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El Nobel de Medicina, al hallazgo sobre cómo el sistema nervioso percibe la temperatura

· Los descubrimientos de David Julius y Ardem Patapoutian serán útiles para la investigación de muchos tratamientos, sobre todo para el dolor crónico

París. El Premio Nobel de Medicina fue otorgado este lunes al estadunidense David Julius y a su connacional de origen libanés y armenio Ardem Patapoutian por sus hallazgos sobre cómo percibe el sistema nervioso la temperatura.

Sus descubrimientos revolucionarios nos han permitido comprender cómo el calor, el frío y la fuerza mecánica pueden desencadenar impulsos nerviosos que nos permiten percibir y adaptarnos al mundo, informó el jurado del Nobel en Estocolmo.

David Julius, de 65 años, profesor de la Universidad de California, en San Francisco, usó capsaicina (o capsicina), compuesto activo de los pimientos picantes que causa una sensación de ardor, para identificar un sensor en las terminaciones nerviosas de la piel que responde al calor.

Ardem Patapoutian, profesor de Scripps Research en California nacido en 1967 en Beirut, utilizó células sensibles a la presión para descubrir un nuevo tipo de sensores que responden a estímulos mecánicos en la piel y los órganos internos.

En ciencia, a menudo damos por hecho cosas que son muy interesantes, afirmó el más joven de los dos laureados a la Fundación Nobel.

Sabíamos que (esos sensores) existían, que hacían algo muy diferente a la mayor parte de las otras células que se comunican entre sí químicamente. Sin embargo, la respuesta era difícil de dar, apuntó Patapoutian.

Su trabajo es útil para la investigación de muchos tratamientos, sobre todo para el dolor crónico.

Ambos son investigadores increíbles que han abierto las puertas de las sensaciones de forma totalmente única, alabó Thomas Perlmann, director del Comité Nobel de Medicina.

Como todavía era de noche en la costa oeste de Estados Unidos, la Fundación Nobel tuvo dificultades para contactar con los galardonados, explicó. Hablamos con ellos por teléfono en el último minuto, primero conseguimos el número de teléfono de uno de los padres y de una cuñada.

El anuncio acabó con los pronósticos de los expertos, aunque David Julius figura desde 2014 en la larga lista de científicos aspirantes al Nobel del organismo Clarivate. En 2019 ganó el premio Breakthrough, dotado con 3 millones de dólares y creado por los fundadores de Google y Facebook.

Nunca te esperas que estas cosas pasen (…) Pensé que era una broma, declaró a la radio pública sueca.

Para el premio de este año los expertos apostaban por las vacunas de ARN mensajero, la adhesión celular, la epigenética, la resistencia a los antibióticos y los nuevos tratamientos en reumatología.

El calor de una taza de café, la caricia de un tejido en la piel… Explicar estas sensaciones tan corrientes como enigmáticas era el principal objetivo de Julius, según afirmó en una entrevista en 2020 para la revista BrainFacts.

Usa pimiento picante

El estadunidense determinó con sus investigaciones los mecanismos por los que un pimiento picante nos da una sensación de calor, descubrimiento que va más allá de lo gastronómico, ya que explica cómo percibimos las temperaturas.

Aunque ya se sabía desde hacía décadas el papel que tienen las células nerviosas en la percepción de la temperatura y en el sentido del tacto, todavía se ignoraba cómo las células localizaban esas sensaciones y las transmitían al cerebro.

Según destacó el comité del Nobel en un comunicado, las investigaciones de Julius y de Patapoutian permiten responder a la gran pregunta de cómo se convierten en impulsos eléctricos los estímulos mecánicos y de temperatura, a través de nuestro sistema nervioso.

En comparación, el funcionamiento de las células nerviosas respecto de la vista o el olfato estaba mucho más avanzado. El tacto seguía siendo un misterio.

A partir de la capsaicina, Julius descubrió una de las principales moléculas de las terminaciones nerviosas que se activan con el calor.

Este hallazgo, que data de 1997 permite comprender mejor cómo sentimos las temperaturas. Pero todavía quedaba por explicar el tacto, o mejor dicho, la sensación mecánica por la que percibimos, por ejemplo, una presión sobre la piel.

Esa es la principal aportación de su colega Patapoutian, que ya había trabajado en la percepción de la temperatura. En 2010, su equipo aisló por primera vez dos moléculas que tenían un papel en la percepción de los estímulos mecánicos.

