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Ciencia Fresca

La ciencia no deja de asombrarnos con nuevos descubrimientos insospechados cada semana. En el podcast Ciencia Fresca, Jorge Laborda Fernández y Ángel Rodríguez Lozano discuten con amenidad y, al mismo tiempo, con profundidad, las noticias científicas más interesantes de los últimos días en diversas áreas de la ciencia. Un podcast que habla de la ciencia más fresca con una buena dosis de frescura.

Fármacos antimalaria. Rayos cósmicos. Morfogénesis. Niño neandertal.

Malaria, rayos cósmicos, morfogénesis y el niño neandertal - Ciencia Fresca podcast - CienciaEs.com

Nuevos fármacos antimalaria.

Aunque últimamente las enfermedades raras aparecen con relativa frecuencia en los medios de comunicación por ser muchas de ellas enfermedades olvidadas por la investigación científica, existen enfermedades muy comunes en el mundo, que matan a muchas personas cada año, para las que tampoco existe cura. Una de estas enfermedades es la malaria.

La malaria está causada por parásitos del género Plasmodium, en particular por el Plamodium falciparum. En 2015, se estimó que había 296 millones de casos de malaria en el mundo, que causaron 731.000 muertes. El 90% o más de esas muertes sucedieron en África, y prácticamente las restantes en Asia. No existe una vacuna eficaz contra esta enfermedad. Además, los tratamientos farmacológicos actuales no son del todo eficaces y, por si fuera poco, los parásitos pueden mutar y desarrollar resistencia frente a ellos. Urge, por consiguiente, desarrollar nuevos fármacos que puedan colaborar con los ya conocidos para intentar frenar la expansión de esta enfermedad.

Investigadores de varias universidades y centros de investigación del Reino Unido, España, Canadá y Holanda desarrollan una serie de nuevos fármacos anti malaria, de los cuales uno en particular resulta ser muy potente para frenar la reproducción del parásito, del género Plasmodium, que causa esta enfermedad, así como para frenar la trasmisión de la enfermedad por mosquitos del género Anopheles. Estos fármacos pueden resultar muy útiles para luchar contra los parásitos que han desarrollado resistencia a los fármacos actuales.

En el programa explicamos de qué tipo de fármacos se trata y la base científica de su funcionamiento; en particular cómo y por qué estos fármacos atacan solo a los parásitos Plasmodium sin prácticamente afectar al organismo humano (1).

Referencia (1): David A. Baker et al. (2017) A potent series targeting the malarial cGMPdependent protein kinase clears infection and blocks transmission. https://www.nature.com/articles/s41467-017-00572-x

Rayos cósmicos que vienen de un lugar muy, muy lejano.

Cada día llegan a la tierra partículas de alta energía a las que llamamos “Rayos cósmicos”. Son electrones, protones, núcleos y otras partículas que bombardean nuestro planeta a velocidades muy altas. Muchos de ellos proceden de fuentes conocidas, como el Sol o nuestra propia galaxia, pero algunos llegan con una energía extraordinariamente alta y su origen se desconoce por completo. En un artículo, publicado en la revista Science, permite, si no resolver el enigma de su origen, al menos deja muy claro que su procedencia se encuentra muy lejos, más allá de la Vía Láctea.

Los rayos cósmicos estudiados en el artículo que comentamos llegan a la Tierra con energías cientos de millones de veces mayores que la utilizada en el acelerador más grande de la Tierra, el LHC. Estas partículas superenergéticas llegan en escaso número, apenas una por cada kilómetro cuadrado y año, razón por la cual son difíciles de estudiar.

Cuando un rayo cósmico colisiona con la atmósfera de la Tierra, rompe los átomos y moléculas del aire y, dada la elevada energía que llevan, se produce una cascada de nuevas partículas que caen hasta la superficie formando un cono, cuyo vértice es el punto de entrada del rayo cósmico. Los científicos estudian la colisión de dos maneras, detectando las partículas generadas en la superficie de la base del cono y observando la luz de fluorescencia que deja el rayo cósmico al chocar con la alta atmósfera.

Dada la escasez de acontecimientos de muy alta energía, los científicos utilizan un enorme complejo que ocupa 3.000 km2 cerca de la ciudad de Malargüe en el oeste de la Argentina. Allí se encuentra el Observatorio Pierre Auger, un enorme detector formado por 1.600 tanques cilíndricos que contienen 12 toneladas de agua purísima para detectar la radiación Cherenkov, que se produce cuando una partícula entra en el agua a una velocidad superior a la de la luz en ese medio. Otro grupo de 24 telescopios detectan la radiación de fluorescencia que se desprende al chocar el rayo cósmico con la alta atmósfera.
La Colaboración Pierre Auger, formada por 400 científicos de 18 nacionalidades, ha estado detectando y analizando rayos cósmicos captados entre el 1 de enero de 2004 y el 31 de agosto de 2016. Han sido más de 12 años de esfuerzo que han permitido determinar con un elevado grado de certeza, que el origen de los rayos cósmicos de muy alta energía tiene su origen en lugares muy lejano, situados en el espacio profundo, más allá de la Vía Láctea.

