Apuntes científicos desde el MIT

El metro está llegando a “Metro Center”, una las estaciones más concurridas de Washington DC. Salgo del vagón y me encuentro de frente con un cartel de la asociación protectora de animales PETA (Gente para el Tratamiento Ético de los Animales) quejándose de los mataderos, las cadenas de fast food, y los laboratorios.

Continúo caminando, y a escasos 20 metros aparece un cartel de otra asociación llamada Centro para la libertad del consumidor en el que leo: “Ratas de laboratorio vs niños enfermos: ¿sabes que PETA está utilizando tu contribución para boicotear la investigación contra el Sida y el cáncer de mama, sólo porque utilizan animales de laboratorio?”. Curioso… No hago mucho caso, pero me giro y en el andén de en frente veo otro anuncio de la misma organización resaltando una frase de Ingrid Newkirk , directora de PETA : “aunque la investigación con animales produzca la cura del Sida, estaremos en contra de ella.”

Reacción inmediata: “esto es pasarse!”. Apoyo incondicional a todo lo que suponga humanizarnos, procurar un trato más ético a los animales, denunciar atrocidades que sin duda se están realizando, y avanzar siempre hacia más derechos en lugar de menos. Pero… ¿incondicional? ¿a todo? Mujer, tampoco nos excedamos. Puede ser loable plantarle cara a la industria peletera, pero pretender vetar de cuajo la experimentación animal en biomedicina es intolerable. Si la directora de una organización realmente promueve algo tan radical, quizás sí pierda un poco de credibilidad…
Lo primero que hago al llegar a casa es comprobar que efectivamente ha dicho esta frase y no está sacada de contexto. Parece que sí la pronunció, junto con otras del mismo estilo. Lo segundo es visitar las webs de PETA y la asociación ConsumerFreedom . La cosa se complica… me da la impresión que el contenido de la segunda es mucho más dudoso, manipulado y extremista que el de la primera.
Algo me dice que la realidad se sitúa en algún punto intermedio entre ambos planteamientos.
¿voy a escribir yo un post sobre un asunto tan complejo sin investigar más a fondo?
Pues sí, así no perdemos la frescura de la anécdota del metro y podemos empezar a intercambiar opiniones sobre los límites éticos de la experimentación animal.

Además, lo que realmente me apetece exponer es una asociación de ideas que he tenido mientras recordaba mi experiencia con ratas durante mis tiempos de aprendiz de científico.

Decapitar ratas a destajo
Recuerdo perfectamente unas prácticas de mi licenciatura de bioquímica en las que nos tocaba sacrificar ratas. Las cogíamos con firmeza, metíamos su cabeza en una guillotina, y la cortábamos de cuajo. Inclinábamos el cuerpo decapitado, recogíamos en un vaso de precipitados la sangre chorreando de su cuello, y nos apresurábamos a extraer el hígado y congelarlo inmediatamente en nitrógeno líquido. Para los experimentos que íbamos a realizar necesitábamos recoger mucha sangre y una muerte rápida que no afectara los niveles de ciertas proteínas y metabolitos.
No me consideréis un desalmado insensible, siento empatía por los animales y abogo por evitar su sufrimiento injustificado, pero confieso que en ese momento no me pareció nada injustificado.
Ahora me doy cuenta que estaba siendo víctima de algo parecido al experimento de Stanley Milgram sobre la obediencia a la autoridad. En este famoso experimento se ve como personas normales participando en un estudio son capaces de infringir dolor a otras simplemente porque el protocolo lo exige. Las imágenes causaron un gran revuelo, porque demostraron que gente normal y corriente se deja llevar por las exigencias del procedimiento y la autoridad del director, y continúa suministrando dolorosas descargas eléctricas a otros voluntarios inocentes a pesar de oír sus reiterados lamentos.
Me atrevo a sugerir que los científicos que investigan con animales de laboratorio también padecen un efecto parecido al revelado en el experimento de Milgram.

Ayer mismo estuve con una investigadora del Instituto Nacional de Cáncer de EEUU. Ella inyecta células tumorales en los ratones, deja que crezcan los tumores, luego suministra fármacos sólo a algunos, y mira si evolucionan diferente respecto los controles. Le pregunté cuantos ratones utilizaba al año. “Yo sólo unos 150”, contestó. “¿Sólo?” “sí, no es mucho. Una compañera mía en estos momentos dispone de unos 800 exclusivamente para sus experimentos. Mi laboratorio se gasta el 15% de su presupuesto en ratones. Mucha gente utiliza más de 1000 cada año”.
"Utiliza…" creedme que dicha investigadora es una persona sensible, le encanta la naturaleza y siente un gran respeto por los animales. Pero de nuevo, no tiene ni el mínimo conflicto interior a la hora de trabajar con ratones. Considera que son imprescindibles como modelos de enfermedades.
¿siempre?

Chasco en la neurociencia
Este artículo publicado el pasado agosto en nature pone el dedo en la llaga: La mayoría de fármacos contra enfermedades neurodegenerativas como la esclerosis y el alzheimer que han funcionado en ratones, no tienen ni el mínimo efecto en estudios preliminares con humanos. Hay dos tipos de explicaciones, y las ambas son radicales por diferentes motivos. La primera es la más obvia: el modelo no sirve, el cerebro de ratón es demasiado diferente al humano, lo que han estado haciendo miles de científicos no lleva a ningún sitio. Parece preocupante, pero la segunda explicación también se las trae: Muchos experimentos publicados en revistas científicas están mal hechos. A veces las muestras son demasiado pequeñas y no están diseñados con suficiente rigor. La presión por publicar induce a vacíos metodológicos, quizás alguna que otra distorsión de los resultados, y oídos sordos a diferencias básicas entre ratones y humanos respecto las características fisiológicas de la enfermedad. Además, los resultados negativos no se publican.

Uf! Es un tema serio, y también candidato a ser tratado más a fondo en posteriores entradas del blog…, pero no puedo resistirme a retomar el hilo de los carteles del principio del post y terminar con un toque gracioso mostrándoos la foto que tomé el año pasado en la ciudad de Buffalo, durante un viaje con amigos por el norte de Estados Unidos. Cuando en una parada de autobús leí el cartel: “Cuando fumas, también lo hace tu mascota”, hice dar media vuelta al conductor para cerciorarme que efectivamente se trataba de una campaña alertando que los animales de compañía también eran fumadores pasivos. Insólito, pero cierto.

Las centenares de bombas atómicas que explotaron durante las pruebas de armamento nuclear en los años 50 dejaron “algo” en la atmósfera que los científicos están aprovechando para identificar cadáveres, estudiar la regeneración celular, detectar falsificaciones, o solucionar crímenes al más puro estilo CSI .

¿Os suena la técnica del Carbono 14 utilizada para la datación de restos fósiles?
El principio básico es el siguiente: La interacción de los rayos cósmicos con la atmósfera genera isótopos de Carbono-14 (átomos de C con 2 neutrones de más en el núcleo). Éstos se combinan con el oxígeno para formar CO2, que se incorpora a las plantas mediante la fotosíntesis y a los animales cuando se las comen. Al final la proporción de isótopos de C-14 respecto Carbono "normal" (C-12) en animales y plantas es la misma que existe en la atmósfera, una cantidad que se ha mantenido relativamente constante en los últimos miles de años. Pero al morir el tejido orgánico deja de incorporar nuevos átomos de C-14, y de hecho empieza a perderlos poco a poco porque el C-14 es un isótopo inestable y se va desintegrando a un ritmo que los científicos conocen perfectamente. Si analizas la cantidad de C-14 que queda en un determinado fósil sabrás su edad aproximada.
La sensibilidad de esta técnica sólo permite analizar muestras con una antigüedad máxima de 60.000 años, y que tengan como mínimo varios miles de años. Pero…

Se ve que como consecuencia de las más de 500 bombas atómicas que Estados Unidos y la Unión Soviética hicieron explotar en tierra firme durante sus tests en la década de los 50, los niveles de C-14 en la atmósfera se multiplicaron notablemente. Cuando en 1963 se prohibieron las pruebas nucleares en la atmósfera (continuaron haciéndose bajo tierra), los índices de C-14 empezaron a bajar poco a poco, encontrándose todavía ahora más altos de lo que estaban antes de las explosiones:

Hace un tiempo unos científicos ingeniosos pensaron: Si los animales y plantas hemos estado incorporando diferentes cantidades de C-14 atmosférico durante los últimos 60 años… ¿podríamos aprovechar esta variabilidad para algo? Vaya si lo están aprovechando…

¿Quién murió antes?
En 1992 la policía austriaca descubrió los cadáveres de dos hermanas que llevaban años fallecidas en su casa sin que nadie se hubiera enterado. Por motivos económicos y de seguros de vida cuantiosos había mucho interés en saber cuál había muerto antes. Los investigadores Walter Kutschera y Eva María Wild tuvieron una idea: si pudieran medir la cantidad de C-14 presente en algún material orgánico de los que se renuevan constantemente, y compararlo con los niveles históricos de C-14 en la atmósfera, quizás podrían averiguar el momento de su defunción. Funcionó. Kutschera y Wild concluyeron que una hermana había fallecido en 1988 y la otra en 1989.

