T-2 LA VIDA EN EVOLUCIÓN

Vaya a la cocina, coja una naranja del frutero y salga con ella a la calle. Láncela hacia arriba. Fíjese en que, a medida que sube, su aceleración se va frenando, hasta que se queda quieta en el aire y emprende su camino de vuelta hacia la mano gracias a la fuerza de la gravedad. Hasta aquí, todo normal. En 1998, no obstante, tres astrónomos presentaron unas observaciones asombrosamente diferentes. El universo se comportaba como una naranja que, una vez lanzada, se alejaba cada vez a mayor velocidad de la mano hasta desaparecer como un cohete por el cielo fuera del planeta.

Los tres principales autores del descubrimiento de esta expansión acelerada del universo, algo que va absolutamente contra la intuición humana, se llevaron ayer el Premio Nobel de Física de 2011. Son los estadounidenses Saul Perlmutter, de la Universidad de California, en Berkeley; Brian Schmidt, de la Universidad Nacional de Australia; y Adam Riess, de la Universidad Johns Hopkins, en Baltimore.

La expansión sin fin del cosmos implica la existencia de una energía oscura
Su hallazgo puso patas arriba la concepción del universo. Su expansión acelerada, a partir de la gran explosión del Big Bang hace 13.700 millones de años, significaba que allá afuera había algo que tiraba del universo hacia el exterior y vencía el pulso contra la fuerza de la gravedad, que tira hacia adentro. Ese extraño algo, que compone las tres cuartas partes del universo, se bautizó después como energía oscura.

“Ni la más remota idea”

“Aquel descubrimiento planteó un nuevo problema extraordinario, que es, probablemente, el mayor problema al que se enfrenta la ciencia: la energía oscura”, valora el astrónomo español Mariano Moles, director del Centro de Estudios de Física del Cosmos de Aragón. Más de una década después del anuncio de la expansión acelerada del universo, Moles admite que “no tenemos ni la más remota idea de lo que es la energía oscura”.

Todo lo conocido, cada vez más esparcido por el vacío, se congelará
El hallazgo que ayer fue recompensado con el Premio Nobel supone un desafío intelectual de primer orden. Agarrado al conocimiento científico actual, el ser humano se sabe flotando en un universo en el que aproximadamente el 75% es una cosa desconocida llamada energía oscura.

El resto es materia, pero no la habitual materia que compone el papel de este periódico, las manos que lo sujetan, nuestro planeta o cualquier estrella. Esa materia, la que vemos, sólo supone el 5% del universo. El otro 20% es la llamada materia oscura, invisible y otro enigma para la ciencia. El descubrimiento de Perlmutter, Schmidt y Riess, por lo tanto, fue una bofetada para la tradicional concepción de que el ser humano ocupa un lugar central en el cosmos.

En realidad, vagamos por un universo cuyo 95% es un misterio absoluto. Además, la expansión acelerada del universo, si continúa para siempre, implica que todo, lo conocido y lo desconocido, acabará congelado, esparcido por un universo cada vez más vacío y frío. Si el proceso se detiene y el universo empieza a contraerse, todo colapsaría en un único punto de energía en el que se destruiría toda la materia, como supuestamente ocurrió antes del Big Bang que dio origen al universo.

La comunidad científica se resistió a aceptar un modelo contra la intuición

A la caza de respuestas

Mariano Moles escruta el cosmos en busca de respuestas a los enigmas destapados por la expansión acelerada del universo. Al mando del Observatorio Astrofísico de Javalambre (Teruel), Moles dirige un equipo que trata de elaborar un mapa en tres dimensiones de una región del universo. En la forma de los racimos de galaxias, explica, podrían estar algunas claves de la naturaleza de la energía oscura, que supuestamente los modela. El proyecto completo ha costado 22 millones de euros y su primer telescopio comenzará a trabajar en unos meses. “Quizá tengamos resultados significativos en 2016″, vaticina Moles.

En 1998, cuando el anuncio de la expansión acelerada hizo que el mundo de la Física se tambaleara, el español Narciso Benítez se encontraba en el despacho contiguo al de Adam Riess en la Universidad de California, en Berkeley. Tiempo después, en 2004, ambos firmaron un artículo científico en el que medían el brillo de la supernova (la explosión de una estrella) más lejana en ese momento. “Los resultados encajaban perfectamente con la expansión acelerada del universo”, recuerda Benítez, hoy en el Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIC).