Referencia:
“Observation of a large-scale anisotropy in the arrival directions of cosmic rays above 8 × 1018 eV,” by The Pierre Auger Collaboration; http://science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.aan4338

Descubrimiento del mecanismo de la morfogénesis ramificada

El desarrollo de numerosos órganos de nuestro organismo necesita de la generación de conductos que se ramifican a partir de un origen común. Un ejemplo lo podemos tener en los pulmones, que poseen una estructura arborescente con decenas de miles de ramificaciones. El propio sistema circulatorio es un ejemplo de órgano ramificado, pero no es el único, ni mucho menos, y otros órganos como el riñón, el páncreas o la glándula mamaria requieren para su correcto funcionamiento de la generación de ductos en una compleja red ramificada.

El estudio de la formación de estas estructuras ramificadas se ha abordado sobre todo desde el punto de vista de la comunicación celular y de los genes implicados en ella y de las señales que las células se envían unas a otras y que conducen a su organización. Las investigaciones han demostrado que el desarrollo de estos órganos necesita de varios ciclos de elongación del ducto seguida por una fase de ramificación, que es a su vez seguida por otra fase de elongación.

Cómo la extensión de estas fases es regulada para generar la compleja estructura final era desconocido. Investigadores de varios centros de investigación, dirigidos por el Dr. Benjamin D. Simons, del instituto Cavendish, descubren que, a pesar de su complejidad, su formación solo necesita de la repetición de una regla simple. En el audio explicamos cuál es esta regla y cómo, en efecto, su aplicación repetida conduce a la formación de estas complejas estructuras ramificadas. Este descubrimiento de biología fundamental proporciona un elevado poder explicativo que permite avanzar en la comprensión de cómo la complejidad y la auto organización pueden surgir de reglas sencillas (2).

Referencia : Hannezo et al., A Unifying Theory of Branching Morphogenesis, Cell (2017), http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2017.08.026

El crecimiento de un niño neandertal.

El esqueleto de un niño neandertal, descubierto en la Cueva del Sidrón, ha permitido, a un grupo internacional de investigadores, determinar el patrón de crecimiento de los neandertales y compararlo con el de nuestra especie.

Hace 49.000 años, un grupo de Neandertales, formado por 7 adultos, tres adolescentes y tres niños, perdieron la vida en La Cueva del Sidrón, un entramado kárstico que se adentra bajo tierra durante más de 3.200 metros en Piñola, Asturias, en el norte de España. La cueva tiene actualmente tres niveles a distintas alturas excavados por el agua de un río subterráneo a lo largo de millones de años. Los cuerpos estuvieron inicialmente en un lugar del primer nivel, pero después, probablemente, una gran tromba de agua inundó la galería y arrastró los restos hasta el segundo nivel creando un revoltijo de huesos, tierra y piedras.

Allí se han rescatado más de 2.500 restos, fundamentalmente homínidos, aunque también hay huesos de otros animales.

Investigaciones anteriores ya habían permitido descubrir muchas cosas sobre el grupo humano. El estudio de los cráneos adultos dejó claro que tienen todas las características típicas de los neandertales: gran capacidad craneal (mayor que la nuestra), prognatismo medio facial, es decir, una zona media de la cara hacia adelante, dientes relativamente grandes, etc. Rasgos que permitieron determinar, también, ciertas diferencias con otros neandertales que vivieron más al norte de Europa.

El estudio de los dientes ha posibilitado el cálculo de la estatura y su edad. El desgaste y las marcas dejadas por los cuchillos de siles al cortar un trozo de carne sujeto con los dientes indica que todos los individuos eran diestros y que utilizaban algún utensilio a modo de palillo de dientes. De los dientes y huesos se ha podido extraer ADN mitocondrial que revela que los machos adultos eran de la misma familia mientras que las tres hembras pertenecían a familias distintas. Esto es un índice de que los grupos se formaban a partir de los machos y las hembras cambiaban de clan. Así mismo se han logrado aislar ciertos genes relacionados con el habla y con la coloración de la piel y el pelo. Eran pelirrojos.

El artículo publicado ahora en Science, firmado por once investigadores dirigidos por Antonio Rosas del Museo Nacional de Ciencias Naturales del CSIC, se centra en el estudio del esqueleto de un niño. El estudio de su dentición y de los restos de los huesos revela que murió a los 7,7 años. Se han obtenido 138 pedazos de su esqueleto, entre ellos 30 dientes, unos de leche y otros permanentes. Aunque los datos revelan que su forma de crecer es similar a la de un Homo sapiens, los indicios del grado de maduración de su columna vertebral y el cráneo revelan cierto retraso. El desarrollo de las vértebras es equivalente al de un Homo sapiens de 5 a 6 años. La estructura del cráneo revela que la cabeza del niño neandertal aún estaba creciendo a diferencia de un niño actual que, a esa edad, ya está consolidada y ha dejado de crecer.

Referencia:
Rosas et al. The growth pattern of Neandertals, reconstructed from a juvenile skeleton from El Sidrón (Spain). Science Vol 357 Issue 6357 http://science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.aan6463


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