¿Se renuevan las neuronas?
En 2001 la joven neurocientífica australiana Kirsty Spalding viajó a Suecia para investigar sobre la formación de nuevas neuronas. Al poco tiempo su jefe se enteró del caso de las hermana austriacas y le propuso la siguiente línea de investigación: Para saber si en una determinada zona del cerebro nacen nuevas neuronas o no, podemos medir la cantidad de C-14 que tienen. Si no se regeneran, habrá la misma proporción que en el momento del nacimiento, y si se forman nuevas neuronas deberíamos encontrar niveles diferentes. Kirsty pasó una temporada visitando mataderos hasta poner a punto la técnica con cerebros de caballo (necesitaba animales que vivieran bastante tiempo y tuvieran cerebros grandes). Cuando tuvo el procedimiento controlado, lo aplicó en humanos y demostró que en determinas zonas del neocórtex y del área visual no se generaban nuevas neuronas en edad adulta, algo que resultaba muy difícil de averiguar con otras metodologías. Actualmente Kirsty Spalding es una de las principales expertas en esta metodología que se sirve del C-14 originado durante las explosiones atómicas.

Identificación tras la tragedia del Tsunami
El devastador tsunami del 2004 en el océano índico mató a más de 200.000 personas, entre ellas unos 500 turistas suecos. Según el médico forense Henrik Druid algunos de los cadáveres estaban en tal estado que no podía distinguirse ni siquiera si se trataba de un adolescente o de una persona mayor. La edad es un dato importantísimo en la identificación de cuerpos, y para intentar averiguarla Henrik Druid recurrió a las técnica que Spalding había desarrollado en el Instituto Karolinska de Estocolmo. La tarea parecía sencilla: El esmalte de los dientes es permanente, por tanto sabiendo la cantidad de C-14 que contenían y comparándola con los datos históricos de C-14 en la atmósfera se podía averiguar el momento en que salió cada pieza. Se aplicó la técnica a los cuerpos todavía no identificados de 6 víctimas del tsunami y se predijo su edad con un margen de error de 1 año.

La policía sueca y también la canadiense están interesados en esta técnica como herramienta de investigación criminal. Henrik Fruid asegura que muy pronto oiremos hablar de casos resueltos con esta metodología, pero el rango de aplicaciones va mucho más lejos. Un grupo australiano realizó un estudio en el que logró identificar la añada de unos vinos muy preciados embotellados entre 1958 y 1997, científicos de los Institutos Nacionales de Salud de US la utilizan para estudiar la regeneración de células beta pancreáticas, e investigadores californianos pueden saber si el marfil confiscado provenía de elefantes cazados antes o después de la prohibición de cazarlos, y si un cuadro supuestamente anterior al 1940 se trata en realidad una falsificación moderna. Si el lienzo tiene niveles elevados de C-14, algo falla…

En la vertiente más científica Spalding y su jefe Jonas Frisén han desarrollado un ambicioso programa para investigar a fondo la regeneración celular en diferentes tejidos humanos. Pero en ciertos experimentos les tocará apresurarse un poco…, se calcula que en 2020 los niveles atmosféricos de C-14 volverán a ser los mismos que habían antes de los tests con armamento nuclear.

La semana que viene empieza un experimento muy especial. Los científicos acelerarán protones hasta prácticamente la velocidad de la luz y harán que colisionen entre ellos generando la mayor concentración de energía nunca antes conseguida.
Con ello esperan descubrir nuevas partículas subatómicas, averiguar si existen otras dimensiones, de qué está hecha la materia oscura, cuál es el origen de la masa, qué ocurrió durante el Big Bang, porqué desapareció la antimateria, y si el modelo estándar utilizado por los físicos durante los últimos 40 años es correcto, o les tocará volver a empezar de cero.
Si me permito tal simplificación es porque a continuación os dejo con un fabuloso texto escrito para este blog por Gonzalo Merino, uno de los 6000 científicos que participan en este experimento,

Mensaje a los neófitos:
Muchos de los que empecéis a leer estas líneas no habréis oído nunca hablar de bosones de Higgs, de fermiones, o de partículas W. De verdad espero que esto no os cohíba. No pretendáis asimilar todos los detalles del texto a la primera, pero sí os animo a dedicarle un pequeño esfuerzo e intentar adquirir como mínimo una perspectiva general del LHC ¿Por qué me atrevo a sugeríroslo? Por dos razones.
Primera: El LHC no es un experimento cualquiera. Quedará inscrito en los libros de historia de la ciencia, y nosotros tenemos la oportunidad de seguirle la pista en directo. Durante los próximos 10 años oiremos hablar mucho del LHC y de los grandes enigmas de la física que quizás resolverá. Vale la pena empezar a familiarizarnos con él.
Segundo: El artículo que Gonzalo Merino nos ofrece es buenísimo. Está escrito con un lenguaje sencillo, sin más tecnicismos de los necesarios, y presenta los verdaderos aspectos clave a tener en cuenta para poder inmiscuirse en esta aventura.
No os robo más tiempo, os dejo con el texto y la posibilidad de utilizar los comentarios para transmitir vuestras dudas y entablar conversación directa con Gonzalo, investigador del CIEMAT y coordinador del centro Tier-1 de procesado de datos del LHC en España en el PIC de Barcelona.

El Large Hadron Collider, por Gonzalo Merino

En el Laboratorio Europeo de Partículas (CERN ), cerca de Ginebra, está a punto de ponerse en marcha el acelerador de partículas más potente del mundo: el Gran Colisionador de Hadrones (LHC , por sus siglas en inglés). Según el reciente anuncio hecho por el laboratorio, el 10 de Septiembre será la fecha en la que se harán circular los primeros haces de partículas. La cuenta atrás ha comenzado.

La construcción del LHC ha sido una tarea titánica en la que han trabajado miles de físicos e ingenieros de más de 80 países durante 20 años y en la que se han invertido del orden de 7.000 millones de Euros.

La idea de este experimento parece en principio sencilla. Se trata de acelerar protones hasta que alcancen una energía muy alta, para entonces hacerlos chocar entre si y observar qué sucede. Visto así, no parece demasiado complicado.

Los protones se acelerarán hasta que alcancen un 99,999999% de la velocidad de la luz. Esto, en la jerga de los físicos de partículas, equivale a una energía de 7 TeV (7 mil millones de electronvoltios ). La energía total en cada colisión entre dos protones por tanto será de 14 TeV. Esta es la energía más alta jamás alcanzada por un colisionador de partículas construido por el hombre. Siete veces mayor que la del colisionador más potente actualmente operativo: el Tevatron en Fermilab , cerca de Chicago.

Para dar una idea intuitiva de esta escala de energía, a veces se explica que 1 TeV es aproximadamente la energía cinética que tiene un mosquito volando. Pero no creo que esta comparación ayude demasiado a hacerse una idea de lo que pasa en el interior del LHC. Para entender lo extraordinario de esta máquina hay que notar que en el LHC toda esta energía estará concentrada en un espacio extremadamente pequeño, ya que el tamaño de un protón es un trillón (un 1 seguido de 18 ceros) de veces menor que un mosquito. En definitiva, que la comparación es en si misma un reto a nuestra capacidad de abstracción: hay que tratar de estrujar un mosquito 18 órdenes de magnitud, sin que deje de volar, claro.

Para tratar de imaginar lo que sucede en el LHC creo que es mejor pensar en el origen del Universo. Al fin y al cabo, los físicos que trabajamos allí decimos muchas veces que eso es justamente para lo que sirve el LHC: para explorar los primeros instantes del Universo.

La teoría actual del origen del Universo nos dice que todo empezó con lo que se suele llamar la Gran Explosión (el Big Bang en inglés). Este apelativo metafórico nos incita a pensar en un instante inicial muy “ruidoso”, una especie de fuegos artificiales, pero el Big Bang empezó en silencio, y sería más adecuado imaginarlo como una “explosión” en la que se crean el espacio y el tiempo. Si tratamos de entender ese instante con la teoría de la Relatividad General nos encontramos con una singularidad, un universo primigenio en el que la temperatura y densidad eran infinitas. Estas condiciones extremas son imposibles de imaginar, por lo que seguramente indican que nuestras teorías no son válidas para extrapolar hasta el mismo momento inicial.

A partir de ese momento el Universo se empezó a expandir rápidamente y a medida que crecía su tamaño se iba “enfriando”, o lo que es lo mismo, la energía de las partículas que contenía disminuía. Cuando sólo había transcurrido una milmillonésima de segundo después del Big Bang, el universo tenía una temperatura aproximadamente 100.000 veces superior a la del Sol y las partículas fundamentales que lo habitaban chocaban constantemente entre ellas con energías aproximadamente de 14 TeV. Estas condiciones son precisamente las que se quieren reproducir en el LHC. Al hacer colisionar partículas a 14 TeV, lo que queremos es entender qué sucedía en el Universo sólo una milmillonésima de segundo después del Big Bang.

No deja de ser curioso que para “ver” el origen del Universo lo tengamos que hacer construyendo una máquina tan complicada en un túnel subterráneo en Ginebra. Pero es que conocer el pasado del Universo nunca ha sido tarea fácil. Sabrá tal vez el lector que cuando miramos hacia el espacio estamos viendo de hecho cómo era el Universo en el pasado, ya que la velocidad de la luz es finita y ésta tarda un cierto tiempo en llegar desde las estrellas hasta la Tierra. La otra forma que tenemos por tanto de explorar el origen del Universo es mirar objetos muy distantes en el espacio. Pero veremos que usando esta técnica nos acabaremos encontrado una barrera infranqueable que impedirá que nos acerquemos al Big Bang todo lo que nos gustaría. El LHC nos permitirá cruzar esa barrera y mostrarnos un Universo mucho más joven que el que jamás podremos ver mirando al espacio.

