Sal a la calle y pide a la gente un ejemplo de lo inevitable. El paso del tiempo, te dirán, la condena universal a envejecer y morir como todas las cosas de este mundo. Y todos se equivocarán, porque envejecer no es un efecto inevitable del paso del tiempo. Pese a estar hechos de los mismos materiales, las moscas se mueren de viejas a las seis semanas, los ratones a los cuatro años, los caracoles a los 15 , los delfines a los 30, los leones a los 40, los monos a los 50, los búhos a los 65 y los humanos a los 90. El envejecimiento es negociable en biología, y los científicos ya tienen una buena idea para pararlo, o incluso revertirlo.
El investigador español Juan Carlos Izpisúa y sus colegas del Instituto Salk de California y la Academia China de las Ciencias en Pekín presentan en Science un descubrimiento clave no para curar el envejecimiento, sino para algo todavía mejor: entenderlo. La historia de la ciencia muestra que el conocimiento profundo de un fenómeno anticipa de manera invariable su aplicación tecnológica y social. El envejecimiento no va a ser menos que la gravitación, el electromagnetismo o el bosón de Higgs. Es solo que ha llegado más tarde a la agenda científica.
El enfoque del envejecimiento que han concebido los científicos del Salk es un cóctel de audacia y vanguardia tecnológica. No han hecho papilla las células de un joven y un viejo para comparar el cosmos de agujas en un pajar que se revelan allí. En vez de eso, han metido las narices en el mismo centro lógico del proceso. Y las pistas estaban allí desde hace décadas.
El síndrome de Werner, se llama en los textos de patología. Progeria adulta, se le dice también, y se clasifica como una enfermedad rara porque solo afecta a una de cada 20.000 personas. Consiste en un envejecimiento prematuro, y su nombre se debe al científico alemán Otto Werner, que lo describió en cuatro hermanos que ya eran viejos a los 20 años para la tesis doctoral que leyó en 1904. Hay 1.300 casos descritos en la literatura médica, lo que da una idea de la atracción fatal que ejerce sobre los investigadores esta singular mutación: un desafío genético al paso del tiempo.
El estudio del grupo de Izpisúa demuestra que la causa genética del síndrome de Werner, la mutación de un gen llamado WRN, provoca un envejecimiento prematuro al perturbar la organización geométrica a gran escala del ADN de cada núcleo de cada célula (heterocromatina, en la jerga). Son los interruptores generales que activan o reprimen grandes geografías genómicas en según qué tiempos y lugares. Los artífices de la epigenética, los coreógrafos de la construcción del cuerpo de cualquier animal del planeta.
El envejecimiento es negociable en biología, y los científicos ya tienen una buena idea para pararlo, o incluso revertirlo
“Demostramos”, explica Izpisúa, “que la mutación que causa el síndrome de Werner conduce a la desorganización de la heterocromatina, y que ello es uno de las causas clave del envejecimiento”. Izpisúa no tiene ningún interés obsesivo en el Werner: más bien lo ve como un modelo ideal para estudiar las causas profundas del envejecimiento en general. Lo que persigue no es una cura de la progeria, sino una vacuna del envejecimiento. No precisamente una enfermedad rara.
“Hemos identificado un mecanismo central del envejecimiento”, dice Izpisúa, “y es la desorganización de la heterocromatina, que ya sabemos que es reversible”. ¿Se imaginan? El reloj de la biografía funcionando hacia atrás, como una máquina del tiempo de serie B. La B de biología.
Los pacientes de síndrome de Werner no suelen vivir mucho más allá de los 50 años. Pese a ello, sufren desde una temprana edad cataratas, diabetes de tipo 2, arterosclerosis, osteoporosis y cáncer: las enfermedades de la edad, solo que antes de tiempo. No es que las personas con Werner parezcan más viejas. Es que lo son, pese a todo lo que diga el calendario.
Los científicos norteamericanos y chinos han utilizado las tecnologías biológicas de vanguardia. Se han basado en cultivos de células madre embrionarias humanas, y han utilizado las rompedoras técnicas de edición genómica para inactivar su gen WRN. Han generado así un modelo celular en cultivo del envejecimiento. Las células se deterioran de la manera normal, pero a una velocidad acelerada. A esos cultivos se les pueden hacer todas las perrerías que no se puede hacer a un ser humano. Los resultados son rápidos y brillantes.
