiene distribuido en 16, y los científicos se han centrado en el más pequeño de ellos, el número 3. Han extraído al hongo su cromosoma 3 natural y lo han sustituido por su versión sintética, llamada synIII, que cubre las funciones de su colega natural pese a estar extensivamente alterado con toda clase de elementos artificiales diseñados para facilitar su manipulación en el futuro inmediato.

La versión natural del cromosoma 3 de Saccharomyces cerevisiae tiene 316.667 bases (las letras del ADN a, g, t, c). La versión sintética es un poco más corta, con 273.871 bases, como consecuencia de las más de 500 alteraciones que los científicos han introducido en él. Entre estas modificaciones se encuentra la eliminación de muchos tramos de ADN repetitivo que no tienen función alguna, ya estén situados entre un gen y otro (secuencias intergénicas) o dentro mismo de los genes (intrones).Que el cromosoma sintético funcione en su entorno natural, una célula viva de levadura, es el verdadero hito del trabajo, según los investigadores. “Hemos mostrado”, dice Boeke, “que las células de levadura que llevan el cromosoma sintético son notablemente normales; se comportan de forma casi idéntica a las levaduras naturales, salvo por que ahora poseen nuevas capacidades y pueden hacer cosas que sus versiones silvestres no pueden hacer”.

También han eliminado los transposones, o genes que saltan de una posición a otra en el genoma de todos los organismos eucariotas. El cromosoma artificial synIII también lleva muchos tramos de ADN añadidos por los investigadores. El número total de cambios de un tipo u otro se acerca a los 50.000, pese a lo cual el cromosoma sintético sigue siendo funcional.

Pese a sus evidentes implicaciones para la biología fundamental –¿puede construirse el genoma de un organismo superior, incluido el ser humano, a partir de compuestos químicos sacados de un bote de la estantería?—, el proyecto tiene sobre todo objetivos aplicados. Y no solo en las áreas industriales, como la fabricación de pan y bebidas, en las que este organismo se ha utilizado siempre.

Más a largo plazo, las levaduras sintéticas pueden facilitar la síntesis de medicamentos anticancerosos como el Taxol, cuya vía de síntesis es tan complicada e implica a tantos genes que supone un formidable escollo para las tecnologías convencionales. En un área industrial muy distinta, esta tecnología, según esperan sus autores, servirá para desarrollar biocombustibles más eficaces que los actuales, entre ellos alcoholes como el butanol, y también diésel de origen biológico.Una de las aplicaciones que resaltan los autores es la mejora en la manufactura de medicinas como la artemisina para la malaria o la vacuna para la hepatitis B. Como la mayoría de los antibióticos provienen de hongos, y la levadura es uno de ellos, también cabe predecir avances en el diseño y producción de estos medicamentos.

Y, por supuesto, synIII es solo el primero de los 16 cromosomas de la levadura que los investigadores logran sintetizar. Los intentos de repetir la hazaña con los otros 15 cromosomas ya están en proyecto, y forman parte de un programa internacional llamado Sc 2.0 que implica a científicos de Estados Unidos, China, Australia, Singapur y el Reino Unido. En el nombre del proyecto, Sc es por Saccharomyces cerevisiae,el nombre científico de la levadura de la cerveza, y el 2.0 quiere enfatizar lo mucho que los seres vivos están a punto de parecerse a cualquier otro desarrollo tecnológico. El objetivo es construir un genoma completo de levadura, o el primer organismo complejo sintetizado en el tubo de ensayo.

Echando la vista más hacia el futuro, cabe especular sobre la resurrección de especies extintas como el mamut o el neandertal, cuyos genomas ya han sido secuenciados a partir de sus restos fósiles. Si estos proyectos llegan a abordarse alguna vez, tendrán que basarse en una técnica similar a la que Boeke y sus colegas acaban de poner a punto para este engañosamente simple hongo que tan servicial ha resultado a la especie humana desde los albores del neolítico.

