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Las dos vías del conocimiento: lo que el saber tradicional y la ciencia nos enseñan de las plantas

Por Carlos Pedrós-Alió (CSIC)*

Los seres humanos somos científicos por naturaleza. Desde hace miles de años hemos estado observando, experimentando y manipulando nuestro entorno para intentar mejorar nuestras condiciones de vida. Gracias a estas investigaciones, basadas sobre todo en el método prueba-error, hemos ido acumulando una cantidad asombrosa de conocimientos sobre las plantas.

No sabemos cuántas personas murieron envenenadas en el pasado intentando averiguar si determinada planta se podía masticar, machacar o hervir como infusión, y si serviría para algo; pero sí que todos estos esfuerzos fueron ampliando nuestro saber. El tratado de farmacopea más antiguo se recopiló en China alrededor del siglo II a. C. En el mundo griego, Pedanio Dioscórides Anazarbeo, que vivió al filo de la nueva era, escribió De materia medica, un texto precursor de la farmacopea moderna en Occidente. También en África o en las Américas fueron acumulándose profundos conocimientos, de la mano de innumerables chamanes, curanderas o brujos, sobre las plantas que nos rodean.

Dos mujeres agricultoras en Camboya. / Pixabay (sasint)

En los últimos tres siglos, en Occidente se ha desarrollado la llamada ciencia experimental. La diferencia con esos conocimientos tradicionales es la realización de experimentos con controles y dobles ciegos –experimentos en los que ni el personal investigador ni quienes participan saben quién pertenece al grupo de control que recibe placebos y quién al grupo experimental–. Este mecanismo tiene un poder extraordinario para separar el grano de la paja, y los avances seguros son constantes y rápidos. En cambio, los conocimientos tradicionales incorporan una gran cantidad de experiencia, es cierto, pero mezclada con una serie de mitos y leyendas que a veces enturbian los resultados.

Por ejemplo, las propiedades estimulantes de la coca (Erythroxylum coca) han sido suficientemente demostradas. Pero en la aldea de Caspana, aguas arriba en la cuenca del río Loa (norte de Chile), también utilizaban las hojas de coca para profetizar cuál sería el carácter de las personas al nacer: las hojas les indicaban si tendrían el signo del sol, y por tanto serían ágiles y activas, o el de la luna, y por tanto serían suaves y tranquilas. Todo el mundo sabe que hay gente más calmada y otra más nerviosa, también bebés, pero no hay ninguna evidencia de que el sol y la luna tengan algo que ver en ello. Desde un punto de vista histórico y cultural, este tipo de creencias son fascinantes, pero desde el punto de vista de la bioquímica y la farmacopea resultan irrelevantes.

Chamanes, hierbateras y naturalistas

Ahora imaginemos a alguien con formación en bioquímica que esté buscando nuevas sustancias con propiedades interesantes. Esta persona llega, por ejemplo, a la selva colombiana, donde se encuentra con miles de especies de plantas por delante. ¿Qué planta elegirá para hacer los estudios bioquímicos pertinentes? De tener que examinarlas todas, podría tardar décadas, y muchas de ellas no producirían ningún compuesto útil. Pero, claro, si consultara al chamán local, la cosa cambiaría. Le diría que este hongo tiene propiedades alucinógenas, que la corteza de ese árbol proporciona alivio contra las fiebres y que los frutos de aquella otra planta sirven, convenientemente machacados, para aliviar el dolor de tripa. ¡Qué indicaciones tan maravillosas! En lugar de miles de plantas, solamente tendrá que estudiar unas cuantas. Estas dos perspectivas son definidas en Canadá como las dos vías del conocimiento’.

Esta actitud me impresionó mucho durante los años que pasé en el océano Ártico colaborando con especialistas canadienses, entre quienes siempre había un gran respeto por los conocimientos de los pueblos inuit. Por una parte, hay que reconocer que en Norteamérica muchas personas de origen europeo se sienten culpables por lo que hicieron sus antepasados con estos pueblos originarios y tratan de compensar. Pero, por otra parte, valorar los conocimientos acumulados por quienes han vivido en el Ártico durante miles de años es una decisión muy sensata.

En el caso de los pueblos inuit, este intercambio de conocimientos se está produciendo todavía en el presente. En otros casos, el intercambio se produjo hace tiempo. Un ejemplo es el del padre capuchino Ernesto Wilhelm de Moesbach y su Botánica indígena de Chile, en la que recogía todos los vocablos y conocimientos sobre plantas que había aprendido del pueblo mapuche a lo largo de su estancia, en la primera mitad del siglo XX, en la Araucanía. El religioso escribió: “Durante casi veinte años de convivencia entre los mapuches, hemos anotado cuanto nombre botánico les oímos pronunciar. (…) En el campo mismo, guiados y aleccionados por prestigiosos indígenas ancianos de profunda intuición natural, y de experimentadas machis y hierbateras, hemos confrontado esas denominaciones con los vegetales que pretendían designar”.

Ernesto Wilhelm agradece a sus informantes los conocimientos transmitidos. No ocurre así en muchas crónicas anteriores. Un ejemplo es el ‘descubrimiento’ del Pacífico por Núñez de Balboa. Es evidente que quienes habitaban la zona hacía siglos que sabían de la existencia de ese océano y que guiaron a los españoles hasta ese lugar. Pero en las representaciones visuales y en las crónicas esos personajes imprescindibles son invisibles.

Dos vías complementarias

Las dos vías del conocimiento son complementarias, pero hay que tener en cuenta varias cosas. El conocimiento tradicional está sobre todo centrado en las plantas que pueden resultarnos útiles y emplearse, por ejemplo, como fibras para tejidos, medicamentos, alimento o combustible (leña). La vía científica, en cambio, se interesa por todo, y busca un punto de vista menos antropocéntrico, que intenta comprender todo el sistema en su conjunto.

Entre las muchas inexactitudes y falsedades de lo políticamente correcto, abunda una veneración por el supuesto ecologismo de los seres humanos en el pasado, contrapuesto a los abusos ambientales que estamos cometiendo en la actualidad. Como si nuestra especie hubiese sido ‘buena’ entonces y ahora fuese ‘mala’. En realidad, esta diferencia tiene mucho que ver con los números. En el pasado había menos personas en el mundo y, aun así, alteraron completamente una buena parte de los ecosistemas en beneficio propio: domesticaron animales y plantas y los promovieron a costa de los que no eran útiles. Como eran pocos, sus destrozos no fueron tan extensos, pero en algunos casos sí fueron devastadores. Mucho antes del surgimiento de la agricultura, nuestra especie exterminó a los grandes mamíferos allí donde llegó: mamuts en Siberia, perezosos gigantes en Sudamérica y la gran fauna marsupial en Australia. Igualmente, hizo desaparecer la tercera parte de especies de aves de Hawái.

Lo cierto es que la supervivencia del ser humano ha dependido siempre de su capacidad de adaptación, incluida la de modificar el medio para su beneficio. La diferencia es que el impacto actual es mucho mayor (porque somos más y porque la lógica de explotación es distinta debido al sistema económico en el que vivimos) y se desarrolla a un ritmo que amenaza con ser catastrófico en unas décadas. Así pues, las dos vías de conocimiento seguirán siendo la mejor garantía de conseguir un mundo mejor que reconozca de forma más equilibrada las aportaciones de las distintas sociedades humanas.

* Carlos Pedrós-Alió es investigador del CSIC en el Centro Nacional de Biotecnología y autor de los libros de divulgación Bajo la piel del océano (Plataforma editorial), Desierto de agua (Amazon), La vida al límite y Las plantas de Atacama (CSIC-Catarata), del que ha sido adaptado este texto.

‘Kareishu’ y la formación del olor corporal

Por Laura López-Mascaraque (CSIC)* y Mar Gulis

¿Sabías que en Japón existe una palabra específica, ‘kareishu’, para referirse al “olor de la gente mayor”? Lejos de ser despectiva, la expresión constituye una muestra de respeto hacia las personas de edad avanzada y al aroma que desprenden. Un olor característico que, a diferencia de lo que popularmente se cree, es más suave, menos intenso y más agradable que el de la gente joven o de mediana edad, como reveló el estudio ‘The special scent of age’, del Centro Monell.

Esta investigación y el término ‘kareishu’ ponen de manifiesto que el olor corporal varía con la edad, del mismo modo que puede cambiar con la dieta y otras circunstancias, como el ciclo menstrual o el estrés –de hecho, los japoneses han dado el nombre de ‘sutoresushu’ al olor que las personas emiten cuando viven situaciones tensas–. Gracias a ello y a que hay olores que comparten determinados grupos de personas, podemos reconocer la edad, el sexo o lo que alguien ha comido o bebido, como ajo o alcohol, simplemente a partir de su aroma personal. Sin embargo, cada individuo posee un olor característico: su firma química.

