CIENTÍFICOS LOGRAN ROMPER EL RÉCORD DE LA TEMPERATURA MÁS BAJA REGISTRADA

Las temperaturas más bajas conocidas y registradas hasta ahora han sido de unos -89,2 °C en la Antártida, y hasta por debajo de los -200 °C en zonas lunares.

Sin embargo, un grupo de científicos internacionales de la Universidad de Rice y Kioto, logró alcanzar en un laboratorio una temperatura 3 mil millones de veces más fría que la interestelar.

Para ello, utilizaron rayos láser para enfriar los átomos a tan solo una mil millonésima de grado por encima del cero absoluto (-273,15 K), en la cual todo movimiento atómico se detiene por completo y la materia se comporta de forma extraordinaria. Así consiguieron crear el condensado de Bose-Einstein.

Los efectos más conocidos debido a este fenómeno son la superconductividad, que ocurre cuando una sustancia transmite electricidad sin resistencia alguna, y superfluidez, que se define como la pérdida total de la viscosidad de una sustancia.

Este experimento no es solo un gran hallazgo en el ámbito de laboratorio, sino que “también abre paso al desarrollo de nuevos materiales con propiedades impensables” según dijo Francisco José Turkal Mila, profesor del departamento de Física Aplicada de la Universidad de Zaragoza, a BBC Mundo.
Eduardo Ibarra garcía Padilla, uno de los autores del experimento, explicó a BBC Mundo que hay fases de la materia que solo se pueden lograr a temperaturas muy bajas, por lo que llegar hasta ellas nos permitirá entender y analizar mejor problemas físicos como “la superconductividad en el óxido de cobre”, que tendrá importantes aplicaciones en la tecnología.

En cuanto al proceso del experimento, primero enfriaron al máximo varios átomos de Iterbio, una tierra rara perteneciente a los lantánidos y conocido en la tabla periódica con el símbolo Yb. “Para lograrlo emplearon técnicas de enfriamiento con láseres” aclaró Ibarra.

También emplearon enfriamiento evaporativo, que según Ibarra “es como cuando tienes una sopa muy caliente. Lo que haces es soplar la sopa, quitándole las partículas más calientes para enfriarla. Así que los científicos hacen lo mismo: jugar con la trampa de luz donde quedan atrapados los átomos y eliminar aquellos más calientes. Por lo tanto, así enfrían el sistema”.

Torcal-Milla, también autor de un artículo sobre este experimento, indicó que este procedimiento estuvo envuelto de la tecnología más alta:

“Primero se subliman los átomos de iterbio mediante el uso de un láser altamente potente sobre una estructura sólida de Iterbio, lo que hace que se evapore una cantidad reducida del mismo”.

“Cuando se obtenga el gas diluido, se almacena en una cámara donde previamente se crea un vacío extremo y los átomos son capturados por trampas ópticas, definidas como una especie de cintas de luz”.

“Luego se golpean con rayos láser desde diferentes direcciones. Los fotones de estos rayos láser, cuando interactúan con átomos de gases mixtos actúan sobre ellos frenándolos, es decir, disminuyendo su velocidad y, por lo tanto, su temperatura”.

Según Ibarra, cada vez que se alcancen temperaturas inferiores, aparecerán nuevas fases de la materia. Estas podrían tener nuevas propiedades con respecto al transporte o el magnetismo, siendo totalmente diferentes a las de otros materiales.

Si hubiera una futura superconductividad de los óxidos de cobre, podrían usarse de superconductores para los trenes que levitan, según el experto. “Por ejemplo los trenes maglev. Aunque yo considero que probablemente sean útiles para otras aplicaciones, porque significa que habría corrientes eléctricas sin pérdidas”.

El científico español indica que es posible que haya descubrimientos que requieran esperar para ser aplicados, y podría ser el caso de este hallazgo en particular. Sin embargo, sin duda alguna, estos descubrimientos nos revelarán una nueva comprensión de la física, una que no podemos anticipar en este momento, pero que nos conduciría a una teoría definitiva que unifique todas las fuerzas fundamentales, o que revele propiedades de la materia a niveles microscópicos que aún se desconocen.

Fuente: BBC News Mundo

¿SABÍAS QUE LAS PLANTAS SE REPRODUCEN ENVIANDO "CARTAS DE AMOR" MOLECULARES?

Investigadores del Departamento de Biología Vegetal y Microbiana de la Universidad de Berkeley, han descubierto los complejos procesos moleculares que ocurren antes de la reproducción de las plantas con flores.

Los hallazgos, publicados el 6 de julio en Nature, revelan un proceso, previamente desconocido, que sirve como método de comunicación durante la fertilización.

Según el profesor Shen Luan, director de la división PMB y primer autor del artículo, el mecanismo exacto detrás de la señalización hasta ahora había sido imposible de descifrar para los investigadores.

“A nivel molecular, este mecanismo ahora está más claro que nunca” aclaró Luan.

