Ciencia para impacientes

jueves, noviembre 13, 2008

Retos de la Ciencia en el siglo XXI

A lo largo del siglo XXI nuestra civilización habrá de enfrentarse a numerosos retos que pondrán a prueba su viabilidad tal y como hoy la conocemos. Muchos de estos problemas están en la mente de todos: un modelo energético basado en los combustibles fósiles que tiene sus días contados, una población creciente a la que habrá que alimentar, la amenaza del cambio climático, un medioambiente cada vez más debilitado etc. ¿Cómo deberá afrontar el ser humano estos retos? Parece claro que tendrá que echar mano de la que ha sido su mejor arma a lo largo de la historia: el conocimiento. Nuestra especie, que no se distingue ni por su capacidad física ni por poseer unos sentidos particularmente desarrollados, ha basado su éxito evolutivo en la adquisición y uso de conocimiento. Lo que separa al hombre que pintaba bisontes en Altamira de cualquiera de nosotros es pura evolución cultural. Y en este punto entra en escena la ciencia, cuyo método consistente en establecer un diálogo con la realidad mediante la observación y la experimentación ha demostrado ser una manera enormemente valiosa de adquirir conocimiento.

¿De qué manera podrá ayudar la ciencia a resolver los problemas que el ser humano afrontará en los próximos años? Esta es la pregunta que tratarán de contestar los cinco integrantes de una mesa redonda que tendrá lugar en la Casa de las Ciencias el viernes 14 de noviembre a las 19:00 y que lleva por título “Retos de la Ciencia en el siglo XXI”. En ella, cada uno de los ponentes abordará esta problemática desde un punto de vista distinto y ayudarán a introducir un debate en el que podrán participar todos los asistentes y que se espera sirva para responder a algunas cuestiones que se nos plantean casi a diario. A continuación, el listado de los cinco ponentes de esta iniciativa organizada por la asociación Nexociencia:

Malen Ruiz de Elvira

Directora de la sección FUTURO en el periódico El País:

- Panorama general


Carmen Torres

Catedrática de Bioquímica y Biología Molecular en la Universidad de La Rioja:

- El desafío de las bacterias


Javier García

Profesor y Director del Laboratorio de Nanotecnología Molecular en la Universidad de Alicante:

- Ciencia y tecnología en tiempos de crisis

Carlos Elías

Profesor de Periodismo Especializado en la Universidad Carlos III de Madrid:

- Medios de comunicación y su influencia en la ciencia


José Ramón Alonso

Rector de la Universidad de Salamanca:

-Desafíos de la biotecnología



Categoría: Ciencia, Nexociencia

martes, octubre 21, 2008

José Ramón Alonso Peña gana el Certamen de divulgación científica Teresa Pinillos

Jose Ramón Alonso Peña, ganador de Ensaya'08Fray Junípero y el autismo, obra de José Ramón Alonso Peña, catedrático de Biología Celular y rector de la Universidad de Salamanca, ha obtenido el primer premio del IV Certamen Teresa Pinillos de divulgación científica y humanística, Ensaya’08. La asociación Nexociencia, organizadora del concurso junto con la Universidad de La Rioja, ha hecho público hoy el fallo del certamen, al que se presentaron más de 200 ensayos.

El relato ganador de Ensaya’08, Fray Junípero y el autismo, nos acerca un trastorno del que todavía nos queda mucho por comprender, tanto desde el punto de vista científico como en lo relativo a la aceptación por parte del resto de los ciudadanos de esta discapacidad para la vida social.

El segundo premio del Certamen Teresa Pinillos ha sido para El lenguaje de las neuronas, de Casto Rivadulla Fernández, profesor universitario e investigador del Grupo de Neurociencia y Control Motor (NEUROcom) del departamento de Medicina de la Universidad de A Coruña.

El premio especial de la Real Sociedad Española de Química (RSEQ) ha recaído en el ensayo Antioxidantes y alimentos, de Jara Pérez Jiménez, becaria predoctoral del departamento de Metabolismo y Nutrición del Instituto del Frío (Consejo Superior de Investigaciones Científicas).

