domingo, 10 de agosto de 2008

APUNTES SOBRE CIENCIA Y TECNOLOGÍA (Aportaciones novedosas - Fuente principal: "The Economist")

Cáncer y Células Madre (Septiembre de 2008)
Aunque durante las últimas décadas se han logrado avances significativos en la prevención y tratamiento del cáncer, ésta enfermedad continua siendo temida por la población general. Ya han transcurrido 37 años desde que el expresidente de los EE.UU. Richard Nixon declarara una guerra abierta facilitando recursos para combatirla. Desde entonces se han producido progresos en la comprensión de sus causas (el consumo de tabaco, por ejemplo), en las implicaciones de mutaciones genéticas, así como en la forma en que los tumores crecen y se diseminan. Resulta además evidente que las neoplasias tienen características comunes, pero al mismo tiempo hay muchas variedades así como matices individuales que dependen del paciente y requieren estrategias terapéuticas individualizadas.
Hoy en día hay evidencias de que una parte de la población celular que crece anárquicamente son células madre tumorales. Es su descendencia (células hijas) la que va creciendo infiltrando estructuras adyacentes, de una forma equiparable a lo que hacen las células madre para producir un tejido normal. Si esto llegase a comprobarse, hipotéticamente sería concebible erradicar las células madre tumorales con la consiguiente involución de una determinada neoplasia, y con el mismo razonamiento, si las metástasis a distancia fuesen también células madre tumorales, podría igualmente lograrse su erradicación.
Estos descubrimientos no son suficientes para poder hablar de curación pero significan un progreso en el camino de diseñar una terapia más efectiva que las disponibles. Por ejemplo, existen indicios de que las células madre tumorales son menos vulnerables a la radioterapia ya que los mecanismos para reparar el ADN son más eficientes. Se podría por tanto utilizar simultáneamente medicamentos que inhiban la reparación del ADN. No es tarea fácil porque seria necesario desarrollar medicamentes para lograr ese objetivo sin dañar los tejidos sanos. Como se ve, la profundización en el estudio de las células madre cancerosas resulta esencial y prometedora.
Hasta hace unos años, no se establecía distinción alguna entre la población de células tumorales. El objetivo de la terapia era eliminar todas las células (cirugía, radioterapia y quimioterapia en combinaciones diversas). Es posible que con este nuevo enfoque lo que habrá que hacer es atacar selectivamente la población de células madre tumorales que, incidentalmente, son minoritarias. Cabe advertir que no todos los oncólogos aceptan esta manera de ver las cosas, aunque hay evidencia de que con el tiempo, cada vez cuenta con más adeptos.
Los primeros en demostrar experimentalmente este novedoso enfoque fueron dos investigadores de la Universidad de Toronto utilizando como modelo una modalidad de cáncer hematopoyético (la leucemia mieloide aguda), identificando anticuerpos de superficie como marcadores de las células madre y logrando comprobar que sólo ese tipo de células, y no las otras, eran capaces de crecer al inocularlas a ratones. Años más tarde, un grupo de la Universidad de Michigan utilizó un procedimiento similar para identificar las células madre en cáncer mamario, con resultados similares. A partir de ahí, hoy por hoy, ya se han identificado células madre tumorales en un buen número de tumores diversos. Tómese en cuenta la implicación en el campo de la investigación oncológica; hasta ahora las muestras de un tumor determinado para estudio biológico se efectuaban obteniendo muestras representativas de la población celular total de la neoplasia, sin tomar en cuenta esta dualidad, es más, no olvidar que las células madre tumorales son minoritarias.
El diseño de maneras de comprobar cual es el significado práctico de este enfoque se ha iniciado, con adecuaciones y matices diversos, en el tratamiento del glioblastoma multiforme cerebral. Podríamos concluir diciendo que existen fundadas razones para continuar explorando el valor de estos prometedores hallazgos.
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Energía Solar. Brillar en la oscuridad. (Agosto 2008)
En el mundo vegetal, las plantas absorben luz solar, producen energía, consumen dióxido de carbono y exhalan oxigeno. Constituye un modelo difícil de reproducir pero que ha servido de inspiración para intentar mejorar el rendimiento de la energía solar fotovoltaica. Al ponerse el sol durante la noche se acaba la fuente de esa energía solar y es conocido que almacenar la electricidad producida puede resultar caro e ineficiente. Para lograr la máxima eficacia se requeriría acumular energía de otra manera para uso continuo. Investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) han encontrado un cóctel químico que puede resolver esa limitación.
