Entrades amb l'etiqueta ‘Nature’

Webidemiologia: a la caça de les malaties per Internet

diumenge, 26/02/2012

Dies enrere, sentia a l’NPR (la National Public Radio americana) que explicaven com, cada cop més, els sistemes de vigilància epidemiològica es fixen en els patrons de comportament dels ciutadans a Internet com a font d’informació per preveure situacions de risc. Sembla mentida, però l’home del 2012, quan es troba malament, abans d’anar al metge s’asseu davant de l’ordinador, o agafa el mòbil amb connexió a Internet, per comentar amb 140 caràcters què li passa i teclejar els seus símptomes a la finestreta de cerca de Google per saber de quin mal ha de morir.

Google Cerca.png Quan s’acosta l’estació de la grip, es disparen les visites als serveis d’urgència dels hospitals i als centres d’atenció primària. L’augment del nombre de casos és el que activa l’alerta dels serveis de vigilància epidemiològica i fa que tot el sistema sanitari s’ajusti a una situació transitòria estacional que es repeteix any rere any. La previsió, en aquests casos, i les campanyes preventives de vacunació són molt importants. Per a altres tipus de malalties infeccioses menys freqüents (i que no responen a un patró estacional, sinó més aviat ocasional), la vigilància epidemiològica encara és més essencial, i necessita d’indicadors que permetin detectar de forma ràpida una situació que pot constituir una epidèmia.

Als Estats Units aquesta vigilància és responsabilitat dels Centers for Disease Control and Prevention (CDC) d’Atlanta, que centralitzen les dades i els informes provinents de metges i laboratoris d’arreu del país per tal de detectar nous brots d’una malaltia. Aquest sistema fa que, normalment, hi hagi un decalatge d’una setmana entre que es produeix el brot i la difusió de l’informe oficial dels CDC. És feina dels epidemiòlegs (una mena de detectius a la caça dels primers indicis de l’esclat d’una malaltia infecciosa) estar a l’aguait, per exemple, de l’augment de les consultes telefòniques als hospitals o de la venda de termòmetres i de medicaments per abaixar la febre. I, actualment, també vigilen l’Internet.

És cert que qui tecleja les paraules «febre» o «antigripal» a Google té força números d’acabar trucant al metge i, per això, la informació derivada de milions de cerques com aquesta pot ser d’utilitat per preveure, amb uns quants dies d’antelació, quan i on caldrà intervenir. Amb aquest objectiu Google va crear Google Flu Trends (en català, Google Estat de la grip) que proporciona càlculs, pràcticament en temps real, sobre la incidència de la grip basats en consultes de cerca globals per a diversos països i regions de tot el món. L’estudi de Google Flu Trends (publicat al 2009 a Nature) va demostrar que existeix una alta correlació entre la freqüència relativa de determinades consultes a la xarxa i el percentatge de visites al metge relacionades amb els símptomes de la grip, i gràcies a això es poden estimar els nivells de grip en una determinada regió (amb un temps de resposta d’un dia). Actualment, l’eina de Google cobreix diverses àrees del món i també està en funcionament una eina equivalent sobre la incidència del Dengue (Google Dengue Trends). Fins i tot, s’han dut a terme estudis per valorar la utilitat de Google Flu Trends en la pràctica del servei d’urgències d’un hospital, com en el cas d’un treball que acaben de publicar investigadors de la Universitat Johns Hopkins de Baltimore (article) i en el qual corroboren les conclusions d’estudis posteriors sobre la correlació entre l’augment cerques a Internet i les visites hospitalàries.

Incidència mundial de la grip a 25 de febrer de 2012 (Font: Google Flu Trends)

Tot i la validesa d’eines com aquestes, la webidemiologia no substituirà els mètodes tradicionals de vigilància epidemiològica sinó que els complementa. Els mètodes de vigilància basats en les cerques a Internet també tenen els seus punts febles, com han posat de manifest investigadors de la Harvard Medical School que van analitzar com, en els primers moments del brot de còlera d’Haití les dades obtingudes de Twitter i de HealthMap coincidien amb els informes oficials, mentre que cent dies més tard, tot i que continuaven havent-hi brots de la malaltia, la informació a la xarxa havia disminuït.

Amb tot, els epidemiòlegs valoren la utilitat d’aquest tipus de recursos i de la xarxa, en general, com a font de comunicació entre metges i pacients, per analitzar com la gent percep les campanyes de vacunació i el seu comportament durant una epidèmia.