El proceso por el que las flores se reproducen sexualmente se denomina polinización, y este consiste en la transferencia de polen desde el estambre de una flor al estigma del pistilo. Una vez que el grano de polen se encuentra en el estigma, un tubo polínico se desarrolla a partir de ese gránulo para eventualmente convertirse en un óvulo, facilitando la transferencia de esperma a este óvulo.

Luan admitió que los investigadores notaron la presencia de ondas de calcio que, al estilo de “cartas de amor” preceden al proceso de fertilización, y afirmaron que estaban al tanto de la importancia de estas señales de calcio, pero no estaban seguros de como se producían.

Con el fin de analizar cómo la célula femenina produce estas ondas, los coautores introdujeron un biosensor para monitorear los niveles de calcio en la célula específica para buscar señales de las partes masculinas que ocasionan ondas de calcio .

Descubrieron que los túbulos polínicos liberan una serie de pequeños péptidos que pueden ser reconocidos por los receptores de péptidos en la superficie de la célula del ovario femenino.

“Se podría comparar con un servicio de entrega” afirmó Luan. “Somos conscientes de que el pequeño péptido sirve como una señal para la parte femenina de la flor, actuando como un golpe en la puerta para alertar al receptor de que el tubo polínico ha llegado”.

Las ondas de calcio finalmente hacen que el tubo polínico estalle y libere el esperma inmóvil dentro del óvulo, asegurando así una fertilización exitosa.

“En cierto modo, se suicidan para liberar su esperma” aclaró Luan en Nature. “De vez en cuando, las células reproductoras femeninas también mueren, dejando al descubierto el óvulo y dando luz a una nueva vida. Se podría considerar un “viaje romántico” para su reproducción”.

Este descubrimiento del estudio de los canales de calcio en las plantas sugiere que estas tienen un método único para producir señales diferentes a las que se encuentran en los animales. 

De hecho, los investigadores han estado estudiando los canales de calcio durante más de 30 años y aprendiendo con ello cómo confieren resistencia al mildiu polvoriento (enfermedad fúngica por la que numerosas plantas se ven afectadas) o permiten la identificación mecánica del sistema radicular.

Además, comprender los complejos sucesos moleculares que intervienen en la fertilización podría ayudar a mejorar el rendimiento comercial de las plantas con flores o a utilizar los resultados para romper la barrera existente entre especies, lo que podría abrir la puerta a nuevas especies híbridas a través de la polinización cruzada.

Pero, aparte de su posible aplicación comercial, estos hallazgos resaltan sobre todo la capacidad que tienen las plantas de comunicarse vía molecular. “Desde un punto de vista evolutivo, ellas crearon sus propias moléculas específicas para obtener un proceso de comunicación único” concluyó Shen Luan.

Fuentes: Europa Press, La Voz

MICROORGANISMO QUE AYUDA A LAS PLANTAS A PRODUCIR MÁS HIERRO

Un equipo de investigadores perteneciente a la Universidad de Córdoba descubrió los mecanismos que utiliza el hongo entomopatógeno Metargizium brunneum para aumentar las reservas de hierro en plantas de melón y pepino.

Tras identificar el potencial de este hongo como controlador de plagas de insectos, Fabián García, Enrique Quesada, María José García y Meelad Yousef, investigadores del Departamento de Agronomía del Centro de Excelencia María de Maeztu de la Universidad de Córdoba, describieron por primera vez los mecanismos empleados por la cepa Metarhizium brunneum EAMa 01/58-Su para aumentar el contenido de hierro de la planta.

La institución académica informó que los hongos entomopatógenos, microorganismos que causan enfermedades en insectos plaga, actúan como un efectivo biopesticida, lo que la Unidad de Entomología Agropecuaria logró convertir en un producto para el control sostenible de la mosca del olivo. 

Pero aparte de eso, también tienen la función de ayudar a las plantas a hacer frente a las carencias de nutrientes, como la deficiencia de hierro, y así aumentar su producción.

Tras haber comparado tres cepas de Beauveria bassiana y Metarhizium bruneum, encontraron que Metarhizium brunneum EAMa 01/58-Su era la que más aportaba hierro a la planta.

Luego investigaron la deficiencia de este elemento causada por el hongo y encontraron que “induce dos genes principales para la adquisición de hierro”, por lo que “presuntamente hace que las plantas sean más eficientes en la absorción de hierro del suelo”, explica la investigadora María José García.

Estos microorganismos proporcionan asistencia directa e indirecta a las plantas cuando adquieren hierro. A diferencia de la ruta indirecta, que ocurre cuando estos microorganismos están en el suelo y no afectan a la respuesta de la planta, sino que simplemente hacen que esta tenga más celulosa disponible, según el investigador Meelad Yousef: “La ruta directa implica cambios en los genes que los microorganismos inducen para qué la planta adquiera más celulosa”.

