Avances científicos

Los avances científicos más esperados para el 2012

El año entrante promete numerosos avances en la ciencia. Los exploradores polares rusos planean penetrar por primera vez en el lago subglacial Vostok en la Antártida, la sonda espacial “Voyager” podrá abandonar nuestro sistema solar mientras que los físicos intentarán sintetizar el elemento número 119 de la tabla periódica de Mendeléyev, descubrir el bosón de Higgs y poner en marcha el reactor de neutrones más potente del mundo.

Expedición al misterioso lago Vostok en la Antártida
Expedición polar rusa reanudará en enero la perforación de un pozo hacia el lago subglacial Vostok, ubicado en la Antártida y aislado del resto del mundo desde hace millones de años. Falta por perforar entre 10 y 50 metros de hielo, lo que ocuparía dos o tres semanas.
En el lago pueden existir formas de vida muy especiales que se desarrollaron en absoluta oscuridad en condiciones de baja temperatura y alta presión.
La perforación del pozo terminará en cuanto aparezca el agua del lago, que subirá y llenará el pozo antes de congelarse. Los exploradores volverán a ese lugar dentro de un año para retirar el hielo recién formado y buscar en él organismos vivos que pueden habitar el misterioso lago.

La sonda espacial “Voyager” abandonará el Sistema Solar
La sonda espacial estadounidense “Voyager 1″ podría por fin abandonar nuestro sistema solar y adentrarse en el espacio interestelar. Lanzada en 1977, la sonda era destinada a investigar los planetas gigantes pero aún sigue funcionando y se encuentra a una distancia de 18.000 millones de kilómetros del Sol.

En búsqueda del bosón de Higgs
Físicos del Centro Europeo de Investigación Nuclear (CERN) que trabajan en el Gran Colisionador de Hadrones, no pierden la esperanza de descubrir el bosón de Higgs, una partícula hipotética que provee de masa a todo en el Universo.
Esta partícula, también llamada “Partícula de Dios”, es el último elemento faltante en el Modelo Estándar de la física de partículas. Los investigadores analizan los datos sobre las colisiones entre protones en el colisionador y buscan acontecimientos que pudieran ser resultado del nacimiento y desintegración del bosón de Higgs. Se necesita acumular suficientes datos sobre las colisiones para poder descubrir el bosón entre los acontecimientos corrientes.

Otro paso más por la tabla de Mendeléyev
Científicos del Centro de Investigación de Iones Pesados (GSI) en Alemania iniciaron un experimento para sintetizar el elemento número 119 de la tabla periódica de Mendeléyev. El elemento número 118 -el más pesado que se ha descubierto- fue sintetizado en el Instituto de Investigaciones Nucleares de Rusia.
El grupo de físicos alemanes encabezado por Christoph Duellmann hará colisionar los núcleos de Titanio-50 y Berkelio-249 en el acelerador linear de partículas UNILAC. Este mismo grupo y otro dirigido por Horst Stoecker ya intentaron -independientemente uno del otro- sintetizar el elemento número 120 pero no lo consiguieron.

Puesta en marcha del reactor nuclear experimental de neutrones en Rusia
Se espera que en 2012 sea puesto en marcha física el reactor nuclear experimental de neutrones (PIK) construido en Rusia. Bautizado como “obra de nunca acabar” heredada de la Unión Soviética, este reactor debía ser la fuente de haces de neutrones más potente del mundo.
Estos haces se utilizan en la ciencia moderna como “súper microscopios” capaces de atravesar distintos materiales y “ver” detalles de su estructura equiparables al más diminuto átomo por sus dimensiones. Los neutrones permiten estudiar las moléculas y materiales biológicos transparentes para los rayos X y rayos gamma.
Como resultado, se puede ver la dinámica de los átomos, o sea “filmar una película” en vez de tomar imágenes estáticas.

El “corazón extra” será ensayado en humanos
Investigadores y médicos del Centro de Trasplantes y Órganos Artificiales ‘Shumakov’, situado en Moscú, procederán en 2012 a los ensayos en humanos del “corazón extra” artificial. Se trata de una mini pompa implantada que permitirá a las personas con problemas cardíacos restablecerse o esperar el trasplante de corazón de donante. Los científicos ya lo ensayaron en animales.
Rusia compra actualmente estos dispositivos en el extranjero a 250.000 euros. Se calcula que los análogos rusos podrán ser cuatro veces más baratos.

