Primer mapa del cerebro humano en desarrrollo

Permitirá el estudio en detalle de enfermedades como el autismo y valida el uso de modelos animales en investigación

Uno de los retos más importantes de este siglo es el de entender el funcionamiento del cerebro humano, uno de los sistemas más complejos del universo. Un requisito indispensable para tratar un amplio abanico de enfermedades que abarca desde aquellas que se «gestan» en el seno materno, como la esquizofrenia o el autismo, hasta las que se manifiestan en las últimas etapas de la vida, como el párkinson o el alzhéimer.

La revista «Nature» publica esta semana dos trabajos que prometen un importante impulso en el conocimiento del cerebro y sus patologías. Ambos trabajos están ligados al Instituto Allen de Estudios Cerebrales, una entidad privada sin ánimo de lucro puesta en marcha por Paul G. Allen, cofundador de Microsoft, que está empeñado en desentrañar los misterios del cerebro.

Un equipo del Instituto Allen, liderado por Ed Lein ha generado un modelo de alta resolución del patrón de activación de los genes en el cerebro humano durante el desarrollo embrionario, concretamente en las semanas 15, 16 y 21 de gestación. «Conocer cuándo un gen se expresa en el cerebro puede dar pistas importantes acerca de su función», explica Ed Lein, investigador en el Instituto Allen para la Ciencia del Cerebro.

Manual de instrucciones

«Este atlas ofrece una visión completa de qué genes están activos en un momento determinado, en una región concreta y en qué tipos de células, durante el desarrollo embrionario. Esto significa que tenemos un mapa del cerebro humano en desarrollo. Algo crucial para entender cómo se forma el cerebro de manera saludable y una poderosa herramienta para investigar que va mal en la enfermedad», explica Lein.

Lo que han conseguido los investigadores del Allen «es una especie de manual de instrucciones de cómo se va formando el cerebro, limitado a tres estadíos del desarrollo embrionario, aunque con datos de miles de genes», aclara Juan Lerma, director del Instituto de Neurociencias de Alicante CSIC-UMH. Esta es la primera vez que se obtiene un mapa de expresión génica de este tipo en humanos.

En especial, resaltan los autores, el trabajo puede aportar datos muy interesantes en patologías como el autismo, que se empiezan a gestar durante el desarrollo embrionario. «En patologías como el autismo o la esquizofrenia hay alteraciones muy sutiles en la arquitectura cerebral, debido a la expresión de distintos genes», explica Lerma.

Conocer dónde y cuándo se activan los distintos genes que intervienen en el desarrollo del cerebro es importante también a la hora de desarrollar posibles dianas terapuéticas, resalta Mara Dierssen, del Centro de Regulación Genómica de Barcelona y presidenta de laSociedad Española de Neurociencia, que destaca el enorme valor de este trabajo para la comunidad científica.

Tanto Dierssen como Lerma coinciden en resaltar la importancia de que los datos obtenidos se hayan puesto a disposición de todos los investigadores. «El alcance del proyecto y el nivel de detalle de los datos recogidos, ha podido lograrse gracias al enfoque altamente colaborativo e interdisciplinar de distintos proyectos del Instituto Allen. Y ahora los datos están a disposición pública. Toda la comunidad científica puede beneficiarse de nuestro esfuerzo para impulsar sus propias investigaciones en nuevas y emocionantes direcciones», subraya Allan Jones, director ejecutivo del Instituto Allen para el Estudio del Cerebro.

El mapa de expresión génica abre nuevas posibilidades ya que permitirá a los neurocientíficos «estudiar en patologías espontáneas o inducidas en el laboratorio cómo la alteración de determinados genes genera modificaciones en el desarrollo del cerebro».

Modelos animales

El trabajo valida además el controvertido uso de modelos de ratón para el estudio de las patologías humanas, ya que ha puesto de manifiesto que hay más similitudes que diferencias entre el cerebro de roedores y el humano. «Un trozo de corteza cerebral de ratón no se diferencia la del cerebro humano, como ya adelantó Cajal», explica Lerma.

Las diferencias más significativas halladas entre ratones y humanos se encuentra en la corteza prefrontal, «una zona que nos diferencia evolutivamente de otras especies», explica Dierssen, que advierte que «hay que tener en cuenta que la mayor parte del desarrollo de esta zona del cerebro tiene lugar después del nacimiento, y depende de la experiencia». Algo que habrá de tenerse en cuenta, apunta, a la hora de estudiar el desarrollo de las patologías: «a nivel prenaltal ya se producen cambios, pero también hay un componente postnatal tan importante o más que el que se produce durante el desarrollo embrionario». Por lo que cree dificil que pueda atribuirse con certeza una patología al desarrollo prenatal exclusivamente.

Mapa de carreteras

Un segundo trabajo del Instituto Allen ha logrado por primera vez establecer el mapa de las redes neuronales del cerebro compoleto de ratón. Hasta ahora se contaba con mapas parciales de conexiones entre distintas regiones del cerebro, pero este es el primer «conectoma» del cerebro completo de un mamífero. Desde hace un cuarto de siglo se dispone del conectoma del gusano C. elegans, que tiene sólo 302 neuronas. Sin embargo, el cerebro del ratón tiene 75 millones de neuronas, organizadas de forma similar a las del humano.

Ambos trabajos se han dado a conocer un año después de que Obama hiciera pública la iniciativa Brain. En esta segunda etapa se ha doblado el presupuesto inicial, que era de cien millones de dólares, para dotar a los neruocientíficos de herramientas capaces de desentrañar el funcionamiento del cerebro.

El gran reto: de las neuronas a la conducta

Una proteína verde fluorescente ha permitido trazar las conexiones del cerebro, algo así como el “mapa de carreteras”. “Todas estas conexiones estaban determinadas en el ratón e incluso en humanos. Pero lo que no estaba bien determinado era en qué cantidad estaban interconectados las distintas estructuras del cerebro entre sí.” Este estudio ha permitido “saber dónde estas las autopistas, las carreteras nacionales y las secundarias del cerebro”, explica gráficamente Juan Lerma.

Uno de los grandes retos del cerebro de mamíferos es saber cómo se genera la conducta a partir de la actividad de las neuronas. Aunque esto aún no se ha logrado en el gusano C. Elegans, cuyo conectoma ya se conoce, es un requisito previo para dar ese importante paso. Hace unos días, Rafael Yuste, el principal impulsor del Proyecto Brain explicaba a ABC que lo importante para dar este paso, además de tener las conexiones, es ver la actividad conjunta de grupos de neuronas que forman estructuras “emergentes” que dan lugar a funciones concretas, como el pensamiento.

Primer mapa del cerebro humano en desarrrollo – ABC.es.

Células adultas se transforman en células madre aplicando ácido | EL PAÍS

El ensayo consigue el método más sencillo para reprogramar el material biológico

El hallazgo, consistente en estresar células adultas, sido publicado en ‘Nature’

Intestino generado a partir de células madre.

La carrera para conseguir células madre lo más parecidas a las embrionarias cuenta con un nuevo competidor: las que se obtienen estresando células adultas. Esto, en la práctica, quiere decir, básicamente, sumergiéndolas en un baño de ácido. Lo publica Nature.

Hasta ahora, para conseguir células madre había, de una manera general, dos posibilidades: obtenerlas de embriones (destruyéndolos o no) o reprogramando células adultas. Para ello había que añadirles una serie de factores. Así se conseguían las llamadas iPS (células madre pluripotenciales inducidas), que no eran tan maleables como las embrionarias, pero casi. La nueva aportación va en la misma línea (se parte de células adultas) pero por un método en apariencia más sencillo y con un resultado más próximo a las células totipotenciales, las que pueden transformarse en cualquier tejido y no solo en unos cuantos. Las ha desarrollado un equipo del RIKEN Center for Developmental Biology ide Kobe (Japón).

