Felins sòlids, felins líquids: els Premis Ignobel 2017

Ahir es van lliurar els Premis Ig Nobel d’enguany, que arriben a la 27a edició. Com és habitual, es va fer una cerimònia de lliurament al Sanders Theater de la Harvard University. Aquesta és la llista de guardonats.

La reologia dels gats (Marc-Antoine Fardin, Premi Ignobel 2017 de Física)

Marc-Antoine Fardin és investigador al Laboratori de Física de la Universitat de Lió, a més de membre de l’Acadèmia de Bradilogistes així com de la Extended McKinley Family. Ha rebut el guardó pel seu article “On the rheology of cats”, publicat el 2014 a Rheology Bulletin. La flexibilitat felina és avaluada per Fardin d’acord amb la reologia lineal i la reologia no-lineal. Distingir entre un sòlid i un líquid és qüestió de temps. Un líquid ho és perquè, bo i mantenint un volum fix, s’adapta a la forma del contenidor. I d’això va l’article de Fardin, de fornir les fórmules de la reologia de gats.

Fardin va recollir ahir el guardó, que reconeix el seu “ús de la dinàmica de fluids per comprovar la qüestió ‘Pot un gat ésser sòlid o líquid?'”.

Tocar el didjeridú per deixar de roncar (Milo A. Puhan et al., Premi Ignobel 2017 de Pau)

YouTube Preview Image

El desembre del 2006, Milo A. Puhan, Alex Suarez, Christian Lo Cascio, Alfred Zahn, Markus Heitz i Otto Braendli publicaren un article al British Medical Journal sobre tocar el didjeridú com a tractament alternatiu a l’apnea obstructiva de la son. Els autors, de Zuric i altres localitats suïsses, realitzaren un assaig randomitzat amb control. El co-autor Alex Suárez fou el pacient afectat d’apnea que inspirà i promogué l’estudi. En aquest assaig participaren 25 pacients majors de 18 anys, amb un índex d’apnea-hipoapnea entre 15 i 30 i que eren preocupats pel fet de roncar. El tractament consistia en lliçons de didjeridú i pràctiques diàries a casa durant quatre mesos. Respecte del grup no-tractat, els grup de didjeridú mostrà una millora en l’índex d’apnea i tant ells com les seves parelles reportaren un son més plàcid.

El guardó fou recollit per Milo Puhan, Christian Lo Cascio, Markus Heitz i Alex Suarez, a qui se’ls reconegué haver demostrat que “la pràctica regular del didjeridú és un tractament efectiu per l’apnea obstructiva de la sona i de les roncades.

Com agafar un cocodril afecta les ganes de fer juguesques (Matthew Rockloff i Nancy Greer, Premi Ignobel 2017 d’Economia)

YouTube Preview Image

El gener del 2010, Matthew Rockloff i Nancy Green, de l’Institute for Health and Social Science Research de la CQUniversity de Bundaberg publicà un article que vinculava cocodrils i juguesques.

Els subjectes foren turistes de la Koorana Saltwater Crocodile Farm de Coowonga (Queensland), 62 homes i 42 dones, d’edats compreses entre els 18 i 66 anys. Foren repartits en dos grups. Al primer grup se’ls donava un portàtil amb una simulació de màquina de joc electrònic just abans d’entrar en la granja. A l’altre grup se’ls donava el portàtil després d’haver entrat en la granja i haver tingut un cocodril marí d’1 metre de llarg a les mans. Cada participant reportava el seu estat d’ànim i se’n registrava el patró de comportament de joc (mida de les juguesques, velocitat a fer-les, guanys obtinguts, intents realitzatsm etc.). Els resultats suggerien que l’emoció d’haver tingut un cocodril a les mans pot intensificar les ganes de juguesca quan aquesta emoció ha estat percebuda negativament.

Matthew Rockloff i Nancy Greer recollien ahir el guardó que els reconeix “uns experiments per veure com el contacte amb un cocodril viu afecta les ganes de jugar“.

Per què ens creixen les orelles (James Heathcote, Premi Ignobel 2017 d’Anatomia)

L’actual Príncep de Gales, caricaturitzat sovint per les seves orelles, en una foto de 2015, quan tenia 67 anys

El 1995, James A. Heathcote, un metge generalista del comtat de Kent, publicà un article al British Medical Journal. Heathcote volia comprovar si realment, en fer-nos grans, les orelles també es fan més grans. Comprovada la tendència, Heathcote passava a analitzar-ne les possibles causes.

Ahir James A. Heathcote recollia el guardó per aquesta recerca mèdica.

El penis femení i la vagina masculina de l’insecte “Neotrogla” (Kanuzori Yoshizawa et al., Premi Ignobel 2017 de Biologia)

Una femella de “Neotrogla curvata” muntant un mascle de la mateixa espècie. La femella introdueix el seu ginosoma en el genital masculí fins a provocar l’ejaculació d’un semen que li aportarà no tan sols espermatozoides sinó també un aport nutricional

El sexe masculí penetra i el sexe femení és penetrat. Això és presentat de vegades com una llei biològica. Però, com tota llei, hi ha excepcions. En el 2014, Kanuzori Yoshizawa, Rodrigo L. Ferreira, Yoshitaka Kamimura i Charles Lienhard reportaren una d’aquestes excepcions en un insecte del gènere Neotrogla, habitant de coves brasileres.

El sexe masculí és el sexe microgamètic. Produeix gàmetes petits i en gran quantitat. Això fa que tinguin un potencial reproductiu més elevat que les femelles. La selecció sexual actua per aquesta raó amb més força sobre els mascles. La taxa evolutiva en els genitals masculins és més elevada que en els genitals femenins, més conservadors i més simples. Els genitals masculins adopten morfologies coercitives (immobilitzadores, penetradores) com a conseqüència del conflicte d’interessos entre els dos sexes.

Una excepció, com hem dit, és el gènere Neotrogla, que habita coves brasileres. Yoshizawa et al. mostren que en aquests insectes els genitals femenins són elaborats i presenten un òrgan peniforme, el ginosoma. En contrast, els genitals masculins manquen d’òrgan penetrant. La morfologia del ginosoma varia d’espècie amb espècies: la disposició de les espines constitueix de fet una barrera contra aparellaments interespecífics. Les còpules són prolongades (2-3 dies). L’ejaculat masculí, voluminós i nutritiu, arriba als òrgans femenins a través del ginosoma.

Com s’ha produït aquesta reversió? Els autors pensen que en aquests entorns les femelles competeixen activament per accedir a líquids seminals que no tan sols són una font de fecunditat sinó també de nutrients que cobriran part de les necessitats fins a l’ovoposició.

Els autors no pogueren recollir aquest premi “per haver descobert un penis femení i una vagina masculina en un insecte cavernícola”. No obstant, enviaren un missatge d’acceptació filmat des d’una cova brasilera.

El mecanisme del vessament del cafè (Jiwon Han, Premi Ignobel 2017 de Dinàmica de Fluids)

El jove coreà Jiwon Han va publicar l’any passat un article a Achievements in the Life Sciences sobre el fenomen del vessament del cafè quan movem la tassa a poca velocitat. Fer oscil·lar una tassa de cafè a una freqüència de 4 Hz (4 cicles per segon) condueix en poc temps a turbulències, esplaixos i, finalment, esquitxos. Han investigà les propietats físiques de la interacció fluid-estructura en la tassa de cafè i n’examina els components oscil·ladors. Descrits els harmònics implicats, Han proposa un model mecànic i analiza mètodes per previndre esquitxos, com ara la manera d’aferrar la tassa, o caminar amb ella d’esquena. Recerques com aquesta tenen aplicacions en el disseny de sistemes automatitzats per dispensar líquids. Encara és més meritori que Han la realitzés en el marc del seu treball de secundària.

Jiwon Han recollí personalment el guardó, atorgar per “l’estudi de la dinàmica de vessaments de líquids”.

