Hablando Con Científicos - Cienciaes.com

En esta cuarta entrega sobre el Sistema inmunitario, unos microorganismos patógenos han logrado penetrar en el organismo y han establecido una colonia que se reproduce rápidamente. A lo largo de tres capítulos anteriores Jorge Laborda ha explicado los primeros pasos que da nuestro sistema de defensa para responder a la invasión. Ataca a los invasores con las moléculas del sistema de complemento, con las células centinela y los fagocitos. Los defensores dan la voz de alarma y hoy contamos cómo nuevas células detectan las señales y se desplazan a lugar, arrastradas por la sangre. Las paredes de los vasos sanguíneos colaboran, detienen a las células y les permiten atravesar las paredes para alcanzar el lugar de la infección.

Más allá de las estrellas que se diseminan por el cielo en las noches de los habitantes de la Tierra, más allá de la galaxia que acoge al Sol y otros cientos de miles de millones de estrellas, el Cosmos alberga una infinidad de galaxias. Hoy hablamos de astronomía extragaláctica, es decir, esa parte de la astronomía que enfoca su mirada más allá de la Vía Láctea, hacia un universo poblado de galaxias cada vez más alejadas y, a su vez, más jóvenes a nuestros ojos. Nuestro invitado, Francisco Javier Castander, investigador del Instituto de Ciencias del Espacio (ICE, CSIC) y del instituto de Estudios espaciales de Cataluña, participa en un esfuerzo internacional que pretende obtener un mapa en tres dimensiones del Universo. Para lograrlo, los científicos cuentan con Instrumento Espectroscópico para la Energía Oscura (DESI) acoplado al telescopio de 4 metros Nicholas U. Mayall del Observatorio Nacional de Kitt Peak (Tucson, Arizona, Estados Unidos)

Hace tan solo 25 años se descubrió el primer planeta que gira alrededor de una estrella ajena al Sol y ahora se cuentan por miles (4.723 en el momento que grabamos este programa, según la “Enciclopedia de Planetas Extrasolares”:http://exoplanet.eu/catalog/). Cada planeta descubierto es un nuevo mundo que despierta infinidad de incógnitas para la ciencia, como queda claro en el libro “Exoplanetas y Astrobiología: plus ultra” cuyo autor, David Barrado Navascués, es nuestro invitado en Hablando con Científicos. El prólogo comienza con esta frase: “Resulta difícil escribir sobre algo tan remoto, tan alejado de la experiencia humana, como son los planetas, especialmente los que se encuentran más allá del Sistema Solar, cuando una pandemia, como no se había sufrido desde hace generaciones, arrasa el mundo.” Hoy os invitamos a dejar momentáneamente todos esos problemas para viajar por fascinantes mundos lejanos.

Debido al progresivo envejecimiento de a población, las arritmias cardiacas se están convirtiendo en un problema de salud crecente en los países desarrollados. La fibrilación de las aurículas del corazón afecta ya a entre el 2 y 3% de la población de Europa y América del Norte. Las arritmias cardiacas causan más de cien mil muertes al año en el mundo. En particular, están muy relacionadas con la temida muerte súbita, que causa la mitad de las muertes debidas a enfermedad cardiovascular, y el 15% de todas las muertes a nivel mundial. Para ilustrarnos sobre las arritmias y su diagnóstico y tratamiento hoy hablamos con Andreu Climent, investigador del instituto ITACA, de la Universidad Politécnica de Valencia, en España. El Dr. Climent ha desarrollado un nuevo dispositivo de análisis del corazón sin necesidad de cirugía o procedimiento invasivo alguno y es impulsor de la iniciativa Ciencia en el Parlamento.

En junio de 1991, el volcán Pinatubo, ubicado en la isla filipina de Luzón, entró en erupción y liberó una nube de gases y ceniza que veló la radiación solar y provocó un descenso de medio grado en la temperatura media del planeta. Esta erupción es la más conocida, pero a lo largo de la historia se han producido otras, mucho mayores, que influyeron de forma dramática en los ecosistemas de todo el planeta. Un estudio, publicado en PNAS por Ernesto Tejedor y sus colegas, analiza las consecuencias climáticas de las erupciones volcánicas tropicales, mayores que la del Pinatubo, que sucedieron durante los últimos mil años. El equipo ha utilizado una herramienta de investigación denominada PHYDA (Paleo Hydrodynamics Data Assimilation) que hace uso de los datos de múltiples investigaciones y modelos de paleoclima obtenidos a partir del estudio de los anillos de crecimiento de los árboles, sedimentos en lagos y marinos, testigos de hielo extraídos en las masas heladas del planeta, crecimiento de corales, etc.