En este estudio realizado en plantas de melón y pepino, resultado de una sinergia entre los grupos de fisiología vegetal y entomología agrícola, se demostró que desde el primer día de aplicación de una solución con hongos entomopatógenos (cepa F012), la planta comienza a inducir respuestas a la carencia de hierro. Esto sería muy importante en España, donde abundan los suelos arcillosos, lo que dificulta la absorción de hierro por parte de las plantas.

Así pues, el bioinsecticida desarrollado a partir de esta cepa gana valor.

 
El uso de este producto contra las principales plagas de estos cultivos, como el pulgón o la mosca blanca, es muy eficaz y estable, porque la producción de estos microorganismos no daña el medio ambiente y además ayudan a regular las comunidades de microorganismos del suelo.

“El objetivo final trataría de crear un bioestimulante que permita proteger a los cultivos de ataques patogénicos y mejorar la nutrición férrica de las plantas en condiciones adversas” aclaró el investigador Miguel Ángel Aparicio.

La UCO confirmó que este experimento proviene de la Tesis Doctoral del Investigador Miguel Ángel Aparicio, la cual recibió ayuda del Plan Propio de investigación de la Universidad de Córdoba.

Fuentes: ABC de Sevilla, Interempresas

PRIMERA VEZ DE CÓNDORES REPRODUCCIÉNDOSE ASEXUALMENTE

Investigadores de San Diego Zoo Wildlife Alliance han descubierto mediante pruebas biológicas, que dos de sus cóndores habían nacido de huevos sin fecundar por un macho. Esto quiere decir que sus madres, al estar en peligro de extinción, se habrían reproducido asexualmente por partenogénesis.

El análisis de una rutina de múltiples muestras mostró que los dos polluelos solo estaban relacionados genéticamente con sus madres, habiendo así una incapacidad de hallar relación con algún macho fértil que conviviera con aquellas hembras.

Este descubrimiento, descrito por sus autores en Journal of Heredity como “extraordinario”, podría servir de gran ayuda con aplicaciones para la genética de vida silvestre y la ciencia de la conservación.

Según afirma Oliver Ryder, coautor del estudio y director de Genética de Conservación en San Diego Zoo Wildlife Alliance: “No buscábamos evidencia de partenogénesis, simplemente nos golpeó en la cara. Sólo lo confirmamos debido a las pruebas genéticas estándar que hacemos para probar la paternidad”. “Nuestros resultados también mostraron huevos que tenían los cromosomas masculinos ZZ esperados, pero todos los marcadores se heredaron solo de las madres, lo que confirma nuestros hallazgos”, concluyó.

Con ello se afirmó que ambas crías eran huérfanas de padre, convirtiéndose en los dos primeros casos de reproducción sexual de la especie cóndor de California.

Si bien esa parte fue sorprendente, no es la primera vez que se conoce algún caso de partenogénesis en aves, pero debido a la dificultad de observar esta especie, solo se sabe que ocurre en aves domésticas, pavos, palomas y gorriones.

Pero todos estos casos tenían un detalle en común, la ausencia de machos para la reproducción sexual. En el caso de los cóndores, ambas hembras vivían con otros machos fértiles con los que se habían reproducido en años anteriores. Además, una de ellas llegó a tener 11 crías y la otra estaba emparejada con el mismo macho desde hace unos 20 años, llegando a criar hasta 21 polluelos antes y otros 2 después de que nacieran los “partenotes”, aquellos nacidos por partenogénesis cuando la hembra está aislada de los machos. Pero aquí la falta de machos no es la razón.

“Creemos que nuestros resultados representan el primer caso de partenogénesis obligada en una especie de ave silvestre en la que un macho y una hembra se alojan juntos”, afirmó Cynthia Steiner, subdirectora del Departamento de Investigación para la conservación. “Sin embargo, a diferencia de otros ejemplos de partenogénesis en aves, estos dos casos no pueden explicarse por la falta de un macho adecuado”. 

Ambos ejemplares ya fallecieron, ya que eran más pequeños y débiles de lo habitual en un macho, pero no se sabe si esto se debe a su peculiar nacimiento.

Tras este descubrimiento, los científicos del centro empezarán a aumentar y la velocidad de los análisis genéticos moleculares como los que hicieron a esos cóndores para comprobar si hay más casos existentes. 

Fuentes: La Razón, Noticias de Álava

CANARIAS EN PROCESO DE CRIAR INSECTOS PARA LA ALIMENTACIÓN ANIMAL

La cría de insectos se está convirtiendo en una práctica cada vez más común en todo el mundo debido a que estos son una fuente de proteína saludable y sostenible. Además, la cría de estos animales produce menos emisiones de gases de efecto invernadero y utiliza menos agua y tierra que la producción de carne convencional. 

Por ello, Canarias está desarrollando un proyecto piloto para la cría de alimentos y control de plagas con la colaboración de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria con el fin de desarrollar la cría intensiva de invertebrados en las islas para producir piensos y harinas para alimentación de los animales.