Haciendo pasar una débil corriente eléctrica a través de una solución acuosa de cobalto y fosfatos mediante un electrodo de vidrio, puede fracturarse la molécula de agua y forzar al oxigeno a burbujear hacia la superficie. Los protones liberados del oxígeno migran hacia un segundo electrodo de platino y se incorporan al hidrógeno. Aunque en apariencia el proceso sea sencillo, no lo es en la práctica. Cuando se utiliza suficiente electricidad ya hay formas de fracturar el agua. El problema está en que la energía consumida excede a la que a fin de cuentas el hidrógeno puede generar. Los científicos ya habían ensayado agregar químicos para reducir la cantidad de electricidad requerida pero hasta ahora los ingredientes eran raros y costosos. Con la utilización de cobalto y fosfatos puede obtenerse hidrógeno directamente de celdas solares con un coste menor.
Se propone separar el oxígeno y el hidrógeno del agua durante el día, con el remanente de la electricidad generada por placas solares que no se necesite en ese momento para otra cosa. Durante la noche el hidrógeno podría emplearse para generar energía adicional. El proceso es similar a como funcionan las plantas. Cuando no requieren consumir energía de inmediato, la transforman en azucares y lo almacenan. Cuando hay demanda de energía, el azúcar se utiliza para generarla independientemente de que haya o no haya sol. Habrá que esperar varios años para valorar el potencial comercial de esta interesante propuesta.
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XVII Conferencia Internacional sobre SIDA. Terreno ganado y perdido (Agosto 2008)
Se dió a conocer el monto del Plan de Emergencia (PEPFAR) firmado por el presidente Bush para los próximos 5 años, por un total de 39 billones de dólares, duplicando con creces lo asignado durante el quinquenio anterior.
Las Naciones Unidas confirmaron que se ha producido globalmente un moderado descenso de la tasa de muerte por SIDA: de 2,2 millones en el año 2005 (la tasa más elevada) ha descendido a 2 millones según consta en el informe de fines de julio de 2008. En buena medida, ello es el producto de las disponibilidad de medicamentos en paises más pobres y en la mejora de las medidas profilácticas. En cuanto a la disponibilidad de medicamentos se pretende ponerlos a disposición a todos aquellos que lo requieran para el año 2010 (¿será posible?).
Se presentaron los resultados de nuevas formas de prevención: microbicidas (sustancias de aplicación vaginal para reducir el riesgo de enfermedades de transmisión sexual), profilaxis de infecciones herpéticas o promover la utilización del diafragma vaginal. Naturalmente el uso de preservativos, se enfatizó de nuevo y se discutió la conveniencia de la circuncisión como una manera efectiva de aminorar el riesgo de contamibación. Por lo visto el virus del SIDA tiene particular apetencia por células que se encuentran en abundancia en la piel del prepucio. A la vez se plantearon formulas para hacer variar los patrones de conducta promiscua, aunque ésta cuestión es mucho más compleja, en especial en la población africana.
El tema de la vacuna resulto poco alentador y se piensa que en el futuro debería promoverse el abandono temporal de los ensayos clínicos y utilizar esos recursos en ciencias básicas.
El problema del tratamiento continua siendo el siguiente: una vez mitigada o detenida la replicación del virus del SIDA con medicación antiretroviral, el paciente queda expuesto a infecciones oportunistas, especialmente la tuberculosis. Quiere decir que los pacientes con SIDA requieren de una supervisión, no sólo eficaz, sino permanente durante toda la vida. Todo aquello que permita utilizar terapia retroviral combinada de una forma precoz, disminuye el riesgo de diseminación de la enfermedad. Hay quienes incluso preconizan el tratamiento preventivo en grupos de riesgo, aunque aún no se conocen los resultados de los ensayor clínicos en esta materia.
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Nuevos materiales de origen animal. (Julio 2008)
El reino animal no constituye una fuente habitual de nuevos materiales. Hay excepciones, como la seda de araña que es más fuerte que el acero, y se está utilizando en la confección de chaquetas a prueba de balas.
Dos investigadores de la Universidad de California, están estudiando mandíbulas de un gusano depredador (ragworm en inglés) que habita estuarios, pantanos y playas arenosas y que es utilizado por los pescadores como carnada. En ausencia de una traducción literal al español, equivale a un gusano de arena o de pantano. En su extremidad cefálica bulbosa y de color azulado, se encuentran ganchos curvos que utilizan para la captura y trituración de pequeños crustáceos.
