Tardígrados: Animales pequeñitos, pero matones.

Por Leticia Lucero López

¿Sabías que existe un animal capaz de soportar condiciones tan extremas como el vacío absoluto del espacio exterior, las temperaturas abrasadoras del interior de un volcán, la intensa frialdad en la cumbre del Everest o las altísimas presiones presentes en las fosas oceánicas? Se trata del Tardígrado, comúnmente llamado “osito de agua” pues este animal tiene ocho patas articuladas que mueve como si de un oso se tratase.

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Siendo primo hermano de los artrópodos, este animal tiene de 0,1 a 1,5 mm de tamaño y habitualmente habita en musgos, líquenes y lugares acuáticos. Sin embargo, puede soportar condiciones de vacío, de intensas radiaciones como los rayos gamma o ultravioleta, y rangos de temperatura que abarcan desde el cero absoluto (-273ºC) hasta los 150ºC. Todo ello lo consigue gracias a un mecanismo evolutivo llamado criptobiosis.

La criptobiosis consiste en la ralentización del metabolismo hasta casi la muerte. En dicho estado, el animal cede toda el agua presente en su organismo al exterior, deshidratándose y, como consecuencia, encogiéndose. Esta condición le permite aguantar condiciones de ausencia de oxígeno, de agua, de baja o alta salinidad y radiaciones fortísimas, todas ellas condiciones que, en su conjunto, ningún otro animal conocido es capaz de soportar.

Y, ¿en qué nos influye a nosotros todo esto? El hecho de descubrir los mecanismos moleculares que llevan a este animal a resistir dichas condiciones nos puede llegar a ser de enorme utilidad en diversas aplicaciones biomédicas, tales como la creación de vacunas secas, que al no requerir agua pueden ser conservadas a temperatura ambiente y, así, permitir su transporte a lugares lejanos o con pocos medios. También puede ser útil el poder extrapolar la capacidad que tiene este animal de conservar los tejidos intactos al campo de los trasplantes, de manera que se puedan conservar fuera del organismo en las mejores condiciones posibles durante el tiempo que sea necesario. Otro punto es su capacidad de reparar de manera altamente precisa las roturas en el ADN, lo cual genera un campo de estudio en las investigaciones sobre tratamientos frente al cáncer y el envejecimiento. Por último, fuera del campo de la biomedicina, el estudio de estos diminutos animales podría ayudar a probar la teoría de la Panspermia, que formula la hipótesis de que los organismos terrestres vinieron alojados en meteoritos que cayeron sobre la Tierra, donde finalmente iniciaron su vida tras pasar por un previo estado de criptobiosis.

De nuevo y como ya mencioné en mi entrada “Ciencia básica vs. aplicada: Una batalla de titanes”, resulta asombroso como algo tan insignificante puede llegar a ayudar a la consecución de hitos tan importantes. ¿Tú qué opinas?

¡Juega con la ciencia!

Por I. R. Pardo

“La divulgación científica tiene éxito si, de entrada, no hace más 

que encender la chispa del asombro”.  Carl Sagan (1934-1996)

Tratar de explicar el mundo en el que vivimos a través de la ciencia es una de las tareas más complicadas a las que nos enfrentamos desde hace siglos. A pesar de ello, es inherente a la naturaleza humana la curiosidad ante lo desconocido y el instinto por conocer el "porqué"... Por eso, cada cultura ha intentado explicar el mundo bajo sus creencias o sus observaciones.

En la actualidad, esta búsqueda de lo desconocido tiene aún mayor relevancia social debido a la aceptación de la ciencia en relación con desarrollo tecnológico, el cual, a su vez, nos permite conocer mejor la naturaleza. Así pues, gran parte de las investigaciones científicas están financiadas por el estado a través los impuestos de todos. Esta "deuda" se solventa haciendo llegar a la sociedad el fruto de las investigaciones en forma de un medicamento o un smartphone. Sin embargo, esto no siempre se logra. Así que, ¿qué menos que los científicos expliquemos lo que hacemos realmente? Esto es divulgar, intentar convertir procesos complejos en explicaciones sencillas, sin que pierdan su rigor, pero que sean capaces de suscitar la curiosidad.