La financiación del proyecto Artropocan ha sido aprobada recientemente con 22.500 euros por el Consejo del Gobierno de Canarias mediante fondos de la Consejería de Agricultura, Ganadería y Pesca. 

Impulsado por la Fundación Neotrópico, el programa quiere establecer en Canarias la ingesta de insectos, también conocida como entomofagia, así como protocolos de seguridad en materia de higiene y conocimiento de los posibles aprovechamientos de las especies nativas de artrópodos para conseguir un aprovechamiento sostenible de los recursos naturales, entre otros aspectos.

Además, la Dirección General de Ganadería también financia este proyecto debido a su importancia en la actualidad para el sector ganadero.

Antes del inicio de la guerra en Ucrania, provocada por la invasión rusa, los precios de las materias primas para la producción de alimentos para animales seguían aumentando, y esta subida se ha acentuado desde entonces. 

Debido a la larga duración de este conflicto, la Dirección General de Producción Pecuaria apoya todas las iniciativas relacionadas con la reducción de la dependencia externa de los ingredientes de la alimentación animal. 

Entre los insectos que se están criando en este proyecto piloto se encuentran los grillos, gusanos de la harina y cucarachas, ya que son seguros para la raza humana y son utilizados en numerosos países como fuentes de proteínas. 

Así, bajo las medidas de higiene adecuadas, se potenciará la utilización de estas crías de insectos para la creación de harina de insectos, pues permitiría a las explotaciones canarias implementar estas harinas en la dieta de animales, tanto rumiantes como no rumiantes, ya que a partir de ellas se pueden crear piensos para su alimentación. 

Además, esto resulta una ventaja para el sector ganadero, el cual actualmente está atravesando una de las peores crisis sobre precios de la historia. 

Fuentes: Diario de Avisos, Europa Press.

¿NUEVA POSIBILIDAD DE PREVENIR LA RECAÍDA DE CÁNCER DE COLON?

En un nuevo estudio publicado en la revista Nature, investigadores del Instituto de Investigación Biomédica de Barcelona, liderados por Eduard Batlle, identificaron por primera vez células que propagan el cáncer de colon en un proceso denominado metástasis, incluso después de que el tumor primario, normalmente localizado en el colon o recto, haya sido extirpado quirúrgicamente. 

Una condición llamada recaída afecta del 20% al 35% de los pacientes. Esto consiste en la reaparición del cáncer en otros órganos vitales y es producida por la perduración de las células cancerígenas, en el momento de la cirugía, en el pulmón o en el hígado. Además, la metástasis es la causa principal en casi todos los tipos de cáncer, incluido el cáncer de colon. 

El desconocimiento previo de la localización de estas células cancerígenas fue ocasionado a la falta de tratamiento efectivo para poder eliminar la enfermedad residual y prevenir la recurrencia metastásica con mal pronóstico. 

“Comprender y evitar la recurrencia posoperatoria parece ser una necesidad médica no satisfecha. Después de muchos años de investigación sobre el cáncer de colon, hemos dado el primer paso en la prevención de la metástasis en pacientes con enfermedad localizada” manifiesta Batlle, jefe del laboratorio de Cáncer Colorrectal. 

Los investigadores crearon un nuevo método experimental en ratones que recrea el proceso por el cual los pacientes padecen recaídas y que pasa por las etapas de diagnóstico, tratamiento, cirugía y recaída posterior. Al mismo tiempo, desarrollaron un método para aislar algunas de las células cancerosas que circulan por el cuerpo. 

“Nuestro modelo se parece mucho a la progresión de la enfermedad del paciente, lo que nos permite caracterizar el tumor primario y la dinámica de la enfermedad residual. Examinamos micrometástasis desde 3 o 4 células hasta metástasis medianas e incluso más grandes y describimos cómo se desarrolló cada metástasis medianas e incluso más grandes. A su vez, describimos como se desarrolló cada una durante la progresión de la enfermedad.”  Glosa Adrià Cañellas-Socias, primer autor del estudio e investigador del laboratorio. 

Desde hace algunos años, los expertos ya sabían los diferentes tipos de células tumorales que presenta el cáncer de colon, ejerciendo cada cual una función diferente en el progreso de la enfermedad. Entre las asociaciones de tipos de células que lo componen, los autores identificaron un grupo al que denominaron HRC (High Relapse Cells).

Las demás células muestran poca actividad proliferativa y no tributan al desarrollo del tumor primario. Pero, por el contrario, el grupo HRC tiene la capacidad de desapropiarse del cáncer de colon, ingresar al torrente sanguíneo, llegar al hígado y ocultarse durante un tiempo después de la cirugía. En muestras de pacientes que tienen con este cáncer, los científicos pudieron confirmar la presencia de estas mismas células en aquellos con alto riesgo de una recaída posterior al tratamiento. 