Creación de un cromosoma artificial

La contaminación mata a siete millones de personas al año, según la OMS

Si se redujera la contaminación, podrían salvarse millones de vidas. Ese es el mensaje que ayer quiso transmitir la Organizacion Mundial de la Salud (OMS) al cuantificar las muertes que se producen en el mundo como consecuencia de la exposición a la contaminación atmosférica. Unos siete millones de muertes en 2012 —una de cada ocho del total de fallecimientos— se pueden atribuir a la mala calidad del aire, según concluye el informe. La cifra duplica con creces las estimaciones anteriores, de 2008, que atribuían 3,2 millones de muertes a la polución.

“Se trata del primer riesgo medioambiental para la salud”, señala María Neira, directora del departamento de la OMS de Salud Pública, Medio Ambiente y Determinantes Sociales de la Salud, al teléfono desde Ginebra. Neira explica que hay que distinguir entre la estimación de las muertes provocadas por la contaminación atmosférica —2,6 millones— y las que se atribuyen a la llamada contaminación interior: se calcula que 4,3 millones de fallecimientos se deben a la mala calidad del aire dentro del hogar. “Hay casi 3.000 millones de personas en el mundo que todavía cocinan con fuegos abiertos, estufas de carbón, leña y biomasa. Esto provoca una combustión incompleta y esas partículas las inhalan, sobre todo, mujeres y niños. La mortalidad es dramática, se trata de un problema muy grave de salud pública”, añade.

“Desde la OMS queremos proponer que la calidad del aire sea un bien público global. Como ciudadano hay cosas que puedes hacer por tu salud, como comer sano o hacer ejercicio, pero hay otras que no dependen de ti, sino de políticas de Estado. El aire es una de ellas. La calidad del aire que respiras no depende de las decisiones que tomamos cada uno de nosotros”, señala Neira. De ahí el estudio. “Hemos hecho un esfuerzo enorme para publicar estos datos, no por curiosidad intelectual, sino para demostrar el impacto en la salud de la contaminación. Los ciudadanos deben saberlo para así poder presionar a los que deciden”, concluye.

La OMS insiste en que el problema afecta a todos, tanto a los países en desarrollo como a los desarrollados. “Europa ha hecho grandes avances para reducir la contaminación, sobre todo al retirar de las ciudades las grandes industrias, pero aún tenemos problemas, básicamente el tráfico y la forma en la que calentamos o enfriamos nuestros edificios. Es ahí donde tenemos grandes posibilidades de mejora”, señala Neira. La directiva reconoce que algunas ciudades toman decisiones acertadas, pero añade que generalmente reaccionan a episodios puntuales de contaminación, como París hace unos días, que ahogada por unos niveles altísimos de partículas, decidió restringir la circulación por matrícula par o impar y ofrecer transporte público gratuito. “Para cada contaminante hay dos cifras de exposición máxima: la anual y la diaria. Sería bueno que las ciudades consideraran las mediciones anuales y que pusieran en marcha políticas de transporte sostenible: mejorar el transporte público, hacerlo más accesible, más barato, para disuadir el uso del coche privado”, añade.

El informe de la OMS revela que la contaminación es más dañina de lo que se creía, y apunta a un vínculo mucho más estrecho entre la exposición al aire sucio y las enfermedades respiratorias, cardiovasculares, los accidentes cerebrovasculares (ictus) y el cáncer. Una agencia de la OMS, la que investiga el cáncer (IARC, en sus siglas en inglés), actualizó hace unos meses lo que se conoce como enciclopedia de los cancerígenos y situó la contaminación ambiental en el nivel 1, el más alto de la clasificación, el de las sustancias sobre las que ya no cabe duda científica. Decenas de trabajos en revistas científicas han demostrado la relación entre la contaminación y el resto de enfermedades crónicas.

La evaluación de la OMS incluye un desglose por enfermedad de las muertes debidas a la contaminación atmosférica. La mayoría se producen por cardiopatías isquémicas (40%) y accidentes cerebrovasculares (40%); el resto, por neumopatías obstructivas crónicas (11%), cáncer de pulmón (6%) e infecciones agudas de las vías respiratorias inferiores en los niños (3%). Las estimaciones se han hecho combinando datos de mortalidad, mediciones por satélite, vigilancia en tierra, emisiones contaminantes y modelos sobre pautas de desplazamiento de la contaminación.