CULTURA CIENTÍFICA

-4 noticias aparecidas en los medios de comunicación entre enero y mayo de 2016 referentes al mundo de la medicina o biología.

Así funciona la memoria de las plantas

Se dieron a conocer como los agentes infecciosos de las vacas locas, pero los priones se han revelado después como unos componentes esenciales de todo tipo de células, y con unas propiedades evolutivas bien singulares: encarnan una especie de memoria de las condiciones ambientales que se transmite entre generaciones sin necesidad de implicar a los genes. Son pura proteína. El equipo de Susan Lindquist, una de las mayores expertas en estos asombrosos agentes biológicos, los ha descubierto ahora en las plantas, y en plena acción: guardando la memoria del frío en las flores de la descendencia.

Los agentes infecciosos convencionales –virus, bacterias, hongos— son infecciosos porque tienen genes (ADN o ARN), que son moléculas informativas capaces de sacar copias de sí mismas. Un prion es una mera proteína, no tiene genes, pero es capaz de infectar por una razón radicalmente distinta: la proteína puede adoptar dos formas, inocua e infecciosa, y la forma inocua se convierte en infecciosa cuando toca a otro prion infeccioso. Lo que se propaga no es una cosa, sino la forma de una cosa.

La razón por la que los priones pueden actuar como sistemas de memoria es en realidad la misma que los convierte en ocasiones en agentes patógenos. Cierta condición ambiental (el frío, por ejemplo) modifica la forma de un prion, y esta forma se propaga a los demás priones del mismo tipo, formando una estructura polimérica (compuesta por muchos priones del mismo tipo) que resulta muy estable a lo largo del tiempo o de las generaciones. Esto, que resulta un desastre en el caso de las vacas locas (y otras formas de la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob), supone un eficaz mecanismo de adaptación al entorno en condiciones normales.

El cambio climático favorece el aumento de cefalópodos

La actividad humana ha generado un gran impacto en los océanos y en su biodiversidad, resultando devastador para algunas especies. En cambio, los cefalópodos se caracterizan por su gran adaptabilidad ante rápidos cambios en su hábitat gracias a sus características biológicas. Un estudio de la Universidad de Adelaida, Australia, muestra que las poblaciones de esta especie han crecido significativamente en los últimos 60 años.

Los resultados, publicados en la revista Current Biology, indican que el cambio climático ha favorecido la reproducción de estos animales. La abundancia de alimento y las elevadas temperaturas aceleran los ciclos vitales de los cefalópodos, que han aumentado a nivel global.

Para investigar esta tendencia a largo plazo, los científicos se han basado en las tasas de captura pesquera de entre 1953 y 2013, gracias a las que se han registrado hasta 35 especies de cefalópodos pertenecientes a seis familias diferentes. Algunos estudios regionales sugieren que pulpos, sepias y calamares proliferan donde la sobrepesca ha disminuido significativamente la abundancia de otras especies marinas.

Identificada una mutación genética en la mitocondria asociada con la migraña

Un estudio liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), en España, ha identificado una mutación genética asociada a la migraña. Esta alteración afecta al gen nuclear ACSL5, implicado en la activación de los ácidos grasos en la mitocondria para después utilizarlos en la obtención de combustible molecular y de otros elementos que regulan aspectos esenciales de la célula, como su crecimiento, diferenciación y muerte. Los resultados, publicados en la revista European Journal of Human Genetics, podrían explicar la implicación de la mitocondria y la deficiencia energética presente en, al menos, ciertos tipos de migraña y de otras enfermedades, especialmente neurológicas.

 Las conclusiones de este trabajo derivan del análisis de células linfoblastoides de 344 personas, recogidas en diversas grandes bases de datos de genética, entre las que se encuentran GEUVADIS (centrada en la expresión de todos los genes humanos), 1000-GENOMAS (centrado en los genotipos de millones de variantes genéticas) y estudios de genética molecular.