Además, también han confirmado que la eliminación genética de estas células era suficiente para prevenir la metástasis. Esto significa que los ratones que desarrollaron cáncer de colon permanecieron libres de enfermedad después de la cirugía tumoral inicial, sin sufrir recaídas posteriores. 

El equipo también desarrolló una estrategia de tratamiento para atacar específicamente la enfermedad residual y prevenir la recaída. Así, demostraron que las metástasis primarias, cuando aún no son visibles, pueden expelerse mediante tratamiento con inmunoterapia antes de la cirugía. 

“Nuestros resultados revelan por primera vez cómo se comportan las poblaciones de células cancerosas responsables de las recurrencias y los genes que las determinan; además, es una prueba de concepto que ha llevado al desarrollo de nuevas herramientas diagnósticas para identificar a los pacientes con mayor riesgo de recaída y, en particular, a nuevos tratamientos destinados a erradicar la enfermedad residual” aclara Batlle.

“Pero a su vez, nuestro estudio sugiere una revisión de las guías clínicas para el tratamiento de este tipo de cáncer, ya que la inmunoterapia se recomienda antes de la cirugía en la mayoría de los casos” concluye el mismo.  

Todos estos resultados, confirma el IRB, abren la posibilidad de desarrollar nuevas áreas de investigación. Los investigadores responsables del estudio ahora pondrán su atención en comprender cuándo se activan las células que ingresan al hígado para regenerar tumores con el fin de poder interrumpir este proceso y prevenir la formación de metástasis.

También están realizando investigaciones para comprender que factores afectan la aparición de estas células y por qué su número varía de un paciente a otro. 

Fuentes: Agencia Sinc, Diari Més

CONTRADICCIÓN INESPERADA EN LA MASA DEL BOSÓN W ALTERA LA TEORÍA ESTÁNDAR DE PARTÍCULAS

Tan solo 10 años después de que el CERN descubriera el Bosón de Higgs, la colaboración CDF, Collider Detector at Fermilab, a la que pertenecen alrededor de 400 científicos de distintos países, siguió analizando más a fondo la gran cantidad de datos recopilados en el experimento del Collider Detector at Fermilab, de quien recibe dicho nombre. Ahí se registraban las colisiones de protones y antiprotones producidas desde 1985 hasta 2011 en el acelerador Tevatrón. 

Con ello, han obtenido recientemente la medición más precisa hasta ahora de la masa del bosón W, uno de los 6 bosones que crean el modelo estándar, pero con un resultado mayor de lo esperado: su nuevo valor es aproximadamente el doble de preciso que en las medidas anteriores. Este hallazgo fue publicado en Science en abril de este año.

Según los expertos, tras medir la masa y contando con una muestra de unos 4 millones de estos bosones, se obtuvo un valor de 80.433,5 +/- 9,4 MeV/c2, donde “MeV” equivale a los megaelectronvoltios y “c” a la velocidad de la luz en el vacío, que supera todas las mediciones anteriores y equivaldría a unas 80 veces la masa de un protón. Debido a esto, el valor de la masa de la partícula sugiere que esta sea más pesada (7 sigmas en la jerga de los físicos) que lo predicho en el modelo estándar y que perdure la tensión entre el bosón y este modelo. 

Si lo mencionado anteriormente se confirma, los hallazgos de la colaboración CDF iluminarían áreas donde el modelo estándar debe mejorarse o ampliarse o incluso proporcionar los primeros vistazos a la física que habría detrás de él y, por lo tanto, el bosón sería la clave para la búsqueda de esta.

Según Kotwal, quien publicó cinco mediciones, cada cual más precisa que la anterior, en los últimos 28 años, la probabilidad de que el aumento de 7 sigmas sea mera casualidad estadística equivale a 1 entre mil millones. Pero aun así, debido a que estas afirmaciones requieren evidencia extraordinaria, este descubrimiento seguirá necesitando de más ensayos adicionales para que garantice una verificación independiente.

Ahora más que nada, debido al resultado tan diferente al de las estimaciones anteriores, los físicos tienen la tarea de descubrir aquello que el modelo estándar no puede explicar. 

Esta no es la primera vez que se demuestra que la física subatómica es realmente diferente a las mejores hipótesis de la humanidad, porque en abril de 2021, la Colaboración Muon g-2 descubrió más evidencias de que lo predicho en el modelo estándar no coincide con lo demostrado en los experimentos. Además, la gravedad y la materia oscura, dos de los hechos imprescindibles del universo, no son capaces de ser explicados por este modelo. 

“Para averiguar cuál podría ser la teoría más fundamental, es importante encontrar fenómenos que el modelo estándar no pueda explicar, o en otras palabras, aquellos fenómenos en donde lo predicho por el modelo se rompa” escribió Claudio Campagnari, físico de la Universidad de California. Por lo tanto, se han creado experimentos precisamente para este propósito. Estos probarán las conclusiones de los nuevos descubrimientos utilizando varios experimentos de choque, pero aún seguimos a la espera de la publicación de los resultados de ATLAS y Compact Muon Solenoid, dos detectores del Gran Colisionador de Hadrones del CERN. 

