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Archivo de la categoría ‘Biomedicina y Salud’

¿Qué es el albinismo? La falta de pigmentación no es la respuesta correcta

Por Lluís Montoliu, CSIC *

Vamos caminando por la calle y nos cruzamos con una chica joven, con el pelo y la piel muy blanca y que lleva gafas oscuras. Probablemente pensaremos que se trata de una persona albina que necesita las gafas para no deslumbrarse con el sol y debe cuidar su piel con cremas protectoras. La mayoría realizaríamos inconscientemente este rápido análisis y seguiríamos caminando, sin imaginar que esa persona albina en realidad padece una discapacidad visual severa tan relevante como para ser considerada ceguera legal; es decir, la que supone una agudeza visual inferior al 10% de la visión normal.

Niña europea con albinismo oculocutáneo / Ana Yturralde

En el albinismo, la falta de pigmentación, que es lo que todos percibimos, no es lo más relevante. Lo realmente discapacitante es el déficit visual asociado a esta condición genética, que no enfermedad, aunque se investigue y se trate como una de las más de 7.000 enfermedades raras. El albinismo está presente en 1 de cada 17.000 personas, lo que quiere decir que en nuestro país hay alrededor de 3.000 personas albinas. Se trata de un desorden congénito causado por mutaciones en alguno de los 20 genes (de los más de 20.000 que tenemos en el genoma humano) que hoy en día conocemos como asociados a esta condición genética.

Los 20 tipos de albinismo tienen como rasgo común una visión muy reducida, con variaciones según el tipo de albinismo y según cada persona. Ahora bien, no todas las personas con albinismo presentan esa evidente falta o ausencia de pigmentación. Durante muchos años se creyó que la falta de melanina (el pigmento que tenemos en nuestra piel, ojos y pelo) era la causa del albinismo. Hoy sabemos que la pérdida de pigmentación es una consecuencia del albinismo que solo aparece en algunos tipos, pero no en todos.

Albinismo y discapacidades visuales

Las personas con albinismo tienen diversas alteraciones visuales que son las causantes de su visión deficitaria. En primer lugar, su retina carece de fóvea. La fóvea es una diminuta región central de la retina en la que se acumulan la gran mayoría de nuestros fotorreceptores bastones; estos nos permiten percibir con nitidez formas y colores para definir objetos y personas cuando los miramos de frente. Las personas con albinismo solamente disponen en su zona central de una visión similar a la visión periférica, la que habitualmente usamos para “mirar con el rabillo del ojo”. Esta es una visión muy pobre, con poca definición, que nos permite responder frente a objetos que se mueven (nos apartamos instintivamente si percibimos que algo va a caer sobre nosotros o a nuestro lado), pero no nos sirve para apreciar los detalles. Podríamos imaginar que la retina de una persona con albinismo es como un sensor de una cámara fotográfica que tiene muchos menos píxeles, y por ello menor sensibilidad y resolución.

Las mutaciones genéticas que causan albinismo son recesivas. Esto quiere decir que una persona para ser albina debe heredar dos copias anómalas de sus padres, una del padre y otra de la madre. Suponiendo que sus padres sean portadores, esto es, que porten una copia intacta y otra anómala del gen, en cada embarazo tendrán una probabilidad del 25% de que el hijo o hija nazca con albinismo. La excepción es el albinismo ocular, denominado OA1 por sus siglas en inglés, cuyo gen afectado está en el cromosoma sexual X. Los varones, al tener solamente un cromosoma X (los varones son XY y las mujeres son XX), manifiestan directamente el albinismo si heredan una sola copia anómala.

Mediante modelos animales de los diversos tipos de albinismo se han podido investigar muchos aspectos de esta condición genética. Los resultados obtenidos en ratones han permitido descubrir que la administración de varios fármacos podría mejorar la visión de las personas con albinismo. Los ensayos clínicos en seres humanos determinarán pronto el alcance de estas investigaciones y, en su caso, su eventual traslado a la clínica.

Niño africano con albinismo oculocutáneo /Ana Yturralde

Perseguidos por su condición genética

En África, además de todo lo anterior, las personas con albinismo desgraciadamente pueden sufrir acoso, persecuciones, secuestros, mutilaciones y asesinatos. Creencias injustificables y brujerías presuponen la buena fortuna a los poseedores de partes del cuerpo de una persona con albinismo, ya sea una mano, un brazo, un pie, una nariz o una oreja, lo cual provoca continuos ataques y un mercado negro de fragmentos humanos que es necesario denunciar y combatir hasta conseguir erradicar estas barbaridades. Para ello, la ONU instituyó el 13 de junio de cada año como el  Día Internacional de Sensibilización sobre el Albinismo.

En España desde 2006 la asociación ALBA ayuda a personas con albinismo y se encarga de aportar a las parejas con recién nacidos albinos la información básica para entender qué les sucede a sus hijos e hijas.

Lluis Montoliu (@LluisMontoliu) es investigador del Centro Nacional de Biotecnología (CNB) del CSIC.

 

 

CRISPR: cómo las bacterias nos enseñan a editar los genes

Por Lluís Montoliu (CSIC)*

Frecuentemente pensamos en las bacterias como fuente de problemas. Efectivamente, son las causantes de enfermedades infecciosas tan graves como la tuberculosis, el cólera o la peste, pero también son las que nos proporcionan yogures y otros derivados lácteos. Además, las bacterias llevan miles de millones de años sobre la Tierra, muchísimos más que nosotros. Durante todo este tiempo han desarrollado un sistema de defensa muy eficaz que les permite zafarse de la infección por virus.