La entrega de premios (el primero dotado con 2.000 euros y el segundo con 1.000) se celebrará el próximo 14 de noviembre en la Casa de las Ciencias de Logroño. El acto incluirá una mesa redonda con el título “Retos de la ciencia en el siglo XXI”, en la que participarán los miembros del jurado de Ensaya’08 (Jorge Wagensberg, Malen Ruiz de Elvira, Carlos Elías, Mª Carmen Torres y Javier García Martínez).

En esta cuarta edición del Certamen Teresa Pinillos de divulgación científica y humanística han participado 209 ensayos, un 30 por ciento de ellos procedentes de fuera de España. La variedad también ha sido amplia en cuanto a los temas tratados, ya que prácticamente todas las áreas de conocimiento han estado representadas.

El Certamen Teresa Pinillos de ensayos de divulgación científica y humanística es una iniciativa de la asociación Nexociencia y la Universidad de La Rioja con el objetivo de impulsar la comprensión pública de la ciencia. Esta edición ha contado, además, con la colaboración de la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT), la Real Sociedad Española de Química, la Consejería de Educación, Cultura y Deporte del Gobierno de La Rioja, la Escuela Superior de Diseño de La Rioja y la Casa de las Ciencias de Logroño.

Categoría: Ciencia, Certamen, Nexociencia

viernes, octubre 10, 2008

Quinina: una síntesis de 90 años

La quinina es un alcaloide natural con multitud de propiedades. Es un antipirético, analgésico, y antiinflamatorio. Además fue el primer tratamiento efectivo contra la malaria que se usó desde el siglo XVII y casi el único hasta mediados del siglo pasado. En aquellos momentos, la quinina se obtenía exclusivamente de los árboles de Cinchona, originarios de América del Sur, pero que eran cultivados principalmente en zonas tropicales de Asia. Tal era la importancia de este compuesto que, con el comienzo de la II Guerra Mundial, el gobierno británico trató de asegurarse de que no llegaría la escasez haciendo acopio de quinina. Sin embargo, hacia 1942 la preocupación empezó a llegar a las filas aliadas debido a la duración y la generalización del conflicto. La situación se agudizó con la ocupación de las Indias Orientales Neerlandesas (actual Indonesia) por Japón en marzo de ese mismo año. A partir de ese momento, la mayor parte del suministro mundial de quinina estaba tras las líneas enemigas, por lo que buscar alternativas se convirtió en tarea prioritaria para los países aliados.

Una posibilidad que se barajó fue la de recuperar la quinina suministrada a enfermos de malaria por vía oral. La quinina es parcialmente metabolizada en el hígado, pero aproximadamente la mitad es excretada en la orina. Así, se intentó recuperar parte del valioso producto, aunque no se pudo poner a punto un método adecuado para la extracción a gran escala lo que evitó que esta alternativa fuera muy empleada.

La otra opción que se exploró fue la síntesis en laboratorio de quinina. Los primeros intentos de síntesis de quinina datan de 1850, aunque la carencia de métodos sintéticos adecuados unido a la poca información estructural de la quinina impidió cualquier avance significativo. No es hasta 1907 que el alemán Paul Rabe establece la correcta conectividad entre los átomos y años más tarde, en 1918, publica la primera aproximación a la síntesis de quinina partiendo de quinotoxina, un compuesto relacionado. En su publicación, catalogada como comunicación preliminar por los autores, se indican las transformaciones químicas para producir quinina, pero se aportan pocos detalles experimentales que aclaren cómo se llevaron a cabo.



Fue en 1944, en plena escasez de quinina, cuando los americanos Woodward y Doering publican su famoso artículo sobre la síntesis total de la quinina. Inmediatamente tras el anuncio, los científicos, de 27 y 26 años, respectivamente se convierten en héroes de guerra y acaparan titulares y portadas en los periódicos y revistas más importantes de EEUU.

