domingo, 17 de enero de 2016

Somos simplemente 30 billones de células

Un estudio recalcula el número de células de un ser humano y dibuja un organismo formado mayoritariamente (84%) por glóbulos rojos y acompañado por 39 billones de bacterias

Glóbulos rojos observados con un microscopio electrónico de barrido.
Glóbulos rojos observados con un microscopio electrónico de barrido. / M. MIR, S. COPELAND Y G. POPESCU

Hace tres décadas, el premio Nobel de Física Richard Feynman discutió con un amigo poeta, que le recriminaba que, mientras los artistas eran capaces de admirar la belleza de una flor, los científicos la diseccionan “hasta convertirla en una cosa sosa”. Feynman no se achantó. Un científico se maravilla ante la hermosura de una flor, contestó, pero también se asombra por la belleza de sus procesos celulares. “El conocimiento de la ciencia sólo agranda el interés, el misterio y el asombro que produce una flor”, sentenció.
Tres científicos del Instituto Weizmann de Ciencias, en Rejovot (Israel), enfadarán ahora a los poetas que piensen como el amigo de Feynman. Los investigadores, armados con los últimos datos disponibles, han recalculado el número de células de las que está compuesto un ser humano. Y somos simplemente 30 millones de millones de células, el 84% de ellas glóbulos rojos, los responsables de transportar el oxígeno en la sangre. Con esos 30 billones de células, David Bowie fue capaz de componer Space Oddity, Alice Munro escribió Demasiada felicidad y Adolf Hitler mandó asesinar a millones de personas.
Somos simplemente 30 billones de células
El cálculo, que hay que tomar con cautela porque todavía no se ha publicado en ninguna revista científica, se ha colgado en la web bioRxiv del Laboratorio Cold Spring Harbor de EE UU. El estudio tumba un mantra instalado en la comunidad científica desde la década de 1970: que en nuestro cuerpo hay muchísimas más bacterias que células humanas, en una proporción de 10 a 1. El nuevo trabajo calcula 39 billones de bacterias en nuestro organismo, la mayor parte en el colon del intestino grueso, frente a los 30 billones de células humanas. La proporción es de 1,3 a 1.
“Las cifras son lo suficientemente similares como para que cada defecación pueda voltear la proporción en favor de las células humanas”, explican los autores en su estudio, en una frase con implicaciones filosóficas. Cada vez que una persona acude al váter a evacuar el vientre, expulsa un tercio de las bacterias de su colon. En ese acto íntimo, el sujeto deja de ser numéricamente bacteriano para convertirse en plenamente humano. El trabajo está firmado por los investigadores Ron Sender, Shai Fuchs y Ron Milo.
La proporción de 10 bacterias por cada célula humana se arrastra desde 1972, cuando el microbiólogo estadounidense Thomas Donnell Luckey publicó una primera estimación de la fauna bacteriana en el aparato digestivo humano. Luckey calculó 100 billones de bacterias, asumiendo una densidad constante de 100.000 millones de bacterias por gramo de contenido a lo largo del tracto digestivo. Pero Luckey se equivocó, según los científicos del Instituto Weizmann de Ciencias, que subrayan que esa elevada densidad bacteriana solo aparece en el colon del intestino grueso.
El trabajo de Sender, Fuchs y Milo basa sus cálculos en el llamado “hombre de referencia”, un varón teórico de entre 20 y 30 años de edad, con un peso de 70 kilogramos y 170 centímetros de altura. Los autores recuerdan que la concentración de glóbulos rojos es un 10% menor en las mujeres, y su volumen sanguíneo también es alrededor de un 25% menor al de los hombres. Sin embargo, el volumen de su colon y su densidad bacteriana es similar. “Por lo tanto, creemos que la proporción de bacterias frente a células humanas se incrementará un tercio en las mujeres”, señalan los científicos.
Nuestros 30 billones de células solo pesan 47 kilogramos, el resto son líquidos y sólidos extracelulares
De los 70 kilogramos de la persona de referencia no todo corresponde al peso de sus células. El 25% procede del líquido extracelular y otro 7% son sólidos extracelulares. Nuestros 30 billones de células solo pesan 47 kilogramos. El 75% de esta masa se debe a solo dos tipos de células: los adipocitos que forman la grasa y las células musculares. Ambos tipos suponen menos del 0,2% del número total de células de una persona, pero su gran tamaño (10.000 micrómetros cúbicos) hace que representen la mayor parte del peso de un individuo. Los glóbulos rojos, las células más abundantes, tienen un volumen de apenas 100 micrómetros cúbicos y pesan en total dos kilogramos y medio.
El equipo de Ron Milo defiende la utilidad de su trabajo, más allá de ser un pasatiempo intelectual. "Un reciente estudio muestra que conocer el número de células en diferentes tejidos puede ser un indicador importante para entender las variaciones del riesgo de cáncer entre esos tejidos", apuntan los autores. Y, por supuesto, lo que ha conseguido el trío de científicos es sepultar una estimación errónea que nos hacía más bacterianos que humanos.