El sistema inmune de las bacterias fue descubierto por Francisco Juan Martínez Mojica, microbiólogo de la Universidad de Alicante, que lleva más de 25 años investigando sobre este tema. ¿Qué hace que este mecanismo de defensa sea tan especial? Pues, entre otras cosas, que se transmite genéticamente, de unas bacterias a sus hijas o descendientes. Por ejemplo, cuando nosotros nos vacunamos contra el virus del sarampión adquirimos unas defensas que evitan que desarrollemos esta enfermedad. Ahora bien, nuestros hijos no heredan esta defensa. Si queremos que ellos estén protegidos contra el sarampión, también tenemos que vacunarlos (algo sobre lo que nadie debería albergar hoy en día ninguna duda, por cierto). Las bacterias son más inteligentes que nosotros. Una vez aprenden a defenderse de un virus son capaces de transmitir esta defensa a sus hijas, y éstas a sus nietas, etc., perpetuando esta defensa. Este descubrimiento básico de Mojica, realizado en 2003, sirvió para que otros investigadores se dieran cuenta de que el mecanismo por el cual las bacterias se defienden de los virus también puede usarse, sorprendentemente, para editar los genes con una precisión nunca antes vista.

En 2012 varios científicos, entre ellos las investigadoras Jennifer Doudna y Emmanuelle Charpentier, describieron este sistema de edición basándose en los trabajos de Mojica. El sistema está formado por una proteína, denominada Cas, que actúa como una tijera molecular capaz de cortar el ADN de forma muy precisa dirigida por una guía, una pequeña molécula de ARN que le dice a la tijera Cas dónde tiene que cortar. Este sistema se denomina CRISPR (pronúnciese “crisper”), acrónimo en inglés que describe las características de estas secuencias genéticas que dirigen el corte de la tijera molecular. Éste fue el nombre, hoy en boca de investigadores de todo el mundo, acuñado también por Mojica en 2001.

El mecanismo por el cual las bacterias se defienden de los virus también puede usarse para editar los genes. / geneticliteracyproject.org

¿Qué podemos hacer con las herramientas CRISPR? Igual que cuando nos equivocamos al escribir un texto en el ordenador y podemos volver atrás y corregir, eliminar o sustituir la palabra o letras erróneas, con las herramientas CRISPR podemos editar los genes. Podemos añadir letras si faltan, eliminar letras si sobran, sustituirlas o corregirlas por otras. En definitiva, podemos modificar los genes a voluntad. Esto ha provocado una verdadera revolución en biología, biomedicina y biotecnología.

Ahora podemos desarrollar modelos celulares y animales más adecuados para el estudio de las enfermedades. Por ejemplo, tras diagnosticar a un paciente afectado por alguna de las miles de enfermedades raras de base genética que existen, y detectar el gen y la mutación causantes de esa enfermedad, podemos replicar exactamente esa misma mutación en ratones. A estos ratones que reproducen la misma alteración genética de un paciente los llamamos ‘ratones avatar’ para ilustrar la conexión existente entre ellos. Gracias a ellos podremos validar la seguridad y eficacia de nuevos tratamientos de una forma más efectiva, ya que son portadores del mismo error genético. Si somos capaces de introducir una mutación en ratones, también deberíamos poder usar las mismas herramientas CRISPR para revertir errores genéticos que afectan a los millones de personas con alguna enfermedad rara. No estamos todavía ahí, pero sí en el buen camino.

Ratones avatar modificados genéticamente con CRISPR. / Davide Seruggia

Los resultados preliminares de tratamientos genéticos basados en CRISPR probados en animales son muy esperanzadores, pero todavía no están listos para su aplicación efectiva en pacientes. ¿Por qué no podemos usar las herramientas CRISPR en el hospital? En primer lugar, la precisión que tienen las herramientas de edición genética CRISPR no es absoluta. En determinadas ocasiones pueden cortar en secuencias genéticas muy parecidas, causando alteraciones no deseadas en genes similares que no deberíamos modificar, y cuyos cambios pueden causar problemas mayores de los que queremos solucionar. Esta es una limitación que puede reducirse al mínimo si se diseñan cada vez mejores guías y se seleccionan tijeras moleculares con mayor precisión.

Pero lo más preocupante es la segunda de las limitaciones de las herramientas CRISPR. Toda la precisión que tienen para cortar el genoma en el gen y la secuencia correctas, no la tienen los mecanismos de reparación que entran en juego inmediatamente tras el corte, restaurando la continuidad del cromosoma. Estos sistemas de reparación, que tenemos en nuestras células, progresan de forma un tanto azarosa, añadiendo y quitando letras hasta conseguir enganchar los dos fragmentos del cromosoma cortado. Si bien es cierto que podemos inducir la reparación con secuencias genéticas molde que sirvan como patrón para la reparación, también sucede que no siempre las células usarán el molde y, por ello, al reparar el corte, generarán una nueva modificación genética no deseada. Tenemos que seguir investigando estos mecanismos de reparación, para poder controlarlos y hacerlos más precisos y seguros. Solamente entonces podremos recomendar, siempre con prudencia, el uso de las herramientas CRISPR en el tratamiento de enfermedades de base genética en personas.