Los ecologistas, en la búsqueda de tóxicos, encontraron que en las mandíbulas de estos gusanos hay cantidades considerables de zinc, como una etapa para deshacerse de ese metal que puede ser tóxico. Cuando fue encontrado en ragworms de agua dulce, se perdió interés.
Posteriormente se comprobó que esos ganchos mandibulares son más duros que el aluminio y no están altamente mineralizados como es el caso del hueso, los dientes o la cáscara de los crustáceos. En vez de una matriz proteica conteniendo cristales de sales inorgánicas insolubles (carbonato o fosfato de calcio), en el caso que nos ocupa se encontró una mezcla de proteína rica en histidina y iones de zinc. La resultante es un material muy fuerte y liviano, por tanto, particularmente atractivo en ingeniería aeronáutica. Se espera ahora ver si es posible producir cantidades apreciables de esa mezcla y probar si es susceptible de moldearse para ser aplicable como elementos estructurales. Si prospera esta iniciativa, en un futuro podríamos tener “gusanos volando”.
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Terapia génica para mejorar el rendimiento en competencias deportivas. (Agosto 2.008)
La terapia génica se fundamenta en la introducción en el organismo de copias extras de un determinado gen. Estas copias, también conocidas como transgenes están siendo probadas en más de 1300 ensayos clínicos con enfermedades diversas y aunque los resultados han sido por ahora exiguos, se considera un campo prometedor.
Para los deportistas, el primer lugar lo ocupa el gen que controla la producción de la eritropoyetina (EPO). Se utiliza para incrementar la producción de glóbulos rojos y mejorar el rendimiento de atletas que participan en competiciones de larga duración y esfuerzo, como es el caso de los ciclistas. El empleo de este tipo de drogas es ilegal y es posible distinguir con pruebas de laboratorio apropiadas, la diferencia entre la eritropoyetina sintética y la hormona natural. Se presume que la diferencia no será detectable cuando se utilice la terapia génica.
Ya se ha probado el Repoxigen, un producto que contiene el gen para producción de EPO, con la particularidad de que solo libera hormona cuando el organismo del atleta experimenta falta de oxigeno.
Hay otras sustancias que son potencialmente susceptibles de terapia génica (el factor del crecimiento del endotelio vascular, el factor de crecimiento IGF-1, el PPAR-delta, etc.). También se ensayan los que controlan la producción de endorfinas y de esa forma mitigan la percepción del dolor.
La Agencia Mundial Antidoping (WADA) está al tanto de todo ello y ha destinado ingentes recursos para poder detectar las diferencias entre los productos “naturales” y los resultantes de “terapia génica”, o en su defecto, identificar trazas del vector utilizado para que los transgenes lleguen al su destino y cumplir su cometido.
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Enfermedad de Alzheimer. (Agosto 2.008)
Es una enfermedad neurodegenerativa que cursa con deterioro cognitivo y trastornos conductuales. Se desconoce un tratamiento efectivo.
En el Congreso sobre esta enfermedad que tuvo lugar en Julio-2008 en Chicago, un grupo de investigadores de la Universidad de Western Ontario presentó evidencias de que las placas que se depositan el cerebro pueden identificarse mediante Resonancia Magnética. Representa una novedad, ya que hasta ahora, la distinción de los cambios estructurales entre Enfermedad de Alzheimer y otras demencias seniles sólo eran posibles mediante estudio postmortem. En ese mismo evento se anunciaron progresos en las bases genéticas de la enfermedad confirmándose que hay alteraciones en al menos 70 genes. Ambas aportaciones pueden tener aplicaciones: la primera, para el diagnóstico más temprano de la enfermedad y la segunda sirviendo de base para nuevas terapias.
No hubo acuerdo sobre la naturaleza y el sitio preciso en donde se origina el material que se deposita. Desde hace años se presumía que se trataba de una proteína conocida como beta amiloide, ubicada entre las células nerviosas. Las diferentes terapias ensayadas se basaban en esta interpretación y hasta ahora no han demostrado su eficiencia. En cambio, hay quienes consideran que el daño estructural tiene lugar dentro de las neuronas como resultado de la conversión de otra proteína (TAU) formado verdaderas “marañas” causantes de la enfermedad. Hay un medicamento similar al azul de metileno que disuelve esta proteína, inclusive in vitro (en tubos de ensayo). Es posible que ambos mecanismos estén implicados y en consecuencia podría terminarse aplicando un tratamiento combinado.