A partir de infinitas combinaciones de bacterias y microorganismos que albergamos en nuestro cuerpo, que pueden ir variando por factores como los que hemos visto, cada persona desarrolla su propia huella olfativa. Por eso un perro policía puede seguir el rastro de un fugitivo y resulta posible, aunque con algunos matices, identificar a una persona a través de su olor. Además, investigaciones recientes han mostrado que personas con huellas olfativas parecidas también portan genes similares relacionados con proteínas del sistema inmune –en concreto, con el complejo mayor de histocompatibilidad– y vinculados al olor corporal.

¿Y cómo se forma esta huella olfativa? A partir de un complejo cóctel químico que se genera sobre todo en nuestra piel, aunque el aliento también realiza su contribución. Los seres humanos no tenemos glándulas específicas para la formación de aromas, pero los tres tipos principales de glándulas de la piel contribuyen a crear nuestro característico olor personal. Se trata de las glándulas sebáceas, que dan lugar a una secreción aceitosa sobre toda la superficie del cuerpo; las ecrinas, que secretan el sudor y se concentran en las axilas, la frente y las palmas de manos y pies; y de las glándulas apocrinas, que producen un fluido acuoso y están adosadas a los folículos pilosos –la parte de la piel que da crecimiento al cabello– de las axilas, el pubis, los párpados, los pezones, los oídos, la nariz y de alrededor del ombligo.

La química de los microorganismos

La secreción de las primeras glándulas, las sebáceas, contiene muchos ácidos grasos libres y lípidos, que son los principales responsables de nuestra identidad olfatoria. Sin embargo, se cree que son las glándulas apocrinas, especialmente las de las axilas, las que generan la mayor parte del olor corporal. Estos dos tipos de glándulas empiezan a secretar poco antes de llegar a la pubertad y aumentan su actividad con los cambios hormonales de esa época. En las personas de edad avanzada, las glándulas de la piel aumentan la secreción de dos compuestos –el nonenal y el nonanal–, que podrían influir en el peculiar “olor a viejo”.

En cualquier caso, la secreción fresca de glándulas de la piel no tiene prácticamente olor. La actividad metabólica de los microorganismos que habitan en ella es la responsable de transformarla en compuestos con un olor marcado. La composición de esta microfauna es característica de cada persona, y ellos, los microorganismos, son los protagonistas clave de la construcción del olor corporal individual.

Pero, ¿para qué sirve tener una señal aromática determinada? Los olores corporales pueden jugar un papel importante en la selección de pareja, el reconocimiento individual o la detección de parientes. También pueden aportar una valiosa información sobre nuestros problemas metabólicos e incluso sobre las enfermedades que sufrimos.

¿Una ventaja evolutiva?

En particular, en las interacciones entre madre e hijo, los bebés son capaces de identificar el olor corporal de su madre y las madres igualmente reconocen el olor de su bebé. Esta habilidad de discriminación e identificación se extiende también a otros miembros de la familia como padres, abuelas o primos. Al parecer, esto se debe al reconocimiento de una firma olfatoria genéticamente próxima, la llamada huella olfativa que es un espejo del genoma olfativo de una persona. Así que debe de haber un olor de clan, unas señales olfatorias ligadas a cierto grado de consanguinidad.

De hecho, los individuos que tengan la habilidad para distinguir a los parientes de los que no lo son pueden haber tenido mayores índices de supervivencia y de reproducción exitosa, aspectos clave del éxito evolutivo, algo en lo que el olfato juega un papel fundamental.

* Laura López Mascaraque es investigadora del Instituto Cajal del CSIC y autora, junto con José Ramón Alonso, de la Universidad de Salamanca, del libro El olfato de la colección ¿Qué sabemos de? (CSIC -Catarata).

La enfermedad de la orina negra: un enigma genético que resolvió el CSIC

Por Mar Gulis (CSIC)

A comienzos del siglo XX, el médico inglés Archibald Garrod se interesó por el extraño trastorno que sufrían algunos de sus pacientes, cuya orina se teñía de color oscuro al entrar en contacto con el aire. La alcaptonuria, nombre con el que se lo conocía, era considerada entonces una curiosidad sin mayor trascendencia clínica, pero con el tiempo se hizo patente que las personas afectadas padecían síntomas mucho más graves: a partir de los 20 años, la mayoría comenzaban sufrir dolor de articulaciones, una molestia que solía ir en aumento hasta acabar convirtiéndose en una artrosis incapacitante.

El estudio de estos síntomas llevó a Garrod a aventurar dos audaces hipótesis para su época. La primera fue que el patrón de herencia de la enfermedad respondía a las leyes que Mendel había formulado en sus experimentos con guisantes, en ese tiempo aún poco conocidas. Y la segunda, que su origen era el mal funcionamiento de una enzima, provocado por un defecto en las instrucciones para producirla; lo que supuso una aproximación muy acertada a la función que realizan los genes en los seres vivos.

Gracias a Garrod, esta enfermedad rara que afecta a una de cada 250.000 personas en el mundo pasó a la historia como la primera patología de origen genético descrita. No obstante, las ideas del médico inglés necesitaron casi un siglo de avances genéticos para ser confirmadas: hubo que esperar a 1996 para que el gen responsable del trastorno fuese identificado por un equipo del CSIC liderado por Santiago Rodríguez de Córdoba y Miguel Ángel Peñalva. Este hito, del que se cumplen ahora 25 años, puso fin al enigma de la alcaptonuria y a una trepidante competición internacional por localizar y describir el gen que la producía.

Miguel Ángel Peñalva en su laboratorio del Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas (CIB-CSIC) mientras observa una placa del hongo ‘Aspergillus nidulans’ con el gen de la alcaptonuria. / Mónica Fontenla y Erica Delgado (CSIC).

El descubrimiento de los errores congénitos

La historia de este hallazgo comienza en el Hospital de St. Bartholomew en Londres. Allí Garrod no tardó en darse cuenta de que la enfermedad que padecían sus pacientes era congénita, ya que todos habían teñido los pañales de negro desde el nacimiento, mucho antes de que el resto de síntomas comenzaran a aparecer.

El médico inglés observó además que la alcaptonuria solía darse en descendientes de matrimonios entre primos, lo que reforzaba la idea de que tuviera un origen hereditario, y que era relativamente frecuente incluso cuando ambos progenitores estaban sanos. Con ayuda de su amigo William Bateson, advirtió que este tipo de herencia se ajustaba a la de un carácter recesivo mendeliano: es decir, que para que la enfermedad se expresara en un individuo, era necesario que heredara dicho carácter tanto del padre como de la madre. En caso de heredar un carácter ‘normal’ y otro mutado, una persona no sufría la enfermedad, pero sí era portadora y podía transmitirla a su descendencia. Era la primera vez que las leyes de Mendel, por aquel entonces prácticamente desconocido en el mundo angloparlante, se utilizaban para explicar una patología humana.

Esquema de la herencia de un caracter recesivo en el caso de que ambos progenitores sean portadores no afectados.

Sin embargo, la aportación más importante de Garrod fue formular una idea bastante cercana a lo que hoy entendemos por gen. Lo hizo razonando a partir de sus conocimientos de química. Garrod se había dado cuenta de que el motivo por el que la orina se tornaba oscura era el ácido homogenístico, una sustancia que podía ser producto del metabolismo humano. Esto le llevó a pensar que las personas con alcaptonuria no lograban descomponerlo porque, a diferencia de lo que ocurre con las sanas, el catalizador que debía hacerlo no funcionaba correctamente. En el cuerpo humano lo único que podía actuar como un catalizador era una enzima. Y, si una enzima funcionaba mal como consecuencia de la herencia, esto significaba que lo que nos transmiten nuestros antepasados son instrucciones específicas para fabricar esta y el resto de sustancias químicas de nuestro organismo. De manera intuitiva pero acertada, Garrod se había aproximado mucho a la definición de gen que usamos en la actualidad: una unidad de información que codifica una proteína (la mayoría de las enzimas son proteínas).

En la actualidad, hay listados más de 4.000 genes cuyas mutaciones producen enfermedades o “errores congénitos del metabolismo”, la expresión que Garrod utilizó para referirse a la alcaptonuria y también al albinismo y la cistinuria. Esto da una idea del impacto médico y social de sus trabajos, que sin embargo pasaron desapercibidos durante varias décadas.

Un siglo de avances

No fue hasta 1956, casi 20 años después de su fallecimiento, cuando se descubrió la enzima que funciona incorrectamente en la alcaptonuria: la enzima HGO, cuya función es realizar uno de los pasos necesarios para la degradación de dos aminoácidos –la fenilalanina y la tirosina– que obtenemos de los alimentos que contienen proteínas. Cuando esta enzima está ausente, se acumulan en la sangre compuestos que se van depositando en los cartílagos, lo que provoca una degeneración progresiva de las articulaciones.

La identificación del gen responsable de la alcaptonuria tuvo que esperar aún más. A mediados de los 60 ya se conocía la estructura del ADN y a inicios de los 80 comenzaron a secuenciarse los primeros genes. Aun así, la primera secuencia del genoma humano solo pudo completarse en el año 2000. Hasta ese momento las técnicas para identificar los genes de nuestra especie fueron bastante más rudimentarias y costosas que en la actualidad. Esto explica que los primeros esfuerzos en este ámbito se centraron en patologías más graves y frecuentes que la alcaptonuria.

