Un Goblin al voltant del Sol

dilluns, 8/10/2018

Fa uns dies es va anunciar el descobriment d’un nou planeta nan del sistema solar que han anomenat “Goblin”. És un nom curiós ja que en la mitologia centreeuropea els goblins son una mena de follets amb males puces. En realitat el nom no és oficial i el van triar simplement perquè les sigles amb les que es va identificar inicialment eren 2015 TG387, i aquest  TG va portar a “the goblin”.

El cas és que ja hi ha un altre petit planeta dins el zoològic solar i això fa recordar el motiu pel que Plutó va ser eliminat de la llista de planetes. O millor dir, va ser reubicat en una categoria nova. I es que si ens mirem el sistema solar veiem que els objectes que giren al voltant del Sol es poden agrupar en categories prou diferents.

Primer hi ha els planetes interiors. Tenen òrbites gairebé circulars, són de dimensions similars a la Terra i es tracta de cossos sòlids. Hi tenim Mercuri, Venus, la Terra i Mart.

Després hi ha els planetes exteriors. Aquests també tenen òrbites gairebé circulars, però són molt més grans i són planetes gasosos. Es tracta de Júpiter, Saturn, Urà i Neptú.

I més enllà de Neptú hi ha més “planetes”, que ara anomenem planetes nans i que són de mides més petites que els planetes interiors (de fet tenen mides similars a les de la Lluna) i les seves òrbites no tenen res de circular. De fet les de la majoria són extraordinàriament allargades. La de Goblin no és cap excepció. Si només n’hi hagués un o dos potser els podríem ficar a la llista que recitàvem a l’escola, però el cas és que n’hi ha molts. Recitar la llista seria realment pesat.

De moment coneixem Plutó, Ixió, Albión, Sila-Nunam, Lempo, Haumea, Orcus, Makemake, Huya, Varuna, Salacia, Arawn, Quaoar, Logos, Rhadamanthus, Huya, Typhon, Deucalion, Cetos, Borasisi, Varda, Chaos, Eris, Sedna, Teharonhiawako, Mors-Somnus, Manwe, Praamzius i, ara, Goblin. Molts són encara noms provisionals, però és que, a més, n’hi ha moltíssims que encara ni tan sols tenen nom. En realitat ja s’han identificat més de dos mil d’aquests petits objectes girant al voltant del Sol a distàncies extraordinàriament llunyanes.

Que hagin fet fora de la llista de planetes a Plutó pot fer més o menys gràcia, i els americans estan especialment dolguts ja que era l’únic planeta que havien descobert ells. Però si mires la seva òrbita és evident que Plutó no entra ni amb calçador en el grup de “Planetes”. Ell segueix una òrbita allargada i allunada fent un camí similar a tota la resta de planetes nans.

I, és clar, des de fa uns anys plana la sospita de l’existència d’un gran planeta situat en els confins del sistema solar. Un novè planeta que seria prou gran com per merèixer aquest nom malgrat que la seva suposada òrbita tindria l’aspecte allargat de la de tots els altres planetes nans.

Es evident que això d’intentar classificar tot el que gira al voltant del Sol resulta una feina d’allò més complicada.

No. Les plantes no senten dolor

divendres, 5/10/2018

No. Les plantes no senten dolor, ni el comparteixen, ni l’escampen, ni fan res del que molts medis de comunicació i usuaris de les xarxes van dir fa unes setmanes. Cal dir que aquestes afirmacions anaven acompanyades d’unes imatges espectaculars en les que es veia com després de fer una lesió a l’extrem d’una fulla una planta anava il·luminant una mena de fibres que recorrien tota la tija fins que semblava un arbre de nadal. D’aquí a pensar que estàvem veient un impuls nerviós recorrent el tronc de la planta només hi ha un pas, però és un pas en fals.

L’estudi era, no cal dir-ho, força interessant. El que estaven estudiant eren els sistemes de defensa de les plantes. Aquestes, a diferència dels animals, no poden fugir corrents quan s’acosta un perill, de manera que s’han d’empescar altres mecanismes de protecció. Per això als vegetals hi trobem les espines, els troncs durs, els pels urticants o les substàncies tòxiques. En el cas dels productes químics tòxics, pot resultar més pràctic fabricar-los només quan fa falta. El problema és trobar la manera d’identificar el moment en el que fa falta. De nou, els animals tenim diferents sentits que ens permeten interactuar amb el mon exterior de manera molt eficient. I, evidentment, disposem d’un sistema nerviós per interpretar els senyals dels sentits. Serà més o menys complex, però tots els animals tenen alguna mena de xarxes de neurones o de cèl·lules que fan una funció similar.

Les plantes no tenen res d’això, de manera que, fins on sabem, no poden “percebre” el dolor. Però enviar senyals a diferents parts del cos es pot fer fins i tot sense necessitat d’experimentar sensacions subjectives com fem els humans i com suposem que fan la majoria d’animals (experimentarà sensacions una medusa? Un musclo?).

