Cierta Ciencia - Cienciaes.com

“Necesitamos una vacuna universal para el coronavirus. Habrá otra epidemia producida por el virus después de esta”, dice Neil King, de la Universidad de Washington, quien ha sido parte de la cacería de una vacuna desde el 2017. La preocupación de él y de sus colegas es que en el futuro otro miembro de esta familia de virus sea el encargado del próximo susto. “Todos juntos contra el virus”, es su lema. Una vacuna creada a través de las innovaciones venidas de la Biología Sintética no solo lograría fabricar los miles de millones de dosis necesarias para llegar a todo el mundo, sino que funcionaría sin la necesidad de refrigeración. “Todo esto”, dice Stuart, “será súper importante para proteger a todos aquellos que de otra manera no tendrían acceso a ella”.

Desde Colombia, Josefina Cano nos invita a reflexionar. Es posible que tantísima información que circula a diario sobre el coronavirus nos sobrepase y que al final no sea de mayor ayuda. Podemos andar en círculos, entrar en unos viciosos (acaricia un círculo y tendrás uno vicioso, dijo el sin igual Cortázar), y sin sacar mayor provecho de ello. Es que el cerebro se satura con facilidad y pierde su capacidad de filtrar la información útil. De ahí que se pueda llegar a estados de ansiedad innecesarios y no se actúe en consecuencia con los peligros reales, esos que requieren nuestra atención y nuestro interés para comportarnos a tono con lo urgente a hacer. Producir un poco de miedo puede ayudar en algunas situaciones para que las personas tomen buenas decisiones, pero el exceso puede hacer que se ponga en riesgo a uno mismo y a quienes nos rodean.

Durante el tiempo transcurrido desde que los seres humanos cambiaron su actividad de cazadores recolectores a ser luego granjeros y al final a la forma actual de vida, el corazón sufrió cambios físicos que lo llevaron a ser menos parecido al de los primos chimpancés. El corazón humano se volvió más resistente y flexible. Es la conclusión de un estudio liderado por Aaron Baggish, director del Hospital General de Massachusetts (MGH) y su Programa de Comportamiento Cardiovascular. Junto a sus colaboradores, examinó cuánto difieren los corazones de los humanos de los de los monos y el significado de ello en la salud humana.

El paso de la adolescencia a la edad adulta viene acompañado no solo de cambios físicos sino, y algo crucial, de cambios en el cerebro. Las habilidades necesarias para la vida adulta requieren obtener y dotar al cerebro de mayores capacidades cognitivas que derivan en una mayor complejidad. En el cerebro adulto, la corteza frontal controla y estabiliza la actividad de partes del sistema límbico, la región del cerebro que lidia con las emociones. En el cerebro adolescente, el sistema límbico anda disparado, a toda mecha, mientras la corteza frontal apenas consigue medio entender sus propias instrucciones de ensamblaje. Pero no es solo asunto de volumen sino de la conexión afinada de las neuronas. Un equipo de investigadores de la Universidad de Cambridge ha publicado los resultados de unos estudios que nos ayudan a entender con algo de más claridad los desarrollos del cerebro adolescente.

Lo que parecía iba a ser una cadena de dolor y pérdida se transformó en un viaje de esperanza y alegrías porque una mujer valerosa así lo decidió. Embarazada de gemelos idénticos, recibió, al mismo tiempo de la fantástica noticia, otra que la dejó paralizada de angustia y pánico: uno de los fetos presentaba una lesión en el tubo neural, la estructura que dará origen al cráneo y al cerebro. El bebé moriría al momento del nacimiento. Sarah, la madre, pasó por momentos de indecisión y dudas ya que la idea de llevar dentro a una criatura que no viviría era apabullante. Es entonces cuando ella decide que hará algo importante, donará a su hijo a la ciencia.

Josefina Cano da voz a un artículo escrito por Steve Savage, científico agrícola, aparecido en Genetic Literacy Project, en el que el investigador describe nuevas variantes de manzanas, patatas y salmones que han sido modificadas genéticamente. Estas variedades son más resistentes a la degradación, a las plagas y contienen mejoradas sus propiedades alimenticias, razón por la cual las autoridades sanitarias en Estados Unidos y en otros países han aprobado su comercialización después de un largo periodo de espera. Las manzanas obtenidas se mantienen frescas mucho tiempo después de ser cortadas, gracias a la inactivación del gen que genera la enzima que les produce un color negruzco en poco tiempo en contacto con el aire. Las patatas han sido modificadas de forma que contienen una cantidad reducida de asparagina, un aminoácido que durante el proceso de fritura se puede convertir en acrilamida, un posible agente cancerígeno. Y, por último, a los salmones se les ha introducido un gen que le permite crecer más rá

Una tarde de abril de 1929, un periodista en Moscú entró al consultorio de Alexander Luria con un problema bastante inusual: nunca olvidaba. Luria, neurofisiólogo, se puso en la tarea de someter a prueba a quien luego se conocería como “M”. Lo hizo poniéndolo a memorizar largas listas de números y palabras, poemas y fórmulas científicas, todo recitado y repetido luego por M, sin una falla. Décadas más tarde, M todavía recordaba todo, cuando fue probado de nuevo. Pero la habilidad de M para recordar venía con un estorbo y no uno cualquiera para su vida cotidiana. La tenía difícil a la hora de entender conceptos abstractos o el lenguaje figurativo y era malísimo reconociendo caras pues las había memorizado en un punto exacto del tiempo, con todas las expresiones y gestos. Y el señor M no dormía bien. La habilidad para olvidar, descubrirían luego los científicos, es tan vital como la habilidad para recordar.

