VIH, medicina y esperanza

Por Martín Bonfil Olivera

Dirección General de Divulgación de la Ciencia, UNAM

Publicado en Milenio Diario, 29 de diciembre de 2010

Hace exactamente 11 años, me quejaba en “La ciencia por gusto” de un comentario publicado en conocido diario como parte de un recuento, de esos tan populares en 1999, de los principales acontecimientos del siglo XX. Al hablar de temas de salud, el artículo sentenciaba: “La medicina sucumbe ante el sida”.

La afirmación, escribí, me parecía muy injusta, pues presentaba la falta de una cura para la infección por VIH como un fracaso, ignorando que “la medicina moderna logró, en un tiempo sorprendentemente corto, descubrir la causa del misterioso síndrome de inmunodeficiencia adquirida y describir con gran detalle la estructura y funcionamiento de su causante, el virus de inmunodeficiencia humana”.

Hoy, luego de una década, hay buenas noticias que reafirman mi confianza en los avances de la ciencia médica contra esta enfermedad –la cual, gracias precisamente a dichos avances, hoy no tiene por qué considerarse mortal, sino crónica, si es bien manejada (es decir, si el paciente es detectado oportunamente y recibe el tratamiento adecuado).

Se trata del reporte de que, mediante un trasplante de médula ósea, se ha logrado curar a un paciente con VIH. El anuncio apareció en los medios, pero no en primera plana. Porque, por más sorprendente que suene, no se trata, todavía, de una verdadera “cura” para el VIH-sida.

Ocurre que el VIH infecta sólo a ciertas células del sistema inmunitario: los linfocitos (glóbulos blancos) que tienen la proteína CD4 en su exterior. Pero para entrar, el virus necesita una segunda “cerradura” donde insertar su llave (la proteína GP160, que forma las “púas” que se observan en la membrana del VIH). Una de las “segundas cerraduras” disponibles en nuestros linfocitos es la proteína CCR5.

Y ocurre también que ciertas personas, especialmente en el norte de Europa, tienen una mutación en el gen de la proteína CCR5: la pérdida de 32 de sus “letras” genéticas (o pares de bases, en lenguaje técnico), lo cual la inutiliza. Como resultado, dichas personas, si tienen dos copias del gen mutante CCR5-delta32 (pues heredamos dos copias de cada uno de nuestros genes, una de cada progenitor), resultan especialmente resistentes a la infección por VIH.

Y ocurrió, finalmente, que el doctor Gero Hütter, de la Universidad Médica Charité, en Berlín, especialista en hematología, tenía un paciente con VIH que, además, padecía de leucemia. El tratamiento indicado para éste cáncer del sistema inmunitario, cuando la quimioterapia no da resultado, es el trasplante de médula ósea (que es donde se producen las células inmunitarias). Al buscar donadores para su paciente, Hütter recordó la mutación de CCR5, y pensó hacer un experimento. De 80 posibles donadores de médula ósea, uno poseía la mutación delta32. El hoy famoso “paciente de Berlín” recibió el trasplante, y en noviembre de 2008 Hütter y sus colegas revelaron que, tras 20 meses, no presentaba señales detectables del virus en su cuerpo, a pesar de haber dejado de tomar medicamentos antirretrovirales.

La noticia revive hoy debido a un segundo artículo, publicado con fecha del 28 de diciembre (pero no como broma del día de los inocentes; de hecho el texto se dio a conocer previamente desde el 8 de este mes) en la revista Blood. En él revelan que el paciente, de nombre Timothy Ray Brown, lleva ya tres años sano. “Nuestros resultados sugieren fuertemente que se ha logrado curar de VIH a este paciente”, anuncian cautelosamente.

Pero no hay que echar, como decíamos, las campanas al vuelo. Es posible, como ya han señalado varias autoridades, que en unos años más el paciente recaiga, debido a virus residuales que queden en su cuerpo… aunque hasta ahora no ha sucedido. Por otra parte, el tratamiento no es práctico para otros pacientes: hallar un donador compatible de médula ósea con la mutación CCR5-delta32 para cada uno sería muy difícil, y el trasplante de médula es mucho más riesgoso en sí mismo que la infección con VIH.