Les plantes no tenen sistema nerviós, però tenen una mena de sistema que recorda al circulatori. Es tracta del floema, un conjunt de vasos per on circula la saba. El que han vist els investigadors és que aquesta xarxa de canalicles també envia senyals a través de la planta. Quan una fulla rep un dany, com ara la mossegada d’un herbívor, algunes cèl·lules posen en marxa unes proteïnes de la membrana cel·lular anomenades “receptors de glutamat”. El que fan és que quan s’hi enganxa una molècula de glutamat s’obren com si fos un dònut i deixen passar ions de dins a fora (i de fora a dins) de la cèl·lula. I quan un canal s’activa, també posa en marxa al del costat, de manera que actuen com si fossin espectadors fent la onada. El resultat final és que un senyal químic va corrent al llarg dels vasos del floema.

El que es veu al vídeo és l’activació d’aquests receptors (als que els investigadors hi han enganxat una proteïna fosforescent) i com el senyal es va escampant per tota la planta. Quan els arribi el senyal, les cèl·lules de tot l’organisme poden respondre fabricant la toxina que toqui. L’important és que tot això pot ser un mecanisme en el que no cal que intervingui per res cap sensació ni cap percepció. Per sentir dolor cal tenir un cervell  com a mínim, i les plantes no el tenen. És veritat que les neurones dels animals també tenen aquestes proteïnes, però això no vol dir massa cosa. També tenen colesterol i greixos i no per això són part del teixit adipós.

En realitat és un error típic, pensar que si un sistema respon a un estímul necessàriament ha de fer-ho com nosaltres, percebent l’estímul i experimentant-lo. Veure una cosa que envia senyals de manera semblant al sistema nerviós ens fa creure que hi ha un sistema nerviós, amb totes les seves característiques al darrera. La realitat és que tant els animals com les plantes enviem senyals fent servir mecanismes moleculars similars ja que resulten molt eficients però el que les cèl·lules fan amb els senyals, com els processen, quina resposta els donen, ja és tota una altra història.

Podem dir que les plantes “senten” coses per explicar que “responen” a estímuls. Com a metàfora està bé, però tampoc cal deixar-se portar massa per la imaginació.

Premi Nobel de Química 2018; Aprofitant les lliçons de la natura.

dijous, 4/10/2018

Els humans acostumem a anar molt de sobrats (Sí; sovint, els científics encara més), però va bé recordar que un puntet d’humilitat pot resultar molt més efectiu. Reconèixer les limitacions i mirar d’aprendre dels més experts va ser el que va portar la Frances H. Arnold, una enginyera química dels Estats Units, a guanyar el Premi Nobel de química.

El que ella (i molts altres) volia fer era aconseguir millorar els enzims disponibles. Quan es tracta de fer reaccions químiques, pots fer-ho de manera tradicional però també pots aprofitar els enzims naturals, les proteïnes que els éssers vius fan servir per controlar el metabolisme. Un enzim és una proteïna que facilita que determinada reacció química funcioni de manera ràpida i controlada. D’enzims en tenim a cabassos i cada reacció química del nostre cos funciona gràcies a un enzim determinat.

La idea inicial era estudiar quina estructura i característiques tenen els enzims per després, modificar-los de manera que facin el que ens interessa a nosaltres. El problema és que els enzims son complicats amb ganes i pretendre que tenim la capacitat per esbrinar quina part cal modificar de quina manera per aconseguir que faci segons què, era sobreestimar molt les nostres capacitats. La Frances H. Arnold se’n va adonar i va decidir fer-ho d’una altra manera: copiant el mecanisme natural de l’evolució.

El que va fer va ser agafar el gen corresponent a l’enzim que l’interessava i ficar-lo dins un bacteri. Així aconseguia que el bacteri fabriqués una bona quantitat de l’enzim. Tot seguit agafava els bacteris i els hi causava mutacions. Eren mutacions a l’atzar. Peti on peti. El resultat era que els bacteris mutants seguien fent l’enzim, però de vegades el fabricaven amb algun canvi. El canvi podia fer que l’enzim funcionés pitjor, però també podia passar que ho fes millor. Potser anava més de pressa, potser seguia funcionant en condicions poc apropiades, potser era més específic que l’enzim inicial… Quan en trobava un que anava millor, agafava el bacteri mutant que el fabricava i tornava a causar-li mutacions. La nova generació d’enzims tornaria a tenir versions pitjors i versions millors. Cada vegada que repetia el procés seleccionava la millor versió de l’enzim fins aconseguir el que volia.

No era un sistema finament controlat, però copiant el mecanisme de l’evolució (canvis a l’atzar + selecció) va genera un sistema per fabricar enzims que facin el que ens agradi més. Des de degradar toxines fins a fabricar plàstic.

El mètode d’Arnold es va aplicar amb un altre sistema que van desenvolupar, de nou, per obtenir noves molècules. En aquest cas es tractava, inicialment, d’esbrinar quines proteïnes feien determinats gens. Ara ja tenim tecnologia molt avançada, però als anys 80 encara estàvem a les beceroles en aquests temes. Ja hi havia “biblioteques de gens”, però sovint s’ignorava que feia cada un d’aquests gens.