Para encontrarlos, tuvieron que llevar a cabo un trabajo de hormigas. Durante casi un año los investigadores observaron células de ratones a los que les iban retirando un día una proteína, otro día, otra, e iban ejerciendo presión física sobre la célula, que respondía con descargas eléctricas.

Hasta el día en que una de las células no respondió debido a la proteína que faltaba y el gen que codifica su producción en la célula.

Los investigadores la bautizaron como proteína piezo, que en griego quiere decir presión, y pronto descubrieron una molécula hermana, piezo 2, con un papel muy importante en el tacto.

Si bien las investigaciones de Julius hicieron avanzar los conocimientos en la percepción de la temperatura, el “descubrimiento de los genes piezo fue una bomba en el campo de los mecanorreceptores, explicó a Afp el francés Bertrand Coste, quien trabajó en este hallazgo con Patapoutian.

Es la primera vez que identificamos estos genes y para los investigadores es crucial: cuando conoces el gen, puedes desarrollar herramientas que nos permitirán conocer mejor el tacto, aseguró.

Quedan muchas preguntas respecto de estas proteínas. No sabemos exactamente cómo interactúan en la transmisión, aun cuando su compleja estructura se conoce en detalle y puede ayudar a entender su funcionamiento preciso.

No obstante, estos descubrimientos tienen un interés concreto ya que abren la vía a tratamientos para ciertas patologías, por ejemplo, enfermedades raras en las que el paciente no percibe sus propios miembros.

El interés terapéutico será, sin embargo, mayor si se logra desentrañar este funcionamiento en la sensación de dolor.

La próxima etapa está clara: identificar los canales (…) que permiten la detección de los estimulantes mecánicos que provocan el dolor, considera Coste, quien trabaja en este tipo de investigaciones.

Identificar esas proteínas tendría potenciales terapéuticos increíbles (…) en los dolores crónicos o inflamatorios, concluyó.

Un paso más hacia la implantación de los aviones eléctricos

La NASA, la agencia espacial estadounidense que también se ocupa de la aeronáutica, lleva tiempo trabajando en investigaciones y desarrollos técnicos para poner a punto la base tecnológica que permita hacer una transición hacia los aviones eléctricos para muchos de los casos en los que hoy se emplean aviones contaminantes.

La NASA ha seleccionado a dos empresas estadounidenses para que trabajen en su proyecto EPFD (Electric Powertrain Flight Demonstration), cuya meta es poner a punto las tecnologías que permitan fabricar aeronaves con motores eléctricos para aplicaciones en las que hoy se usan aeronaves con motores de combustión contaminantes.

El objetivo es comenzar a introducir estas nuevas tecnologías en flotas de aviones no más tarde del año 2035. La primera aplicación estaría en vuelos comerciales regionales y de corto alcance, con velocidades por debajo de la barrera del sonido (menos de Mach 1).

Las dos empresas contratadas por la NASA son MagniX USA Inc. y GE Aviation, esta última dependiente de General Electric.

A lo largo de cinco años, las empresas seleccionadas realizarán demostraciones en tierra y en vuelo de sus tecnologías de propulsión aérea con motor eléctrico aplicables al transporte aéreo comercial.

Estas empresas colaborarán además con otros proyectos de la NASA sobre tecnologías de este tipo, incluyendo sistemas del orden del megavatio.

Bolivia celebra felicitación de ente internacional de energía atómica

La Paz, 3 oct (Prensa Latina) El presidente boliviano, Luis Arce, exaltó el reconocimiento del Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) por la calidad constructiva de una entidad nacional sobre medicina nuclear, publicó hoy un medio local.

Expertos de la OIEA felicitaron al país por las obras del Centro de Investigación de Tecnología Nuclear (Citdn) de El Alto, que pondrá la tecnología al servicio de la salud, destacó el mandatario, citado por la Agencia Boliviana de Información.

La Agencia Boliviana de Energía Nuclear (ABEN) informó que especialistas del organismo global inspeccionaron y evaluaron positivamente la documentación, el diseño y las instalaciones del Citdn, que, añadió Arce, beneficiará al pueblo y a la economía.

Los especialistas David Ek, de Estados Unidos, y Muhammad Waseem, de Pakistán, elogiaron también la labor del personal técnico y la modernidad del proyecto, ubicado en la zona de Parcopata en el Distrito número 8 de la ciudad de El Alto.

‘Les deseo la mejor de las suertes, las instalaciones son espléndidas, se nota que el equipamiento es de alta tecnología y debería beneficiar al país’, expresó el estadounidense Ek.