Hace casi 66 millones de años, el choque de un asteroide o comenta en la península de Yucatán provocó una conmoción de amplitud planetaria que destruyó el 75% de la vida terrestre. Muchas criaturas desaparecieron para siempre, pero, a pesar de las terribles consecuencias de la catástrofe, la vida resistió y las especies que sobrevivieron lograron recuperar el espacio perdido y diversificarse poblando de nuevo todo el planeta. Sin embargo, el impacto marcó un antes y un después en los ecosistemas terrestres, especialmente en los grandes bosques tropicales. Un equipo de científicos, entre los que se encuentra nuestro invitado, el investigador colombiano Carlos Jaramillo, ha llevado a cabo un análisis del polen fósil y las hojas de las plantas que poblaron los bosques tropicales antes y después del impacto y ha descubierto cómo los antiguos bosques abiertos, poblados por dinosaurios, desaparecieron y fueron sustituidos por las actuales selvas tropicales cerradas convertidas en los ecosistemas más diversos de

Cuando un microorganismo supera las primeras barreras de protección de nuestro cuerpo y comienza a reproducirse en su interior, las células del sistema inmunitario que se enfrentan a él segregan ciertas moléculas destinadas a dar la alarma y activar otros mecanismos de defensa. Esta semana, Jorge Laborda comenta cómo esas moléculas propician una elevación de la temperatura corporal y activan al hígado para que aumente la producción de una serie de proteínas, llamadas citocinas, que tienen diversos cometidos, elevan la temperatura corporal, se unen al invasor y favorecen su eliminación o bloquean las existencias de hierro libre del torrente sanguíneo para que no sea utilizado por las bacterias para reproducirse.

Ahora que ha llegado la primavera por estas latitudes, un breve paseo por el campo nos permite ser testigos de la enorme complejidad de la vida que se desenvuelve en cualquier porción de terreno. En una pradera existen decenas de especies de plantas que conviven, comparten o luchan por los nutrientes, plantas cuyas flores que son visitadas por una gran variedad de insectos polinizadores y animales herbívoros que se alimentan de ellas. Los ecólogos estudian las relaciones entre las especies con modelos teóricos y los resultados han sido contrastados con los resultados de un experimento llevado a cabo en a Estación Biológica de Doñana. Los científicos construyeron un conjunto de cajas donde se agruparon plantas y polinizadores para comprobar las predicciones de la teoría. Los resultados, publicados en PNAS, muestran que la complejidad de relaciones entre los seres vivos es un factor importante para la persistencia de las especies. Entrevistamos a dos de sus autores: Ignasi Bartomeus y Óscar Godoy.

Hoy no es Ángel Rodríguez Lozano el que entrevista en Hablando con Científicos, sino Jorge Laborda. Ha entrevistado al profesor Miguel Pocoví Mieras, Catedrático de Bioquímica y Biología Molecular de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Zaragoza, ya jubilado. Miguel ha dedicado su vida a la ciencia, y a la docencia de la Bioquímica y Biología Molecular. Durante su dilatada carrera ha realizado importantes aportaciones a, sobre todo, dos áreas de la biomedicina: La hipercolesterolemia, y la enfermedad de Gaucher. La hipercolesterolemia es una enfermedad caracterizada por niveles de colesterol en sangre marcadamente más elevados de lo normal. Una de las causas más importantes de esta elevación es genética. Las investigaciones de Miguel le condujeron a él y sus colaboradores, a identificar algunas variantes de este gen que participan en la hipercolesterolemia familiar, que como su nombre indica, aparece en familias debido a que muchos de sus miembros comparten el gen defectuoso.