Existen multitud de formas de divulgación, y el propio desarrollo tecnológico, gracias a las herramientas multimedia, permite nuevas formas de comunicación a través de vídeos, audios, ebooks, o blogs. Un ejemplo original son los videojuegos de ordenador o apps de aspiraciones divulgativas. Vamos a comentar algunos.

-    EteRNA. Se trata de un juego de puzzles de navegador en el que los puzzles son, en realidad, hebras de ARN con plegamientos determinados. El objetivo del juego es encajar en el orden correcto las bolas de colores que constituyen las bases nucleotídicas del ARN. Por si fuera poco, este juego tiene un modo de juego libre en el que, a partir de unas estructuras molde, el usuario crea multitud de estructuras similares. La estructura molde corresponde a un posible agente terapéutico, de modo que aquellas similares, creadas por el jugador, que respondan a ciertos criterios podrían ser probadas experimentalmente. Quién sabe si en un juego puedes llegar a crear un molécula que cure la tuberculosis u otras enfermedades?

-   Cell Lab. Es una app de simulación de un cultivo celular, con diversos tipos de células y diversos parámetros. A fin de cuentas, es como un tamagochi en el que, en lugar de dar de comer golosinas, das una cantidad determinada de fosfato o glucosa, todo ello sin perder el rigor científico. De hecho, puede ser una herramienta interesante para los propios científicos, ya que contiene gran variedad de tipos celulares y microorganismos lo cual permite conocer los requerimientos nutricionales de dichas células.

InCYTO sigue la línea de Cell Lab pero, en lugar de simular un cultivo celular, simula el metabolismo de las células. Es muy completo y tiene multitud de variables, lo cual lo hace bastante preciso. Al igual que en el ejemplo anterior, hay que suministrar los componentes que se desee a la célula y ver si ésta sobrevive.

-   Immunition: Game of Cells. Se trata de un juego de estrategia donde puedes elegir el bando: los microorganismos o el sistema inmune. Este juego quizás sea menos preciso, pero es bastante informativo para conocer los diferentes patógenos y células del sistema inmune y cómo funcionan a grandes rasgos. Una curiosidad es que incluso incluye modo multijugador, donde luchas en línea contra otros jugadores del bando enemigo.

En definitiva, hay que devolver a la sociedad lo que descubrimos los científicos porque es un deber ético, porque nos pagan y porque es divertido. De hecho, estas apps y juegos son igualmente divertidas para todos, y algunas, como EteRNA, han conseguido que una persona, que no tenga ni idea de lo que es un ARN, tenga el potencial de ayudar en una investigación científica desde el sofá de su casa. ¿Y si en un futuro la ciencia no fuese un trabajo de unos pocos, sino un juego creado por todos?

El test de Turing: ¿Máquina o humano?

Por Sergio Navas Yuste

Una computadora puede ser llamada inteligente si logra engañar 

a una persona haciéndole creer que es un ser humano. - Alan Turing.

Seguro que conoces la fascinante y a la vez triste historia del padre de la ciencia de la computación y precursor de la informática moderna. Sí, efectivamente, te hablo de Alan Turing, ese hombre que en el año 1950 desarrolló la célebre prueba denominada el test de Turing. Pero… ¿podrías decirme en qué consiste y qué mide dicho test? Y, ¿conoces alguna inteligencia artificial que lo haya superado? Déjame que te ayude en tus respuestas.

El objetivo de dicho test es intentar medir si una máquina puede ser considerada inteligente. Se basa en la hipótesis positivista que afirma que si una máquina se comporta en todos los aspectos como inteligente, entonces dicha máquina es inteligente.