Sin embargo, en cierta manera oculto por la fanfarria y la propaganda bélica, el trabajo de Woodward y Doering también recibió críticas. En primer lugar, la aclamada síntesis total de quinina no era tal, ya que el trabajo de los americanos concluía en la quinotoxina y confiaba en el procedimiento descrito por Rabe para la formación final de quinina. Más que una síntesis total, el procedimiento de Woodward era una síntesis formal, ya que nunca llegaron a realizar los últimos pasos. Uno de los científicos más críticos fue Gilbert Stork que sí trató de reproducir los últimos pasos de la síntesis total, sin éxito. Stork llegó a calificar la síntesis total de Woodward como “un mito ampliamente creído” y publicó su propia síntesis total de la quinina años más tarde.

Otra gran desventaja de la síntesis de Woodward y Doering era que llegar a la quinotoxina (a su vez precursor de la quinina) implicaba 17 pasos. Esto evitó que esta ruta se empleara nunca para el objetivo para que fue creada (y por la que los científicos obtuvieron fama mundial): la síntesis de quinina a gran escala que pudiera ser empleada para combatir la malaria en el frente de batalla.Poco tiempo después la II Guerra Mundial llegaba a su fin y la necesidad de quinina sintética desaparecía. No ocurrió lo mismo con la polémica científica que envolvió al asunto desde el principio. El hecho de que la llamada síntesis total no lo fuera realmente (ya que Woodward y Doering jamás llegaron a sintetizar quinina) y las dificultades de reproducir los últimos pasos de la síntesis (desarrollados por Rabe) ocasionó la polarización de la comunidad científica durante casi 90 años. Por un lado, Stork, que trabajó en su propia ruta sintética desde los años 40 del siglo pasado, acusó a Woodward de evitar conscientemente los últimos pasos ya que sabía que no funcionaban, lo que invalidaba por completo su ruta y colocaba a sus autores a un paso del fraude. Al otro lado, el químico e historiador Jeffrey Seeman aseguraba tras un completo estudio que Rabe sí fue capaz de llevar a cabo los últimos pasos de la síntesis, lo que automáticamente validaba la ruta de Woodward.

Al margen de las consideraciones publicitarias que tuvo en su época e incluso si se asume que la propuesta fue realmente una síntesis formal de la quinina, cuando Woodward publicó su ruta, la síntesis orgánica era todavía un proceso de ensayo y error y nadie creía que estructuras tan complejas como la de la quinina pudieran ser construidas por el hombre. Sin embargo, Woodward demostró que la síntesis orgánica podía convertirse en una ciencia racional y que la síntesis química podía sustentarse en los principios de la reactividad y la estructura. La quinina fue la primera de una serie de rutas sintéticas cada vez más complejas y elegantes que llevó a cabo durante toda su vida. Y este mérito es independiente de las dudas que surgieron a su alrededor.El debate se ha mantenido abierto durante varias décadas, mucho tiempo después de que la leyenda de Woodward se incrementara (ganó el Nobel en 1965 por “sus increíbles logros en el arte de la síntesis orgánica”) y de su muerte en 1979.

Ahora parece que este debate puede haber llegado a su fin. Recientes investigaciones han reproducido los críticos pasos publicados por Rabe y que fueron la base de la mayoría de las críticas a Woodward y Doering, empleando técnicas y reactivos ya accesibles en 1918. ¿Dónde está pues la confusión que llevó a poner en duda el logro de Woodward e incluso su buena fe? ¿Qué hizo mal Stork para no ser capaz de reproducir una síntesis ya descrita? La respuesta debería ser: No hizo nada mal. Al contrario, lo hizo demasiado bien. El paso crítico en la síntesis de quinina descrito por Rabe resulta ser una reducción con polvo de aluminio. Cuando Stork en 1945 (y otros autores después) emplearon polvo de aluminio para llevar a cabo la transformación sólo obtuvieron cantidades residuales de quinina. Sin embargo, pasaron por alto que la producción y almacenamiento de polvo de aluminio al principio del siglo pasado era un proceso poco controlado. Como consecuencia de ello, cantidades significativas de Al(III) impurificaban el polvo de aluminio de Rabe. Impureza que, al final, resultó ser la responsable del último paso de la síntesis. Años después, con las mejoras en la producción, esa impureza no estaba presente en el polvo de aluminio de Stork, por lo que fue incapaz de reproducir los resultados. Si Stork hubiera sido un poco menos cuidadoso, dejando al aire su polvo de aluminio, habría sido capaz de reproducir los datos de Rabe, la duda jamás habría rondado el trabajo de Woodward y Doering y esta entrada jamás se habría escrito.