La aproximación es tan novedosa que la autora principal, Haruko Obokata, necesitó cinco años para convencer a sus jefes y a una revista para que lo publicaran. Tuvo que grabar la transformación de un tipo de célula de la que no hay duda acerca de que se trata de una muy especializada, un linfocito T, para convencerles. Ya lo ha conseguido partiendo de cerebro, piel, pulmón e hígado. A las nuevas céluals las ha bautizado como STAP, siglas en inglés de stimulus-triggered acquisition of pluripotency (adquisición de pluripotencia por estumulación). Luego, las ha introducido en ratones añadiéndoles genes fluorescentes para confirmar que se diferencian en los distintos tejidos de un ser vivo.

El también japonés Shinya Yamanaka, que fue el primero en conseguir células iPS, ha dado la bienvenida al artículo: “Los trabajos son importantes para entender la reprogramación celular. Desde un punto de vista de cara a una aplicación médica, es un nuevo método de conseguir células del tipo de las iPS”.

Células adultas se transforman en células madre aplicando ácido | Sociedad | EL PAÍS.

Los diez nombres que transformaron la Ciencia en 2013

El descubridor del planeta más parecido a la Tierra, la enemiga de las patentes de genes o el biólogo que clonó embriones humanos, entre las figuras elegidas por la revista Nature por su impacto en la investigación científica

1.- Feng Zhang, el mago del ADN que copió a las bacterias

Feng Zhang, un joven científico de solo 32 años del Instituto Tecnológico de Massachusetts en Cambridge (EE.UU.), es responsable, junto a otra serie de investigadores, de uno de los descubrimientos más importantes en el campo de la biomedicina de 2013. El equipo de Zhang desarrolló un sistema denominado CRISPR para editar genomas de forma más barata, fácil y precisa, y lo hizo imitando un mecanismo que utilizan las bacterias para protegerse a sí mismas de los virus y fortalecerse. En enero, el grupo comprobó que el sistema funciona en células eucariotas, lo que confirmó su potencial paramodificar los genomas de ratones, ratas y primates e incluso para ayudar a la investigación de enfermedades humanas.

CRISPR son secuencias de ADN que muchas bacterias y arqueas utilizan para defenderse a sí mismas, una especie de sistema inmune que, al mismo tiempo, les permite evadir el de los mamíferos e infectarlos.

Zheng cree que el uso de esta técnica puede tener muchas posibilidades médicas, pero está especialmente interesado en el desarrollo de tratamientos de males neuropsiquiátricos como la enfermedad de Huntington y la esquizofrenia.

2.- Tania Simoncelli, la mujer que derrotó a la patente de genes

Tania Simoncelli, la primera consejera científica de la Unión Americana de Libertades Civiles, es la mujer que está detrás de la lucha contra la patente de genes. Ella consiguió reunir a médicos, científicos y pacientes para apoyar el pleito judicial contra esta práctica. Y ganó. El pasado junio, la Corte Suprema de EE.UU. rechazó que se puedan patentar genes humanos. En su fallo, los nueve magistrados, por votación unánime, llegaron a un acuerdo para prohibir que el material genético extraído del cuerpo humano, lo que se conoce como ADN aislado, pueda ser propiedad de ningún laboratorio o equipo científico. La resolución fue tomada sobre un caso de patentes de la compañía Myriad Genetics, titular de los genes BRCA1 y 2, que aparecen alterados en mujeres con un historial familiar de cáncer de mama y ovarios, y la compañía que realizó las pruebas a la actriz Angelina Jolie.

3.- Deborah Persaud: Demostró la cura de un bebé con VIH

En marzo, la viróloga Deborah Persaud, de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, Maryland (EE.UU.), estaba dispuesta a compartir una gran noticia. Su equipo había conseguido curar a un bebé nacido con el VIH en Mississippi. La niña parecía estar libre de virus cerca de un año después de haber suspendido el tratamiento. El asunto era delicado, ya que más de 40 casos similares habían sido publicados en la literatura científica y cada uno de ellos se había desmoronado poco después por falsos positivos o confusiones.

Pero Persaud y sus colaboradoras, Hannah Gay en la Universidad de Mississippi en Jackson y Katherine Luzuriaga, de la Universidad de Massachusetts en Worcester, habían hecho las pruebas genéticas del bebé de Mississippi ellas mismas y estaban seguras de sus resultados. Lo que no esperaban fue la gigantesca atención mediática que recibieron. Los medios de todo el mundo se hicieron eco de la noticia y la revista Time las escogió como tres de las cien personas más influyentes del mundo.

El papel de Persaud en el caso comenzó con una llamada en septiembre de 2012 de Gay, una pediatra que estaba tratando a un bebé con VIH que se infectó en el vientre de madre. En lugar de seguir la costumbre médica de administrar dos medicamentos como medida profiláctica, Gay empleó tres antirretrovirales (zidovudina, lamivudina y nevirapina), lo que provocó que los niveles de virus disminuyeran rápidamente. Cuando la niña tenía un mes, los niveles de virus ya eran indetectables. Un tiempo después, daban negativo. Persuad y Luzuriaga proporcionaron las pruebas de que, en efecto, la niña estaba sana.

Los bonus de la ciencia

El Premio Nobel de Medicina 2013 abre un debate sobre el papel de las revistas científicas

Aprovechando el eco mediático tras haber sido Nobel de Medicina 2013, el biólogo norteamericano Randy Schekman ha lanzado un obús contra el modo de operar del selecto grupo de revistas que, como Nature, Cell y Science, monopolizan la comunicación científica.

En un artículo en The Guardian las acusa de condicionar el desarrollo del progreso científico con incentivos que responden más al interés de la propia revista o de los científicos que al de la sociedad o la ciencia. Y para explicarse, se ha referido a los bonus, stock options y otros incentivos “que son racionales para los individuos, pero perjudiciales para el sistema financiero”, pues los ejecutivos pueden acabar anteponiendo sus propios intereses a todo lo demás. No le falta razón.

Las revistas científicas basan su prestigio en la llamada “revisión por parte de sus pares”, en la que los artículos son examinados, antes de su publicación, por científicos relevantes del área en cuestión. Publicar en estas revistas se ha convertido en el principal mecanismo de reputación científica y un baremo para obtener cátedras o financiación. Como las agencias de rating en la calificación bancaria, unas pocas revistas tienen la llave de la fama y de los recursos en el mundo científico.

En este sistema se mide la importancia de un trabajo científico en función del indicador llamado “factor de impacto”, es decir, el número de veces que ha sido citado por otros científicos.

Obviamente, cuantos más artículos con muchas citas publique la revista, mayor será su relevancia, de modo que, como sostiene Schekman, el “factor de impacto” se ha convertido en un fin en sí mismo. Y acaba condicionando la selección de los artículos. Eso significa que a veces dejan de publicarse trabajos importantes, pero de ámbitos restringidos, y en cambio se publican otros menos relevantes, pero susceptibles de generar una amplia controversia.

Los científicos se han acomodado a este sistema, pero hace ya tiempo que surgieron voces y  proyectos discrepantes, como la Public Library of Science (PLoS), a los que ahora se suma Schekman con una revista de acceso libre, eLife. El Nobel ha hecho un llamamiento a “liberarse de la tiranía de las revistas de lujo”. El debate, desde luego, no es baladí.

