¿VACUNA CONTRA EL CÁNCER?

El origen de esta entrada está en un debate que tuvimos en clase de 1º de Bachillerato el curso pasado. En él hice una afirmación lapidaria: “No puede existir una VACUNA CONTRA EL CÁNCER, así, con mayúsculas”, y prometí explicarla más adelante. Con bastante retraso, intentaré aclarar, justificar y matizar tan categórica afirmación.
Comencemos por las matizaciones. Por supuesto, como toda frase lapidaria, ésta no debe tomarse al pie de la letra, y así lo advertí en su momento. En primer lugar, porque sí hay vacunas contra algunos tipos de cáncer. El caso más publicitado quizá sea el de la vacuna contra el virus del papiloma, vacuna que indirectamente protege contra el cáncer de cuello de útero. Pero, desde el punto de vista científico, ésta no es más que una excepción (muy importante, eso sí, para quienes pueden padecerlo), pues son pocos los cánceres de origen vírico. Y, lo que es más importante, de la inmunización, no siempre exitosa, contra este virus a la creación de “una vacuna” que prevenga todo proceso canceroso media, por desgracia, una enorme distancia.
También podría pensarse que el sentido de la dichosa frasecita hace referencia al concepto tradicional de vacuna, como preparado que inmuniza frente a antígenos exógenos. Éstos son habitualmente moléculas situadas en las envueltas exteriores de todo tipo de microorganismos: bacterias, hongos, protozoos, virus… En realidad, una supuesta vacuna contra el cáncer inmunizaría contra antígenos situados en la membrana plasmática de las propias células tumorales del paciente… antes de que éstas aparecieran. Para que tal vacuna funcionara, sería requisito fundamental que se conociera previamente alguna molécula que, producida exclusivamente por los genes que se activan en las células tumorales, se dispusiera en la cara externa de la membrana plasmática, como hacen los antígenos de, por ejemplo, una bacteria o un virus. Entonces se podría intentar estimular a nuestro sistema inmune a que fabricara anticuerpos contra estos antígenos, como sucede en cualquier proceso de vacunación, con la única diferencia de que, en esta ocasión, la “diana” (el antígeno a bloquear) procede del interior de nuestro propio organismo.
El problema principal de esta estrategia de investigación es que no existe tal “diana” (al menos, no se conoce por ahora), sino que existen muchas distintas. La mayoría son específicas de cada clase de tumor, de cada tipo de crecimiento tumoral e incluso de individuos. Dicho de otro modo, el problema de una posible “vacuna contra el cáncer” es que no existe “el cáncer”, sino multitud de cánceres, cada uno con sus propios antígenos tumorales, que es como llaman los especialistas a estas moléculas específicas de cada tumor, y a veces algunas de ellas son diferentes incluso de un individuo a otro. Hay que decir, sin embargo, que todos los tumores malignos tienen algunos rasgos comunes: reproducción incontrolada de sus células, metástasis, etc.
En términos más técnicos diríamos que cada enfermo (incluso cada tumor en un mismo enfermo) tiene un perfil oncogenético distinto, es decir, un conjunto diferente de genes que se activan e inactivan en sus células tumorales, y que da lugar a una batería de antígenos distinta. Esto hace muy difícil que un único tratamiento pueda inmunizar contra cualquier crecimiento tumoral, como debería hacer una “vacuna contra el cáncer”.
Sin embargo, la situación no es, ni mucho menos, tan negativa como parece deducirse de lo anterior. Una prueba de que se han producido y se producen grandes avances la podéis encontrar leyendo un artículo aparecido en Investigación y Ciencia en Agosto de esta año. En él se describe el descubrimiento, en los últimos años, de muchos genes cuya función alterada origina el comportamiento agresivo de las células tumorales en el cáncer de mama. Aunque faltan aún muchos por descubrir, llama la atención el hallazgo, este mismo año, de un gen (SATB1) que regula la acción de más de mil (sí, he dicho mil) genes implicados en las metástasis del cáncer de mama. La proteína producida por este gen podría ser una excelente diana para medicamentos, y en esta dirección se está investigando.
En definitiva, una - y sólo una – de las estrategias más prometedoras en la lucha contra esta enfermedad consistiría en elaborar el perfil genético de cada persona y atacar, mediante distintos tipos de fármacos, los productos de aquellos genes que tienen una conducta anómala en ese caso específico (persona – tumor) o incluso anticiparse a su acción tumoral. Esto último constituiría algo parecido a una “vacuna”, eso sí, contra esa clase específica de tumor.
Estamos aún lejos de saber todo lo necesario para conseguirlo, pero avanzamos, avanzamos,… Sin duda, esta empresa es digna de que los jóvenes investigadores, actuales o futuros, comprometan su talento en ella.