La luz más lejana que podemos detectar es la conocida como Radiación de Fondo de Microondas. Por este motivo cuando el satélite COBE primero y más recientemente WMAP analizaron con detalle esta radiación, los titulares de los periódicos dijeron que se había tomado una fotografía de “la infancia del Universo”. Esta Radiación de Fondo nos llega directamente desde un momento especial en la historia del Universo, cuando éste sólo tenía unos 380.000 años de edad. En aquel momento la temperatura era de aproximadamente 3.000 grados Kelvin, lo suficientemente baja como para que protones y electrones se combinasen para formar átomos neutros de hidrógeno. Como consecuencia de esto los fotones, hasta ese momento atrapados en la interacción con las partículas cargadas, pudieron recorrer el espacio libremente, sin obstáculos. Se dice que en este instante el Universo se volvió transparente. Antes de que esto sucediera, era opaco a la radiación electromagnética. Es por eso que la imagen directa más antigua que podemos obtener del Universo es la que nos muestra la Radiación de Fondo de Microondas.

Así pues podemos pensar en el LHC como una máquina del tiempo, que nos permitirá explorar el Universo tal y como era hace miles de millones de años, fracciones de segundo después del Big Bang, mucho antes de que se volviera transparente a la luz y nos permitiese fotografiarlo directamente con instrumentos como WMAP.

Construir una máquina que reproduce las condiciones del Universo cuando éste sólo tenía una milmillonésima de segundo de vida es una actividad interesante en si misma. Pero los gobiernos de decenas de países no se han gastado miles de millones de Euros sólo para ver cuánto eran capaces de acercarse al Big Bang. El interés del LHC es que, al reproducir esas condiciones extremas del Universo primordial, nos puede ayudar a responder algunas de las preguntas sobre cuáles son las leyes fundamentales de la naturaleza para las que aún no tenemos respuesta.

Actualmente sabemos que toda la materia que conocemos está formada por 12 piezas básicas que llamamos “partículas elementales” y que hay cuatro fuerzas distintas que describen las interacciones entre éstas: la fuerza nuclear fuerte, la fuerza electromagnética, la fuerza nuclear débil y la fuerza gravitatoria. Podemos interpretar estas interacciones entre partículas de materia como el intercambio de otro tipo de partículas: las partículas portadoras de la fuerza. Así, cada una de las fuerzas fundamentales tiene su partícula portadora correspondiente. El portador de la fuerza nuclear fuerte es el “gluón”, el de la fuerza electromagnética es el “fotón” y las partículas W y Z son las responsables de la fuerza nuclear débil. Finalmente, aunque todavía no ha sido observado, el “gravitón” debería ser la partícula portadora de la fuerza gravitatoria.

Las partículas de materia y las de fuerza pertenecen a dos grupos bien diferenciados: las 12 que forman la materia son “fermiones” y las cuatro que son transmisoras de la fuerza son “bosones”. La diferencia entre ambos se encuentra en una propiedad cuántica de las partículas llamada espín, que se asocia al momento intrínseco de rotación de las mismas. Los fermiones (la materia) tienen espín fraccional mientras que los bosones (los portadores de las fuerzas) tienen espín entero.

Además de conocer cuáles son las partículas fundamentales, disponemos también de una teoría físico-matemática que describe de forma extremadamente precisa como interaccionan estas partículas mediante tres de las cuatro fuerzas: el Modelo Estándar . La fuerza gravitatoria, curiosamente la que estamos más acostumbrados a sentir en nuestro día a día, se resiste aún a ser descrita de forma unificada junto a las otras tres en una teoría global.

El Modelo Estándar nos proporciona la ecuación que, si dispusiéramos de suficiente capacidad de cálculo, nos debería permitir calcular todo lo que sucede en el Universo. Para que las matemáticas de esta teoría funcionen, sin embargo, es necesario que exista una nueva partícula que todavía no ha sido descubierta: el bosón de Higgs. Este nuevo elemento es el responsable de que todas las partículas tengan masa. Dicho de otro modo, con el bosón de Higgs la masa de cada partícula deja de ser un parámetro fundamental (puesto “a mano”) de la teoría y pasa a ser simplemente una medida de la intensidad de su interacción con los bosones de Higgs que la rodean y que llenan todo el espacio.

Si este bosón de Higgs existe, tal y como predice el Modelo Estándar, sabemos que ha de aparecer en el LHC. La teoría no nos dice exactamente dónde lo encontraremos, pero lo que sí nos dice de forma indirecta es que tiene que estar dentro del rango de energías que el LHC va a explorar. Por lo tanto, si el Higgs no aparece nos veremos obligados a aceptar que el Modelo Estándar, la teoría que tan bien ha funcionado en los últimos 40 años, es incorrecta y ha de mejorarse. Aun así esto no sería un fracaso, puesto que si sucede dispondremos de la máquina adecuada para guiarnos en la tarea de encontrar una nueva teoría: el LHC.

Más allá de descubrir el bosón de Higgs y completar así la pieza que parece faltar en nuestras ecuaciones, también esperamos que el LHC nos ayude a responder otras preguntas fundamentales para las que tampoco tenemos respuesta.

Para encontrar estas preguntas no hace falta que retrocedamos en el tiempo 13.700 millones de años. El Universo, tal y como lo vemos hoy en día con nuestros telescopios, muestra un aspecto totalmente misterioso para el que todavía no tenemos explicación. Varias observaciones astronómicas y cosmológicas indican que la materia que somos capaces de observar (planetas, estrellas, galaxias ...) representa tan sólo un 5% de todo el contenido del Universo. El 95% restante está formado por alguna substancia desconocida para nosotros, e invisible.

De hecho sabemos que no hay una sino dos sustancias misteriosas. La primera de ellas formaría aproximadamente el 25% del Universo y es la que llamamos “Materia Oscura”. Esta es materia que no interacciona con la fuerza electromagnética pero que tiene masa y por tanto nos permite detectar su efecto gravitatorio de atracción respecto a la materia visible. La segunda de estas substancias invisibles es la más misteriosa de las dos. Seguramente es por eso que han decidido bautizarla como “Energía Oscura”, al más puro estilo Star Wars. Sabemos que esta Energía Oscura supone el 70% de toda la energía del Universo.

Una hipótesis que se plantean algunos científicos es que la “Materia Oscura” esté formada por un nuevo tipo de partículas llamadas “supersimétricas”. Según la teoría de la Supersimetría, cada una de las partículas que hoy conocemos tendría una “compañera” supersimétrica idéntica pero con espín distinto: los súper-compañeros de los fermiones serian bosones, y viceversa. Uno de los atractivos de esta teoría es que, de forma natural, predice que las fuerzas electromagnética, nuclear débil y nuclear fuerte tenían la misma intensidad en algún momento en el pasado del Universo. De este modo, abre la puerta a la idea de que dichas fuerzas sean tan sólo diferentes manifestaciones de la que fue originalmente una única fuerza. Por otro lado, esta teoría predice la existencia de toda una colección de nuevas partículas (para cada partícula conocida, una nueva súper-compañera) que aún no han sido detectadas. El LHC podría ser la máquina que encuentre algunas de estas nuevas partículas supersimétricas y alguna de ellas, como el neutralino , podría reunir las condiciones necesarias para ser un candidato a formar la enorme cantidad de Materia Oscura que sabemos que contiene el Universo.

En cuanto a la Energía Oscura, prácticamente lo único que sabemos es que está distribuida de forma homogénea y genera una fuerza repulsiva que tiende a acelerar la expansión del Universo. Esta energía se suele asociar al vacío, sugiriéndonos que “el vacío” es muy distinto de “la nada”. Si tratásemos de hacer el vacío completo en un espacio, eliminando de él toda la materia y toda la radiación, ahora sabemos que al final nuestro vacío siempre contendría una cierta densidad de Energía Oscura intrínseca: vacío repeliendo al vacío.
No está claro hasta qué punto el LHC podrá dilucidar el misterio de la Energía Oscura. Tal vez exista alguna relación entre esta extraña forma de energía del vacío y el bosón de Higgs, o la supersimetría, y si es así seguramente el LHC nos ayudará a entenderla.

Hasta aquí hemos hablado de algunas de las cosas que se esperan descubrir con el LHC, pero casi no hemos explicado qué aspecto tiene la máquina. Este acelerador es un anillo formado por imanes superconductores situado en un túnel de 27 kilómetros de perímetro y enterrado 100 metros bajo tierra. La temperatura a la que operan los imanes es tan sólo de 1.9 grados Kelvin. Por lo tanto, el anillo del LHC estará más frío que el espacio exterior. Por este anillo se harán circular haces de protones en sentidos opuestos que se harán cruzar en cuatro puntos, generándose así mil millones de colisiones protón-protón por segundo. En estos puntos se han construido cuatro gigantescos detectores de partículas que servirán para registrar con gran precisión los productos de estas colisiones: ATLAS , CMS , LHCb y ALICE .