Izpisúa espera que también sean extrapolables a los cuerpos del mundo real. ¿Y quién no?
El garantismo ético de las legislaciones occidentales no tiene un equivalente exacto en el lejano oriente: cuatro laboratorios chinos están ya experimentando con la edición genómica en embriones humanos. Y, paradójicamente, el primero de esos trabajos pioneros ha salido fatal, con solo un 50% de embriones con su gen mutante corregido y un alto nivel de víctimas colaterales (off target mutations). Es un jarrón chino de agua fría sobre las técnicas de edición genómica en que los investigadores de todo el mundo cifran sus esperanzas de aliviar la enfermedad humana.
Para sortear los mayores obstáculos éticos, el equipo de Junjiu Huang, de la Universidad Sun Yat-sen en Guangzhou, ha utilizado 86 embriones donados por las clínicas de fertilidad que son inviables: son óvulos fecundados por dos espermatozoides, y que por tanto tienen tres juegos de cromosomas en lugar de los dos normales. Se dividen unas cuantas veces y mueren enseguida, por lo que nunca podrían producir un embarazo.
Huang y su equipo publican el trabajo en la revista Protein & Cell. Lo intentaron primero en Nature y Science, pero ambas rechazaron el trabajo por objeciones éticas y técnicas. La más importante de estas últimas es, justamente, que los embriones tienen un juego de cromosomas extra, y que esa puede ser la causa de que el experimento haya salido tan mal. Huang admite el punto, aunque no cree que sea una razón para rechazar su paper.
El científico chino sostiene que su trabajo es una llamada a la precaución para las investigaciones sobre edición genómica. Otros tres laboratorios chinos están investigando con la edición genómica de embriones humanos, aunque los detalles no han trascendido aún.
Cuando un perro nos mira solemos pensar que quiere salir de paseo o parte de nuestro bocadillo. Pero quizá sólo esté reforzando los vínculos emocionales con su mejor amigo. Un grupo de investigadores japoneses ha demostrado que los canes se aprovechan de la oxitocina, una hormona relacionada con la conducta maternal y la confianza, para que el simple contacto visual potencie la unión.
La mirada entre perros y humanos eleva los niveles de oxitocina de ambos. Se trata del mismo incremento que tiene lugar cuando una madre y su bebé se miran, por lo que parece que estos animales lograron desviar esta respuesta para ganarse un lugar en nuestros corazones, con la intención de mejorar los vínculos con su nueva familia humana. Es decir, que los canes adquirieron una forma de comunicación, hasta entonces típicamente humana, a lo largo de su domesticación.
Así lo ha demostrado un grupo de investigadores de la Universidad Azabu de Japón, tal y como publican hoy en Science en un estudio que aparece en portada de la revista. “Los resultados sugieren que los humanos muestran un afecto similar por sus compañeros al que sienten por su familia”, asegura el equipo de biólogos en su artículo.
Por qué mirar a tu perro hace que ambos os sintáis mejor
Las repercusiones del descubrimiento trascienden la mera curiosidad, porque prueba que la relación con los perros puede ser beneficiosa para la salud. La oxitocina se utiliza en tratamientos relacionados con el autismo y el estrés postraumático, por lo que la interacción con estos animales podría ser positiva para aumentar los niveles de la hormona social.
El estudio se efectuó con 30 perros de diferentes razas y edades. En una primera parte del experimento se introdujo durante 30 minutos a los animales en una habitación con sus dueños, mientras los científicos registraban las interacciones (hablar, tocar y mirar) que tenían lugar entre ambas especies.
Al medir los niveles de oxitocina antes y después del experimento (mediante un análisis de orina), quedó patente que un contacto visual prolongado entre perros y humanos provocaba un aumento en la concentración de dicha hormona en el cerebro de ambos. Este aumento fue proporcional al tiempo en el que animales y dueños mantuvieron una interacción visual.
El estudio muestra que la relación con los perros puede ser beneficiosa en tratamientos relacionados con el autismo y el estrés postraumático
No sólo eso, sino que cuando se humedeció el morro de los animales con la hormona, el tiempo de interacción visual aumentó, a la vez que los niveles de oxitocina se incrementaba en los dueños. Este efecto, sin embargo, sólo se produjo con las hembras, lo que sugiere que estas son más sensibles a las consecuencias afectivas de la hormona.
