29 junio, 2020

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La hormiga zombi

"Coloquialmente y en sentido figurado, zombi se usa para designar a quien hace las cosas mecánicamente como si estuviera privado de la voluntad" (Wikipedia).
En un lugar remoto de la selva brasileña, una hormiga obrera del género Camponotus trabajaba junto a sus compañeras recolectando alimento para la colonia. El día era espléndido y nada hacía presagiar que algo malo ocurriría.

Justo antes de acabar con su jornada laboral sintió que algo le caía sobre el cuerpo. Parecía un poco de polvo así que no le dio importancia y siguió con lo suyo. Pero nueve días después, la hormiga empezó a sufrir extrañas convulsiones. Abandonó el nido a las 9:30 de la mañana sin decir nada a nadie. Deambuló sin rumbo por el bosque, caminando de forma errática como si estuviera borracha. La hormiga no entendía qué le pasaba. Simplemente, no podía controlar sus movimientos.

De pronto, su cuerpo la guiaba contra su voluntad hacia una hoja ubicada a 25 centímetros del suelo y, justo al mediodía, un espasmo repentino hizo que su mandíbula se cierre sobre la vena principal de la hoja, anclándola fuertemente a ella. La pobre hormiga no podía abrir la mandíbula para liberarse ya que sus músculos no respondían a sus deseos. Permaneció en esa incómoda posición al menos por seis horas hasta que finalmente murió. Una semana después, un extraño falo sobresalía desde la parte posterior de su cabeza.

El hongo Ophiocordyceps unilateralis convierte a la hormiga en un zombi. Fuente: Flickr @pennstatelive (Credito: David Hughes)

Aunque no lo creas, el responsable de este extraño comportamiento es un hongo llamado Ophiocordyceps unilateralis. Básicamente, el hongo manipula el comportamiento de la hormiga con el fin de favorecer su reproducción y diseminación a nuevos anfitriones.

El polvo que se impregnó en el cuerpo de la desafortunada hormiga no era más que las esporas de Ophiocordyceps, las cuales germinaron y se infiltraron a través de la cutícula hasta alcanzar su cerebro. Una vez dentro, el hongo produce algunas sustancias químicas neuromanipuladoras que permiten controlar el sistema nervioso de la hormiga.

La primera orden que el hongo da es: "vete del nido antes que las otras hormigas descubran que estás enferma y te destierren o eliminen para que no causes daño a toda la colonia". La orden también se da porque si la hormiga infectada se queda dentro del nido, el hongo no puede completar su desarrollo.

Una vez fuera del nido, el hongo lanza la segunda orden: "busca un lugar adecuado para poder completar mi desarrollo". Es así que la hormiga deambula erráticamente por el bosque hasta que, cerca al mediodía, se posa sobre una hoja a 25 centímetros del suelo. ¿Por qué necesariamente a esta altura? Porque la temperatura (20 ºC a 30 ºC) y la humedad (94% a 95%) son las ideales para el desarrollo del cuerpo fructífero del hongo.

Finalmente, el hongo da la orden final: "ánclate con fuerza a la hoja y no te despegues de ella. Te necesito inmóvil para completar mi desarrollo". Las hifas del hongo, que ya han invadido toda la cabeza de la hormiga, interactúan con los músculos de la mandíbula para que estos se contraigan rápidamente y provoquen una fuerte mordida en la vena de la hoja.  Lo curioso de este movimiento es que se encuentra sincronizado con la posición del sol en el firmamento porque la mordida se da cerca al mediodía, cuando el sol forma un ángulo recto con respecto al suelo. Además, la hormiga siempre clava sus tenazas apuntando hacia el norte-noroeste (a unos 345º).

Una semana después, un falo crece a partir de la cabeza del cadáver de la hormiga: es el cuerpo fructífero del hongo. Allí se producen millones de esporas que serán diseminadas a través de aire y, tal vez, algunas de ellas logren posarse sobre el cuerpo de otras hormigas para reiniciar el ciclo de vida de Ophiocordyceps.


Sin lugar a dudas, este es uno de los más complejos ejemplos de parásitos controladores de mente que existen en la naturaleza. La extraña forma cómo el hongo manipula el comportamiento de las hormigas ha servido de inspiración para la película “Guerra Mundial Z“ (“World War Z”) y el videojuego “El último de nosotros” (“The last of us”).