Crean nanopartículas que llevan la quimioterapia solo a células cancerosas

Nanopartícula contra el cáncer. Imagen: MIT

El uso de nanopartículas terapéuticas contra los tumores sin dañar las células sanas, han mostrado resultados prometedores en un ensayo clínico en curso, según un nuevo estudio del Instituto Técnico de Massachusetts (MIT), en Estados Unidos.
Las nanopartículas tienen una molécula mensajera que les permite atacar específicamente las células cancerosas, y son las primeras partículas de este tipo que se utilizan en estudios clínicos en humanos. Originalmente desarrollado por investigadores del MIT y del Hospital Brigham and Women de Boston, las partículas están diseñadas para llevar el medicamento de quimioterapia docetaxel, que se utiliza para el tratamiento del cáncer de pulmón, próstata y mama, entre otros.
En el estudio, que apareció descrito en la revista Science Translational Medicine, los investigadores demuestran la capacidad de las nanopartículas para llegar a un receptor que se encuentra en las células cancerosas y se acumulan en los sitios del tumor. El uso de estas partículas parece ser seguro y eficaz: muchos de los tumores de los pacientes se redujeron como resultado del tratamiento, incluso cuando recibieron dosis más bajas que las que generalmente se administran.
“Los primeros resultados clínicos de la regresión del tumor, incluso en dosis bajas del fármaco, valida nuestros hallazgos preclínicos”, dijo Robert Langer, del Instituto David H. Koch, profesor del Departamento de Ingeniería Química del MIT y autor principal de la investigación. “Los intentos anteriores para desarrollar nanopartículas específicas no habían tenido éxito durante los estudios clínicos en humanos, debido a la dificultad inherente en el diseño y la ampliación de una partícula capaz de atacar los tumores, que además fuera capaz de evadir el sistema inmune y permitiera el uso de fármacos de forma controlada”, añadió.
La Fase I del ensayo clínico la realizaron investigadores de BIND Biosciences, una compañía cofundada por Langer y Omid Farokhzad en 2007.
“Este estudio demuestra por primera vez que es posible generar medicamentos con propiedades concretas y programables, que pueden concentrar el efecto terapéutico directamente en el sitio de la enfermedad, lo que podría revolucionar el tramiento para enfermedades complejas como el cáncer”, dije Farokhzad, director del Laboratorio de Biomateriales y Nanomedicina en el Hospital Brigham, quien es además profesor asociado de anestesia en la Escuela Médica de Harvard y también figura entre los autores principales de la investigación de Science Translational Medicine.