Archibald Garrod.

El hongo que abrió la puerta del descubrimiento

La historia que se había iniciado en Londres a comienzos de siglo iba a cerrarse en Madrid y en Sevilla más de noventa años después. Por aquel entonces, dos investigadores del CSIC, Miguel Ángel Peñalva y José Manuel Fernández Cañón, trabajaban en su laboratorio del Centro de Investigaciones Biológicas (CIB-CSIC) con el moho Aspergillus nidulans. Su objetivo distaba mucho de descubrir el origen de la alcaptonuria: buscaban un nuevo modo de producir penicilina que generase menos residuos contaminantes. Sin embargo, pronto descubrieron que la ruta de descomposición de la fenilalanina era muy similar en el hongo y en el hígado humano, por lo que se les ocurrió la idea de tratar de identificar genes humanos que interviniesen en este proceso comparándolos con los del hongo.

El primer gen fúngico que lograron caracterizar fue el de una enzima cuyo déficit causa tirosinemia de tipo 1 en el organismo humano, una enfermedad que sufren una de cada 100.000 personas y afecta gravemente al hígado. Llegaron tarde: el gen humano de esta enfermedad había sido caracterizado años antes; pero esto les sirvió para compararlo con el del hongo y constatar su parecido.

El siguiente paso consistió en mutar el gen que suponían que producía la enzima HGO en el hongo. El resultado fue, de nuevo, alentador: los hongos con la mutación acumulaban el pigmento característico de la alcaptonuria, igual que los pacientes humanos y los ratones de laboratorio. A continuación, caracterizaron el gen del hongo, al que denominaron AKU, y tomándolo como referencia empezaron a buscar el gen humano en bases de datos públicas. Con los fragmentos de ARN mensajero del gen que encontraron, publicaron sus primeros resultados.

Muestra del hongo ‘Aspergillus nidulans’ con el gen de la alcaptonuria. / Mónica Fontenla y Erica Delgado (CSIC).

El primer gen humano completamente secuenciado en España

Comenzó entonces una carrera con otros laboratorios del mundo por ser los primeros en caracterizar el gen AKU humano. En ella jugaron un papel decisivo Santiago Rodríguez de Córdoba y Begoña Granadino, también del CIB-CSIC, quienes reconstruyeron el ARN mensajero completo y, a partir de él, consiguieron reconstruir el gen humano. El gen, que se convirtió en el primer gen humano completamente secuenciado en España, estaba formado por 54.000 pares de bases; un número mayor que las aproximadamente 30.000 que contiene todo el genoma del coronavirus SARS-CoV-2.

El avance era importante, pero todavía había que probar la relación del gen con la alcaptonuria. Para ello, el equipo logró demostrar que el gen estaba situado en la misma región del cromosoma tres en la que la causa de la enfermedad había sido cartografiada meses antes. Poco después, con la ayuda de Magdalena Ugarte, directora del Centro de Diagnóstico de Enfermedades Moleculares de la UAM, localizaron en Sevilla a tres hermanos que sufrían la enfermedad y compararon su gen AKU con el de sus familiares sanos. En efecto, los enfermos tenían en ambos cromosomas una mutación del gen que prácticamente anulaba la actividad de la enzima HGO. El resto de integrantes de la familia tenían dos versiones ‘normales’ del gen o bien una versión mutada y otra sana.

Miguel Ángel Peñalva sostiene el número de ‘Nature Genetics’ en el que se publicó el hallazgo. / Mónica Fontenla y Erica Delgado (CSIC).

El CSIC había ganado la carrera. Los resultados se publicaron en la portada de la prestigiosa revista Nature Genetics, que trató el hallazgo como un verdadero acontecimiento. Poco después, el divulgador británico Matt Ridley afirmaría que la historia del hallazgo del gen de la alcaptonuria encerraba “la historia de la genética del siglo XX en miniatura”.

Por desgracia, todavía no existe una cura para esta enfermedad. El tratamiento consiste en controlar sus síntomas por medio de una dieta baja en proteínas y de la terapia física, destinada a fortalecer la musculatura y la flexibilidad. Cuando el dolor articular es muy severo, es necesario recurrir a la cirugía. La buena noticia es que, a principios de este año, la Agencia Europea del Medicamento ha aprobado un fármaco, denominado Orfadin, que mejora notablemente la sintomatología y alivia el progreso de la enfermedad. Garrod y sus pacientes estarían contentos.

Si quieres saber más sobre este hallazgo del CSIC, puedes ver la conferencia virtual ‘Alcaptonuria: 25 años de la clonación molecular del gen responsable de la enfermedad que dio origen a la genética humana’, que Santiago Rodríguez de Córdoba y Miguel Ángel Peñalva ofrecerán el jueves 23 de septiembre, a las 18:30, desde la Librería Científica del CSIC.

Referencias científicas:

Fernández-Cañón, J.M., Granadino, B., De Bernabé, D., Renedo, M., Fernández-Ruiz, E., Peñalva, M.A. & Rodríguez de Córdoba, S. The molecular basis of alkaptonuria. Nat Genet 14, 19–24 (1996). https://doi.org/10.1038/ng0996-19

Fernández-Cañón, J.M. & Peñalva, M.A. Molecular characterization of a gene encoding a homogentisate dioxygenase from Aspergillus nidulans an identification of its human and plants homologues. J. Biol. Chem 270. 21199-21205 (1995).

Fernández-Cañón JM & Peñalva MA (1995) Fungal metabolic model for human type I hereditary tyrosinaemia. Proceedings of the National Academy of Sciences USA 92: 9132-9136 (1995)

Granadino B, Beltrán-Valero de Bernabé D, Fernández-Cañón JM, Peñalva MA, Rodríguez de Córdoba S (1997) The human homogentisate 1,2-dioxygenase (HGO) gene. Genomics 43: 115-122

¿Qué tienen en común una epidemia y una invasión biológica?

Por Montserrat Vilà (CSIC)* y Mar Gulis 

La pandemia ocasionada por un virus como el SARS-CoV-2 nos hace pensar en situaciones como el confinamiento, la saturación en los hospitales o el proceso de vacunación. Pero, ¿qué ha ocurrido en el entorno natural? Los ecosistemas y la biodiversidad han experimentado un cambio desde que se originó la pandemia. Ese parón (o stand by) ha permitido que multitud de especies transiten más por zonas naturales y urbanas en las que habitualmente no pueden hacerlo debido a nuestra presencia. Y no solo eso, la pandemia guarda una relación muy estrecha con los ecosistemas por un proceso que tiene lugar en algunos de ellos: las invasiones biológicas.

Los seres humanos contribuimos cada vez más a la dispersión de determinados animales, plantas o microorganismos desde sus regiones naturales de origen a otros lugares del mundo. Es lo que se conoce como invasión biológica. Este es un fenómeno que provoca diferentes impactos medioambientales y socioeconómicos, y comparte con las epidemias muchas de sus causas, así como otras características similares.

Algunas especies invasoras contribuyen a la aparición y transmisión de patógenos. / Freepik

Entre ambos fenómenos hay múltiples paralelismos porque los dos están impulsados por la globalización y porque las especies que intervienen en ellos –un virus infeccioso o una planta invasora, por ejemplo– se caracterizan por su alta capacidad de reproducción y dispersión, proliferan en condiciones de degradación ambiental y tienen mayor impacto en comunidades con las que nunca antes estuvieron en contacto y que, por tanto, carecen de mecanismos de defensa.

En un mundo globalizado, la aparición y propagación de muchos patógenos infecciosos humanos responden a eventos de invasión biológica. Es el caso de virus como el del Ébola, la gripe, el VIH o el SARS-CoV-2. Por su parte, algunas especies invasoras contribuyen a la aparición y transmisión de patógenos. Ejemplo de ello son los mosquitos invasores, como el mosquito tigre, que transmiten enfermedades como el dengue o la provocada por el virus del Zika; e, incluso, vertebrados que introducimos como mascotas (por ejemplo, el galápago de Florida o la mangosta pequeña asiática), que pueden transmitir salmonelosis, herpes, la rabia o dermatitis. Otras especies, como las plantas acuáticas invasoras, proporcionan hábitat y recursos al vector o reservorio de patógenos.

Estos patógenos pueden transmitirse entre especies invasoras y entre especies nativas, y a su vez entre ambos grupos de especies, en un proceso que se ha visto impulsado por la urbanización de zonas naturales. La proliferación acelerada de infraestructuras y el aumento de población humana en hábitats naturales ha ocasionado que las especies estén en contacto estrecho con las personas, y esto supone una oportunidad para que los patógenos cambien su hospedador original por el ser humano, un fenómeno que se conoce como zoonosis. A la vez, ofrece a las especies invasoras que se han introducido en áreas antropizadas, es decir, aquellas que han sido transformadas por el ser humano, la posibilidad de colonizar los hábitats naturales próximos a las áreas urbanas.