Implantes personalizados para activar la regeneración ósea

El objetivo final es demostrar y acercar a la práctica clínica la fabricación de prótesis e implantes personalizados para cada paciente, mediante estructuras porosas cerámicas o de metal. Según los investigadores, ya han logrado diseñar prototipos personalizados y los resultados son muy prometedores, además de suponer un gran avance en la medicina regenerativa.

 Mediante técnicas de imágenes médicas han reproducido e imprimido en 3D una copia exacta de la pieza ósea rota o extraída, de manera que remplace y encaje directamente en el paciente. La clave ha sido incorporar en la composición de la estructura, biosilice o biopolifosfato, unos materiales que son morfogenéticamente activos. Estas matrices activas inducen el crecimiento y la remodelación ósea, y además son biocompatibles y biodegradables. No es una pieza inerte, sino que activa el proceso de regeneración del propio tejido óseo.

El equipo del Grupo Especializado en Materiales (GEMA) ha fabricado estructuras tridimensionales porosas con polímeros biodegradables. Esto significa que los implantes, además de ser bioactivos y favorecer la regeneración ósea, desaparecen con el tiempo y solo permanece en el paciente el hueso regenerado, sin implante.

Estas estructuras o andamiajes mejoran sus propiedades mecánicas gracias a los polímeros y ofrecen mayor resistencia que los implantes cerámicos convencionales. Estos implantes óseos personalizadas son especialmente recomendables para la zona maxilofacial, craneal, y en el caso de lesiones medulares. 

-3 noticias referentes a descubrimientos relacionados con la tecnología

Nueva ‘app’ para conocer la cantidad y previsión de polen

Muchas de las personas que padecen los síntomas de la alergia estos días de primavera rastrean información fidedigna para anticiparse o paliar los picores de ojos, estornudos y otros efectos. Con el fin de ofrecer un servicio actualizado sobre la situación de los principales tipos polínicos de España, la Universidad de Córdoba (UCO) y la empresa Innovatech han desarrollado una aplicación para dispositivos móviles a partir de los datos de la cincuentena de estaciones de la Red Española de Aerobiología (RAE). La app está disponible en Google Play y iTunes, las principales plataformas.

Una vez valorada por la REA, los científicos contactaron con la empresa de desarrollo web Innovatech, con sede en Pozoblanco (Córdoba). A partir de los datos de las estaciones de la red, la aplicación ofrece información actualizada del polen de los principales tipos con más incidencia en España: abedul, amarantáceas, ciprés, gramíneas, llantén, olivo, ortigas y parientarias, plátano de sombra, y el grupo de los robles, encinas y alcornoques. Además, incorpora datos provinciales y por plantas.

 La REA dispone actualmente de captadores de polen en casi todas las provincias de España. Una vez a la semana, los botánicos de la UCO reciben los datos de la presencia de polen en el aire y lo analizan en sus laboratorios. A partir de esta información, elaboran un mapa de la situación actual y una previsión semanal.

Control del computador con el movimiento de la cabeza

Un artefacto montado sobre una diadema que se conecta a través de un cable USB y que no exige conocimientos técnicos permite controlar el computador. El ingenio está pensado para personas con discapacidad física en sus extremidades superiores.

 El prototipo fue diseñado por el Grupo de Ambientes Inteligentes y Adaptativos (Gaia) de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.) Sede Manizales, con el fin de ayudar a las personas que afrontan serios inconvenientes para acceder a las nuevas tecnologías.

El dispositivo fue programado para reproducir el movimiento del cursor (indicador o apuntador usado para mostrar la posición en las pantallas de los dispositivos electrónicos, como computadores, tabletas y teléfonos inteligentes) mediante los movimientos horizontales y verticales de la cabeza.

 El diseño se elaboró a partir del uso de un acelerómetro y un giroscopio contenido dentro de una Unidad de Medida Inercial (IMU), apta para medir la velocidad y la orientación, que suelen tener la mayoría de teléfonos inteligentes.