Asimismo, existen más de 160 especies de Ophiocordyceps descritos a la fecha, cada uno específico de algún tipo de artrópodo: polillas, escarabajos, grillos, saltamontes, arañas, etc.

Este sería un ejemplo del “Fenotipo Extendido” propuesto por el biólogo Richard Dawkins. Este concepto indica que los genes no sólo afectan el funcionamiento del propio organismo, sino también de su entorno; por lo que el comportamiento de la hormiga vendría a ser producto de la expresión de los genes del hongo.

Referencias:

Andersen SB, Gerritsma S, Yusah KM, et al. The life of a dead ant: the expression of an adaptive extended phenotype. Am Nat. 2009; 174(3): 424-33 doi: 10.1086/603640

Hughes DP, Andersen SB, Hywel-jones NL, Himaman W, Billen J, Boomsma JJ. Behavioral mechanisms and morphological symptoms of zombie ants dying from fungal infection. BMC Ecol. 2011; 11(1): 13 doi: 10.1186/1472-6785-11-13

24 junio, 2020

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Los huevos verdes

No me refiero a los de Shrek ni los de Hulk...

Hace unos años visité la localidad de Huancapallac, en el departamento de Huánuco, y participé del Muhu Raymi (Fiesta de las Semillas). En esta feria, agricultores de diferentes lugares del país exhiben su gran agrobiodiversidad. Mientras paseaba por los puestos de cada uno de ellos, vi algo que llamó mi atención: huevos de color verde.


Si bien los huevos pueden adquirir diferentes colores, dependiendo de la especie a la que correspondan, todos los huevos de gallina que encontramos en los mercados son blancos o morenos (color piel). Sin embargo, al menos tres razas de gallinas ponen huevos verdes y azulados: la Araucana de Chile y los Dongxiang y Lushi de China. Esta coloración se debe a un pigmento llamado biliverdina.

La biliverdina se genera a partir de la degradación de la hemoglobina —molécula que da el característico color rojo a la sangre y que transporta el oxígeno a cada una de nuestras células.

Todos hemos visto los colores que producen estas moléculas en nuestro cuerpo. Cuando te das un fuerte golpe en la pierna o el brazo, los capilares que se encuentran debajo de la piel se rompen y la sangre se libera tomando una coloración rojiza (hematoma). Los glóbulos rojos liberan la hemoglobina que, ante la falta de oxígeno, cambian de color a morado (el famoso "moretón"). Unos días después, la hemoglobina se degrada formando biliverdina y posteriormente bilirrubina, adquiriendo así una coloración verdosa y luego amarillenta.
Esto no quiere decir que los huevos son verdes porque sufren golpes antes de ser aovados. Lo que ocurre en el vientre de las gallinas es algo mucho más interesante.

A inicios del 2013, un grupo de investigadores chinos liderados por el Dr. Changxin Wu descubrieron un gen llamado SLCO1B3 expresándose en el útero de las gallinas que ponían huevos azulados. Normalmente, este gen se encuentra activo en el hígado de los vertebrados y es responsable de producir una proteína que se encarga de transportar los componentes de la bilis —entre ellos, la biliverdina— desde el hígado hacia los conductos biliares.

Al producirse esta proteína transportadora en el útero de las gallinas, la biliverdina —que también forma parte de la bilis de las aves— la utiliza para alcanzar los huevos y así teñirles de verde o azul. ¿Fin del misterio? Pues, no. Aún queda una interrogante más: ¿Por qué hay razas de gallinas que expresan el gen SLCO1B3 en el útero y otras no?

Al analizar en profundidad la región del genoma donde se halla el gen SLCO1B3, Wu y su equipo descubrieron que solo las gallinas que ponían huevos azulados tenían infiltrado una porción de ADN de un virus aviar llamado EAV-HP, que funcionaba como un interruptor genético, permitiendo activar la expresión de la proteína transportadora donde no debería: en el útero.

Huevos azules, blancos y morenos. Fuente: Wang et al. (2013)

En conclusión, los huevos verdes y azulados son producidos por gallinas que expresan una proteína transportadora de biliverdina en el útero gracias a la presencia de un interruptor genético proveniente de un virus.

Referencia:

Wang Z, Qu L, Yao J, et al. An EAV-HP insertion in 5' Flanking region of SLCO1B3 causes blue eggshell in the chicken. PLoS Genet. 2013;9(1):e1003183. doi: 10.1371/journal.pgen.1003183

12 junio, 2020

¿Cuánto mide el genoma humano?