Se habla muchísimo por estos días de la imperiosa necesidad de construir una sociedad sostenible, que use energía renovable y disminuya los daños al medio ambiente. Sin embargo, la realidad es que los niveles de CO2 siguen subiendo cada año, con el grueso de ello por el uso de combustibles sólidos y líquidos. Las soluciones venidas de la ciencia y la economía que se han propuesto durante décadas, han tenido un éxito más bien pequeño. Por fortuna la biología sintética, esa parte de la biología que usa la ingeniería genética para cambiarles el destino a los microorganismos y producir células funcionales para otros propósitos, ofrece un medio para manufacturar bienes que reducen los costos mientras producen materiales, combustibles y químicos que son mucho mejores que los del mercado. La biología sintética podrá ser la siguiente revolución industrial.

Nos acordamos de forma vívida de un amigo de la infancia, de su nombre, pero olvidamos en cosa de minutos a alguien a quien acabamos de conocer, su nombre lo primero. Bueno, si ese encuentro no nos causó mayor impresión. Algunos recuerdos se mantienen por décadas y otros se esfuman en el momento. Investigadores en Caltech, usando modelos animales, han llegado a la conclusión de que los recuerdos fuertes y estables han seguido las directrices de “equipos” de neuronas que se encienden en conjunto, de manera sincronizada, dando lugar a una redundancia que permite la persistencia de esos recuerdos en el tiempo.

Las cáscaras de huevo son los productos de desecho que más abundan en las cocinas de todo el mundo. Y eso que están hechas enteramente de carbonato de calcio, una sustancia que es crucial para el mantenimiento de una buena salud ósea. Esto podría cambiar gracias a que investigadores de la Universidad de Massachusetts tuvieron la idea de usar las cáscaras de huevo para crear un nuevo biomaterial. Gulden Camci-Unal, profesora de ingeniería química, y sus colaboradores informan que han realizado experimentos in vitro y en un modelo animal usando el biomaterial obtenido en forma de partículas microscópicas, algo que podrá ayudar al crecimiento de nuevo tejido óseo. El biomaterial, al estar formado por el componente ya existente en los huesos podrá ser aceptado con más facilidad por el cuerpo y ser usado para reparar huesos dañados por accidentes, defectos de nacimiento y otras enfermedades.

En los organismos pluricelulares, el intercambio de información genética ocurre mediante la reproducción sexual, básicamente entre individuos que pertenecen a la misma especie. La transferencia genética lateral (TGL) entre individuos que no pertenecen a la misma especie se ha demostrado en algunos casos, pero su frecuencia, no es aún muy clara, aunque bien visto es un ejemplo de que la naturaleza está haciendo el papel de acelerar la evolución lo que resulta en características con un valor adaptativo más alto. Investigadores del Departamento de Ciencias de Animales y Plantas de la Universidad de Sheffield han encontrado que las gramíneas, saltándose el principio darwiniano de la transmisión de los caracteres en sentido vertical, de padres a hijos, lo hacen de forma horizontal. Este mecanismo les permite a los organismos que lo implementan saltarse el proceso largo de la evolución y ponerse al frente de la fila, tomando genes que adquieren de especies distantes y sin relación con ellos.

Los neurocientíficos con frecuencia comparan las funciones cerebrales con una sinfonía. “Si usted está delante de una orquesta, una vez empieza el concierto, el que toca el cello está mirando a la persona cerca de él, no al director”, dice Michael Gazzaniga, psicólogo de la Universidad de California. “Lo mismo puede estar pasando en el cerebro”. En un artículo reciente, científicos de la Universidad de Boston encontraron que podían mejorar la memoria de trabajo en personas mayores optimizando lo que ellos llaman “acople de ritmo” entre áreas de la corteza frontal y la temporal usado la estimulación eléctrica para amplificar las ondas cerebrales. Otro estudio informa de la recuperación de las funciones cognitivas en una mujer con daño cerebral, usando electrodos implantados.

Un estudio reciente, realizado por científicos de diversas instituciones, informa que se ha secuenciado el genoma del aguacate, hecho fundamental que permitirá estudios tanto sobre sus orígenes y dispersión al igual que facilitará el manejo de plagas que pueden atacarlo. Se sabe ahora, por primera vez, que el popular aguacate Hass heredó un 61% de su ADN de variedades mexicanas y un 39% de guatemaltecas. Existen muchas variedades de aguacates, pero el Hass que se plantó por primera vez en 1920, es el más consumido en todo el mundo.