ATLAS por ejemplo es el mayor detector de partículas jamás construido, es tan grande como un edificio de cinco plantas. CMS es más compacto pero es el más pesado, con sus 12.500 Toneladas pesa casi el doble que la Torre Eiffel. Hay multitud de detalles técnicos en cada una de estas máquinas que las hacen apasionantes. La exploración de algunos de ellos la podemos dejar para otro post en el futuro.

Gonzalo Merino
Coordinador del centro Tier-1 de procesado de datos del LHC en España
Port d’Informació Científica, Bellaterra (Barcelona)
http://lhcatpic.blogspot.com

Los periodistas científicos estamos suscritos a Eurekalert , un servicio que diariamente envía por mail un listado con los estudios que las principales revistas científicas publicarán en dos o tres días. Estas noticias están “embargadas”, eso significa que el periodista puede documentarse, preparar el artículo, hacer entrevistas… pero tiene prohibido publicarlo hasta un día y hora determinado.
La verdad es que las notas de prensa presentan el tema muy bien mascadito. Si os habéis preguntado porqué ciertas investigaciones atemporales aparecen el mismo día en varios medios a la vez y planteados de forma tan similar, éste es el motivo. Haced la prueba. Por ejemplo el viernes quedaba libre de embargo una noticia con el titular “Kids with pets grow up to be snorers” (Los niños con mascotas tienen más posibilidades de roncar de mayores). Si escribes eso mismo en el google, mirad lo que ocurre .

Todos son estudios publicados en revistas científicas de referencia, cuyo estricto sistema de revisión avala en principio que la investigación es rigurosa: El científico envía el artículo a la revista. Si al editor no le encaja puede descartarlo directamente, pero si le gusta, lo distribuye a una serie de expertos en ese campo de investigación que de forma anónima darán su opinión acerca de ese trabajo. Estos “referees” pueden vetar el artículo a la primera de cambio, pero lo normal es que pidan correcciones, más experimentos, aclaraciones… Entonces el editor se lo comunica al autor, que regresará al laboratorio para completar los datos o experimentos solicitados. Cuando los tiene, vuelve a enviar el artículo al editor, y éste a los referees. Si no quedan satisfechos vuelta a empezar. Pero si dan su visto bueno, la revista acepta el artículo y lo prepara para su publicación. Cuando consideran que es muy relevante, o puede ser interesante para el público, distribuye notas de prensa anunciándolo. Eurekalert es uno de los servicios que las aglutina y envía a los periodistas.

Yo consulto sus titulares cada día. Es una buena forma de ir siguiendo la actualidad, y siempre hay algún estudio que te llama la atención. Por ejemplo, hace un par de semanas me dejó intrigadísimo una nota de prensa diciendo que “desayunar dos huevos cada día ayuda a peder peso”. En la investigación se comparó un grupo de personas cuyo desayuno incluía 2 huevos cada día, y otro que ingerían la misma cantidad de calorías en bagels . Ambos grupos sufrían sobrepeso y estaban siguiendo una dieta de restricción calórica, pero el que consumía huevos perdió un 65% más de peso durante los 2 meses que duró el estudio. La hipótesis es que al tener proteínas y otro tipo de grasas, los huevos son más saciantes que el bagel y resulta más fácil adherirse a la dieta y comer menos en el almuerzo.
Tiene sentido, no digo que no. Pero lo que me dejó mosqueado era otra frase del artículo: “los niveles de colesterol y triglicéridos no variaron entre los individuos que consumieron huevos o bagels. Este resultado es consistente con los más de 30 años de investigaciones concluyendo que los adultos sanos pueden comer huevos sin que esto impacte su riesgo de enfermedad cardiaca”.

Confieso tener cierta apatía por los asuntos de nutrición. El programa de doctorado que cursé justo antes de abandonar la ciencia de laboratorio era “nutrición y metabolismo”. Soy consciente de la importancia de comer sano, de la trascendencia de la nutrición en ciertas enfermedades concretas, y de los buenos estudios que hacen avanzar esta ciencia. No hay duda. Pero me chirría ver cómo por el camino entre el laboratorio y la opinión pública se exageran (a veces por culpa de los medios, y otras por los propios científicos) los mil beneficios del aceite de oliva, los “milagros” de la soja, las propiedades anticancerígenas del te, la absoluta necesidad de comer frutos secos… y sobretodo los mensajes contradictorios que en ocasiones hacen que no sepas a ciencia cierta cuál es el consejo a seguir. Por ejemplo, los huevos.
Me sonaba que no eran tan malos para el colesterol como se había dicho en un principio, pero no tenía entendido que estando sano pudieras comer dos huevos cada día sin preocuparte. Entonces… y aquí viene la parte que más me interesa, ¿Cómo podemos contrastar si esto es cierto o no? Hay diversas maneras.
La peor es fiarte de lo que un post como éste pueda decir. Hay 2 métodos mucho mejores:

1ª opción: Preguntar a un experto.
No conozco a nadie que investigue directamente en huevos (si conocéis a alguien, reenviadle este mensaje y que nos de su opinión), pero he contactado con 3 nutricionistas y un médico de entre mis conocidos, y ninguno me ha dicho que pueda comer 2 huevos al día tranquilamente. Uno sí sabía que la ingesta de colesterol estaba poco relacionado con los niveles en sangre, pero afirmó que él no comería 2 huevos cada día. Una me dijo que ella no recomendaba más de 4 a la semana, y proponía hacer tortillas sólo con las claras (era estadounidense). Otra también citó que el “consenso científico” son 4, y lo importante es el equilibrio en lo que comas.
Insisto: mi muestra es pobre y azarosa, y ninguno de los consultados era especialista en huevos, pero sí tienen pacientes a los que aconsejan.

2ª opción: Buscar en la literatura científica.
Pubmed es el motor de búsqueda donde puedes encontrar cualquier artículo en el ámbito de la medicina. Si pones “egg” y “cholesterol" te aparecen 2495 artículos y 100 revisiones (piezas más largas que repasan el estado de la cuestión). Ordené las revisiones por fecha, busqué en los resúmenes las que hablaban directamente de la relación entre comer huevos y niveles de colesterol en sangre, imprimí los 7 más recientes, y miré las conclusiones. Sorpresa: salvo en personas con cierta predisposición, hay unanimidad en la poca relación entre ingesta de huevos y colesterol en sangre. Tal afirmación nació hace años cuando “por lógica” se pensó que las cantidades tan elevadas de colesterol en la yema del huevo debían aumentar el colesterol sanguíneo. Los 7 estudios que he revisado dicen que no es así, que esto es un mito. Aseguran que las grasas saturadas son el problema real, y que el huevo es muy beneficioso y no debe restringirse.

Esto me genera un par de dudas que querría compartir con vosotros. La primera: ¿a quien creemos? A la persona que nos aconseja o a los estudios?
Una de las grandes lecciones que la ciencia nos ofrece para implantar en nuestra vida cotidiana es la toma de decisiones basadas en la evidencia. Éste es el factor clave del progreso científico, el corregir constantemente las creencias cuando las evidencias de la experimentación lo sugieren. Hacer caso a los hechos y no a las personas. El principio de autoridad y el sentido común no se lleva muy bien con la ciencia. Por tanto yo (pero que cada uno haga lo que quiera, claro) me inclino a confiar más en el Pubmed que en mis consultados.
Y la segunda duda: Si realmente los investigadores llevan tantos años diciendo que comer huevos no aumenta el colesterol, qué pasa con la gente a quien he preguntado? Acaso no se creen tales publicaciones? O no han actualizado los conocimientos que alguien les dio en su momento?
Por favor, que nadie se enfade. No pretendo promover el consumo de huevos, ni contradecir a nadie, simplemente trasladar unas reflexiones. Insisto: he cogido 4 personas al azar, que quizás no representan a la mayoría de expertos. Lo que sí parece claro es que la opinión pública tiene inculcado que debe moderarse ante algo tan exquisito como un huevo frito y la tortilla de patatas., con su cebollita… el asunto no es trivial en absoluto!

Nota: Como dijo algún sabio, este post es tan largo porque no he tenido tiempo de hacerlo más corto.

Nota2: los primeros autores de los artículos revisados son Kratz M, Novello D, Fernadez ML, Schärer M, Butarbutar TB, McDonald BE y Kritchevsky SB

- Cómo??? ¿Una vacuna para la adicción al tabaco o la cocaína? ¿Pero las vacunas no actuaban contra agentes infecciosos?
- Si, el virus del sarampión o la gripe, las bacterias que provocan la meningitis… pero esas son las vacunas convencionales, las profilácticas. Las que preparan a tu sistema inmunológico frente a una posible infección antes de tener la enfermedad.
Ya hace tiempo que se está investigando en un nuevo tipo de vacunas terapéuticas que se administrarían durante la enfermedad. La idea es reforzar el sistema inmunológico, estimularlo para que actúe de manera más eficiente. Se habla de vacunas terapéuticas contra el cáncer, la diabetes,… a veces forzando a que tus defensas ataquen a algo sobre lo que en principio no actuarían.