El ácido desoxirribonucleico (ADN) es una de las moléculas más maravillosas creadas por la naturaleza. No sólo tiene una estructura fascinante que se parece a una escalera de caracol (técnicamente conocida como doble hélice), sino que también es capaz de almacenar información en forma química de manera muy eficiente.

Todos los seres vivos, sin excepción, tienen ADN porque en él se encuentra codificado todas las instrucciones necesarias para moldearlo y fabricarlo. En otras palabras, es el manual de instrucciones de la vida.

El ADN está compuesto por cuatro moléculas llamadas nucleótidos hechos a base de adenina (A), timina (T), citosina (C) y guanina (G), también conocidas como bases nitrogenadas: Estas se enlazan unas con otras formando una larga cadena. El ADN está formado por dos de estas cadenas se unen de manera complementaria por enlaces electrostáticos: A con T y C con G, formando así los pares de base (pb).

Estructura del ADN. Fuente: Wikimedia Commons.
Estructura del ADN: Fuente: Wikimedia Commons.

Podemos usar sólo las letras iniciales de las bases nitrogenadas —A, T, C y G— para generar un código de cuatro caracteres. Haciendo una analogía con la computación, una secuencia ...AGCATAGCGGACTAA… tendrá un significado biológico así como ...100101001110100… tiene un significado computacional. El significado biológico de una determinada secuencia de nucleótidos es el gen.

Un gen será una pequeña porción de ADN que contiene información en forma codificada necesaria para producir una determinada molécula, la cual cumplirá con una función definida en el ser vivo. Sin embargo, hay porciones de ADN que no codifican nada en absoluto, pero que pueden cumplir otro tipo de funciones. Al conjunto del ADN codificante (los genes) y el ADN no codificante de un determinado organismo se le conoce como genoma.

En 1977 se secuenció el primer genoma que correspondía a un pequeño virus llamado bacteriófago Phi-X174. Su genoma tan sólo tenía 5 386 pares de base. Poco a poco se fueron secuenciando otros genomas cada vez más largos hasta que, en 2001, se publicó en Science y Nature el primer borrador del genoma humano y, tres años después, la versión definitiva.

El genoma humano mide aproximadamente 3 200 millones de pares de base y está dividido en 23 porciones más pequeñas llamadas cromosomas.

Haciendo los cálculos

El ADN tiene un grosor de 2 nanómetros (40 000 veces más fino que un cabello humano) y cada par de base ocupa un espacio de 0.34 nanómetros. Un nanómetro (nm) es igual a la mil millonésima parte de un metro (m) o 0.000000001 m, que es lo mismo a decir 10-9 m.

Ahora, para saber qué tan largo es el genoma humano debemos multiplicar el número de pares de base que tiene nuestro genoma por 0.34 nm. Así tenemos: 3.2 x 109 por 0.34 x 10-9 m. Los 10 elevados a la novena potencia positiva y negativa se anulan y solo nos quedaría multiplicar 3,2 por 0,34 m, dando como resultado 1.088 metros.  Esto es lo que mediría nuestro genoma. Pero, aquí no termina el asunto...

¡Tanto ADN!

De seguro habrán escuchado en una clase de biología del colegio o la universidad que los humanos somos diploides. No se preocupen, no es nada malo. Diploide significa que tenemos dos copias de nuestro juego de 23 cromosomas: un juego proviene de nuestro padre y el otro de nuestra madre. Esto quiere decir que cada célula de nuestro cuerpo —con excepción de los óvulos y espermatozoides— tienen un poco más de dos metros de ADN, que es el resultado de 2 x 1.088 metros (2.176 m).

¿Cómo puede caber todo eso en el núcleo de nuestras células que es una pequeña esfera de tan solo 0.000006 metros de diámetro? Para que tengan una idea de lo difícil que puede resultar esto, traten de meter un cabello tan largo que le dé dos vueltas a la Tierra dentro de una pelota de fútbol. La solución se da gracias a unas proteínas que enrollan y empaquetan el ADN de tal forma que quepa en el núcleo de la célula.

Empaquetamiento del ADN. Fuente: Wikimedia Commons.