De acuerdo con el especialista, el personal del Citdn ‘realiza un trabajo serio y lo hace de la mejor manera’.

El pakistaní Waseem, por su parte, destacó que el Citdn ‘será un gran hito en el progreso del país’ y su personal ‘deberá sentirse orgulloso cuando ya esté totalmente operativo’.

Por su parte, la directora general ejecutiva de la ABEN, Hortensia Jiménez, encomió el acompañamiento y el seguimiento científico y tecnológico de la OIEA a todas las actividades de implementación del proyecto.

La directiva celebró también esa presencia en los centros locales de medicina nuclear y radioterapia y el alcance de las inspecciones y evaluaciones para garantizar la calidad de las operaciones, en cumplimiento de normas internacionales.

Las dependencias tecnológicas del Centro investigativo nuclear boliviano chequeadas por el ente internacional fueron el Complejo Ciclotrón Radiofarmacia Preclínica, el Centro Multipropósito de Irradiación y el Reactor Nuclear de Investigación.

La OIEA presta asistencia a Estados miembros como Bolivia en áreas como la seguridad, y la implementación fiable para la operación segura de las instalaciones nucleares o de fuentes radiactivas para fines pacíficos.

Crean una sinapsis artificial en un cerebro vivo

Utilizando neuropéptidos de una hidra, unos investigadores han generado una sinapsis artificial que ha “recableado” un circuito de comportamiento en un gusano de la especie C. elegans.

Los neuropéptidos modulan la actividad de los neurotransmisores para aumentar o disminuir la fuerza de los impulsos entre las neuronas.

Este logro es obra de un equipo que incluye, entre otros, a Josh D. Hawk, del Laboratorio de Biología Marina de Woods Hole, y Daniel Colón-Ramos, de la Universidad Yale, ambas instituciones en Estados Unidos.

HySyn es un sistema diseñado para reconectar sintéticamente circuitos neuronales utilizando neuropéptidos de hidra, un pequeño organismo de agua dulce.

Utilizando este nuevo sistema, se ha conseguido crear por vez primera líneas genéticas de C. elegans mutantes que expresan neuropéptidos de cerebro de hidra, creando una sinapsis artificial que reconecta un circuito de comportamiento en el gusano. Dado que ninguna de las otras sinapsis del cerebro, aparte de las dotadas del receptor y el neuropéptido de la hidra, pudo captar la “orden” transmitida por este canal, el cumplimiento de dicha orden fue una demostración clara del buen funcionamiento de la sinapsis artificial.

Los investigadores utilizaron una línea mutante de C. elegans a la que le faltaba la conexión neuronal que controla un comportamiento específico: el de dejar de buscar comida al sentir saciedad por haber comido lo suficiente.

Tomando los genes que codifican un neuropéptido y su receptor en la hidra y poniéndolos en el gusano C. elegans, los investigadores pudieron restaurar el circuito neuronal que controla este comportamiento.

Crearon dos líneas genéticas distintas: una que contenía el neuropéptido y otra que contenía el receptor. La descendencia de una pareja integrada por un miembro de cada línea contenía la vía neural del péptido completa.

Hawk y sus colegas exponen los detalles técnicos de su logro en la revista académica Nature Communications, bajo el título “A genetically encoded tool for reconstituting synthetic modulatory neurotransmission and reconnect neural circuits in vivo”. (Fuente: NCYT de Amazings)

Diseñan nuevos materiales de hormigón ultrarresistentes y autorreparables

Una nueva gama de materiales de hormigón ultrarresistentes y autorreparables promete revolucionar diversos aspectos del sector de la construcción. En situaciones de fisuración y en comparación con el hormigón convencional de alto rendimiento, los nuevos materiales de hormigón llegan a tener un 30 por ciento más de durabilidad. En el caso de que haya una fisura, este nuevo tipo de hormigón es capaz de repararse automáticamente gracias a la aplicación de técnicas de autosanado.

Este avance es obra de un equipo de la Universitat Politècnica de València (UPV) en España y el Politécnico de Milán en Italia, en el marco del proyecto europeo ReSHEALience.

“Estas propiedades son posibles gracias fundamentalmente al diseño de la mezcla y al uso de componentes como aditivos cristalinos, nanofibras de alúmina y nanocristales de celulosa, que son capaces de mejorar la capacidad del material para repararse a sí mismo”, apunta Pedro Serna, investigador del Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón (ICITECH) de la Universitat Politècnica de València.