Invasiones y epidemias: un mismo proceso en disciplinas diferentes

El proceso de transporte, entrada y establecimiento de una invasión es el mismo que el de una epidemia. En ambas, se produce un transporte y una infección que se transmite y genera una epidemia. Aunque todos estos procesos comparten la biología de telón de fondo, la diferencia reside en el uso de la tecnología y la terminología, propia de cada disciplina: la biomedicina y la ecología. Tienen en común conceptos fundamentales que guían la investigación y, en concreto, las etapas y dinámicas que se desarrollan, aunque siempre serán más rápidas en una epidemia que en una invasión.

Infografía de la publicación ‘Viewing Emerging Human Infectious Epidemics through the Lens of Invasion Biology’, M. Vilà et al.

Las invasiones biológicas comienzan con el transporte de una especie de un lugar a otro, después se introduce en el ecosistema y se produce la dispersión por el territorio. Por su parte, las epidemias sanitarias se inician con la ‘exposición’ o entrada en contacto entre un patógeno y un ser humano. A continuación, se produce la infección en el cuerpo y, posteriormente, la transmisión o contagio a más personas hasta llegar a la fase de expansión epidémica que, si es global, se denomina pandemia.

La colaboración entre biomedicina y ecología es vital para la solución de los impactos causados por estos micro y macroorganismos que afectan tanto a la salud y la economía como al medio ambiente. Comprender los factores que les permiten saltar cada una de las etapas supondría una mejora de las posibles estrategias de predicción, prevención, tratamiento y mitigación de las especies invasoras y los brotes de enfermedades infecciosas, incluidas las pandemias.

Para ello, es esencial un acercamiento entre disciplinas, que tenga en cuenta la interrelación existente entre la salud de los seres humanos, los animales, las plantas y la del medio ambiente en su conjunto. También requiere apostar por la bioseguridad, tanto a nivel académico como de gobernanza, y por políticas que velen por el bienestar de nuestro planeta.

*Montserrat Vilà es investigadora y coordinadora del Grupo de Invasiones Biológicas en la Estación Biológica de Doñana (EBD) del CSIC.

Siete libros de ciencia para tu maleta veraniega

Por Mar Gulis (CSIC)

Las deseadas y merecidas vacaciones están cerca, por eso nos gustaría proponerte unas lecturas de divulgación con las que disfrutar del verano. Las colecciones ¿Qué sabemos de? y Divulgación (CSIC-Catarata) cuentan con más de 150 títulos de libros fáciles de llevar y leer. Aquí te presentamos algunos de los números más recientes.

¿Existe una filosofía en español?

Decía Heidegger que pensar, lo que se dice pensar, solo es posible en griego y en alemán. Entonces, ¿no es factible la existencia de un pensamiento filosófico en nuestro idioma? El investigador del CSIC Reyes Mate aborda esta cuestión el libro Pensar en español, el primer volumen de estas colecciones dedicado a la filosofía. En un mundo dominado por el inglés, el autor trata de “crear un marco de referencia que nos sitúe frente a otros pensares en otras lenguas y, también, establezca vínculos entre nuestros propios intentos de pensamiento, en el primer caso para diferenciarnos, y en el segundo caso para unirnos”.

Para los que gusten de la reflexión en nuestra lengua, este texto es más que recomendable. Además, viene con contenido extra: un vídeo resumen de un minuto y una entrevista al autor en el nuevo pódcast del CSIC ‘Ciencia para leer’.

La enfermedad de las mil caras

La esclerosis múltiple es una enfermedad crónica, inflamatoria y neurodegenerativa del sistema nervioso central. Tiene un marcado componente autoinmune, y aparece generalmente en personas de entre 20 y 40 años, lo que supone un enorme impacto en su calidad de vida, importantes repercusiones sociales, y un elevado coste sanitario. Esta patología afecta a 2,5 millones de pacientes en el mundo y, a pesar de la investigación desarrollada desde su descubrimiento en el siglo XIX, aún presenta muchos interrogantes.

La esclerosis múltiple afecta a 700.000 personas en Europa. En España, la incidencia es de 100 casos por 100.000 habitantes, en su mayoría mujeres. / CSIC-Catarata

Las científicas Leyre Mestre y Carmen Guaza del Instituto Cajal del CSIC se adentran en su evolución, sintomatología, tratamientos y líneas futuras de estudio en La esclerosis múltiple, un libro que da a conocer una enfermedad muy heterogénea y difícil de tratar.

Los entresijos de la ciencia

Desde que alguien formula una hipótesis en un despacho o laboratorio de cualquier parte del planeta hasta que esa idea aparece publicada en una revista científica en forma de nueva teoría, tecnología o producto existe un largo y complicado proceso poco conocido más allá de los campus universitarios y los centros de investigación. Por qué y cómo se hace la ciencia está escrito “desde dentro” por Pere Puigdomènech, un profesional que ha dedicado su vida a esta labor. “Condensar en un libro de bolsillo un texto sobre la ciencia en sí misma no era tarea fácil, pero esta actividad tiene tal impacto tanto por los millones de personas que se dedican a ella como por su influencia en cómo vivimos y en las decisiones que toman los gobiernos, que merecía la pena intentarlo”, comenta el autor.

Con este libro, el investigador del Centro de Investigación en Agrigenómica adscrito al CSIC pretende describir la evolución histórica de la actividad investigadora, qué papel cumple en nuestra sociedad y cuál es su funcionamiento interno. Sus páginas, idóneas para curiosos y curiosas de los vericuetos científicos, responden a preguntas como quién investiga, dónde lo hace, qué método y reglas sigue o con qué financiación cuenta.

Nanotecnología y desarrollo sostenible

Desde 2010 se han publicado más de un millón de artículos científicos sobre descubrimientos o desarrollos relacionados con la nanotecnología y se han concedido cinco premios Nobel de Física o Química a personas que han realizado aportaciones significativas en este ámbito. Estos dos datos son solo una muestra de la relevancia que ha adquirido la llamada ‘ciencia de lo pequeño’ en los últimos años. Objetos o partículas que miden la milmillonésima parte de un metro (10-9) se perfilan como una de las soluciones para lograr la supervivencia de la especie humana en imprescindible equilibrio con el planeta que habita.

Por su carácter transversal, la nanotecnología impacta en la mayoría de los objetivos de la Agenda 2030. 

El investigador del CSIC en el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid Pedro Serena firma Nanotecnología para el desarrollo sostenible, un libro que explica cómo el conocimiento acumulado sobre el nanomundo puede ayudar a mejorar nuestra calidad de vida sin comprometer el futuro de nuestros descendientes. El autor introduce los aspectos fundamentales de la nanotecnología y su salto de los laboratorios al mercado, para luego conectar las aplicaciones existentes y las futuras con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) establecidos por la ONU en su Agenda 2030.

¿Qué tienen en común la niebla y la cerveza?

Rodrigo Moreno, investigador del CSIC en el Instituto de Cerámica y Vidrio es autor de Los coloides, el libro que responde a esta pregunta. El arcoíris, un flan, la ropa deportiva impermeable que transpira y no pesa, la espuma con la que rizamos nuestro pelo o el famoso gel hidroalcohólico que nos aplicamos continuamente. Los coloides están presentes en muchos procesos y productos cotidianos, aunque la mayoría no hayamos oído hablar nunca de ellos. Son mezclas no homogéneas de dos o más fases (gas, líquido o sólido) en las que una de ellas tiene un tamaño menor a un micrómetro (0,001 milímetros) y que hacen posible la existencia de muchos materiales que usamos a diario. También se encuentran detrás de complejas tecnologías que en el futuro podrían permitir reutilizar materias primas o eliminar microplásticos de ríos y océanos. Este texto describe las características, técnicas de preparación y algunas de las numerosas aplicaciones de los sistemas coloidales.

La espuma de la cerveza es un coloide en el que partículas de gas, las burbujas, se encuentran dispersas en un medio líquido. 

La sorprendente vegetación de Atacama

Entre el océano Pacífico y la cordillera de los Andes se extiende un territorio de unos 178.000 kilómetros cuadrados donde predominan los tonos rojizos y, a simple vista, no se percibe rastro alguno de vegetación. Atacama, ubicado en el norte de Chile, es el desierto cálido más árido del mundo. Allí hay lugares donde no llueve en años, incluso en décadas, y otros en los que la media anual de precipitaciones no llega a los 5 milímetros de agua. Las temperaturas oscilan unos 30 grados entre el día y la noche, y la radiación solar es implacable. A pesar de las condiciones climáticas tan extremas, en este desierto se han descrito miles de especies de plantas que el investigador del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC Carlos Pedrós-Alió nos invita a descubrir.

El ‘desierto florido’ es uno de los fenómenos más llamativos que suceden en Atacama. Solo algunos años, y en zonas diferentes, la superficie se transforma en un campo de flores de distintas especies que dura varios meses. / Gerhard Hüdepohl

“Después de veinte años visitando este territorio para estudiar microorganismos, vi que en algunos sitios había plantas. Quise saber de qué especies se trataba, cómo se las arreglan para vivir en este entorno, qué adaptaciones tienen a la aridez, de dónde sacan el agua, cómo se distribuyen y cuánto tiempo hace que aparecieron en la evolución”, cuenta el científico. El resultado de esta investigación es el libro Las plantas de Atacama. El desierto cálido más árido del mundo, un recorrido por una de las zonas naturales más espectaculares del planeta.