Estudian gen supresor de tumores que evita el envejecimiento

La relación entre cáncer y envejecimiento es bien conocida desde hace décadas. Pese a los desgraciados ejemplos que podamos tener más o menos cercanos de pérdida de vidas jóvenes a causa del cáncer, es evidente que el mayor factor de riesgo para el desarrollo de una enfermedad neoplásica es la edad.
La explicación más evidente a este fenómeno es que el cáncer se produce tras la acumulación de daños no resueltos convenientemente y que comprometen las funciones esenciales de nuestras células. Del mismo modo, muchos investigadores sugieren que esa acumulación de células dañadas en nuestros tejidos con el paso de los años son la base del envejecimiento.
Un laboratorio del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) que radica en Madrid, España, intenta indagar en el funcionamiento de los genes que nos protegen frente al cáncer de manera natural, los denominados “supresores de tumores”. Estos genes codifican proteínas cuya actividad se ha demostrado esencial para prevenir el desarrollo de cáncer y se encuentran inactivados o ausentes en las células tumorales. En los últimos años, el trabajo de este grupo ha puesto de manifiesto que dichos genes supresores de tumores podrían estar actuando de un modo más general como mecanismos de defensa frente a distintos tipos de daño.
Utilizando modelos de ratón modificados genéticamente para portar copias extra de algunos de estos genes supresores de tumores (en condiciones normales un ratón, al igual que un humano, tiene solo dos copias de cada gen), estos científicos describieron que es posible aumentar las defensas antitumorales, lo que abriría la posibilidad a futuras terapias preventivas, algo sin embargo aún más cercano a la especulación teórica que a una aproximación real.
Sin embargo, un dato adicional que estos modelos animales ofrecieron para sorpresa de muchos, es que reforzar estas defensas naturales anticancerígenas conlleva también una mayor protección frente al envejecimiento. Los ratones que portan copias extra de estos supresores de tumores no solo no desarrollan menos cáncer, sino que además se encuentran protegidos de los rigores del paso del tiempo, demostrando mejores parámetros de salud, coordinación motora, mejor metabolismo, etc. La interpretación que se dio a esta observación, repetida usando varios modelos animales distintos, es que estos genes podrían representar unas defensas naturales frente a diversos tipos de daño y, como ya hemos comentado al principio, el cáncer y el envejecimiento tienen una base común en la acumulación de células dañadas que no han sido reparadas adecuadamente, por lo que aumentar las defensas parece un método eficaz frente a ese daño.
Continuando con esta línea de trabajo, el grupo de científicos se preguntó si estas observaciones serían también extensibles a un nuevo gen supresor de tumores más, el gen PTEN. Ana Ortega, una joven estudiante de doctorado del laboratorio, comenzó hace ahora cinco años la tarea de desarrollar un ratón que portase copias extra de este gen como parte de su tesis doctoral.
Confirmando las observaciones realizadas con otros modelos animales anteriores, Ana encontró que sus ratones estaban más protegidos frente al cáncer y, de nuevo, eran también más longevos. Pero además, y para su sorpresa, estos ratones presentaban otra característica destacable. Los ratones eran sorprendentemente más delgados (un 28% de media) pese a comer igual, o incluso más que los ratones de referencia no modificados. Además de controlar mejor el peso, los ratones con copias extra de PTEN mostraban también una mayor sensibilidad a la insulina, lo que está directamente relacionado con una mayor protección frente a la diabetes, y si eran alimentados con una dieta rica en grasas, sus hígados soportaban mucho mejor el exceso.
La respuesta a este misterio parece estar en la producción de grasa parda (o grasa buena) la cual permite quemar la energía sobrante (¡sin ejercicio!) que el cuerpo acumula en forma de grasa común. Está grasa parda está íntimamente relacionada con los procesos que permiten a algunos animales hibernar y es común en los bebés humanos, que la emplean para generar calor.
Los ratones con más PTEN son capaces de activar la grasa parda, poniéndola en marcha para que quemen la energía procedente de la dieta incluso cuando esta es rica en grasas. Esto es lo que les permite estar más protegidos frente a la obesidad, la diabetes y el conocido como síndrome metabólico.
Bioquímicamente, la actividad más reconocida de PTEN es la de actuar como enzima fosfatasa, oponiéndose a la ruta de señalización que gobierna otra enzima llamada PI3K. Para demostrar que esa vía es también la responsable de los efectos descritos en estos animales con más copias de PTEN, Ana administró un compuesto experimental desarrollado en el CNIO capaz de inhibir la enzima PI3K a ratones normales. Del mismo modo que los ratones modificados genéticamente con más PTEN, los ratones tratados con inhibidor de PI3K mostraron también una mayor capacidad de activar la grasa parda, demostrando con ello que esa es la vía alterada responsable del efecto observado.
Podríamos, por tanto, estar ante una primera demostración de que es posible activar la grasa parda mediante un compuesto sintético que nos permita quemar los excesos de nutrientes, nos proteja de la obesidad y la diabetes, y quizás al mismo tiempo suponga una barrera frente al desarrollo tumoral y contribuya a alargar nuestro periodo de vida saludable.
Por tanto, tenemos en PTEN un nuevo ejemplo de la acción protectora de los denominados hasta ahora (quizás haya que considerar ampliar su nombre) genes supresores de tumores. No solo protegen frente al desarrollo del cáncer, si no que además aumentan la longevidad y actúan frente a la obesidad y enfermedades asociadas a ésta.
Si estos genes supresores son tan sumamante beneficiosos. ¿Cómo es que la evolución no los hizo más comunes? Bien, desde el punto de vista estrictamente biológico, un animal adulto que haya superado la fase de reproducción deja de tener importancia de cara al mantenimiento de la especie.
Solo que nosotros, los humanos, nos oponemos a los dictámenes de la evolución. Queremos vivir jóvenes, sanos y delgados durante mucho más tiempo. En ese sentido, este trabajo podría ser todo un salto hacia adelante.