¿Y cuánto ADN hay en nuestro cuerpo? Hacemos otro pequeño cálculo. El número de células que tiene un humano promedio está en el orden de los 10 billones o 10 000 000 000 000 (1013). Si multiplicamos este valor por los 2.176 metros de ADN que hay en cada una de nuestras células obtenemos nada menos que 21.76 billones de metros o 21 760 millones de kilómetros de ADN por persona. ¡Una cantidad de ADN suficiente para dar 20 vueltas al Sol siguiendo la órbita terrestre!

Aun así, nuestro genoma no es el más grande de todos. Por ejemplo: la salamandra, una especie de planta llamada Paris japónica y una especie de helecho llamado Psilotum nudum tienen genomas 30, 50 y 75 veces más grande que nuestro genoma, respectivamente.

04 junio, 2020

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INIA pone en consulta la regulación de transgénicos del sector agrario

La semana pasada, mediante Resolución Ministerial N.º 0123-2020-MINAGRI, el Instituto Nacional de Innovación Araria (INIA) puso en consulta pública por 30 días hábiles (hasta el 18 de julio) su "Reglamento Interno Sectorial Sobre Seguridad de la Biotecnología para el desarrollo de Actividades con Organismos Vivos Modificados (OVM) para el Sector Agrario", es decir, la norma que regula el uso de transgénicos en la agricultura. Para entender el contexto de este reglamento debemos remontarnos hasta la década de 1990.


Por ese entonces, la ingeniería genética se empezaba a aplicar en la agricultura. Algunos países como Estados Unidos, Alemania y Suiza, sacaban al mercado sus primeros cultivos transgénicos desarrollados por empresas como Monsanto, Dow AgroSciences, Bayer, Syngenta y BASF. El Perú no era ajeno a esta tecnología. El Centro Internacional de la Papa (CIP) contaba la infraestructura requerida para desarrollar papas y camotes transgénicos para otorgarle características que por medios convencionales sería mucho más lento y difícil, como la resistencia a plagas y enfermedades.

En junio de 1992, durante la "Cumbre de la Tierra" celebrada Río de Janeiro, se aprueba el texto final del Convenio sobre la Diversidad Biológica. Uno de los asuntos más relevantes que aborda es la biotecnología moderna. Reconoce su potencial para promover el bienestar de la humanidad y, a su vez, demanda la necesidad de proteger la salud humana y el medio ambiente de sus posibles efectos adversos, que más adelante se convierte en el Protocolo de Cartagena sobre Seguridad de la Biotecnología. Como consecuencia, los países desarrollan sus primeras regulaciones para evaluar los posibles riesgos asociados con la ingeniería genética.

En 1994, el CIP elabora sus protocolos internos de biotecnología y bioseguridad para la experimentación y utilización de transgénicos, el cual es aprobado por el Ministerio de Agricultura a través de la Resolución Ministerial N.° 0682-94-AG. Adicionalmente, esta resolución le otorgaba al Servicio Nacional de Sanidad Agraria (SENASA) la función de autorizar la importación, experimentación y las pruebas de campo de cultivos de papa, camote y otras raíces andinas genéticamente modificadas.

Bajo el amparo de esta norma, el CIP realizó pruebas de campo con papas y camotes transgénicos en sus estaciones experimentales de La Molina, San Ramón, Huancayo, entre otras. Los productos generados eran incinerados tal como exigían sus protocolos de bioseguridad.

Fuente: CIP, 2000.

En 1999, el Congreso de la República promulga la Ley N.º 27104 (Ley de prevención de riesgos derivados del uso de la biotecnología). El CIP detiene sus experimentos de campo con OVM hasta que la ley sea reglamentada, hecho que ocurre tres años después.

Mediante el Decreto Supremo N.º 108-2002-PCM, se aprueba el reglamento de la Ley 27104, que a su vez deroga la Resolución Ministerial N.° 0682-94-AG (los protocolos de biotecnología y bioseguridad del CIP). El reglamento establece tres autoridades competentes para regular el uso de OVM en el país: el INIA, para el sector agrario; el Viceministerio de Pesca [y Acuicultura], para el sector pesquero; y la Dirección General de Salud Ambiental [e Inocuidad Alimentaria], para el sector salud. Adicionalmente, les exige que elaboren sus reglamentos internos de seguridad de la biotecnología.

En 2007, se reportan los primeros casos de presencia de OVM en el valle de Barranca, cuando estos aún no habían sido autorizados por falta de los reglamentos sectoriales. Esto reaviva las discusiones respecto a los transgénicos. Dos años después, el INIA realiza su propia investigación en Barranca pero no encuentra siembras ilegales de OVM. Sin embargo, ya empezaba a discutirse el establecimiento de una moratoria o prohibición para el uso de esta tecnología.


