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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.

Vacuna contra el VIH. Aminoácidos en un meteorito. Sexo, genes y enfermedades. La loca carrera del Polo Norte magnético.

Vacuna VIH y Polo Norte magnético - Ciencia Fresca podcast - CienciaEs.com

Hacia una vacuna eficaz contra el virus VIH

La actual epidemia de COVID-19 parece haber ocultado cualquier otro problema sanitario relevante, y sin embargo, estos continúan al acecho. Uno de los problemas sanitarios aún no resuelto es la consecución de una vacuna contra el virus VIH, causante del SIDA. Las vacuna mas prometedora desarrollada hasta el momento solo generaba un 31% de protección y ese nivel de protección no pudo ser reproducido en otros ensayos con vacunas similares.
En ausencia de vacuna, la epidemia de SIDA continúa con fuerza, aunque quizá no seamos conscientes de ello al no aparecer con frecuencia en los medios de comunicación. El VIH sigue infectando en la actualidad a más de 38 millones de personas. Cada año, se producen alrededor de 1,7 millones de nuevos infectados y el SIDA mata a unas 770.000 personas.
Afortunadamente, el empleo de fármacos antivirales ha conseguido paliar los terribles efectos de esta enfermedad y ha aumentado sustancialmente la esperanza de vida de los afectados que tienen acceso a esos medicamentos. Sin embargo, los medicamentos no parecen permitir pensar en la erradicación de la enfermedad de la faz de la Tierra, lo que solo se conseguiría tras la generación de una vacuna eficaz para la mayoría de la población.
La generación de una vacuna eficaz se ve muy dificultada por las estrategias que el virus VIH emplea para escabullirse de los mecanismos de defensa del sistema inmunitario. Uno de los más importantes contra los virus es la generación de anticuerpos neutralizantes. Estos son moléculas generadas por los linfocitos B que se unen a los virus mediante dos puntos de unión simultáneamente, e impiden así que las partículas víricas se unan al receptor o receptores celulares que el virus emplea para introducir su material genético en el interior de las células y comenzar, de este modo, su proceso de reproducción molecular.
El virus VIH ha sido capaza de separar en el espacio a las moléculas que emplea para entrar en las células y situarlas a una distancia superior a la que separa los dos puntos de unión de los anticuerpos. De este modo, los anticuerpos no pueden unirse a ellas por sus dos puntos de unión al mismo tiempo, sino solo por uno. Esto impide a los anticuerpos contra el VIH quedarse unidos por mucho tiempo a las partículas de virus y neutralizarlas de manera eficaz.
No obstante, los anticuerpos no son la única herramienta que el sistema inmunitario emplea para acabar con los virus. Este activa también a los llamados linfocitos T CD8 citotóxicos. Estos son capaces de detectar a las células infectadas por los virus y de matarlas antes de que estos tengan tiempo de reproducirse en su interior. Cada célula muerta de este modo impide que cientos de otras células del organismo sean infectadas por los nuevos virus producidos en el interior de cada célula infectada.
Normalmente, ambos mecanismos, los anticuerpos y los linfocitos citotóxicos deben funcionar juntos para eliminar con eficacia una infección vírica. Sin embargo, en el caso del VIH, una vacuna que potenciara, sobre todo, la generación de linfocitos T CD8 citotóxicos podría ser más eficaz que una vacuna que potenciara la generación de anticuerpos.
Para logar este objetivo, es necesario manipular al sistema inmunitario de manera algo diferente de la lograda con las vacunas tradicionales. Esta nueva manipulación es lo que han conseguido un numeroso grupo internacional de investigadores que han realizado el estudio. Lo aprendido con estas investigaciones puede, además, ser de gran utilidad para elaborar una vacuna eficaz contra el SARS-CoV-2, ya que este virus parece no generar tampoco una respuesta sólida de anticuerpos en muchos afectados. Damos más detalles de todos estos apasionantes avances en el audio.
Referencia:
Prabhu S. Arunachalam et al. (2020). T cell-inducing vaccine durably prevents mucosal SHIV infection even with lower neutralizing antibody titers. https://doi.org/10.1038/s41591-020-0858-8

Aminoácidos en el meteorito de Tagish Lake.