- ¿¿¿???? ¿Y de dónde sale una vacuna frente a la cocaína?
- Justo de esto último. El concepto es sencillo: inyectas en el torrente sanguíneo moléculas de cocaína enganchadas a proteínas bacterianas. Esto provocará una respuesta inmune en tu cuerpo, que generará anticuerpos específicos contra la cocaína. Entonces, si consumes la droga los anticuerpos se engancharán a ella impidiendo que llegue al cerebro. Consecuencia: no notarás los efectos de la cocaína y perderá su poder adictivo.

- …
- No se trata de vacunar a todo el mundo, sino por ejemplo a los adictos que intentan dejarlo. Uno de los grandes problemas durante su recuperación es que tarde o temprano llega ese mal día, momento de debilidad, o alguien que les tienta… y recaen.
Si una vacuna les hubiera inmunizado contra la droga y dejaran de notar sus efectos, en principio no volvían a engancharse. Se trata de controlar esos momentos de debilidad.

- Les quita las ganas de consumir drogas?
- No, la vacuna en un primer momento no. Eso lo tratas con otras terapias conductuales o farmacológicas. Lo que hace es reducir los efectos placenteros de su consumo, para quitarte la motivación física de volver a tomarla.

- Suena bien, pero quien te ha contado todo esto? ¿de dónde lo has sacado?
- Lo leí por primera vez hace unos meses en un artículo del Newsweek , y el pasado julio durante el ESOF oí hablar sobre ello a Nora Volkow , directora del Instituto Nacional para el Abuso de Drogas (NIDA ) de Estados Unidos y una de las mayores expertas del mundo en neurobiología de la adicción. Le pedí más información, y me aconsejó hablar con Frank Vocci del NIDA, al que visité personalmente ayer en se despacho del NIH en Bethesda, cerca de Washington DC.

- Y más allá de esta idea, qué tienen? Estudios con ratitas?
- No, no… el tema está muy avanzado. Frank Vocci me dijo que la primera vacuna contra la adicción al tabaco estará disponible en un plazo de 3 o 4 años. Y para la cocaína, quizás incluso antes.
El planteamiento teórico basado en generar anticuerpos contra moléculas específicas es antiguo. Primero se hicieron experimentos de laboratorio con ratas y monos, y se observó que la vacuna reducía significativamente su dependencia a las drogas. Pero ahora ya están en la fase de ensayos clínicos con humanos. En un estudio del investigador Thomas Kosten con 114 adictos a la cocaína, los que recibían la vacuna en lugar del placebo tenían el doble de posibilidades de desengancharse. Dentro de unos meses Kosten empezará otro ensayo clínico con más de 300 adictos. Si los resultados son positivos, puede significar la aprobación de la vacuna por la FDA (la agencia del gobierno de US encargada de regular los fármacos y productos alimenticios).

- Me has dicho que hay también una contra el tabaco?
- Sí, contra la nicotina. Hay varias en desarrollo. La NicVax , por ejemplo, la está preparando una empresa en colaboración con el NIDA y ya ha dado resultados muy esperanzadores. Según Frank Vocci, está claro que es segura y funciona. El reto científico actual es mejorarla, conseguir que la vacuna genere el mayor número de anticuerpos posible. Los detalles que se están investigando son el calendario de dosis, las cantidades, las características moleculares de las proteínas utilizadas… para que estimulen una mayor respuesta inmune y reduzca al máximo la cantidad de nicotina que llega al cerebro.

- O sea que va en serio…
- Frank Vocci está absolutamente convencido del potencial de estas vacunas como un tratamiento complementario a la adicción. Una ayuda más, que en ciertas circunstancias puede ser muy valiosa. Dependiendo de la efectividad que consigan neutralizando los efectos del consumo de drogas, podrían servir para ayudar a dejarlas, prevenir recaídas de ex adictos, o incluso suministrarlas a poblaciones de riesgo antes de un posible consumo inicial.
No hay duda que en un plazo de tiempo corto oiremos hablar de las primeras vacunas contra la adicción.

El jueves por la noche cené en Washington DC con un grupo de 9 investigadores españoles del NIH (Institutos Nacionales de Salud de EEUU).
Me hablaron de sus trabajos en reparación de ADN, enfermedades raras, reproducción, diabetes, cáncer… y luego les dije: “está muy, muy bien… ¿Por qué no explicáis de forma sencilla, en 5 líneas, el contexto global de vuestras investigaciones? y lo colgamos en el blog…”.
Claro que se quejaron! “¿5 líneas?! Esto no da para nada…”, “quedará demasiado básico…”, “¿Cómo vamos a transmitir en tan poco espacio la complejidad detrás de cada investigación?”. Tenían toda la razón del mundo. Llevan años estudiando y tienen muchísimo por explicar. Lo que les pedí era injusto; 5 líneas son insuficientes para llegar al detalle de lo que están intentando averiguar.
Pero… hay un gran pero a tener en cuenta: La gran ventaja del blog respecto un artículo convencional es que el texto no está terminado. Sigue vivo, y puede crecer por donde vosotros queráis. Todos ellos se prestaron encantados a ampliar contenidos y responder a vuestros comentarios sobre su trabajo científico específico, o sobre las interioridades de la profesión de investigador.
Os aviso que si los dejamos sueltos se embalan... “¿Puedo decir cromatina?”, dijo uno mientras pensaba el texto. “No!”, respondí.
Su perfil es el siguiente: científic@s de entre 30-35 años haciendo un post-doctorado en biomedicina en un lugar tan prestigioso como el NIH, el organismo que gestiona los casi 30 mil millones de dólares que el gobierno estadounidense dedica a investigar en temas de salud. Un 10% de esta cantidad se invierte en los 27 institutos del descomunal campus de Bethesda (al lado de Washington DC), que acoge a 6000 científicos. Entre ellos los 9 que a continuación os presentan su trabajo.
Bueno… creo que uno se infiltró y me intentó colar una investigación falsa. A ver si la detectáis…
Os dejo con ellos. Si encontráis excesivas simplificaciones, posibles incongruencias, o contenido un poco cojo, es responsabilidad exclusiva de las restricciones que les impuse y de mi edición posterior. Pero si os quedáis con dudas, ya es cosa vuestra. Acosadles!
Yo mientras, me voy en busca del oso Yogui. La semana que viene os contaré desde Yellowstone historias de lobos, géiseres, y cianobacterias. Pero de momento, aquí tenéis a 8 científicos + 1 farsanta/e ofreciéndose a explicar cómo luchan para vencer enfermedades.

Elsa Callén
El objetivo de mi investigación es entender los mecanismos que la célula ha desarrollado para detectar y reparar las dobles roturas en el ADN (se rompen al mismo tiempo y en el mismo sitio las dos hebras de la doble cadena). Este tipo de daño es el más drástico para la célula, por lo que es muy importante que esta maquinaria actúe rápida y eficazmente. El origen de estas dobles roturas puede ser muy variado, y resulta de importancia critica que sean correctamente reparadas, ya que si no, este daño en el ADN puede dar lugar a translocaciones oncogénicas y desarrollo de tumores. Para el estudio de estos procesos, utilizamos como modelo ratones que les faltan ciertos genes involucrados en las distintas rutas de reparación. Entender estas rutas resulta relevante también para desarrollar una terapia antitumoral.

Reini Fernández de Luco
Tradicionalmente el núcleo estaba considerado como un compartimento meramente estructural dentro de la célula. Su única función era proteger el ADN de agresiones externas. Sin embargo, en los últimos 15 años estamos comprobando que los genes están altamente organizados dentro del núcleo, y su posición respecto a otros componentes nucleares es esencial para la correcta expresión génica, la reparación del ADN, o incluso el control de la división celular.
Mi laboratorio centra todos sus esfuerzos en comprender cómo se organizan y comportan los genes dentro de este núcleo altamente organizado. Queremos entender cómo afecta la estructura del núcleo al correcto funcionamiento de la célula, y aplicarlo al entendimiento de alteraciones celulares tales como el envejecimiento o el cáncer.

Iñigo Horcajuelo
Nuestro grupo fue el que identificó el llamado Cromosoma Z. En algunos casos hay fragmentos del cromosoma Y que se recombinan con el X, luego se rompe un brazo del cromosoma X, y se genera un nuevo fragmento formado por unos 430 genes, que denominamos “Cromosoma Z”. Es una situación muy poco frecuente y que pasa desapercibida, ya que los genes continúan activos y se expresan normalmente. Por eso no se descubrió hasta hace un par de años. La única consecuencia que de momento conocemos es que los individuos con este trastorno son estériles, pero la investigación en que participo está buscando otros efectos. Tenemos indicios que están relacionados con cambios abruptos de personalidad.

María Jiménez-Movilla
La primera barrera que se encuentra el espermatozoide para fecundar el óvulo es una estructura llamada zona pelúcida, que protege tanto al óvulo como al embrión temprano cuando es implantado en el útero. Entre otras funciones la zona pelúcida se encarga de evitar que el óvulo sea fecundado por más de un espermatozoide, y que el espermatozoide se prepare para fusionarse con la membrana del óvulo. Esta compleja estructura esta formada por solo tres proteínas. Nosotros queremos saber cómo se disponen estas proteínas. Para ello usamos microscopia atómica de fusión, tomografía microscópica, e ingeniería genética desarrollando ratones que tienen estas proteínas modificadas.