Las conclusiones del hallazgo demuestran que los vínculos biológicos entre estas especies se refuerzan gracias a un circuito neuronal impulsado por la oxitocina, de forma similar a lo que sucede entre padres e hijos gracias al contacto visual. Y es que la hormona se encarga (entre otras funciones) de estrechar los vínculos sociales entre miembros de la misma especies.
En cuanto a miradas se refiere, los perros cometen los mismos errores sociales que los niños pequeños. Ambos tienden a interpretar que todo contacto visual tiene una intención comunicativa, aunque no siempre sea el caso. Hasta este punto la domesticación ha supuesto una humanización de los canes.
Diferencias entre lobos y perros
La teoría de que la domesticación de los perros comenzó cuando nuestros antepasados se hicieron con cachorros de lobo no es aceptada pese a su popularidad. Y es que por muy adorable e inofensiva que pueda resultar una cría, estos seres humanos se habrían encontrado con un adulto salvaje y peligroso en muy poco tiempo.
Lo más probable es que nuestros mejores amigos se domesticaran solos: aquellos ejemplares lo suficientemente listos y mansos descubrieron que seguir de cerca los campamentos humanos era equivalente a comida gratis. Estos lobos fueron reproduciéndose hasta comer literalmente de manos humanas. Una historia en la que ahora sabemos que la oxitocina jugó un importante papel para afianzar, a lo largo de cientos de años, la domesticación.
‘Los resultados sugieren que los humanos muestran un afecto similar por sus perros al que sienten por su familia’
Por este motivo el equipo nipón repitió el experimento con lobos domesticados. Los resultados fueron bien diferentes, ya que los animales no buscaron la mirada de los humanos ni hubo una correlación entre estas miradas y los niveles de oxitocina. Los investigadores concluyeron que estos animales no utilizan esta comunicación visual con nosotros, aunque hayan sido criados de forma doméstica desde cachorros, y que esta es exclusiva de los perros.
Este descubrimiento no sólo sirve para comprender mejor cómo los perros se convirtieron en parte imprescindible de las sociedades humanas. “Cuanto más sepamos sobre esto más aprenderemos sobre los orígenes de la civilización”, explica el biólogo evolutivo de la Universidad de Oxford (Reino Unido), Greger Larson, en un artículo que acompaña al trabajo nipón en Science.
Pocos animales pueden presumir de haberse ganado nuestro amor y amistad como los perros. Cómo se forma tan estrecho vínculo a nivel biológico era un misterio, pero el descubrimiento de que las miradas y la oxitocina forjan una relación mutua desvela hasta qué punto estas mascotas pertenecen a nuestra familia.
«Casi cualquier estadounidense estaría de acuerdo en que la función principal de la NASA es la de explorar el espacio. Es lo que inspira a los niños y las niñas de todo el país. Me preocupa que la NASA deje de centrar la atención en su misión principal», señaló el senador republicano Ted Cruz durante la reciente vista para revisar el presupuesto solicitado por la NASA. A Cruz le parece que la agencia espacial gasta demasiado en estudiar la situación de la Tierra, ya que esa no es su función. Frente a él, el administrador de la NASA, Charles Bolden, le respondió: «Es absolutamente fundamental que comprendamos la situación de la Tierra, porque este es el único lugar que tenemos para vivir». Y añadió: «No podremos ir a ninguna parte si el Centro Espacial Kennedy [desde donde se lanzan las misiones espaciales] queda sumergido bajo las aguas».
El presidente del comité de Medio Ambiente del Senado niega el cambio climático con una bola de nieve en febrero
Este rifirrafe ejemplifica muy bien la situación en la que ha quedado la supervisión de la ciencia tras las elecciones legislativas del año pasado en las que el partido republicano consiguió el control de las dos cámaras del Congreso. La presidencia de todos los comités y subcomités han quedado no solo en manos de los conservadores, sino de los más duros en su rechazo a la ciencia que muestra las causas del cambio climático, la evolución o la creación de la Tierra. En este contexto, el lanzamiento de la carrera presidencial augura que esta postura se fortalecerá, por ejemplo, con la candidatura que acaba de presentar Ted Cruz.