Tras proponerlas como sistemas de edición genética en 2012, las herramientas CRISPR fueron usadas por vez primera en 2013. Hoy, apenas cuatro años más tarde, ya estamos pensando en maneras de optimizar su uso en terapias para enfermedades, para hacerlas más seguras y efectivas. Cuando estudiaba los microorganismos que habitan las salinas de Santa Pola, Mojica no podía imaginar el camino futuro que iban a tomar sus investigaciones de biología básica. Tratando de entender como esas bacterias se defendían de los virus que las acechaban, llegó hasta un hallazgo revolucionario. Ahí está la belleza y el poder de la ciencia. Un descubrimiento microbiológico, en apariencia menor, que pasa a ser la mayor revolución tecnológica en biología. Así pues, debemos de estar agradecidos a las bacterias, por mostrarnos nuevas formas de luchar contra las enfermedades. Y a Francisco Mojica, por haber descubierto este proceso de la naturaleza y habérnoslo contado, por haber descrito el sistema CRISPR que tantas aplicaciones biomédicas está produciendo.

Vídeo en el que la proteína Cas9 corta una molécula de ADN en tiempo real por microscopía de fuerza atómica. Imágenes de la Universidad de Tokio publicadas en este artículo.

 

* Lluís Montoliu es investigador del Centro Nacional de Biotecnología (CNB) del CSIC.

 

¿Te inspiran la fotografía y la ciencia? Participa en #FOTCIENCIA

Por Mar Gulis (CSIC)

¿Te gusta la fotografía? ¿La ciencia y la tecnología disparan tu creatividad? Pues estamos esperando tus propuestas. FOTCIENCIA es una iniciativa que celebra su 15ª edición y que seleccionará las mejores imágenes de ciencia del año para conformar un catálogo y una exposición itinerante. La muestra resultante recorrerá una veintena de museos y centros culturales de España en 2018. Las fotografías pueden presentarse hasta el próximo 14 de diciembre de 2017 a las 14:00 horas.

Las imágenes deben estar relacionadas con la investigación científica o sus aplicaciones, y pueden reflejar aspectos como el objeto de estudio de la investigación, las personas que la realizan, su instrumentación e instalaciones, los resultados del avance científico, etc. Para participar es necesario presentar las fotografías en formato digital a través de un formulario disponible en la página web www.fotciencia.es, junto con un texto que permita interpretarlas. El jurado valorará tanto la imagen –su calidad técnica, originalidad y valor estético– como la claridad de la explicación aportada por el autor o autora.

En esta iniciativa puede participar cualquier persona mayor de edad que presente fotografías propias que no hayan sido seleccionadas en procesos similares. Pero también hay una modalidad, ‘La ciencia en el aula’, dirigida al alumnado de centros educativos y de formación profesional, que pueden participar a través de sus profesores y profesoras.

 

Vídeo con las imágenes seleccionadas en la pasada edición de FOTCIENCIA (2016).

 

Las propuestas se pueden presentar a una de las siguientes modalidades:

  • Micro, cuando la dimensión real del objeto fotografiado sea menor o igual a 1 milímetro o la imagen haya sido obtenida mediante un instrumento de micrografía (óptica o electrónica) o técnicas de difracción.
  • General, cuando la dimensión real del objeto fotografiado sea mayor de 1 milímetro.

Además, los autores y autoras también pueden adscribir su imagen a otras modalidades específicas, como ‘Agricultura sostenible’ ‘Alimentación y nutrición’, que cuentan con el apoyo de dos centros del CSIC: el Instituto de Agricultura Sostenible (IAS) y el Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (IATA).

Las dos mejores imágenes de la categoría General y las dos mejores imágenes de la categoría Micro, según los criterios mencionados anteriormente, serán remuneradas con una cantidad de 1.500€ cada una. En las demás modalidades, se seleccionará una foto que recibirá 600€.

La organización hará una selección adicional de fotografías para incluirlas en el catálogo y en la exposición itinerante, que se prestará gratuitamente a las entidades que la soliciten. Todas las fotos presentadas pasarán a formar parte de la galería de imágenes de la web de FOTCIENCIA.

FOTCIENCIA es una iniciativa organizada por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT), con la colaboración de la Fundación Jesús Serra.

Toda la información y normas de participación están disponibles en www.fotciencia.es

 

Semana de la Ciencia del CSIC: viajar al pasado, hacer catas científicas y más

Por Mar Gulis (CSIC)

Viajar al pasado a través de los restos orgánicos de un yacimiento navarro (Instituto de Ciencias de la Vid y el Vino), aprender sobre los caballitos de mar (Instituto de Investigaciones Marinas) o realizar catas catas de queso para conocer sus propiedades nutricionales (Instituto de Productos Lácteos de Asturias) son tres de las 331 actividades con las que el CSIC abre este año la Semana de la Ciencia. A través de los más de 81 centros de investigación participantes, esta iniciativa, organizada con apoyo de la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT), ofrecerá propuestas para todos los públicos en torno a diversas áreas del conocimiento.

Muchas de las actividades de la Semana de la Ciencia del CSIC han sido diseñadas para que el público asuma un papel activo e interactúe con el personal investigador.

Las actividades, gratuitas y dirigidas al público general, se presentan en formatos clásicos, como exposiciones, rutas científicas o conferencias, y en otros más novedosos, como degustaciones, cafés científicos, concursos o los innumerables talleres diseñados para que el público interactúe con la ciencia. Así, ‘Convierte tu móvil en un microscopio’, organizada por el Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla, el taller ‘Experimenta con partículas’, del Centro Nacional de Aceleradores, o ‘Iluminación estroboscópica’, una iniciativa del Laboratorio de Investigación en Fluidodinámica y Tecnologías de la Combustión, reflejan la vertiente práctica de la Semana de la Ciencia.