jueves, 10 de diciembre de 2015

Este virus podría curarte

La industria biotecnológica empieza a probar terapias basadas en fagos, los virus que atacan a las bacterias

Recreacíón de un bacteriófago
Recreacíón de un bacteriófago. / SCIEPRO (GETTY IMAGES / SCIENCE PHOTO LIBRARY RF)
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Con la importante excepción del jabón de manos, las grandes herramientas de la medicina contra las infecciones bacterianas son obra de la madre naturaleza. Los antibióticos son una invención de los hongos para protegerse de las bacterias, y de ahí que Fleming los descubriera en el moho del pan. Pero fue precisamente el gran empuje de los antibióticos a mediados del siglo XX el que condenó al olvido un descubrimiento anterior, igualmente natural y al menos igual de prometedor: los virus bacteriófagos (o fagos, para abreviar) que se ganan la vida atacando a las bacterias. Las crecientes resistencias a los antibióticos los han traído ahora de vuelta.

Se están abriendo camino otros enfoques que no se basan en los fagos completos, sino en algunos de sus componentes aislados, como las lisinas y las tailocinas
Este año se ha celebrado en Washington la primera gran conferencia sobre terapias antibacterianas basadas no en antibióticos, sino en los fagos, los virus naturales que atacan a las bacterias, organizada por el Instituto Nacional de Alergia y Enfermedades Infecciosas (NIAID en sus siglas inglesas), uno de los poderososInstitutos Nacionales de Investigación (NIH) de Estados Unidos. Las biotecnológicas ya han empezado a desarrollar estas terapias comercialmente, con unos cuantos ensayos clínicos en fase I o II. El mayor es contra las infecciones de las quemaduras, pero ya hay en el mercado otros fagos contra las bacterias que contaminan la comida.

Investigadores del Instituto Eliava, en Georgia, especializado en fagos.
Investigadores del Instituto Eliava, en Georgia, especializado en fagos. / VANO SHLAMOV (AFP)
Los fagos fueron descubiertos de forma independiente por el británico Frederick Twort, en 1915, y el francés Félix d'Herelle, en 1917, aunque fue este último quien acuñó el nombre bacteriófago (literalmente, que come bacterias). Son las entidades biológicas más abundantes y diversas del planeta: hay diez de ellos por cada bacteria que puebla los océanos. Los más típicos consta de una cabeza, que contiene el ADN del virus, y una cola que utilizan para reconocer a la bacteria, adosarse a ella e inyectarle el material genético. Ry Young y Jason Gill, de la Universidad de Texas A&M, han resumido en Science el estado de la cuestión.
La estrategia industrial convencional sigue siendo la misma que utilizó D'Herelle originalmente: aislar fagos naturales de diversos entornos, examinar su actividad contra las principales bacterias patógenas y ponerlos a prueba como agentes antibacterianos en animales de experimentación. Pero se están abriendo camino otros enfoques que no se basan en los fagos completos, sino en algunos de sus componentes aislados, como las lisinas y las tailocinas.

La mayor parte de los nuevos agentes se están desarrollando contra las infecciones en las que las resistencias a los antibióticos suponen un problema grave desde hace años, como las de pulmón o riñón
Estas dos proteínas (enzimas) están implicadas en el mecanismo de ataque del fago a su huésped bacteriano. Las tailocinas (de tail, cola en inglés) forman la cola del fago, la estructura con la que seposan sobre su víctima. Las lisinas rompen la pared de la bacteria para permitir que el virus le inyecte el ADN en su interior. Ambas tienen efectos letales sobre el huésped, y pueden manipularse por medios genéticos para redirigirse contra una variedad de bacterias distintas.
La mayor parte de los nuevos agentes antibacterianos se están desarrollando contra las infecciones en las que las resistencias a los antibióticos suponen un problema grave desde hace años. Un buen ejemplo es Pseudomonas aeruginosa, responsable de algunas infecciones muy graves de pulmón y riñón extraordinariamente resistentes a los antibióticos. Otros ejemplos son Staphylococcus aureus, causa común de infecciones de piel y respiratorias y responsable de algunas intoxicaciones; y Clostridium difficile, causante de un tipo de colitis a menudo muy resistente a los antibióticos.