En 2010, el INIA pone en consulta pública —por primera vez— su reglamento interno sectorial de bioseguridad, el cual finalmente fue aprobado en abril de 2011 por Decreto Supremo N.º 003-2011-AG. Este hecho generó un gran revuelo. La sociedad civil, organizada a través de la plataforma "Perú libre de transgénicos", afirmaba que con ese reglamento se abría las puertas para la producción de OVM en el país.

Como respuesta a estos reclamos, la Presidencia del Consejo de Ministros creó una comisión multisectorial para revisar el reglamento y proponer mejoras. El informe final recomendaba establecer las líneas de base de la agrobiodiversidad que potencialmente fuera afectada por los OVM y la implementación de un sistema de control y vigilancia para evitar cualquier ingreso y siembra ilegal de transgénicos. El Ministerio de Agricultura acogió las recomendaciones y la plasmó en el Decreto Supremo N.º 011-2011-AG, el cual restringía toda solicitud de liberación al ambiente de OVM hasta que las líneas de base fueran elaboradas.

Por su parte, diversos grupos parlamentarios usaron el mismo informe de la comisión multisectorial para elaborar un proyecto de ley que establecía una moratoria a los transgénicos por 10 años, que finalmente fue aprobado en noviembre de 2011 y publicado el mes siguiente (Ley N.º 29811). Esta Ley, además, derogaba el reglamento sectorial de bioseguridad de agricultura (D.S. N.º 003-2011-AG).


La moratoria, que cumple su vigencia establecida por ley el próximo año, solo restringe la liberación al ambiente de OVM. El uso como alimento humano o animal, para procesamiento y para investigaciones en espacios confinados, no estaba prohibido. Su regulación está en el marco de la Ley N.º 27104 de 1999 que, hasta la fecha, sigue a la espera de los reglamentos sectoriales de bioseguridad. Es por ello que se hace necesario su aprobación, no solo para temas agrarios, sino también, para pesca y acuicultura y para salud humana, que corresponde a las otras autoridades competentes.

Asimismo, la Ley N.º 27104 —que tiene más de 20 años de antigüedad— requiere de una actualización. Ha quedado completamente desfasada con relación al avance de la ciencia. Mientras tanto, queda un poco más de un año para que concluya la moratoria. Seguro habrán nuevas discusiones, pero lo que debe orientar finalmente la toma de decisiones —como en toda política pública— es la evidencia científica y no los mitos y noticias falsas, muy frecuentes hoy en día.

26 abril, 2020

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Pruebas rápidas y moleculares para COVID-19

Desde que se anunció la adquisición de más de un millón de "pruebas rápidas" para detectar personas con COVID-19, a fines de marzo, estuvieron en el ojo de la tormenta. Diversos científicos se manifestaron a favor o en contra de ellas, tanto en televisión como en redes sociales. El público general también tomó posición, más basada en simpatías políticas que en ciencia. Aquí les hago un resumen para entender de qué va todo esto.

Definamos conceptos

"Pruebas moleculares" es un nombre genérico empleado para referirnos a los análisis basados en ácidos nucleicos, que puede ser de ADN o ARN. Por ejemplo, una prueba de paternidad es una prueba molecular. Se analiza el ADN del presunto padre y del hijo(a), para ver si comparten los mismos marcadores genéticos (fragmentos de ADN que son heredados). En el caso del coronavirus (SARS-CoV-2), la prueba molecular detecta marcadores genéticos en su ARN (otra molécula que también puede codificar la información genética).

La prueba molecular para el COVID-19 se realiza a través de la reacción en cadena de la polimerasa con transcriptasa reversa o RT-PCR. Primero se debe extraer el ARN del SARS-CoV-2, que puede estar presente en una muestra de hisopado nasofaringeo (nariz y garganta). Luego el ARN se convierte en ADN a través de la enzima transcriptasa inversa, para que la ADN polimerasa realice una amplificación (o "fotocopiado") de los marcadores genéticos del virus en un equipo llamado termociclador. Finalmente, el ADN amplificado es detectado a medida que aumenta su concentración (en tiempo real). El proceso puede tomar unas cuatro horas.
RT-PCR. Fuente: BBC News.
Las "pruebas rápidas", por su parte, son análisis que permiten obtener resultados inmediatos (digamos, en unos 15 minutos). Pueden existir pruebas rápidas moleculares. Por ejemplo, el equipo ID NOW™ de Abbott detecta marcadores genéticos del SARS-CoV-2 en menos de 10 minutos. Sin embargo, cuando escuchen a nuestras autoridades hablar de "prueba rápida", se refieren a las pruebas serológicas. Usan los términos de manera indistinta cuando no necesariamente es así.

