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Ciencia en el 2017

Totalmente inmersos en un universo repleto de información, al llegar estas fechas finales de año, es usual encontrar en los medios de comunicación resúmenes con los hechos más destacados del año. Como la ciencia cada vez adquiere más protagonismo en nuestro mundo y en nuestras vidas, no podía ser una excepción. Hoy recogemos la elección de los diez principales acontecimientos científicos del 2017, que ha hecho una de las más destacadas y prestigiosas revistas de divulgación científica mundial, Scientific American. Son dos por cada uno de los 5 apartados escogidos, Mente y Cerebro, Espacio y Física, Clima y Sostenibilidad, Tecnología y Salud. Evidentemente, se trata de una selección particular y son posibles otras muchas. 0-scientific-american

1.MARIHUANA: ¡CUIDADO!. La petición de que se legalice su consumo recreativo gana rápidamente adeptos en el mundo y en muchos países su adquisición y uso, con determinadas condiciones es un proceso legal. Y se insiste, sobre todo, no solo en eliminar su calificativo de droga ilícita, sino de aceptarla y recomendarla para una gran cantidad de situaciones médicas relacionadas con nauseas o dolor. Por ello parecen especialmente relevantes los resultados alcanzados el pasado 9 de octubre en el Congreso Mundial de Psiquiatría, celebrado en Berlín, demostrando un estrecho vínculo entre ser consumidores de cannabis antes de los 18 años y un más fácil desarrollo posterior de esquizofrenias, comparativamente diez años antes que en los controles. Y a mayor consumo, mayor riesgo. Parece la THC, una sustancia presente en la marihuana, altera el flujo normal de las neuronas cerebrales regulado por los llamados endocannabinoides.