Es posible que el rechazo frontal de una buena parte de la población al consumo de alimentos que contengan ingredientes venidos de la modificación genética sea debido a un desconocimiento de los procesos científicos hay detrás de su elaboración. También es posible que esa actitud se pueda modificar si el público tiene acceso a la información científica, algo que casi nunca sucede. Un grupo de psicólogos y biólogos de la Universidad de Rochester decidieron comprobar esa hipótesis. Enseñaron a 231 estudiantes en los Estados Unidos la ciencia básica que sustenta la tecnología de la modificación genética, evitando cualquier controversia que enjuiciara creencias o convicciones preexistentes. Los resultados revelaron una mejora en la actitud frente a estos alimentos y una menor percepción de que son un riesgo para la salud.

Frances Arnold, ganadora del premio Nobel de química en el 2018, la quinta mujer en la historia, tiene una visión aguda y diferente para enfrentar la realidad: “Quítese de la cabeza la idea de que lo controla todo. No, usted no lo hace. Lo mejor que puede hacer es adaptarse, anticiparse, ser flexible, sentir el entorno y responder a él”. Tal vez por eso, ha construido una carrera brillante, cediéndole el comando de su laboratorio a una fuerza mucho más grande y poderosa que cualquier ejército o cabeza de estado, la evolución. En lugar de buscar diseñar nuevas proteínas de la manera tradicional, pieza a pieza y de una forma racional y calculada y en la que muchos químicos han fallado, su método consiste en usar recetas de la evolución para que ella las fabrique y las mejore.

Cuando en el último segundo de un movimiento que hemos iniciado, tratamos de parar, alertados por un posible peligro que nos espera a un paso, no siempre lo conseguimos. Si vamos a atravesar una calle y el semáforo cambia, el instante de decidir si detenernos en seco pues el riesgo puede ser alto, se toma un tiempo y si nuestro cuerpo no para puede pasar algo malo. ¿Por qué sucede esto? Neurocientíficos de la Universidad Johns Hopkins lanzan una hipótesis para explicarlo. Para parar un comportamiento planeado es necesaria la puesta en marcha de una coreografía que involucra diversas áreas del cerebro, y tiene que ocurrir muy rápido, informan los investigadores. Si cambiamos de idea para dar ese paso, unos milisegundos después de que el mensaje original, “ir”, se ha enviado a los músculos, sencillamente ya no podremos parar nuestros pies.

¿Se imagina que ir al dentista para que le limpie los dientes no sea algo desagradable sino un trámite sin más? Un sentarse, abrir la boca y dejar que él deposite un ejército de robots minúsculos que puedan hacer el trabajo de limpieza con precisión, mayor eficiencia y sin molestias. Esto, que parece ciencia ficción, podría estár más cerca de lo que creemos, porque, un equipo de ingenieros, odontólogos y biólogos de la Universidad de Pensilvania está trabajando en una técnica que logre crear una tropa microscópica de limpieza. Son dos tipos de sistemas robóticos, uno diseñado para trabajar en una superficie y otro para que pueda hacerlo dentro de espacios de difícil alcance. Esta investigación podría tener aplicaciones, además, en la lucha contra el cáncer.

Los depósitos en el cerebro de la proteína beta amiloidea, en forma de placas, se han constituido en una especie de marca de fábrica de la enfermedad de alzheimer. Pero no todos los investigadores están de acuerdo en el proceso que lleva a su formación. Robert Moir, neurólogo y profesor en la Universidad de Harvard, piensa que la beta amiloidea, en condiciones normales, tiene un papel más bien heroico, parecido a un soldado de infantería del sistema inmunológico. Protegería a las neuronas de microbios infecciosos, en particular de los virus del herpes. Por ahora todo esto es conjetura pero ya existen algunos indicios que sugieren un posible papel de la infección viral como un factor más del alzheimer. Tal vez un mejor entendimiento de la biología de la beta amiloidea y su interacción con los virus pueda despejar el camino y trazar una mejor estrategia que lleve a parar esta odiosa y terrible enfermedad.

La Biología Sintética (BS) es esa rama floreciente y promisoria en la que los investigadores usan microbios para realizar tareas novedosas, aprovechándose del hecho de que sus genes no actúan en solitario sino en grupo, activándose o no unos a otros. La BS manipula esas comunicaciones, creando bacterias que responden a nuevas señales o responden de formas nuevas. Un estudio destinado a analizar el trabajo de los microbios en el cuerpo humano, con el propósito final de poder usarlos como herramienta en el tratamiento de algunos trastornos, reclutó a un grupo de voluntarios y les dio a beber un líquido lleno de millones de bacterias, modificadas con la ingeniería genética, para que destruyeran una toxina del cuerpo. Las bacterias están diseñadas para tratar una enfermedad hereditaria rara, la fenilcetonuria. Podría convertirse en el primer tratamiento médico fruto de la Biología Sintética.