¿Por qué hablar de esperanza, entonces? Porque, como afirma James Riley, especialista en VIH de la Universidad de Pennsylvania en Filadelfia, el experimento “es una tremenda prueba de principio de que si logras que la mayoría de tus células sean resistentes a la infección, realmente puedes detener al virus”. Si se logró en un paciente, y tomando en cuenta que existen ya fármacos que bloquean específicamente al receptor CCR5, ¿qué buenas noticias tendremos en 5 o 10 años? Mientras tanto, sigamos usando condón. ¡Ah!, y feliz año 2011.

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¿Una nueva tabla periódica?

Por Martín Bonfil Olivera

Dirección General de Divulgación de la Ciencia, UNAM

Publicado en Milenio Diario, 22 de diciembre de 2010

Si la teoría de la evolución por selección natural de Charles Darwin es la columna vertebral de la biología, la tabla periódica de los elementos, propuesta por Dmitri Mendeléyev, es, sin duda alguna, uno de los pilares fundamentales de la química.

A diferencia de la teoría darwiniana, la tabla no es una teoría, sino una representación gráfica de los elementos químicos, ordenados, eso sí, según la “ley periódica” propuesta por el propio Mendeléyev. Ésta afirma que “las propiedades de los elementos son una función periódica de sus masas atómicas”. En otras palabras, al acomodar los elementos químicos de acuerdo a su masa atómica (la masa de un átomo del elemento en cuestión, medida en unidades particulares), Mendeléyev halló que las propiedades químicas se repetían periódicamente.

Por eso los elementos que se hallan en una misma columna de la tabla tienen propiedades muy similares (eso provocó la confusión, comentada aquí las dos semanas pasadas, de una bacteria que supuestamente usaba arsénico en lugar de fósforo en su ADN).

Es por eso que el anuncio, dado a conocer la semana pasada, de que la tabla periódica iba a sufrir un cambio importante por primera vez en sus casi 140 años de historia causó gran interés en los medios. Dicho cambio consiste en que los pesos atómicos de 10 elementos –hidrógeno, litio, boro, carbono, nitrógeno, oxígeno, silicio, azufre, cloro y talio– van a dejar de reportarse como valores únicos, y se presentarán ahora como un intervalo de valores.

Para entender el cambio, hay que recordar que muchos elementos químicos existen en diversas variedades, llamadas isótopos. El hidrogeno, por ejemplo, se presenta en tres modelos: el hidrógeno común, con masa atómica 1; el deuterio, con masa 2 –pues además de un protón, su núcleo contiene un neutrón– y el tritio, que es radiactivo y contiene dos neutrones, por lo que su masa es 3.

La diferencia entre masa atómica –que es un número preciso para cada isótopo de un elemento– y peso atómico –que es lo que va a modificarse con los cambios anunciados– es que éste último es un promedio de las masas atómicas de los distintos isótopos, ponderada de acuerdo a la proporción de cada uno de ellos en la naturaleza. Como el hidrógeno 1 es con mucho el isótopo más común, el peso atómico de este elemento (promedio de sus tres isótopos) es casi idéntico: 1.00794.

Pero ahora, con los cambios anunciados por la Comisión para la Abundancia de Isótopos y Pesos Atómicos de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC), organismo fundado en 1919, que establece los estándares de esta ciencia, las cosas cambian. El peso atómico de los 10 elementos mencionados se reportará en las nuevas tablas periódicas como un intervalo, del mínimo al máximo, conjuntamente con una gráfica de pastel que mostrará la abundancia relativa de cada isótopo del elemento.

¿Para qué tanta complicación, que dará dolores de cabeza a los estudiantes? Primero para reflejar mejor lo que existe en la naturaleza: no hay pesos atómicos “promedio”; sino combinaciones de distintos isótopos que tienen masas diferentes. Pero también porque las diversas mezclas de isótopos, que se reflejan en sus pesos combinados, sirven en análisis químico como una importante herramienta para identificar la procedencia geográfica de una muestra (el boro de Turquía, por ejemplo, pesa menos que el boro de California, debido a su distinta composición isotópica, pues tiene menos porcentaje de los isótopos más ligeros), la pureza de productos naturales, o la presencia de compuestos sintéticos en el cuerpo de deportistas, entre otras cosas.

Habrá que ver si el cambio resulta lo suficientemente útil para justificar la complicación adicional. Por lo pronto, los alumnos de secundaria tendrán una razón más para decir que la química es complicada, y los maestros, para quejarse de lo difícil que es que los alumnos entiendan los muchos detalles de esta ciencia fascinante. Por lo pronto, este columnista les desea una feliz navidad y se prepara a disfrutar un feliz año nuevo de la química 2011. ¡Felicidades!