  1. HECHOS EVIDENTES CONTRA CREENCIAS PROFUNDAS. Cuando se presentan hechos que son contrarios a sus creencias más profundas las personas no suelen cambiar de opinión a pesar de presentarles las evidencias más abrumadoras. Más aún, el intento de corrección suele incrementar las percepciones erróneas. Ejemplos: antievolucionistas, movimientos antivacunas o antifármacos, negacionistas del cambio climático, negacionistas de la llegada humana a la Luna, etc. El problema ha sido tratado recientemente por psicólogos y el método propuesto para intentar convencer a esas personas del error de sus creencias es: 1. Mantener las emociones fuera del diálogo; 2. No atacar, sino razonar; 3. Escuchar con atención y articular con precisión la otra posición; 4. Mostrar respeto; 5 Comprender que se pueda mantener la opinión contraria; 5. Insistir en que reconocer las evidencias no significaría cambiar la visión del mundo del otro.
  2. LA QUÍMICA SOLAR. El 29 de agosto pasado, se pudo observar en muchos países algo no ocurrido en los pasados 99 años: un eclipse total de sol. Fue una rara oportunidad para que los científicos redoblasen sus esfuerzos para comprender la naturaleza de la atmósfera solar, llamada corona, que es difícil de estudiar con el sol brillante. Aunque se estudia la corona desde el espacio mediante instrumentos coronógrafos, todavía hay algunas regiones inferiores de la atmósfera del Sol que solo son visibles durante los eclipses solares totales. La NASA aprovechó el eclipse total de 2017 financiando 11 investigaciones científicas en tierra de las que seis se centraron en la corona del Sol.
  3. ONDAS GRAVITACIONALES. Después de la espectacular observación de 2016 realizada por el Observatorio Avanzado de Ondas Gravitacionales con el Interferómetro Láser (LIGO) de dos agujeros negros en colisión, dando lugar a lo que se ha denominado una nueva era de la Astronomía, los astrónomos de ondas gravitacionales, el año 2017, lograron detectaron la colisión de dos estrellas de neutrones. El fenómeno de las ondas gravitacionales fue predicho por primera vez por Einstein hace más de un siglo, y significó el Premio Nobel de Física de este año para tres de los líderes de LIGO.
  4. INCALIFICABLE TRUMP. En junio, el presidente Donald Trump anunció que retiraría a los EE. UU. Del acuerdo climático de París, que suponía que los Estados Unidos reducirían para el año 2025 sus emisiones de dióxido de carbono un 26-28 % por debajo de los niveles de 2005. El significado práctico de esa decisión y de las políticas energéticas propuestas por Trump se ha evaluado cuantitativamente y significarían, para el año 2030, aproximadamente una liberación adicional a la atmósfera de unas dos mil gigatoneladas de CO2. Una verdadera catástrofe ambiental.
  5. CAMBIO CLIMÁTICO. Desde el verano de 2917 se han sucedido una serie inusual de huracanes. Así, por ejemplo, el huracán Harvey ocasionó terribles inundaciones en Houston, e Irma, uno de los dos huracanes más fuertes jamás registrados en el Atlántico norte, causó terribles estragos. Los expertos están adquiriendo una idea de lo que el calentamiento global podría significar para la acumulación de tormentas monstruosas y de otros fenómenos meteorológicos en todo el mundo.
  6. BIG DATA e INTELIGENCIA ARTIFICIAL. Estamos en medio de una conmoción tecnológica que transformará la forma en que se organiza la sociedad y debemos tomar las decisiones correctas ahora, cuando algunos analistas llegan a preguntarse si sobrevivirá la democracia al Big Data y a la Inteligencia Artificial. La cantidad de datos que producimos se duplica cada año. En otras palabras: en 2017 se han producido tantos datos como en toda la historia de la humanidad hasta 2016. En 10 años la cantidad de datos se duplicará cada 12 horas y habrá 150 mil millones de sensores de medición en red, 20 veces más que personas en la Tierra. Pronto, las cosas que nos rodean, también estarán conectadas con Internet. Pero los datos contienen información que revela cómo pensamos y sentimos. La inteligencia artificial ya no se programa línea por línea, ahora es capaz de aprender, por lo tanto, se desarrolla continuamente. Los supercomputadores superarán pronto las capacidades humanas en casi todas las áreas. Por ello, grandes visionarios de la tecnología, como Elon Musk de Tesla Motors, Bill Gates de Microsoft y el cofundador de Apple, Steve Wozniak, advierten que la súper inteligencia puede ser un grave peligro para la humanidad, posiblemente incluso mayor peligroso que las armas nucleares.
  7. LA MADRE DE TODAS LAS BOMBAS. En abril del 2017 la administración Trump usó un nuevo tipo de arma no nuclear, la denominada “madre de todas las bombas”, una bomba explosiva de aire GBU-43, que nunca llegó al suelo, lanzada contra los cazas y túneles ISIS en Afganistán, La enorme presión de aire creada de casi 22.000 libras, se unió a un “fusible de proximidad” en su nariz, que se activa cuando la ojiva cuando alcanza una cierta altitud, entre 50 y 1,000 pies y lanza combustible al aire que se atomiza y enciende produciendo una explosión secundaria. El resultado es una sobrepresión explosiva, que derriba y fragmenta árboles y otros objetos y la sobrepresión mata a las personas de un modo indiscriminado, incluso a las escondidas en tanques, refugios o cuevas.
  8. DROGAS Y SALUD. En todo el mundo, especialmente en los EE.UU, las muertes por sobredosis de drogas se han disparado en los últimos años, excediendo el número de personas que mueren en accidentes automovilísticos. En los EE. UU las sobredosis de opioides se traducirán en unas 60.000 muertes. De ahí los esfuerzos para desarrollar vacunas que bloquearían los efectos eufóricos de las drogas o las terapias que aplacarían los síntomas de abstinencia de opiáceos es “increíblemente emocionante”, agregó. Pero no todos son tan optimistas. Hay avances, aunque ninguna de las vacunas candidatas ha llegado a pruebas en humanos. La candidata más avanzada es una vacuna contra la heroína diseñada por científicos del Instituto de Investigación Scripps, que ha demostrado poder neutralizar diferentes dosis de heroína en monos Rhesus sin ningún efecto secundario problemático.
  9. ARMAS Y CRIMEN. En EE. UU mueren cada año unas 40.000 personas víctimas de tiroteos, pero los que desean restringir la venta y uso de armas se enfrentan a sus defensores que argumentan que argumentan que asesinatos, crímenes y tiroteos masivos ocurren porque no hay suficientes armas en suficientes lugares. ¿Se podría investigar quién tiene razón? Un experimento ideal sería un estudio de intervención en el que los científicos rastrearían lo que sucedió durante varios años después de que las armas se entregaran a comunidades libres de armas y todo lo demás se mantuviera igual. Pero, por desgracia, no hay comunidades estadounidenses libres de armas de fuego, y la ética de hacer tal estudio es dudosa. Por ello, en cambio, los científicos comparan lo que les sucede a las personas armadas con armas de fuego, en regiones con gran cantidad de armas de fuego, con lo que le sucede a las personas y lugares con pocas armas de fuego. También estudian lo que ocurre cuando las leyes hacen que sea más fácil para las personas portar armas o usarlas para la defensa propia. Y la mayoría de decenas de investigaciones realizadas coinciden: la proliferación de las armas de fuego no solo no detiene, sino que incrementa la violencia armada. Lo peor es que desde hace años se aprobaron restricciones por el Congreso al CDC, uno de los principales financiadores de estas investigaciones.