Diego Sampedro

Categoría: Ciencia, Historia, Química

viernes, septiembre 26, 2008

Antibióticos: la batalla continúa

[Artículo publicado el 14 de septiembre de 2008 en el diario La Rioja]

Tuberculosis, gangrena, escarlatina, cólera. Hoy en día apenas damos un respingo al oír mencionar estas enfermedades pero no hace tanto causaban auténtico pavor. Y no era para menos; fueron sinónimo de sufrimiento y muerte hasta hace menos de setenta años. Si hoy en día son consideradas habitualmente como males del pasado, al menos para los afortunados que vivimos en el primer mundo, es gracias a uno de los mayores avances de la medicina del siglo XX: el descubrimiento y empleo generalizado de los antibióticos. Un gran triunfo de la ciencia que ha conseguido mantener a raya a las enfermedades infecciosas provocadas por bacterias, que una vez fueron la primera causa de muerte en nuestra sociedad. Pero, cuidado, aquella no fue una victoria completa. En los últimos años ha saltado la luz de alarma por el preocupante aumento de la resistencia de las bacterias que provocan estas enfermedades a la acción de todos los antibióticos conocidos. Un ejemplo que atestigua la gravedad de la amenaza: se estima que hasta un 60% de las infecciones hospitalarias que se producen en los países desarrollados son originadas por bacterias resistentes a estos medicamentos, una serie de trastornos que solamente en Estados Unidos provoca dos millones de pacientes, de los cuales un 5% termina falleciendo por este motivo. ¿Cuál es la causa de este aumento de resistencias? El problema consiste en que los antibióticos no combaten contra organismos estáticos. Las bacterias son seres vivos que evolucionan y pueden enfrentarse a los cambios que tienen lugar en su medio. Y de que manera además. Con capacidad para multiplicarse a gran velocidad y una enorme plasticidad genética, poseen una extraordinaria habilidad para adaptarse a ecosistemas variables. Por algo son los seres vivos que se cuentan en mayor número sobre el planeta, tanto en cantidad como en diversidad.

Cada vez que tomamos un antibiótico para tratar una enfermedad infecciosa, ponemos a las bacterias en contacto con dicho medicamento y les damos la oportunidad de que creen resistencias contra él. Y con que una pequeña fracción de estos gérmenes sobreviva al tratamiento es suficiente para que las resistencias adquiridas sean transmitidas a otras cepas de bacterias debido a la facilidad con que éstas intercambian material genético entre sí. O sea que ¡realmente tenemos un problema! Si contraemos una enfermedad provocada por bacterias debemos tomar antibióticos para curarnos. Pero cada vez que lo hacemos les damos opciones a formar resistencias y podemos provocar que estos medicamentos pierdan su efectividad. De hecho, el potencial curativo de todo antibiótico va disminuyendo con el tiempo y en algún momento debe ser sustituido por otros de nueva generación. Ahora, y este punto es importante, el uso (o abuso) que hagamos de ellos tiene mucha culpa del periodo de tiempo en que nos pueden ser de utilidad.