Otra de las ventajas de estos nuevos materiales cementosos es la reducción de los trabajos de mantenimiento tanto ordinarios como extraordinarios, pudiendo superar los límites habituales (50 años) de los códigos de diseño actuales. Y entre sus aplicaciones, son especialmente aptos para infraestructuras sometidas a ambientes extremadamente agresivos como, por ejemplo, las construcciones marítimas o cercanas a la costa, así como las plantas de energía geotérmica.

“En este proyecto estamos demostrando cómo la durabilidad de los materiales cementosos se convierte en una característica que se puede diseñar mediante la sinergia entre la composición del material y la concepción estructural. Hemos diseñado y estamos probando nuevos compuestos cementosos con capacidad de autorreparación estructural en la fase de fisuración, que es el estado de habitual al que se enfrenta una estructura de hormigón armado”, apunta Marta Roig Flores, investigadora del ICITECH.

En la fase de validación, los compuestos cementosos de resistencia ultraelevada desarrollados en el proyecto se han utilizado para construir seis estructuras piloto a gran escala que se están analizando actualmente en condiciones reales de funcionamiento estructural. Dos de ellas están en la Comunidad Valenciana (un flotador pensado para torres eólicas flotantes, construido en colaboración con Rover Maritime y la UPV, que está instalado en el puerto de Sagunto, y una batea para mejillones instalada en el puerto de Valencia por la empresa valenciana RDC), otras dos en Italia, una en Irlanda y otra en Malta.

Estas estructuras están monitoreadas constantemente con tecnología de la UPV, en concreto, mediante una extensa red de sensores supervisada por un equipo del Instituto IDM, que permite verificar el rendimiento a lo largo del tiempo. Se trata de un sistema sensor autónomo con una configuración de tipo lengua electrónica que aporta información en tiempo real, y de forma continua, sobre la durabilidad de la estructura. Además, ayuda a conocer el riesgo de corrosión y la presencia de agentes agresivos que pueden afectar a las estructuras.

“Estos datos permiten a los técnicos verificar el buen estado de las estructuras, o en su caso adoptar las medidas necesarias para evitar que el daño se agrave, utilizando para ello el método de protección o reparación más adecuado, económico y con menos afección sobre el funcionamiento de la estructura”, explica Juan Soto, investigador del Instituto IDM en la Universitat Politècnica de València.

El proyecto, que arrancó en 2018, concluirá en marzo de 2022, si bien ya es posible afirmar que el consorcio ReSHEALience ha logrado el objetivo de probar el concepto de hormigón de ultraalta durabilidad (UHDC en su acepción inglesa).

Junto al Politécnico de Milán (coordinador) y la UPV, el consorcio involucró a 13 socios más tres terceros (seis universidades e institutos de investigación y diez socios industriales) de siete países (Italia, España, Alemania, Irlanda, Grecia, Malta e Israel). (Fuente: UPV)

Aplazado lanzamiento de satélite vietnamita

Hanoi, 1 oct (Prensa Latina) El lanzamiento del micro-satélite vietnamita NanoDragon, programado para hoy, fue pospuesto para una fecha aún por decidir, anunció la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA), encargada de la operación.

Aunque la entidad no precisó la causa de la posposición, al parecer hubo problemas técnicos con el cohete portador Epsilon, de su propiedad y que también debía llevar al espacio a ocho satélites nipones.

El director general del Centro Espacial de Vietnam (VNSC), Pham Anh Tuan, quien presenciaba el evento en línea, dijo que la operación fue abortada aproximadamente un minuto después del despegue del aparato madre y que JAXA lo aterrizó para verificar el sistema.

De 10 por 10 por 34 centímetros y casi cuatro kilogramos de peso, el NanoDragon operará en una órbita Sol-síncrona a unos 560 kilómetros de altura. Su misión principal consistirá en ubicar embarcaciones en alta mar mediante un sistema similar al conocido GPS.

El proceso de investigación, diseño y fabricación del micro-satélite fue cumplido íntegramente en Vietnam por personal del VNSC. La revisión estuvo a cargo de JAXA, que también convino en lanzarlo desde su polígono en la sureña prefectura de Kagoshima.

Los científicos vietnamitas trabajan en dos satélites de mayor tamaño, el LOTUSat-1 y el LOTUSat-2, cuyas misiones consistirán en brindar datos para mejorar la eficiencia del manejo de los recursos naturales y mitigar los daños causados tifones y otros desastres naturales.