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Descubren cómo hacer al VIH «visible» al sistema inmune

La imagen representa un virus de VIH-2 (izda) al entrar en contacto con una célula dendrítica (dcha) y el proceso de infección. MANEL

De los dos tipos principales de VIH, sólo uno, el VIH-1, es capaz de causar sida lo en aquellas personas infectadas que no reciben el tratamiento adecuado. Ello se debe a que mientras el VIH-2 es rápidamente controlado y eliminado por las células del sistema inmune, el VIH-1 se oculta gracias a una especie de capa que lo hace invisible. Ahora, un estudio publicado en Immunity desvela cómo el VIH-1 se escapa de los mecanismos de defensa del organismo al convertirse en invisible. Los investigadores creen que esta información podría conducir al desarrollo de tratamientos eficaces contra el VIH-1.

«Nuestro estudio muestra por vez primera vez cómo las células del sistema inmune detectan el virus y cómo el virus utiliza una de sus proteínas para activar su invisibilidad y su infectividad», explica el autor principal del estudio, Nicolas Manel, del Instituto Curie, en Francia. El artículo también muestra cómo se puede modificar el virus de manera que sea reconocido correctamente y así se desencadene una respuesta inmune adecuada.

Se sabe que las personas que están infectadas tanto por el VIH – 1 y VIH- 2 tienen una mejor evolución que aquellas que únicamente lo están por el VIH-1, lo que sugiere que la respuesta inmune contra el VIH-2 protege contra los efectos de la infección causada por el VIH-1. Son muchos los investigadores que han tratado de averiguar porqué el sistema inmune no reconoce a los virus y permite que se integren en las células. A principios de este mes, un trabajo publicado en Nature realizado en University College London, en Gran Bretaña, identificó las moléculas que hacen «invisible» al VIH. Dichas moléculas, explicaban en su trabajo, se ubican en las células y el VIH las «recluta» para que el virus esté protegido frente al sistema inmune. Los investigadores británicos vieron que cuando estas dos moléculas desaparecen, bien sea por agotamiento o bloqueando su reclutamiento con un fármaco experimental, el VIH vuelve a estar expuesto al sistema de alarma y se activa una respuesta inmune contra el virus.

Un paso más lejos

Ahora, el trabajo del equipo de Manel ha ido un poco más lejos y ha visto que el VIH-2 infecta y activa las células dendríticas, pero no así el VIH-1. Estas células, aclara, juegan un papel importante en el inicio de la respuesta inmunitaria protectora En declaraciones a ABC, Manel matiza que ambos trabajos está relacionados, «pero nosotros vamos más allá: en primer lugar, demostramos que la cápside -cubierta- del virus modificado activa el sistema inmune adaptativo -linfocitos T-, pero además hemos sido capaces de demostrar directamente que el sensor innato clave, el que hace de ‘radar‘ en la célula ante el virus es una proteína llamada CGA».

Estos hallazgos abren nuevas vías para el desarrollo de tratamientos eficaces contra el VIH-1. «Si logramos la modificación de la cápside del virus podríamos diseñar un virus que sí va a ser reconocido por el sistema inmune, pero que también ha perdido su capacidad de infectar a las células».

Futuro

La cuestión es, ¿es posible manipular la cápside del virus? «Sí los es -responde a ABC el experto-. Ya lo hemos demostrado en el trabajo. Si la cápside del VIH-1 se modifica en la forma en la que describimos, entonces el virus es detectado por el sistema inmune innato sin que llegue replicar, y así activa los linfocitos T, al menos in vitro». Manel ha adelantado ABC que en estos momentos se encuentran desarrollando métodos para probar sus resultados en macacos, «aunque todavía faltan algunos meses para que obtengamos los primeros resultados». Al mismo tiempo, añade, «también estamos generando maneras de apuntar directamente a la vía CGA, un enfoque muy atractivo».

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El mapa de la actividad del genoma | Biociencia | elmundo.es

• Un equipo internacional secuencia el ARN de 462 individuos
• El hallazgo abre la puerta a monitorizar diagnósticos y tratamientos

En muchos sentidos, el organismo humano se parece a un ordenador. Toda la información básica para su desarrollo y su funcionamiento se almacena en un disco duro muy especial, el ADN, que para convertir en útiles todos los datos que contiene, necesita la ayuda de un sistema que los traduzca, transfiera y ejecute: el ARN.

Hace años, el papel del ARN fue eclipsado por las esperanzas puestas en el ADN, considerado el auténtico ‘mapa de la vida’. Sin embargo, cada día está más claro que comprender su labor es fundamental si se quieren desenmarañar todos los misterios que esconde el genoma.

Por ejemplo, el ARN es clave para comprender por qué nuestros genes se ‘apagan’ o ‘encienden’ a lo largo de la vida y, en última instancia, para saber por qué nuestro genoma nos hace más o menos susceptibles de sufrir una enfermedad.

Aunque es mucho todavía lo que se desconoce sobre este ácido ribonucleico, un equipo internacional con participación española ha ayudado a sacarlo un poco más a la luz. Según publican las revistas ‘Nature’ y ‘Nature Biotechnology’, estos científicos de nueve centros europeos han descrito el repertorio más completo hasta la fecha de los perfiles de expresión génica; es decir, han podido enlazar la información del ADN con la actividad funcional de estos genes, creando el primer mapa que señala las causas de las diferencias entre la actividad de los genes entre individuos.

«Esto nos permite comenzar a entender realmente este campo de la biología», explica a ELMUNDO.es Xavier Estivill, jefe de grupo del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona y uno de los firmantes españoles del trabajo.

El trabajo, continúa, «ha demostrado la gran variación genética que influye en la regulación de nuestros genes«, aunque permitirá construir unas ‘leyes generales’ sobre el funcionamiento del genoma humano.

Conocer este amplísimo catálogo puede ser muy importante para comprender los mecanismos que causan las enfermedades o para desarrollar tratamientos en el futuro, señala Estivill, quien reconoce que «se trata de una tarea muy compleja que exige un gran esfuerzo colectivo».

Para llegar a las conclusiones que publica esta semana ‘Nature’, el consorcio internacional con el que también han colaborado el Centro Nacional de Análisis Genómico de Barcelona y la Universidad de Santiago de Compostela, secuenció el ARN de células de 462 individuos que habían participado en el marco del proyecto ‘1.000 genomas’. Esto ha permitido añadir al mayor catálogo de genomas humanos con el que cuenta la ciencia una interpretación funcional de sus datos.

«Hasta ahora no había podido hacerse algo de estas dimensiones porque, mientras que el ADN es más estable, el ARN varía muchísimo entre células», explica Estivill, cuyo equipo ha utilizado técnicas de secuenciación de última generación.

El siguiente paso en la investigación, comenta el especialista del CRG, es realizar una disección completa de todos los tipos celulares y en distintas condiciones fisiológicas y patológicas para afrontar «el desafío de ligar esa información con perfiles metabólicos o proteicos».

«Por ejemplo, en una enfermedad que tiene un curso clínico que puede ser variable, como pueden ser los trastornos psiquiátricos, saber cómo son los perfiles de expresión y ver cómo cambian a lo largo del curso de la enfermedad puede ser muy importante para indicar o no un determinado tratamiento farmacológico», señala Estivill.

«Hasta ahora, sólo podíamos obtener una radiografía de la vida molecular de los individuos. Pero, ahora, se abre la puerta a que podamos empezar a verla como una película», ejemplifica.

Aunque no habla de plazos, para el especialista catalán este hallazgo puede suponer «un cambio sustancial» en el abordaje de la Medicina. «Hemos de ser capaces de tener respuestas para los cambios funcionales que suceden en nuestro organismo».