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons.

BÚSQUEDA DE VIDA EN MARTE: RESULTADOS CONTRADICTORIOS / THE SEARCH FOR LIFE ON MARS: CONTRADICTORY RESULTS

Images: photo ESA

"Tenemos agua", declaró hace unos días William Boyton, de la Universidad de Arizona, y uno de los responsables de la parte científica de la misión Phoenix. El agua fue detectada en una muestra de suelo congelado tomada a unos 5 cm de profundidad por el brazo excavador de Phoenix Mars Lander. Éste es uno de los motivos que han impulsado a la NASA a prolongar la vida de la misión durante cinco semanas más, hasta el 30 de Septiembre.

Estos últimos días. el brazo excavador de Phoenix ha emprendido una perforación más profunda, que le llevará a tomar muestras a 18 cm de la superficie, y que podría corroborar la presencia de agua. De confirmarse este hallazgo, ¿significaría que puede haber vida microbiológica en Marte? No necesariamente.

El agua líquida es, junto con la presencia de compuestos de Carbono, requisito básico para la existencia de vida (no entraremos a especular sobre posibles vidas basadas en Silicio u otros elementos). Por tanto, la presencia de agua en Marte nos indica que "uno" de los requisitos básicos se encuentra allí y pudo participar en la formación de seres vivos.

Sin embargo, además de necesitarse también compuestos de Carbono - objeto de búsqueda de la nave europea Exo Mars, cuyo lanzamiento está previsto para 2013 - hay muchos factores físicos y químicos que pueden haber hecho imposible el desarrollo de vida en Marte. Hablaremos sólo de dos de los más conocidos.

Uno sería el viento solar: un flujo continuo de partículas subatómicas que bombardearían la superficie planetaria, impidiendo prácticamente las complejas reacciones de síntesis prebiótica, previas a la formación de las primeras células. En nuestro planeta, el potente campo magnético terrestre impide que el viento solar traspase la atmósfera, excepto, ocasionalmente, en las proximidades del Polo Norte (lo que se manifiesta en las espectaculares auroras boreales). Ignoramos aún si esa situación se dió en Marte durante su historia remota, aunque sí sabemos que en la actualidad prácticamente carece de campo magnético.

El otro es la presencia, fruto de erupciones volcánicas o de reacciones entre los gases de la atmósfera pretérita y los minerales superficiales, de algún compuesto fuertemente oxidante. En este sentido, la misión Phoenix nos depara una mala noticia, aunque no definitiva. Uno de los minilaboratorios a bordo de la sonda (el instrumento MEGA) ha detectado indicios del muy oxidante perclorato. pero el otro minilaboratorio (TEGA) no los ha encontrado. Por otro lado, el perclorato podría proceder de los compuestos producidos en las combustiones que tienen lugar en los reactores del cohete propulsor durante el despegue de la Tierra.

En resumen, y como es habitual en cualquier investigación científica, la exploración de Phoenix proporciona algunas respuestas, pero abre la puerta a nuevas preguntas.