En cualquier caso, una vez que estén disponibles los últimos resultados del equipo, toda discusión habrá terminado y, entonces, sabremos si en 2023 cambiará nuestra percepción de la física de partículas y de los diversos fenómenos interestelares que la acompañan. 

Fuentes: Agencia Sinc, National Geographic, Gizmodo, Tekcrispy

YA SE PUEDE CREAR TEJIDO CARDÍACO MAYORMENTE FUNCIONAL

El corazón tiene una peculiar organización con múltiples capas musculares alineadas helicoidalmente en diferentes ángulos, lo que desafía a los humanos a crear un corazón artificial completamente funcional debido a la incapacidad, de las técnicas usadas en la actualidad, de recreación de dichas capas. 

Pero ahora, un equipo interdisciplinario de investigadores de Harvard University ha deslumbrado al mundo con una técnica nueva y más avanzada para la creación de estructuras que se asemejan al esqueleto fibroso, es decir, la matriz extracelular del corazón.

Su experimento fue publicado en la revista Science, donde detalladamente se ha explicado el funcionamiento y la potencialidad que tiene este método para la creación de estructuras cardíacas, otorgándole la capacidad de superar las limitaciones de las técnicas anteriores.  

El sistema de producción, denominado “Hilado mediante Flujo de Aire Rotatorio” (Focused Rotary Jet Spinning), es similar al proceso de fabricación de algodón de azúcar de los feriantes. Los investigadores inyectan fibras de polímero por medio de un motor de alta velocidad partiendo de un tanque donde se encuentra este material en estado líquido. 

A medida que el polímero sale del tanque a través de una pequeña abertura, se endurece en fibras debido a la evaporación del solvente. Un potente flujo de aire direccional le permite controlar las fibras que escapan y se depositan en un colector. De esta manera, la producción de fibra se puede alinear y controlar en ambos planos, vertical y horizontal.

Con este método, los investigadores podrían controlar varios parámetros de las fibras miocárdicas, como el diámetro (micrométrico o nanométrico), la alineación y la distribución en 3D. Además, es posible simular la organización helicoidal de dichas fibras a través del giramiento del colector y del cambio de su ángulo, mientras estas se depositan. 

Para verificar el potencial de este procedimiento, por una parte, los autores crearon muestras de tejido de varios tamaños y complejidad, así como diferentes estructuras cardíacas: desde el esqueleto fibroso del corazón humano, de tamaño real, hasta una estructura ventricular de una sola capa de corazón de gato, humano, ballena enana y rata.

Por otra parte, originaron estructuras complejas ventriculares con tres capas para mostrar con qué precisión este método puede alinear fibras y organizarlas en 3D.

El equipo agregó cardiomiocitos de ratas y humanos, provenientes de células madres, a varios tejidos. Así descubrieron que las células se adherían a las fibras siguiendo su alineación y podían encogerse en diferentes capas. 

Los ventrículos junto a los cardiomiocitos en disposición helicoidal y contrayéndose representaban, en parte, a los movimientos de torsión del corazón humano. Por otro lado, la función de los ventrículos organizados de manera helicoidal era mejor que aquellos con alineación circunferencial, respecto a la capacidad que tienen a la hora de contraerse y bombear. 

Esta nueva técnica abre puertas a la ingeniería de tejidos cardíacos, lo que brindaría otra oportunidad para crear rápidamente formas diseñadas para células cardíacas pero teniendo la ventaja de poder supeditar su ubicación con mayor precisión.

También, se puede utilizar este método de hilado para entender cómo la organización en forma helicoidal de las fibras miocárdicas determina su función contráctil y, a su vez, conduciría a modelos que podrían proporcionar mejor información sobre lo que sucede cuando se desarrollan ciertas malformaciones o lesiones que cambian la estructura del corazón.

Además, podría ser útil asimismo a la hora de fabricar muchos otros tejidos donde la adaptación estructural es fundamental, como en el caso de vasos sanguíneos o cartílagos. 

Fuentes: Investigación y Ciencia, Medicina y Salud Pública

CONSIGUEN "DORMIR" LAS NEURONAS IMPLICADAS EN LAS CRISIS EPILÉPTICAS

Un nuevo estudio preclínico en ratones, publicado en la revista Science, abre la posibilidad de tratar una gama más amplia de trastornos neurológicos, dirigiéndose solo a células cerebrales que se comportan de manera anormal, sin afectar a las demás. Esta investigación muestra cómo algunas neuronas hiperactivadas pueden apagarse en las convulsiones durante una crisis epiléptica y cuando se comportan de manera anómala.