El rol de la sang humana en l’alimentació del vampir “Diphylla ecaudata” (Fernanda Ito et al., Premi Ignobel 2017 de Nutrició)

Gravatá dos Velez, a Queimadas, en l’estació seca, ens ofereix un paisatge típic de caatinga, bioma propi de l’interior del Brasil nord-occidental

Diphylla ecaudata és un dels rat-penats vampirs que viu amb una dieta exclusivament basada en la sang d’ocells. Només d’ocells? Si fos així, l’alimentació de les poblacions d’aquesta espècie en els boscos secs de caatinga seria complicada, ja que l’acció de l’home fa que les aus salvatges siguin ben escasses. Tres investigadors de la Universidade Federal de Pernambuco, Fernanda Ito, Enrico Bernard i Rodrigo A. Torres volien estudiar si en aquestes condicions, aquesta espècie de vampir també s’alimenta de la sang de bestiar. Per fer-ho recolliren femta d’aquest vampir i utilitzaren tècniques de PCR per detectar-hi la presència d’ADN de les víctimes.

Els resultats, publicats a Acta Chiropterologica, indicaven que aquestes poblacions de D. ecaudata s’alimenten regularment de sang de pollastre però també de sang humana. És la primera vegada que es reporta que aquesta espècie s’alimenta de sang humana. L’estudi mostra que els vampirs poden adaptar-se a entorns fortament humanitzats on les seves preses habituals desapareixen. Alhora, que puguin mossegar humans és preocupant des d’un punt de mira sanitari, ja que hi poden transmetre malalties com la ràbia.

Un vampir escuat, manipulat per un investigador a Mèxic en el 2007

Els guardonats no acudiren a la cerimònia, però sí trameteren un vídeo d’acceptació.

Les bases neurals d’odiar el formatge (Jean-Pierre Royet et al., Premi Ignobel 2017 de Medicina)

Una fàbrica de Parmiggiano-Reggiano, a Modena

Jean-Pierre Royet, David Meunier, Nicolas Torquet, Anne-Marie Mouly i Tao Jiang publicaren fa uns mesos un article a la revista Frontiers in Human Neuroscience un estudi de neuroimatge (per ressonància magnètica funcional) per escatir les bases neurals de la desplaença del formatge.

El formatge és una de les menges que generen un percentatge més elevat de gent que les troba no-comestibles. De fet això ho comproven els autors en el seu estudi, en el que recrutaren 145 homes i 187 dones. Els participants havien de completar un qüestionari sobre gustos alimentaris. També se’ls sotmeté a tests olfactius, tot amb la finalitat de dividir-los en grups “pro-formatge” i “anti-formatge”. Aquests tests foren repetits ja dins de l’1.5-Tesla MAGNETOM Sonata. Els “anti” mostraven una major activitat del globus pallidus intern i extern, així com la substantia nigra. Aquests ganglis basals sín implicats en els mecanismes de recompensa i en els comportaments aversius.

El tomògraf d’emissió de positrons del laboratori de Royet

Els guardonats enviaren un vídeo d’acceptació.

L’autoidentificació dels bessons idèntics (Matteo Martini et al., Premi Ignobel 2017 de Cognició)

Martini et al. formaren trios a partir d’una parella de bessons idèntics i un control desconegut. Cada participant havia d’identificar-se entre tres fotografies, una per cada membre del trio

Matteo Martini, Ilaria Bufalari, Maria Antonietta Stazi i Salvatore Maria Aglioti publicaren el 2015 un article a PLoS One. L’estudi mostrava les dificultats d’autoreconeixement en imatges en bessons idèntics. Martini et al. conclouen que “en bessons monozigòtics la representació visual de la pròpia cara se superposa a la cara del germà”, cosa que s’explica, més enllà de la similitud, pel grau d’adhesió entre germans.

Matteo Martini i Ilaria Bufalari recolliren el guardó, “per demostrar que molts bessons idèntics no poden distingir-se ells mateixos visualment“.

Per on hem d’escoltar la música durant el període fetal (Marisa López-Teijón et al., Premi Ignobel 2017 d’Obstetrícia)

Maria López-Teijón, Álex García-Faura i Alberto Prats-Galino publicaren en el 2015 un article a la revista Ultrasound on comparaven la resposta fetal a estímuls musicals aplicats intravaginalment (“música intravaginal”) amb la d’emissors col·locats damunt l’abdomen matern (“música abdominal”). López-Teijón i García-Faura treballen a l’Institut Marquès de Reproducció Assistida, a Barcelona, mentre Prats-Galino és membre de la Unitat d’Embriologia de la Facultat de Medicina de la UB. En aquesta recerca, estudiaven mitjançant ultrasons 3D/4D els moviments facials fetals durant l’emissió musical. En total, hi participaren 106 mares, entre les 14 i 39 setmanes de gestació, que foren distribuïdes aleatòriament en els diferents grups d’administració musical. La resposta facial del fetus era més forta en els casos d’administració intravaginal.

De manera paral·lela a aquesta recerca, el setembre del 2015, Luis Pallarés Aniorte i la mateixa Marisa López-Teijón patentaren un “dispositiu d’estimulació acústica fetal“.

El BabyPod és el resultat dels estudis de Marisa López-Teijón sobre els estímuls musicals pre-natals. Arran d’aquests estudis, arribà a la conclusió que la millor via d’estimulació és l’intravaginal. Segons López-Teijón a les 16 setmanes d’edat el sistema auditori-motor ja és prou desenvolupat. En sentir la música, augmenta la probabilitat que el fetus faci moviments amb la boca i que tregui la llengua

El guardó fou recollit per Marisa López-Teijón, Álex García-Faura, Alberto Prats-Galino i Luis Pallarés Aniorte, que aprofitaren també per presentar “Babypod”, el dispositiu per a fer arribar la música al nasciturus.



Publicat dins de General | Envia un comentari

Dinou paleogenomes individuals per escatir l’origen genètic de minoics i micènics

Les fonts mitogràfiques han contaminat ja des de la mateixa consolidació literària d’aquests fonts en poemes èpics la recerca del passat arcaic de l’Antiga Grècia més enllà d’aquella època considerada de “segles foscos”. La contaminació la trobem en Homer, és clar, i en Pausànies, i en la historiografia post-clàssica, naturalment. Arriba fins els nostres dies, en la mesura que la definició moderna de “civilització micènica” deriva de les excavacions de Heinrich Schliemann (nascut el 1822) al Peloponès, mentre que la de la “civilització minoica” deriva de les excavacions d’Arthur Evans (nascut el 1851) a Creta. És simptomàtic, doncs, que un article de Nature publicat avançadament ahir dugui per títol “Genetic origins of the Minoans and the Mycenaeans“.

Esquema de la diferenciació genètica entre quatre poblacions del II mil·lenni a.C. (micènics, minoics de Lasithi, minoics d’Herakleion i anatolis de l’Edat del Bronze) i poblacions modernes de l’Euràsia Occidental

Dades genòmiques de 19 individus de l’Edat del Bronze

Iosif Lazaridis et al. analitzen en aquest article dades genòmiques de 19 individus de l’Edat del Bronze, que inclouen persones associades a la cultura minoica de Creta, a la cultura micènica de la Grècia continental i a cultures de l’Anatòlia Sud-occidental. Minoics, micènics i troians,
per dir-ho en termes mitogràfics.

Les dades de Lazaridis et al. indiquen una similitud genètica entre “minoics” i “micènics”. Tots dos grups deriven un 75% de la seva ascendència de les primeres poblacions neolítiques de l’Anatòlia Occidental i de l’Egeu. El 25% restant correspon bàsicament a poblacions antigues originàries del Caucas i de la Meseta Iraniana. Hi ha, però, una particularitat entre els “micènics” i és un component d’ascendència menor associat a les poblacions caçadores-recol·lectores de l’Europa Oriental i Sibèria. Aquesta ascendència hauria arribat als micènics a través de les estepes eurasiàtiques o de les regions pòntiques.

Els grecs moderns s’assemblen més en aquesta composició genètica als micènics, bo i afegint una menor importància en la població moderna de l’ascendència del Neolític Primerenc.

Lazaridis et al. conclouen que “els nostres resultants donen suport a la idea de continuïtat però no d’aïllament en la història de les poblacions de l’Egeu, abans i després de l’època de les primeres civilitzacions“.

La mitografia, és clar, continuarà amb els seus prejudicis. La diferència entre “micènics” i “minoics” que registren Lazaridis et al., s’explicarà per alguna aportació septentrional, associada a l’aspecte diví (i.e. nòrdic) que tan sovint Homer atribueix a l’aristocràcia aquea. I la dilució parcial experimentada pels grecs moderns respecte dels micènics serà atribuïda fàcilment a les invasions, començant per les invasions dòriques (els Heràclides del mite) i acabant per les que s’escaigueren en el període bizantí i otomà.