¿DE QUÉ COLOR SON LAS PLANTAS EXTRATERRESTRES? - 2

Una vez vistas las causas físicas del color de algas y plantas en nuestro planeta (¿De qué color son las plantas extraterrestres? - 1), estamos en condiciones de preguntarnos por el color de los organismos fotosintéticos en los planetas extrasolares que alberguen vida y fotosíntesis, esto último muy probable si se da lo primero. ¿Influirán dichos organismos en las características de la atmósfera de esos planetas? Para poder responder a estas preguntas necesitaríamos conocer el espectro de la luz que alcance la superficie del planeta. Veamos algunas posibilidades:
· Si el planeta recibe una radiación semejante, en longitudes de onda e intensidad, a la recibida por la Tierra (su “sol” sería una estrella de tipo F, G o K), el resultado será parecido a lo que podemos observar en nuestro planeta: fotosíntesis oxigénica, pigmentos similares a nuestras clorofilas, ficoeritrinas, etc., posible presencia de colores azules y verdes en su superficie.
· Si, por el contrario, la estrella en torno a la que orbita el planeta es de tipo M (enana roja, la categoría más abundante en nuestra galaxia), la cosa cambia sustancialmente. Estas estrellas emiten menos radiación visible y más infrarrojo cercano. Con cuantos de luz de estas características se puede hacer fotosíntesis oxigénica, pero con un bajo rendimiento. Hacen falta más cuantos de luz infrarroja para romper una molécula de agua.
Resumiendo, una nave que se acercara a un planeta extrasolar en el que se diera la fotosíntesis podría encontrarse una de estas cuatro situaciones posibles:

1.- Vida anaeróbica en el mar. La atmósfera sería rica en metano, pero carente de oxígeno. La estrella madre del sistema sería joven.
2.- Vida aeróbica en el mar. El planeta orbitaría en torno a una estrella longeva. Predominaría la fotosíntesis oxigénica y, consecuentemente, la atmósfera sería rica en oxígeno.
3.- Vida aeróbica en el suelo. Sería la situación que corresponde a nuestro planeta, con plantas verdes creciendo sobre los continentes y una atmósfera rica en oxígeno. La estrella madre sería un estrella madura, como nuestro sol.
4.- Vida anaeróbica en el suelo. Se daría en planetas que orbiten alrededor de estrellas M (enanas rojas) y sobre sus continentes crecerían plantas anaerobias.
En los dos primeros tipos de planetas no se producirían bioseñales pigmentarias, al estar la vida muy dispersa por sus océanos. Por el contrario, en los planetas de los tipos tercero y cuarto, con plantas terrestres, sí se producirían pigmentos detectables a través de un telescopio.
La radiación útil en las estrellas de los tipos F y M estaría en la región visible del espectro, como en nuestro sol. Por tanto, la vegetación de sus correspondientes planetas presentaría pigmentos similares a los de las plantas terrestres, con pequeñas variaciones. En el caso de las estrellas F, éstas emiten muchísimos cuantos de luz azul, de alta energía. Por esta razón, las plantas estarían obligadas a reflejar gran parte de ellos mediante pigmentos antociánicos, que podrían dar a las plantas un color azulado.
Las estrellas M enviarían a sus planetas la mitad de la energía que el Sol hace llegar a la Tierra. Aun siendo suficiente para los organismos fotosintéticos, estos necesitarían captar la totalidad de los cuantos de luz visible y del infrarrojo cercano. En consecuencia, al no reflejarse la luz de estas longitudes de onda, las plantas serían negras.
Pero, estos colores en parte de la superficie del planeta ¿serían detectables a distancia, a través de un telescopio o radiotelescopio? Giovanni Tinetti, del University College de Londres, estima que para ello más del 20% de la superficie del planeta debería estar cubierta por vegetación y libre de nubes. Como, por otra parte, la señal del oxígeno atmosférico es producida principalmente por el plancton, los astrónomos detectarían en el espectro luminoso del planeta la señal del pigmento o la del oxígeno atmosférico, pero no las dos a la vez.
El hallazgo de vida en otros mundos, a través de bioseñales de sus pigmentos fotosintéticos o de gases atmosféricos, está cada vez más próximo. Si seremos o no capaces de interpretar esas bioseñales dependerá no sólo de la “agudeza tecnológica” de nuestros instrumentos de medida, sino también de nuestros conocimientos sobre la fotosíntesis en la Tierra.