El Observatorio de Javalambre (Teruel) elaborará un mapa 3D del universo
Perlmutter, Schmidt y Riess habían hecho lo mismo en la década de 1990. Perlmutter, al mando de un equipo, y Schmidt y Riess en otro, de manera independiente, comenzaron una carrera para buscar la supernova más alejada, medir su distancia a la Tierra y la velocidad a la que se alejaba de nosotros. Ambos grupos de científicos esperaban constatar la deceleración de la expansión del universo, pero se toparon con lo contrario prácticamente al mismo tiempo. La coincidencia de resultados de los dos equipos ayudó a romper la resistencia inicial de la comunidad científica a tragarse un nuevo modelo del cosmos completamente inesperado.

El ¡chacachá’ de las galaxias

El descubrimiento de la expansión acelerada del universo se debió a un viejo fenómeno de la física, conocido como corrimiento al rojo. Igual que cuando un tren se acerca su sonido es más agudo, por cambios en la longitud de sus ondas, cuando una galaxia se acerca la luz que emite, su espectro, se desplaza hacia el azul. Al contrario, cuando una locomotora se aleja, su chacachá es más grave, y la huida de las estrellas provoca un desplazamiento al rojo en su espectro. Perlmutter, Schmidt y Riess observaron por primera vez que todas las galaxias del universo se desplazaban al rojo, alejándose cada vez más unas de otras como uvas pasas infiltradas en un bizcocho en el horno.

“Desde entonces, sus observaciones se han refinado bastante”, opina Benítez, que actualmente trabaja con Riess en el macroproyecto científico CLASH, que utiliza los últimos días del telescopio espacial Hubble para buscar pistas sobre la naturaleza de la materia y la energía oscuras.

Perlmutter, cuyo equipo empezó a trabajar en 1988, se llevará la mitad de los diez millones de coronas suecas del premio (1,1 millones de euros). La otra mitad se repartirá entre Schmidt y Riess, cuyo grupo se puso en marcha a finales de 1994.

El estadounidense Bruce Beutler (arriba, derecha), el francés Jules Hoffmann (arriba, izquierda) y el canadiense Ralph Steinman (abajo) han sido distinguidos por el Instituto Karolinska de Estocolmo con el Premio Nobel de Fisiología y Medicina 2011, según ha anunciado hoy la Fundación Nobel. Los tres científicos han sido galardonados por desentrañar los secretos más importantes del funcionamiento del sistema inmunológico, lo que ha permitido el desarrollo de vacunas contra enfermedades infecciosas o abrir nuevas vías en la lucha contra el cáncer.
Sus trabajos han ayudado a:
- Poner las bases de la llamada inmunoterapia contra el cáncer, que enseña al propio sistema inmunológico a combatir las células tumorales.
- Un mejor entendimiento de las enfermedades inflamatorias, tales como el reuma o la artritis, donde el sistema inmunológico acaba atacando al propio cuerpo.

Beutler y Hoffmann compartirán una mitad del premio, dotado con unos 10 millones de coronas suecas (1,1 millones de euros), “por sus descubrimientos relacionados con la activación de la inmunidad innata”, mientras que la otra mitad del galardón será para Steinman por “su descubrimiento de la célula dendrítica y su papel en la inmunidad adaptativa”, la última etapa de la respuesta inmunitaria del cuerpo humano.

Beutler nació en 1957 en Chicago (EE UU) y trabaja en el Scripps Research Institute en California. Hoffmann, nacido en Luxemburgo en 1941, de nacionalidad francesa, es investigador del Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS). Steinman (1943, Montreal) era profesor en la Universidad Rockefeller de Nueva York. Falleció hace tres días de un cáncer páncreas, según informa la universidad. El Premio Nobel, desde 1974, no se puede dar a título póstumo, según los estatutos de la Fundación Nobel, a no ser que el fallecimiento se produzca después del anuncio del galardón, por lo que la Fundación Nobel tiene ahora que aclarar la situación.

A lo largo del siglo XX, los componentes del sistema inmunológico fueron identificados de forma progresiva y varios de esos descubrimientos han sido distinguidos con el Nobel de Medicina. Sin embargo, los mecanismos de activación de la inmunidad innata y de mediación entre ésta y la inmunidad adaptativa eran un enigma hasta los estudios de los tres premiados hoy con el Nobel de Medicina.

Steinman descubrió en 1973 un nuevo tipo de células, las dendríticas, y empezó a investigar su papel en el sistema inmunológico. El científico canadiense demostró que estas células poseían una capacidad única para activar las denominadas células T, claves en la inmunidad adaptativa y en el desarrollo de una memoria inmunológica contra distintas sustancias. De este modo pudo revelar cómo se activa el sistema inmunológico adaptativo y cómo se relaciona con la inmunidad innata.