Publicat dins de 6. La Civilització | Envia un comentari

La biodiversitat vegetal sota el canvi climàtic (Sandra Myrna Díaz, Premi Ramon Margalef d’Ecologia, 2017)

Ahi dijous es feia pública la concessió per part de la Generalitat del Premi Ramon Margalef d’Ecologia a Sandra Myrna Díaz. El jurat ha valorat especialment les seves aportacions metodològiques en l’avaluació dels canvis regionals en la diversitat funcional dels ecosistemes vegetals, aplicades a l’estudi de l’impacte del canvi climàtic.

Sandra Díaz

Nascuda a Bell Ville (Córdoba, Argentina) es llicencià en biologia a la Universidad Nacional de Córdoba (1984). Realitzà al Centro de Ecología y Recursos Naturales Renovables d’aquesta universitat una tesi doctoral sobre la recuperació post-pertorbació de pastures d’alta muntanya, que defensà reeixidament (cum laude) en el 1989. Hi continuà després els estudis de post-doctorat fins el 1991, completats amb una estada de dos anys a la Unit of Comparative Plant Ecology de la University of Sheffield.

Retornada a Argentina participà en el Segon Report d’Avaluació del Panell Intergovernamental sobre Canvi Climàtic (IPCC), contribuint a la revisió d’estudis sobre l’impacte del canvi climàtic en pastures sud-americanes (1993-1994). També participaria després en el Tercer i el Quart Reports de l’IPCC.

Ell mateixa realitzà investigacions ulteriors sobre les respostes de la vegetació a l’ús i pertorbació del sòl a la Universidad de Córdoba. Ha fet estades de recerca al Centre d’Ecologies Fonctionelle et Evolutive de Montpelher, a la University of Alaska at Fairbanks, a la Universitat Hebrea de Jerusalem, a la New Zealand Pastoral Agriculture Research Institute o a la Universidad de Sonora. Aquestes contribucions han rebut reconeixements en forma de premis i d’encàrrecs de consultoria i d’avaluació de projectes.

La biodiversitat funcional

Les contribucions més destacades del grup de recerca de Díaz tenen a veure amb la metodologia d’avaluació de la biodiversitat funcional dels ecosistemes vegetals, és a dir de com la biodiversitat participa en els serveis ecosistèmics. Aquesta biodiversitat funcional respon de formes diferents tant a canvis locals en l’ús de la terra com al canvi global associat a l’escalfament

Fa tres anys, en un article al PNAS en col·laboració amb Sandra Lavorei, Francesco de Bello, Fabien Quétier, Karl Grigulis i T. Matthew Robson exposava com poden integrar-se els diferents mecanismes pels quals la diversitat funcional afecta propietats ecosistèmiques relevants, posant com a exemple el sistema de pastures dels Alps Centrals francesos.

Pastizal en el Departamento Conhelo, en la Provincia de La Pampa, fotografiado por Maximiliano Alba en el 2006



Publicat dins de 2. La Terra | Envia un comentari

Aldehids naturals i inestabilitat genòmica: un mecanisme d’acció a través l’antioncogen BRCA2

El gen BRCA2 és caracteritzat com un gen supressor de tumors. Les mutacions que resten funcionalitat a aquests gens contribueixen a la transformació tumoral. En el nostre genoma, diploide, cada gen es troba en dues còpies, la còpia d’herència materna i la còpia d’herència paterna. Per tal que un gen supressor de tumors perdi la funcionalitat caldria que totes dues còpies fossin danyades. Aquest no és el cas del gen BRCA2. La mutació en una sola de les dues còpies del gen BRCA2 ja augmenta notablement la susceptibilitat tumoral. Hom parla en aquest cas d’haploinsuficiència, en el sentit que una còpia simple (haploide) del gen és insuficient per a la funcionalitat. Una recerca coordinada per Ashok R. Venkitaraman atribueix a aldehids naturals l’haploinsuficiència del gen BRCA2 i la consegüent inestabilitat genòmica en cèl·lules on una de les dues còpies d’aquest gen es troba danyada.

Una recerca en línies cel·lulars heterocigotes per a BRCA2

Aquesta recerca fou concebuda per Shawn Lu Wen Tan i Ashok R. Venkitaraman, d’un dels grups de recerca de la MRC Cancer Unit de la Universitat de Cambridge. La part experimental la realitzà Shawn Lu Wen Tan. Saakshi Chadha creà les línies cel·lulars heterocigotes per a BRCA2 emprades en els experiments. Els experiments d’espectrometria de masses (SWATH-MS) foren a càrrec de Yansheng Lu i Ruedi Aebersold, amb anàlisi posterior compartida també amb Evelina Gabasova. Després d’una primera fase experimental i enviar l’estudi a publicació, els revisors proposaren una sèrie de qüestions que conduïren a una altra ronda experimental, en la que participaren David Perera, Karim Ahmed, Stephanie Constantinou, Xavier Renaudin i MiYoung Lee.

El gen BRCA2 fou originàriament descrit com un dels gens implicats en casos familiars d’alta incidència de tumors mamaris. Les persones que han heretat una mutació en una de les dues còpies d’aquest gen presenten un major predisposició a desenvolupar tumors de mama, ovari, pàncrees,
pròstata i altres òrgans. La proteïna BRCA2, de 3418 aminoàcids, és una proteïna que es localitza en l’interior del nucli cel·lular. Aquesta proteïna és essencial per al manteniment de la integritat cromosòmica, ja que participa en funcions de reparació d’ADN, estabilització de les forquilles de replicació i en la divisió mitòtica.

L’haplosuficiència de BRCA2 es manifesta en el fet que cal mutacions que afectin tots dos al·lels perquè apareguin aberracions en l’estructura cromosòmica o un augment a la sensibilitat a agens genotòxics. Ratolins heterocigots per a al·lels defectius de BRCA2 es desenvolupen de manera normal amb una sola còpia funcional de BRCA2. Tanmateix, l’haplosuficiència no és pas total, i els portadors heterocigots de mutacions de BRCA2 tenen, com s’ha dit, una major exposició a la carcinogènesi.

Com s’explica aquesta haploinsuficiència parcial? La majoria de mutacions de BRCA2 associades a risc de càncer són mutacions que condueixen a la disrupció de la seqüència proteica, tal com s’esdevé en les mutacions 6174delT, 3036del4, 7691insAT o 9900insA. En aquest casos, la còpia alterada no afecta la funcionalitat de la còpia funcional.

El grup de Venkitaraman proposa que el mecanisme que explicaria l’haploinsuficiència de BRCA2 seria mediat per concentracions intracel·lulars de formaldehid i acetaldehid. Aquestes substàncies poden arribar a l’organisme com a contaminants d’origen exterior, però també són producte del metabolisme endogen. L’acetaldehid és producte del catabolisme de l’etanol (i responsable d’una bona part dels efectes nocius de la intoxicació etílica). El formaldehid també pot generar-se endògenament per processos de desmetilació oxidativa.

Els aldehids intracel·lulars fomenten la depleció de proteïna BRCA2 en estimular la degradació per proteasomes. En les cèl·lules amb una sola còpia funcional de BRCA2, això condueix a la inestabilitat genòmica. Sense la BRCA2, la replicació d’ADN queda afectada, es formen híbrids d’ARN-ADN i apareixen aberracions cromosòmiques.

Com el formaldehid afecta la replicació de l’ADN

És sobretot com a toxina d’origen ambiental que s’expliquen els valors habituals de formaldehid en sang humana de 0,05-0,1 mmols/L. El formaldehid és molt reactiu i forma adductes amb proteïnes i àcids nucleics. Ja per ell mateix té efectes en l’ADN. Els experiments de Shawn Lu Wen Tan et al. sobre cel·lules HeLa Kyoto exposades a formaldehid durant 2 hores permeten seguir què s’esdevé amb la síntesi d’ADN (emprant EdU com a marcador i PCNA com a marcador de fase S)

El formaldehid interromp la replicació d’ADN i fomenta l’aparició de trencaments en l’ADN de cèl·lules en divisió

Cèl·lules HeLa Kyoto amb una sola còpia funcional de BRCA2

Saakshi Chadha ha desenvolupat línies HeLa Kyoto que han incorporat, mitjançant CRISPR/Cas9, les mutacions 6174delT o 3036del4 en heterocigosi. En aquestes cel·lules, l’expressió de proteïna BRCA2 cau a la meitat, però altrament proliferen normalment i mantenen la mateixa sensibilitat a radiacions ionitzants.