FÓSIL DE UN PEZ Y SU CRÍA UNIDOS POR EL CORDÓN UMBILICAL

La mamá más anciana, por ahora, de la Tierra, un pez con una antigüedad estimada de 380 millones de años, ha sido descubierta en la costa noroeste de Australia, todavía con su embrión sujeto por el cordón umbilical. Según informa la revista británica 'Nature', el fósil, , no es sólo el primer embrión fósil hallado con su cordón umbilical, sino también la criatura más antigua en dar a luz.Este tipo de nacimiento, en el que el pez alumbra a un pequeño que ya ha sido formado (vivíparo) y no a un huevo, se asemeja a las prácticas actuales de reproducción de algunas especies como los tiburones y las rayas.
«El hallazgo es claramente uno de los más extraordinarios jamás realizados de un fósil y modifica la comprensión sobre la evolución de los vertebrados», indica John Long, responsable del departamento de Ciencias del Museo australiano Victoria y codescubridor del espécimen.Long y sus compañeros Kate Trinajstic, Gavin Young y Tim Senden se quedaron estupefactos al constatar este proceso de reproducción en un pez tan antiguo, que hizo retroceder a 200 millones de años la primera prueba de reproducción vivípara. «Esto nos demuestra que la reproducción vivípara se produjo al mismo tiempo que la puesta de huevos, y que estos mecanismos evolucionaron a la par, en vez de sucesivamente», nos explica Trinajstic.El descubrimiento del embrión y del cordón umbilical en el fósil ofrece el primer ejemplo de fertilización interna, es decir, de penetración sexual, según el estudio .Este pez , pertenece a un grupo de vertebrados llamados placodermos(con caparazón) , que habitaron los mares en el periodo Devoniano. Hace entre 350 y 420 millones de años, fueron los grandes depredadores, de ahí que se les conozca como los 'dinosaurios del mar'.El fósil hallado en Australia es una criatura extraordinariamente bien conservada, que contiene un embrión único conectado por un cordón calcificado. Su descubrimiento confirma las hipótesis que hacían del viviparismo una estrategia de desarrollo muy antigua en la evolución de los vertebrados.

Ana Maria Macías

¿DE QUÉ COLOR SON LAS PLANTAS EXTRATERRESTRES? - 1

Esta entrada surge como consecuencia de una pequeña charla mantenida en clase de Ecología sobre un artículo de Investigación y Ciencia . Me pareció que despertaba la suficiente curiosidad entre algunos de los alumnos como para que mereciera la pena dedicarle un espacio en el blog. El tema requiere de ciertos conocimientos básicos sobre la radiación ( cuantos, ecuación de Planck, espectros de absorción y emisión, etc.), pero me parece que está al alcance de todos los alumnos del grupo en el que se hace este blog. En cualquier caso, para ellos o para cualquier otro visitante, un comentario pidiendo aclaraciones será respondido con mucho gusto por el autor de esta entrada.