El rover Perseverance se mueve ya por la superficie de Marte. Está en el interior del cráter Jezero, una enorme depresión en la que, en tiempos remotos, había un lago alimentado por el agua de un río que dejó allí una gruesa capa de sedimentos. Tras uno de los descensos más emocionantes que se recuerdan en la historia espacial, Perseverance va poco a poco poniendo en funcionamiento todos sus instrumentos. Uno de ellos es la estación meteorológica MEDA (Mars Environmental Dynamics Analyzer, analizador de la dinámica medioambiental de Marte), desarrollada por el Centro de Astrobiología (CAB) y el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA). MEDA está diseñado para medir dirección y velocidad del viento, la temperatura, la humedad, presión atmosférica y la radiación solar. Con los datos que obtenga durante su estancia en Marte, unidos a los proporcionados ya por las estaciones REMS enviada a bordo del Curiosity y TWINS ubicada en la plataforma InSight, científicos como José Antonio Rodríguez Manfredi, i

Un artículo recientemente publicado en la revista científica Science habla de la evolución que han seguido tres especies de cobras hasta desarrollar, de manera independiente, un sistema de defensa curioso, pero muy eficaz. Cuando se sienten amenazadas, en lugar de morder a la víctima, escupen el veneno a los ojos de la persona o animal que las amenaza con gran precisión, provocándole un intenso dolor, lo que posibilita la huida de la serpiente. Este es un ejemplo de lo que se conoce como “evolución convergente”. Entre los autores del estudio está Juan José Calvete Chornet investigador del Laboratorio de Venómica Evolutiva y Traslacional en el Instituto de Biomedicina de Valencia (CSIC). Juan José Calvete investiga sobre venómica, una disciplina científica que estudia los venenos utilizando las técnicas de la genética (genómica), proteómica y la transcriptómica para comprender su composición y aplicar ese conocimiento a la elaboración de antídotos y fármacos.

Todos los tejidos y órganos del cuerpo están bañados en un líquido por el que patrullan decenas de proteínas diferentes que entablan una especie de guerra química contra los microorganismos que nos atacan. Estas moléculas especiales están en permanente estado de alerta para detectar las moléculas de bacterias, virus u hongos. El conjunto se conoce como “sistema del complemento” y es tan extraordinario que puede envolver al invasor, desarrollar una especie de taladro capaz de abrir agujeros en su membrana para matarlo y generar señales de aviso que den la voz de alarma ente el resto de los defensores del cuerpo. El sistema del complemento es el protagonista de esta segunda entrega de entrevistas con Jorge Laborda para aprender cómo funciona el sistema inmunitario.

Generamos basura a tal ritmo que prácticamente no existe lugar de la Tierra que no esté invadido por ella. Un porcentaje muy elevado de toda esa basura está compuesto por materiales plásticos que son arrastrados por el agua y vertidos a mares y océanos. Hay regiones marítimas donde la acumulación de basura ocupa una superficie enorme, la más grande, en el Pacífico, forma una enorme isla flotante que abarca una superficie tres veces superior a la de España. No obstante, salvo en esos casos de grandes acumulaciones, la basura flotante es difícil de detectar debido a su dispersión y a factores como las olas, el viento o el reflejo de la superficie de las aguas. Por esa razón son necesarias nuevas herramientas que permitan el estudio. El investigador predoctoral Odei García Garín habla de MARLIT, una aplicación web que utiliza técnicas de inteligencia artificial para detectar y cuantificar los plásticos flotantes en el mar.

La Luna nos acompaña a lo largo de toda nuestra vida. Su deambular alrededor del planeta no solamente se manifiesta en las mareas, también influye en las actividades de los seres vivos. En las comunidades humanas rurales, alejadas del exceso de luz artificial que gobierna las ciudades, los cambios de luminosidad de la Luna en cada ciclo ejercen una influencia más notable, aunque, según un estudio publicado recientemente en Science Advances, firmado por los investigadores de la Universidad de Washington, Leandro Casiraghi y Horacio de la Iglesia, nuestros invitados en Hablando con Científicos, nadie está exento de su influjo, ni siquiera los habitantes de las grandes ciudades.

Comenzamos un ciclo dedicado a conocer el sistema inmunitario. Estamos rodeados de microorganismos que intentan penetrar y reproducirse en nuestros cuerpos y el conocimiento de nuestras defensas nos permite entender cómo luchamos contra las infecciones, las dificultades que tiene la elaboración de fármacos y vacunas o las estrategias de contención de las epidemias. Después de años de dedicación al estudio y comprensión del sistema inmunitario, Jorge Laborda ha decidido compartir con nosotros lo que ha aprendido con el ánimo de poner al alcance de todos los complejos mecanismos que gobiernan nuestras defensas. En este primer capítulo hablamos del papel de la frontera formada por la piel y las mucosas contra las invasiones microbianas y la reacción de las primeras fuerzas de choque cuando un microorganismo rompe la barrera y penetra en nuestros cuerpos.

