¿Qué es la drepanocitosis?

La drepanocitosis o anemia de células falciformes comprende un grupo de anemias hemolíticas crónicas, hereditarias, que aparecen como consecuencia de una mutación del ADN en el cromosoma 11, que es el responsable de la producción de la hemoglobina (Hb), la proteína contenida en el interior de los glóbulos rojos y que se ocupa de transportar oxígeno a los tejidos.

Cuando se produce esta mutación, la hemoglobina es sustituida por una versión anormal llamada hemoglobina S, que hace que los glóbulos rojos, habitualmente con forma de donut, se deformen y adquieran forma de hoz (drepanocitos). La consecuencia es que estas células sanguíneas tienden a aglomerarse, obstruyendo el flujo de la sangre y dañando los vasos capilares, y afectando el transporte de oxígeno a los diferentes tejidos, tales como el bazo, los riñones, el cerebro, los huesos y otros órganos. La disminución de la oxigenación de los tejidos y la obstrucción de los vasos sanguíneos puede producir crisis dolorosas, infecciones bacterianas graves y necrosis.

La drepanocitosis predomina en África.

La contaminación aumenta las alergias

La contaminación en las ciudades dispara las posibilidades de padecer alergias, incluso en población no predispuesta, según acaba de revelar la Sociedad Catalana de Alergia e Inmunología Clínica (SCAIC) durante la presentación de los niveles de polen y esporas de 2011, en la también ha augurado un año "normal" en cuanto a alergias. Según un estudio epidemiológico europeo, el 21,5 por ciento de la población española sufre rinitis alérgica, de los cuales más del 50 por ciento es alérgico al polen.

Aunque existen pocos estudios científicos sobre la relación entre alergias y contaminación, el presidente de la SCAIC, Antonio Valero, ha explicado que el polen en zonas de gran contaminación como las grandes ciudades "expresa mayor cantidad de proteínas descritas como alergénicas". Concretamente las partículas de emisión diesel pueden ocasionar, en contacto con los granos de polen, el desgrane de la planta, facilitando la llegada de estas partículas a las vías respiratorias. El cambio climático también afecta al calendario polínico de las plantas, ya que avanza o alarga el período de polinización.

Otro dato a tener en cuenta es que los cipreses están este año en polinización "máxima", un hecho que viene provocado por las lluvias "más importantes de lo habitual" en otoño. El platanero de sombra empezará a polinizar - si no bajan las temperaturas hasta menos cero - el 10 de marzo, ya que la temperatura actual recuerda en muchos puntos a la de 2007.

Valero ha manifestado la importancia del diagnóstico precoz, de la elección del fármaco adecuado y de usar gafas de sol para protegerse de los granos de polen. Además ha señalado que desde las 7 hasta las 10 de la mañana se deben evitar los paseos y la ventilación en los domicilios porque es la hora en la que el aire contiene más partículas.

Microchips y Computadoras con ADN

Un grupo de científicos del Instituto de Tecnología de California, el Caltech, ha creado la mayor computadora bioquímica a partir de moléculas de ADN. Para conseguirlo los investigadores reemplazaron el clásico silicio de los chips por moléculas de ADN, donde las hebras funcionaban como bits gracias a diversas reacciones químicas.

Ya en 2006 el mismo equipo de investigadores liderado por Erik Winfree, produjo el primer circuito bioquímico. En este primigenio experimento las moleculas de ADN fuincionaban como puertas lógicas que formaban un entramado multicapas. Este circuito era aun muy pequeño (se componía de solo 12 moléculas de ADN) y muy lento cuando aumentaba el número de capas y por tanto la complejidad del sistema.

Ahora, gracias a la simplificación y la mejora de la fiabilidad de la ingeniería química de estas puertas lógicas, estos mismos investigadores han logrado crear circuitos cinco veces mayores. Como explica el propio Winfree, "esos circuitos eran más pequeños y utilizaban moléculas de ADN más complejas que dificultaban la revisión de errores en el sistema y generaban otros problemas". El nuevo desarrollo químico ha conseguido juntar 130 hebras de material genético a funcionar de manera conjunta.