Y, aunque el camino es largo, el avance científico ya «nos aporta las técnicas que nos permiten ver esos perfiles y, a partir de ahí, tomar decisiones terapéuticas», concluye.

Todos los datos obtenidos en este proyecto, denominado GEUVADIS, están disponibles de forma gratuita para toda la comunidad científica. El acceso abierto a los datos pretende que otros investigadores vuelvan a explorar y analizar los datos desde distintas perspectivas.

El mapa de la actividad del genoma | Biociencia | elmundo.es.

Un circuito ligero como una pluma

Ingenieros de Tokio inauguran la “electrónica imperceptible”

Parece un tejido sacado de un sueño: fino y ligero como una pluma, flexible como un chicle, virtualmente irrompible y, pese a lo anterior, portador de un circuito integrado que le permite ejecutar todo tipo de funciones electrónicas. Martin Kaltenbrunner y sus colegas de la Universidad de Tokio, que acaban de inventar esa especie de alfombra mágica del tamaño de la palma de tu mano, prevén para ella un potosí de aplicaciones médicas y tecnológicas, como sistemas de monitorización y tratamiento de pacientes crónicos, una nueva generación de pantallas para móviles o tabletas y –tal vez lo más importante— el diseño de células solares mejoradas.

El nuevo circuito tiene un espesor de solo dos micras (milésimas de milímetro), y si fuera posible mirarlo de canto resultaría literalmente invisible para el ojo humano (una célula biológica típica mide unas 10 micras). La comparación con una pluma no es gratuita: el circuito pesa tan poco que realmente flota por el aire como las plumas de los pollos. Lo puedes estirar –hasta el 230% de su longitud— y doblar sin que se rompa, también arrugarlo como un discurso fallido, y funciona bien incluso en condiciones tan calientes y húmedas como para amargar la vida a un ‘Homo sapiens’. No se trata de un anucio: se presenta con todos los honores en la revista ‘Nature’.

Como ejemplo de sus aplicaciones más inmediatas, Kaltenbrunner y sus colegas demuestran que el ‘circuito-pluma’ puede adaptarse como un guante a un modelo tridimensional del paladar humano –sin olvidar ni uno de sus pliegues o irregularidades— y funcionar allí como un preciso detector táctil. No está claro que ese artilugio concreto pueda servir para maldita de Dios la cosa, pero da una idea del tipo de problema difícil que puede resolver un material tan ligero y maleable.

“Nuestro trabajo presenta una plataforma que hace a la electrónica virtualmente irrompible e imperceptible”, escribe Kaltenbrunner en ‘Nature’. “Sus costes de fabricación son potencialmente bajos, y la ‘electrónica imperceptible’ puede ser en el futuro tan común como es hoy el film de plástico de la cocina”. Esperemos que sea una exageración.

Un circuito ligero como una pluma | Sociedad | EL PAÍS.

El bloqueo de una proteína puede aliviar la enfermedad de Huntington

Unos científicos descubren una molécula asociada a la destrucción de conexiones neuronales

Otro grupo relaciona la Corea con los procesos de limpieza de las células

La enfermedad de Huntington (que antiguamente se llamaba baile de San Vito) es una enfermedad sin cura. Se sabe perfectamente su causa: una mutación de un gen, lo que actualmente permite que los portadores no la transmitan a sus hijos si se someten a un proceso de fecundación asistida eligiendo previamente embriones sanos (lo que se conoce como diagnóstico genético preimplanacional). Pero para quienes ya han nacido con ella –aproximadamente cuatro de cada millón de personas- hay pocas expectativas. Por eso dos trabajos publicados recientemente que explican posibles mecanismos del proceso neurodegenerativo asociado (el primer paso para un tratamiento) son tan importantes para encontrar vías para frenar su desarrollo.

Uno de ellos, aparecido en Nature Medicine, describe el papel de una proteína, la GluN3A, que tiene como función destruir conexiones entre neuronas (lo que se conoce como sinapsis). En las fases de desarrollo del cerebro –hasta el final de la adolescencia- este papel es muy importante, ya que sirve para corregir errores. Pero en adultos casi desaparece. Lo que han visto en ratones investigadores del Centro de Investigación Médica Aplicada (CIMA) de Navarra es que en los animales con la enfermedad genética esta proteína se mantiene. La conclusión para un posible tratamiento es obvia: ensayar si en humanos es igual, ver si se puede bloquear la proteína y esperar así que los trastornos asociados, que en personas son mortales, se detienen o alivian.

El otro trabajo, publicado en otra revista del mismo grupo, Nature Chemical Biology, apunta a otro proceso. Los investigadores del Centro Taube-Koret Center para Investigación en Enfermedades Neurodegenerativas de Gladstone han descrito que en células de ratones enfermos se produce una acumulación de una proteína, la huntingtina, que acaba por inhabilitar las neuronas. Sería algo similar a lo que ocurre con el alzhéimer y las placas de proteína beta-amiloide o los ovillos de proteína tau. De hecho, el hallazgo se ha producido al investigar los procesos de limpieza celular que regulan la destrucción y eliminación de las sustancias que el organismo no necesita en un momento dado. En este caso, el apunte a un posible tratamiento sería reactivar este sistema de limpieza y reciclaje molecular.

El bloqueo de una proteína puede aliviar la enfermedad de Huntington | Sociedad | EL PAÍS.

La flora del intestino se alía con el virus del sida

Imagen al microscopio de una bacteria ‘E. coli’ en el intestino.| CDC

Las mucosas del intestino son una de las primeras ‘dianas’ elegidas por el virus del VIH cuando infecta al organismo humano. Desde hace algunos años, el papel del virus del sida en este tejido se investiga con interés por su relación con la inflamación y por el efecto que el patógeno podría tener en el sistema inmunitario de los pacientes a través de esta vía.

Esta semana, un estudio publicado en las páginas de la revista ‘Science Traslational Medicine’ incide en esta cuestión y señala que el virus del VIH es capaz de alterar la flora bacteriana del intestino de los pacientes infectados, independientemente de que estén tomando tratamiento antirretroviral.

La investigación, dirigida por Ivan Vujkovic-Cvijin, de la Universidad de California (en San Francisco, EEUU), se llevó a cabo con 32 pacientes portadores del VIH y otros nueve individuos sanos. Con sofisticadas técnicas de análisis, pudieron observar que la presencia del virus del sida en el organismo de una persona es suficiente para que la flora bacteriana de su intestino presente un perfil alterado.

«Aunque ya había evidencias de que la microbiota del intestino juega un papel en la progresión del VIH, nuestro estudio ha utilizad tecnología muy sofisticada para poder analizar hasta 60.000 bacterias en cada muestra», señala Vujkovic-Cvijin a ELMUNDO.es.

Aunque el intestino humano es el hogar de millones de bacterias de todo tipo , la mayoría de ellas benignas, los pacientes seropositivos mostraban mayores niveles de bacterias patógenas, como Pseudomonas, Escherichia coli, Salmonella o Staphylococcus.

El trabajo también observó que algunos de estos patógenos actúan sinérgicamente con el virus del VIH, debilitando la pared intestinal y la función inmune del sistema digestivo (el intestino juega un papel clave en el sistema defensivo del organismo, impidiendo que bacterias y virus pasen al torrente sanguíneo). Por este motivo se atreven a sugerir que algún tipo de tratamiento «para manipular las comunidades bacterianas del intestino» podría beneficiar potencialmente la evolución de la infección por VIH.

«Si fuésemos capaces de validar la hipótesis de que son esas bacterias las que dirigen la inflamación crónica [que sufren los pacientes con VIH], podríamos diseñar estrategias para modular la microbiota intestinal a base de probióticos, prebióticos o incluso antibióticos, aunque estos últimos tienen el riesgo añadido de que también eliminan bacterias beneficiosas para la salud», añade el investigador.