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https://goo.gl/5gFM1w

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Cambio climático y agricultura europea

Los efectos que el cambio climático puede tener en la agricultura son una de las principales preocupaciones de la sociedad, pero también de los científicos, que trabajan para preverlos y para intentar atenuarlos. Un equipo de investigadores del Departamento de Economía Agraria de la Universidad Politécnica de Madrid acaba de publicar un estudio sobre los efectos biofísicos y económicos que el cambio climático tendrá sobre la agricultura europea para el año 2030. Este estudio, en el que también participa el Joint Research Centre de la Comisión Europea, contribuye a tener un mayor conocimiento sobre los efectos potenciales del cambio climático en la agricultura sin olvidar el papel que el comercio puede jugar como elemento regulador.

Según la investigadora María Blanco “Los resultados biofísicos muestran que los cambios en los rendimientos están fuertemente influenciados por el clima y por el efecto de fertilización carbónica, produciéndose un aumento de la productividad de los cultivos debido a este último efecto. Además, la magnitud de los efectos varía entre las distintas regiones y cultivos, siendo el maíz uno de los afectados más negativamente en Europa”. Los resultados del estudio han sido presentados en la International Technical Conference on Climate Change, Agricultural Trade and Food Security, organizada por la FAO (http://www.fao.org/economic/est/est-events-new/climatetrade/en/).

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http://www.upm.es/?id=71b562c4f5440610VgnVCM10000009c7648a____&prefmt=articulo&fmt=detail

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Programa para mejorar a personas con trastornos emocionales

El Laboratorio de Psicología y Tecnología de la Universitat Jaume I de Castellón y la Universitat de València (Labpsitec), coordinado por las catedráticas Cristina Botella y Rosa Baños, ha desarrollado CORE, un programa de entrenamiento gratuito y autoaplicado mediante Internet de mejora del bienestar psicológico que permite aprender nuevas habilidades y fortalezas para afrontar los trastornos adaptativos u otros trastornos emocionales.

El laboratorio español lidera uno de los paquetes de trabajo del proyecto europeo Integrating Technology into Mental Health Care Delivery in Europe (ICare), financiado por la Comisión Europea con casi cinco millones de euros (378.070 gestionados por la UJI), dentro del programa H2020 (Research and Innovation Framework Programme) en el que participan centros de investigación de seis países europeos: Alemania, Austria, Holanda, Reino Unido, Suiza y España.