En esta edición, el CSIC estrena ‘Ciencia de Tomo y Lomo’, una aventura conjunta entre investigación y librerías en Madrid. Además, el consejo también ha incorporado la ciencia ciudadana a su programación, a través de iniciativas como ‘Plásticos 0 en la playa’, un taller del Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados. El objetivo en este caso es que la propia sociedad recabe datos valiosos para evaluar los efectos de los residuos marinos sobre los ecosistemas costeros.

El pasado 2 de noviembre arrancó la cita anual con la divulgación científica en muchas comunidades autónomas. En la mayoría de ellas, la Semana de la Ciencia se prolongará hasta finales de mes. ¡Consulta la programación y participa!

‘Nanobásculas’ para pesar virus y bacterias en la detección de enfermedades

Por Eduardo Gil Santos, Alberto Martín Pérez y Marina López Yubero  (CSIC)*

Cada virus y bacteria tiene una masa diferente. El simple hecho de poder pesarlos nos permitiría identificarlos y distinguirlos y, con ello, detectar de forma altamente precoz las enfermedades que provocan. Los recientes avances en nanotecnología han permitido la creación de unos nuevos dispositivos, los sensores nanomecánicos, que actúan como básculas a escala nanométrica, permitiendo detectar estos objetos con una precisión mucho mayor que los métodos convencionales de diagnóstico de estas enfermedades.

Cuerdas de ukelele

Los nanosensores vibran como las cuerdas de una guitarra para detectar virus y bacterias.

La detección de estas partículas mediante sensores nanomecánicos se obtiene estudiando los cambios en su vibración. Estos sensores vibran igual que las cuerdas de una guitarra: cuando pulsamos una cuerda de una guitarra, esta vibrará y las ondas se transmitirán por el aire, lo que percibiremos como sonido. Además, si unimos un objeto a la cuerda, esta pesará más y, en consecuencia, su movimiento será más lento, lo que dará lugar a un sonido más grave. Esta diferencia en el tono del sonido se puede relacionar directamente con la masa del objeto unido. De la misma manera, los sensores nanomecánicos vibrarán más lentamente cuando se une a ellos una partícula (virus o bacteria). Esto se comprueba fácilmente adhiriendo un pequeño imán a un diapasón. Sin embargo, en estos sensores las vibraciones no son perceptibles por el oído y se necesitan métodos ópticos muy avanzados (similares a los utilizados en la detección de ondas gravitacionales, pero a escala nanométrica) para detectar estos cambios en la vibración del sensor.

Bacteria en nanosensor

Imagen de microscopía electrónica de barrido de una bacteria E. coli sobre un sensor nanomecánico con forma de micropalanca. El peso de esta bacteria es de 300 femtogramos (0,0000000000003 gramos, diez mil millones de veces menos que una hormiga).

Estos dispositivos también permiten medir otra propiedad muy interesante de las partículas depositadas: la rigidez. Conocer la rigidez de las partículas biológicas (virus, bacterias o células) puede ser de gran utilidad, ya que, por una parte, la rigidez junto con la masa permite una identificación todavía más precisa de los distintos virus o bacterias. Asimismo, podría permitir diferenciar entre células cancerígenas y sanas, ya que se ha descubierto que aunque ambas tienen una masa similar (lo que no permite distinguirlas a través de su masa), muestran una rigidez distinta: las células cancerígenas son menos rígidas que las células sanas. Por último, medir la rigidez de los virus hace posible distinguir su estado de maduración y conocer su capacidad infecciosa.

El grupo de Bionanomecánica del Instituto de Micro y Nanotecnología del CSIC desarrolla este tipo de dispositivos desde hace más de diez años. En la actualidad, este grupo lidera una serie de proyectos financiados por la Unión Europea (ViruScan, LiquidMass, Nombis) que contribuirán a la implantación definitiva de estas tecnologías a nivel clínico. En tan solo cinco años, estos sensores se probarán en países empobrecidos con gran riesgo de epidemias para la detección de los virus que producen fiebres hemorrágicas.

Al mismo tiempo, el equipo trabaja en el desarrollo de nuevas tecnologías para la comprensión y detección precoz de muchas otras enfermedades (distintos tipos de cáncer, Alzhéimer, etc.). En un futuro no muy lejano, este tipo de sensores estarán implantados directamente en el interior de nuestro cuerpo, preparados para detectar cualquier infección en el mismo momento de contraerla, lo que permitirá actuar contra ella de manera mucho más eficaz.

 

* Eduardo Gil Santos, Alberto Martín Pérez y Marina López Yubero son personal investigador del CSIC en el grupo de Bionanomecánica del Instituto de Micro y Nanotecnología.

¿Influyen nuestras bacterias en la forma en que nos comportamos?

Por Mar Gulis (CSIC)

Imagina un villano que logra controlar la voluntad de la gente mediante la manipulación de su microbiota intestinal, es decir, el conjunto de microorganismos –en su mayoría bacterias– que habitan en nuestro intestino y nos ayudan a digerir los alimentos. Tore Midtvedt, del Instituto Karolinska de Estocolmo, sugirió en clave de humor que éste podría ser el argumento de una novela negra. Cuentan la anécdota Carmen Peláez y Teresa Requena, investigadoras del CSIC, en su libro La microbiota intestinal (CSIC-Catarata). Tal y como señalan en la obra, hoy existe un creciente interés en torno a ese fascinante eje cerebro-intestino-microbiota.

Una parte de la comunidad científica está investigando la relación bidireccional que se da entre la microbiota y el funcionamiento del cerebro o incluso nuestros comportamientos. Se trata de un campo sumamente interesante, pero también muy complejo. La pregunta que espera respuesta es “si podemos conceder a los microorganismos cierto papel como participantes en nuestra inconsciencia”, que a su vez imperceptiblemente puede dictar nuestra conducta, señalan Peláez y Requena.