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¿Y qué pasó con las bacterias extraterrestres?

Por Martín Bonfil Olivera

Dirección General de Divulgación de la Ciencia, UNAM

Publicado en Milenio Diario, 15 de diciembre de 2010

En un mundo donde las noticias de política, deportes y espectáculos dominan el escenario mediático, y las noticias científicas reciben sólo el espacio necesario para mencionar superficialmente los nuevos descubrimientos, pero rara vez para profundizar en su contexto y su significado, es raro que haya ocasión para mostrar la ciencia en toda su complejidad. Cómo funciona por dentro, cómo se relaciona con las demás ramas de la cultura humana, cómo se construye y evoluciona.

La noticia comentada aquí la semana pasada es una de esas ocasiones: un ejemplo perfecto para conocer a la ciencia en acción y en relación con el resto de la sociedad.

Para recordar, he aquí el resumen del asunto que hace el escritor científico Carl Zimmer: “El lunes [29 de noviembre], se emitió un críptico comunicado de prensa: ‘La NASA realizará [por internet] una conferencia de prensa a las 2 pm del jueves 2 de diciembre, para discutir un hallazgo de astrobiología que tendrá impacto en la búsqueda de evidencia de vida extraterrestre’. Como una cepa de bacterias virulentas, la especulación se desató –continúa Zimmer– en los siguientes tres días. En la conferencia de prensa, los investigadores describieron que habían aislado una cepa de bacterias de las aguas cargadas de arsénico del Lago Mono, en California. De regreso al laboratorio, cultivaron la bacteria en un caldo nutritivo. Cuando redujeron gradualmente el suministro de fosfato y lo reemplazaron con arsenato, las bacterias sobrevivieron. Los científicos examinaron el ADN de estos robustos microorganismos e infirieron que contenía arsénico.”

Simultáneamente con la conferencia de prensa, se hizo público un artículo en la revista Science donde la investigadora Felisa Wolfe-Simon y su equipo, del Instituto de Astrobiología de la propia NASA, anunciaban su descubrimiento. El artículo había estado “embargado” (disponible sólo para la prensa) hasta entonces. Esto, junto con la redacción ambigua pero provocativa del boletín previo de la NASA, fue el comienzo de los problemas.

Todo empeoró cuando arreciaron las críticas a los métodos y la evidencia que sustentaba las conclusiones –que la bacteria GFAJ-1 había incorporado arsénico a su ADN, algo inusitado, que de confirmarse efectivamente abriría nuevas posibilidades para la existencia de vida en otros planetas–, la NASA y Wolfe-Simpson, en vez de defender la investigación, se limitaron a afirmar, muy dignos, que “no discutirían el asunto fuera de las revistas arbitradas” (recordemos que en la publicación científica existe un sistema de “revisión por pares” con árbitros expertos y anónimos, que sirve como control de calidad para lo que se publica). Esto, a pesar de que la ellos mismos habían elegido la vía de boletines y conferencias de prensa por internet para anunciar su hallazgo. [Actualización del 16 de diciembre: Wolfe-Simon y su grupo publicaron ya una respuesta en internet.]

El divulgador científico Martin Robbins, en su blog en el diario inglés The Guardian, resume así esta comedia de enredos: “El sistema de revistas especializadas (journals) impidió que el público tuviera acceso al artículo. La revisión por pares falló. La investigación se exageró en el boletín críptico de la NASA. Se forzó un embargo en información que ya se había filtrado al dominio público, y aunque la especulación aumentaba, se impidió que los medios tuvieran acceso a los hechos. El artículo mismo no estuvo disponible sino hasta horas después del fin del embargo, y cuando la investigación finalmente fue pública, y los científicos comenzaron a criticarla, la gente de prensa de la NASA emitió una respuesta espectacularmente desatenta y arrogante”.

Wolfe-Simon había estado trabajando, durante años y sin mucho conocimiento de la química necesaria –y contra el consejo de expertos en química–, en buscar vida basada en arsénico (además de, al parecer, ser una persona que disfruta siendo el centro de atención). ¿Podría ser que su ansia de hallar lo que busca la hubiera traicionado?

En todo caso, se trata de un caso doble: un incorrecto manejo mediático (que favoreció la especulación y limitó el flujo de información confiable) y una investigación mal hecha, que no debió pasar el arbitraje ni ser publicada, y que fue manipulada por la NASA para llamar la atención, con la colaboración de Wolfe-Simon.