La manera d’esbrinar-ho la va pensar en George Smith. Es va adonar que podia aprofitar un tipus de virus que infecten als bacteris i que anomenem fags (de bacteriòfags). Els fags són estructures molt simples, amb unes poques proteïnes a la superfície un uns pocs gens a l’interior. El que va fer va ser enganxar el gen que volia identificar amb una de les proteïnes del fag. Aleshores deixava que infectés als bacteris i es multipliqués. Amb sort trobaria que la proteïna del fag portava enganxada la proteïna corresponent al gen que volia identificar. Quan això passava ja resultava fàcil esbrinar quina proteïna era la intrusa en la superfície del fag.

I combinant les dues estratègies, Greg Winter va trobar la manera de fabricar anticossos amb aplicacions clíniques. Els metges volien fer servir anticossos per atacar cèl·lules tumorals o per tractar diferents malalties, però era complicat generar-los. El sistema habitual consistia en injectar a ratolins la cosa contra la que volem tenir l’anticòs. Això no sempre funciona. Si el que volem es fer anticossos contra toxines o verins, els ratolins es morien abans de fabricar-los.

Winter va fer servir el sistema  de Smith, introduint el gen d’algun anticòs en fags per fer que apareixessin a la seva superfície. I quan ho va tenir, va aplicar un sistema de selecció  com el d’Arnold, per anar aconseguint generacions successives d’anticossos més i més efectius o selectius. Va ser així com es van fabricar els primers anticossos contra una molècula anomenada TNF i que es van fer servir per tractar patologies inflamatòries.

Els Nobel de química d’aquest any ens recorden que està bé ser enginyós, però també és molt útil aprofitar el que la natura ja ha aprés a fer al llarg del temps.

Premi Nobel de Física 2018. Làsers de ciència ficció.

dimecres, 3/10/2018

El Premi Nobel de Física de l’any 2018 és remarcable no només pels descobriments premiats (això ja se suposa) sinó pel fet que per tercera vegada a la historia, hi ha una dona entre les  guardonades. En el camp de la física només Marie Curie l’any 1903 i Maria Goeppert-Mayer l’any 1963 ho havien aconseguit. No era normal i el d’aquest any és un pas en la bona direcció. És clar que encara queda molt per equilibrar-ho ni que sigui una mica. Tres dones d’un total de dos-cents deu guardonats en un percentatge absurdament petit.

En tot cas, els guardonats d’aquest any ho han sigut “pels seus descobriments en el camp de la física dels làsers”. El camp del làser sempre ha representat una bona font d’inspiració pels autors de ciència ficció, però els físics se les han empescat per fer que aquells invents imaginats a les novel·les, pel·lícules i sèries vagin esdevenint realitat. A Star Treck o Star Wars feien servir “raigs tractors” per capturar les naus amb feixos de llum, però això és essencialment el que va aconseguir l’Arthur Ashkin quan va trobar la manera de manipular la matèria fent servir llum làser. Ell va inventar el que s’anomenen “pinces de làser” amb les que es podia capturar i manipular primer àtoms, després molècules més grans i finalment coses ja de la mida de bacteris. Encara no són naus espacials, però temps al temps…

Inicialment va ser “fàcil”. Ashkin aplicava un llum làser a una partícula i l’energia del feix de llum l’empenyia cap endavant per un mecanisme conegut com pressió de radiació. El cas és que les partícules es movien de maneres diferents si estaven al centre del feix o pels costats. L’energia del feix no es distribueix uniformement i això es podia aprofitar per empènyer les partícules en una direcció o altra. Ashkin va anar perfeccionant el sistema i amb lents per concentrar el feix va aconseguir “capturar” i “manipular” partícules en el que eren trampes de llum.

I gairebé per accident es va trobar un dia que a la trampa hi havia un seguit de partícules més grans del que havia posat. Quan les va mirar al microscopi va veure que eren bacteris i es va adonar que les seves pinces de llum servirien per manipular estructures orgàniques… si aconseguia que no les fregissin. La clau va ser fer servir làsers de infraroig, que tenen menys energia i permeten manipular coses com cromosomes o orgànuls subcel·lulars sense danyar la cèl·lula. Els descobriments d’Ashkin fan que ara es pugui agafar, tallar i manipular estructures de dins la cèl·lula amb una precisió pràcticament quirúrgica.

D’altra banda, també en el camp del làser, un avenç va permetre començar a estudiar coses que passen en temps molt curts. Va ser la tesi doctoral de la Donna Strickland, que, junt amb el seu director, en Gérard Mourou han guanyat l’altre meitat del premi. El que buscaven era la manera de generar polsos de làser tan intensos i breus com fos possible. Ja no parlem de segons, ni de mil·lisegons sinó de picosegons, femtosegons o attosegons, és a dir trilionèsimes de segon.

El problema que hi havia fins aleshores era que en augmentar la intensitat, el material que feien servir per amplificar-lo quedava destruït per la mateixa potencia del làser. El que van fer en Morou i la Strickland va ser repartir el procés per etapes. Primer “l’estiraven”, és a dir que augmentaven la longitud d’ona. Això fa que el feix perdi energia. Aleshores el passaven per l’amplificador i en pujaven la intensitat sense malmetre l’aparell. I finalment el tornaven a la longitud d’ona inicial però ja amb la intensitat augmentadíssima. Simple, elegant i pràctic. La cirurgia ocular que actualment es fa amb làser fa servir aquesta tècnica.