Som un més a taula

diumenge, 26/12/2010

El camí evolutiu que porta fins als humans moderns cada cop s’assembla menys a les representacions que, antigament, il·lustraven de manera simplista i lineal la progressió del mico a l’home; amb cada nova descoberta, el nostre arbre evolutiu es va transformant en un arbust més i més atapeït.

Els darrers dels nostres cosins que s’han afegit a l’arbre són els homes de Denisova (o denisovans), que van viure a l’Àsia probablement fa entre 400.000 i 50.000 anys. De moment, d’aquests hominins només se n’ha trobat un dit i una dent fòssils, en una cova de les muntanyes Altai (al sud de Sibèria); però gràcies a les tècniques actuals d’extracció d’ADN antic, el grup d’Svante Pääbo, a l’Institut Max Planck d’Antropologia Evolutiva de Leipzig, a Alemanya, —que ja va publicar al maig la seqüència del genoma neandertal— ha pogut presentar una primera anàlisi del genoma dels denisovans i comparar-lo amb el genoma del neandertal i de diversos humans moderns. I què hi han trobat? Entre altres coses, que el genoma de poblacions humanes actuals de Nova Guinea conté un 4,8% d’ADN denisovà.

A l’estudi, que s’ha publicat aquesta setmana a Nature, els investigadors presenten l’anàlisi del genoma seqüenciat a partir d’ADN extret del dit fòssil —de fa uns 50.000 anys— trobat a la cova Denisova. Les dades de la seqüència demostren que els denisovans estan emparentats amb els neandertals, en són una mena de cosins de l’est (els neandertals van ocupar bona part de l’actual Europa i del Pròxim Orient). Fa mig milió d’anys, l’ancestre comú de neandertals i denisovans va sortir d’Àfrica, però a diferència dels individus que van originar els neandertals europeus, d’altres van migrar cap a l’est i van donar lloc als denisovans de Sibèria. Ara fa uns 50.000 anys, els denisovans van creuar-se amb humans anatòmicament moderns provinents d’Àfrica que van migrar a través de les àrees costaneres de l’Àsia del sud i que són els avantpassats dels melanesis actuals de Nova Guinea.

En declaracions al diari The Guardian, el director de la investigació, Svante Pääbo, ha afirmat que una de les troballes més destacades de l’estudi és la constatació que durant el mateix període de temps en el qual els neandertals van habitar Europa, un altre grup d’hominins vivia a Àsia. En canvi, la relació amb els actuals melanesis ha estat del tot inesperada. Pääbo creu que això pot indicar que l’àrea on van viure els denisovans no quedava circumscrita a l’actual Sibèria: els humans moderns no únicament van tenir criatures amb els neandertals sinó que també es van creuar amb els denisovans i aquests nadons van ser adoptats en grups de sàpiens moderns. Tant en el cas dels denisovans com en el dels neandertals, les dades genètiques mostren que els humans anatòmicament moderns van creuar-se amb poblacions d’hominins preexistents.

Els neandertals van viure a Europa, part de Rússia i el Pròxim Orient, fa entre 240.000 i 30.000 anys (sempre segons el registre fòssil). De la comparació de la seqüència del genoma neandertal amb el genoma humà, Pääbo i col·laboradors van poder estimar que només un 2,5% del genoma humà (d’individus no africans) prové dels neandertals. L’ancestre comú de neandertals i humans moderns va viure fa uns 600.000 anys. Els humans anatòmicament moderns (Homo sapiens) van sortir d’Àfrica en diverses onades migratòries ara fa uns 100.000 anys i van acabar substituint les poblacions d’hominins anteriors que poblaven altres racons del món, com els neandertals (que van extingir-se al sud d’Europa fa 30.000 anys). Ara, amb l’anàlisi del genoma dels denisovans, s’afegeix un capítol més de la nostra història remota. La dent fòssil trobada a la cova Denisova també ha estat atribuïda als mateixos hominins (mitjançant la comparació de l’ADN mitocondrial: el material genètic que hi ha a l’interior dels mitocondris, les fàbriques d’energia de les nostres cèl·lules, i que s’hereta per via materna). Aquesta dent no comparteix cap característica morfològica derivada ni amb les dents dels neandertals ni amb les dels humans moderns, i reforça la idea d’una història evolutiva diferenciada per als denisovans.

Tot i que disposem de les dades del genoma denisovà, la seqüència d’ADN no ens explica com vivien aquest hominins. Seran necessaris, doncs, més fòssils (un crani, un esquelet complet, eines de pedra associades) per resoldre qüestions com aquesta, saber quina àrea geogràfica van ocupar i per què, quan i com es van extingir. Els paleoantropòlegs continuaran excavant la cova Denisova a la recerca de nous fòssils, i els genetistes, com Pääbo, se submergiran en les col·leccions dels museus, en les quals esperen identificar alguns dels fòssils humans enigmàtics que hi són abundants, en el cas (això sí) que en puguin extreure i seqüenciar l’ADN.