Salva Naranjo-Suárez
En las células normales, sanas, una disminución de los niveles de oxígeno transitoria produce una serie de cambios dirigidos a adaptarse a esa nueva condición (como por ejemplo, cambiar de un metabolismo aerobio a uno anaerobio). Pero si la situación hipóxica (falta de oxígeno) se prolonga en el tiempo, acaba siendo tóxica para la célula, y esta muere. Sin embargo en las células tumorales el efecto tóxico de la hipoxia crónica es mucho más atenuado. Nuestro objetivo es estudiar qué es lo que hace a las células tumorales más resistentes a estas situaciones de hipoxia. El descubrimiento de las señales que están alteradas en las células tumorales sería muy importante, porque se podrían desarrollar fármacos que volvieran a sensibilizar a las células transformadas, de manera que el tumor no podría desarrollarse más allá de un estadio determinado.

Patricia Pérez-Galán
Nuestro modelo experimental es un cáncer agresivo de linfocitos B denominado linfoma de células del manto. Este linfoma es poco sensible a la quimioterapia convencional, por eso es necesario mejorar las alternativas terapéuticas disponibles. Para ello estamos trabajando en dos líneas: 1) El tratamiento más efectivo en la actualidad es un fármaco llamado bortezomib, pero al que sólo un 45% de los pacientes responden. Nuestro objetivo es identificar los mecanismos de respuesta y resistencia a este medicamento. Con ello podremos diseñar terapias combinadas más efectivas, y utilizar marcadores para predecir si el tratamiento dará buenos resultados. 2) Búsqueda de otras nuevas alternativas terapéuticas. Estamos estudiando el efecto in vitro de dos nuevos fármacos. Uno que actúa a través de un mecanismo similar al bortezomib, y otro que pretende ralentizar la proliferación del linfoma. Con el segundo se espera iniciar un ensayo clínico este año.

Iñigo Ruiz de Azúa
En nuestro grupo buscamos nuevas dianas para el tratamiento de la diabetes tipo 2. Intentamos identificar proteínas de las células pancreáticas que regulen unos receptores de membrana determinados. Esta clase de receptores son claves; el 70-90 % de fármacos disponibles en el mercado actúan sobre dichos receptores, pero presentan dos limitaciones: 1- Con el tratamiento crónico se tiende a perder eficacia (el fármaco responde menos), y 2- La respuesta no siempre es selectiva (pueden hacer cosas que no queremos o en sitios que no deseamos). Nosotros intentamos mejorar ambos aspectos.

Marta Segarra
Imagina un tumor que empieza a crecer. Para continuar haciéndolo necesita desarrollar una red de vasos sanguíneos que le aporten oxígeno y nutrientes. Este proceso se llama angiogénesis. Las células tumorales producen moléculas que propician el crecimiento y la ramificación de los vasos sanguíneos. Pero al mismo tiempo, estos vasos producen otras señales que inhiben el exceso de ramificación para que la red vascular sea eficiente. Mi proyecto consiste en estudiar una señal específica que hace que los vasos sanguíneos crezcan menos. Controlando su expresión podríamos bloquear la formación de ramificaciones, disminuir el flujo sanguíneo en el tumor, y por tanto reducir el crecimiento tumoral. Esta es la idea detrás de la terapia antiangiogénica, que ya ha dado lugar a algunos fármacos contra el cáncer.

Silvia Vergarajauregui
Existen una gran variedad de enfermedades humanas causadas por problemas en la maquinaria que media el transporte de proteínas y lípidos dentro de la célula. Una de ellas es Mucolipidosis IV, una enfermedad rara, caracterizada por presentar neurodegeneracion severa y problemas oftalmológicos. Nuestro objetivo es entender la función de la proteína Mucolipin-1, que está asociada claramente a esta enfermedad. Buscamos descifrar cómo su deficiencia provoca defectos en el trafico intracelular y más concretamente en los últimos estadios de la endocitosis.

Las dos principales obsesiones científicas de Robert Langer son crear nuevos tejidos de manera artificial, y lograr enviar fármacos a lugares específicos del cuerpo, que vayan suministrando dosis de manera inteligente. Sus progresos están siendo tan prometedores, que por eso ha sido galardonado con el Premio Príncipe de Asturias 2008 .
Hablaremos de su trabajo científico en un futuro post. Si ahora tengo que extraer 3 preguntas de la entrevista que le hice el pasado viernes en su despacho del MIT , me quedo con las siguientes:

Soñar, asumir riesgos, y trabajar
Pere: ¿Cómo puede alguien llegar a tener más de 1000 artículos publicados, 600 patentes, y recibir tantísimos premios? Además de ser brillante, ¿qué facultades o condiciones se necesitan?

Langer: Dirigir un grupo muy grande de excelentes investigadores! (risas). No, en serio, hay un par de cosas muy importantes.
Pero primero déjame decir que en ciencia también debemos diferenciar entre calidad y cantidad; y me gusta creer que nuestro laboratorio ofrece sobretodo calidad.
Para generar impacto e inventar cosas nuevas, es muy importante tener una actitud arriesgada. Yo siempre he buscado nuevos retos, he soñado mucho, y he intentado busca formas diferentes de resolver problemas. Si tuviera que escoger dos cualidades para conseguir calidad (la cantidad se consigue de manera diferente) diría: ser soñador, y querer hacer algo que resulte positivo para el mundo.

Pere: Te lo pregunto de otra manera. Tu laboratorio cuenta con más de 100 investigadores. Piensa en ese investigador/a que destaca sobre el resto, al que le ves unas características especiales. El que puede conseguir grandes hitos en el futuro y convertirse en un científico de primera línea mundial. ¿Cuáles son estas facultades que percibes? Y ¿qué le aconsejarías para que su carrera fuera exitosa?

Langer: Entiendo… aquí hay varias personas con las posibilidades que describes, y la verdad, son bastante diferentes entre ellas. Pero ciertamente tienen elementos en común. Son inteligentes, sin duda. Y trabajan durísimo. Sin trabajo duro es difícil destacar en ciencia. Pero además son soñadores, tienen mucha pasión por su trabajo, y asumen riesgos en las investigaciones. No se conforman con lo establecido. Intentan enfocar los problemas de forma diferente, y nunca abandonan. De hecho, este sería uno de los consejos principales. La investigación es difícil y a menudo muy sacrificada. Se necesita ser perseverante.
También es necesario tener un pensamiento positivo. Tener en cuenta que casi todo es posible; hay pocas cosas que no están a nuestro alcance. Si luchas fuerte, le dedicas tiempo, y no abandonas, los retos se pueden conseguir.

Premiar y potenciar el éxito
Pere: El entorno también resulta determinante. En un país como EEUU, con el poder y dinero que mueve la industria… ¿Cómo puede la Universidad retener a alguien como tú?

Langer: En mi caso particular, a mi me encanta este trabajo. Investigar de manera libre, estar en contacto con estudiantes, ser mi propio jefe... y quizás el MIT es especial en este sentido. Porque dispone de estudiantes excelentes, muy buenos colaboradores, y una clara vocación de impacto en la sociedad. Aquí desarrollamos invenciones, pero también creamos licencias y fundamos empresas. Yo he estado involucrado en la constitución de más de 20 compañías, y el MIT me facilita este proceso. Si quiero, tengo permiso para dedicar un día a la semana a mis asuntos.
Es tremendo. La mayoría de empresas que ves por los alrededores del campus, y en la zona de Kendall Square, han sido fundadas por gente del MIT a partir de patentes desarrolladas aquí. Es enorme. Parte del éxito se debe al extraordinario trabajo de la oficina de licencias. Fundar una compañía es un matrimonio. Es un matrimonio entre el inventor, el venture capitalist (inversor de riesgo) que provee el dinero, los científicos que formarán parte de la compañía, y los empresarios que la dirigirán. Este no es un matrimonio fácil. Y cuando se empieza a crear patentes, y licencias… se involucran abogados en el proceso, y comienzan a pensar en qué podría ocurrir durante los siguientes 10 años que haría fracasar el proyecto... Es costoso, pero la Licensing Office del MIT cohesiona muy bien este matrimonio. Hace que las cosas funcionen.

Combinar conocimiento
Pere: Interdisciplinariedad; bonita palabra. Todo el mundo habla de ella, y pocos la aplican de verdad. ¿Qué significa para ti, en lo más profundo, fusionar la medicina con la ingeniería, y por qué tu laboratorio apuesta tan fuerte por la interdisciplinariedad?

Langer: Bueno… los problemas que nosotros abordamos son absolutamente interdisciplinarios: Ingeniería de tejidos para crear nuevos órganos, suministro específico de fármacos en lugares y dosis concretas… para abordarlos necesitamos biólogos, diversos tipos de ingenieros, químicos, expertos en ciencia de materiales, médicos… pero además, yo soy de los que quiere desarrollar todo el proceso completo. No me conformo en hacer sólo una pieza del puzzle, ni quedarme en la fase del descubrimiento. Yo pretendo recorrer todo el camino desde la idea inicial y la investigación científica, hasta la implantación de posibles terapias en pacientes. Y para combinar todo esto necesitas un equipo interdisciplinario. En el laboratorio tenemos científicos de 10 áreas diferentes desde hace mucho tiempo. Es muy constructivo, y se crea un ambiente tremendamente enriquecedor para todos ellos.
Sobre la fusión de la ingeniería y la biología; esta es la nueva frontera. Las dos disciplinas han conseguido hitos extraordinarios, pero combinarlas nos permite plantear posibilidades que antes parecían imposibles.
Por ejemplo: Phil Sharp es un grandísimo biólogo, uno de sus investigadores descubrió el RNA de interferencia (RNAi). Pero para hacer un producto que algún día pueda ayudar a las personas, debemos hacer que llegue a la célula. Estamos trabajado juntos para conseguir suministrar fármacos directamente en las células enfermas de los pacientes.