Pero ¿se han descubierto ya plantas en otros planetas? Todavía no, pero ya se han encontrado más de 200 planetas extrasolares (orbitando alrededor de otras estrellas) e incluso se ha detectado vapor de agua en uno de ellos. A medida que se refinan los instrumentos de observación, nos vamos acercando al punto en que podremos detectar señales lumínicas de la vida, especialmente de la fotosíntesis, en otros planetas, especialmente a partir del color de su superficie y del espectro de absorción de los gases de su atmósfera.
¿Qué bioseñales de color produciría la fotosíntesis en otro planeta? Para responder a esta pregunta debemos estudiar primero lo que, a este respecto, sucede en la Tierra.
La radiación solar que llega a la Tierra es una mezcla de radiaciones de muy variadas longitudes de onda. De ellas, las plantas terrestres absorben principalmente radiación azul y, sobre todo, radiación roja, de menor energía que la primera. La radiación verde no es absorbida, sino reflejada por las plantas. De ahí que estas sean de color verde.
La luz azul absorbida por los pigmentos –carotenoides y clorofilas – de las plantas, se transfiere de unas moléculas a otras y va perdiendo energía hasta igualarse con la menor energía de los cuantos de luz roja. Entonces llega al “centro de reacción”: unas moléculas pigmentarias que invierten la energía de los cuantos de luz roja (absorbidos directamente o procedentes de los cuantos de luz azul) en escindir moléculas de agua y comenzar la cascada de reacciones que termina con la síntesis de moléculas orgánicas como la glucosa.
Pero, bajo la superficie del mar, la radiación roja, rápidamente absorbida por el agua, es muy escasa. Esto ha llevado, a lo largo de la evolución, a una estratificación de organismos fotosintéticos en función de las mezclas de pigmentos que contienen. A su vez, los pigmentos predominantes a distintas profundidades están en función de la absorción de los distintos cuantos de luz por el agua, la turbidez y las sustancias disueltas.
En la atmósfera, los distintos gases que la componen absorben radiación infrarroja, ultravioleta y roja lejana. Esto hace que en la radiación que llega a la superficie predominen los cuantos de luz visible desde el azul hasta el rojo. La clorofila es la molécula pigmentaria óptima para absorber cuantos de esa gama de radiaciones.
Todo este complejo entramado molecular data de muy atrás en la evolución. Las evidencias más antiguas de microorganismos fotosintéticos se remontan a unos 3400 millones de años atrás. Como entonces no existía capa de ozono (producto mucho más tardío de la fotosíntesis), estos primeros fotosintetizadores debieron vivir en océanos, protegidos por el agua de la radiación ultravioleta. En lugar de agua utilizarían como donante de electrones hidrógeno diatómico, sulfuro de hidrógeno o hierro ferroso.
Hace unos 2700 millones de años apareció probablemente la fotosíntesis oxigénica (la que libera oxígeno, la que hoy hacen plantas y algas) de la mano de cianobacterias . Esto llevó, lentamente, a la progresiva acumulación de oxígeno en la atmósfera y, mucho después a la formación de la mal llamada “capa de ozono” a partir del propio oxígeno atmosférico, y también a la aparición de las algas rojas, pardas y verdes (probablemente en este orden), progresivamente más cerca de la superficie del agua. Hace “sólo” unos 475 millones de años aparecieron las primeras plantas terrestres (musgos y hepáticas) aún dependientes del agua. Para entonces, la superficie de los continentes, protegida de la radiación ultravioleta por una flamante ozonosfera, comenzaba a ser habitable.

BRACHYTHERAPY, THE HEALTHY RADIATION

Prostate cancer is one of the most common cancers suffered by men. There already are some treatments to cure it, such as surgery, External Beam Radiotherapy (EBRT), hormonal therapy or cryosurgery. But these ones involve some side-effect such as impotence (90%), urinal incontinence (35%) and rectal fistulas (just at cryosurgery).
Brachytherapy is a new treatment which consists of the implantation of some Iodin-125 seeds (picture 1) in the prostate (picture 2). I-125 is a radioactive isotope that provides the radiation required to kill cancer cells.
This therapy does not need a surgical incision because I-125 seeds are smaller than a rice grain, so they can be easily injected with a needle. The highs of this treatment are the big decrease of the side-effects. This is because of the reduction of the healthy tissues affected by radiation. Impotence occurs in less than 5 % of patients and incontinence in less than 1 %.
At the beginning of the use of Brachytherapy for the cure of tumors, many problems came up. Doctors used to handle other isotopes much more dangerous and with a longer nuclear life than the I-125. But thanks to the development of the nuclear centers, physicists found out the new isotope: the Iodine-125.
Brachytherapy is not used just for the prostate cancer. It has been used for many cancer cases since its discovery in 1896. As time has passed by, the treatment has been improved and now it does not represent any risk for either the patient or the doctors who use the radiation.
To conclude with, I would like to say that this is an example of how scientific research can improve our lives in spite of the risks in the beginning. These facts make incomprehensible that many people think that science shouldn’t go too far in their research.

Gabriel Jurado