Las investigadoras recogen en el libro algunos ejemplos de esta tesis. John Cryan y Timothy Dinan, de la Universidad de Cork (Irlanda), sostienen que “las bacterias influyen en nuestro comportamiento alimentario”. Desde esta perspectiva, “la microbiota lanzaría alguna señal al cerebro para informarle de que le aporte tal o cual tipo de nutrientes, que son los que habitualmente ingerimos y a los que se ha adaptado su metabolismo”. Es más, el que nos apetezcan determinados alimentos se debe a la ‘expectativa de recompensa’ (el placer anticipado que nos aporta la elección), algo que depende de los niveles de dopamina en el cerebro. Y precisamente “algunas bacterias como H. pylori modulan la producción de dopamina y, por tanto, los niveles de recompensa. ¿Estaría esta bacteria del estómago diciéndonos qué es lo que nos apetece comer?”, se preguntan las investigadoras.

Helicobacter Pylori es una de las bacterias que habitan en nuestro estómago KGH / Wikipedia

Pero las relaciones entre el cerebro y la microbiota pueden ser más sofisticadas. Algunos autores consideran que esos millones de microorganismos serían capaces de manipular otros comportamientos. Por ejemplo, “influir en nuestro estado de ánimo a través de la serotonina, conocida como hormona de la felicidad, o tener el papel contrario y producir malestar o incluso dolor”. Peláez y Requena aluden a estudios recientes que han vinculado el estrés de los recién nacidos que sufren de cólicos con un desequilibrio intestinal producido por una pérdida de diversidad bacteriana.

Y aún más sorprendente es la siguiente hipótesis que plantean: la posibilidad de que las bacterias puedan manipular los comportamientos sociales, es decir, “nuestras preferencias para relacionarnos incluso sexualmente o para vivir en grupos sociales”. Las investigadoras se refieren a la mosca del vinagre, un insecto que, a la hora de aparearse, parece estar influido por la bacteria Lactobacillus plantarum, ubicada en su tracto intestinal. “Aparentemente esta bacteria produce metabolitos a partir de la fermentación del almidón que ingiere la mosca y que inducen la producción de feromonas, influyendo así en sus preferencias sexuales de apareamiento al solo elegir moscas que también ingieren almidón. Podríamos decir que la bacteria ayuda a la mosca a buscar pareja y, además, una pareja con sus mismos gustos alimentarios”.

Ahora bien, ¿se pueden extrapolar estas teorías a los seres humanos? Según algunos expertos, sí. Concretamente, las investigadoras citan a Michael Lombardo, de la Universidad Grand Valley (EE UU). Este autor defiende que la evolución de los seres vivos invertebrados y vertebrados hacia el comportamiento gregario y social “no ha respondido solo a la necesidad común de defensa, optimización de recursos alimentarios o crianza de la prole. Podría existir también otro factor más sutil como la necesidad de transmisión interindividual de una microbiota beneficiosa que aporta múltiples beneficios”.

Peláez y Requena coinciden en que, teniendo en cuenta los beneficios nutricionales y protectores que la microbiota intestinal nos aporta y la facilidad de transmisión vertical y horizontal en el ámbito familiar y social, estas teorías también pueden ser válidas para la especie humana. No obstante, advierten, “aún hay que profundizar en los mecanismos concretos por los que la microbiota afecta a la salud humana y a nuestro comportamiento”.

La ayahuasca: un brebaje chamánico convertido en reclamo turístico

Por José Antonio López Sáez (CSIC)*

Entre algunos colectivos urbanos cercanos a la filosofía New Age, la ayahuasca ha adquirido cierta notoriedad en nuestros días. Sin embargo, debido a sus efectos psicoactivos, en numerosos pueblos indígenas del Amazonas su uso religioso y ritual tiene miles de años de historia y aún se mantiene en países con cierta libertad de culto. Fuera de este contexto, la venta, distribución y consumo del antiguo brebaje están penados por las leyes internacionales.

Preparación de la ayahuasca. / Awkipuma.

La ayahuasca es una liana o bejuco del Amazonas, Banisteriopsis caapi, de la familia malpigiáceas. Esta vigorosa enredadera habita en las selvas de Bolivia, Brasil, Colombia, Ecuador, Perú y Venezuela. Pero la ayahuasca es también una bebida chamánica que se elabora cociendo a fuego lento porciones de tronco de caa­pi y hojas del arbusto conocido como chacruna (Psychotria viridis). El término ‘ayahuasca’ deriva de dos palabras quechua: aya (muerto) y huasca (soga); por eso, al caapi también se le conoce como soga de los muertos, enredadera de las almas u ombligo de la tierra. Los efectos alucinógenos de esta bebida se deben fundamentalmente a un alcaloide triptamínico pre­sente en ambas especies, dimetiltriptamina o DMT, aunque Banisteriopsis caapi también cuenta con otros β-carbolínicos como harmina, te­trahidroharmina y harmalina.

Vid de ayahuasca en Iquitos (Perú). / Apollo.