Pero es que, además, nos encontramos con un inconveniente añadido: la aparición de nuevos antibióticos se ha ralentizado en los últimos veinte años. Entre otras cosas porque una buena cantidad de las grandes compañías farmacéuticas ha disminuido sus esfuerzos en esta área y ha dado preferencia al desarrollo de antihipertensivos, antidepresivos y medicamentos contra enfermedades crónicas. Una estrategia que puede ser criticable pero también entendible. Cada nuevo fármaco que sale a la venta necesita de al menos diez años de trabajo y una inversión de unos 500 millones de euros. Si todo este esfuerzo se pone al servicio de un nuevo antibiótico, proporcionará un producto que es administrado en tratamientos cortos –de 7 a 14 días-, que puede quedar obsoleto en pocos años y que será recetado lo menos posible para salvaguardarlo del aumento de resistencias. Y las empresas, claro, quieren sacar la mayor rentabilidad a sus inversiones.Hasta aquí los problemas, hablemos ahora de soluciones. Una posibilidad sería alentar de alguna manera una mayor investigación en el desarrollo de nuevos antibióticos, una medida que es necesaria pero no suficiente. Como ya hemos visto, buena parte de la culpa de la mayor o menor eficacia de estos medicamentos radica en el uso que hagamos de ellos. Y, precisamente, en este punto es donde existe un enorme campo de acción ya que hasta el momento hemos despilfarrado su potencial. Por ejemplo, se calcula que el 60% de los antibióticos utilizados en medicina se recetan contra infecciones de las vías respiratorias superiores a pesar de que la gran mayoría de ellas son causadas por virus, organismos contra los que estos fármacos son totalmente ineficaces. Y si nos movemos hacia la veterinaria el panorama es incluso peor ya que las medicaciones en masa y el uso de antibióticos como promotores del crecimiento y en tratamientos preventivos son habituales en ganadería. Teniendo en cuenta que casi la mitad de los antibióticos consumidos se emplean en animales, estamos regalando a las bacterias un montón de posibilidades para que desarrollen resistencias y transfieran este material genético a otras cepas que afecten a los seres humanos.

Es necesario un mayor control en el uso de los antibióticos, tanto en medicina como en veterinaria. Un empleo adecuado de estos medicamentos es la única manera de minimizar el aumento de resistencias y prolongar su valioso potencial. Y cada uno de nosotros puede hacer algo al respecto. Cada vez que los consumimos sin necesidad, como contra la gripe que es una infección vírica, o no completamos un tratamiento adecuadamente porque a mitad del mismo nos sentimos mejor y abandonamos la medicación, las bacterias que se encuentran de forma natural en nuestro organismo pueden desarrollar resistencias que posteriormente serán propagadas. Tengamos en cuenta que los antibióticos son un auténtico tesoro en constante amenaza y aprendamos a utilizarlos con precaución para poder seguir disfrutando de su benéfica acción por mucho tiempo.



David Sucunza Sáenz

Categoría: Ciencia, Medicina, Salud

martes, agosto 26, 2008

El primer darwinista

[Texto publicado el 27 de julio de 2008 en el diario La Rioja]

Alfred Russell WallaceEl 1 de julio de 1858 tuvo lugar uno de esos raros momentos en los que la ciencia traspasa sus aparentemente herméticos muros y consigue cambiar para siempre nuestra percepción de la realidad. Si hasta aquel momento el relato bíblico del Génesis había dictado la manera de entender el origen de la vida y de la especie humana, una nueva teoría científica presentada en la Sociedad Linneana de Londres y que proponía a la selección natural como motor de la evolución de las especies inició una revolución en el pensamiento comparable a la que Copérnico había provocado tres siglos antes. La primera había apartado a nuestro humilde planeta del centro del universo; la segunda obligó al ser humano a bajarse del pedestal que el mismo se había creado y le hizo ver que era una especie animal como cualquier otra.

Sin embargo, la suerte también juega su papel dentro de la historia y la fatalidad impidió que los dos autores de la comunicación pudiesen defender sus tesis aquel día. Charles Darwin estaba enterrando a uno de sus hijos, muerto de escarlatina dos días antes; Alfred Russel Wallace se recuperaba de unas fiebres tropicales en algún rincón de Nueva Guinea. Estas tristes circunstancias, unidas a que tanto entonces como hoy el impacto de las comunicaciones científicas suele quedar restringido a unos pocos iniciados, hicieron que esta teoría evolutiva no cosechara el éxito inmediato que cabría suponerle. Su repercusión a gran escala tuvo que esperar un año más, cuando Darwin publicó su libro “El origen de las especies”, texto que provocó una auténtica conmoción en la sociedad victoriana. El mismo día de su publicación agotó los 1.250 ejemplares de la primera edición.