La expedición Magallanes-Elcano

El 10 de agosto de 1519 partían desde Sevilla cinco naves con unos 250 tripulantes a bordo. Era el comienzo de la famosa expedición capitaneada por Fernando de Magallanes y finalizada gracias a Juan Sebastián Elcano. Financiada por la Corona de Castilla, su objetivo principal era llegar por occidente a un lugar llamado La Especiería – en el archipiélago de Las Molucas, ubicado en Indonesia– y crear así una ruta marítima alternativa a la establecida por Portugal para controlar el comercio de especias como el clavo de olor, la canela, la nuez moscada y la pimienta negra.

Terra Brasilis y el Atlántico Sur (Atlas Miller, 1519). Imagen del mapa que forma parte de la portada del libro. / CSIC

Más de tres años después, el 6 de septiembre de 1522, 18 europeos y 3 orientales enfermos y agotados arribaron a Sanlúcar de Barrameda. Después de recorrer 14.460 leguas, habían conseguido culminar la primera vuelta al mundo. En la conmemoración de su quinto centenario, Las plantas de la expedición Magallanes-Elcano (1519-1522)  rinde tributo a esta hazaña promovida por la búsqueda de nuevas plantas y nos propone viajar a través de unas páginas impregnadas de olores y sabores exóticos. El libro de la colección Divulgación está coordinado por el investigador del CSIC en el Real Jardín Botánico Pablo Vargas y escrito por una veintena de investigadores e investigadoras procedentes de aquellos países por los que transcurrió esta azarosa singladura.

Ácido hialurónico: mucho más que un tratamiento estético

Por Daniel Fernández-Villa (CSIC)*

El tiempo pasa para todos. Donde ayer había un pelo oscuro y fuerte, hoy asoma ya una cana, y donde hoy hay una piel tersa y suave, mañana habrá una arruga. Es así, es ley de vida. Sin embargo, a muchos nos cuesta afrontar esta realidad. Se podría aventurar que esto es debido a la visión que se nos ha inculcado viviendo en sociedad mientras crecíamos, pero lo que es seguro es que hoy en día disponemos de muchos recursos para disimular el paso del tiempo a unos precios bastante accesibles para la mayoría.

¿Quién no ha escuchado alguna vez hablar de todas las maravillas que puede ofrecernos el ácido hialurónico? Es el remedio número uno para combatir el paso del tiempo en nuestra piel. Cada día podemos verlo anunciado en forma de cremas, acondicionadores o inyecciones reafirmantes. Pero, ¿qué otros usos podemos darle? ¿Podría mitigar el paso del tiempo, no solo en el exterior? Por supuesto que sí. De hecho, podría ser un tratamiento eficaz para enfermedades que afectan a millones de personas en todo el mundo.

Osteopenia: una condición, diferentes enfermedades

Nuestra piel no es la única que envejece con el paso del tiempo: la sociedad también lo hace. Debido al aumento de la esperanza de vida en las últimas décadas, las sociedades desarrolladas tienen poblaciones cada vez más envejecidas, y eso ha traído consigo el incremento de la prevalencia de algunas enfermedades crónicas. Las que nos ocupan en esta ocasión son las relacionadas con el esqueleto.

 

 

Seguro que, por desgracia, tienes algún familiar o conoces a alguna persona con osteoporosis, una enfermedad que se caracteriza principalmente porque disminuye la densidad ósea, rasgo conocido como osteopenia. Pero esta no es la única causa por la que aparece dicha condición. Por ejemplo, tras tratamientos prolongados con determinados fármacos antiinflamatorios puede desarrollarse osteopenia, o bien puede ser consecuencia de una mala formación de hueso, como ocurre en los casos de osteogénesis imperfecta. En todas estas circunstancias, aunque por diferentes causas primarias, los huesos son menos densos y, por tanto, tienen una mayor tendencia a la rotura.

La guerra civil ósea: osteoblastos vs. osteoclastos

Cabría preguntarse qué tienen en común todos los procesos que derivan de la osteopenia. En este sentido, podríamos comparar nuestros huesos con la Sagrada Familia de Barcelona, ya que se encuentran en remodelado constante desde que nacemos hasta que morimos. De hecho, se calcula que tardamos unos diez años en renovarlos por completo.

Esto se debe principalmente a la acción de dos tipos celulares residentes en estas zonas que se encuentran en constante disputa. Por un lado, están las células encargadas de formar el hueso, los osteoblastos y, por el otro, las células encargadas de degradarlo, los osteoclastos. Ambos son necesarios para el correcto mantenimiento de nuestros huesos y, en condiciones normales, el balance neto entre formación y destrucción es cero. Sin embargo, cuando alguno de estos actores se desregula empiezan los problemas. Por ejemplo, en muchos casos de osteopenia, lo que se ha comprobado es que los encargados de formar el hueso están más “cansados” que los que lo destruyen, o bien que estos últimos están hiperactivos, lo que en ambos casos produce un desequilibrio hacia la destrucción de hueso.

Teniendo esto en cuenta, actualmente disponemos de tratamientos que pueden estimular a las células formadoras de hueso y otros que inhiben la acción de los osteoclastos. No obstante, dichos tratamientos se toman por vía oral y hay que administrar dosis altas para que después de distribuirse por todo el organismo lleguen a una concentración suficiente a las zonas de interés, lo que causa efectos adversos indeseados.

Formulaciones inyectables: ácido hialurónico y compañía

¿Y qué pinta el ácido hialurónico en todo esto? ¿Cómo podemos usarlo para conseguir regenerar nuestros huesos? El ácido hialurónico no solo se usa con fines estéticos. Actualmente ya hay disponibles muchos tratamientos basados en él. Por ejemplo, desde hace décadas se inyecta en articulaciones de pacientes con artritis para aliviar los dolores del roce entre huesos debido a la inflamación existente, o también se usa como recubrimiento de diferentes dispositivos biomédicos para evitar una posible reacción contra ellos al ser implantados en nuestro cuerpo.

En el caso de las enfermedades osteopénicas, el objetivo es aprovechar la estructura de este compuesto al máximo. Desde el punto de vista funcional, en nuestro laboratorio del CSIC sometemos al ácido hialurónico a un tratamiento químico para que, al ponerlo en contacto con otro compuesto similar (otro polímero) como el quitosano, se produzca una gelificación en apenas unos minutos. De esta forma tendríamos dos soluciones líquidas al principio –el ácido hialurónico y el quitosano-, fáciles de inyectar dentro del hueso a través de técnicas mínimamente invasivas. Una vez dentro, entrarían en contacto y se produciría la gelificación, de manera que el gel quedaría embebido en la estructura ósea.

Este tratamiento regenera los huesos, pero solo en parte. Lo que conseguimos es tener una formulación segura y natural, que puede ser inyectada fácilmente y que se mantiene dentro del hueso durante un periodo de tiempo más o menos largo. De esta manera se podrían aplicar los mismos fármacos que ya estamos usando en clínica, pero con dosis mucho más bajas, porque se administran de forma local, y de un modo mantenido y controlado en el tiempo, lo que reduce al mínimo los efectos secundarios.

En cualquier caso, se puede llegar más lejos con el ácido hialurónico. Estamos explorando una vía que consiste en encapsular células madre dentro de este sistema doble. El campo de las células madre ha supuesto una revolución en los últimos tiempos por los buenos resultados que están mostrando en etapas preclínicas, ya que se ha visto que son capaces de liberar toda una serie de moléculas que promueven la regeneración de los tejidos. Sin embargo, en la mayoría de los ensayos clínicos realizados en humanos se ha comprobado que estos efectos desaparecen enseguida porque nuestro cuerpo elimina rápidamente las células madre que introducimos sin protección. Con nuestro procedimiento, las células no solo quedarían atrapadas dentro del gel y del hueso, liberando todos esos compuestos regenerativos durante mucho más tiempo que si se aplicasen “desnudas”, sino que además podrían acabar transformándose en osteoblastos. Con pequeñas modificaciones podríamos adaptar fácilmente la terapia a cada enfermedad e, incluso, ajustarla atendiendo a la severidad de cada paciente.

Daniel Fernández-Villa (@DanielFdezVilla) es investigador predoctoral en el grupo de Biomateriales del Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros (ICTP-CSIC). Si quieres conocer más acerca de esta terapia, puedes ver el este vídeo que presentó a la segunda edición del concurso “Yo investigo. Yo soy CSIC” y que fue premiado con la tercera posición.

Azúcar, miel, edulcorantes… ¿existe una forma sana de endulzar?

Por Jara Pérez Jiménez (CSIC)*

Cada vez más gente reduce su consumo de azúcares porque ha escuchado que estos componentes tienen múltiples efectos negativos en la salud. Al mismo tiempo, aparecen otros edulcorantes que son promocionados como saludables: la panela, la miel, el azúcar de coco, la estevia… ¿Cuál de todos ellos elegir? ¿Qué edulcorante es más saludable? Vamos a verlo en detalle.