Aunque aún es pronto para establecer conclusiones definitivas, no es la primera vez que se sugiere algo así. Ya en 2011, otro pequeño estudio publicado en la revista ‘Nature’ señalaba que el uso de probióticos (para reforzar las bacterias beneficiosas) mejoraba la microbiota intestinal en individuos con VIH y reforzaba el papel de algunas de sus células defensivas (CD4 y las llamadas ‘natural killers’, que juegan un papel clave en la enfermedad).

El estudio no ahonda en las causas que podrían explicar esta alteración de la flora bacteriana, pero sí sospecha que tiene que ver con la cascada de inflamación que se desencadena en el organismo por la infección por VIH y sustancias concretas como las citoquinas. «Incluso en seropositivos en tratamiento, existen altos niveles de inflamación en los tejidos del organismo que aumentan el riesgo de mortalidad. Nuestra hipótesis es que incluso con niveles de VIH indetectables, son las bacterias intestinales las que modulan y dirigen esa inflamación crónica típica de los pacientes con VIH», concluye Vujkovic-Cvijin.

La flora del intestino se alía con el virus del sida | Sida y Hepatitis | elmundo.es.

Crean un hígado a partir de células de la piel humana | Biociencia

Hígados humanos, en estadio embrionario, en placas de laboratorio. | Takanori Takebe

• Investigadores japoneses desarrollan un hígado humano a partir de células iPS
• El órgano, creado en el laboratorio, lo han trasplantado en ratones y es funcional

 

No es la primera vez que se crea un órgano en el laboratorio, ya se había hecho con el corazón, la vejiga o el riñón. En muchos casos, estos órganos sólo eran moldes forrados de células. Cuando se ha intentado desarrollar un órgano completo, no se ha tenido éxito porque las células se caen de esos andamiajes y mueren. Ahora sí que se ha generado un hígado funcional a partir de un trozo de piel humana.

Según los autores de este procedimiento, estamos un poco más cerca de fabricar órganos válidos para trasplantes, aunque para esto falta al menos una década.

Desde que en el año 2006 el científico japonés Shinya Yamanaka lograra crear células iPS a partir de células de la piel, han sido muchos los grupos de investigadores que se han volcado en el estudio de estas células que son similares a las embrionarias, es decir, capaces de convertirse en cualquier tejido pero que no proceden de un embrión. Desde la simplificación del método de Yamanaka hasta la derivación en múltiples tejidos como neuronas, huesos, o su uso para tratar enfermedades, las células iPS se han convertido en la gran promesa de la Medicina Regenerativa y para la cura de enfermedades para las que no hay solución hoy día. De hecho, su creador recibió el pasado año el premio Nobel de Medicina por su trabajo en este campo.

Ahora unos científicos también japoneses, del departamento de medicina regenerativa de la Ciudad Universitaria de Yokohama y del Hospital Seirei Sakura (Japón), han dado un paso más. «Es la primera vez que un órgano, como el hígado, se ha creado a partir de iPS y se trata de un órgano vascularizado», explica a ELMUNDO.es Takanori Takebe, el primer firmante del estudio publicado en la revista ‘Nature’.

Para lograr este órgano, Takebe y su equipo pensaron que era buena idea cultivar las células iPS con un cóctel de células formado por células del estroma, células madre mesenquimales de la médula ósea (de un donante) y células del endotelio venoso de cordón umbilical. Tras cultivarlas entre cuatro y seis días, se empezaron a estructurar en un tejido en tres dimensiones y vascularizado.

Suplir un fallo hepático

Posteriormente, el hígado (que tenía una estructura similar a la del hígado de un embrión humano) fue trasplantado al cráneo de un ratón. «Queríamos comprobar si era capaz de generarse un hígado totalmente funcional, por lo que usamos un modelo de ratón con una ventana en el cráneo para el acceso óptico», explican los autores en su estudio. De esta manera, observaron que el hígado siguió creciendo y desarrollando el riego vascular y sus funciones.

Tras esta prueba, los científicos trasplantaron el órgano en otros dos sitios del cuerpo del ratón, en el mesenterio (membrana del peritoneo) y por encima del riñón. Allí comprobaron que el nuevo órgano era capaz de metabolizar fármacos de forma correcta y mejorar la supervivencia de un ratón al que se le había inducido un fallo hepático.

Los ratones trasplantados fueron seguidos durante seis meses y no mostraron signos del desarrollo de un tumor, uno de los riesgos de la terapia con células madre embrionarias y, que por tanto, también se sospechaba con las iPS. «Somos muy optimistas por este motivo», señala Takebe.

Para el profesor Matthew Smalley, del Instituto Europeo para la Investitación Oncológica con Células Madre de la Universidad Cardiff (Gales, Reino Unido), es un estudio «muy interesante. Los autores han mostrado que el trasplante hepático no sólo produce proteínas específicas del hígado sino que también desintoxica los compuestos evaluados, que son clave para restaurar la función del hígado en un fallo hepático. La ruta del trasplante todavía necesita optimizarse para los humanos y demostrar en pacientes la seguridad y eficacia, al igual que la viabilidad del injerto a largo plazo. Además, no todos los pacientes son candidatos a este procedimiento. A pesar de todo, el estudio ofrece una promesa real para un método alternativo para conseguir órganos humanos para trasplante».

Crean un hígado a partir de células de la piel humana | Biociencia | elmundo.es.

Dos nuevas terapias mejoran las opciones terapéuticas en leucemia

La mayoría de los niños con leucemia sobreviven a la enfermedad, pero muchos de ellos terminan por desarrollar complicaciones graves, incluso mortales, por culpa de los tratamientos. La quimioterapia y la radioterapia a la que estos niños están expuestos desencadenan efectos secundarios, entre los que están lesiones cardiacas, déficits cognitivos, tumores secundarios y accidentes cerebrovasculares. Desde hace años, se están buscando maneras de minimizar dichos efectos; por ejemplo, evitar la radiación al cerebro, uso de dosis más bajas de quimioterapia, o la prescripción de medicamentos que pueden ayudar a mitigar los daños.

Pero también se trabaja, y mucho, en desarrollar nuevas opciones terapéuticas que eviten, al menos en parte, los riesgos de los tratamientos actuales. En el número de esta semana de la revista Nature, Carl June y Bruce Levine, de la Perelman School of Medicine de la Universidad de Pennsylvania (EEUU), presentan un nuevo y potente tratamiento que es seguro y eficaz, ya que emplea las propias células inmunes del paciente diseñadas para buscar y destruir las células tumorales. Los expertos aventuran que dicho enfoque podría erradicar la leucemia en sólo unas pocas semanas; los resultados así lo demuestran, al haberse producido la remisión en más de la mitad de los adultos y de los niños tratados hasta la fecha.

Inaccesible

Sin embargo, el tratamiento con células T con receptores de antígenos quiméricos, identificadas en el Weizmann Institute of Science de Rehovot  (Israel), que ha demostrado poder erradicar la leucemia en un par de semanas en personas cuyo cáncer no respondía a ninguna de las mejores terapias convencionales disponibles, no está al alcance de todos los mortales. Esta terapia experimental únicamente ha estado disponible para un pequeño número de
personas en ensayos piloto en centros académicos.

La terapia, señala los investigadores, es costosa y compleja, ya que requiere mucho tiempo para que las células inmunes manipuladas genéticamente crezcan en el laboratorio. Pero, para June y Levine , la automatización de la producción y el uso de las instalaciones existentes puede hacer que el tratamiento esté disponible para miles de personas en un plazo mucho más corto del que inicialmente se pensaba.