Afortunadamente, los experimentos necesarios para resolver de una vez por todas el asunto son simples (tan simples que es extraño que Wolfe-Simon y su equipo no los hayan realizado). No pasará mucho tiempo antes de esta controversia, con sus ramificaciones éticas, científicas, filosóficas y sociológicas, se aclare.

Imagen: XKDC.com

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¿Una nueva receta de la vida?

Por Martín Bonfil Olivera

Dirección General de Divulgación de la Ciencia, UNAM

Publicado en Milenio Diario, 8 de diciembre de 2010

Normalmente, la ciencia avanza poco a poco. Pero a veces ocurren revoluciones.

La NASA lo sabe, y por eso, cuando la semana pasada presentó la noticia de un tipo de bacteria que no sólo puede vivir en un medio con altas concentraciones de arsénico, sino que incorpora este elemento en su ADN, lo hizo presentando el hallazgo como “revolucionario”. Como buen publicista, antes de revelar la nota avisó que habría una transmisión en vivo por internet para “discutir un hallazgo de astrobiología que tendrá impacto en la búsqueda de evidencia de vida extraterrestre”. Por supuesto, la especulación en internet –correo electrónico, redes sociales, blogs– se desbordó.

Muchos se decepcionaron porque la bacteria –nombrada “GFAJ-1”, y perteneciente a la familia de las halomonadáceas, en la clase de las gammaproteobacterias– fue hallada no en Marte o en Titán, la luna de Saturno, sino en California, en el lago Mono, famoso por sus altos niveles de arsénico que tienen sus aguas, proveniente de la erosión de rocas de las montañas cercanas.
Pero el hallazgo, si se confirma, tiene lo suyo. En pocas palabras, cambiaría la receta para fabricar vida que incluyen todos los libros de biología del mundo. A los famosos seis elementos indispensables para la vida como la conocemos: carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre y fósforo (CHONSP), habría que añadir un séptimo, opcional: el arsénico. Éste, al parecer, podría sustituir al fósforo en todas las biomoléculas.

La hipótesis tiene sentido, desde el punto de vista químico (y después de todo la vida es, en su nivel más básico, un fenómeno químico). En su famosa tabla periódica, Mendeleyev acomodó a los elementos químicos según sus propiedades químicas, que se repiten periódicamente: el arsénico se encuentra directamente abajo del fósforo, lo que indica que ambos elementos tienen propiedades muy similares (tamaño, número de átomos a los que se pueden unir; de hecho, ésto es lo que hace venenoso al arsénico). En teoría, nada impediría que exista vida con arsénico en vez de fósforo.

En la práctica, se trata de un hecho asombroso: primero, porque nunca se había hallado algo igual. Segundo, porque resulta sorprendente que puedan existir ADN, proteínas y otras biomoléculas (según reportan Felisa Wolfe-Simon y sus colegas, del Instituto de Astrobiología de la NASA, en su artículo publicado electrónicamente en la prestigiada revista Science el mismo día de la conferencia de prensa por internet) basadas en arsénico. Y tercero, porque, de ser cierto, significaría que la vida puede surgir de otras combinaciones de elementos, además de CHONSP. Y eso abre muchísimo el abanico de posibilidades para hallar vida en otros planetas. ¡Emocionante!

Pero las revoluciones en ciencia sólo triunfan luego de largas luchas. Luego de la sorpresa inicial –para un bioquímico como un servidor, pensar en ADN con arsénico es casi blasfemia–, han surgido serias críticas al estudio.

Una es que el arsénico forma enlaces mucho más débiles que el fósforo, y las moléculas de arseni-ADN deberían romperse casi de inmediato. Una réplica a esta objeción es que también el ARN, primo del ADN, se rompería muy fácilmente… si no hubiera otras moléculas dentro de la célula que lo estabilizan. Lo mismo podría ocurrir aquí. Y enlaces más débiles podrían ser útiles en un mundo con temperaturas bajo cero, donde las reacciones químicas ocurren mucho más lentamente.

Otra objeción es que las bacterias no se encontraron directamente en el lago, sino que fueron seleccionadas a lo largo de varias generaciones, a partir de las silvestres que ya eran resistentes al arsénico, en medios artificiales con cada vez mayores concentraciones de este elemento y –ojo– en ausencia de fósforo, que abunda en el lago. Pero Wolfe-Simon no afirma haber encontrado vida silvestre basada en arsénico, sino simplemente haber probado que dicha vida puede existir y ser viable.