Como ya sabemos, la epilepsia se lleva el segundo puesto de trastornos neurológicos más comunes que afecta a cualquier tipo de edad. Alrededor de 70 millones de personas en el mundo padecen esta enfermedad, y para España, actualmente, la media de personas que la padecen es de unas 270.000. De todas ellas, 100.000 están afectadas por la epilepsia refractaria, la cual no es combatida por fármacos y debe tratarse mediante cirugía. Gracias a este experimento, estos 100.000 pacientes podrían curarse con una nueva estrategia de terapia genética.

El uso de esta terapia ya se ha estudiado en otros tipos de epilepsia vinculados a mutaciones genéticas específicas, pero esta estrategia, como se ha mencionado anteriormente, quiere focalizarse sobre aquellas células del cerebro que actúan de forma infrecuente. Así pues, los investigadores del grupo Gabriele Lignani en el Departamento de Epilepsia Clínica y Experimental de University College London se han centrado en genes cuya expresión aumenta con la actividad neuronal. Por lo tanto, seleccionaron el gen del canal potasio Kcna1 y su gen regulador c-Fos en el modelo experimental. 

Según Science, “muchas enfermedades cerebrales están causadas por una excesiva actividad de un limitado número de células del cerebro”. Esto equivale a un obstáculo en el tratamiento debido a una mayoría de estrategias farmacológicas que dañan el órgano al completo. 

“Aunque la terapia génica ofrece potencial para modular la excitabilidad neuronal, una limitación es su incapacidad para distinguir las neuronas involucradas en la patología del circuito de neuronas sanas, adyacentes y entrelazadas”, aclaran los expertos. 

Pero para solucionar este problema, utilizaron un modelo de epilepsia para probar una técnica que destruye solo las neuronas hiperactivas e ignora las neuronas normalmente activas. Esta es una estrategia de terapia génica que solo reduce la excitabilidad de las neuronas hiperactivas en circuitos cerrados. 

Empleando un vector de virus adenoasociado (AVV), un tipo de vector comúnmente usado en la terapia génica, los investigadores transfirieron el sistema genético en c-Fos y Kcna1 a organoides en cultivo, derivados de células madre humanas procedentes de la piel y a un modelo de epilepsia en ratones. Debido a eso, descubrieron que el vector era capaz de reducir la excitabilidad de las neuronas durante las convulsiones sin afectar negativamente la cognición. 

Por lo tanto, esta terapia génica hizo posible que c-Fos module la expresión de Kcna1 solo durante los períodos de mayor actividad neuronal y en aquellas que están hiperactivadas. Así se dieron cuenta en los animales de un efecto antiepiléptico persistente que no se interponía sobre los procesos cognitivos.

“Hemos creado una terapia génica que únicamente se activa en células hiperactivas y se desactiva cuando la actividad vuelve a la normalidad” asegura la autora principal del estudio, Gabriele Lignani.  

Además de la epilepsia, los autores explican en el portal de noticias médicas Medscape que el mismo enfoque podría usarse para otras enfermedades neuropsiquiátricas en las que las neuronas están hiperactivadas, como la enfermedad de Parkinson o la Esquizofrenia, entre otras. Así, podríamos estar en camino de dar la clave para crear nuevos tratamientos más efectivos y a su vez con menos efectos secundarios que los actuales para aquellos que deban tomarlos. 

"Es esperanzador ver que esta terapia génica funcione en células humanas in vitro y ratones" afirman los expertos. 

Fuentes: El Mundo, 20minutos

LA OXITOCINA PODRÍA ABRIR PUERTAS A LA REGENERACIÓN DEL CORAZÓN HUMANO TRAS UN INFARTO

Un nuevo estudio de Michigan State University, publicado en la revista científica Frontierns in Cell and Development Biology, indica que la oxitocina, un neuropéptido producido en el hipotálamo, podría ser un gran potencial en el ser humano a la hora de ayudar al tejido cardíaco para su regeneración después de una enfermedad cardiovascular.

Esta investigación fue llevada a cabo, en su mayoría, en peces cebra, los cuales son originarios de Asia y conocidos por poder estimular las células maduras del epicardio de su corazón para que se conviertan en células madres capaces de reemplazar las células cardíacas extraviadas durante un infarto. 

Tres días después de sufrir una lesión cardíaca, la expresión del ARN mensajero de la oxitocina de estos peces se multiplica hasta 20 veces más que antes de la enfermedad. Después, esta llega al epicardio y se une al receptor de oxitocina, dando lugar a una cascada molecular. Esta incentiva a las células locales para que se expandan y se conviertan en EpiPCs, células progenitoras derivadas del epicardio, que migran al miocardio y pueden dar punto a cardiomiocitos y células vasculares para reemplazar a las que se habían perdido u obstruido.

Los investigadores explicaron que este fenómeno se debe en gran medida a la proliferación de cardiomiocitos, así como a EpiPCs. 

“Piense en las EpiPC como los albañiles que reparaban las catedrales de Europa en la Edad Media” explica Aitor Aguirre, profesor asistente del Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad Estatal de Michigan y autor principal del estudio. 