La semana pasada, el candidato Cruz aseguró en una entrevista que los defensores del cambio climático de origen humano son como inquisidores medievales: «El conocimiento científico aseguraba que la Tierra es plana, y este hereje llamado Galileo fue calificado de negacionista». Cruz no solo se ponía en el lugar del científico —Galileo— y a la comunidad científica en el papel de la Inquisición; además, confundía el célebre caso del astrónomo italiano, que fue perseguido por defender que el Sol no giraba alrededor de la Tierra. La cuestión del planeta esférico la habían zanjado Magallanes y Elcano 42 años antes de que Galileo naciera.
Ted Cruz se siente como Galileo y dibuja a la comunidad científica como «defensores de que la Tierra es plana»
Cruz, que no cree que estudiar los cambios en su planeta pertenezca a la misión central de la NASA, está equivocado: el primer objetivo que establecía la ley que la fundó fue «la expansión del conocimiento humano de los fenómenos en la atmósfera y el espacio«. Desde la perspectiva del senador texano, que no cree en el origen humano del cambio climático, las «ciencias de la tierra» no son «ciencias duras». Cruz asegura que no es verdad que la Tierra se haya calentado en los últimos 15 años, frente a los datos que muestran que, por ejemplo, 2014 fue el más cálido desde que se tienen registros. Su opinión importa porque preside el subcomité del Senado que supervisa las actividades de la NASA y, aunque no tiene capacidad ejecutiva sobre la agencia, puede torpedear con requerimientos y leyes su labor científica.
No es el único representante que parece dispuesto a ponerle palos en las ruedas a la ciencia en EE UU, en lo que el astrónomo y divulgador Phil Plait considera «probablemente, el grupo de políticos más anticientífico que este país ha visto en décadas». Marco Rubio —»no creo que la actividad humana esté causando estos cambios dramáticos en nuestro clima de la forma en que los científicos lo están retratando»— está al frente del subcomité del Senado que supervisa al otro gran organismo de investigación del clima: la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA). Mientras los republicanos piden que sea la NOAA y no la NASA la que investigue el clima, los propios republicanos promovieron una iniciativa para la NOAA gaste menos en el estudio del clima y más en las predicciones meteorológicas.
La diferencia entre clima y tiempo es clara para el reparto presupuestario, pero fue convenientemente olvidada por Jim Inhofe, senador de Oklahoma, al tirar una bola de nieve dentro de la cámara en febrero mientras decía: «Seguimos escuchando que 2014 ha sido el año más cálido registrado, ¿y saben lo que es esto? Es una bola de nieve. Y es de aquí fuera. Porque fuera hace mucho, mucho frío». Inhofe, conocido negacionista del cambio climático, publicó en 2012 un libro en el que lo denominaba El mayor bulo (The Greatest Hoax). En él, aseguraba que la Biblia explica en el Génesis que siempre habrá estaciones, calor y frío, y que pensar que los humanos podían cambiar eso es muy arrogante por parte de los científicos.
Neil DeGrasse Tyson cree, en cambio, que lo importante es «el dinero», no «lo que pienses o lo que digas»
Hace dos semanas, el rotativo británico the Guardian revelaba en portada que Inhofe había financiado su campaña con dinero del entorno de la petrolera BP. Paradójicamente, Inhofe ha sido elegido para presidir el comité de Medio Ambiente del Senado, responsable de estudiar y proponer medidas contra el cambio climático. Desde ahí lleva tres meses torpedeando todos los planes del presidente Barack Obama en materia medioambiental, como por ejemplo los referidos a la reducción de emisiones, o en otros capítulos, al oponerse al envío de ayuda a los países afectados por el ébola. También obstaculiza el trabajo de la Agencia de Protección Ambiental (EPA), una de las instituciones menos apreciadas por los republicanos: solo un 36% de sus votantes aprueba su labor, frente al 80% de los demócratas.
Inhofe, Rubio y Cruz podrán tomar ejemplo de Lamar Smith, compañero de partido y presidente del comité de Ciencia de la Cámara de Representantes desde 2013, donde ha mostrado cómo aprovechar sus atribuciones para perjudicar el trabajo de instituciones como la Fundación Nacional para la Ciencia (NSF, el mayor organismo de financiación científica de EE UU) y la propia EPA. Junto a sus pegas al cambio climático, se suma su fijación con las ciencias sociales y el sentido utilitarista de la investigación. Así, viene poniendo innumerables pegas a la NSF y menospreciando públicamente aquellos trabajos —industria textil de Islandia desde los vikingos, las razones por las que visten velo las turcas o la polarización política de Twitter— que no le parecen dignos de apoyo público.