Però també fa que el pols pugui ser molt breu. Tant que ja permet estudiar fenòmens que passen inconcebiblement ràpids, com ara el moviment dels electrons. El desenvolupament del sistema inventat pels dos guardonats segueix millorant i ja hi ha en perspectiva el superar límit dels zeptoseconds (miltrilionèssimes de segon).

De vegades la ciència ficció sembla un joc de nens comparat amb el que alguns científics arriben a fer.

Premi Nobel de medicina o fisiologia 2018: Les claus de la immunoteràpia contra el càncer

dimarts , 2/10/2018

Ahir es va anunciar que el Premi Nobel de Medicina o Fisiologia 2018 l’han concedit a James P. Allison i Tasuku Honjo pels seus descobriments sobre “teràpies contra el càncer basades en la inhibició de la regulació immunitària negativa”. Aquest any m’ha fet gràcia ja que fa dos dies vaig fer un post sobre el sistema PD1/PD-L1, i precisament aquest va ser el descobriment de Tasuko Honjo.

El nom amb el que han concedit el premi sembla una mica recargolat, però essencialment vol dir que han trobat maneres de tornar a activar el sistema immunitari per atacar als tumors. En el cas de Allison a través d’una proteïna anomenada CTLA4 i en el cas de Honjo per una de diferent anomenada PD1.

Els dos mecanismes són molt similars i es basen en que el sistema immunitari té diferents sistemes de control per evitar que les seves cèl·lules, essencialment unes anomenades limfòcits T, ataquin al propi organisme. Amb els exèrcits sempre cal tenir sistemes per mobilitzar-los ràpidament, però també sistemes per desactivar-los quan ja no cal o per mantenir-los quietes si no hi ha enemics aliens a la vista.

En el cas d’Allison, ell estava estudiant els sistemes de control dels limfòcits i es va centrar en una proteïna anomenada CTLA-4, per les sigles de proteïna 4 associada als limfòcits T citotòxics (o en anglés: cytotoxic T-lymphocyte-associated protein 4). No va trigar a adonar-se que CTLA-4 actuava frenant l’activitat dels limfòcits. De seguida van haver grups que van intentar controlar malalties autoimmunes actuant sobre CTLA-4, però l’Allison va triar fer-ho en el cas del càncer.

Va aconseguir un anticòs que bloquejava CTLA-4 i el va administrar a ratolins als que els havia induït tumors. Els tumors podien créixer ja que el sistema immunitari tenia el fre (CTLA-4) posat, però quan van administrar l’anticòs va ser com treure el fre a un cotxe i deixar que agafi tota la velocitat. El sistema immunitari es va despertar i va destruir els tumors sense problemes. Després es va provar amb pacients amb melanoma i els resultats també van ser espectaculars. La immunoteràpia entrava en escena!

Un mecanisme semblant el va descobrir Honjo, però en aquest cas, la proteïna era PD-1. Una proteïna que també està en els limfòcits T i que actua de manera similar, encara que no exactament igual. No és un fre que està sempre mantenint el limfòcit inactiu sinó que es tracta d’un sistema de frenada d’emergència quan detecta que el que té al davant es un teixit que no s’ha de danyar. Això ho fa perquè els teixits expressen una altra proteïna anomenada PD-L1 que posa en marxa la frenada induïda per PD1.

És interessant notar que els dos sistemes consisteixen en inhibir els sistemes d’inhibició del sistema immunitari. Fa que per entendre-ho calgui pensar-hi una mica. Allò de que una doble negació és una afirmació es pot aplicar aquí. Si bloquegem el sistema de bloqueig, tot plegat es torna a posar en marxa! I posar en marxa el sistema immunitari contra el càncer és exactament el que es pretén.

Evidentment no és un mecanisme general. Hi ha tumors que esquiven la resposta immunitària per altres mecanismes, de manera que no sempre resulta efectiva. Però quan funciona, els resultats són molt satisfactoris. El somni dels metges de poder controlar les defenses de l’organisme per fer-les servir contra el càncer es va començar a fer realitat gràcies a les observacions d’Allison i d’Honje.

La cocaïna i la necrosi del nas

dilluns, 1/10/2018

La cocaïna és una de les drogues més consumides per aquestes contrades. No cal dir que per la salut és una mala idea ja que la llista d’efectes nocius és àmplia i diversa, però els seus efectes addictius i el fet de ser un dels  productes “de moda” fa que es passi per alt la part dolenta, es minimitzi, s’ignori, es digui que no n’hi ha per tant… i després vas al cirurgià a veure si pot reconstruir el nas. Això és perquè, dels molts efectes que té, un dels més coneguts és la destrucció del septe nassal.

En realitat el dany no es limita al septe sinó que es pot estendre fins al paladar (al tanto! Les imatges fan una mica d’angúnia). No son infreqüents les perforacions simultànies de septe nassal i paladar associades al consum de cocaïna.