En primer lugar, hay que señalar que no todos los azúcares de los alimentos son iguales. Por un lado, existen los denominados azúcares intrínsecos: son azúcares que, como en el caso de la fruta o la leche, están incluidos dentro del alimento. Esto hace que el cuerpo necesite realizar múltiples reacciones químicas para poder liberarlos y que pasen a la sangre, lo que hacen lentamente junto con los otros nutrientes y compuestos beneficiosos que están en estos alimentos. Por el contrario, en el caso de los azúcares libres la estructura original del alimento se rompe y el compuesto pasa rápidamente a la sangre, sin ser acompañado de otros componentes beneficiosos. Los azúcares libres son los que se añaden al alimento, ya sea por el consumidor en casa o por la industria alimentaria, y también los que se encuentran en mieles, siropes y zumos. Sí, por muy natural y casero que sea un zumo, en él  se ha roto la estructura del alimento y por tanto ya no tenemos azúcares intrínsecos, sino azúcares libres.

La Organización Mundial de la Salud (OMS) ha establecido un consumo diario responsable de azúcares libres en torno al 5% de las calorías consumidas en un día  (ojo, que este valor podría ser del 0% si consumimos fuentes de carbohidratos complejos) y de un máximo, en cualquier caso, del 10%. Esto se traslada, para un adulto, a un valor de 25 a 50 gramos de azúcares libres al día, cantidad que superan muchas personas en España. Además, la evidencia científica ha demostrado que la ingesta excesiva de azúcares libres está asociada no solo con aquellas enfermedades con las que la relacionamos más inmediatamente, como la diabetes tipo 2, sino también con enfermedades cardiovasculares , el hígado graso no alcóholico  (una situación en la que el hígado aparece tan dañado como en el alcoholismo pero por causa del consumo excesivo de ciertos azúcares libres) o algunos tipos de cáncer.

Por tanto, debemos reducir el consumo de azúcares libres en nuestra alimentación. Pero, ¿qué ocurre con productos como el azúcar moreno o la panela? Pues que, frente al 100% de azúcar contenido en el azúcar blanco, tienen un 95-98%, lo cual no implica diferencias nutricionales en la práctica. Sí, aunque hayas escuchado que tienen más vitaminas o minerales que el azúcar blanco, lo cual es cierto, debemos tener en cuenta que, por ejemplo, para consumir el mismo magnesio que está contenido en 30 gramos de almendras tendríamos que tomar 100 gramos de panela, lo que son 95 gramos de azúcares libres. De manera que los efectos perjudiciales superarían ampliamente a los beneficios que pudiéramos obtener. Lo mismo ocurre con la miel: a pesar de las múltiples propiedades que se le han atribuido, contiene un 70-80% de azúcares libres.

¿Son los edulcorantes artificiales una alternativa?

Últimamente se está promocionando mucho la estevia como un edulcorante natural. Debemos aclarar que, al comprar un producto que se anuncia como endulzado con estevia, en realidad lo que lleva es el E-960: un conjunto de compuestos con poder edulcorante llamados glucósidos de esteviol que son extraídos a partir de la planta de estevia mediante un proceso similar al utilizado para extraer el azúcar de la remolacha o la caña azucarera. En este caso, efectivamente, estos compuestos dan sabor dulce sin tener calorías, lo que ocurre también con edulcorantes artificiales como el aspartamo o el ciclamato.

Sin embargo, el consumo frecuente de estos edulcorantes también presenta problemas, que no tienen nada que ver con riesgos de toxicidad o con que sean cancerígenos, como se suele pensar. Lo que ocurre es que, con estos edulcorantes, por un lado, se produce el denominado ‘efecto halo’: como pensamos que estamos tomando algo saludable, acabamos añadiendo más de lo que tomaríamos de un producto que percibimos como insano, como el azúcar blanco. Por ejemplo, en un estudio se vio que las personas que usaban mermelada para endulzar el yogur acababan añadiendo más azúcar que el que llevaba un yogur azucarado. Por otro lado, estos compuestos tienden a alterar nuestro umbral del dulce: es decir, los receptores que tenemos para detectar el sabor dulce se están saturando y necesitamos cada vez más dulce para identificarlo. Por ejemplo, si acompañamos la comida con un refresco edulcorado, aunque sea sin calorías, estamos recibiendo constantemente ese sabor dulce y en el postre necesitaremos un producto con grandes cantidades de azúcar para reconocerlo como dulce.

Por tanto, la mala noticia es que no existe realmente un edulcorante saludable, sino que deberíamos limitar el consumo de estos productos a algo esporádico. Y cuando, puntualmente (lo que no significa varias veces por semana), vayamos a consumir un producto de repostería, sea industrial o casera, podemos escoger simplemente el que prefiramos por sus características sensoriales, pero sin pensar que nutricionalmente está aportando algo diferente. La buena noticia, por el contrario, es que podemos consumir piezas de frutas (sin procesar) sin preocuparnos, ya que la OMS no ha establecido ninguna recomendación para reducir su consumo porque contienen azúcares intrínsecos y no libres. De hecho, se ha asociado claramente un consumo escaso de frutas con múltiples efectos adversos para la salud, incluido un aumento en el riesgo global de mortalidad. Y esto incluye todas esas frutas que siguen “malditas” en muchas listas, como el higo, el plátano o la uva. La otra buena noticia es que, si vamos reduciendo la cantidad de azúcares libres en nuestra dieta, poco a poco nuestro umbral del dulce se irá rebajando, y aprenderemos a disfrutar cada vez más de los sabores originales de los alimentos.

* Jara Pérez Jiménez es investigadora del Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos y Nutrición (ICTAN) del CSIC.

Esclerosis múltiple: la enfermedad de las mil caras

Por Mar Gulis (CSIC)

La esclerosis múltiple (EM) es una patología crónica e inflamatoria, con un componente autoinmune, que afecta a 2,5 millones de personas en el mundo y a 700.000 personas en Europa. En España, la incidencia es de 100 casos por 100.000 habitantes, en su mayoría mujeres (3 de cada 4 pacientes). Afecta al sistema nervioso central y aparece generalmente en personas de entre 20 y 40 años, por lo que es la mayor causa de discapacidad no traumática en adultos jóvenes. Entre los múltiples y variados síntomas que provoca se encuentran la pérdida de visión, ciertos problemas en el habla, alteraciones motoras, falta de coordinación muscular, sensación de hormigueo, alteraciones gastrointestinales o disfunción urinaria y/o sexual. Esto supone un enorme impacto en la calidad de vida de los pacientes, importantes repercusiones sociales y un elevado coste sanitario.

Si quieres saber más sobre esta enfermedad, respondemos a algunas preguntas con el libro La esclerosis múltiple (CSIC-Catarata), firmado por las investigadoras Leyre Mestre y Carmen Guaza, del Instituto Cajal del CSIC.

¿Cuál es la causa de la esclerosis múltiple?

Para comprender la EM, hay que tener en cuenta la variedad de estímulos que llegan y activan las neuronas del cerebro y la médula espinal, y que actúan como control a todas nuestras actividades. En la EM se produce la desmielinización o la pérdida de la mielina de los axones, un proceso que te contamos a continuación.

“En algún momento todos hemos tenido un cable entre las manos y hemos comprobado que está compuesto por un material conductor recubierto de un material aislante. Algo parecido encontramos en el sistema nervioso central”, explican las investigadoras. Las neuronas tienen su axón, una prolongación que conduce el impulso nervioso de una célula a otra, rodeado por la mielina. Esta substancia protege las fibras nerviosas y contribuye a que los mensajes viajen de manera más rápida y fluida. En la EM, “la destrucción de la mielina convierte a los axones en una especie de ‘cables pelados’ que van a transmitir peor la información, o incluso dejarán de transferirla. Dependiendo de dónde se haya producido la desmielinización y su grado, las consecuencias para el sistema nervioso central del paciente serán distintas”, apuntan las científicas. En este sentido, “la diversidad en el grado y en la localización donde se produce la falta de mielina es lo que genera los distintos síntomas. Son dos de las características básicas de la esclerosis múltiple, por eso se denomina la enfermedad de las mil caras”, afirman Mestre y Guaza. Además, en fases iniciales, la percepción de los síntomas puede ser muy leve y suelen pasar desapercibidos, lo que dificulta su diagnóstico. Por tanto, la mielina o, mejor dicho, la desaparición de la misma, es una de las claves de esta patología; aunque a día de hoy aún se desconoce la causa de la pérdida de esta substancia.

¿Cómo evoluciona la enfermedad?

La heterogeneidad que caracteriza a la EM también puede verse en que presenta hasta tres fases diferentes. La primera y más frecuente es la denominada remitente recurrente. Supone un 85-90% de los casos y se manifiesta en brotes temporales de deficiencias neurológicas, que remiten al poco tiempo totalmente, aunque a veces dejan secuelas de discapacidad en los pacientes.