Pero la crítica más severa, llevada a cabo por la microbióloga Rosie Redfield, de la Universidad de Columbia Británica, en su blog Rrresearch, es simplemente que los métodos usados son erróneos. Al parecer, los investigadores no tomaron suficientes precauciones para poder asegurar que no hay fósforo presente en sus cultivos de GFAJ-1 (todo químico sabe que es muy difícil eliminar cantidades mínimas de cualquier sustancia, y un poco de fósforo hubiera bastado para que las bacterias crecieran). Tampoco probaron directamente que el arsénico realmente estuviera ocupando el lugar del fósforo en la molécula de ADN, sólo dieron indicios de que era probable. Esto, junto con datos confusos, dudosos o contradictorios en el artículo, hace que Redfield considere que no hay “ninguna evidencia convincente de que el arsénico se haya incorporado al ADN”. (Además, Wolfe-Simon había ya publicado, el año pasado, un artículo en una revista de astrobiología donde proponía la hipótesis puramente teórica de que podría haber vida basada en arsénico, incluso quizá aquí en la Tierra, formando una “biósfera fantasma” (ella usa el término shadow, sombra, pero creo que mi traducción es mejor) hasta ahora indetectada y que podría remontarse al inicio de la vida, en las chimeneas termales del fondo del mar, donde abunda el arsénico. (Hasta el momento la NASA no ha ignorado las críticas.)

¿En qué quedamos entonces? Como es frecuente en ciencia, en que habrá que esperar. Nuestra confianza en la ciencia se basa en su cuidadoso método, que confirma los datos hasta estar segura de que son confiables, antes de dar por válidas la hipótesis que se derivan de ellos. Si se confirma el hallazgo, la búsqueda de vida extraterrestre recibirá un nuevo impulso (y la NASA tendrá más presupuesto). Si no, al menos podremos confiar en que no nos estamos engañando en nuestra búsqueda de compañía en el cosmos.

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Cambio climático

Por Martín Bonfil Olivera

Dirección General de Divulgación de la Ciencia, UNAM

Publicado en Milenio Diario, 1o de diciembre de 2010

La Decimosexta Conferencia de las Partes, órgano supremo de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (o, para mayor brevedad, XVI Conferencia Internacional sobre Cambio Climático), que se lleva a cabo en nuestro país del 29 de noviembre al 10 de diciembre, con la participación de los países que firman la convención, transmite un mensaje contradictorio.

Por un lado, es esperanzador ver que l94 naciones estén dispuestas a reunirse para tratar de llegar a acuerdos que permitan reducir el daño –ya inevitable, por desgracia– que el aumento en la temperatura media global, ocasionado por la acumulación de gases de invernadero de origen humano, causará en todo el planeta.

Al mismo tiempo, es triste ver que, ya desde ahora, pueda presagiarse que el resultado de la reunión será pobre, y que llegar a acuerdos que verdaderamente sirvan de algo será difícil. Una vez más, política y economía matan ciencia.

Economía, porque uno de los principales obstáculos para llegar a acuerdos son los intereses monetarios que se verán dañados por la necesidad de cambiar nuestra tecnología y hábitos de consumo. El otro gran obstáculo, la política, se expresa en la negativa de países en desarrollo a renunciar a los beneficios –locales– de la industrialización, que los países desarrollados han disfrutado por muchas décadas.

¿Y la ciencia? Hay quien quisiera culparla del problema. Después de todo, fue el desarrollo de la termodinámica, en el siglo XIX, lo que dio pie a la revolución industrial y la invención de motores de combustión interna, que queman petróleo y liberan dióxido de carbono (CO2), uno de los principales gases de invernadero (aunque otra muy importante es el metano que producen, entre otras fuentes, las bacterias del estómago de los millones de vacas que criamos para ganadería).

Es cierto. Pero la ciencia y la tecnología derivada de ella, como cualquier herramienta, pueden usarse bien o mal. Si pueden meternos en problemas, pueden también ayudarnos a resolverlos. Hoy, antes de satanizarlas, hay que reconocer que la ciencia y la técnica son nuestras únicas esperanzas reales para superar con éxito el reto del cambio climático. Claro, cuando los políticos e industriales se decidan… Más nos vale que sea pronto.

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