En otro post podremos profundizar en el prolífico y diverso trabajo científico de Robert Langer, y quizás fijarnos en su visión personal de la ciencia. Además de ser el paradigma del emprendedor, dispone de un carisma muy especial. Participó en uno de nuestros seminarios y explicó lo costosos que habían sido sus inicios, cuando todos sus compañeros ingenieros se dirigían a la industria petrolífera. Él estaba obsesionado con algo diferente. En una entrevista de trabajo le dijeron que si lograba mejorar un determinado proceso industrial en un 0,1 %, eso implicaría ganancias de millones de dólares. Por suerte, ese argumento no le convenció lo suficiente.

Algo que me dejó pensativo después del Festival Mundial de la Ciencia que atendí en Nueva York, fue la desproporción de hombres y mujeres entre los ponentes.

Si os fijáis en las fotos de los posts que redacté (1 , 2 ), y en la que tomé en la sesión de “genes e identidad”, sólo observareis presencia masculina.
Revisando el programa completo , la diferencia resulta menos exagerada, pero mi resultado particular sobre los eventos que presencié es contundente: 22 a 0. Veintidós hombres, ninguna mujer.
¿Cómo se explica esto? ¿se puede justificar? ¿es reflejo de alguna realidad? ¿deberían haber sido más cuidadosos los organizadores y forzar la participación de más mujeres en los eventos estrella? ¿está la ciencia todavía tan dominada por los hombres? ...

Me gustaría plantear el debate sobre la discriminación de género en la ciencia. Como siempre, no sólo entre los/las que de algún modo forman parte del mundo de la investigación, sino a tod@s los observadores externos que pueden transmiten su valiosa percepción y experiencias desde otros campos.

Existen innumerables casos concretos, datos estadísticos, escritos relevantes… si alguien tiene ejemplos, los podemos incluir en los comentarios. Yo simplemente abro el tema con tres situaciones vividas de cerca durante los últimos meses en Cambridge. Empezando por la más simplona.

¿Cuestión de preferencias?
Diría que fue el pasado diciembre. Mi compañero Ivan Semeniuk concertó una cita con el físico teórico de Harvard Nima Arkani-Hamed . Su idea era hablar de teoría de cuerdas, leyes fundamentales, relatividad, física de partículas, y lo que se espera del Large Hadron Collider en el CERN. Ivan envió un mail a los 10 Fellows (somos cinco hombres y cinco mujeres), ofreciéndonos a todos incorporarnos a la visita. Acudimos los 5 chicos. “¿Os habéis fijado?”, dije después a mis compañeros. “¿Seguro que es casualidad? Eso de que la física es cosa de hombres… quizás resulta que, por algún motivo, estos temas nos interesan más a nosotros que a ellas”, añadí de forma irreflexiva y un tanto jocosa.
No le di más vueltas, pero recuerdo que comparé con la clase de psicología de los miércoles, donde la proporción de alumnas era bastante superior a la de alumnos. Disculpad la sandez, pero me quedé divagando….: seguro que algún psicólogo evolucionista habrá escrito alguna de estas interpretaciones según la cual, para maximizar las posibilidades de supervivencia, la selección natural habrá predispuesto a las mujeres a sentirse atraídas por conocimientos que impliquen educación, empatía, cuidado… y los hombres a unos planteamientos más productivos, pragmáticos, competitivos, o más soberbios como los de la física. Evidentemente, ni lo busqué entonces, ni lo voy a hacer ahora; no penséis que me seduce esta teoría. Está claro que en este caso el entorno cultural juega un papel tremendamente mayor. Pero… ¿Cómo desgranáis este desequilibrio en ciertas áreas de conocimiento?

El colmo del cinismo
Si tiráramos más de esta hipótesis llegaríamos a las diferencias biológicas entre hombres y mujeres. Algunos estudios sugieren que los cerebros de ellas son mejores en ciertas capacidades, y los de ellos en otras.
Algo habrá de cierto, pero utilizar este argumento como lo hizo en enero del 2005 el expresidente de Harvard, Larry Summers , para justificar que su Universidad tenga menos presencia de mujeres, es de un cinismo lamentable.
Vino a decir que la inteligencia media de hombres y mujeres es idéntica, pero que según varias investigaciones la distribución es ligeramente diferente. En el caso de los hombres hay más representantes en los extremos. De los más listos y de los menos.
Y si esto era así… como Harvard es tan prestigiosa y sólo busca entre los mejores… era normal que hubiera más hombre que mujeres.
Sus palabras causaron un revuelo impresionante. Lo fuerte es que recibió cartas de apoyo del estilo “finalmente alguien se atreve a hablar sin tapujos del tema”. Pero no se trataba de si estos estudios eran ciertos o no. La barbaridad fue utilizarlos para tapar, para silenciar, la indiscutible realidad histórica del machismo en la ciencia, y en concreto en la Universidad de Harvard.

Las chicas jóvenes no se quejan lo suficiente
En uno de nuestros seminarios charlamos con Nancy Hopkins , reconocidísima experta en genética del cáncer, y una activista contra la discriminación en ciencia.
Hopkins estaba presente en el momento en que Larry Summers pronunció aquellas palabras, y fue la primera que se levantó y abandonó la sala. Ya llevaba mucho tiempo de cruzada contra el sexismo en la investigación como para aceptar esa provocación.
Quizás su estudio más significativo fue el realizado a finales de los años 90 entre los investigadores del MIT. Nancy Hopkins se puso a medir el espacio de laboratorios y despachos que tenían asignados los científicos y científicas de su Universidad. Tras un extenso análisis, demostró que a igualdad de cargo, los hombres siempre disponían de más espacio que las mujeres. Cuando publicó sus datos, el presidente del MIT Charles Vest dijo “siempre había pensado que la discriminación de género tenía una parte de realidad y otra de percepción. Ahora estoy convencido que la realidad representa de lejos la parte mayor de la balanza”.
Nancy Hopkins considera que la situación ha mejorado de manera espectacular. Entre mis apuntes tengo frases como: “lo que ha pasado en los últimos 10 años es remarcable”, “estamos mucho mejor de lo que yo me hubiera imaginado”, “en ese momento era impensable que una mujer pudiera ser presidenta del MIT ”.
Pero todavía no está del todo satisfecha. Se quejó de la falta de “activismo” de las investigadoras jóvenes, que no perciben las reminiscencias de un machismo contra el que es muy difícil luchar. Lo denominó unconscious and unintentional bias (sesgo inconsciente e involuntario). Según Hopkins hay ciertas actitudes machistas de un calado tan profundo, que no son identificadas ni por las que lo sufren, ni por los que lo ejercen.

Yo hago una pausa aquí, vosotros ramificad el tema y ampliadlo por donde más os apetezca.

PD:
Os dejo un artículo buenísimo titulado “Importa el género?” publicado en Nature en el 2006. Os recomendaría el link , pero nature y otras revistas que publican investigaciones financiadas con fondos públicos todavía no tienen acceso gratuito online. Lamentable. Muy lamentable. Es otro buen un tema para el blog, si no fuera porque logra irritarme…

El investigador del MIT Marin Soljacic cuenta que una noche, cuando por enésima vez le despertó el pitido del móvil reclamando batería baja, pensó: “¿no podría encontrar algún principio físico para lograr que el móvil se cargara sólo, tan pronto llegue a casa, sin necesidad de estar pendiente de enchufarlo?”. Así empezó su cruzada particular hacia la electricidad sin cables.

Wireless electricity
¿Os imagináis que vuestro portátil funcionara ininterrumpidamente a través de una red eléctrica wireless? ¿o que algún mecanismo transmitiera electricidad a distancia a vuestro televisor, y lo pudierais poner donde quisierais sin necesidad de estar físicamente conectado a la corriente?
Sí. Sí que os lo imagináis. No es una idea tan novedosa. De hecho las bases teóricas de cómo conseguirlo se conocen desde hace muchísimo tiempo, y el inventor Nikola Tesla ya lo intentó (sin éxito) a finales del siglo XIX. Además, varias compañías ya han construido pequeños aparatos que transmiten cierta electricidad a corta distancia con ondas de radio o láser.
Pero el grupo de Soljacic ha utilizado un nuevo método para encender una bombilla de 60 vatios con un dispositivo situado a dos metros de distancia. Un logro muy considerable que ya ha generado algunas patentes y reclamado la atención de varias compañías. Además no cuenta con tantos problemas de disipación de energía como las ondas de radio, ni la complejidad que requiere el láser.
Ya se que el aparato de la foto parece muy rudimentario, pero hablando con André Kurs (el primer autor del artículo publicado el año pasado en Science), y observando cómo se enciende la bombilla, me dio la sensación de estar percibiendo los estadios preliminares de una nueva tecnología que sin duda será cotidiana en el futuro. Muchas veces, cuando los científicos te presentan sus investigaciones aparece en tu mente un “quien sabe…” . Pero este caso me incita a creer que (sea con la técnica de Kurs y Soljacic, u otra desarrollada en un laboratorio diferente), dentro de unos años tendremos a nuestro alcance dispositivos transmitiendo electricidad por el aire en industrias, lugares públicos, o incluso hogares.