El 18 de enero del año 2000, un meteoroide de 4 metros de diámetro y 56 toneladas de masa se adentró en la atmósfera terrestre sobre el cielo de la Columbia Británica en Canadá. Su velocidad era tan endiablada que estalló a más de 30 kilómetros de altura con una potencia equivalente a 1,7 kilotones. Sus restos se esparcieron por una superficie de decenas de kilómetros cuadrados y muchos de ellos cayeron sobre la superficie helada del lago Tagish. Un habitante de una localidad cercana que fue testigo del acontecimiento, recogió algunas de las muestras que quedaron repartidas por la superficie de hielo y las envió a la NASA, a la Universidad de Calgary y la Universidad de Western Ontario. Los restos del bólido habían sido recogidos tan pronto después de su caída que no tenían prácticamente contaminación de material terrestre, por eso eran ideales para estudiar su composición.
Ahora, un grupo de investigadores del Royal Ontario Museum acaba de publicar en PNAS los resultados del estudio de las muestras recogidas. El cuerpo de dio lugar a los restos esparcidos por el lago Tagish se ha calificado como una condrita carbonácea (C2) que contiene moléculas orgánicas como aminoácidos, aminas e hidrocarburos, unos compuestos que son fundamentales para comprender el nacimiento y la evolución de la vida en nuestro planeta.
En un programa reciente del podcast Hablando con Científicos hablábamos con el investigador Luis Gómez-Hortigüela de ciertas moléculas orgánicas que existen en la naturaleza en dos formas especulares, las moléculas quirales. Entre esas moléculas mencionábamos a los aminoácidos, componentes primarios de las proteínas, y de los azúcares, componentes, a su vez, de los ácidos nucleicos. Estas sustancias son quirales y, como tales, pueden existir con dos orientaciones especulares como nuestra mano izquierda y nuestra mano derecha. Cuando son producidas por medios químicos ambas formas aparecen en igual proporción, es decir, en lo que se denomina una mezcla “racémica”. Cuando forman parte de los seres vivos, en cambio, la naturaleza suele escoger solo una de las dos formas posibles, así, los aminoácidos son de izquierdas(L) y los azúcares de derechas(D).
Los investigadores estudiaron el contenido de los aminoácidos encontrados en el meteorito de Tagish Lake y descubrieron que uno de ellos, la alanina, existía en su proporción racémica (D ≈ L), en cambio al analizar la concentración del ácido aspártico y del ácido glutámico descubrieron que existían en mayor cantidad su versión de izquierdas (L), curiosamente la opción escogida por la naturaleza para modelar a los seres vivos.
Este resultado ha sido comparado con otro meteorito famoso, el meteorito de Murchinson, que cayó en Australia en 1969, y han comprobado que aquel tenía una proporción aún mayor de aminoácidos (L).
Las diferencias entre ambos meteoritos hablan de distintos procesos de formación, unos procesos que ayudaran a comprender cómo fue la aparición de la vida en nuestro planeta.
Referencia:
White et al,. Evidence for sodium-rich alkaline water in the Tagish Lake parent body and implications for amino acid synthesis and racemization. Proceedings of the National Academy of Sciences May 2020

Sexo, genes y enfermedades.