El motiu d’aquesta destrucció localitzada és bastant evident: la manera d’administració, inhalant la ratlla de cocaïna. Fer-ho així el producte s’absorbeix per la mucosa nassal de manera prou ràpida, però a la zona del nas hi arriba una quantitat de cocaïna totalment concentrada. Hi ha qui creu que els danys són pel fet de ser un pols irritant… bé, això pot contribuir, però el problema és un altre.

Un dels efectes més marcats de la cocaïna (a part del seu efecte sobre les neurones) és que actua com vasoconstrictor. De fet, altera força les parets dels vasos sanguinis i el nombre d’infarts es triplica en consumidors d’aquesta droga. El cas és que la cocaïna fa que les parets dels vasos sanguinis es contraguin d’una manera molt marcada. Això fa que augmenti la pressió ja que a la sang li costa més circular per un conducte més estret. Naturalment, la intensitat de la constricció depèn de la dosi, i en la zona del septe nassal, on hi entra tota de cop, la dosi és tremenda. Tant, que fa que els capil·lars sanguinis afectats es tanquin del tot.

Això és un problema ja que la sang deixa de circular per allà. Ah! Però és que les cèl·lules no poden viure que els arribi sang portant nutrients i oxigen, de manera que immediatament comencen a morir. El que desencadena la cocaïna és un procés de necrosi pel septe nassal i, segons els vasos sanguinis afectats, també pel paladar. Tot plegat és un mal rotllo, perquè la necrosi també genera inflamació i la inflamació accentua la necrosi. Tot plegat fa que el procés de dany es vagi mantenint molt després de la desaparició del desencadenant.

Altres vasos sanguinis de la resta del cos també queden afectats, però és clar, la cocaïna ja s’ha anat repartint per tot arreu i les quantitats que arriben a cada vas particular són menors. Els del cervell pateixen perquè és un teixit molt sensible als canvis de flux sanguini, però res comparable al que li passa a la zona de les fosses nassals.

La necrosi i el forat final al septe nassal és un problema que obliga a reconstruir el nas. Si a sobre queda afectat el paladar tot plegat passa a ser encara més desagradable. Quan menges sopa, purés o qualsevol salsa, aquestes poden sortir pel nas ja que el forat al paladar connecta les dues cavitats. En casos extrems el paladar està tan fumut que no es pot reconstruir i només queda alimentar-se a través d’una sonda.

Cadascú fa el que li sembla amb la seva salut, però jugar a necrosar-te el nas i la boca…. vols dir?

Entendre els tumors per actuar contra ells

divendres, 28/09/2018

Per derrotar al teu enemic cal disposar d’armes més potents, de la capacitat de fer-les servir, de l’enginy per fer-ho sense generar danys col·laterals i de determinació per no fer-te enrere a l’hora de la veritat. Però sobretot, cal conèixer i entendre l’enemic. Això s’aplica de manera intensa en la biomedicina, una especialitat dedicada a entendre les malalties fins als detalls més subtils. Com millor coneixes la malaltia, més fàcil resulta trobar punts on mirar d’interrompre la seva progressió o on fer-la desaparèixer.

Un bon exemple el tenim en l’estudi de com s’ho fan les cèl·lules canceroses per evitar que el sistema immunitari les ataqui. Sospitem que al llarg de la vida tots tenim, en un moment o altre, cèl·lules canceroses creixent al nostre cos però la majoria no arriben a donar problemes ja que tan bon punt els limfòcits les detecten activen la resposta immunitària i el tumor incipient és destruït.

De manera que si un càncer arriba a créixer prou com per donar problemes és que se les ha enginyat per desactivar la resposta del cos. Ho pot fer de diferent maneres, però descobrir com anava una de les més enginyoses va conduir a dissenyar noves estratègies terapèutiques contra el càncer.

La clau està en un parell de proteïnes que treuen el nas sobre la superfície de les cèl·lules. La primera la tenen els limfòcits i serveix per fer que es morin. Per això li van posar el nom de PD1, per les sigles en anglès de “mort cel·lular programada” (Programmed cell death-1). Sembla una bestiesa fer que els limfòcits es morin, però de vegades cal que ho facin. La idea és que si tens una infecció cal activar la resposta immunitària, però només per la zona de la infecció. Més enllà ja no fa falta i només portaria problemes. De manera que els teixits sans que envolten la zona infectada han d’espavilar-se per avisar als sistema immunitari que “per allà no ja cal actuar”.

El sistema per fer-ho és fabricar una segona proteïna, també a la superfície però en aquest cas de les cèl·lules del teixit, que s’enganxa a la PD1 dels limfòcits. Com que s’uneix (es lliga físicament) a PD1 li van posar de nom PD-L1, de nou per l’anglès “Lligand de PD1” (Programmed death-ligand 1). D’aquesta manera, si un limfòcit arriba a la zona on ja no cal actuar es trobarà amb PD-L1 que s’unirà a la seva PD1, això farà que el limfòcit es mori i la resposta immunitària ja no actuarà per allà. És com si PD1 fos una bomba i PD-L1 el detonador. En canvi, per la zona afectada no hi haurà PDL1 i els limfòcits podran atacar els la infecció amb tota la seva força.