Combinar fármacos
Otra alternativa que va tomando fuerza en el tratamiento de la leucemia mieloide crónica es, según Charles Sawyers, del Memorial Sloan-Kettering Cancer Center de New York (EEUU), la combinación de fármacos para evitar la farmacorresistencia. El enfoque actual, explica también en Nature, es tratar primero a los pacientes con imatinib (el fármaco que cambió el paradigma del tratamiento de esta enfermedad) y a continuación emplear los otros fármacos a medida que se desarrollan las resistencias.

Sawyers sostiene que iniciar el tratamiento con una combinación de terapias puede prevenir el desarrollo de resistencias. Y, añade, la respuesta a la terapia de combinación también puede ser más rápida y más potente que la de cualquier fármaco.

Dos nuevas terapias mejoran las opciones terapéuticas en leucemia – Noticias de Salud | abc.es.

El cerebro decide cuánto vivirás

Científicos de EE.UU. alargan la vida un 20% en experimentos con ratones | El envejecimiento coordinado de los distintos órganos se regula desde el hipotálamo

El hipotálamo, un núcleo de neuronas del tamaño de una almendra que todos los vertebrados tenemos en la base del cerebro, es el centro de control que regula el envejecimiento y la longevidad de un organismo. Así lo demuestra una investigación de la Escuela de Medicina Albert Einstein de Nueva York presentada en la revista Nature que supone un cambio de paradigma en la comprensión del envejecimiento. Los autores de la investigación proponen estrategias para prevenir los problemas de salud derivados del envejecimiento y para aumentar la longevidad.

En experimentos realizados con ratones, estas estrategias han permitido alargar la vida alrededor de un 20%. Asimismo, han evitado la pérdida de neuronas característica del envejecimiento y el mantenimiento de una buena capacidad de aprendizaje hasta edades avanzadas. Si estos resultados se pueden extrapolar en el futuro a la especie humana, significaría que las personas de 90 años podrían estar tan bien de salud como lo están actualmente las de 75.

“El próximo paso de la investigación será desarrollar fármacos que puedan actuar sobre el envejecimiento en el hipotálamo”, ha declarado Dongsheng Cai, director de la investigación, por correo electrónico. Su objetivo, explica, no es tanto alargar la vida como combatir problemas de salud asociados a la edad como el declive cognitivo o el deterioro cardiovascular. Pero Cai advierte que pasarán años antes de que estos fármacos estén disponibles. “Tenemos interés en continuar la investigación hasta llegar a los ensayos clínicos –afirma-, pero primero tendremos que hacer suficientes pruebas en roedores”.

¿Cómo es posible que los diferentes órganos y sistemas del cuerpo humano envejezcan de manera coordinada?, se preguntaron los investigadores. ¿Y cómo es posible que en unas especies como los hámsters el crecimiento, la reproducción y el recambio generacional se completen en dos años, mientras que en otras como algunas tortugas puedan llegar a los doscientos? Una posible respuesta es que exista un centro de control en alguna parte del cerebro que regule el ciclo vital de las especies y que orqueste el envejecimiento coordinado de las distintas partes del cuerpo.

En estudios anteriores, los investigadores de la Escuela de Medicina Albert Einstein se habían centrado en los efectos de la inflamación en el cerebro. La inflamación, en medicina, no se refiere únicamente a la reacción aguda de hinchazón, enrojecimiento y dolor que se produce, por ejemplo, en la zona de una herida. Se refiere también a una reacción menos visible pero más persistente en que el sistema inmunitario trata de proteger al cuerpo de agresiones pero acaba causando más daños de los que evita. La inflamación crónica, favorecida por agresiones como el exceso de calorías en la dieta o los tóxicos del tabaco, aumenta el riesgo de enfermedades asociadas al envejecimiento como las cardiovasculares, el alzhéimer, la diabetes tipo 2 o algunos cánceres.

Cai y su equipo habían descubierto que la inflamación afecta al hipotálamo y que esto, a su vez, aumenta el riesgo de síndrome metabólico –una combinación de trastornos que suele incluir hipertensión, exceso de grasa abdominal, exceso de colesterol y mal control del azúcar en la sangre, todos ellos factores de riesgo cardiovascular que suelen aumentar con la edad-.

Al analizar qué ocurre exactamente en el hipotálamo cuando recibe señales de inflamación, los investigadores han identificado ahora las proteínas NF-KB como piezas clave de la trama. Estas proteínas, descubiertas hace 27 años, son estrellas emergentes de la biología molecular. Con múltiples funciones en el organismo, están involucradas en un elevado número de cánceres, en enfermedades autoinmunes y en la defensa ante infecciones, radiaciones o radicales libres.

En el hipotálamo, los experimentos de Cai y su equipo han demostrado que la inflamación provoca un aumento de NK-KB, lo cual acelera el envejecimiento. “Los ratones mostraron una pérdida de fuerza muscular, de grosor de la piel y de capacidad de aprendizaje”, explica Cai. “Exhibieron un envejecimiento sistémico que acortó sus vidas”.

En cambio, bloquear la actividad de NF-KB en el hipotálamo tuvo el efecto contrario: frenó el envejecimiento y alargó la vida de los ratones en un 20%.

En experimentos posteriores, los investigadores demostraron que NF-KB ejerce su acción sobre el envejecimiento a través de la hormona GnRH (nombre completo: hormona liberadora de gonadotropina). Estas dos sustancias se regulan entre ellas como un balancín: cuando NF-KB sube, GnRH baja y viceversa.

Los investigadores comprobaron que el descenso de GnRH en el hipotálamo acelera el envejecimiento. Pero, en uno de los resultados más espectaculares de la investigación, los animales a los que se administró la hormona en el hipotálamo dejaron de perder neuronas con la edad y mantuvieron intacta su capacidad de aprendizaje.

La GnRH, por otra parte, juega un papel central en la reproducción. De ella dependen, por ejemplo, la regulación del ciclo menstrual en mujeres y la formación de espermatozoides en hombres. Al relacionar el envejecimiento con la GnRH, los investigadores proponen así un mecanismo para explicar cómo se regula el ciclo vital de las especies, desde los dos años de los hámsters a los doscientos de algunas tortugas.

Son resultados “muy interesantes”, destaca Manuel Serrano, investigador del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) en Madrid. Aunque “la relación entre inflamación y envejecimiento era conocida”, recuerda, la gran novedad “es que sea a través del hipotálamo”.

En esta misma línea, los investigadores Dana Gabuzda y Bruce Yankner, de la Escuela de Medicina de Harvard (EE.UU.) escriben en Nature que la conclusión de que “el envejecimiento por inflamación se debe a la integración de respuestas inmunitarias y hormonales en el hipotálamo es un nuevo paradigma”.

Al margen del avance teórico que suponen para la ciencia del envejecimiento, los nuevos resultados también abren la vía a aplicaciones prácticas. “Es fascinante que sea posible actuar sobre el hipotálamo para frenar el envejecimiento y aumentar la longevidad”, declara Cai. Para conseguirlo, “tenemos dos estrategias potenciales”.

Una opción sería explorar una terapia hormonal para restaurar los niveles de GnRH en el hipotálamo. La otra, buscar una terapia inmunitaria para inhibir la reacción de inflamación que eleva la cantidad de NF-KB. A la espera de que se desarrollen fármacos eficaces y seguros para conseguir este objetivo, señala Cai, la inflamación crónica se puede mantener a raya con un estilo de vida saludable que evite el exceso de calorías en la dieta y otras agresiones ambientales.

El cerebro decide cuánto vivirás.