Este programa utiliza una plataforma online y la aplicación móvil Minddistrict y ofrece un amplio abanico de técnicas basadas en la evidencia (terapia cognitivo comportamental, activación conductual, reestructuración cognitiva, solución de problemas, mindfulness, auto-compasión, entre otras).

En el Laboratorio de Psicología y Tecnología (LabPsiTec), de la Universidad Jaume I de Castellón y de la Universidad de Valencia, llevan más de 25 años investigando las posibilidades que las Nuevas Tecnologías de la Información y la Comunicación (TICs) pueden ofrecer a la Psicología Clínica. Estas herramientas (Realidad Virtual, Realidad Aumentada, Internet, sistemas móviles, etc.) pueden ser utilizadas para la evaluación y el tratamiento, así como para el estudio de los procesos psicológicos básicos.

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Medicamento con gotas, en lugar de inyecciones, para enfermedades retinianas

La firma española Sylentis ha desarrollado un compuesto para tratar enfermedades de la retina, como la degeneración macular relacionada con la edad y la retinopatía diabética, que se administrará mediante gotas oftálmicas en lugar de inyecciones intraoculares. El fármaco, que se ha probado en animales, es un pequeño ARN interferente capaz de penetrar en las células de la retina y bloquear la formación de nuevos vasos sanguíneos.

El medicamento SYL136001v10, presentado por la compañía del grupo PharmaMar, todavía se encuentra en la fase preclínica y según Covadonga Pañeda, gerente de I + D en Sylentis.. “Su eficacia ha sido probada en modelos animales y los ensayos con humanos comenzarán a finales de 2018…. la droga ejerce su acción al ingresar a las células de la retina, donde impide la síntesis de la proteína NRARP y bloquea la formación de nuevos vasos, que es una de las características fundamentales de las enfermedades degenerativas de la retina…los pacientes que sufren degeneración macular relacionada con la edad o retinopatía diabética deben ir al hospital donde los tratamientos se realizan con inyecciones oculares, lo cual es molesto y doloroso…siRNA, como SYL136001v10, son hasta 10 veces más pequeños que estos tratamientos. Su tamaño les permite penetrar en la retina e inhibir la formación de nuevos vasos sanguíneos después de su aplicación en gotas oftálmicas, como hemos demostrado en animales modelos “.

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CRISPR para ignorantes

El jueves 9 de noviembre el microbiólogo e investigador alicantino Francisco Juan Martínez Mojica será nombrado Académico de Honor de la Real Academia de Medicina y Cirugía de la Región de Murcia. Su discurso lo titula “Diálogos bacteria-virus. Discusiones letales, acuerdos vitales”. El Dr Mojica viene figurando en los últimos años en las quinielas de los Nobel de Medicina y de Quimica por su hallazgo, en 1993, de unas misteriosas secuencias repetitivas en el ADN de unos organismos unicelulares de las salinas de Santa Pola.  Se bautizaron como CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, en español, Repeticiones Palindrómicas Cortas Agrupadas y Regularmente Interespaciadas, que derivaron, desde el año 2013, en el desarrollo del sistema CRISP/Cas, un maravilloso sistema de edición de genes que está permitiendo agregar, interrumpir o sustituir las secuencias de genes específicos, en los seres vivos, de un modo relativamente simple. Todo ello es suficiente justificación para intentar explicar de modo sencillo, para los lectores comunes, lo que es esta nueva técnica revolucionaria y sugerir algunas de sus aplicaciones.