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Control del apetito. Hormonas que influencian la sensibilidad de las papilas gustativas al azúcar. (Julio 2008)

La percepción gustativa placentera de una sustancia dulce no es fortuita ya que está vinculada a la regulación de las necesidades nutritivas. Experimentación en animales de laboratorio y en humanos han identificado dos hormonas que influyen en la percepción de sustancias dulces que regulan la ingesta de azúcar al margen de la sensación de saciedad modulada por el cerebro.

Los estudios en ratones revelan que la hormona GLP1 (glucagon-like peptide-1)) se produce en las células intestinales como respuesta a la acción del azúcar y grasas. A su vez la hormona actúa sobre el páncreas y el cerebro regulando los niveles de glucosa en sangre y la sensación de saciedad, señalizando cuando debe detenerse la ingesta de alimentos. Tanto la hormona, como su molécula receptora se encuentran en las papilas gustativas.

Los estudios en humanos se fundamentaron en los niveles de leptina, otra hormona que regula el metabolismo y el apetito; estos fluctúan en un ciclo de 24 horas, llegando a ser más bajos durante la mañana y más altos en la noche. En voluntarios se comprobó que la sensibilidad gustativa a los dulces es mayor cuando los niveles de leptina son menores, en contraste con lo que ocurre cuando el nivel sube.

No se conoce aún que repercusión pudieran tener estos hallazgos en la búsqueda de una forma de reducir la ingesta calórica que explique el porque apetece tanto agregar montones de azúcar a los cereales del desayuno.

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Nutrición cognitiva. (Julio 2008)

Fernándo Gómez-Pinilla, profesor de neurocirugía y de ciencias fisiológicas de la Universidad de California, Los Ángeles, está persuadido de que con cambios apropiados en la dieta pueden mejorarse las habilidades cognitivas, proteger el cerebro y mitigar los efectos del envejecimiento. Esta afirmación se basa en su experiencia y en la recopilación de 160 estudios sobre los efectos de los alimentos en el cerebro. Se llega al caso de alimentos cuyo efecto es tan profundo sobre la salud mental de algunos países, que podrían equipararse al de un agente farmacológico.

- Los suplementos del acido fólico, inclusive aquellos que utilizan las embarazadas, pueden ayudar en el declive cognitivo propio de individuos entre los 50 y 70 años de edad.