Hoffmann investigaba a mediados de la década de los 90 cómo las moscas de la fruta combaten las infecciones y disponía para ello de moscas con mutaciones en varios genes, como los receptores Toll, proteínas con un papel destacado en la adaptación del sistema inmunológico. Al infectar las moscas con bacterias u hongos observó que las que tenían mutaciones en los receptores Toll morían porque no eran capaces de construir una defensa efectiva. Hoffmann descubrió que esos receptores estaban implicados en detectar microorganismos patógenos y que era necesario activarlos para lograr una reacción exitosa contra estos.

A finales de la misma década, Beutler buscaba un receptor para fijar los lipopolisacáridos (LPS), polímeros que forman una especie de capa protectora de las células bacterianas. Y descubrió que los ratones resistentes a los LPS tenían una mutación en un gen muy similar al gen Toll de las moscas de la fruta, lo que demostró que los mamíferos y las moscas de la fruta usan moléculas similares para activar la inmunidad innata al enfrentarse a microorganismos patógenos.

Los Nobel fueron creados por el magnate sueco Alfred Nobel (1833-1896) y desde 1901 premian el genio intelectual. Mañana y el miércoles le tocará el turno al Nobel de Física y al de Química, respectivamente, que concede la Real Academia de Ciencias sueca, mientras que el jueves se conocerá el de Literatura y el viernes al ganador o ganadores del Nobel de la Paz, el único que se otorga y entrega en Oslo, y no en Estocolmo, por orden expresa del propio Nobel, ya que Noruega estaba unida a Suecia en aquella época. El día 10 se fallará el premio de Economía, el único no establecido por Nobel en su testamento sino instituido medio siglo más tarde por el Banco de Suecia y desde 1969 otorgado por la Real Academia de las Ciencias.

Los galardones serán entregados el 10 de diciembre, coincidiendo con el aniversario de la muerte de su creador, en una doble ceremonia en Estocolmo y Oslo.

“Situación única”

Desde 1974, los estatutos de la Fundación Nobel estipulan claramente que no se puede conceder el galardón a título póstumo, a no ser que el fallecimiento de la persona se produzca después del anuncio de premio, como es el caso de Ralph M. Steinman en la categoría de Fisiología y Medicina, 2011. Si la muerte se hubiera producido después del anuncio de hoy, pero antes de la entrega de los nobel, en diciembre, se habría respetado la distinción. Esto sucedió en 1996, cuando William Vickrey falleció unos pocos días después de ser proclamado Premio Nobel de Economía.

Antes de 1974, especifica la Fundación Nobel, solo se había concedido el galardón a título póstumo en dos ocasiones: a Dag Hammarskjöld (premio Nobel de la Paz, 1961) y Erik Alex Karlfeldt (Premio Nobel de literatura en 1931).

El Comité Nobel de Fisiología y Medicina al final ha tomado una decisión salomónica. Entiende que la cláusula que prohíbe los premios póstumos no cubre este caso, porque se actuó de buena fe, no se ha dado el galardón a un científico fallecido “de forma deliberada”. Se trata de una “situación única”, ya que Steinman falleció “horas antes de que se tomase la decisión [y el comité no se enteró]“, indica el comité en una nota.

El estudio genético descubre al pariente asiático de los pobladores europeos de hace 40.000 años- El ADN aclara el panorama de la evolución

Hace unos 40.000 años, y desde mucho antes, vivía en el continente europeo una especie humana que, aunque extinguida, se conoce razonablemente bien por la abundancia de fósiles recuperados en múltiples yacimientos, incluidos algunos muy notables en España. Eran los neandertales, gente robusta y con una cultura propia manifestada en sus herramientas y en los vestigios de sus vidas. Pero, si eran tan específicamente europeos como el registro fósil indica, ¿quién vivía entonces en Asia? La respuesta, que se ocultaba en una nube de restos fósiles varios y debates científicos poco concluyentes, ha llegado ahora no de la mano de huesos desenterrados en algún rico yacimiento, sino directamente del ADN. Los análisis genéticos avanzados de un pequeño hueso de una mano femenina hallado en una cueva del sur de Siberia muestran que pertenece a un hasta ahora desconocido pariente asiático de los neandertales. Además, unos pocos de sus genes están presentes hoy en las poblaciones de Melanesia.

“Somos especies diferentes” (Al final)

El descubrimiento abre nuevas dudas sobre el humano prehistórico

En África señoreaba la especie humana que acabó ocupando el planeta

El genoma es la información más valiosa sobre nuestro origen

Lo difícil es encontrar material sin contaminar para trabajar

“Si, los primos asiáticos, es una buena manera de presentarlos”, dice Svante Pääbo, científico que ha liderado el descubrimiento. Estos individuos de Siberia, del yacimiento de Denisova, “comparten un origen antiguo con los neandertales, pero tiene su propia historia independiente”, añade.