Per cert, aquest sistema també participa en la manera com els fetus eviten que el sistema de la mare l’identifiqui com un cos estrany i l’ataqui.

De manera que sí, de vegades cal desactivar els limfòcits. Però no sempre. I resulta que hi ha cèl·lules tumorals que el que fan és fabricar també PD-L1. En fer-ho aconsegueixen desactivar la resposta immunitària. Encara que el cos detecti que hi ha un tumor i que cal atacar-lo, quan els limfòcits arriben, es troben amb PD-L1 que fa que es morin i així, la principal defensa del cos contra el tumor queda sense efecte.

Naturalment no és que el tumor sigui maquiavèl·lic. Les cèl·lules canceroses són cèl·lules que tenen moltes alteracions i, de vegades, una d’aquestes alteracions consisteix en fabricar PD-L1 sense motiu. Si això passa, aquelles cèl·lules tumorals tindran la sort d’esquivar la resposta immunitària. Les que no fabriquin PD-L1, simplement seran eliminades i mai no donaran problemes.

Això ha permès desenvolupar estratègies d’immunoteràpia contra el càncer. Ja hi ha tractaments basats en “tapar” PD-L1 o PD1, de manera que no es puguin unir ni activar la mort dels limfòcits, de manera que el sistema immunitari recuperi l’activitat contra el tumor. Aquest és un tractament que en molts casos ha funcionat i ha permès revertir el tumor o ha facilitat molt l’acció de la quimioteràpia.

També cal dir que de vegades bloquegem PD-L1 i el tumor segueix creixent. Encara no tenim clar el motiu, de manera que caldrà seguir estudiant com s’ho fa per seguir trobat més i més punts febles per on actuar.

L’essencial per un tractament “detox”

dijous, 27/09/2018

Les dietes “detox” estan de moda des de fa un temps. Després de fer excessos durant l’estiu, ja toca trobar la manera de fer fora del cos aquelles toxines que hem anat acumulant mentre gaudíem del bon menjar i el bon beure. D’aquí uns mesos tornarà a ser necessària una tanda de detoxificació per eliminar els tòxics provinents dels menjars hivernals, més rics en greixos i calories. A més, cal eliminar totes les restes de química que hi ha en el menjar que ens ofereix la indústria alimentària. No tothom disposa d’un hort per conrear el seu menjar!

Sistemes per detoxificar n’hi ha molts i si repasseu les corresponents estanteries de qualsevol llibreria trobareu dietes, sucs, batuts, tractaments i sistemes diversos per aconseguir-ho. La majoria, però, presenten febleses i imperfeccions que qualsevol nutricionista us pot explicar (i que si reflexiones una mica, pots intuir).

Però no cal patir. Aquí hem esbrinat quin és el millor sistema “detox”. Una manera natural de fer fora totes les toxines, restes químiques i productes nocius que insidiosament ens van intoxicant. Per aconseguir-ho només calen uns pocs elements, tots totalment naturals, que ens ajudaran a restablir l’equilibri que el nostre cos mereix.

Per començar ens cal tenir un fetge i deixar que faci la seva feina. Les cèl·lules del nostre fetge són les campiones absolutes quan es tracta d’agafar productes químics i descompondre’ls en elements prou simples com perquè ja no facin mal. El fetge disposa d’enzims que esclafen, trituren i aniquilen les restes dels excessos de greix o de proteïnes que ingerim, però també la majoria de medicaments que prenem o els additius alimentaris. La majoria d’enllaços químics sospitosos de no formar part del nostre metabolisme són degradats al fetge. Els hepatòcits disposen de coses com el citocrom p450 que és un superheroi de la detoxificació.

També ens cal tenir pulmons. Normalment pensem en els pulmons com l’òrgan encarregat de la respiració. Això és cert, és clar, però el pulmó fa més coses, i una de les més importants és degradar xenobiòtics, és a dir, aquelles molècules poc freqüents en el metabolisme dels éssers vius. És normal ja que, com que el pulmó és l’òrgan d’entrada dels tòxics inhalats, l’evolució l’ha dotat d’una bateria d’enzims encarregats de degradar-los. De nou trobem el citocrom p450, però també hi ha epòxid hidrolases, flavin monooxigenases, diverses transferases… Quan la sang passa pels pulmons, a més d’oxigenar-se, es detoxifica a fons.

Un altre element que necessitem és tenir ronyons. Ells filtren uns cent vuitanta litres de sang cada dia, triant el que cal mantenir dins la sang i el que cal eliminar. La majoria de restes de les toxines desactivades al fetge i als pulmons seran enviades cap enfora al passar pels ronyons. Per unes estructures fantàsticament complexes es van separant els productes fisiològics de les restes tòxiques que s’aniran acumulant a la orina i poc després enviades fora del cos.

Un bon tub digestiu ens resulta molt útil. Bona part dels productes tòxics que mengem simplement no travessen la paret del budell i acaben excretats per la femta. Altres coses com l’excés de sals biliars que fem servir per pair els aliments o la fibra que no digerim, acabaran sortint pel final del tub digestiu.