Su uso ritual está ligado a la cosmovisión de las tribus indígenas amazónicas, que consideran al yagé –otro de sus nombres comunes– una planta sagrada, espiritual y medicinal capaz de provocar visiones y cambios perceptuales notables. De hecho, se está considerando seriamente su uso terapéutico fren­te a trastornos psiquiátricos de tipo depresivo, así como en el tratamiento de problemas de adicción. En algunos lugares de la selva amazónica están prospe­rando clínicas de desintoxicación mediante tratamientos con ayahuasca. Incluso existen centros que publicitan experiencias extraordinarias con esta droga visionaria y que se ofre­cen dentro de paquetes turísticos por medio de agencias de viajes. Sin entrar en la veracidad de los tratamientos, que en algunos casos han sido constatados como muy beneficio­sos y efectivos mediante ensayos clínicos, lo cierto es que este tipo de turismo está alentando una concepción del mito de la ayahuasca muy diferente y alejada de que la que tuvieron y tienen los chamanes amazónicos. Algunos de ellos incluso han llegado a formar parte de este mercado, renunciando así a la vertiente ritual y espiritual en pos de otra exclusivamente lúdica o recreativa.

Los chamanes amazónicos consideran a la ayahuasca como un vehículo para contactar con los espíritus y el mundo sobrenatural, permitiéndoles a su vez ejercer un poder sanador diagnosticando las causas de las enferme­dades y estableciendo la cura preceptiva. La ayahuasca les dicta los cánticos ceremoniales o ícaros que deben entonar, y los conduce a estados alte­rados de conciencia plagados de visiones que los acercan a un estado de muerte del que renacen como personas nuevas. Visiones que recrean seres ancestrales, míti­cos y sobrenaturales, inclusive con formas animales entre las que predominan los felinos.

Mapa de las zonas de cultivo de ayahuasca. / ayahuasca.com

Los efectos derivados del consumo de ayahuasca com­prenden tres fases. En la primera aparecen síntomas como mareos, salivación, temblor, náuseas, aumenta la pre­sión arterial y la frecuencia cardiaca y se entra ya en un estado alterado de la conciencia, con los primeros efectos psicodéli­cos. A continuación se intensifican los cambios visuales, con visiones de tipo cósmico o místico, fenómenos de tipo geomé­trico y caleidoscopios de colores. Finalmente, el chamán o un potencial consumidor entran en un profundo estado de introspección muy emotivo, donde las ideas fluyen y la me­moria se conserva. También son frecuentes las sinestesias: se escuchan colores y la música fluye como ondas rítmicas en for­ma de extrañas nubes que flotan sobre el cuerpo.

Es importante señalar que la DMT por sí sola, ingerida por vía oral, resulta prácticamente inactiva, pues se degrada muy rápidamente en los intestinos y el hígado; de ahí que ne­cesite las β-carbolinas, que inhiben la enzima que degrada la DMT, para ejercer su efecto alucinógeno. Inhalada, fumada o inyectada, la DMT provoca efectos a los pocos minutos, si bien estos duran menos de una hora.

* José Antonio López Sáez es investigador del Instituto de Historia del CSIC y autor del libro Los alucinógenos de la colección ¿Qué sabemos de?, disponible en la Editorial CSIC y Los Libros de la Catarata.

Una de libros científicos para la Feria de Madrid

Cada junio los libros acuden a una cita obligada en el Parque de El Retiro de Madrid. La ciencia también tiene hueco en este encuentro anual entre textos y lectores. La Editorial CSIC y Los Libros de la Catarata presentan las novedades de sus colecciones ¿Qué sabemos de? y Divulgación, ambas escritas por investigadores e investigadoras con el fin de acercar al gran público temas de actualidad científica de forma sencilla y amena. Este año los microbios que habitan en nuestro intestino, las algas como alimento, el olfato y la participación de las mujeres en la Primavera Árabe protagonizan algunos de los títulos que se presentarán en el pabellón de actividades culturales de la Feria del Libro.

El jueves 1 de junio a las 12:30 horas, la ciencia de lo diminuto aparece en escena. En pocos años la nanotecnología se ha incorporado a un ritmo frenético en múltiples ámbitos, pero, como toda tecnología, la capacidad de controlar el nanomundo también tiene su ‘lado oscuro’. Marta Bermejo y Pedro Serena intentan centrar el debate sobre las aplicaciones y los posibles daños que puede comportar esta actividad en Los riesgos de la nanotecnología.

Uno de los retos a los que se enfrenta la sociedad en el siglo XXI es el de ser capaz de alimentar a una creciente población mundial, y las algas –uno de los recursos marinos más abundantes y menos explotados- son una posibilidad para paliar este problema. Elena Ibáñez y Miguel Herrero describen en Las algas que comemos algunas de las características únicas que poseen estos organismos vivos para convertirse en la base de la alimentación del futuro.

¿Quién no ha pasado tardes enteras jugando al ajedrez? Su complejidad, su profundidad e incluso su belleza nos siguen atrayendo como el mejor de los retos. La inserción de las matemáticas en el estudio del juego ha supuesto una simbiosis perfecta que alimenta, por un lado, el avance hacia la partida de ajedrez perfecta y, por otro, el desarrollo de nuevas mejoras en campos como el de la programación informática o la inteligencia artificial. Razvan Iagar habla de este juego milenario en Matemáticas y ajedrez.

El proceso reproductivo tiene una importancia vital en cada una de sus fases. El libro La reproducción en la Prehistoria de la colección Divulgación busca contribuir a valorar este proceso social básico, que además es susceptible de regulación y control. Sus autores Assumpció Vila-Mitjà, Jordi Estévez, Francesca Lugli y Jordi Grau, sostienen que este proceso no se limita a lo biológico y, apoyándose en un ilustrativo recorrido fotográfico, transmiten que ha estado regulado por normas sociales que permitían garantizar la continuidad de las sociedades desde la Prehistoria.