El mecanismo: Resonancia magnética
La clave del trabajo de André Hurs y Marin Soljacic es combinar el hecho de que los campos magnéticos inducen electricidad, con un fenómeno físico llamado resonancia:
Todos los objetos tienen una frecuencia de resonancia determinada, y si consigues hacerlos vibrar a esa frecuencia específica, la energía de la vibración se amplifica considerablemente. Es lo que ocurre cuando un grito muy agudo consigue romper una copa , o en las famosas imágenes de puentes oscilando de manera inverosímil.
Estos eran dos ejemplos de resonancia mecánica, pero los mismos principios se pueden aplicar al magnetismo. Se trata de construir un dispositivo que genere un campo magnético, enviarlo por el aire, y hacer que sólo resuene en el aparato receptor.
Pero como en explicaciones científicas, una imagen vale mucho más que mil palabras, os comento el siguiente esquema que he robado de la revista “popular science ”. (Que por cierto, ya tiene versión en español desde hace un par de números)

Un circuito (A) conectado a un enchufe transforma la corriente estándar de 60 hertzios a 10 mega hertzios, y la transmite a una bobina (B) que emite un campo magnético de dicha frecuencia.
Otra bobina (C) de exactamente las mismas dimensiones recibe el campo magnético, resuena a la misma frecuencia, y por un proceso llamado inducción magnética atrapa la energía del campo magnético e induce una corriente eléctrica que hace iluminar la bombilla (D).

Aplicaciones
André Kurs me dijo que todavía falta recorrer mucha investigación básica hasta que tenga sentido implantar esto en casas y espacios públicos, pero se mostraba absolutamente convencido de su viabilidad futura. Las primeras aplicaciones serán industriales, médicas… en sitios o circunstancias en las que resultaría muy beneficioso prescindir de cables, o incluso baterías.
Aspectos a mejorar son la distancia de alcance y la eficiencia. Es un logro que este mecanismo sólo pierda el 50% de la energía que invierte, pero con la situación energética actual sólo puede ser coherente implantarlo a gran escala si resulta muchísimo más eficiente.
Algunas voces también han mostrado cierta preocupación sobre posibles efectos sobre la salud, y la sensación de estar dentro de un microondas. Aunque a priori no hay motivos para preocuparse, sin duda deben ser investigados.

Nos sorprendimos hace algunos años con la llegada masiva de unos teléfonos que no requerían cables. Hace menos cuando incluso la información por Internet viajaba de manera inalámbrica. Quien sabe si algún día la electricidad emulará al mundo wireless, y dejaremos de tener esos líos de cables por debajo de los escritorios, no buscaremos desesperadamente enchufes en conferencias o lugares públicos para conectar el portátil, en nuestra casa pondremos lámparas y aparatos eléctricos donde queramos, nos olvidaremos definitivamente los dichosos alargadores, o nunca se terminará la batería del móvil.

Ayer vi un gusano con ocho cabezas! Cada una iba a su aire, intentando escapar del cuerpo que las mantenía unidas.
¿Cómo? ¿Que no os lo creéis? Miradlo vosotros mismos en el siguiente video…

ok, ok… antes de que me acuséis de tomaros el pelo o quejaros de lo corta y poco clara que es la secuencia, dadme la oportunidad de justificar que haya colgado este video en el blog, e intentar convenceros de que se trata de algo impresionante.

Primero os pediría que lo volvierais a ver, y detuvierais la imagen en el segundo 7, justo en el instante que el bichito se expande. En ese momento se distinguen 8 protuberancias repartidas por el cuerpo. Son cabezas, y los puntos negros que veis en ellas, ojos. Los dos de más a la derecha son los de la cabeza original, la única que tenía el animal antes de que los investigadores le inhibieran un gen, le hicieran diversos cortes en su cuerpo, y contemplaran cómo iban apareciendo cabezas.

Por si todavía no lo distinguís bien, la fotografía de la derecha muestra otro ejemplar con 6 cabezas de forma un poco más clara.
Pero dejadme que insista: otro motivo por el que el video no debería dejaros indiferentes es que sois de los primeros en ver algo parecido. El investigador Peter Reddien del Whitehead Institute en el MIT me lo cedió justo ayer diciendo que es el caso visualmente más espectacular de regeneración en planarias que se ha conseguido hasta el momento. No encontraréis nada mejor en youtube.

Que es una planaria?
Las planarias son gusanos con unas capacidades de regeneración espectaculares.
Si le cortas una pierna a una salamandra, le crecerá una de nueva. Si te quitan la mitad de tu hígado, volverá a crecer. Algunos peces regeneran aletas e incluso parte de la espina dorsal. Pero esto no es nada comparado con lo que hacen estos sorprendentes animales, cuya capacidad regenerativa extrema lleva estudiándosemás de 100 años : Si los partes por la mitad, en un trozo crecerá una cabeza y en el otro una cola. Si cortas la cabeza entre los ojos, al poco tiempo tendrás un gusano con dos cabezas completas e independientes. Le quitas un fragmento 300 veces más pequeño que el total del cuerpo, y es capaz de regenerar un individuo entero.
De verdad; es más espectacular de lo que parece… ese fragmento diminuto no tiene ni “boca-ano” (las planarias comen y excretan residuos por el mismo orificio situado en medio de su cuerpo), ni cerebro, ni casi nada… ¿Cómo crece entonces? ¿Cómo se alimenta mientras todavía no tiene boca, ni sistema digestivo? Resulta que no sólo aparecen nuevas células, sino que algunas de las preexistentes en ese trocito se transformarán en estructuras básicas del organismo.
Además… es que no se trata de un simple crecimiento, sino de una verdadera regeneración en sentido inverso al desarrollo normal. No es que te corten un brazo y crezca una nuevo, es que a partir del brazo salga un individuo completo!

Pero… ¿Cómo lo hacen? y ¿Cómo saben donde tiene que crecer una cola o una cabeza? Esto es lo que está estudiando el laboratorio de Peter Reddien. Las planarias son un modelo animal ideal para estudiar las células madre; qué mecanismos hay involucrados en su diferenciación, qué señales están relacionadas en el desarrollo de nuevas estructura, qué diferencia una célula de planaria y una humana, y cómo podríamos llegar a inducir cierta regeneración.
Peter Reddien es de los científicos honestos que no te vende aplicaciones espectaculares en un futuro cercano. Asegura que todavía estamos en la fase de investigación básica para comprender los factores genéticos y moleculares relacionados en estos procesos. Pero cuando le pregunto si ve viable este escenario: “imagínate que dentro de un tiempo entendáis perfectamente los mecanismos involucrados en la regeneración de la pierna de una salamandra, y al compararlos con un ratón, comprobéis qué es lo que tiene inhibido. ¿Te imaginas poder activar genes, o inducir señales moleculares que despierten la capacidad de regeneración que un ratón tenía silenciada, y conseguir que le crezca de nuevo una pierna amputada?” me mira con cara de “por ahí no van los tiros”, pero dice que en el fondo esta es la idea básica: “entender qué ocurre a nivel molecular, compararlo con animales que no se regeneran, y ver si podemos inducir algún tipo de regeneración celular”

Cómo hacer un gusano con múltiples cabezas
Peter Reddien es “famoso” por aplicar la técnica de RNAi en el estudio de planarias. Lo que hacen es bloquear con RNA genes específicos de un animal, y ver qué pasa. Si al animal sólo le aparece un ojo (me lo invento), es que el gen silenciado estaba relacionado con el desarrollo de los ojos.
Con esta metodología han dado respuesta a una de las preguntas más antiguas de los investigadores en planarias: Cuando cortas la cabeza y la cola de un gusano, a la vez… el fragmento que queda… ¿como sabe que en un extremo tiene que salir una cabeza y en el otro una cola? Un investigador de su laboratorio , Chris Petersen, demostró que el gen Smed-βcatenin-1 controlaba la polaridad en esta regeneración. De hecho, cuando silenciaban este gen y cortaban la parte posterior de la planaria, salía una cabeza en lugar de una cola (imagen inferior). Y cuando sobre expresaban ese mismo gen, generaban un gusano con dos colas y ninguna cabeza.

De esta misma manera consiguieron los ejemplares del video y la foto de arriba; inhibieron el en Smed-βcatenin-1, realizaron varios cortes a los gusanos originales, y de las incisiones iban apareciendo cabezas.
De nuevo, el objetivo es encontrar diferencias entre una célula de planaria y una humana. Y no hay tantas. Se calcula que este “ridículo” gusano tiene 20.000 genes, y nosotros unos 25.000. A nivel celular no somos tan diferentes como nuestra apariencia externa puede sugerir.

nota:
Querría agradecer la ayuda y paciencia de Danielle Wenemoser , investigadora del Reddien Lab. Durante una cena se le ocurrió decirme que investigaba en planarias y habían grabado un gusano con 8 cabezas. Tuve a la pobre más tiempo del necesario interrogándola sobre su trabajo, y luego encima le pedí que me pasara información y convenciera a su jefe para que nos cediera el video. Thanks Danielle.