Algunos productos basados en fagos están ya en el mercado para ayudar a la industria alimentaria a evitar contaminaciones
Aunque hay varios candidatos a fármacos basados en fagos que han llegado a ensayos clínicos de fase I (para determinar si el cuerpo los tolera) o fase II (para establecer su eficacia a pequeña escala), el más avanzado es el estudio Phagoburn para el tratamiento de las infecciones que acompañan a las quemaduras. Está financiado por la Comisión Europea, arrancó en 2013, implica a la biotecnológica francesa Pherecydes Pharma y a una decena de hospitales franceses, belgas y suizos. Su conclusión está prevista para junio del año que viene.
De hecho, algunos productos basados en fagos están ya en el mercado, aunque no para tratar pacientes, sino para ayudar a la industria alimentaria a evitar contaminaciones por las cepas bacterianas Escherichia coli O157:H7 y Listeria monocytogenes. Los procedimientos regulatorios son menos exigentes y prolongados en estos casos, ya que no se precisan ensayos clínicos.
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    Vida ignota en lo más profundo (I)

    Quedan gran cantidad de especies por descubrir en los fondos marinos que superan profundidades de 100 metros

    La dificultad que entraña la observación directa y la realización de estudios sobre la vida marina de las zonas profundas hace que todavía no se conozcan muchos aspectos de la vida en el mar. Un buen ejemplo de ello es la gran cantidad de especies que todavía quedan por descubrir, principalmente dentro de las formas de vida más simples.
    Para observar y obtener imágenes reales de los fondos marinos a profundidades que superen los 100 metros se requiere de aparatos y tecnologías especiales. Básicamente los equipos son de dos tipos, uno son los denominados ROV, vehículos dirigidos desde la superficie y que van provistos de cámaras y sensores para el registro de datos oceanográficos y toma de muestras, por otra parte, están los submarinos de observación e investigación tripulados por una o por varias personas.
    Los cañones submarinos son profundas gargantas abiertas en el talud perpendiculares a la línea de costa
    Este es el caso del Jago, un submarino científico del equipo IFM/GEOMAR que, dentro del proyecto Life+ Indemares, elInstituto de Ciencias del Mar de Barcelona ha utilizado en distintas ocasiones para estudiar los fondos de la Costa Brava, especialmente el cañón submarino del Cabo de Creus y el de Palamós.
    Los cañones submarinos son profundas gargantas abiertas en el talud, generalmente perpendiculares a la línea de costa y que tienen fuertes pendientes. Estos estrechos valles comunican la plataforma continental con los grandes fondos marinos.
    El cabo de Creus tiene una estrecha plataforma continental. A unos 100 metros de profundidad se encuentra el inicio de un cañón que se dirige hacia el Este y llega a los 2000 metros de profundidad.
    Las imágenes obtenidas por el equipo del ICM de Barcelona y del Jago Team a 250 metros de profundidad nos permiten observar la gran concentración de vida marina que vive en esta zona eternamente oscura.
    La corriente marina Liguro-Provenzal recorre el golfo de León en dirección contraria a las agujas del reloj y aporta a las aguas próximas al cabo de Creus una gran cantidad de nutrientes procedentes del río Ródano y de otros ríos más pequeños que desembocan en este golfo.
    Muchas comunidades marinas han desaparecido debido al impacto de las actividades humanas 
    La dinámica marina específica de esta zona y los nutrientes disueltos en el agua permiten el desarrollo de densas poblaciones de fitoplancton que son el alimento indispensable para otros organismos planctónicos y la base de una red trófica altamente productiva.
    Entre los innumerables estudios y observaciones sobre las comunidades marinas de la plataforma continental realizadas por los científicos del proyecto Life+ Indemares cabe destacar el estudio de una de las comunidades marinas de corales de aguas frías mejor conservadas del Mediterráneo y en las que se halla una gran cantidad de colonias de las especies Madrepora oculata y Lophelia pertusa, entre otras.
    Estas comunidades tienen una gran importancia ecológica puesto que forman estructuras tridimensionales en las que muchos pequeños organismos encuentran alimento, refugio y un lugar donde reproducirse. Esta gran cantidad de invertebrados atrae a otros invertebrados y peces.
    Aunque estos arrecifes profundos tienen un papel trascendental en el ciclo de la vida marina, en muchas zonas estas comunidades han desaparecido debido al impacto de las actividades humanas, asunto que trataremos próximamente.

    En el vídeo se muestra un pequeño recorrido dentro del cañón del cabo de Creus. Estas imágenes fueron grabadas a 250 metros de profundidad por el equipo del Jago Team del IFM/GEOMAR y por los biólogos del ICM-CSIC que participaron en la campaña LIFE+ INDEMARES.