 

 

Tardes de feria con ciencia

El lunes 5 de junio a las 18:00 horas, Carmen Peláez y Teresa Requena, autoras de La microbiota intestinal, explicarán la importancia de las bacterias que habitan en nuestro intestino y contribuyen a mantenernos saludables. La microbiota intestinal nos ayuda a digerir los alimentos, coopera con nuestro sistema inmune y optimiza el aprovechamiento energético de la dieta. Pero además, investigaciones recientes están tratando de descifrar en qué medida estos seres microscópicos también pueden afectar a nuestra actividad cerebral.

Por su parte, El olfato nos habla del más desconocido de nuestros cinco sentidos, a pesar de que es el más directo, el que más recuerdos evoca y el que más perdura en nuestra memoria. Sus autores Laura López-Mascaraque y José Ramón Alonso expondrán como el olfato puede ser una nueva herramienta diagnóstica para algunas enfermedades.

M. Valderrama presentará Los desiertos y la desertificación. En su texto, el investigador de la Estación Experimental de Zonas Áridas aclara las diferencias entre ambos términos, explicando qué es un desierto y qué no lo es, identifica las causas que lo originan y expone cómo se produce el proceso de degradación del territorio.

Cierra esta tarde de presentaciones La isla de Pascua, de la colección Divulgación. Escrito por Valentí Rull, la publicación sobre el lugar habitado más remoto del planeta responde a cuestiones como quiénes fueron los pobladores originarios de este lugar y con qué fin construyeron los moai, o cuándo y por qué desapareció esta civilización de la isla.

Las presentaciones se realizarán en el Pabellón Bankia de actividades culturales. Puedes consultar aquí la programación detallada. Además, los autores de las colecciones firmarán sus libros en las casetas de la Editorial CSIC (número 14) y de la editorial Los libros de la Catarata (número 149).

¿Cómo llegó el aceite de palma a nuestra mesa?

Por Rafael Garcés (CSIC) * y Mar Gulis (CSIC)

La entrada en vigor en 2014 del etiquetado de alimentos permitió conocer que una parte importante de los alimentos procesados contienen aceite o grasa de palma. Hasta esa fecha bastaba con indicar en la etiqueta del alimento que contenía grasa vegetal. Dentro de esa denominación se incluían tanto los aceites hidrogenados, que contienen ácidos grasos trans, como la grasa de palma. Al ser vegetal, los consumidores pensábamos que esa grasa no era mala. Sin embargo, el informe publicado en 2016 por la Agencia Europea para la Seguridad Alimentaria, que indica que el aceite de palma puede provocar un “posible problema de salud” cuando se procesa incorrectamente, hizo saltar las alarmas, creando una gran controversia en torno a su consumo. Pero, ¿es realmente perjudicial?, ¿su uso está legislado? Vamos a intentar explicar cómo llegó este ingrediente a la bollería, galletas y otros muchos alimentos procesados de consumo habitual, como patatas fritas o helados, y qué alternativas hay a su uso.

Muestras de aceite de palma y de manteca de cerdo./ Instituto de la Grasa, CSIC.

Históricamente hemos consumido grasas animales -manteca de cerdo o sebo de vacuno-, hasta que se descubrió que era perjudicial para la salud, porque aumentaba los niveles de colesterol y provocaba las temidas enfermedades cardiovasculares, debido a su alto contenido en ácido palmítico y, en menor medida, al colesterol. La alternativa era utilizar aceites vegetales saludables, pero estos son líquidos a temperatura ambiente, y no se puede hacer una margarina o preparar un croissant con un aceite líquido. En aquel momento la solución fue hidrogenar el aceite químicamente. En este proceso parte de los ácidos grasos se convierten en ácidos grasos trans, que resultaron ser aún más perjudiciales que la grasa animal. No solo subían el contenido del colesterol malo, sino que también bajaban el contenido de colesterol bueno. Aun así, durante muchos años hemos estado consumiendo este tipo de grasa, porque está permitido utilizarla, al igual que la grasa animal. No obstante, hay honrosas excepciones a la ausencia de restricciones gubernamentales al respecto. Dinamarca, por ejemplo, legisló hace años el uso del aceite vegetal hidrogenado. En 2003 este país impuso un límite máximo del 2% de trans en los aceites o grasas, lo cual tuvo efectos positivos. En una publicación de 2016 se muestra que el número de fallecimientos en los siguientes tres años a la puesta en vigor de la legislación disminuyó en 14,2 muertes por cada 100.000 habitantes. Teniendo en cuenta que la población era de 5,4 millones de habitantes, la reducción de fallecimientos fue de 767 al año. Esta cifra ha ido aumentando hasta alcanzar 22 muertes menos por cada 100.000 habitantes y año; 1.232 muertes menos que en 2012, lo que supone un resultado bastante relevante.

Continuando con nuestro repaso, para evitar la hidrogenación y los ácidos grasos trans se comenzó a usar grasa de palma, con un contenido alto en ácidos saturados. De nuevo, la solución aportada contiene grasas ricas en palmítico no recomendadas por los organismos internacionales. Y aunque es mejor nutricionalmente que las grasas vegetales hidrogenadas, no es un buen sustituto.

Dado que en España no existe legislación para la grasa de palma, y a pesar de que se aprobó una proposición no de ley para modificar el reglamento sobre la información alimentaria facilitada al consumidor, la solución aconsejada por organismos internacionales como la Organización Mundial de la Salud es reducir la ingesta de estas grasas perjudiciales y utilizar aceites con ácidos grasos insaturados. Con la dieta mediterránea lo tenemos fácil: el primero y el mejor es el aceite de oliva virgen extra, junto con otros aceites vegetales, como el de girasol.