Algunas enfermedades muestran una incidencia o una gravedad diferente dependiendo del sexo del paciente. Este sesgo puede perjudicar bien a los hombres, bien a las mujeres. Entre las enfermedades con una diferente incidencia entre los dos sexos se encuentran las enfermedades causadas por problemas en algún gen localizado en el cromosoma X.
Puesto que los varones solo heredan una copia del cromosoma X, mientras que las mujeres heredan dos, en el caso de que alguno de los genes en el cromosoma X que los varones reciben de sus madres esté defectuoso, los hijos mostrarán sin remedio la enfermedad que el defecto genético causa. En este sentido, para los genes del cromosoma X los varones son lo que se podría llamar “escaparates genéticos”, por que muestran sin tapujos la calidad de sus genes en ese cromosoma.
El cromosoma X contiene genes muy importantes para el desarrollo del sistema inmunitario y pare el desarrollo del sistema nervioso y por esta razón, la incidencia de enfermedades mentales y la incidencia de enfermedades de inmunodeficiencia genética es superior en varones que en mujeres.
Sin embargo, otras enfermedades no relacionadas con los genes del cromosoma X, muestran también una incidencia diferente entre hombres y mujeres. En este caso, la explicación de estas diferencias no es tan sencilla, porque ambos, hombre y mujeres, heredan dos copias de los genes de que se trate, una del padre y otra de la madre. Por consiguiente, de ser la causa de la enfermedad genética, esta incide de manera diferente en ambos sexos, a pesar de que ambos son iguales respecto a los genes heredados de sus padres.
Por ejemplo, la incidencia de dos enfermedades autoinmunitarias, el Lupus Eritematoso Sistémico, y el síndrome de Sjögren, caracterizadas por la generación de anticuerpos y de una respuesta inflamatoria contra diferentes antígenos propios del organismo que no deberían ser atacados, es nueve veces mayor en mujeres que en hombres. La esquizofrenia, una enfermedad mental, es más frecuente, en cambio, en hombre s que en mujeres. Una diferente incidencia ente los sexos se ha vuelto a comprobar en el caso de la nueva enfermedad COVID-19, causada por el virus SARS-CoV-2, que causa una mayor mortalidad en hombres que en mujeres.
Durante décadas, algunos investigadores han intentado encontrar explicaciones para esas diferencias. Como posibles explicaciones se han invocado a las hormonas sexuales, que son obviamente diferentes entre los dos sexos, pero no se ha podido elucidar en muchos casos cómo pueden actuar estas hormonas para modificar la incidencia de algunas enfermedades. La diferencia de comportamiento entre hombres y mujeres también se ha explorado como una posible explicación, pero no se han encontrado respuestas.
Ahora, un equipo de investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Harvard y del MIT ha encontrado una posible explicación de la diferente incidencia de las enfermedades mencionadas antes, y publica sus conclusiones en la revista Nature. En el programa damos los detalles más importantes de estos estudios, que desvelan hechos hasta ahora insospechados.
Referencia: Kamitaki, N., Sekar, A., Handsaker, R.E. et al. Complement genes contribute sex-biased vulnerability in diverse disorders. Nature (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2277-x

La loca carrera del Polo Norte magnético.

Las brújulas han sido durante un largo periodo de la historia acompañantes fundamentales de exploradores y personas que necesitaban orientarse. Era conocido que esa aguja imantada que apuntaba mágicamente al Norte, no lo hacía bien del todo, razón por la que eran necesarias algunas correcciones cuando se intentaba tener una información ajustada. La causa es que el Norte magnético, al que apunta la brújula, no coincide con el norte geográfico, aquel marcado por el eje de rotación de la Tierra. Lo que nadie podía sospechar en aquellos momentos de intrépidos navegantes y exploradores es que el polo norte magnético terrestre se mueve y cambia de lugar.
Desde que Ross lo descubriera, en 1831, el polo norte magnético ha estado moviéndose caprichosamente por una amplia región de Canadá, pero desde principios del siglo pasado, comenzó una loca carrera hacia el norte siguiendo una línea casi recta que, desde mediados de la década de 1990, se ha acelerado notablemente, desde los 15 km por año hasta los más de 50 km por año en la actualidad. El año pasado cruzó la línea de cambio de hora y actualmente está ya más cerca de Siberia hacia donde se dirige con decisión.
Un artículo publicado en Nature Geosciences, firmado por P. W. Livermore de la Universidad de Leeds, UK, ha elaborado ahora un modelo que intenta explicar el movimiento del polo norte magnético en el pasado y su posible trayectoria futura.
El modelo utiliza la información existente sobre la intensidad de dos parches magnéticos que se sitúan en Canadá y Siberia respectivamente, estos parches que son zonas de distinta actividad magnética evolucionan con el tiempo. Recientemente el parche canadiense se ha dividido en dos y ha perdido intensidad, mientras que el siberiano conserva toda su fuerza lo que, según opinan los investigadores, está forzando al polo norte magnético en su loca carrera hacia tierras rusas.
El modelo indica que el polo norte magnético continuará su trayectoria actual en el futuro y predice que durante la próxima década viajará entre 390 y 660 kilómetros hacia Siberia.

Referencia:
Livermore, P.W., Finlay, C.C. & Bayliff, M. Recent north magnetic pole acceleration towards Siberia caused by flux lobe elongation. Nat. Geosci. 13, 387–391 (2020). https://doi.org/10.1038/s41561-020-0570-9


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