    2º BACHILLERATO. MEIOSIS


    2º BACHILLERATO. CICLO CELULAR


    2º BACHILLERATO. CÉLULA PROCARIOTA



    Margarita Salas: “Un Ministerio de Ciencia es esencial”

    La científica se lamenta de que durante la campaña no se hable de ciencia

     Madrid 6 DIC 2015Recomendar en Facebook
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    IMAGEN: C. ROSILLO, EDICIÓN: L. ALMODÓVAR, REDACCIÓN: R. H. BRETÍNar
    Margarita Salas (Canero, Asturias, 1938) trabaja en el Centro de Biología Molecular Severo Ochoa, es miembro de la Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales y de la Real Academia Española.
    PREGUNTA. ¿Dónde queda la ciencia en la campaña electoral?
    RESPUESTA. Desaparecida, casi no se menciona. Lo más que he oído es hablar es de innovación -que está muy bien- pero la innovación sin ciencia básica no sirve. Esta es a la que hay que apoyar, de ella salen los resultados que dan lugar a innovaciones.
    P. ¿Está al tanto de los programas electorales? ¿Algún partido le ha pedido consejo para elaborar un proyecto en pro de la ciencia?
    R. No los conozco y no, a mí nunca me han pedido colaboración, pero sí somos los profesionales los que más podemos aportar. Hace unos días se aprobó la creación de la Agencia Estatal de Investigación, tendrá un consejo rector con varios investigadores y será dirigida por un científico de reconocido prestigio -por lo menos eso es lo que hay sobre el papel-. Si se lleva a cabo es un avance importante.
    P. La veo incrédula, ¿por qué no se fía?
    R. Depende de quien llegue tras las elecciones. Ya he oído quejas porque se haya aprobado ahora, los científicos decimos: “Más vale tarde que nunca”.
    Margarita Salas vista por Sciammarella.
    P. Hágale una petición al Gobierno que salga del 20-D.
    R. Más financiación. Estamos en el 1,24% del PIB cuando la media de la Unión Europea es el 2%. Estamos muy a la cola. Necesitamos un aumento de presupuesto para llegar a ese 2%. Creo que es asumible.
    P. ¿Y no le pediría también un Ministerio de Ciencia?
    R. ¡Claro, es esencial! Cuando empezó la legislatura y nombraron los ministros, me pregunté: “¿Dónde está el de ciencia?”. Luego ya me enteré que habría una Secretaría de Estado dentro del Ministerio de Economía y Competitividad. Es muy distinto tener un ministro o ministra que vaya a los Consejos de Ministros y que, como se suele decir gráficamente, dé un puñetazo sobre la mesa para reclamar más inversión en investigación. Un secretario de Estado solo puede protestarle al ministro. Y el de Economía y Competitividad [Luis de Guindos] tiene mucho a sus espaldas y la ciencia no ocupa un lugar prioritario.
    P. Además de ser una renombrada científica, es también miembro de la Real Academia Española, ¿cómo ve el trato que están recibiendo las asignaturas de Humanidades en los planes de estudios?
    R. Creo que la elección temprana de algunas materias es contraproducente. Hay que estudiar de todo; adquirir una formación lo más amplia posible. No relegaría ninguna asignatura, lo ideal es que todas fueran comunes y que hubiera que decidir lo más tarde posible.
    P. ¿Qué características de un investigador podría adoptar un candidato a La Moncloa?
    R. Siempre le digo lo mismo a los que llegan al laboratorio: “La investigación requiere dedicación y entusiasmo”. Es aplicable a cualquier ámbito, también para el futuro Presidente. Nosotros trabajamos en equipo, nos reunimos todos los viernes y exponemos lo que tenemos. Es importante la colaboración, discutir, hacer crítica constructiva, proponer ideas, esto también sería bueno para el nuevo Gobierno, siendo varios partidos hay más opiniones.
    P. ¿Cuál sería su pacto ideal?
    R. Yo solo sé del pacto de Estado por la ciencia [Salas no quiere hablar de partidos políticos]. Ya lo propusimos antes de las elecciones de 2004, todo el mundo estaba de acuerdo; pues acaba 2015 y no lo tenemos. Espero que los políticos se unan para temas importantes como este pacto de Estado, otro por la educación y por la sanidad. Se habla mucho pero se hace poco. No son asuntos de una legislatura, son a largo plazo.
    P. ¿Cualquier tiempo futuro será mejor?
    R. Eso espero.

    martes, 1 de diciembre de 2015