El secreto de la vida cumple 60 años

El 25 de abril de 1953, los científicos James Watson y Francis Crick describían en la revista Nature la estructura de la molécula del ADN

REUTERS
Watson y Crick muestran la estructura del ADN en una imagen de archivo

Son solo tres letras, pero encierran en ellas el secreto de la vida: ADN. Hace hoy 60 años, el 25 de abril de 1953, la revista Nature publicaba tres cortos artículos científicos que resumían uno de los mayores descubrimientos científicos de la Historia y que ponían las bases de la biología y la genética modernas. En uno de ellos, el biólogo James Watson y el físico Francis Crick describían el modelo de doble hélice del ácido desoxirribonucléico, la molécula de la vida.

El anuncio se había hecho en realidad semanas antes en un menos académico, el pub Eagle de Cambridge, cuando Watson entró en el local a la hora del almuerzo y anunciaba a su compañero: «Hemos descubierto el secreto de la vida». Lo habían logrado en el laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge y su logro ha supuesto una auténtica revolución que ha permitido importantes avances en el campo de la biología y la medicina. Ahora sabemos mucho mejor de qué pasta estamos hechos.

Crick y Watson

Los dos científicos no se quedaron ahí. El hallazgo supuso el comienzo de un ambicioso proyecto conjunto: la localización de los diferentes genes en sus cromosomas respectivos, con el objetivo de detectar anomalías genéticas precoces. Nueve años después, su trabajo era recompensado con el Nobel de Fisiología y Medicina, otorgado por sus descubrimientos en relación con la estructura molecular de los ácidos nucleicos y su significación para la transmisión de la información en la materia viva.

En el hallazgo no se puede olvidar a la científica Rosalind Franklin quien, junto a su colega Maurice Wilkins, sugería una estructura helicoidal apoyada en datos obtenidos por difracción de rayos X.

El secreto de la vida cumple 60 años – ABC.es.

Los diez protagonistas de la ciencia en 2012 – ABC.es

El director del CERN, el responsable del aterrizaje del Curiosity en Marte o el funcionario condenado por no prever un terremoto en Italia, elegidos por la revista Nature como las principales personalidades del año

La revista científica Nature publica, por segundo año consecutivo, su particular «top ten» con los protagonistas -nueve científicos y un funcionario- que han marcado el mundo de la cienciadurante el año. En el listado de 2012, que pretende recordar las historias humanas detrás de la investigación, se encuentran los responsables de grandes hazañas científicas bien conocidas, como Rolf-Dieter Heuer, director general del CERN y encargado de dar a conocer al mundo el descubrimiento del escurridizo bosón de Higgs, o Adam Steltzer, el ingeniero de la NASA responsable de que el Curiosity no se estrellara contra la superficie de Marte durante su aterrizaje. Pero la revista también ha querido rendir homenaje a otros nombres cuyos logros son mucho menos conocidos, pero que, de alguna manera, han cambiado el conocimiento o la forma en la que éste se consigue o se comparte. El caso más dramático es el del funcionario italiano Bernardo de Bernardis, condenado por no prever el terremoto de la ciudad de L’Aquila en 2009.

Rolf-Dieter Heuer, el «diplomático» del bosón de Higgs

La detección del bosón de Higgs anunciada el pasado 4 de julio ha sido el descubrimiento del año, quizás incluso de la década. Rolf-Dieter Heuer, director general del CERN, el laboratorio de física de partículas ubicado cerca de Ginebra, en Suiza, ha tenido el control presupuestario del LHC, el gran acelerador que generó el Higgs, la elusiva partícula que da masa a las demás, chocando protones entre sí a altísimas energías. Nature valora la mano izquierda y la capacidad de diplomacia de Heuer, quien, a pesar de las fuertes presiones -los rumores de que la partícula había sido hallada no hacían más que crecer- supo comprender las precauciones de los físicos responsables de analizar los datos, que querían estar bien seguros antes de anunciar ningún hallazgo, y esperó a que los investigadores estuvieran de acuerdo en hacerlos públicos. Durante el anuncio del Higgs solo aparece una vez la palabra «descubrimiento» y es de la boca de Heuer.

Cynthia Rosenzweig, la guardiana de Nueva York

Nueva York no olvidará la tormenta Sandy, que inundó los vecindarios más cercanos a la costa, destrozó hogares, anegó el metro y dejó a millones de personas sin electricidad. Rosenzweig ya había previsto que algo así podría suceder doce años antes, como parte de una evaluación realizada para el gobierno de EE.UU. sobre el cambio climático. Gracias a ese trabajo, dice Nature, la ciudad de Nueva York ha incorporado programas de adaptación al cambio climático en sus iniciativas a largo plazo, lo que incluye la mejora de las reglas de construcción o la creación de zonas de seguridad para evitar inundaciones.

Adam Steltzner, responsable del aterrizaje del Curiosity

Cuando el rover Curiosity atravesaba la atmósfera marciana el 5 de agosto a gran velocidad, ningún hombre en la Tierra estaba tan preocupado como Adam Stelzner, el ingeniero que dirigió el equipo encargado del aterrizaje del vehículo de la NASA. No era para menos, durante siete minutos «de terror», el Curiosity efectuó una cadena de arriesgadas maniobras que nunca habían sido ensayadas y en las que no cabía el mínimo error. Sin embargo, consiguió aterrizar donde estaba previsto, en el cráter Gale, para comenzar la misión más ambiciosa realizada jamás en Marte.

Cédric Blanpain, el rastreador de células

El equipo del biólogo Cédric Blanpain, de la Universidad Libre de Bruselas (Bélgica), identificó un subgrupo de células en tumores de ratones que parecen ser responsables de las recidivas o recurrencias. Estos hallazgos arrojan nueva luz sobre el controvertido tema de si las células madre del cáncer existen en los tumores y pueden tener implicaciones para futuras terapias.

Elizabeth Iorns, a favor del método científico

Motivada por una experiencia personal -recibió duros ataques al tratar de advertir y demostrar que un estudio elaborado por terceros tenía fallos-, la genetista Elizabeth Iorns fundó en agosto la Reproducibility Iniciative en Palo Alto (California), que permite a los autores exponer sus estudios para ser repetidos por sus colegas de forma desinteresada. Si la investigación es replicada, las conclusiones aparecen en la revista científica PLoS ONE con un enlace al estudio original.

Jun Wang, el dueño del genoma

Jun Wang, de tan solo 34 años, lidera el Instituto Chino de Investigación (BGI), el mayor secuenciador de genomas de todo el mundo. El BGI se creó en 1999 para dar respaldo al Proyecto Genoma Humano. Cuando fue creado, tenía el 1% de la capacidad para secuenciar genomas existente en el mundo, ahora tiene el 50%. Trabaja con 10.000 colaboradores de universidades y compañías farmacéuticas y agrícolas, y es capaz de comprar a otras empresas del mismo campo. Su ambición casi imposible: secuenciar el genoma de cada organismo en el planeta. Tiene un importante papel en la secuenciación de 10.000 vertebrados, 5.000 insectos y otros artrópodos y más de mil pájaros, algunos de ellos extintos.

Jo Handelsman, la detective de los prejuicios

La microbióloga de la Universidad de Yale ha realizado un experimento que pone de manifiesto los prejuicios sexuales en el mundo científico. Asegura que tanto hombres como mujeres tienden a aplicar sueldos menores a los curriculum profesionales de las aspirantes femeninas. Handelsman envió a más de cien científicos el mismo C.V. de un supuesto estudiante que buscaba trabajo en un laboratorio, y les pidió que evaluaran qué salario merecía. La única diferencia es que en algunos casos el estudiante se llamaba «John» y en otros «Jennifer». Los investigadores se mostraban mayoritariamente más interesados en «John» y le ofrecían un salario superior.