Adicionalmente, parte del dispositivo fue programado para generar un clic a partir de un cambio considerable de la aceleración, producido por un movimiento hacia adelante de la cabeza (como cuando estornudamos).

Según Luis Felipe García Arias, el dispositivo también podría usarse en entornos donde el uso de un mouse convencional no sea el apropiado. Por ejemplo, en un laboratorio las manos del usuario están en contacto con sustancias peligrosas, o en una industria las personas ocupan sus manos en otras actividades.

Por tanto, “la implementación de herramientas tecnológicas facilita su accesibilidad a las ventajas y oportunidades que ofrecen las tecnologías de la información y la comunicación (TIC). Tal es el caso del físico Stephen Hawking, quien, a pesar de padecer la enfermedad degenerativa esclerosis lateral amiotrófica (ELA) hace 51 años, ha impactado a la humanidad con sus conocimientos e investigaciones, gracias a las ayudas tecnológicas, como el dispositivo que transporta su silla de ruedas y detecta movimientos de su mejilla para tener acceso al computador”, menciona la experta.

Robot ingerible y desplegable dentro del cuerpo humano

Unos investigadores han demostrado el uso de un diminuto robot que puede desplegarse desde su forma inicial en una cápsula previamente ingerida y, arrastrarse a lo largo de la pared estomacal para retirar una pila de botón que alguien se haya tragado, o taponar una herida.

 Cada año, miles de niños acuden a urgencias después de tragarse pilas de botón, las baterías diminutas, planas y redondas que abastecen de energía a juguetes, audífonos, calculadoras y muchos otros dispositivos. Ingerir esas pilas tiene graves consecuencias, incluyendo quemaduras que dañan de forma permanente el esófago, desgarros en el tracto digestivo, y en algunos casos, incluso la muerte.

El nuevo robot, desarrollado por el equipo internacional de Daniela Rus, Steven Guitron y Shuguang Li, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Estados Unidos, se basa en una versión automatizada del arte de la papiroflexia u origami.

Tragarse un microrrobot cuya forma tenga cantos vivos, apéndices y otras estructuras que le permitan actuar sobre su entorno puede resultar peligroso. Si su forma es la de una píldora, el riesgo disminuye notablemente, pero también su capacidad de manipulación. La solución está en los robots que tienen esta última forma cuando son tragados pero que una vez dentro del cuerpo se despliegan, como una hoja de papel doblada, y vuelven a plegarse de manera diferente, adoptando la estructura deseada, como por papiroflexia.

El nuevo robot puede autopropulsarse y consta de dos capas de material estructural rodeando otro que se encoge cuando se le calienta. Un patrón de orificios en las capas exteriores determina cómo se plegará el robot cuando la capa intermedia se contraiga.

-3 noticias sobre medio ambiente

Las políticas de conservación amenazan a los pueblos indígenas

A pesar de su contacto cada vez más frecuente con los objetos del mercado, los pueblos indígenas que viven en bosques tropicales continúan dependiendo de los recursos forestales para su supervivencia, especialmente de la caza y la recolección de plantas silvestres, así como de materias primas para la fabricación de sus casas y enseres domésticos.

 Sin embargo, las actuales políticas de conservación que apuestan por restringir el uso humano de los bosques tropicales para facilitar la protección de su diversidad biológica dificultan el acceso de las sociedades indígenas contemporáneas a estos recursos de primera necesidad.

El proyecto ha permitido estudiar las formas actuales de conservación de la biodiversidad y su repercusión en las sociedades indígenas contemporáneas que residen en estas zonas, así como los cambios culturales y económicos que amenazan su estrecha relación con el medio ambiente y que, al mismo tiempo, ponen en peligro el éxito de la conservación. El estudio se ha realizado a partir del análisis de tres sociedades indígenas de Borneo, la cuenca del Congo y la Amazonia.