En la computación tradicional las puertas lógicas, la base de la electrónica, están compuestas por transistores electrónicos unidos por chips de silicio formando circuitos. En el caso de los circuitos bioquímicos se tratan de moléculas suspendidas en tubos de agua salada. Los electrones fluyen a través del líquido y las puertas lógicas de ADN reciben y producen moléculas como señal. Estas señales moleculares viajan de una puerta específica a otra, conectando el circuito como si se tratara de un cable. En palabras de Winfree, "las moléculas están flotando en la solución saltando de una a otra. De vez en cuando un filamento encuentra la secuencia de ADN correcta enganchándose a la vez que otra hebra se desengancha y pasa a la solución, lo que permite una nueva reacción con otra hebra".
¿Para qué se podrá utilizar?

La pregunta que surge a partir de esta nueva investigación es evidente: ¿Se utilizará el ADN para crear microchips o ser introducirán microchips bioquímicos en el ser humano para controlar y medir ciertos parámetros? ¿Qué usos tendrán estas investigaciones? Desde el Caltech ponen un ejemplo claro: "en el futuro un circuito bioquímico sintético podría introducirse en una muestra de sangre, detectar los niveles de distintas moléculas e integrar la información de cara al diagnosis de una patología".

Además los investigadores han creado distintos circuitos de distintos tamaños. Estudiando el más largo de ellos, con 74 moléculas distintas de ADN, calculaba la raíz cuadrada de un número de cuatro bits tardaba unas 10 horas, una velocidad todavía muy lenta. Sin embargo, como explican desde Caltech, la finalidad de estos circuitos no es competir con la electrónica, sino dotar a los científicos del control sobre los procesos bioquímicos lógicos.

Aun así todavía queda mucho trabajo por desarrollar y como apunta la bioingeniera del Caltech Lulu Quian "estamos intentando compartir ideas que han tenido mucho éxito en el mundo de la electrónica como una representación abstracta de las operaciones computacionales, lenguajes de programación y compiladores y aplicarlos al ámbito biomolecular".

Arc, la proteína de la buena memoria

Científicos de los Institutos Gladstone de California (Estados Unidos) han descifrado cómo una proteína llamada Arc interviene en la formación de recuerdos duraderos. El hallazgo se publica en la revista Nature Neuroscience. Estudios previos habían revelado que Arc estaba implicada en la memoria a largo plazo, dado que cuando a un ratón le faltaba la proteína era capaz de aprender nuevas tareas pero no las recordaba al día siguiente.

El nuevo trabajo, dirigido por el investigador Steve Finkbeiner, profesor de Neurología y Fisiología en la Universidad de California, ha profundizado en el funcionamiento interno de las sinapsis, es decir, las uniones altamente especializadas que procesan y transmiten información entre las neuronas. La mayoría de las sinapsis de nuestro cerebro no se crean durante el desarrollo temprano del cerebro, sino pueden formarse, romperse y fortalecerse a lo largo de nuestra vida. Las sinapsis que son más activas se hacen más fuertes, un proceso que es esencial para almacenar nuevos recuerdos.

En experimentos de laboratorio, primero en modelos animales y a continuación en placas de Petri, los científicos hicieron un seguimiento de los movimientos de Arc y descubrieron que cuando las neuronas individuales son estimuladas durante el aprendizaje, Arc comienza a acumularse en las sinapsis, pero que inmediatamente después se traslada al núcleo de la neurona. "Una mirada más cercana reveló tres regiones dentro de la proteína Arc que dirigen sus movimientos: una exporta Arc de un núcleo, otra lo transporta al núcleo y una tercera lo mantiene allí", explica Erica Korb, coautora del estudio. Que este sistema sea tan complejo y esté estrechamente regulado pone en evidencia que el proceso es biológicamente importante.

De hecho, los experimentos del equipo revelaron que Arc actuó como un regulador maestro de todo el proceso de escalado homeostático, es decir, el mecanismo que permite a las neuronas individuales fortalecer las nuevas conexiones sinápticas que han permitido formar recuerdos al mismo tiempo que protege a las neuronas de demasiada excitación (que podría provocar ataques epilépticos). Durante la formación de la memoria, ciertos genes deben activarse y desactivarse en ocasiones muy específicas con el fin de generar las proteínas que ayudan a las neuronas a establecer nuevos recuerdos. Desde el interior del núcleo, los autores encontraron que es Arc quien dirige este proceso y permite que el aprendizaje se traduzca en memoria a largo plazo.

Los científicos descubrieron recientemente que Arc está agotado en el hipocampo o centro cerebral de la memoria en enfermos de alzhéimer. Disfunciones en la producción y el transporte de Arc también puede ser un elemento importante en el autismo.