En 2016 se descubrió que alrededor de Próxima Centauri orbita un planeta con un tamaño similar al de la Tierra, identificado como “Próxima b”. El planeta está muy cerca de la estrella, el radio de su órbita es la décima parte de la distancia entre Mercurio y el Sol. A pesar de ello, dado que Próxima Centauri es mucho más pequeña y fría que el Sol, el planeta deambula por la región que se conoce como “zona habitable”, es decir, una región en la que, si las condiciones son adecuadas, permite la existencia de agua líquida en la superficie. La estrella tiene un fuerte campo magnético que interacciona con el planeta y genera ondas de radio que han sido detectadas con Australia Telescope Compact Array (ATCA) por un equipo internacional dirigido por nuestro entrevistado, Miguel Pérez Torres, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía. El estudio, publicado en Astronomy & Astrophysics, abre un nuevo campo en la investigación de exoplanetas.

Comprender cómo son las proteínas, su composición, forma tridimensional y propiedades químicas es fundamental para entender su funcionamiento y elaborar medicinas que permitan curar problemas de salud o generar nuevos fármacos y vacunas para luchar contra los microorganismos invasores causantes de enfermedades. Ahora bien, cada proteína está formada por una cadena inmensamente larga de aminoácidos que se pliega en las tres dimensiones del espacio y cuya forma determina su funcionamiento. Desentrañar la estructura íntima de cualquier proteína es un reto impresionante que requiere sofisticadas y complejas técnicas de análisis. Hoy hablamos con Javier Vargas Balbuena, investigador de la Universidad Complutense de Madrid que estudia las proteínas utilizando una técnica que se conoce como crio-microscopía electrónica.

Yakarta, la capital de Indonesia y la cuarta ciudad más poblada del mundo, se hunde a un ritmo de 25 cm por año, para 2050, la mayor parte de la ciudad estará sumergida. El hundimiento del terreno o “subsidencia” en esa ciudad está provocado por la sobreexplotación de las aguas subterráneas, pero no es un caso aislado, un estudio publicado en Science, firmado por nuestro invitado, Gerardo Herrera, investigador del Instituto Geológico y Minero de España (IGME), presenta un modelo que indica que para para el año 2040, unos 1.600 millones de habitantes de todo el mundo se encontrarán en zonas amenazadas de subsidencia, de los cuales 635 millones vivirán en áreas propensas a inundaciones.

En el interior de las galaxias existen agujeros negros supermasivos, de millones de masas solares, que, en una fase de su evolución, están rodeados de una gran cantidad de materia. Esa materia, formada por gas y polvo va cayendo al agujero negro en unas condiciones tan tremendas que parte de la masa se convierte en energía e inunda de radiación todo el Universo. Cuando la materia alrededor del agujero negro se agota, la radiación disminuye y la galaxia entra en un estado de madurez semejante al que ahora tiene el núcleo de la Vía Láctea. Donají Esparza Arredondo ha publicado en la revista The Astrophysical Journal los resultados de un estudio de 88 núcleos galácticos activos que en su mayoría están disminuyendo de actividad.

Misterioso, esquivo, elusivo, mutante o fantasmal son algunos de los adjetivos que se aplican al neutrino, una partícula elemental pequeñísima, tan abundante en el Cosmos, que tan sólo los fotones existen en mayor cantidad. Cada segundo, nuestro propio cuerpo es atravesado por centenares de billones de ellos, que tienen un variado origen en la Tierra, el Sol y el resto del universo, algunos de ellos, incluso, se originaron durante el Big Bang. A pesar de su abundancia, como no tienen carga y son tan pequeños, pueden atravesar nuestros cuerpos y la Tierra entera sin inmutarse. Mariam Tórtola, investigadora en el Instituto de Física Corpuscular (IFIC) y profesora de la Universidad de Valencia, estudia los neutrinos y participa en el Proyecto DUNE que estudiará las propiedades de los neutrinos con dos inmensos detectores separados entre sí 1.300 kilómetros.