El test de Turing está basado en el juego de la imitación. En esta prueba participan tres personas: un interrogador situado en solitario en una sala y un hombre y una mujer que se encuentran en otra habitación. El objetivo del interrogador es descubrir quién es la mujer y quien es el hombre a base de preguntas, mientras que el de los otros dos es convencer al interrogador de que son la mujer. Sin embargo, ¿qué añadió Alan Turing a este juego?

Test de Turing. Imagen tomada de matap

 

Sencillamente él propuso realizar un pequeño cambio y sustituir uno de los dos sujetos por una máquina. Ahora la computadora intentaría convencer al interrogador de que él era la mujer. Si dicha computadora era lo suficientemente inteligente, el interrogador sería incapaz de distinguir quién era la máquina y quién el ser humano. Lo que en un principio era un mero juego se había convertido en una prueba para evaluar la capacidad pensadora y la inteligencia de una máquina.

Alan Turing estableció que para que una máquina superase el test de Turing debía engañar al menos al 30 % de los jueces que evaluasen la computadora. Pero, ¿ha habido algún caso en el que se haya superado el umbral impuesto por Turing?

La respuesta está sujeta a un intenso debate en la actualidad. En 2014, el chatbot (un programa informático conversacional) llamado Eugene Goostman supuestamente lo consiguió. Fue desarrollado en Rusia por los investigadores Vladimir Veselov y Eugene Demchenko, y superó el umbral que estableció Turing engañando al 33 % de los jueces haciéndoles creer que era un ser humano.

Específicamente Eugene es un software que simula las respuestas de un adolescente ucraniano de 13 años de edad combinando técnicas del procesamiento del lenguaje, con concordancia de palabras clave y con acceso a bases de datos.

Chatbot Eugene Goostman. Imagen tomada de computerhoy

A pesar de que es un logro considerable, ha estado sometido a fuertes críticas. Por un lado, por considerar que un chico de 13 años pueda ser considerado como tal inteligente. Por otro lado, hay algunos científicos que ponen en duda la validez del test de Turing en la actualidad y afirman que necesita una puesta al día. Por ejemplo, utilizar pruebas visuales en vez de meras pruebas de lenguaje escrito o auditivo.

Parece ser que todavía tendremos que esperar un tiempo para que se cumpla aquello que decía Turing de que en algún momento cabía esperar que las máquinas tomasen el control. Es posible que un futuro sea así, pero a día de hoy podemos afirmar que ese momento todavía no ha llegado.

Un paso más en la lucha contra la malaria.

Por Irene Aranda Pardos

La lucha contra la malaria es, sin duda, una carrera de fondo con todavía muchos frentes abiertos. Para entender mejor cómo los nuevos avances pueden ayudar en el futuro a combatir esta enfermedad, es necesario conocer algunos datos de los que, probablemente, no somos conscientes. La malaria, también conocida como paludismo, es una enfermedad parasitaria producida por la transmisión de Plasmodium por parte de mosquitos anopheles portadores del mismo. Plasmodium infecta células sanguíneas (eritrocitos) y hepáticas (hepatocitos), pudiendo llegar a ser letal. De hecho, cuesta la vida a más de 400.000 personas al año, el 92% de ellas en África. Gracias a las medidas de prevención y control se está ya produciendo una reducción de las tasas de mortalidad en todo el mundo desde 2010. Pero la lucha no termina aquí, la batalla continua.

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Los niños menores de 5 años, pertenecientes a las zonas endémicas, son los mayormente expuestos a contraer la enfermedad, con una mortalidad muy elevada. Por ello, la búsqueda de una vacuna no ha cesado en los últimos años, pudiendose haber encontrado, por fin, algo de luz. La Organización Mundial de la Salud comunicó hace tan solo unas semanas que una vacuna contra la malaria será probada en tres países africanos (Ghana, Kenia y Malawi). Se prevé la inoculación de casi 400.000 niños, de entre 5 y 17 meses, entre los años 2018 y 2020. Se trata tan solo de un programa piloto tras el éxito de los ensayos realizados en los últimos años, pero es sin duda una buena oportunidad para evaluar su efectividad y viabilidad en poblaciones en riesgo.