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Un poco de historia. Muchas personas consideran que el descubrimiento científico más importante del siglo XX tuvo lugar el 25 de abril de 1953 cuando la revista NATURE publicó un pequeño artículo de dos páginas, escrito por James D. Watson y Francis Crick, en el que basándose en estudios cristalográficos de rayos X de Maurice Wilkins y Rosalind Franklin. describían la estructura en doble hélice del ADN, nuestro material genético, sugiriendo además el posible mecanismo de copia/multiplicación/descendencia de la biomolécula. En palabras de Watson “una estructura tan bonita tenía por fuerza, que existir”. El acontecimiento marcó un antes y un después en la Biología por sus diversas y profundas aplicaciones en todos los campos. Sirvió de base para abordar y resolver cuestiones científicas inalcanzables hasta entonces: proponer el mecanismo molecular de la herencia de los genes, asistir al nacimiento de la Biología Molecular, completar la secuenciación de los 3.200 millones de bases del Proyecto Genoma Humano e iniciar la era postgenómica, con el nacimiento y desarrollo de las nuevas ciencias “ÓMICAS”: Genómica, Transcriptómica, Proteómica, Epigenómica, Metabolómica, Metagenómica, Farmacogenómica, Farmacometabolómica, etc, así como el inicio de muchas aplicaciones: ADN recombinante, transgénicos, clonaciones, intentos de Terapia Génica. Dos comentarios adicionales en esta fascinante historia de poco más de 50 años. El primero, que el Nobel de Medicina se le adjudicó a Watson, Crick y Wilkins, mientras que Rosalind Franklin fue olvidada. El segundo, que la gran esperanza era la lucha contra las enfermedades, sobre todo las miles de ellas que son genéticas o con componentes genéticos. Desgraciadamente el sueño de la Terapia génica, sustituir los genes “enfermos” por genes “sanos” en gran parte quedó como un deseo, no como una realidad, debido a las dificultades prácticas experimentales para conseguir esa sustitución de genes.

Pues bien, también muchos científicos y expertos piensan que el sistema CRISP y sus derivaciones biomédicas, podría ser considerado como el acontecimiento científico más importante del siglo XXI y sus consecuencias y derivaciones afectaran de modo importante y, esperemos que positivo, a toda la humanidad. No en balde, en el presente año 2017 ya se han publicado más de 12.000 investigaciones sobre CRISPR/Cas9 en revistas científicas internacionales y están en marcha en todo el mundo multitud de ensayos clínicos para comprobar su utilidad para luchar contra un gran número de enfermedades. Intentemos explicar el tema de un modo muy sencillo.

En el genoma bacteriano hay regiones en las que la secuencia de los 4 nucleótidos (las 4 unidades básicas de la molécula de ADN) puede leerse igual en un sentido que en el otro, es decir, son palíndromos (como la frase palindrómica: Anita lava la tina). Se trata de segmentos cortos, que se repiten varias veces y se encuentran separados por otras secuencias diferentes llamadas espaciadores, es decir, en el genoma bacteriano hay repeticiones palindrómicas separadas por un espaciador seguido por otra repetición y así sucesivamente. Estos bloques se encuentran unidos a una región especial denominada secuencia líder, y todo el conjunto se denomina CRISPR.

Cuando un virus ataca a una bacteria, introduce en ella su ADN, que se reproduce utilizando la maquinaria biológica bacteriana y puede llegarse a la destrucción del huésped. Pero las bacterias cuentan con el maravilloso sistema defensivo CRISPR: las regiones CRISPR se asocian a su vez con genes que sintetizan enzimas nucleasas, en particular las llamadas Cas, que poseen capacidad de cortar e inactivar los ácidos nucleicos invasores, ajenos a la bacteria.

La secuencia es la siguiente: la presencia del ADN viral activa el complejo CRISPR, y se sintetizan cadenas cortas de ácido ribonucleico (ARN) que reconocen y asocian a sitios específicos del ADN viral.  El CRISPR/Cas actúa de modo que las Cas cortan en sitios específicos la molécula del ADN viral, como una tijera molecular, y con ello inactiva al ADN agresor, y además se consigue que  la bacteria conserve una especie de memoria genética al respecto.