Con el hallazgo, desvelando el secreto de los genes, se aclara el panorama de la evolución humana en el tramo justo anterior a nuestra especie, a la vez que se abren nuevos interrogantes sobre cruces, contactos y herencias de los humanos prehistóricos. En Europa estaban los neandertales hasta hace casi 30.000 años; en Asia, los denisovanos (y tal vez otros), y en África señoreaba ya la especie humana actual, que acabó ocupando todo el planeta y que incorporó pocos genes neandertales. Por cierto, nadie llegó a América hasta varios miles de años más tarde.

“Como demuestra este trabajo, los estudios de la variación genética humana se ensanchan más allá del ámbito médico”, comentan los expertos Carlos D. Bustamante y Brenna M. Henn (Universidad de Stanford) en Nature. “El estudio de los diversos genomas humanos, tanto antiguos como actuales”, añaden “es la herramienta más poderosa disponible para comprender nuestros orígenes comunes y nuestra historia”.

Desde hace un siglo, la paleoantropología ha avanzado a golpe de buscar y rebuscar huesos fósiles que dieran una idea de cómo eran los seres del pasado: los primeros homínidos de hace unos cinco millones de años, las especies africanas más evolucionadas pero aún con muchos rasgos simiescos y los primeros seres del género Homo de hace unos dos millones de años (hasta aquí siempre en África). Poco después, los primeros emigrantes del continente ancestral se aventuraron hacia Eurasia. Pero aún faltaban oleadas posteriores de poblaciones, cruces y procesos evolutivos hasta llegar a los remotos hombres de Atapuerca, de más de un millón de años (los más antiguos) y de hace 500.000, los preneandertales, muy bien documentados, de la Sima de los Huesos de ese yacimiento burgalés.

Pääbo y los científicos que colaboran con él han dado un rigor revolucionario en esa ciencia con su capacidad de aislar material genético de los fósiles, analizarlo y compararlo. “Este trabajo de Denisova es uno de los primeros ejemplos de cómo la genética toma la avanzadilla a la paleontología más clásica, al ser capaz de identificar a unos seres desconocidos analizando su genoma”, comenta Tomás Marqués-Bonet, investigador del Instituto de Biología Evolutiva (UPF-CSIC) y uno de los autores del artículo.

En 2008, se encontró en la cueva de Denisova una falange y un molar que se dataron entre hace 30.000 y 50.000 años. No se han anunciado más huesos humanos por el momento. Pero Pääbo domina la herramienta genética para buscar y analizar ADN antiguo. “En el molar no se ha podido recuperar material genético de suficiente calidad, pero en la falange sí”, explica Marqués. “Y es muy difícil lograrlo, porque, normalmente, los fósiles tienen tantos microbios que, si no tienes mucho cuidado, acabas secuenciando el genoma de los microbios y no el del hueso”. Además, está la cuestión de la contaminación con ADN actual, pero esto no es problema para estos científicos con fama de cuidadosos, que alcanzaron un hito con la publicación este año del genoma del neandertal.

¿Cómo llamar a aquellas poblaciones del sur de Siberia? Los científicos se refieren al grupo de Denisova, y pasan de puntillas sobre la cuestión de la especie. “Darle un nombre latino requeriría decidir si nos referimos a ella como especie o como subespecie”, explica Pääbo a EL PAÍS por correo electrónico. “Dado que no hay definiciones claras, esto siempre deriva en debates académicos estériles que no pueden resolverse”, añade. “Por ejemplo, aunque sabemos mucho más de los neandertales que de cualquier otra forma fósil humana, los científicos aún no se ponen de acuerdo sobre si es una especie o una subespecie, así que mejor los llamamos con sus nombres comunes: denisovanos, neandertales y humanos modernos. Todo el mundo comprende de qué estamos hablando”.

Seguramente es una sabia decisión del experto sueco -que trabaja en Alemania, en el Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva- para provocar más ruido en una ciencia, la paleontología, que hasta ahora ha definido las especies por los fósiles, y cuantos más mejor. No hay en este caso por ahora más que una falange y un molar. “Pero el profesor Anatoli Derevianko [de la Academia Rusa de Ciencias] y sus colegas siguen excavando en Denisova y esperamos encontrar más material”.

El dedo y el molar de Denisova no son nuevos en la ciencia. Hace unos meses el mismo Pääbo y su equipo dieron a conocer el análisis genético de la mitocondria. “Pero ese genoma es limitado”, dice Marqués-Bonet. “Ahora, con el genoma del núcleo tenemos muchísima más información y, de hecho, las conclusiones han variado porque con el mitocondrial los denisovanos no parecían tan parientes cercanos de los neandertales”.