Con esta investigación, los autores demostraron una similitud con el comportamiento de la oxitocina en tejido humano in vitro.

Esta es la única de 14 neurohormonas que estimula los cultivos de células madres pluripotentes, capaces de convertirse en varios tipos de células diferentes (hIPCs), inducidas en el ser humano para que se transformen en EpiPCs hasta el doble de la tasa basal. Con ello se da lugar a un resultado mucho más firme que otras moléculas que anteriormente se demostró que también estimulaban la producción de EpiPCs, pero en ratones.

En cambio, el bloqueo genético de los receptores de oxitocina suprimió la activación regenerativa de las EpiPC humanas en cultivo. 

Con el análisis, también se demostró que el vínculo entre la estimulación de las EpiPC y la oxitocina es la fundamental “vía de señalización de TGF”, conocida por su función de regular el crecimiento, la diferenciación y la migración celular.

A la presencia de estos datos, Aguirre considera factible que la incitación por la oxitocina de la fabricación de EpiPC se conservará evolutivamente en humanos en una tonalidad significativa. 

El próximo paso consistirá en analizar el estado de la oxitocina en las personas después de una lesión cardíaca, pero en esta investigación se muestra que la oxitocina en sí es de corta duración en la circulación, por lo que su efecto en los pacientes podrían verse obstaculizado. 

“Fármacos especialmente diseñados, con vida media más larga o de mayor eficacia, podrían ser útiles en este contexto. Tanto los estudios preclínicos experimentales como los clínicos en pacientes deben seguir desarrollándose en esta área”, concluye Aguirre.  

Fuentes: El Mundo, Cordobabn, El Periódico de Aragón, Clarín

ANTIGUA LUNA DE SATURNO PODRÍA SER LA CAUSA DEL ORÍGEN DE SUS ANILLOS

Los anillos de Saturno siempre han estado fascinando a los astrónomos desde que Galileo los descubrió por primera vez en 1610 sin saber qué eran realmente. Sin embargo, el planeta no siempre los tuvo. 

A este conjunto perfectamente ordenado, formado mayormente por hielo, principalmente se le considera joven porque surgió hace unos 100 millones de años, teniendo en cuenta que Saturno tiene alrededor de unos 4.500 millones de años, es decir, casi la misma edad que el Sistema Solar. Pero también se le considera joven por su tasa de propagación y velocidad a la que los micrometeoritos oscurecen sus pequeños trozos de hielo. Aunque, aun así, se desconoce por qué se formaron tan recientemente. 

Los científicos, a través de numerosas hipótesis, han intentado llegar a un consenso, aunque sin resultado. Pero el pasado jueves, en la revista Science, Jack Wisdom junto a otros muchos investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han utilizado datos de la reciente misión Cassini, nave espacial que orbitó Saturno desde 2004 hasta 2017, para acotar la posibilidad de la destrucción de una antigua luna del planeta como origen de estos anillos. 

Según los autores, esta luna, a la que bautizaron como Crisálida (Chrysalis), orbitó al gigante cuerpo celeste durante varios miles de millones de años hasta que debido a una inestabilidad orbital caótica se acercó demasiado. En el encuentro, una parte impactó con el planeta, ocasionándole su inclinación actual de 26,7 grados y su liberación de las ‘garras’ de Neptuno. Otros fragmentos siguieron orbitando hasta descomponerse en pequeños trozos de hielo que tiempo después darían lugar a sus actuales y característicos anillos. 

“Como una mariposa que emerge de una crisálida, los anillos de Saturno emergieron del satélite primordial Crisálida” aclaró Wisdom. 

Según Ricardo Hueso Alonso, investigador del departamento de Física Aplicada y del Grupo de Ciencias Planetarias de la Escuela de Ingeniería de Bilbao, esta teoría da paraje a una elegante verificación de los complejos efectos de la gravedad en sistemas planetarios y nos muestra que el Sistema Solar es un sitio variado y sujeto a un permanente cambio.

Para Santiago Pérez Hoyos, también perteneciente al mismo departamento que Hueso Alonso, este modelo encaja con las variaciones orbitales de otros satélites como Titán y con todas las interacciones gravitatorias que Saturno establece con Neptuno. También las estimaciones de masa se ajustan con la idea que tenemos del astro que, al desprenderse, pudo formar los anillos. 

Como indica SMC España, aunque esta hipótesis es firme y resiste un primer análisis detallado, se deberá continuar estudiando a fondo tanto los anillos como sus complicadas interacciones gravitacionales que se emergen entre ellos, el planeta, sus numerosos satélites y sus planetas vecinos.

Por el momento, debido a que ninguna misión espacial tendrá como objetivo llegar a Saturno para confirmar la teoría, esta se tendrá que seguir estudiando en tierra firme con cálculos numéricos y observatorios terrestres. 

Fuentes: Agencia Sinc, ABC