- Los antioxidantes como la vitamina E contenida en aceites vegetales, nueces, y vegetales de hojas verdes se han vinculado (en ratones), con la mejora de la memoria retentiva en edades avanzadas e inclusive con la prolongación de la vida.

- Dietas ricas en arándano tienen un fuerte efecto antioxidante y en particular los polifenoles que contienen, han demostrado en roedores, un incremento de la capacidad de aprendizaje y de la memoria retentiva.

- El polifenol curcumina también ha demostrado propiedades protectoras. Podría no sólo ser una coincidencia, que en la India, en donde se consumen cantidades importantes de este polifenol, la enfermedad de Alzheimer tenga una prevalencia comparativamente más baja.

A pesar de que no se conoce con precisión como actúan los antioxidantes, se presume que protegen las membranas sinápticas. El Omega-3 por ejemplo, provee membranas en sinapsis mediante un incremento de la capacidad de transportar señales (“fluidez”) a la vez que facilita su transformación ("plasticidad"). Estas dos variables tienen particular relevancia en el proceso de la memoria.

El Omega-3 se encuentra principalmente en pescado aceitoso como el salmón, en nueces y en kiwis. Se ha encontrado una correlación negativa entre la costumbre que un determinado país tiene de consumir pescado, y los niveles clínicos de depresión. En cambio se he comprobado en varios estudios que dietas ricas en ácidos grasos trans y ácidos grasos saturados, como los que se encuentran en alimentos fritos y en la mantequilla, tienen un efecto negativo en la capacidad cognitiva (particularmente en roedores). La incorporación en la dieta de niños de los diversos tipos de Omega-3, muy probablemente mejoran el rendimiento académico y el comportamiento escolar (incluidos la dislexia, el déficit de atención y la capacidad de coordinación).

En conclusión: alimentarse bien es clave para que el cerebro funcione bien, pero no se debe comer en exceso; ello condiciona un stress oxidativo y se corre el riesgo de perder lo logrado con los antioxidantes.

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¿Porqué el SIDA es prevalerte en África? (Julio 2008)

La pregunta es relevante porque en África residen dos tercios de la población infectada por el virus. Es además controversial, porque algunas de las explicaciones se han vinculado al comportamiento de una población de raza negra y por tanto se corre el riesgo de connotaciones racistas. En el sentido más amplio se han propuesto tres explicaciones:

1ª. Si el SIDA comenzó en África, ha habido más tiempo para contagiar a más gente.

2ª. La poligamia, formal e informal, es más común en ese continente, y

3ª Existe una mayor susceptibilidad a la enfermedad y muy posiblemente ésta sea la variable más importante.

Investigaciones realizadas en el Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Texas, en San Antonio, han identificado una variante genética común en el África que condiciona que la población sea más susceptible a la infección y además hace que a partir del momento de la contaminación, permanezcan más tiempo libres de síntomas facilitando el contagio de la enfermedad, sin saberlo.

La variación genética reside en un gen llamado DARC (Duffy antigen receptor for chemokines). La mutación no pudo estudiarse en nativos africanos por disponer de una muestra poblacional con un control inadecuado. Pero en cambio se pudo investigar en un grupo de norteamericanos de la Fuerza Aérea, algunos descendientes de africanos, quienes participaron en un estudio durante 22 años.

Se confirmó la significación de esta mutación al encontrar que infectados con el virus del SIDA, que tenían en ausencia del receptor Duffy en la superficie de sus glóbulos rojos, tenían mayor probabilidad de manifestar más tardíamente los primeros síntomas de la enfermedad. Otra cuestión es porqué una mutación con consecuencias tan deletéreas se ha extendido tanto. Se presume que una variante del DARC sirvió en el pasado para impedir la infección con Plasmodium falciparum, causante de la variedad más grave de paludismo. El parásito logró escapar a ese control, y al mantenerse esa tara genética, ha sido explotada por el virus del SIDA.

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