La siguiente forma (remitente progresiva) puede aparecer entre 8 y 20 años después de la manifestación del primer brote, y puede desencadenarse tras un brote temporal. En esta fase, explican las investigadoras, “se produce una acumulación de discapacidad neurológica progresiva, sin que haya brotes”. Por último, hay otra variedad clínica, la primaria progresiva, que afecta a un 10-15% de los pacientes. En este caso, desde el principio de la enfermedad aparece discapacidad neurológica y se produce un empeoramiento gradual desde los primeros síntomas.

¿Cómo puede diagnosticarse la enfermedad?

Mestre y Guaza explican que los avances tecnológicos y metodológicos han ayudado mucho al diagnóstico. Un ejemplo es el desarrollo de la resonancia magnética, que ha facilitado la detección de lesiones desmielinizantes. Además, se han incluido en los criterios diagnósticos elementos radiológicos y de análisis de líquido cefalorraquídeo, que protege la parte interna del cerebro. De esta forma, se consigue una mayor especificidad y un diagnóstico y tratamiento más temprano. Sin embargo, las investigadoras inciden en la necesidad de evaluar la actividad y la progresión de la enfermedad. La progresión de la EM se define “como el empeoramiento de más de un punto en la escala de discapacidad neurológica de Kurtzke que se mantiene durante al menos seis meses”, apuntan.

En la EM se produce la pérdida de la mielina de los axones / Freepik

¿Su origen es genético o ambiental?

Un posible origen de la enfermedad podría estar en el resultado de mutaciones genéticas en la población escandinava durante el primer milenio que, posteriormente, se expandieron por las migraciones de la descendencia y las invasiones vikingas. Esta teoría, no demostrada de forma concluyente, explicaría la mayor prevalencia de la EM en países poblados por descendientes escandinavos (Islandia, Reino Unido, Canadá, Australia y Nueva Zelanda).

Al margen de esta hipótesis, sí es posible afirmar que la EM no es una enfermedad hereditaria, aunque existe evidencia científica de que, al comparar a los pacientes con personas sanas, presentan diferencias en genes relacionados con los mecanismos reguladores de la respuesta inmune, entre otros. La genética es por tanto un factor relevante pero no suficiente para explicar la causa de la enfermedad, ya que también entran en juego factores ambientales.

Las investigadoras señalan algunos de estos factores, como el déficit de vitamina D. Diferentes estudios han demostrado que individuos con niveles altos de esta vitamina disminuían el riesgo de desarrollar EM. La obtención de vitamina D está relacionada con la exposición a la luz solar, por lo que esta circunstancia podría determinar la distribución irregular de la enfermedad según la zona geográfica, ya que es más común en latitudes altas y muy escasa en regiones cercanas al trópico.

Otros factores de riesgo, como el consumo de tabaco o los procesos infecciosos, pueden afectar al desarrollo y evolución de la patología, así como la obesidad en edades tempranas y la ingesta de sal. También la microbiota intestinal ha cobrado protagonismo en los últimos años en este sentido: al ser clave en el entrenamiento del sistema inmunitario para discriminar lo propio de lo extraño, puede influir en el desarrollo de una patología autoinmune como esta.

¿Se puede curar?

Las autoras señalan que, por el momento, no existe una cura definitiva, aunque son optimistas, ya que en los últimos años han surgido “nuevos tratamientos farmacológicos modificadores de la enfermedad que han logrado reducir la frecuencia e intensidad de los brotes, prevenir la aparición de nuevas lesiones o retrasar y disminuir la discapacidad contraída”.

Un total de 15 compuestos, aprobados por la Agencia Europea del Medicamento, han demostrado su eficacia, pero “hay que tener siempre en cuenta el beneficio/riesgo para cada persona, así como la influencia del tratamiento en la vida cotidiana del paciente”, precisan. Como complemento a la terapia farmacológica, proponen la fisioterapia, el ejercicio físico, el acompañamiento psicológico o una correcta alimentación para la mejora funcional de las actividades desarrolladas por los pacientes y de su estado de ánimo.

A pesar de la investigación desarrollada en torno a la EM desde su descubrimiento en el siglo XIX, este ámbito de estudio aún presenta muchos interrogantes. Para mejorar el tratamiento y calidad de vida de los pacientes en el futuro serán claves el diagnóstico temprano, asociado a tecnologías como la genómica y al manejo del big data, y la medicina regenerativa con terapia celular.

 

* Leyre Mestre y Carmen Guaza son investigadoras del CSIC en el Instituto Cajal y autoras de La esclerosis múltiple, de la colección de divulgación ¿Qué sabemos de?, disponible en la Editorial CSIC y Los Libros de la Catarata.

Células estrelladas: ‘agentes dobles’ en el hígado

Por Raquel Benítez Ruiz (CSIC)

¿Qué es una célula estrellada? ¿Cómo nos ayuda a mantener la salud del hígado? Y, sobre todo, ¿por qué a veces se desata y provoca más daño del que intenta reparar? Raquel Benítez Ruiz, investigadora del CSIC en el Instituto de Parasitología y Biomedicina ‘López Neyra’, nos lo cuenta en el vídeo y el relato que os presentamos a continuación. El audiovisual ganó la última edición del certamen ‘Yo Investigo. Yo Soy CSIC’, en la que participaron cerca de 100 investigadores e investigadoras predoctorales del CSIC. Si quieres descubrir el importante papel que las células estrelladas juegan en nuestro organismo, no te los pierdas.

UNA NOCHE CON LA CÉLULA ESTRELLADA

Ahí estaba yo, haciendo tiempo leyendo algunos artículos cuando de repente, aparecida de la nada, ahí estaba ella también. Como si de una película del agente 007 se tratase, me encontraba frente a una espía. Aunque de esta espía no había películas en la gran pantalla, sólo fotografías y más bien de tamaño reducido, muy reducido.

–Sí, sí, sí. Sé lo que estás pensando, que todos estos días de confinamiento te han vuelto loca. Y, la verdad, no te culpo, es una suposición bastante razonable.

La célula me hablaba a mí y os juro que, por más que me pellizqué, no despertaba de lo que yo pensaba que era una alucinación hiperrealista.

–Bueno, empecemos. Me llamo Estrellada, Célula Estrellada –me dijo mientras se acomodaba.

–¿Perdón? –Evidentemente yo seguía sin salir de mi asombro.

–Sí, mira, dejémonos de tonterías. La cosa es así, nos hemos cansado de que nuestro trabajo se lo atribuyan a otros y de que la gente aún no entienda quiénes somos o lo que hacemos. Así que he decidido darnos a conocer en profundidad y para la exclusiva te hemos elegido a ti, enhorabuena.

–¿Nos? –De normal suelo ser más locuaz, os lo aseguro.

–Nos, sí, las células implicadas en estas misiones. Hoy estamos algo lentas, ¿eh? –De verdad, a esta célula sólo le faltaba tener un cigarro para agarrarlo con sus ramificaciones a modo de manos y cruzar las ‘piernas’ para ser la viva imagen de esos individuos de peli policiaca antigua que tan seguros de sí mismos parecen en los interrogatorios.

–Pues sí, discúlpeme señora… Estrellada. Pero no todas las noches me encuentro con una célula en mi salón hablándome –dije empezando a recobrar algo de capacidad verbal.

–Bueno, pues va siendo hora de recuperarse de la sorpresa, que mi tiempo es muy importante y no estoy para tonterías. Mis compañeras ya me estarán echando en falta en el hígado.

–Entonces, ¿qué quiere que haga? –le pregunté.

–Creo que va a ser más rápido si yo hablo y tú apuntas, porque como tenga que esperar a que me hagas una entrevista con esa labia que tienes ahora, lo llevamos claro…

Decidí dejarme llevar por el momento y ya cuando despertase, si lo recordaba, me echaría unas risas con el sueño que aún creía estar teniendo. Aparté lo que tenía en la mesa, cogí un bolígrafo y empecé a anotar todo lo que empezó a contarme:

“Mi primera aparición pública se remonta al siglo XIX cuando fui descubierta por un famoso investigador llamado Kupffer. El caso es que, como es normal debido a mi importante labor, desde aquel momento el dosier que tienen sobre mí las agencias de espionaje ha ido engordando. Me han llamado de muchas formas, célula rica en vitamina A, célula Ito, lipocito, célula perisinusoidal, hasta célula almacén de grasa… Y sí, bueno, soy todo eso, pero me identifico más como Célula Estrellada hepática.”

La verdad, mirándola detenidamente tenía sentido. Mi interlocutora poseía una serie de elongaciones que partían de su cuerpo central y que le permitían tantear todo lo que tenía alrededor, recordando así a la figura estrellada que le daba nombre.

“Soy una agente de tipo fibroblasto y las misiones que mejor domino son las de fibrosis hepática.”

–Entiendo que entonces trabajas en el hígado, ¿no?, por lo de ‘hepática’ me refiero –le interrumpí.