Es curioso que nadie sabe cómo serían aquellos primos asiáticos de los neandertales, qué aspecto tendrían, ni siquiera la denisovana del dedo y el molar, porque se sabe que los dos fósiles pertenecen a una hembra, qué aspecto tendría… Pero con los genes se desvela su historia evolutiva. “Denisova comparte más genes con los neanderales que con los humanos actuales”, explica Marqués-Bonet, aunque entre ambas especies extinguidas hay notable diferencia genética, añade. Otro resultado notable de la investigación es que los habitantes actuales de Melanesia -región de Oceanía que incluye la isla de Nueva Guinea-comparten entre un 4% y un 6% del material genético de los de Denisova extinguidos, mientras que no se aprecia aportación de genes de estos últimos al resto de las poblaciones asiáticas actuales. Esto sugiere que hubo algún tipo de mestizaje de los primos de los neandertales con los antepasados de los melanesios. De cualquier forma, unos y otros, los neandertales y sus parientes asiáticos, se extinguieron y nuestra especie acabó instalándose en todo el planeta.

Desde hace décadas, “se ha debatido acerca de si nuestra especie surgió solo una vez y se difundió por todo el mundo, reemplazando a todas las especies de Homo existentes, o si nuestros ancestros se cruzaron con las otras especies y subespecies”, comentan Bustamante y Henn, en Nature. “Hasta ahora, los datos genéticos y la interpretación de los fósiles, parecían favorecer el modelo de la completa sustitución, en el que todos los genes de toda la especie humana se remontan a un origen único en una o más poblaciones africanas, de tamaño moderado, de hace unos 200.000 años. Sin embargo, la secuencia del genoma nuclear de Denisova, junto con la del neandertal, sugiere que esa historia denominada Salida de África del Homo sapiens problemente estuvo más entrecruzada en algunas regiones que en otras”. La conclusión de Bustamante y Henn es que se produjo efectivamente una sustitución de las poblaciones previas por parte de nuestra especie, pero hubo, además, un limitado flujo genético entre ellas.

ENTREVISTA: JUAN LUIS ARSUAGA Paleontólogo de Atapuerca
“Somos especies diferentes”

El paleontólogo Juan Luis Arsuaga, director del Centro de Evolución y Comportamiento Humanos (UCM-ISCIII) está muy pendiente del descubrimiento de los denisovanos en Siberia ya que él está volcado en los preneandertales de Atapuerca (Burgos).

Pregunta. ¿Qué aporta este trabajo sobre Denisova?

Respuesta. Es un trabajo estupendo. Es la tercera especie o tipo o forma o población humana cuyo genoma conocemos: el nuestro, el neandertal y el denisovano. ¡Es fantástico! Hace pocos años era impensable.

P. ¿Qué significan en la historia evolutiva?

R. En el registro fósil tenemos Homo erectus en China, el Hombre de Pekín, de hace unos 500.000 a 700.000 años; y más recientemente, el Homo sapiens. Entre medias, hay unos fósiles chinos que no son ni lo uno ni lo otro y tienen pinta neandertal… Podrían ser las poblaciones correspondientes al genoma de Denisova. No me sorprendería que Svante Pääbo estuviera intentado obtener ADN de esos fósiles.

P. ¿Pueden ser descendientes los fósiles de Denisova con los preneandertales de Atapuerca?

R. La verdad es que si porque la separación de los neandertales y los danisovanos puede andar por los 500.000 años, la edad de los de Atapuerca.

P. ¿Qué aportan los genes?

R. Es muy interesante, estamos encantados. Son estudios complementarios del estudio de los fósiles que nos aportan conocimientos de la morfología de los seres del pasado, su desarrollo, su encefalización, su economía, su biología social…

P. ¿Está claro que los neandertales fueron una especie diferente de la nuestra?

R. Ernst Mayr dijo que no importa que haya algunos intercambios de genes, siempre que no haya fusión total o parcial entre las poblaciones. Nuestra especie no se fusionó con los neandertales, ellos desaparecieron y nosotros estamos aquí.

Uno de los ‘padres’ del genoma crea la primera célula artificial – La técnica abre nuevos horizontes a la investigación de fármacos y genera incertidumbres bioéticas

El primer órgano humano completo obtenido de células madre ya es un hecho – Supone un gran paso para investigar enfermedades intestinales y fabricar piezas para trasplante en laboratorio
JAVIER SAMPEDRO 14/12/2010

El primer órgano humano completo obtenido de células madre ya es un hecho. Se trata de un intestino indistinguible en toda su complejidad del natural, y supone un paso esencial hacia el gran objetivo de la medicina regenerativa: fabricar piezas para trasplante en el tubo de ensayo. De forma más inmediata, supone un sustrato ideal para investigar las enfermedades intestinales y probar fármacos contra ellas.