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Esta vacuna, RTS.S, proveería una protección parcial a todos aquellos niños, siendo suplementada con los métodos de prevención y tratamiento actualmente usados, como son las mosquiteras o los antipalúdicos, ayudando así a que disminuyan las infecciones producidas fundamentalmente por Plasmodium falciparum, el parásito más mortal globalmente y el más extendido en África.

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¿Conseguirá esta vacuna, por tanto, ganarle la batalla a esta terrible enfermedad? Desgraciadamente, es algo que se escapa a nuestro conocimiento, pero sí que se trata de una oportunidad muy esperanzadora para todas aquellas personas que conviven con ella y que ven cómo acaba con vidas de personas.  Aún le queda mucho camino por recorrer, pero esperemos que, en unos pocos años, podamos escribir un título diferente para esta entrada; uno que incluya que se ha llegado al “fin de la lucha”.

Porque la realidad siempre supera a la ficción: Genética forense.

Por Elena Rosa Núñez

Es fascinante ver la facilidad con la que, en las películas, los detectives encuentran infinidad de muestras de ADN en la escena del crimen. Estas muestras son llevadas al forense, quien, tras analizarlas en un período de tiempo realmente corto, es capaz de decir cuál de todos los sospechosos es el asesino.

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Pero la realidad, si te paras a pensar un momento, es que es poco probable que al ladrón se le hayan caído 3 pelos de la cabeza con la raíz intacta; o que tirara su chicle repletito de saliva en la papelera; o que se hiciera un corte en el dedo dejando tras él un rastro de sangre. En la vida real es mucho más difícil encontrar muestras de ADN y, si se encuentra, muchas veces éste se encuentra en malas condiciones.

La genética forense es una ciencia que hace posible, mediante el estudio del ADN, la identificación de los responsables de un asesinato o un robo. Pero no engloba únicamente aspectos criminales, sino que también permite identificar restos humanos tras una catástrofe natural o una guerra, así como determinar relaciones de parentesco desconocidas hasta el momento. Sin embargo, una gran diferencia entre la genética forense y otras ciencias, tales como la biología molecular o microbiología, es que se encuentra englobada dentro del ámbito judicial. Es decir, esta prueba genética no es concluyente por sí misma, ya que solo confirma que el sospechoso se encontraba en el lugar de los hechos, no que haya cometido el delito. Por eso, son necesarias otras pruebas como las toxicológicas o la presencia de testigos y, además, es el tribunal quien finalmente decide la culpabilidad o inocencia del acusado.

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En la mayoría de los casos la cantidad de ADN encontrada es muy pequeña. No obstante, gracias a la técnica de la PCR (Reacción en Cadena de la Polimerasa), es posible amplificar regiones del ADN. Esta técnica funcionaría como una superfotocopiadora realmente eficiente, pues en cada paso, además de fotocopiar el folio que quisiéramos, también se duplicaría ella misma. Así, tendríamos dos fotocopiadoras funcionando, que en el siguiente paso serían cuatro y así de forma exponencial.

Una vez que “el equipo de fotocopiadoras” ha terminado su función, es posible conseguir el perfil genético. La posibilidad de que otro individuo comparta el mismo perfil genético, tras analizar un número considerable de marcadores, es muy remota, ínfima. Sin embargo, esta alta sensibilidad trae consigo un fatídico inconveniente: la posibilidad de contaminación del ADN. Por este motivo, en la base de datos, también aparece el perfil de los propios policías y de los investigadores.

Una vez que se ha amplificado la muestra de ADN encontrado, que con suerte no está contaminada, es posible obtener el perfil genético de la persona a la que pertenece. Pero, por desgracia, si no se tienen testigos ni sospechosos con los que comparar dicho perfil genético, en sí mismo no vale nada y no sirve como prueba.