Fotografia dels fòssils: David Reich; Nature | Imatges de S. Pääbo i esquema: Wikimedia Commons

Telòmers i ratolins: podem rejovenir-nos?

divendres, 10/12/2010

A finals de novembre, uns investigadors bostonians van publicar a Nature els resultats d’un estudi en el qual havien aconseguit revertir l’envelliment dels teixits en ratolins modificats genèticament. Cal dir, però, que d’entrada els ratolins eren una soca modificada portadora d’una mutació que n’accelerava l’envelliment i, per tant, el que feia la nova modificació genètica era corregir el defecte previ i revertir el procés de degeneració induïda.

A mesura que ens fem vells, moltes de les nostres cèl·lules deixen de dividir-se. Quan això passa, no es produeix el recanvi necessari per mantenir aquells teixits (com per exemple la pell) en els quals, durant bona part de la vida adulta de l’organisme, noves cèl·lules havien substituït les velles, i els teixits van perdent progressivament les seves funcions; d’aquí l’envelliment.

Hi ha diversos factors —intrínsecs i extrínsecs— que intervenen en l’envelliment de l’organisme; en coneixem uns quants i d’altres els intuïm. Els científics sospiten que un dels factors que contribueixen a que les cèl·lules deixin de dividir-se té a veure amb l’escurçament dels telòmers. Però, què són els telòmers? Els telòmers són uns fragments d’ADN a l’extrem dels cromosomes formats per la repetició d’un hexàmer, una seqüència de sis lletres d’ADN (TTAGGG) que ha estat afegida al cromosoma per l’enzim telomerasa.

Perquè us en feu a la idea, l’enzim telomerasa afegeix una mena de caputxó d’ADN als extrems dels cromosomes (que també són fets d’ADN) per protegir-los de l’escurçament que pateixen cada vegada que les cèl·lules es divideixen. En les cèl·lules de l’adult, l’enzim telomerasa no és actiu i per això, després de moltes divisions, els telòmers es van escurçant fins a un punt en què es creu que les cèl·lules deixen de dividir-se.

En un altre extrem, trobem les cèl·lules tumorals en les quals l’activitat telomerasa és alta i contribueix a la seva immortalització. Aquestes cèl·lules poden dividir-se de manera incontrolada sense patir per l’escurçament dels telòmers.

Voleu més proves del paper dels telòmers en l’envelliment? Fa uns anys, Ronald DePinho (un dels signants d’aquest nou estudi) i col·laboradors de la Harvard Medical School, a Boston, van generar una soca de ratolins modificats genèticament, en els quals s’havia eliminat el gen de la telomerasa. Els ratolins morien als 6 mesos d’edat (i no als 2-3 anys com ho fan en condicions normals). En aquests ratolins, la manca de telomerasa provocava una atròfia progressiva dels teixits, una disminució del nombre de cèl·lules mare —i, per tant, de la capacitat de regeneració dels teixits— i la fallada dels òrgans; en definitiva, l’absència de telomerasa n’accelerava l’envelliment.

El que s’ha presentat en el nou estudi és el procés invers. Partint de ratolins que no tenien telomerasa, els científics es van preguntat què passaria amb el procés d’envelliment accelerat si els la tornaven a activar: s’alentiria? s’estabilitzaria? o bé, fins i tot, es podria revertir? Per a analitzar-ho, els científics van tornar a afegir la telomerasa al genoma dels ratolins, però ho van fer de manera que únicament era activa quan se’ls administrava una droga. Així van poder obtenir ratolins en els quals la telomerasa continuava sent inactiva durant tot el desenvolupament i, per tant, patien un procés d’envelliment. Al cap de mig any, els investigadors van activar la telomerasa dels ratolins i van analitzar què passava.

El procés d’envelliment no tan sols s’aturava, sinó que fins i tot feia marxa enrere: els ratolins tornaven a ser fèrtils, òrgans com ara el fetge recuperaven la mida normal i es generaven noves neurones al cervell. En declaracions a Science, DePinho, director de l’estudi, afirma que “la capacitat de revertir l’envelliment dels ratolins mutants ens indica que les cèl·lules encarregades de la regeneració dels teixits no moren quan el rellotge dels seus telòmers s’atura, sinó que probablement es mantenen en un estat inactiu fins que poden tornar a l’acció.”