Aquestes cel·lules, però, resulten especialment susceptibles al formaldehid. Una exposició a 0,08 mmol/L durant tres hores és suficient per retardar la replicació de l’ADN.

Aquesta major susceptibilitat al formaldehid es relaciona amb la depleció selectiva de BRCA2. Sense la BRCA2, la homeostasi en la forquilla de replicació de l’ADN es veu alterada: augmenta l’acció de l’endonucleasa MRE11. Shawn Lu Wen Tan comproven aquest rol amb l’ús de Mirin, un inhibidor de la MRE11.

La depleció selectiva de BRCA2 pel formaldehid tindria un càracter transitori i es produiria en diferents tipus cel·lulars. Altres genotoxines no tenen pas el mateix efecte que el formaldehid sobre la BRCA2. La depleció és deguda a l’acció del proteasoma 20S, com mostra el fet que l’efecte del formaldehid és inhibit per la velcada, l’epoxomicina o l’MG132. La degradació de BRCA2 afecta als tres compartiments on es troba aquesta proteïna: 1) la fracció nuclear soluble (on té la major presència); 2) la fracció nuclear unida a cromatina; 3) la fracció extranuclear citosòlica.

La degradació proteica selectiva induïda pel formaldehid afecta, és clar, no tan sols a BRCA2, però és significatiu que no afecti proteïnes amb funcions similars (BRCA1, RAD51, PALB2, XRCC3, FANCI, FANCD2). Les dades d’espectrometria de masses, indiquen que hi hauria vora 35 proteïnes afectades pel formaldehid, entre les quals hi hauria, a més del BRCA2, TXNL1 o JAK1.

Una reflexió sobre salut pública

Els autors són conscients de l’impacte que té aquest estudi en l’opinió pública. El formaldehid i l’acetaldehid són contaminants ben difosos, especialment en ambients urbans, com a producte del fum de tabac, de cigarretes electròniques, de la combustió d’automòbils, de certs materials de construcció, de cosmètics, etc. A banda dels mecanismes generals de toxicitat, la depleció selectiva de proteïnes per un mecanisme que encara caldrà investigar, introdueix un nou element de consideració, particularment per la rellevància del BRCA2 com a proteïna supressora de tumors.

Lligams:

A Class of Environmental and Endogenous Toxins Induces BRCA2 Haploinsuficiency and Genome Stability. Shawn Lu Wen Tan, Saakshi Chadha, Yansheng Lu, Evelina Gabasova, David Perera, Karim Ahmed, Stephanie Constantinou, Xavier Renaudin, MiYoung Lee, Ruedi Aebersold, Ashok R. Venkitaraman. Cell 169, p.1105-1118.e15 (2017).

Publicat dins de 3. La Vida | Envia un comentari

L’evolució genòmica en els tumors: un estudi de 7664 càncers humans

Iñigo Martincorena, Keiran M. Raine, Moritz Gerstung, Kevin J. Dawson, Kerstin Haase, Peter Van Loo, Helen Davies, Michael R. Stratton i Peter J. Campbell penjaven ahir un article titulat “Patrons universals de selecció en el càncer i en teixits somàtics”. Aquests investigadors de Wellcome Trust Sanger Institute, de l’EMBL-EBI, del Francis Crick Institute, del Departament de Genètica Humana de la Universitat de Lovaina i del Departament d’Hematologia de la Universitat de Cambridge han aplicat mètodes de la genòmica evolutiva a 7.664 tumors humans, corresponents a 29 tipus de càncer. La genòmica evolutiva s’ha aplicat a l’origen i diversificació d’espècies biològiques. La millora tècnica en l’extracció i seqüenciació d’ADN fa possible estendre-les ara també a l’evolució interna d’un organisme, a l’evolució de les línies cel·lulars somàtiques i, més concretament, a les línies tumorals. Mutació i selecció ambiental tenen també lloc en l’evolució dels tumors. Però si en l’evolució de les espècies domina la selecció negativa, que condueix a l’especialització, en l’evolució dels tumors domina una selecció positiva, que faci que la cel·lula somàtica s’alliberi dels controls interns, tingui accés a recursos nutricionals i defugi l’atac del sistema immunitari. Martincorena et al. estimen en aquest estudi una selecció negativa relativament fluixa, detectable únicament en el manteniment de gens essencials en regions haploides del genoma cel·lular. De mitjana, la selecció positiva condueix a 4 mutacions de seqüència proteica que promouen la transformació tumoral, encara que aquest valor pot variar segons el tipus de càncer (de menys d’1 de mitjana en el càncer de tiroides i testicular a més de 10 en tumors d’endometri i colorectals. L’estudi també posa de manifest que encara no s’han identificat un bon nombre de gens associats a la transformació tumoral. De fet, ells mateixos identifiquen alguns d’aquests gens.

Les mutacions somàtiques

Dels diferents llinatges cel·lulars que deriven del cigot tan sols una petita porció són llinatges germinals, que donaran lloc als gàmetes que, a través de la fecundació, participaran en la següent generació. La majoria dels llinatges cel·lulars són somàtics i, així, condemnats a desaparèixer quan es mori l’organisme individual que integren, quan no molt abans encara.

Els llinatges cel·lulars somàtics tendeixen a acumular mutacions al llarg de la vida de l’organisme individual que conformen. Aquestes mutacions poden ser de tres tipus:
– perjudicials per a la cèl·lula, fins al punt de conduir a la seva mort o senescència, o augmentar la probabilitat de patir-les.
– neutres, en el sentit de no ser perjudicials ni beneficioses.
– beneficioses per a la cèl·lula, en el sentit de promoure la seva supervivència o proliferació.

Aquestes mutacions “beneficioses” para la cèl·lula somàtica tenen, però, una contrapartida. L’acumulació d’aquestes mutacions pot fer que un llinatge cel·lular somàtic superi les constriccions normals de proliferació cel·lular. O, encara més greu, poden conduir a la invasió de teixits veïns, amb la subsegüent disrupció, o difondre a altres òrgans (metàstasi). Si és qüestió de proliferació i prou, hom parla de tumor benigne, encara que aquesta benignitat no impliqui alteracions anatòmiques o funcionals nocives. Si, a més, hi ha invasivitat i metàstasi, hom parla de tumor maligne.

The Cancer Genome Atlas

The Cancer Genome Atlas és una base de dades genòmica de càncers humans. D’aquesta base de dades, Martincorena et al. han extret les dades genòmiques de 7664 tumors humans, corresponents a 29 tipus tumorals diferents.

Comparar els genomes tumorals amb els genomes somàtics normals implica comptar també amb la diversitat genòmica existent entre humans. Alhora cal saber destriar les mutacions “promotores” de la transformació tumoral de mutacions merament acompanyants (“passatgeres”). Les primeres han estat seleccionades positivament mentre que les segones tenen un caràcter neutre. Per distingir les unes de les altres, Martincorena et al. apliquen la ratio dN/dS, és a dir, la relació entre les mutacions no-sinònimes (dN) i les mutacions sinònimes (dS). Les mutacions sinònimes afecten a la seqüència genètica, sense afectar la seqüència del producte gènica. És clar que això implica assumir que totes o la immensa majoria de les mutacions sinònimes són neutres.

Per refinar aquest mètode, Martincorena et al. han fet un esforç de contextualitzar els processos mutacionals detectats. Així, empren un model amb 192 paràmetres de taxa de mutació, que cobreixen els 6 tipus de substitucions de base possibles, les 16 combinacions possibles de bases flanquejants de cada mutació i la diferència entre cadena transcrita i cadena no-transcrita en les àrees codificants del genoma.

D’altra banda, entre les mutacions no-sinònimes, el seu model inclou també les mutacions que produeixen una alteració del patró de lectura o del patró del splicing, així com insercions i delecions petites.

També consideren Martincorena et al. les variacions en la taxa de mutació en les diferents regions del genoma humà.

El patró dN/dS en l’evolució tumoral

Quan hom compara el genoma de dos enterobacteris, com Escherichia coli i Salmonella enterica, pel que fa als gens comuns, hom troba que la ratio dN/dS és de 0,06. Aquest valor és indicatiu d’una forta selecció negativa de tota mutació que afecti la seqüència proteica corresponent. Quan hom fa comparacions genòmiques inter-individuals dins d’una espècie com la humana, els valors de dN/dS són de 0,08: la majoria de polimorfismes humans són de natura “sinonímica”.