Por eso, cuando estés en casa viendo tu serie policíaca favorita piensa que las cosas no son tan fáciles como parecen y que el ADN, aun siendo la molécula que nos define, no siempre es capaz de contarnos toda la verdad sobre lo que ha ocurrido y que nos encantaría conocer. 

El sueño de Popeye.

Por Pablo Iturbe Sanz

¿Quién no ha visto alguna vez los dibujos animados de aquel valiente marinero llamado Popeye? Nos puede pillar un poco más lejos por la edad (ya seamos más jóvenes o más mayores), pero seguro que a todos nos suena de dónde sacaba su prodigiosa fuerza este peculiar personaje: de las espinacas. Pues bien, científicos de la Universidad de Wisconsin-Madison y de la Universidad del Estado de Arkansas (Estados Unidos) se han tomado muy en serio este poder de las espinacas. Han conseguido convertir hojas de esta planta en un tejido muy similar al tejido cardiaco (¡incluso han conseguido que lata!).

Fuente de la imagen 1 y 2

En la actualidad, la demanda de órganos y tejidos para trasplantes es muy superior a la disponibilidad de estos. Hay más de 100.000 pacientes en la lista para trasplantes en Estados Unidos (y 4.500 en España). Se calcula que 22 de estas personas mueren al día por no haber recibido un órgano. Uno de los campos en medicina que ha experimentado un mayor desarrollo para poder cubrir este problema ha sido la ingeniería de tejidos. Gracias a ella se han conseguido crear en el laboratorio prototipos de órganos, que pueden ser funcionales en pacientes que necesitan un trasplante. Aun así, estos avances todavía no se han podido llevar a cabo a un nivel clínico. Todavía no se ha conseguido crear una red vascular artificial para poder nutrir y dar oxígeno a las células que forman este órgano artificial. Solamente se han conseguido crear órganos muy simples y pequeños (como es el caso de la oreja creada a partir de tejido animal por científicos del Hospital de Massachusetts: http://www.bbc.com/mundo/noticias). Pero gracias al avance conseguido con las hojas de espinaca este problema puede ser superado.

El sistema vascular en los mamíferos se caracteriza por estar compuesto por una complicada red de “tuberías”, que se encargan de llevar los nutrientes y el oxígeno a todas las células del cuerpo. Está compuesto por venas, vénulas, arterias, arteriolas y capilares. Las plantas también tienen un sistema vascular para transportar nutrientes, que se compone de floema y xilema. Como ya se ha mencionado, el sistema vascular humano es muy difícil de reproducir, pero estos investigadores creen que han dado con la solución. Han observado que los sistemas vasculares de plantas y mamíferos tienen grandes similitudes. Aprovechándose de esto han creado un sistema vascular sencillo con las hojas de espinaca. Para ello, lo primero que hicieron fue eliminar todas las células de la hoja con un potente detergente. Así, se quedaron solo con una estructura translúcida que está compuesta de celulosa (que no produce rechazo en los humanos).

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Después cultivaron células musculares cardiacas en su interior y comprobaron que éstas eran capaces de latir y sobrevivir hasta tres semanas. Para comprobar si la circulación de glóbulos rojos por el interior de estos conductos era viable, diseñaron unas microesferas que los emulaban. Y, efectivamente, fueron capaces de fluir por la estructura de celulosa.

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El siguiente paso es comprobar que estas estructuras pueden ser utilizadas en trasplantes y que no producen ningún rechazo por parte del paciente. Aun así, con estos prometedores resultados, los investigadores son muy optimistas. Ya se han empezado a estudiar otras posibilidades para obtener diferentes tejidos (como por ejemplo el brócoli, para emular el tejido esponjoso pulmonar). Así, parece ser que las plantas nos ofrecen algo más que alimento, bienestar y una fuente de oxígeno… ¡puede que lleguen a salvar la vida a números pacientes!

Entrada basada en este artículo y vídeo explicativo.