Se podrán estudiar enfermedades congénitas e inflamatorias
El equipo de James Wells, del Cincinnati Children’s Hospital Medical Center, ha conseguido transformar células madre humanas en tejido intestinal. Los científicos habían logrado hasta ahora obtener algunos tipos de células diferenciadas, como neuronas de cierta clase, pero esta es la primera vez que obtienen un tejido humano completo, con todos sus tipos celulares organizados como lo están normalmente en un adulto.

Se trata de un paso esencial hacia el objetivo principal de la medicina regenerativa, que es usar los cultivos de células madre para obtener tejidos que puedan trasplantarse a pacientes de enfermedades hoy incurables. El tejido intestinal producido por el equipo de Wells, sin embargo, no sirve para trasplantar, puesto que las células madre iniciales no fueron derivadas de un paciente, y por tanto el tejido no casa genéticamente con él, por lo que habría rechazo si se trasplantara.

Los científicos han tenido éxito con dos tipos de cultivos: las células madre embrionarias, obtenidas de embriones descartados en los tratamientos de fecundación in vitro; y las células madre llamadas iPS por induced pluripotent stem cells, o células madre de pluripotencia inducida.

Con las primeras, habría que clonar un embrión para conseguir tejido que case genéticamente con un paciente, y esa técnica no existe aún en humanos. Pero las células iPS se obtienen a partir de simples células de la piel o el cabello de una persona, y por tanto casan genéticamente con ella. Y esta técnica sí se ha demostrado ya en pacientes humanos.

Aunque los trasplantes basados en esta técnica deben aún superar varios escollos técnicos, otras aplicaciones serán más inmediatas. Los tejidos servirán para estudiar con un detalle sin precedentes el proceso de desarrollo del intestino humano, y también -si las células se derivan de un enfermo- los mecanismos exactos que conducen a esa enfermedad. El estudio de Wells y sus colegas se presentó ayer en Nature.

En experimentos anteriores, otros laboratorios habían logrado transformar las células madre humanas, ya sean embrionarias o iPS, en monocapas -capas de una sola célula de grosor- de hepatocitos, el principal tipo celular del hígado, y también en células endocrinas del páncreas, las que producen la insulina. Ambas se mostraron útiles para tratar, en modelos animales, la enfermedad hepática y la diabetes.

Pero, según Wells, “la generación in vitro de tejidos tridimensionales complejos sigue siendo uno de los principales desafíos” para la traslación a la medicina de estas técnicas.

Durante el desarrollo normal, las células indiferenciadas del embrión -es decir, las células madre en su contexto natural- se van especializando (diferenciando, en la jerga) paso a paso, según se van exponiendo a una serie ordenada de señales externas, o factores de crecimiento, producidos por otras células vecinas. La nueva técnica se basa en imitar ese proceso en el tubo de ensayo, añadiendo esos mismos factores de crecimiento de forma ordenada.

La primera fase del desarrollo embrionario -no solo en nuestra especie, sino en cualquier embrión animal- es la formación de tres capas concéntricas de células. La capa más exterior, o ectodermo, es la que producirá luego la piel y el sistema nervioso. La capa central, o mesodermo, fabrica el esqueleto y los músculos. Y la interior, o endodermo, genera las vísceras y el tubo digestivo, incluido el intestino.

En la reconstrucción mimética del proceso, los científicos añaden a las células indiferenciadas un factor llamado activina, que las convierte en una capa indistinguible del endodermo, la capa interior de un embrión normal. Es el primer paso hacia el desarrollo del tubo digestivo.

Otros dos factores -llamados Wnt y FGF- transforman después ese endodermo genérico en endodermo posterior, el que normalmente ocupa en el embrión la parte más cercana al ano. Estos dos factores son los que dirigen a las células hacia el destino de intestino, en lugar de estómago o esófago. Nuevamente, esto es así tanto en el desarrollo normal como en la técnica de Wells y sus colegas.

Finalmente, una mezcla de factores que los investigadores denominan “sistema de cultivo prointestinal” completa los procesos de crecimiento por división celular, de diferenciación -la producción de los distintos tipos celulares que forman el intestino- y de morfogénesis. Esta última palabra significa “generación de forma”, y designa el proceso que esculpe las capas de tejidos hasta que adoptan su forma final, en este caso la de un tubo.