La pell també juga un cert paper en qualsevol sistema detox. Hi ha toxines que les eliminem amb la suor. Aquesta funció passa desapercebuda fins que menges all i la suor, per imperceptible que sigui, fa una olor particular. Altres restes tòxiques que cal eliminar no fan olor però marxen igual, dipositades sobre la pell per les glàndules sudorípares i poc després evaporades. Comparat amb els altres sistemes és poquet i hi ha una certa tendència a exagerar la seva capacitat, però també hi és.

En general, si tens fetge, pulmons, ronyons, intestins i pell funcionant de manera raonablement correcta, no hi ha cap batut, cap dieta ni cap massatge que superi la seva activitat. Aquests òrgans componen el millor còctel detox i si ells no poden, cap batut podrà… En tot cas si els volem ajudar n’hi ha prou amb intentar menjar una mica millor. Ja sabeu, dieta més variada, més vegetals, menys carn, pocs processats, menys alcohol… res que no sapiguem tots.

També va bé deixar de pensar que estem “bruts” o “plens de toxines” per dins. Que moltes vegades, més que toxines, el que tenim són manies.

Les putes urnes i la teoria de grafs

dimecres, 26/09/2018

Donde estarán las putas urnas, hostia?” La frase pertany a un fragment d’un dels vídeos que han sortit a la llum on es veu l’actuació de la policia cercant les urnes el dia 1 d’Octubre de fa un any. Es pot veure com, després d’entrar als col·legis i d’anar obrint les portes, resulta que no poden localitzar les urnes. Sense entrar en el fons del que va passar (que aquí no toca), podem aprofitar el problema d’aquells nois per veure com ho haurien d’haver fet per revisar tot l’edifici de manera eficient.

En el fons no deixa de ser un problema topològic. La topologia és la branca de les matemàtiques que s’encarrega de l’estudi de les propietats espacials. Hi ha moltes especialitats, però una de les primeres aplicacions va ser investigar els algoritmes que permetien sortir d’un laberint.

El més conegut consisteix, simplement en triar un costat (dret o esquerra) i sempre anar seguint el mateix. Si hem triat la dreta, a cada cruïlla triar anirem cap a la dreta. Si arribem a finals de túnel, tornarem enrere i seguirem escollint la dreta. A la pràctica és com si poséssim la mà tocant la paret d’un costat i sempre anéssim enganxats a aquella paret. Abans o després arribarem a la sortida.

El que passa és que en aquest cas, el que volien no era sortir del laberint (és a dir de l’escola) sinó recórrer totes i cada una de les sales del laberint. Estrictament, els armaris i racons també els consideraríem sales a explorar. Essencialment la policia s’havia de comportar com un robotet aspirador, que ha de cobrir tota la zona del terreny. No hi ha problema! També per això s’han establert diferents algoritmes.

A finals del segle XIX, el matemàtic francès Gaston  Tarry ja va proposar un sistema que permet recórrer la totalitat del laberint. Un algoritme similar va ser proposat en la mateixa època per l’enginyer, també francès, Charles Trémaux. La idea és que cada vegada que arribes a un creuament pots fer tres coses: triar un passadís nou, triar un passadís que ja has explorat o tornar pel passadís d’on vens. El mètode de Trémaux consisteix en:

- No seguir el mateix camí dues vegades.

- Quan s’arriba a una cruïlla nova, tant se val quin camí agafis.

- Quan s’arriba a una cruïlla vella, o a un lloc sense sortida, retrocedir fins a l’entrada del camí.

- Si un camí vell porta a una cruïlla vella, triar un camí nou, i si no n’hi ha, agafar-ne qualsevol.

Amb això i paciència, acabes per recórrer tot el laberint.

Un altre sistema, proposat pel matemàtic americà Oysten Ore funciona a partir de nivells. Camines fins la primera cruïlla i la marques amb un 1. Després agafes qualsevol camí i en arribar a la següent cruïlla poses un 2 i tornes enrere. Fas el mateix per tots els camins.  A continuació vas fins la primera de les cruïlles marcades amb 2 i repeteixes el procés marcant amb un 3 totes les noves cruïlles. Amb paciència aniràs recorrent tots els nivells, encara que repetiràs molts camins moltes vegades.

Pels matemàtics, un laberint de seguida el veuen com un “graf”, una estructura matemàtica feta per un conjunt de vèrtex i arestes connectades de diferents maneres. Entenent aquestes connexions (d’això se n’encarrega la teoria de grafs) es poden fer estudis sobre coses tan diferents com la transmissió de malalties infeccioses, els resultats de les eleccions polítiques, la optimització del flux de dades per internet, l’anàlisi d’estructures lingüístiques o la predicció de reaccions químiques. I, és clar, sobre com sortir d’un laberint o sobre com recorre’l tot.

Qui ho sap? Potser un millor domini de les matemàtiques els hauria servit per trobar les urnes. Més que res perquè generalment és millor pensar una mica i aplicar els coneixements científics que aplicar la força bruta.