Tim Gowers, el matemático activista

Tim Gowers, matemático de la Universidad de Cambridge y ganador de la medalla Fields (el más alto honor de las matemáticas), inició su propia cruzada contra Elsevier, el gigante de publicaciones académicas con sede en Amsterdam. Gowers cree que las prácticas de la compañía obstaculizan la difusión de la investigación (precios altos, obligar a las bibliotecas a comprar revistas que no quieren para poder acceder a las más famosas, etc). Más de 13.000 investigadores de todo el mundo, muchos de ellos también matemáticos, se han unido a él y han hecho la promesa pública de no tener nada que ver con la editorial, entre cuyas revistas de alto impacto se encuentra The Lancet.

Bernardo de Bernardinis, condenado por no «prever» un terremoto

La madrugada del 6 de abril de 2009, un terremoto de 6,3 grados en la escala de Richter mató a 309 personas e hirió a 1.500 en la ciudad de L’Aquila, en el centro de Italia. Una semana antes, la Comisión de Grandes Riesgos -formada por científicos expertos en seísmos- había dicho que no existía un peligro concreto. Así lo comunicó Bernardo de Bernardinis, entonces subdirector técnico de Protección Civil. Él y los sismólogos expertos fueron condenados a prisión por ello, por no «prever» el terremoto, algo que la comunidad científica considera imposible. A la espera del resultado de su apelación, Bernardinis se sigue considerando inocente.

Ron Fouchier, el rastredor de la gripe aviar

Los diez protagonistas de la ciencia en 2012 – ABC.es.Ron Fouchier, del Erasmus Medical Center (Países Bajos), descubrió que cinco mutaciones en la cepa de un virus de gripe aviar H5N1 son suficientes para conferirle la capacidad de transmitirse en hurones por vía aérea. Estos hallazgos, publicados de forma íntegra en la revista «Science», subrayan el riesgo de que un virus similar transmisible podría evolucionar de forma natural y causar una pandemia humana. El estudio puede ayudar a desarrollar un sistema mundial de biovigilancia de la gripe y nuevos medicamentos y vacunas.

Las proteínas hechas a medida: Nature News & Comment

La estructura 3-dimensional de una proteína está estrechamente relacionado con su función. PASIEKA/ SCIENCE PHOTO LIBRARY

Los investigadores diseñan proteínas desde cero con estructuras predecibles. Jessica Marshall

Las proteínas son un enorme logro molecular: cadenas de aminoácidos que se pliegan espontáneamente en una conformación precisa, una y otra vez, optimizada por la evolución de su función particular. Sin embargo, dado el número de contorsiones exponencialmente posibles para cualquier cadena de aminoácidos, ha sido una tarea desalentadora averiguar qué estructura tendrá una secuencia.

Ahora, los investigadores informan de que se puede hacer precisamente eso. Al seguir un conjunto de reglas que se describen en un artículo publicado en Nature hoy¹, un equipo de laboratorio, el de David Baker, de la Universidad de Washington en Seattle, ha diseñado desde cero cinco proteínas que se pliegan de forma fiable en conformaciones predichas. En una prueba a ciegas, el equipo demostró que las proteínas sintetizadas aparecieron de acuerdo con las estructuras predichas.

«Realmente no hay un solo ejemplo anterior de una proteína que ha sido diseñada a partir de cero: eso es Top7 con lo hemos diseñado hace 10 años²«, dijo Baker, biólogo estructural por computadoras.»Top7 era una especie de caso único», dice. En el nuevo trabajo, el equipo presenta un enfoque generalizado. «Lo que tenemos ahora es un conjunto flexible de bloques de construcción para un montaje a nanoescala», dice Jeremy Inglaterra, un biofísico molecular del Instituto de Tecnología de Massachusetts en Cambridge, que no participó en el trabajo.

Reglas de flexión

El trabajo fue encabezado por el equipo del matrimonio Nobuyasu Koga y Rie Tatsumi-Koga, ingenieros de proteínas del grupo de Baker. Después de observar la columna vertebral de las estructuras de miles de proteínas, desarrollaron algunas reglas intuitivas que querían probar. Las cadenas de proteínas forman típicamente hélices y otras estructuras secundarias clásicas que a su vez se pliegan en la forma final de la proteína. El equipo se dio cuenta de que estas estructuras se podrían hacer girar en un sentido o en otro en función de la longitud de los bucles que los conectan. Al elegir las longitudes de secuencia adecuadas entre estos bloques de construcción, el equipo pudo predecir en qué dirección iban a plegarse. Utilizando estos criterios y otros adicionales, el equipo desarrolló una serie de secuencias de plegamientos candidatos diseñadas para cada una de las cinco estructuras.

Ellos investigado estas secuencias utilizando un programa del grupo Rosetta@home, que utiliza la energía de sus ordenadores personales para ejecutar simulaciones de plegamiento de proteínas. Los voluntarios del Rosetta realizan el test de plegamiento cada secuencia cientos de miles de veces. Aproximadamente el 10% de las secuencias se habían predicho como estructuras que eran estables y se emparejaron como el equipo predijo. Entre las secuencias ganadoras no se han encontrado proteínas naturales conocidas.

Proteínas platónicas

El equipo sintetizó estas proteínas y las envió a Gaetano Montelione de la Universidad de Rutgers en Piscataway, en Nueva Jersey, que determinó las estructuras de las proteínas por resonancia magnética nuclear (RMN) sin haber visto las estructuras predichas. Luego compararon las dos versiones. «Es notable lo bien que ajustan las estructuras previstas de acuerdo con las estructuras de RMN de alta calidad», dice Montelione.

Las proteínas de Baker son en cierto sentido «ideales platónicos», dice: un eje central sencillo construído con todos los aminoácidos optimizados para doblarse en la estructura prescrita y estable. De esta manera se diferencian de las proteínas naturales, cuyas estructuras plegadas representan un compromiso entre los requisitos contrapuestos de una función óptima de plegado y los biológicos, que conducen a «frustrar» partes de la secuencia que puede ser esenciales para la función pero están desestabilizando la red. Como prueba de su estabilidad, las proteínas diseñadas funden a aproximadamente 100ºC, dice Koga, en comparación con los 40-50°C de una proteína natural.

Koga y Tatsumi-Koga confesaron que la competencia marital es el combustible de su trabajo. Hasta el momento, Tatsumi-Koga está ganando. Ella diseñó tres de las cinco proteínas que aparecen en el documento, dice Koga.

Uno podría preguntarse cómo el diseño de una nueva proteína de la nada podría ser mejor que empezar con las proteínas naturales, dada la ventaja que la naturaleza tiene en la evolución de las funciones efectivas y conformaciones estables. De hecho, la evolución ha perfeccionado la estructura de muchas proteínas de manera tan precisa que puede ser difícil conseguir que su columna vertebral cambie a a otra conformación para dar cabida a una nueva función, dice Baker. «Este estudio ofrece la oportunidad de diseñar la estructura y función al mismo tiempo», dice Baker. «En lugar de tomar un andamio ya existente, ahora usted puede diseñar una columna vertebral a fin de conseguir exactamente la función que desea llevar a cabo». Ese será el siguiente paso: la función a incorporar en los diseños. Nature  doi : 10.1038/nature.2012.11767

References

1. Koga, N. et al. Nature 491, 222–229 (2012).

2. Kuhlman, B. et al. 
Science 302, 1364–1368 (2003).

Las proteínas hecho a la medida: Nature News & Comment.