–Correcto. Se me puede encontrar en una zona que se llama Espacio de Disse. Es una zona pequeñita dentro del hígado que está entre los hepatocitos y los sinusoides por los que discurre la sangre. Y cuando digo pequeñita evidentemente es a vuestra escala, para mí es todo un mundo. –El orgullo al hablar de su hogar se reflejaba claramente en su citoplasma. –El tema es que ahí yo me puedo enterar de todo y, si me dan el chivatazo de que algo está pasando, entro en acción.

–Espera un momento, antes me pareció escucharte mencionar a unas compañeras, ¿eso es que sueles tener colaboradores en tus misiones?

–Sí, muy bien, y eso que parecía que no estabas atenta. En mis misiones no estoy sola, cuento con la ayuda de otros agentes, mis compañeras celulares, los hepatocitos, los macrófagos, los linfocitos, las células endoteliales… Todas tenemos nuestro propio objetivo, pero siempre que es necesario colaboramos entre nosotras. En fin, déjame que continúe con mi historia que el tiempo apremia.

“El caso es que yo siempre me encuentro preparada y lista para actuar. En una situación normal, lo que sería dentro de un hígado sano, estoy en estado quiescente, es decir, tranquila y centrada en el almacenamiento de vitamina A. Sin embargo, si se produce un daño en el tejido hepático, la cosa cambia, me enfado, entro en modo combate y asciendo al rango de Miofibroblasto.”

Observé que cuando hizo mención a esto se empezó a remover en su sitio, no estaba cómoda con lo que ahora me iba a confesar.

“La verdad es que todas en algún momento hemos tenido algún enfado que se nos ha ido de las manos… Y me temo que yo no soy menos. El problema reside en que cuando yo pierdo el control al estar demasiado furiosa pues provoco más daño del que intento reparar y es cuando la fibrosis hepática se desarrolla.”

–Perdona que te vuelva a interrumpir, pero esto de la fibrosis que tanto mencionas, ¿en qué consiste? –Me sonaba el término, pero hasta ese momento no me había parado a pensar en qué era eso realmente.

–A ver, la fibrosis, en condiciones normales, es un proceso de cierre de heridas. Cuando se producen daños en el tejido, en este caso el hígado, por un ataque de enemigos como los maquiavélicos virus, como el de la hepatitis C, o agentes tóxicos, como el abuso de alcohol, o por una inflamación crónica que se infiltra en nuestro territorio, pues yo me activo y diferencio a Miofibroblasto. En este estado lo que hago, entre otras funciones, es generar matriz extracelular para reparar esa herida inicial. El problema viene cuando esto se me va de las manos y genero demasiada. –Se notaba que le afectaba profundamente y no se sentía nada orgullosa de ello. –Lo que provoco entonces es aún más daño el tejido y, si no recupero el control y la fibrosis progresa, se puede llegar a un fallo hepático, lo cual es terrible… Y, por eso mismo era necesario que te contara nuestra historia.

–Entiendo, pero ¿qué puedo hacer yo? –le pregunté.

–Pues lo que puedes hacer es divulgar a los cuatro vientos todo lo que te he contado. Es muy importante que el conocimiento se difunda e inspire tanto a investigadores como tú como a gente ajena a ese mundo. A los primeros, para que entiendan más sobre nuestra existencia y que así puedan encontrar tratamientos para curar los estragos que causo sin querer; y a los segundos, para que sepan lo que sucede en el interior de su propio cuerpo y lo esencial que somos todas y cada una de las células que les componemos.

–Está bien, eso haré –le prometí haciéndome cargo del que ahora era mi cometido.

–De acuerdo, pues ya me marcho. Estaré vigilando que cumplas tu misión igual que yo cumplo la mía. –Y tal cual dijo estas palabras se desvaneció en el aire de la misma sorprendente forma en que había aparecido.

Aún no sé si fue un sueño inducido por el calor de aquella noche o un delirio de mi desmedida imaginación. Pero de lo que sí estoy segura es de dos cosas, que por fin pude entender eso de la fibrosis hepática y que ya nunca olvidaría la noche en que conocí a aquella célula, la Célula Estrellada.

 

Enfermedades raras: cuando lo excepcional se subestima

Por Francesc Palau (Hospital Sant Joan de Déu) y Mar Gulis (CSIC)*

Acondroplasia, uveítis, esclerodermia, síndrome de Prader-Willi, fenilcetonuria, ataxia de Friedreich…¿Reconoces algún término? ¿Sabes de qué se trata? Son nombres de enfermedades poco comunes, por lo que tal vez tengas la suerte de que no te suene ninguna. ¿Y si te decimos que a esta pequeña lista de patologías se podrían añadir otras 6.165 y que todas se conocen como “enfermedades raras”? A pesar de denominarse así, este conjunto de trastornos es muy numeroso y afecta a una población nada desdeñable. En la Unión Europea, con aproximadamente 446 millones de habitantes, el número de pacientes afectados por ellos se calcula en unos 26 millones. Estudios recientes realizados por la Genetic Alliance en Reino Unido confirman que una de cada diecisiete personas puede estar afectada por una enfermedad rara en algún momento de su vida.

Cuando oímos golpes de cascos, solemos pensar en caballos, pero podrían ser cebras. Lo común, frente a lo raro

El contraste entre los datos epidemiológicos de la población afectada y la elevada diversidad y heterogeneidad de estas patologías, muchas reconocidas a lo largo de los siglos XIX y XX y otras descritas hace poco tiempo o muy recientemente, nos pone ante la paradoja de la rareza: las enfermedades son raras, pero los pacientes que las padecen son muchos. Además, cuando se trata de este tipo de patologías, sus tasas de incidencia son bajas, pero su impacto colectivo en las poblaciones y los sistemas de salud es enorme, algo que a menudo se subestima.

Pero, ¿cuáles son las características que cumple una enfermedad para definirla como rara? La Unión Europea establece que un trastorno o condición de salud se puede etiquetar como enfermedad rara si el número de personas afectadas es menor de una entre dos mil, es decir, en términos epidemiológicos tiene una prevalencia de menos de cinco afectados por cada diez mil habitantes. En Estados Unidos, la Rare Diseases Act de 2002 afirma que “enfermedades raras son aquellas que afectan a poblaciones pequeñas de pacientes, concretamente a poblaciones menores de 200.000 individuos”. Algunas enfermedades raras son relativamente frecuentes y más conocidas por todos y todas, como ocurre con la fibrosis quística o la distrofia muscular de Duchenne, pero muchas de ellas son infrecuentes, con menos de una persona afectada por cada cien mil, y se conocen como ultra-raras.

Un difícil diagnóstico y tratamiento

Según el Estudio sobre la situación de Necesidades Sociosanitarias de personas con Enfermedades Raras en España (Estudio ENSERio)un paciente con una enfermedad rara espera una media de cuatro años hasta obtener un diagnóstico, aunque en el 20% de los casos transcurren diez o más años hasta lograr el adecuado.

Por otro lado, la complejidad de estas enfermedades y su ‘escasa’ frecuencia hacen que el tratamiento sea complicado, en parte debido  a que la industria farmacéutica tiene un interés menor en desarrollar y comercializar productos destinados a un pequeño número de pacientes. Los medicamentos que finalmente terminan saliendo al mercado se denominan medicamentos huérfanos.

La Agencia Europea del medicamento (EMA) mantiene información actualizada anualmente sobre la realidad de los medicamentos huérfanos en Europa y en el portal de Orphanet- España se puede consultar la lista completa. Aunque esta lista va en aumento, en la actualidad hay un 90% de enfermedades raras sin tratamiento.

El Estudio ENSERio destaca que el 47% de pacientes recibe un tratamiento que considera inadecuado o que no es el que necesita, solo el 15% utiliza medicamentos huérfanos y el 51% de las familias tiene dificultades para acceder a estos medicamentos.

La investigación en los ámbitos fisiopatológico, diagnóstico y terapéutico, así como el compromiso de financiación, tanto pública como privada, resultan fundamentales para resolver la situación. Se requieren ideas innovadoras e impulsar el desarrollo de consorcios público-privados, con participación del ámbito académico y de la industria y la implicación de los pacientes. Tampoco hay que olvidar la importante labor que realizan las asociaciones de pacientes y las fundaciones sin ánimo de lucro, incluso la aportación más reciente que tienen los ensayos clínicos financiados directamente por los propios pacientes.

Está claro que se requiere un gran esfuerzo médico, sanitario, científico, social y político para poder mejorar el diagnóstico y el tratamiento de cada una de las enfermedades raras, así como la calidad de vida y curación de los afectados. También es importante ser capaces de planificar para prevenirlas y lograr la incorporación social del individuo como persona plena, adaptada al entorno e integrada en la sociedad. Que su “rareza” no nos haga subestimarlas.

 

* Francesc Palau dirige el Servicio de Medicina Genética y el Instituto Pediátrico de Enfermedades Raras del Hospital Sant Joan de Déu y un grupo de investigación del CIBER de Enfermedades Raras (CIBERER). Es autor del libro Enfermedades raras, de la colección de divulgación ¿Qué sabemos de?, disponible en la Editorial CSIC y Los Libros de la Catarata.