Y no un tubo cualquiera, sino uno que reproduce todas las complejidades del intestino normal. Al igual que en este, la cara interna del tubo aparece plegada en villi, o vellosidades, una especialización del intestino que aumenta la superficie útil para absorber los alimentos. También muestra las criptas típicas de un intestino normal, que son las estructuras encargadas de ir reponiendo las células que se van estropeando y muriendo por el uso.

Las criptas pueden hacer eso porque contienen células madre intestinales, es decir, células que están diferenciadas parcialmente -ya no son capaces de producir cualquier tejido del cuerpo, como las embrionarias- pero se preservan en un estado en el que aún pueden proliferar y generar los tipos celulares típicos del intestino. Los datos de Wells indican que estas células no se han quedado a medio diferenciar en el proceso, sino que se des-diferencian parcialmente como parte del desarrollo normal (y también del artificial).

Un fenómeno parecido ocurre en otros órganos -tal vez en todos-, y es el fundamento del mecanismo de homeostasis, o renovación continua, que es característico de la piel, los endotelios (capas internas de los vasos sanguíneos y el tubo digestivo) y tal vez de otros órganos.

Por ejemplo, un equipo del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC), dirigido por Valentín Fuster, está investigando sobre las posibles células madre del corazón, que en nuestra especie son muy escasas y obviamente incapaces de regenerar el miocardio tras un infarto, pero que tal vez -esperan los científicos- podrían estimularse mediante alguna molécula administrada al paciente.

El intestino artificial también contiene los demás tipos celulares presentes en el órgano natural, como los enterocitos y las células llamadas enteroendocrinas, cáliz y de Paneth. El parecido con un intestino natural no solo es morfológico, sino que se extiende a los marcadores moleculares de cada uno de esos tipos celulares, es decir, genes y proteínas que solo están activos en cada una de ellas, y que los investigadores suelen utilizar para identificarlas.

Un hecho notable más es que el intestino artificial es capaz de madurar in vitro -sin implantar en ningún entorno biológico- y adquirir las dos funciones esenciales de un intestino normal: la de absorber alimentos y la de secretar hormonas.

“El sistema”, dicen Wells y sus colegas, “permite investigar los fundamentos moleculares de las enfermedades intestinales congénitas, y también generar tejido intestinal para futuras terapias basadas en el trasplante para enfermedades como la enterocolitis necrotizante, la enfermedad inflamatoria intestinal y el síndrome del intestino corto”.

Como ocurre con otros tipos celulares derivados de células madre, los cultivos obtenidos de un paciente son también sistemas óptimos para probar nuevos fármacos contra la enfermedad en cuestión. Los científicos esperan que estas técnicas sirvan pronto para mejorar y acortar los procedimientos de aprobación de una molécula, que ahora llevan unos 12 años.

Todos los tipos celulares están organizados como en un ser vivo

El tejido no se puede implantar porque produciría rechazo

En el ensayo se mezclan materiales embrionarios con otros adultos

El gran avance es lograr un crecimiento tridimensional

Los genes y proteínas conseguidos actúan como los naturales

Origen y función
- Células madre embrionarias. Son las que se obtienen de embriones de dos semanas que han sobrado de las fecundaciones in vitro. Son capaces de generar todos los tipos celulares del cuerpo, pues esa es su función natural. Solo tienen, para algunos, un problema: la mayoría de las veces, para obtenerlas hay que destruir el embrión (hay algunos experimentos que lo han logrado sin hacerlo), y los grupos conservadores equiparan esto con un aborto o, más aún, con un homicidio. Por eso en EE UU su financiación pública fue prohibida por George W. Bush, aunque luego Barack Obama levantó el veto.

- Células madre adultas. Se encuentran en los órganos adultos, y pueden generar los tipos celulares del órgano del que se extraen. En la piel o el intestino, son las responsables de ir renovando las células muertas.

- Células madre iPS. Se obtienen dando marcha atrás el reloj de simples células diferenciadas de la piel o el pelo. Son tan versátiles como las células madre embrionarias. Si la piel era de un paciente, las células iPS y los tejidos que provengan de ellas casarán genéticamente con el paciente.

- Células madre del cáncer. Los oncólogos creen probable que los tumores crezcan a partir de células adultas que se han des-diferenciado recuperando su carácter primigenio de células madre y por tanto una gran capacidad de proliferación. Deben destruirse para impedir que el tumor se reproduzca.