Ara, però, caldrà veure si aquesta descoberta pot tenir els mateixos efectes en animals que sí que tenen telomerasa, i en els quals el procés d’envelliment segueix un curs normal. Podria l’activació de la telomerasa alentir l’envelliment en aquest cas? La descoberta pot tenir aplicacions en salut humana, en òrgans com el fetge en els quals es creu que la telomerasa juga un paper important en la regeneració del teixit després de lesions produïdes per una hepatitis o per l’alcoholisme.

Tot i això, caldrà tenir en compte els efectes tumorigènics d’una activació elevada de la telomerasa. En el cas dels ratolins que ens ocupa, els nivells de telomerasa un cop tractats tornaven a ser els normals i no van desenvolupar tumors.

Stand-up science

dimarts , 30/11/2010

PatufetSovint, la visió que tenim de la ciència i dels científics s’allunya força de la realitat. Els científics no són els savis bojos amb bata blanca que ens pinten algunes pel·lícules, parapetats darrera de provetes amb líquids de colors que fumegen; ni tampoc els més moderns i glamurosos CSI, en laboratoris impol·luts banyats de llum blavosa. Les dones i els homes que es dediquen a la ciència són com tu i com jo, persones de carn i ossos, que veuen sèries a la televisió, van al cinema i al futbol, i llegeixen llibres (i revistes del cor). N’hi ha que són molt de la broma i que, a les classes o en conferències als congressos, més aviat semblen el que els anglosaxons anomenen un stand-up comedian, és a dir un monologuista, i farceixen d’acudits —més o menys reeixits— les seves dissertacions.

Dies enrere, a les pàgines de la revista Nature parlaven sobre la fina línia divisòria que hi ha entre ser un científic respectable i convertir-se en una figura mediàtica, en aquells casos en què l’especialista d’una determinada matèria fa alhora de divulgador dels seus coneixements per a un públic més ampli (notícia). Cada vegada més, els científics, que volen ser una part essencial de la societat que finança la seva recerca, han de saber comunicar les seves descobertes i captar l’interès de la gent. Així és com ho veuen en el món anglosaxó; però es corre el risc de convertir-se en una mona de fira i font d’escarni per part dels col·legues, que no veuen sempre amb bons ulls que part del temps de recerca es destini a la vulgarització.

Com dèiem, hi ha científics que són molt de la broma i això es veu quan els toca posar nom a algunes de les seves descobertes. En el llistat de clàssics —i perdoneu-me si me’n deixo algun de sonat— podem comptar-hi els noms de l’esquelet fòssil d’Australopithecus afarensis identificat per Donald Johanson (Lucy) i el de la primera ovella clònica que va néixer a l’Institut Roslin d’Edinburg (Dolly). En els dos casos, les referències són musicals. En el moment de la descoberta dels fragments de l’esquelet fòssil de la Lucy, al magnetòfon del campament sonava una i altra vegada la cançó dels Beatles Lucy in the Sky with Diamonds. Pel que fa a l’ovella Dolly, el nucli de la cèl·lula somàtica —és a dir, provinent “del cos” d’una ovella adulta donadora— que van emprar els científics, per “fecundar” l’òvul receptor sense nucli, era el d’una cèl·lula de la glàndula mamària. Amb el nom, els científics bromistes de l’Institut Roslin van voler fer un “homenatge” a la cantant de country nordamericana Dolly Parton coneguda, a banda de per les seves cançons, pels seus atributs pectorals de dimensions considerables.

Però no cal anar gaire lluny per trobar científics enginyosos que fan picades d’ullet quan anomenen una descoberta. A l’escena científica internacional corren gens, mutants i proteïnes amb noms ben catalans. El gen patufet, de la mosca de la fruita, va ser caracteritzat per Berta Alsina i col·laboradors al Departament de Genètica de la UB, i el van batejar amb aquest nom perquè (entre altres coses) la còpia mutant del gen feia que determinades cèl·lules de les larves de la mosca fossin més petites. El gen pintallavis —identificat per Ariel Ruiz i Altaba al laboratori de Tom Jessell a Columbia University— és actiu en el llavi dorsal del blastòpor de l’embrió de la granota: d’aquí el nom.

No he volgut ser exhaustiu i com que segur que em deixo uns quants noms catalans que han passat als annals de la ciència, us animo a que me’ls envieu a través de comentaris al blog, o bé al Twitter i al Facebook de Laetoli. Els aniré col·leccionant i us prometo que en tornarem a parlar en una propera ocasió.