Per contra, en l’evolució tumoral, el valor de dN/dS adopta un valor elevat, superior a 1. És a dir, que hi ha una mica més de mutacions no-sinònimes que de mutacions sinònimes. Aquests valors també es troben quan hom compara genomes cel·lulars de línies somàtiques normals de sang, pell, fetge, còlon o intestí prim. En general, doncs, en l’evolució somàtica, els valors de dN/dS ronden el valor 1, i s’allunyen del valor de 0,07 que trobem en l’evolució interespecíficament i en l’evolució interindividual dins una mateixa espècie.

Els gens sota selecció positiva en tumors

Martincorena et al. cerquen gens que tinguin valors de dN/dS significativament superiors a 1. En aquests gens, domina la selecció positiva, indici que d’alguna manera són gens que promouen la transformació tumoral. D’aquesta manera identifiquen un total de 179 gens. D’aquests gens, una mica més de la meitat, el 54%, es corresponen a gens recollits en el Cancer Gene Census (CGC). Fins i tot aplicant un criteri més estricte, Martincorena et al. identifiquen 24 gens promotors del càncer que no es troben en el llistat del CGC. No obstant, la majoria d’aquests gens o bé tenen un lligam clar amb la biologia del càncer o ja havien estat reportats en estudis individuals o en anàlisis generals.

Martincorena et al. posen com a exemples els gens ZFP36L1 i ZFP36L2. D’aquests gens se sap que promouen la quiescència cel·lular i suprimeixen la replicació de l’ADN en línies limfocítiques B. Que en aquest estudi, Martincorena et al. trobin un nombre de mutacions inactivadores en aquests dos gens és plausible si hom els considera “gens supressors de tumors”.

Tampoc no són a la llista del CGC, KANSL1, BMPR2, MAP2K7 o NIPBL. Però tots aquests gens ja eren sospitosos per les seves funcions: KANSL1 participa en complexos d’acetilació d’histones, BMPR2 és un receptor amb activitat serin-treonin cinasa sobre proteïnes morfogenètiques de l’os, MAP2K7 participa en senyalitzacions cel·lulars i NIPBL és un membre del complex de cohesines (les que regulen la separació de cromàtides durant la mitosi).

Amb la llista de 174 gens que obtenen Martincorena et al. comproven que se’ls pot classificar en dues classes. En els oncogens hi ha una forta selecció en mutacions de canvi de sentit, que donen lloc a un producte gènic amb una funcionalitat més o menys alterada. En els gens supressors de tumors hi ha una forta selecció de mutacions truncants, que impedeixen la funcionalitat del producte gènic corresponent.

Aquests gens, tenen valors de dN/dS en alguns casos superiors a 10 o a 100. En aquest darrer cas, això vol dir que hi ha més de cent vegades mutacions no-sinònimes que mutacions sinònimes: més del 99% de les mutacions detectades serien mutacions promotores en major o menor mesura.

Els gens sota selecció negativa en tumors

Martincorena et al. també fan una cerca de gens que tinguin valors de dN/dS inferiors a 1. En aquests gens hi hauria un domini de la selecció negativa o purificadora. Val a dir, que la immensa majoria de gens presenten valors de dN/dS propers a 1, indici d’una acumulació neutra de mutacions. Ja hem vist que un 2,2% dels gens mostraven valors de dN/dS superiors a 1,5. En canvi, tan sols un 0,14% dels gens mostra valors de dN/dS per sota de 0,75.

En general, doncs, la selecció negativa en línies tumorals és força febles, fins i tot més febles que no pas esperaven Martincorena et al. Com s’explica això? Una possible explicació es troba en el nombre de còpia de gens que, en un genoma diploide, és de dos, i això sense comptar les duplicacions que ja existeixen en el genoma haploide humà. Tan sols en el cas de regions genòmiques d’1 sola còpia, la selecció negativa es manifesta en un valor de dN/dS de 0,66.

Els valors de Martincorena et al. topen amb algunes prediccions. Hom hauria esperat que la pressió del sistema immunitari sigui un factor promotor de la selecció negativa. En efecte, les mutacions en línies tumorals poden donar lloc a “neoantígens”, a través dels quals aquestes línies cel·lulars siguin específicament atacades pel sistema immunitari. Els resultats de Martincorena et al. els duen a concloure que “l’enorme majoria dels neoantígens predits teòricament no deuen provocar una resposta immune capaç d’eradicar un clon tumoral en condicions normals”.

Estimar el nombre de mutacions promotores en un tumor

Ja en els anys 1950, alguns autors havien gosat d’estimar que n’hi havia prou amb cinc o set mutacions somàtiques per convertir una cèl·lula normal en una cèl·lula tumoral. Evidentment, a aquestes mutacions promotores calia afegir un bon nombre de mutacions no-promotores acompanyants.

Martincorena et al. revisen aquestes estimacions. Per exemple, analitzant les mutacions no-sinònimes de 369 gens tumorals en 689 tumors mamaris diferents, troben un valor de dN/dS de 1,95. Això vol dir que hi ha un 95% més de mutacions no-sinònimes que no pas hom esperaria en cas d’una evolució neutra. O, dit d’una altra manera, el 49% de les mutacions no-sinònimes serien mutacions promotores, seleccionades positivament en les línies tumorals. Aquest percentatge és ben diferent en altres tipus de tumors: 20% en melanoma, 80% en gliomes de grau inferior. Això es correspon en dades variables sobre el nombre de mutacions promotores en gens tumorals. El valor no arriba a 1 en sarcomes, en càncers de tiroides i en mesoteliomes. El valor arriba a 3-4 mutacions per gen en càncers de bufeta, endometri i colorectals.

Si hom ho expressa per cada tumor, de mitjana cada línia tumoral disposaria de 4 mutacions promotores, encara que segons el tipus de càncer aquest valor pot anar de 1 a 10. És a dir, que les mutacions promotores són tan sols una minoria de les mutacions existents en la línia tumoral: en el cas de càncers de cap i coll, el valor seria de tan sols un 5% de mutacions promotores respecte del total de mutacions no-sinònimes.

La taxa de mutació tendeix a augmentar en línies tumorals. Martincorena et al. troben que l’augment de la càrrega de mutacions afavoreix una major convergència de dN/dS cap a 1, però que de totes manera una major taxa de mutació condueix també a un augment de l’aparició de mutacions promotores.

L’extensió de l’anàlisi genòmica de tumors

Martincorena et al. tenen la intenció d’estendre aquestes anàlisis genòmiques també a regions no-codificants dels genoma. Però el repte principal és estendre aquesta metodologia a l’anàlisi individual de tumors i, alhora, de gens, per tal d’identificar en un cas concret quines són mutacions promotores i quines no ho són. Com diuen, desenvolupar aquestes eines amb rigor estatístic, constituirà un pas crucial en la implementació de l’oncologia de precisió.

Publicat dins de 3. La Vida | Envia un comentari

La detecció d’hidrogen molecular en l’exosfera d’Encèlad: indicis de processos hidrotermals

En un article a la revista Science, J. Hunter Waite et al. afirmen haver detectat amb l’Ion Neutral Mass Spectrometer de la Cassini la presència d’hidrogen molecular en els plomalls que emergeixen de la superfície d’Encèlad, satèl·lit de Saturn.

Dades de la Cassini

Aquest article el signen investigadors del Southwest Research Institute (J. Hunter Waite, Christopher R. Glein, Rebecca S. Perryman, Ben D. Teolis, Brian A. Magee, Greg Miller, Jacob Grimes, Kelly E. Miller, Alexis Bouquet, Tim Brockwell i Scott J. Bolton), de la John Hopkins University (Mark E. Perry) i de la Cornell University (Jonathan I. Lunine).

El punt de partida és el comportament dels sistemes hidrotermals de la Terra, en els quals l’aigua reacciona amb el ferro reduït de mineral donant lloc a gas hidrogen (H2). En aquests ecosistemes, el gas hidrogen (H2) és metabolitzat per microorganismes com a font d’energia (quimiolitotròfia), com fan els microorganismes metanògens.

Les dades de la Cassini ens indiquen que, sota la superfície glaçada d’Encèlad hi hauria un oceà subsuperficial global que cobriria totalment el nucli rocallós intern. L’activitat geològica d’Encèlad es manifesta en forma d’ejecció de gasos i de grans de glaç a través de fractures en la superfície. Aquesta ejecció, en hidrodinàmica, rep el nom de plomalls.