Las pruebas serológicas son análisis basados en el suero sanguíneo (que puede ser separado previamente de la sangre). Se detectan los anticuerpos producidos por una persona como respuesta a una infección. En el caso del COVID-19, se analiza si hay anticuerpos tempranos (IgM) o tardíos (IgG) contra el SARS-CoV-2.

Las pruebas serológicas no son necesariamente pruebas rápidas. Por ejemplo, un análisis de ELISA —un tipo de prueba serológica— puede tardar hasta dos horas en mostrar los resultados (no muy rápido que digamos). Sin embargo, existen pruebas serológicas basadas en inmunocromatografía (básicamente, hacer que una muestra acuosa migre a través de una cinta de papel u otro dispositivo) que dan resultados muy rápidos. A estas últimas son a las que se refieren como "pruebas rápidas".
Resultados de las pruebas rápidas serológicas IgM/IgG para COVID-19. Fuente: CliniSciences.
En resumen: una prueba molecular también puede ser una prueba rápida si da resultados en pocos minutos. Una prueba serológica no necesariamente es una prueba rápida.

¿Cuándo se usan cada una de ellas?

Supongamos que hoy lunes vas a la farmacia. La persona que está delante de ti en la cola, que casualmente tiene COVID-19 —pero no lo sabe (asintomático)— y lleva una mascarilla casera de tela —que no protege— tose justo al momento de pagar, impregnando de miles de virus el billete de diez soles que tenía en la mano. Para tu mala suerte, recibes ese billete de vuelto. Lo guardas en el bolsillo y, sin darte cuenta, bajas la mascarilla y te metes el dedo en la nariz para rascarte. Te infectas. A las pocas horas, el SARS-CoV-2 ya invadió varias células de tu epidermis nasal. Se multiplica e infecta otras células vecinas, llegando a la faringe y, luego, a los pulmones.

Si el martes (un día después de la infección) te hubieran tomado el hisopado (bien hecho) y te hacían la prueba molecular, el resultado hubiera dado POSITIVO (aunque lo más probable es que tu resultado lo sabrías después del viernes). Sin embargo, si te hubieran tomado una muestra de sangre y te hacían la prueba serológica, el resultado hubiera dado NEGATIVO. Todavía no produces los anticuerpos. Lo cierto es que no te hicieron la prueba ya que, al no tener síntomas, no te preocupas y sigues con tu vida como si nada (dentro de lo que se puede).

Llega el sábado (cinco días después de la infección) y amaneces con fiebre y tos seca. Te alarmas porque sabes que son los síntomas del COVID-19. Llamas al 113 para informar tu caso. Si tienes mucha suerte, ese mismo día recibes la visita del personal de salud. Primero te hacen la prueba serológica. El resultado es NEGATIVO. De acuerdo con diversos estudios, los anticuerpos se vuelven detectables de cinco a siete días después de la aparición de síntomas, es decir, a partir del siguiente jueves. Sin embargo, al ver tus síntomas, te hacen el hisopado para la prueba molecular (que saldrá POSITIVO, pero no lo sabrás hasta la siguiente semana). Te recomiendan aislamiento en casa y evitar contacto con familiares. Como pueden ver, la prueba serológica no tiene utilidad hasta unos diez días después de la infección.
Niveles de ARN y antígenos del SARS-CoV-2 y anticuerpos contra estos. Fuente: Diazyme.
ACTUALIZACIÓN (27/04/2020; 12:15): Mi colega y especialista en inmunología, Obert Marín, indica que la producción de las inmunoglobulinas M (IgM, mostradas en línea verde) es constitutiva, es decir, se secretan todo el tiempo. Sus niveles pueden caer a niveles que no pueden ser detectados por las pruebas serológicas, pero no desaparecen como indica en la gráfica superior.
Si no tuvieras tanta suerte (como ocurre con la mayoría), tu llamada al 113 del sábado recién será atendida por el personal de salud el siguiente jueves (diez días después de la infección). Te hacen la prueba serológica y el resultado da POSITIVO para IgM (los primeros anticuerpos en producirse). Eres un caso confirmado de COVID-19. Si tienes más de 60 años, probablemente ya tengas problemas para respirar y necesites internamiento en el hospital. Cruzas los dedos para que haya cama.