Nobel de Medicina para el padre de la fertilización ‘in vitro’
El revolucionario tratamiento contra la infertilidad de Robert Edwards y Patrick Steptoe, ya fallecido, supone “un hito en la medicina moderna”, destaca el Instituto Karolinska de Estocolmo.- Más de cuatro millones de niños han nacido en el mundo gracias a esta tecnología
EL PAÍS | AGENCIAS – Madrid | Estocolmo – 04/10/2010

El científico británico Robert Edwards (Manchester, 1925) es el ganador del Premio Nobel de Fisiología y Medicina 2010 por “el desarrollo de la fertilización in vitro en los años 50″, que ha supuesto “un hito en la medicina moderna”, según ha anunciado hoy el Instituto Karolinska de Estocolmo (Suecia). “Sus hallazgos han hecho posible el tratamiento de la infertilidad, un problema médico que afecta a una parte importante de la Humanidad, incluyendo a más del 10% de las parejas del planeta”, ha destacado el citado instituto.

A raíz de sus avances, en 1977 Robert Edwards y su colega Patrick Steptoe lograron la hazaña de la concepción de un bebé en una probeta: extrajeron el óvulo de una mujer con una lesión en las trompas de Falopio y lo fertilizaron en una probeta con esperma de su esposo. El embrión resultante fue transferido al útero de la mujer y nueve meses después, el 25 de julio de 1978, nació la pequeña Louise Brown, la primera niña probeta. Este hito abrió las puertas a una nueva era en la reproducción humana. Hasta llegar a él, Edwards y Steptoe encontraron no pocos obstáculos, como la oposición de la Iglesia, Gobiernos y buena parte de los medios de comunicación, o como el escepticismo de sus propios colegas de profesión. También tuvieron problemas para lograr que sus trabajos fueran financiados con dinero público, por lo que tuvieron que recurrir a donaciones privadas.

Hoy, la fecundación in vitro está generalizada, supone una vía segura para superar la infertilidad -que afecta a 3,5 millones de personas en el planeta- y ha permitido a millones de parejas tener hijos. Se calcula que hay más de cuatro millones de niños y niñas nacidos gracias a este método.

Steptoe falleció en 1988, una década después del nacimiento del primer niño fruto de sus investigaciones, y, desde entonces, su colega Edwards ha logrado el reconocimiento por el trabajo de ambos: con la concesión del Premio de Investigación Médica Albert Lasker en 2001 y ahora con el Premio Nobel.

La comunicación oficial por parte del Comité Nobel del Instituto Karolinska anunciando el nombre de Edwards ha estado marcada en gran medida por la polémica generada por la filtración del ganador del Nobel al diario sueco Svenska Dagbladet. El Comité ha indicado que el galardonado, de 85 años, no se encuentra bien de salud, por lo que no ha podido atender la tradicional llamada telefónica desde Estocolmo en lo que supone la cima de la carrera de cualquier científico, pero su esposa ha dicho que Edwards está “encantado” con la concesión del premio.

El Nobel de Medicina está dotado con 10 millones de coronas suecas (1,1 millones de euros) y se entregará el 10 de diciembre, coincidiendo con el aniversario de la muerte del fundador de los premios, Alfred Nobel. Con el anuncio del galardón de Fisiología y Medicina, se abre la ronda de estas distinciones, que seguirá entre el martes y el viernes con las correspondientes a Física, Química, Literatura y de la Paz (desde Oslo), y que se cerrará el lunes que viene con la de Economía.

El Vaticano critica la elección de Edwards
El presidente de la Academia Pontificia para la Vida, institución que se ocupa de las cuestiones éticas y de defensa de la vida del Vaticano, ha criticado que se haya concedido el Nobel de Fisiología y Medicina 2010 a Robert Edwards.

“Sin Edwards no existirían en el mundo congeladores llenos de embriones que en el mejor de los casos van a ser trasladados a úteros, aunque lo más probable es que sean abandonados”, ha asegurado monseñor Ignacio Carrasco de Paula. “De ese problema es responsable Edwards”, ha añadido.

Otras voces se han sumado a las críticas como la del presidente de la Asociación de Ciencia y Vida del Vaticano. “Ignora todos los problemas de la ética y subraya que el hombre puede ser reducido de un sujeto a un objeto”, ha afirmado Lucio Romano.

Los bioquímicos David Julius, Linda Watkins y Baruch Minke han identificado “dianas moleculares” que abren “vías esperanzadoras” para el tratamiento de diferentes tipos de dolor, sobre todo del crónico

CUESTIONARIO MATERIALES

El científico estadounidense Craig Venter fabrica una nueva bacteria que vive gracias a un genoma construido por su equipo

NUÑO DOMÍNGUEZ MADRID 20/05/2010 18:49 Actualizado: 21/05/2010 08:58

PROGRAMA DE ACTIVIDADES

El cambio climático amenaza con extinguir el 20% de las especies para 2080 y alterar así el control de plagas de insectos y la alimentación de las aves