Val a dir que la presència d’H2 en els plomalls podria deure’s a diferents processos no-hidrotermals, com ara la radiòlisi del glaç d’aigua. Però si es degués a l’hidroterminalisme, caldria suposar que en l’oceà d’Encèlade hi ha temperatures i fonts d’energia química prou elevades com per sostindre ecosistemes. Aquests dies, algú deia que el planeta més habitable del Sistema Solar després de la Terra és Encèlade.

En la seva darrera aproximació a Encèlade (E21), la sonda Cassini prengué noves dades d’aquest petit planeta. Waite et al. empraren el mode OSNB (Open Source Neutral Beaming) de l’espectròmetre INMS per comprovar la presència de gas hidrogen nadiu en el plomall. Amb el mode OSNB es minimitza la interacció del gas amb les parets de l’instrument abans d’arribar a l’espectròmetre de masses QP. Altrament, el vapor d’aigua del plomall podria interactuar amb el titani de la paret de l’espectròmetre i donar lloc a H2.

Anàlisi del gas dels plomalls

L’INMS prengué mesures de plomalls d’Encèlade en vuit ocasions (E2, 2005; E3 i E5, 2008; E7, 2009; E14, 2011; E17, 2012; E18, 2012 i E21, 2015). En l’aproximació E21, la Cassini va arribar a situar-se a tan sols 49 km de la superfície planetària. El curs d’aproximació seguia la perpendicular de les franges característiques de la superfície d’Encèlade, amb una velocitat relativa de 8,5 km·s-1.

Les dades del 28 d’octubre del 2015, recollides en mode OSNB oferiren aquests resultats:

L’objecte de massa 2 és el gas hidrogen; el de massa 18 és vapor d’aigua; el de massa 44 és CO2

Waite et al. fan una estimació de quina proporció de les senyals de H2 es deurien a un artefacte instrumental. Segons aquesta estimació, la major part del senyal seria de H2 procedent del plomall d’Encèlade.

La composició química del gas del plomall d’Encèlade

El plomall d’Encèlade consisteix bàsicament en vapor d’aigua (96-99%). Per als gasos minoritaris, Waite et al. fan les següents estimacions: CO2, 0,3-0,8%; CH4, 0,1-0,3%; NH3, 0,4-1,3%; H2, 0,4-1,4%. D’aquestes dades, es deriven unes emissions de vapor d’aigua de 200 kg·s-1. La taxa d’emissió de H2 seria de l’ordre de 109 mol·any-1

Quin és l’origen de l’H2 del plomall d’Encèlade? Podria ser que hi hagués un reservori d’aquest cas, bé en la coberta glacial del planeta o en l’oceà que hi ha a sota? La baixa pressió que regna en la superfície planetaria (desenes de bars) sembla descartar que hi hagi clatrats de H2 en el glaç superficial.

Si la font fos un reservori oceànic, la concentració de H2 en aquest oceà hauria de ser de 10-7 a 10-4 mol per quilogram d’aigua. Ara bé, el temps de residència d’aquest reservori seria inferior a 1 milió d’anys.

Pel que fa a la radiòlisi del glaç d’aigua superficial, induïda per plasma magnetosfèric, aquesta podria ser responsable de la producció de 107 mols per any. Ara bé, aquesta quantitat és massa baixa per explicar les quantitats detectades i, alhora, hom hauria de detectar també la presència de gas oxigen.

La reacció del glaç d’aigua amb partícules de sílice també podria ser una font de H2. Però no sembla que a Encèlade hi hagi prou quantitat de sílice, de manera que la producció seria en tot cas baixa (4·104 mols per any).

Waite et al., doncs, creuen que la font d’H2 ha de trobar-se en el nucli rocallós d’Encèlade. Allà podria formar-se per radiòlisi, però aquesta seria un component menor de la producció total. Queden, doncs, com a única explicació reaccions hidrotermals entre l’aigua i la roca. Quines reaccions? Waite et al proposen la degradació de NH3, la piròlisi de matèria orgànica nitrogenada o l’oxidació aquosa de minerals reduïts. L’absència de N2 en el plomall fa que pensin que la font no pot ser NH3, però les altres dues opcions sí són plausibles.

El desequilibri entre CO2 i CH4

La coexistència en el plomall d’aquests dos gasos és indicativa d’un desequilibri químic. La metanogènesi d’Encèlade tindria un caràcter hidrogenotròfic. És a dir que, el gas hidrogen generat en el fons oceànic promouria la conversió de part del CO2 en CH4.

Publicat dins de 1. L'Univers | Envia un comentari

L’Operació Impia: la detenció de Pablo Escribá i Xavier Busquets per la comercialització d’àcid 2-hidroxioleic com a antitumoral

La Policia Nacional ha comunicat la detenció de cinc persones relacionades amb la venda d’àcid hidroxi-oleic (amb el nom comercial de “Minerval“) com a fàrmac per guaria el càncer. Aquesta operació policial, amb el nom clau d’Operación Impía, s’adreça contra professors de la Universitat de les Illes Balears (UIB). En aquest sentit, el Consell de Direcció de la UIB ha emès un comunicat on expliquen que aquesta operació policial és el resultat d’una denúncia que la UIB mateixa havia fet arribar a la fiscalia l’abril del 2016.

El cas remunta al juliol del 2015, quan la cap del Servei d’Oncologia de l’Hospital Universitari Son Espases es va posar en contacte amb el Rector de la UIB arran de diversos casos de pacients oncològics que havien adquirit el producte Minerval, de Lipofarma, a través dels responsables d’aquesta companyia, Pablo Escribá i Xavier Busquets (professors de Biologia Cel·lular de la UIB). El 9 de juliol, l’equip rectoral de la UIB es reuní amb els dos màxims responsables del Servei d’Oncologia. Si més no, hi havia una persona disposada a declarar que li havien ofert, a canvi de diners, un fàrmac per al tractament d’un cert tipus de càncer. Més tard, però, aquesta persona es retractà.

El mes d’abril del 2016, arribà a la presidenta del Consell Social de la UIB una denúncia similar. Donada la gravetat de l’acusació, la UIB decidí comunicar-la a la fiscalia.

Lipopharma sorgí en el 2006, com una spin-off acadèmica del grup de recerca de Pablo Escribá a la UIB. El punt de partida eren els canvis en la composició d’àcids grassos dels fosfolípids de la membrana cel·lular associats a la transformació tumoral. Damunt d’aquesta diana, Lipopharma proposava una “teràpia de lípids de membrana” (MLT, membrane-lipid therapy), en el marc més general de “lipidologia per a la vida” (lipid science for life).

El producte inicial i insígnia de Lipopharma és el (9Z)-2-hidroxi-9-octadecenoic acid (ó cis-2-hidroxi-9-octadecenoic), és a dir un alfa-derivat de l’àcid gras monoinsaturat cis-oleic. Amb el nom d’àcid 2-hidroxi-oleic, el seu acrònim és 2OHOA. Lipopharma batejà el producte amb el nom de Minerval.

Barceló et al. (2004) havien estudiat com el 2OHOA modifica les propietats estructurals de membranes, en comparació amb l’àcid oleic i l’àcid elaïdic. Martínez et al. (2005), ja utilitzant el nom de Minerval, analitzaren com aquesta substància alterava algunes vies de senyalització de les cèl·lules A549 (línia establerta per D. J. Giard a partir d’un adenocarcinoma de pulmó), la qual cosa ja els donava peu a parlar de “activitat anticancerosa”. Martinez et al. (2005) aprofundiren en els mecanismes d’aquesta activitat “anticancerosa” de nou emprant com a model les cèl·lules A549. Paral·lelament, Lipopharma registrava un seguit de patents bé en el seu nom o en el de la UIB. Alhora, també exploraven l’acció anti-hipertensiva del 2OHOA en un model de rata (Prades et al., 2008). En un article a PNAS, del 2009, Lladó et al. es refereixen a l’activitat d’aquesta substància com a “potent antitumoral no-tòxic”, bo i fornint més dades sobre el seu mecanisme d’acció. Lladó et al. (2010) determinaven que el Minerval induïa apoptosis en diferents línies cel·lulars tumorals, com la línia Jurkat de leucèmia de cèl·lules T.