En este último caso, ya no necesitas la prueba molecular: tienes los síntomas y diste positivo a la prueba serológica. Si solo hubieran pruebas moleculares, recién sabrías tu resultado la siguiente semana. Muy tarde, tal vez. No obstante, tan importante como la prueba molecular o serológica, es el cuadro clínico del paciente. Si tienes los síntomas de COVID-19, te deben tratar como un paciente para COVID-19 hasta que se demuestre lo contrario, así no tengas los resultados de las pruebas correspondientes.

Evitar nuevos contagios

Regresemos al caso anterior. Si te contagiaste el lunes y recién te diste cuenta el sábado (por los síntomas), es probable que entre el martes y viernes hayas contagiado a más personas: tus familiares que viven en casa, algún vecino del edificio que presionó el mismo botón del ascensor que tú presionaste después de meterte el dedo en la nariz, o algún policía que te pidió tu DNI al verte caminar por la calle paseando a tu perro. A los días que pasan entre el contagio y la aparición de síntomas se llama periodo ventana.

La única forma de saber si una persona está en el periodo ventana es solo la prueba molecular. Por ello, es importante detectar estos casos a tiempo para confinarlos antes que contagien a más personas. Esto solo es posible si se cuenta con una estrategia de muestreo. Los primeros a los que se les debe aplicar la prueba molecular es a quienes están en contacto con muchas personas (sanos e infectados). Por ejemplo, el personal de salud, los policías y militares, los comerciantes de mercados, los taxistas autorizados, el personal de bancos, farmacias y centros de abasto.

La prueba serológica también tiene una utilidad en esta tarea. Debido a su bajo costo, portabilidad y facilidad de uso, puede trasladarse a diferentes lugares. Por ejemplo, se pueden instalar puestos de análisis en parques o en centros poblados alejados, donde la muestra para la prueba molecular tardaría mucho en llegar al laboratorio (a veces, en malas condiciones que las hacen inservibles). Se podría analizar a muchas personas en poco tiempo. Si la prueba da positivo, se podría tratar de una persona con una infección activa (con síntomas graves, leves o asintomática y con capacidad de contagiar) o alguien que tuvo la infección en el pasado (tal vez sin darse cuenta) pero que ya no contagia.

Estos datos de infecciones pasadas podrían ayudar a identificar zonas donde el SARS-CoV-2 estuvo —y puede seguir— presente. De esta manera, se podrían focalizar las zonas donde hacer las pruebas moleculares para seguir identificando casos en periodo ventana. La idea es ubicar y acorralar al virus antes que se disemine. Recordemos que no estamos atrapados aquí con el coronavirus, sino es el coronavirus quien está atrapado aquí con nosotros.

13 noviembre, 2019

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Algodón sin gosipol

El algodón es la fibra natural más importante del mundo. Esta planta fue domesticada en cuatro regiones de forma independiente. De África surgió el Gossypium herbaceum y de Asia (India y Sri Lanka) el G. arboreum. Pocos cultivan estas especies porque fueron sustituidas por el G. hirsutum, un algodón originario de Mesoamérica (México) con mayor productividad y rendimiento. Mientras que en Perú y en algunos lugares del mundo se siembra principalmente el G. barbadense, especie con una mejor calidad de fibra (por ejemplo, las variedades Tangüis de Perú, Pima de EE.UU. y Giza de Egipto).

No solo se aprovechan las fibras del algodón, sino también sus semillas que son ricas en proteínas (hasta el 23% de su peso). Estas se emplean en la alimentación de rumiantes. En animales monogástricos como los cerdos y las aves (también los seres humanos), su consumo provoca una intoxicación aguda. El responsable es el gosipol, un compuesto fenólico presente en toda la planta.


La concentración de gosipol en una semilla de algodón supera fácilmente las 10 000 partes por millón (ppm). Esto es 25 veces más alta que la recomendada como segura por la alimentación humana o animal (400-450 ppm). El gosipol puede eliminarse a través de una serie de procesos fisicoquímicos muy costosos. Por ello, los fitomejoradores han buscado la forma de obtener plantas de algodón libres de gosipol.