El comité de Ciencia, Espacio y Tecnología, presidido por Lamar Smith, cuenta con otros miembros como Paul Broun, que asegura que la Tierra fue creada en seis días hace 9.000 años, y Todd Akin, que se oponía al aborto porque el cuerpo de la mujer «tiene mecanismos» para no quedarse embarazada en caso de «violación legítima». En ese comité se encuentra el único físico de entre los 435 miembros del Congreso: el demócrata Bill Foster.
El pasado enero, aprovechando la ley que permitiría la construcción del oleoducto Keystone (vetado por Obama), la minoría coló una enmienda para que los republicanos se tuvieran que retratar sobre el cambio climático. La enmienda se limitaba a señalar que el calentamiento es real y no un bulo (hoax). Aunque incluía la misma expresión que su libro, hasta el senador Inhofe voto a favor de esa enmienda: 98 senadores sí creen que es real y solo uno voto en contra. Roger Wicker, senador por Misisipi, pasaba oficialmente a la historia como el único senador que cree que el cambio es un engaño.
Los miembros del comité de Ciencia de la Cámara creen que la Tierra tiene 9.000 años y que la mujer puede evitar un embarazo cuando la violan
Wicker preside el subcomité del Senado encargado del empleo verde y la nueva economía que surja de «la inversión en tecnologías y prácticas que reduzcan la huella de carbono o de la emisión de otros contaminantes, incluidas las que mejoren la eficiencia energética, la conservación, o fuentes de energía renovables». Además, la presidenta del comité de Energía y Recursos Naturales cree que el cambio climático es real, pero que lo están causando los volcanes. El físico y divulgador Michio Kaku ha definido toda esta situación como «poner al zorro a cuidar del gallinero».
Después de que Mitt Romney haya decidido no presentarse a las presidenciales, solo queda un candidatable en el partido republicano, Lindsey Graham, que haya defendido en público la idea de que las actividades humanas han contribuido al calentamiento global.
La semana pasada, la revista Science dedicaba un duro editorial a las injerencias de la política en la ciencia de EE UU y ponía varios ejemplos, como las presiones para no relacionar la sismicidad de Oklahoma con el fracking, o la instrucción que obligaba a no usar la expresión «cambio climático» en los documentos elaborados por los empleados del Departamento de Medio Ambiente de Florida. En respuesta a este episodio, el astrónomo y divulgador Neil DeGrasse Tyson ha sentenciado: «La ciencia no es política. Esto es como derogar la ley de la gravedad por haber ganado unos kilos la semana pasada». Aunque el propio DeGrasse Tyson insistía en que lo importante no son las apariencias, sino las políticas reales, y recordaba que la Administración Bush aumentó el presupuesto en ciencia, mientras la de Clinton disminuyó el de la NASA: «Lo que importa en el Congreso es el dinero. (…) No me interesa lo que digas o lo que pienses. Me interesan las leyes y las políticas».
La revolución de las impresoras 3D estaba siendo demasiado lenta. Para crear una simple figurita se necesitan horas y hasta días si es algo más grande. Sin embargo, un nuevo método que combina resinas líquidas, luz ultravioleta y oxígeno consigue obtener objetos 100 veces más rápido. Es el gran paso que le faltaba a la democratización de la fabricación en masa y su promesa del háztelo tu mismo.
La impresión 3D es muy parecida a la pastelería. Los pasteleros crean capa a capa la tarta, que toma consistencia una vez que se enfría. Con las impresoras 3D hay dos grandes tecnologías para hacer las tartas. En una, el modelado por deposición fundida (FDM, por sus siglas en inglés), la impresora calienta el rollo de material y con una especie de manga pastelera crea el objeto. Un chorro de aire enfría el filamento para que solidifique. La estereolitografía, sin embargo, usa resinas líquidas que, al ser expuestas a la luz ultravioleta, se solidifican como si fuera una plancha de caramelizar. La FDM es más sencilla y asequible, pero muy lenta y con peor resolución. La estereolitografía ofrece mejores resultados, pero la operación con las resinas es muy compleja.