La hipòtesi de Riemann… demostrada?

dimarts , 25/09/2018

L’any 1859, el matemàtic Georg Friedrich Riemann va publicar un article a la revista de l’Acadèmia Prussiana de Ciències. El treball tractava sobre els nombres primers i feia servir una funció matemàtica anomenada “funció zeta de Riemann” que ell mateix havia desenvolupat a partir d’una funció similar i finalment suggeria que “la part real de qualsevol zero no trivial de la funció zeta de Riemann és igual a ½”. Aquesta frase, que ens sona a xinés a la majoria de mortals va esdevenir el sant greal de la matemàtica i es coneix com la “Hipòtesi de Riemann” Durant cent seixanta anys els matemàtics han estat intentant esbrinar si la hipòtesi es certa o és falsa, fins ara sense èxit.

En general, la majoria de matemàtics pensen que deu ser certa i hi ha molts estudis en aquest camps que comencen dient “Si assumim que la hipòtesi de Riemann és certa, aleshores…”, però el cas és que demostrada no està i això és empipador i estimulant alhora. De fet, hi ha un premi d’un milió de dòlars per qui pugui demostrar la certesa o falsedat de la hipòtesi.

Per entendre la hipòtesi i la seva importància, cal tenir un bagatge en matemàtiques que la majoria no tenim. Però una petita aproximació ens permet entendre per on van les coses. El tema està relacionat amb els nombre primers, aquells que només és poden dividir per u i per ells mateixos. Pels matemàtics són com la pedra angular de les matemàtiques, però resulten particularment desconcertants. Sabem que hi ha infinits nombres primers, però no sabem en quin ordre apareixen. Encara més, sospitem que deu haver-hi un ordre, però ignorem quina és la regla que quan trobem un nombre primer ens permetria dir “el proper apareixerà després de tantes xifres”.

Riemann va establir una funció que semblava que podia posar un cert ordre en el caos dels nombres primers. La funció zeta de Riemann, que per acabar de fer el tema enrevessat, fa servir nombres complexos. Aquests son els que s’obtenen al multiplicar nombres reals per nombres imaginaris. I aquests són els que s’obtenen al multiplicar per l’arrel quadrada de -1. Aquesta arrel en principi no existeix (d’aquí el nom) però si existís surten coses molt interessants i útils, de manera que els matemàtics els fan servir sense manies.

Tot molt senzill, no?

La funció zeta pot tenir molts valors depenent dels valors que li apliquem, però de vegades el resultat és zero. Riemann va observar que quan al fer els càlculs li sortia zero, la part real del nombre al que li aplicava la funció era ½. Ho va anar provant per molts casos i sempre que sortia zero, la part real del nombre era ½. Potser hi ha casos en els que això no és compleix, però el cas és que no se sap. Riemann va proposar que sí, però en matemàtiques les coses s’han de demostrar. És més fàcil demostrar que no ja que, per exemple, si trobessin un cas en el que no es complís, la hipòtesi quedaria demostrada com a falsa. Amb els ordinadors moderns s’han calculat trilions de possibilitats i sempre ha sortit 1/2 però, és clar, comparat amb l’infinit, un trilió és no-res.

La part real d’un número? El valor zero? La funció zeta? Confessem-ho. No s’entén un borrall a no ser que ja estiguis ficat en aquests problemes matemàtics. Tampoc esperaríem que un dels majors problemes de les matemàtiques fos simple d’entendre. La cosa important a recordar és que si la hipòtesi es demostra certa, es podrà posar molt ordre en el camps dels nombres primers. I bona part dels sistemes de criptografia que es fan servir es basen en que no sabem aquest ordre. De manera que petar la hipòtesi de Riemann, es permetre petar els sistemes de seguretat informàtica.

Pensàveu que només era un problema matemàtic? La propera vegada que escriguis un password o que posis el número secret de la targeta de crèdit recorda que la suposada seguretat està en les mans de la proposta que va fer Riemann fa cent  seixanta anys.

I el cas és que ahir, Sir Michael Atiyah va proposar una demostració. Ell és un dels grans matemàtics vius actualment, de manera que quan parla, tothom l’escolta. Hi havia escepticisme ja que molts altres ho han intentat i al final va resultar que estaven equivocats. En aquest cas, ell treballava en un problema lateral i al resoldre’l es va adonar que havia demostrat la hipòtesi de Riemann. Tothom esperava un treball enorme però el va resumir en una única imatge!

Els detalls matemàtics els deixem pels entesos, però l’estratègia ha sigut la clàssica reducció a l’absurd: assumir que hi ha un cas en el que no és compleix la hipòtesi i demostrar que això porta a una contradicció. Segur que en pocs dies sabrem si hi ha algun error o si finalment ha caigut un dels grans problemes (hi ha qui diu, “el gran problema”) de les matemàtiques. Passades unes hores de la demostració, l’ambient entre la majoria de matemàtics és, com a mínim, d’escepticisme. Però més per la senzillesa de la demostració o pel fet que fa referències a treballs poc coneguts que no pas per poder assenyalar algun punt i dir “aquí hi ha un error”. Ja es veurà. En tot cas, Atiyah ha aconseguit que es parli amb entusiasme de les matemàtiques!