Este mes se conmemoran los primeros 150 años desde aquel hito científico y es curioso observar la suerte tan dispar que han corrido las memorias de estos dos grandes científicos. La gloria no le debe nada a Darwin, que desde luego tiene bien merecida su posición en el Olimpo de la ciencia, pero la estela de Wallace ha ido diluyéndose hasta caer prácticamente en el olvido. Aprovecharé estas líneas para hacerle un pequeño homenaje recordando brevemente su novelesca vida.



A mediados del siglo XIX la ciencia estaba viviendo un momento de transición; lo que hasta entonces había sido una actividad recreativa de caballeros adinerados que podían vivir sin trabajar se estaba convirtiendo en la profesión remunerada que hoy conocemos. Darwin tuvo la suerte de pertenecer al primer grupo pero Wallace fue menos afortunado y su vida constituyó una constante lucha por conseguir los medios suficientes que le permitieran dedicarse a la ciencia. De esta forma, su origen humilde le obligó a empezar a trabajar a los 14 años, con lo que no pudo recibir una educación superior, pero su amor por la historia natural fue tal que aprendió de manera autodidacta y comenzó a reunir una colección científica gracias a las excursiones requeridas por su principal empleo de aquel entonces, la de topógrafo.

En 1848, con 25 años de edad, comprendió que conformarse con ser un naturalista aficionado no satisfacía su ambición e ideó una aventurera manera de entrar en la élite científica: abandonar Inglaterra, navegar a ultramar y financiar sus investigaciones recolectando especímenes raros para museos y coleccionistas ricos. Dicho y hecho, primero en Brasil y luego en Malasia, recorrió las selvas de aquellas ignotas tierras viviendo muchas veces en condiciones de extrema dureza pero siendo capaz de subsistir y continuar su actividad investigadora. Fue éste un periodo muy fructífero científicamente pero también lleno de peligros ya que padeció numerosas enfermedades tropicales y hasta un naufragio; el bergantín en el que volvió de Brasil sufrió un incendio y, junto al resto del pasaje, tuvo que permanecer en un bote a merced del Océano Atlántico durante diez largos y desasosegantes días.

Curiosamente, el gran logro científico de Wallace llegó durante una de las numerosas convalecencias que le tocaron padecer durante su estancia en los trópicos. Mientras permanecía en cama por culpa de un ataque de malaria, tuvo tiempo de reflexionar sobre el problema de la evolución de las especies, idea que revoloteaba sobre los círculos científicos desde que fuera planteada por Erasmus Darwin, abuelo de Charles, y Jean Baptiste Lamarck pero que permanecía sin resolver, principalmente, porque nadie había ofrecido todavía un mecanismo convincente que la explicara. Pero el mecanismo estaba ahí, a punto de caramelo, al menos para quien había tenido la oportunidad de observar in situ como funcionaba la evolución y conocía la inspiradora lectura del libro de Thomas Malthus “Ensayo sobre el principio de la población”. Según este polémico reverendo, la población humana siempre tiende a crecer más deprisa que los recursos y en esta aseveración encontraron tanto Wallace como Darwin la ansiada solución al enigma evolutivo: la conocida selección natural.

Wallace llegó a esta conclusión en la primavera de 1858 y rápidamente redactó una comunicación para su pertinente publicación. Darwin conocía la respuesta desde hacía veinte años pero las dudas, y su naturaleza extremadamente metódica, le habían llevado a postergar el anuncio de la nueva teoría y preparar un exhaustivo libro, lo que sería “El origen de las especies”, que reescribía continuamente sin animarse a publicar. El azar quiso que ambos científicos mantuvieran una relación postal y que Wallace enviara su manuscrito a Darwin antes que al editor. Feliz casualidad que libró a Darwin de pasar a la historia como un segundón ya que tuvo tiempo de añadir al texto un resumen de sus propias investigaciones. Y de esta forma, aquel 1 de julio de 1858, ambos científicos tuvieron el honor de compartir la autoría de uno de los más grandes hitos que la ciencia ha conocido.


David Sucunza Sáenz

Investigador científico

Categoría: Ciencia, Biología, Historia