«La fabricación por adición tiene el potencial de transformar la complejidad con la que se fabrican objetos funcionales, pero la impresión 3D convencional los fabrica usando un enfoque por etapas, capa a capa, que lleva mucho tiempo», dice el químico de la Universidad de Carolina del Norte (EE UU) y creador de la nueva impresora CLIP, Joseph DeSimone. Para este experto en ciencia de polímeros, existe una gran distancia entre la velocidad en el diseño industrial o prototipado rápido y la velocidad en la fabricación que obstaculizan «la capacidad de la impresión 3D de ir más allá de las fases de diseño y realización de prototipos de un producto».
La estereolitografía usa resinas líquidas sensibles a la luz ultravioleta, que las solidifica
Lo que ha conseguido DeSimone y su equipo ha sido simplificar la estereolitografía, acelerando la velocidad de impresión y sin, por ello, afectar a la calidad de los objetos impresos. Su impresora CLIP (Interfaz de Producción Líquida Continua, por sus siglas en inglés), les permite controlar el proceso por el que las moléculas de la resina líquida se solidifican creando estructuras complejas en un proceso llamado polimerización.
Tal y como explican en la revista Science, donde su creación ocupa la portada de esta semana, en vez de usar un sistema mecánico, los creadores de CLIP juegan con el láser ultravioleta que inicia la reacción química de solidificación y el oxígeno, que la detiene. Su gran aportación es una especie de cristal que, como unas lentillas, les permite ajustar el paso de la luz y del oxígeno. De esta manera, consiguen una impresión continua que da a los objetos un acabado perfecto en su forma y sin fracturas en el interior.
Pero lo mejor de CLIP es su velocidad de impresión. Hasta ahora, la impresión vertical podía imprimir unos cuantos milímetros a la hora. Aunque las capas de material superpuesto tienen un grosor de entre 50 y 100 micras (una micra es la millonésima parte de un metro), había que imprimir cada capa, dejar que solidificara y volver a por otra capa. La nueva impresora eleva el objeto del recipiente con la resina a un ritmo de 500 milímetros a la hora, es decir, hasta 100 veces más rápido.
Durante la presentación de CLIP en las charlas TED, DeSimone mostró algunos ejemplos de lo que puede hacer su impresora en unos minutos. Desde una Torre Eiffel de recuerdo, hasta micro agujas para la administración de medicamentos, pasando por prótesis dentales o stent coronarios, una especie de endoprótesis para el corazón.
«Si la impresión 3D quería salir del nicho de los prototipos en el que ha estado atrapada durante décadas, teníamos que encontrar un tecnología disruptiva que afrontara el problema desde una nueva perspectiva y abordara las debilidades fundamentales de las impresoras 3D», comenta Jim Goetz, uno de los socios de Sequoia, una compañía de inversión que pone su dinero en las tecnologías más rompedoras y prometedoras. «Cuando conocimos a Joe [por Joseph DeSimone] y vimos lo que su equipo había inventado, tuvimos claro al instante que la que la impresión 3D ya nunca sería la misma».
«Cuando vimos lo que habían inventado, tuvimos claro que la que la impresión 3D ya nunca sería la misma», dice un inversor
CLIP ha demostrado su valía imprimiendo plásticos, cerámicas y materiales orgánicos, pero debería funcionar bien con todo material basado en polímeros. Para comercializar su tecnología, DeSimone y parte de su equipo investigador han creado, junto a inversores como Goetz la empresa Carbon3D.
«Es un gran comienzo, la revolución está ahí», opina el director de investigación de BQ, Juan González. Esta es una de las pocas empresas españolas que fabrica impresoras 3D del tipo FDM y que está investigando con las de resinas. «El tiempo puede dar igual en el uso doméstico, pero en la empresa es un factor clave», añade. Pero no se trata solo de que se reduzca el tiempo de impresión, sino que el acabado en un proceso continuo como el de CLIP es muy superior.
La inyección por molde que se usa en la producción industrial aún tiene años de vida, pero con avances como este, González cree que está más cerca «el objetivo de conseguir la producción masiva del molde pero con la capacidad de personalizarla de la impresión 3D».
Documento: ‘Continuous liquid interface production of 3D objects’