Hay alternativas para la grasa de palma

Muestras de aceite de girasol normal y de aceite de girasol con ácido esteárico./ Instituto de la Grasa, CSIC.

Pero nuestro problema continúa sin solución: ¿cómo fabricamos una margarina o un croissant? Igual que existen dos tipos de colesterol, uno bueno y otro malo, también existen diversos tipos de ácidos grasos saturados, los malos, como el laurico, mirístico y palmítico, y uno que no afecta a los niveles de colesterol: el ácido esteárico, que fue definido en 1970 por el doctor Grande Covián. La pregunta es obvia: ¿por qué no se utilizan esas grasas que contienen ácido esteárico? Porque se trata de grasas de coste elevado, entre ellas están la manteca de karité, la del hueso de mango o la de mangostán, todos ellos árboles tropicales.

Desde hace bastantes años la comunidad científica trabaja en proyectos de investigación para desarrollar semillas de soja, colza, algodón, girasol, e incluso de palma, con alto contenido en ácido esteárico. En particular, en el Instituto de la Grasa del CSIC se ha obtenido una semilla de girasol cuyo aceite tiene un contenido alto de ácido esteárico por métodos de mejora genética vegetal clásica. Esperemos que pronto podamos saborear productos saludables con alguna de estas nuevas grasas.

*Rafael Garcés es investigador del CSIC en el Instituto de la Grasa 

La hipótesis de la higiene o por qué la excesiva limpieza perjudica la salud

Por Mar Gulis (CSIC)

Portada del libro La microbiota intestinal (CSIC-Catarata)

Alrededor de un 10-20% de la población infantil mundial sufre dermatitis atópica, un trastorno crónico que suele manifestarse con piel seca, descamada  e irritable y que evoluciona a modo de brotes en los que los síntomas se intensifican. Esta enfermedad también afecta a otros grupos de edad, pero lo llamativo es su aumento en los últimos años y que la mayoría de los afectados se concentra en países industrializados. ¿Qué explica esta mayor prevalencia? Una de las explicaciones se basa en la hipótesis de la higiene, formulada por David Strachan ya en 1989. Este epidemiólogo sugirió que la creciente incidencia de enfermedades autoinmunes, como la dermatitis atópica y algunas alergias, se relacionaba con una exposición cada vez menor a los gérmenes.

En su libro La microbiota intestinal, las investigadoras del CSIC Carmen Peláez y Teresa Requena recogen esta teoría. La premisa es la siguiente: los millones de microorganismos -sobre todo bacterias- que habitan nuestro intestino, la microbiota, son esenciales para mantenernos saludables, pues refuerzan los mecanismos de defensa ante determinadas enfermedades, nos ayudan a digerir alimentos e incluso facilitan el desarrollo neurológico. Pero ¿qué sucede si no adquirimos correctamente esa microbiota o si ésta no es lo suficientemente diversa? Que podemos padecer más fácilmente “enfermedades como la obe­sidad, la inflamación intestinal y los trastornos neurológicos”, explican las investigadoras.

La siguiente pregunta es: ¿Por qué puede darse esa falta de microbiota? Aunque las causas varían en cada individuo, y obviamente la herencia genética es determinante, la hipótesis de la higiene puede ser un factor a considerar. “Los avances sanitarios y las medidas higiénicas de potabilización del agua y procesado alimentario” han reducido la exposición de niñas y niños a los agentes externos e infecciosos. Como consecuencia no se produce “una correcta colonización inicial del intestino por microbiota, que es la encargada de ‘educar’ al sistema inmune para evitar después una hiperreactividad frente a estos agentes externos”, afirman en el libro. Efectivamente, en los países más industrializados “la prevalencia de la dermatitis atópica en niños, al igual que otras enfermedades autoinmunes como la enfermedad inflamatoria intestinal, diabetes tipo 1 o la esclerosis múltiple, ha aumentado muy rápidamente en comparación con sociedades menos desarrolladas, donde la higienización y los sistemas sanitarios son aún muy escasos o inexistentes”, apuntan. Esto consolidaría la hipótesis de la higiene. Nuestro sistema inmune se forma a través de “un proceso de aprendizaje por prueba y error mediante señales que recibe del entorno”. Si una persona crece y se desarrolla en un ambiente excesivamente limpio y aséptico, su sistema inmune no recibe suficientes señales microbianas.

Los avances sanitarios y las medidas higiénicas han reducido nuestra exposición a agentes microbianos / Wikipedia

En su obra, las investigadoras mencionan a Graham Rook, de la Universidad College de Londres, que propone la siguiente metáfora: cuando nacemos, nuestro sistema inmune es “como un ordenador que no contiene prácticamente datos, con unas estructuras anatómicas a modo de hardware y unos genes evolutivos que actúan como software. El sistema necesita de la exposición microbiana para acumular archivos de memoria que le permitan reconocer y tolerar alérgenos inofensivos, microbiota comensal o sus propias células, y evitar así errores que lleven a ataques inmunes inapropiados”. Por el contrario, “si las señales de ‘amigos tradicionales’ que recibe a través de alimentos, agua o animales domésticos son insuficientes, tendrá más posibilidades de cometer errores” y, por tanto, de que aparezcan enfermedades autoinmunes.  Desde esta perspectiva, los avances sanitarios y tecnológicos que tanto progreso han generado, reflejan también, según Peláez y Requena, “otra contradicción más de nuestra sociedad desarrollada, que provoca cambios muy rápidos que nuestro organismo no ha tenido tiempo de asimilar”.