Desde 2013, las científicas Jennifer Doudna y Emmanuelle Charpentier fueron capaces de recrear la técnica en el laboratorio, de manera simple y barata, usando moléculas guía de ARN que pueden identificar cualquier región del ADN,  ya no solo de bacterias, sino de cualquier especie, tanto hongos como plantas, animales, humanos, etc. para realizar cortes, con ayuda de una enzima particular llamada Cas9 (ahora  ya existen conocen otras enzimas más precisas). Pero no sólo se puede cortar el ADN “indeseable” sino que es posible introducir secuencias específicas en los sitios del corte con lo que se puede modificar casi a voluntad el genoma de todo tipo de células, crear animales y plantas transgénicas, modelos para ensayar nuevas drogas y, eventualmente, abordar con posibilidades reales la soñada Terapia Génica. Como es lógico ello da origen también a consideraciones bioéticas de importancia. Por ello esta técnica no sólo merece ser considerada uno de los mayores avances científicos de 2015, tal como reconocieron las revistas NATURE y SCIENCE, sino posiblemente del presente siglo. Y esperemos y deseemos que, cuando llegue, la hora del Nobel, no vuelva a ocurrir lo que sucedió con Franklin, en el caso de la estructura doble hélice del ADN, es decir, que esta vez se reconozca el papel pionero del prof. Mojica.

Por último, e importante, lo que indica el prof. Musunuru, en la más reciente revisión que se ha publicado respecto al sistema CRISPR/Cas9: “La edición CRISPR-Cas9 del genoma destaca como un ejemplo claro de cómo la ciencia básica aparentemente esotérica (la investigación del sistema inmune bacteriano) puede resultar en importantes Implicaciones clínicas. Debido al arduo trabajo de muchos investigadores, el sistema CRISPR-Cas9 ha recorrido ya un largo camino en solo 4 años y en los próximos años es esperable que el esfuerzo considerable que se está realizando signifique el éxito de la implementación de CRISPR-Cas9 para la edición terapéutica del genoma somático”.

 

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Antifibrinolítico a tiempo

Anualmente, mueren más de 2 millones de personas en todo el mundo por hemorragia extracraneal traumática, a menudo como resultado de lesiones y violencia en los traslados al hospital. Además, la hemorragia postparto (sangrado excesivo después del parto) es la principal causa de muerte materna en el mundo, afectando a unas 100.000 mujeres al año.

Los medicamentos antifibrinolíticos como el ácido tranexámico, el ácido aminocaproico y la aprotinina evitan que los coágulos sanguíneos se descompongan por lo que reducen el sangrado. Se han utilizado durante muchos años para reducir el sangrado menstrual abundante y, a menudo, se administran durante la cirugía para reducir la necesidad de transfusiones de sangre.

En concreto, el ácido tranexámico, es el constituyente de medicamentosantifibrinolíticos relativamente baratos como la amchafibrina para el tratamiento y la prevención de las pérdidas de sangre asociadas a un sangrado anormal excesivo.

La importante revista médica LANCET, publica hoy una interesante investigación sobre su administración, confirmando su eficacia, pero demostrando que cada minuto puede ser importante cuando se trata de evitar sangrados severos, por ejemplo tras un trauma o un parto. Ello es el resultado de un metanálisis sobre más de 40,000 pacientes, demostrando que la probabilidad de muerte debido a la pérdida de sangre se redujo en más del 70% si el medicamento, de bajo costo y fácil disponibilidad, se administra inmediatamente después de la lesión o el nacimiento, pero que las posibilidades de supervivencia disminuyen un 10% por cada 15 minutos de retraso, de modo que si se administra después de 3 horas ya no se observa ningún beneficio.

Según el profesor Ian Roberts de la Escuela de Higiene y Medicina Tropical de Londres, Reino Unido, responsable de la investigación “El ácido tranexámico es seguro, barato, de fácil administración y no necesita refrigeración. La mayoría de las muertes por hemorragia ocurren unas horas después del inicio del sangrado. El tratamiento oportuno tiene el potencial de salvar miles de vidas adicionales cada año”. Sería relativamente sencillo que los responsables sanitarios tuvieran presente el resultado de la investigación para realizar las recomendaciones oportunas.

Más en:

http://dx.doi.org/10.1016/S0140-6736(17)32455-8

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