A partir del 2012, comencen també ha investigar en línies tumorals de glioma humà (U118, 1321N1, SF767). Així, Barceló-Coblijn et al arribaven a proposar que l’acció antitumoral del Minerval s’explicava a través de la regulació de l’activitat de l’esfingomielina-sintasa. Com que en la majoria de casos, el glioma no té tractament, aquesta i altres recerques tingueren ressò en la premsa. A més, el 27 d’octubre del 2011, la Comissió Europea concedí la designació del Minerval per al tractament del glioma. Lipopharma i els seus investigadors iniciaren una política agressiva de divulgació a través de les xarxes socials. Així, aprofitaren el cas del jove palmesà, Nacho Hurtado, mort d’un càncer cerebral, i el hashtag #VaportiNacho per tal de recaptar fonts per a la recerca i publicitar les virtuts del Minerval. En el 2014, Lladó et al. publicaven una revisió sobre la rellevància terapèutica del Minerval en el glioma. La Direcció General de Gestió Econòmica i Farmàcia de la Conselleria de Salut, Família i Benestar Social del Govern de les Illes Balears requerí a Lipofarma la retirada de publicitat sobre el Minerval, a la qual cosa l’empresa acabà per accedir.

Lipopharma impulsà, a partir del 2012, un assaig clínic en fase 1/2A per a l’ús del Minerval en pacients adults amb tumors sòlids avançats.

Les denúncies apareixen en aquesta fase. A hores d’ara, hi ha més d’una desena de denúncies de persones que compraren Minerval. Segons aquestes denúncies, els detinguts avui els hi haurien ofert la substància a través de la “Fundació Marató” que ells havien creat. Així doncs, no es tractava formalment d’una compra-venda, sinó d’una donació a aquesta fundació. A canvi de la donació, rebien quantitats de Minerval. Segons la policia, van aconseguir a través d’aquesta via més de 600.000 €.

El delicte d’estafa deriva del fet que el Minerval no és un medicament autoritzat per a la venda al públic, d’acord amb els criteris de l’Agència Espanyola de Medicaments i Productes Sanitaris. Ja hem vist, que és un medicament que es troba encara en fase d’assaig clínica. En conseqüència, la fabricació de Minerval tampoc no es feia d’acord amb les regulacions pròpies d’un medicament. La producció, envasat i remisió per a la venda es feia en dependències de la UIB. Era en dependències de la UIB que els denunciants adquirien el Minerval, i era allà on rebien la informació de part de responsables de Lipopharma.

Segons fonts policials, Lipopharma també havia intentat vendre un producte contra la malaltia d’Alzheimer, concretament LP226A1 (àcid hidroxi-dihidroaraquidònic), encara que aquest producte es troba encara en una fase de recerca preclínica.

Publicat dins de 3. La Vida | Envia un comentari

Els actínids de l’estel de Przybylski com a productes de la desintegració d’elements superpesants

En el marc de la sèrie sobre “Els empèdocles moderns”, en parlar de l’einsteini (l’element 99) fèiem referència de l’estel de Przybylski. Aquest estel, el n. 101065 del catàleg de Henry Draper, fou estudiat espectroscòpicament per Antoni Przybylski el 26 d’abril del 1960. En l’espectre hom trobà línies corresponents a elements radioactius pesants de vida mitjana curta que, prèviament, hom havia descrit exclusivament com a resultat de l’anàlisi de tests d’armes nuclears. V. A. Dzuba, V. V. Flambaum i J. K. Webb proposen les característiques dels isòtops superpesants dels quals derivarien els actínids d’aquest estel.

L’illa de l’estabilitat

Durant un temps, hom pensà que no hi havia elements químics més pesants que l’urani (element 92). El desenvolupament d’armes nuclears va conduir a la descoberta d’elements transurànids. Més enllà del californi (element 98), els nuclis coneguts dels elements tenen semivides molt breus, totes inferiors a un any i moltes inferiors a un segon. Aquests nuclis són tots de síntesi artificial i s’obtenen mitjançant reaccions nuclears. Segons la física nuclear teòrica, però, alguns isòtops d’aquests elements tindrien semivides més llargues. Per exemple, el 298Fl (amb un nucli format per 114 protons i 184 neutrons) tindria una semivida teòrica de 10 milions d’anys. Ara bé, els isòtops d’aquesta “illa de l’estabilitat” són inabastables per a la síntesi en laboratori d’acord amb les tècniques i matèries primeres disponibles.

La semivida d’un nucli atòmica es correspon a la seva estabilitat la qual depèn de l’estructura. Els nuclis amb un nombre protònic de 114, 120, 122 i 126, o amb nombres neutrònics de 172, 178, 182, 184 i 194, serien relativament estables. A més del flerovi-298, presenten aquests nombres el 304Ubn i el 310Ubh. D’aquests tres elements, però, tan sols s’han sintetitzat isòtops més lleugers del flerovi (del 284 al 289).

Cercar els elements superpesants en estels com HD 101065

L’einsteni i altres elements actínids més lleugers s’han detectat en les línies òptiques de la llum de l’estel de Przybylski. Aquests elements tenen una semivida curta, de manera que si es poden detectar en aquest estel és perquè serien el producte de la desintegració d’isòtops més pesants de semivides molt més llargues.

Els elements superpesants de l’estel de Przybylski s’haurien generat en explosions de supernoves amb elevats fluxos de neutrons. Un flux de neutró prou elevat pot dur a la formació de nuclis de 184 neutrons o d’altres combinacions pròpies de l’illa de l’estabilitat.

El problema és detectar aquests elements superpesants. Per això caldria conèixer les freqüències de transicions de dipol elèctric fortes. Hom no ha pogut mesurar aquesta freqüència per a elements més pesants que el nobeli (element 102) perquè no se’ls ha pogut sintetitzar en prou quantitat en el laboratori.

Per superar aquesta limitació empírica, s’han fet càlculs teòrics sobre els espectres atòmics d’elements superpesants. Ara bé, el marge d’error d’aquests càlculs teòrics els fa inaplicables en l’anàlisi de dades astrofísiques.

Un càlcul teòric per als elements superpesants

Dzuba et al. utilitzen les dades experimentals sobre el plutoni (element 94), l’americi (element 95), curi (element 96) i el nobeli, per determinar com l’addició de neutrons en un nucli modifica les propietats espectroscòpiques. A partir de les dades obtingudes per a aquests elements, han realitzat un càlcul d’aquesta relació per als elements 102-120. Així calculen els valors per al nobeli-286 (nucli de 102 protons i 184 neutrons) i altres isòtops superpesants hipotètics.

Aquesta aportació teòrica hauria d’ajudar en els estudis empírics sobre l’estel de Przybylski i altres estels que comparteixen aquesta peculiaritat (estels roAp). Qui sap si la descoberta de l’element 120 es farà d’aquesta manera i no pas per síntesi de laboratori.

Publicat dins de 1. L'Univers | Envia un comentari

La correlació entre divisions cel·lulars totipotencials i la incidència de tumors: una estimació de Tomasetti, Li i Vogelstein

Christian Tomassetti i Lu Li, de la Department de Biostatística de la Johns Hopkins University, i Bert Vogelstein, del Ludwig Center and Howard Hughes Medical Institute del Johns Hopkins Kimmel Cancer Center, tots tres de Baltimore (Marylanbd), ofereixen en un article a la revista Science un estudi de fins a quin punt les mutacions somàtiques espontànies contribueixen al desenvolupament de càncers. Les mutacions són al darrera dels processos de transformació tumoral, però aquestes mutacions poden haver estat heretades (H) o poden haver estat induïdes per factors ambientals (E). El tercer component de mutacions és el que té una natura estocàstica, relacionada amb el propi funcionament normal de la maquinària de replicació/reparació d’ADN (R). Segons Tomasetti et al., dos terços de les mutacions registrades en els càncers humans corresponen a aquest tercer component R.

Contribució dels tres components, hereditari, replicatiu i ambiental, a les mutacions associades a diferents tipus de tumors, segons les estimacions de Tomassetti et al. per a la població femenina del Regne Unit

Anàlisi de dades de 423 registres de 69 països diferents

En un estudi anterior, Tomassetti & Vogelstein (2015) havien analitzat dades de la població dels Estats Units. En aquest nou estudi Tomassetti et al. analitzen dades de 69 països, que abasten dos terços de la població mundial. Aquestes dades són disponibles per a descarregar en la web de l’Agència Internacional per a la Recerca en Càncer. Són dades tabulades, no pas registres individuals, i apareixen en forma de nombre de casos per sexe, per edat (en intervals de cinc anys) i per tipus de càncer. Aquestes dades combinen 423 registres oncològics.