A pesar de su gran dependencia de los recursos forestales, el estudio determina que los pueblos indígenas utilizan los bosques tropicales de forma muy difusa, dejando muchas áreas sin frecuentar. La baja densidad demográfica de estos grupos también contribuye a que su impacto en los ecosistemas forestales sea débil y poco intensivo.

Para obtener esta información, los investigadores vivieron durante año y medio integrados en las comunidades de los punan Tubu (cazadores recolectores de Borneo, en Indonesia), los baka (semi-nómadas de la cuenca del río Congo) y los tsimane’ (recolectores-horticultores de la Amazonia boliviana).

Como conclusión, los investigadores proponen a las autoridades la implementación de nuevos modelos de conservación de la biodiversidad que sustituyan el enfoque puramente biológico actual por un enfoque biocultural que tenga en cuenta a las sociedades indígenas que residen en estas zonas y sus necesidades para la subsistencia.

La fragmentación del hábitat es la principal amenaza del jaguar

Los grandes carnívoros se caracterizan por distribuirse dispersados en extensas áreas. Muchos de ellos han sufrido una disminución drástica del tamaño de sus poblaciones en todo el mundo porque son especialmente vulnerables a los cambios ambientales y dependen de un hábitat continuo.

 Este es el caso del jaguar (Panthera onca), el felino más grande del continente americano y el tercero en todo el mundo. Su conservación es de particular relevancia para la biodiversidad de la zona que habita. Por esta razón, un equipo internacional de científicos liderado por la Estación Biológica de Doñana, en España, ha realizado un estudio genético de la especie para conocer su nivel de vulnerabilidad.

El objetivo del proyecto era proporcionar información útil y generalizable para la conservación global del jaguar en función de sus necesidades de hábitat y salud genética, y desarrollar técnicas no invasivas basadas en marcadores moleculares –a través de excrementos– para seguir a las poblaciones en los ambientes tropicales que habita.

En el artículo explican la composición de su poblaciones, su tamaño, salud genética y la relación con la fragmentación del hábitat y el aislamiento.

Los investigadores observaron que la distancia no es el único factor que influye en la diferenciación genética de las áreas de distribución del jaguar. También encontraron pruebas de los efectos del deterioro en los patrones genéticos.

Por ejemplo, una población aislada de Caatinga (Brasil) muestra los efectos genéticos de un declive demográfico reciente, de hace entre 2 y 30 años. Este hecho puede reflejar la degradación reciente del hábitat en la región.

El enigma de las diferencias entre el Ártico y la Antártida en la conducta del hielo

La cubierta de hielo marino antártico está dominada por el hielo estacional. Cada año, dicho hielo marino alcanza en septiembre su máxima extensión alrededor del continente congelado, y retrocede hasta la fracción mínima de esa extensión en febrero. Desde finales de la década de 1970, su extensión ha permanecido bastante estable, sin disminuir e incluso incrementándose un poco; sin embargo, se observan importantes diferencias regionales.

 El equipo de Son Nghiem, del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA, en Pasadena, California, Estados Unidos, se valió de un radar satelital, temperaturas de la superficie marina, datos de batimetría (profundidad del mar) y datos de la forma del terreno, para estudiar los procesos físicos y las propiedades que afectan al hielo marino antártico. Nghiem y sus colegas han hallado que dos factores geológicos persistentes, la topografía de la Antártida y la profundidad del océano que la rodea, están influyendo en los vientos y las corrientes oceánicas, respectivamente, de un modo que promueve la formación de hielo y regula su evolución en la cubierta de hielo marino antártica ayudando a esta a mantenerse.

El nuevo estudio proporciona fuertes evidencias de que el comportamiento del hielo marino antártico encaja totalmente con las características geofísicas existentes en la región antártica, las cuales difieren mucho de las presentes en el Ártico.