Tomassetti et al. estudien la correlació entre el nombre de divisions mitòtiques que pateix un teixit i la incidència de càncer per a 17 tipus diferents de tumors. La correlació entre aquestes dues variables és de 0,80. Aquesta correlació varia lleugerament entre països. Pel que fa a grups d’edat, la correlació és més elevada en les persones més grans.

El pes dels tres components: ambiental (E), hereditari (H) i replicatiu (R)

Aquests tres components tenen una relació dialèctica. Si en la humanitat no hi haguessin variants genètiques amb major risc de patir càncer o no hi haguessin factors ambientals que augmentessin aquest risc, llavors l’únic component associat a mutacions somàtiques i a incidència de càncer seria el component replicatiu (R). Hom no pot imaginar-se la supressió d’aquest component, ja que sense mutació no hi hauria possibilitat d’evolució. Si en aquestes condicions de R=100%, hom introduís un agent mutàgen que decupliqués el risc de desenvolupar càncer, llavors el 90% dels casos de càncer seria evitables si hom defugís aquest agent mutàgen. Ara bé, en aquestes condicions, les mutacions R encara suposarien el 40% del total. En termes generals, Tomassetti et al. estimen que si un factor ambiental augmenta x vegades la taxa de mutació somàtica, llavors (x-1)/x de les mutacions somàtiques seran atribuïbles a aquest factor ambiental.

Tomassetti et al. recorden que els estudis epidemiològic de l’adenocarcinoma de pulmó indiquen que el 90% d’aquests casos seria evitable. El factor ambiental (E) domina en aquests casos, particularment pel que fa al consum de tabac (importància menor té el fet d’ésser fumador passiu, exposicions laborals, exposicions a radiacions ionitzants, a la contaminació atmosfèrica o a la dieta). En canvi, el factor hereditari (H) és desconegut en l’adenocarcinoma de pulmó. En un 40% dels pacients d’adenocarcinoma de pulmó, totes les mutacions que conduïren a la transformació tumoral són atribuïbles al component E; en un 50% dels pacients tan sols una part d’aquestes mutacions eren del component E i les altres eren del component R (replicatiu); en el 10% restant de pacients totes les mutacions corresponien al component R. És aquest 10% de casos el que hom podria considerar “replicativament” inevitables. No obstant això, el 35% de les mutacions que provoquen l’adenocarcinoma de pulmó són “replicatives”, és a dir no vinculades als factors “ambientals”.

En l’adenocarcinoma ductal pancreàtic, tan sols un 37% dels casos es consideren evitables. En aquest tipus de tumor, Tomassetti et al. estimen el pes de cada component: 18% de mutacions ambientals, 5% de mutacions heretades, 77% de mutacions replicatives.

En el càncer de pròstata, s’estima que el 95% de les mutacions són de caràcter replicatiu.

Globalment, per a 32 tipus tumorals, Tomassetti et al. estimen que el component E és responsable del 23% de les mutacions. És clar, que arriba al 60% en el càncer de pulmó, esòfag i pell, i a no pas més del 15% en tumors de pròstata, cervell o mama.

El component H és responsable del 5% de les mutacions oncogèniques.

El component R és responsable del 66% de les mutacions oncogèniques.

Si per comptes de fixar-nos en les mutacions, ens fixem en els tumors, Tomassetti et al. calculen que el 42% dels càncers tindrien una etologia ambiental, és a dir que hom podria evitar-los si es defugissin els factors ambientals ja coneguts. El Cancer Research UK estima que el 21% de les morts de càncer de menors de 80 anys es podrien evitar amb canvis d’hàbits de vida.

Aquests percentatges, però, podrien canviar si l’epidemiologia identifica més factors ambientals que encara no hem detectat. Llavors el component R es reduiria en favor del component E. D’altra banda, no tots els factors ambientals són igual de defugibles, i la dificultat de defugir-los varia també segons la població humana i l’estructura social.

La taxa de mutació somàtica basal és de 3 mutacions per divisió cel·lular. Els factors ambientals poden augmentar aquesta taxa, però segons Tomassetti et al. el valor basal s’identifica amb les mutacions purament replicatives.

Publicat dins de 3. La Vida | Envia un comentari

La teoria matemàtica d’ondetes (Yves Meyer, Premi Abel 2017)

Aquests setmana, l’Acadèmia Noruega de Ciències i Lletres anunciava la concessió del guardó Abel d’enguany a Yves Meyer “pel seu rol central en el desenvolupament de la teoria matemàtica d’ondetes“. El Comitè que ha decidit el guardó el formen John Rognes, Marta Sanz-Solé, Luigi Ambrosio, Marie-France Vignéras i Ben J. Green.

Yves Meyer

Yves Meyer (*París, 19.7.1939) va estudiar al Lycée Carnot de Tunis, on excel·lí en les assignatures de grec i de matemàtiques. Formà part de la promoció de ciències del 1957 de l’École normale supérieure, on tornà a destacar en matemàtiques. La seva carrera docent l’ha fet al Prytanée National Militaire de La Flèche (1960-1963), a l’Université de Strasbourg (1963-1966), a l’Université Paris-Sud (1966-1980), al Centre de mathématiques de l’École polytechnique (1980-1986), al CEREMADE (1985-1995) i a l’École normale supérieure de Cachan (1999-2003).

Meyer treballà inicialment en els nombres de Pisot, amb els quals creà els “conjunts de Meyer”. Per exemple, hom pot construir un conjunt de Meyer a partir de les potències d’exponent enter del nombre phi. Els conjunts de Meyer tenen la propietat d’ésser gairebé periòdics, amb patrons que es repeteixen infinitament per bé que no d’una forma perfectament regular. Aquesta recerca després seria útil per a Daniel Schechtman en la descoberta dels quasicristalls (vg. el comentari que vam fer el 2011 amb motiu del Premi Nobel de Schechtman).

L’interès de Meyer amb les propietats quasiperiòdiques tenia a veure amb les transformacions de Fourier, basades en funcions sinusoidals. En aquest mateix sentit, Meyer treballà amb els operadors integrals singulars.

La teoria d’ondetes

A partir del començament dels 1980 es desplega la teoria matemàtica d’ondetes (“ondelettes” en la literatura francesa, i “wavelets” en l’anglesa) amb les aportacions de Jean Morlet (1931-2007), Alex Grossmann, Ingrid Daubechies i Stéphane Mallat (*1962). En aquest desenvolupament, la matemàtica s’ajudà d’aportacions de la ciència computacional i de la tecnologia de la informació. Morlet i Grossmann eren motivats per l’estudi d’ones sísmiques. Hom explica que Meyer conegué la feina de Morlet i Grossmann en la cua de la fotocopiadora a través d’un article de la primavera del 1984 que un col·lega havia sol·licitat. Meyer s’interessà per l’article en veure la similitud en la teoria matemàtica desenvolupada per Morlet & Grossmann i la que ell mateix tirava endavant.

La teoria matemàtica d’ondetes ha servit a l’anàlisi harmònica. Així ha contribuït a la compressió de dades i la reducció de soroll en multituds d’àmbits: imatgeria mèdica, arxius digitals, cinema digital, tractament de dades astronòmiques, etc. La “revolució de les ondetes” es manifestà especialment devers el 1990 en el tractament d’imatge i àudio.

Les ondetes o onetes són una classe de funcions que permeten localitzar una determinada funció i escalar-la. L’ondeta de Meyer és una ondeta ortogonal infinitament diferenciable i amb suport infinit. A partir de l’ondeta mare es poden formar per translació i contracció ondetes filles. La transformació i la matriu d’ondetes són anàlogues amb la transformació i la matriu de Fourier, però presenten algunes propietats superiors. Així, qualsevol senyal pot descomposar-se en ondetes.

Ondeta de Meyer

La revolució de les ondetes, alhora, ha tingut un impacte notable en l’anàlisi harmònica i en les equacions diferencials parcials, amb el desenvolupament d’eines com la compacticitat compensada, els paraproductes o el càlcul paradiferencial. Aquestes eines s’han aplicat en l’estudi de la turbulència en física de fluids.

Lligams:

The Work of Yves Meyer, de Terence Tao.

Publicat dins de 6. La Civilització | Envia un comentari