En la década de 1950, el agrónomo estadounidense Scott C. McMichael descubrió un algodón mutante que no tenía las glándulas donde se almacena el gosipol. A través de cruces y selección, esta característica fue transferida a otras variedades comerciales, las cuales empezaron a producir semillas libres de esta sustancia. Sin embargo, en la naturaleza nada está por gusto. La función del gosipol es la defensa de la planta, y previene el ataque de ciertas plagas y enfermedades en condiciones de campo.

En 2006, científicos de la Universidad de Texas A&M encontraron una solución. Utilizando a Agrobacterium thumefasciens (bacteria empleada para transferir genes en las plantas), insertaron un ARN de interferencia (ARNi) que inactiva el gen de la enzima δ-cadineno sintasa (dCS), que es clave para la producción de gosipol. Además, el ARNi estuvo acoplado a un interruptor genético (promotor) que solo se enciende en las semillas, evitando que el resto de la planta se vea afectada. El resultado fue un algodón transgénico —llamado TAM66274— cuyas semillas tienen un 96% menos gosipol.


El algodón TAM66274 —que es un G. hirsutum— ya fue autorizado (para ser precisos, desregulado) por el Departamento de Agricultura de Estados Unidos para su siembra comercial, y por la FDA para el consumo humano y animal. Sin embargo, su salida al mercado todavía puede tardar unos años. La desregulación solo es uno de los pasos —el más crítico— dentro de todo el proceso de sacar un transgénico al mercado. Recién ahora se desarrollarán las variedades comerciales a través de métodos convencionales: cruces controlados entre el algodón TAM66274 con las variedades de élite, incluyendo a otras transgénicas como las resistentes a insectos y tolerantes a herbicidas.

Mediante la ingeniería genética se pueden inactivar vías metabólicas en tejidos específicos. Por ejemplo, se podría eliminar las saponinas de los granos de quinua, sin afectar su producción y beneficios en el resto de la planta. Sin embargo, la percepción de las personas es distinta entre un transgénico dirigido para el consumo humano que para otros fines. En el primer caso, suele ser muy negativa.

03 julio, 2019

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Preocupación de europeos por transgénicos se reduce

Es bastante común escuchar cuando se habla de transgénicos que los europeos los rechazan y que los tienen prohibidos. ¿Qué tan ciertas son estas afirmaciones?

Desde 1973, los países miembros de la Unión Europea (UE) encargan regularmente encuestas de opinión pública sobre un amplio abanico de temas, entre ellos, los transgénicos. Se le conoce como el Eurobarómetro y es uno de los instrumentos más relevantes para analizar la evolución de la opinión ciudadana.

El presente año, se publicó el segundo Eurobarómetro sobre seguridad alimentaria (el primero se presentó en 2010). Durante el mes de abril, más de 27 000 personas de diferentes grupos sociales y demográficos de los 28 países que conforman la UE fueron entrevistadas y respondieron una serie de preguntas. Los resultados fueron interesantes.

El 60% de los encuestados ha oído hablar acerca de la presencia de ingredientes genéticamente modificados en alimentos o bebidas (en Suecia alcanza el 83%), pero solo el 27% muestra preocupación por ellos. Los europeos mostraron mayor preocupación por los residuos de antibióticos, hormonas y esteroides en la carne (44%) y los residuos de pesticidas (39%). Los transgénicos ocupan el octavo lugar. En 2010, ocupaban el cuarto y el porcentaje de personas preocupadas por ello era del 66% (más del doble).

Graficos obtenidos del Eurobarómetro 2019.

La preocupación por los ingredientes genéticamente modificados es mayor en Lituania (45%), Bulgaria (42%), Grecia (42%) y Letonia (41%) y menor en Finlandia (13%) y Malta (12%). En Suecia, donde la mayoría de personas ha oído hablar sobre ellos, el 21% se muestra preocupado; y, en Francia, donde la oposición a los transgénicos es muy fuerte, el 28%.

En el caso de la edición genética, solo el 21% de los encuestados ha escuchado hablar de ellos, por lo que el nivel de preocupación es bastante bajo (4%).

En Europa no está prohibido ni importar ni consumir transgénicos, aunque solo dos países permiten su siembra (Portugal y España). La Agencia Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA, por sus siglas en inglés), evalúa la inocuidad de los organismos vivos modificados (OVM)  destinados para el consumo humano. Cuenta con un portal donde pueden revisar todos los transgénicos que han sido autorizados porque han demostrado ser tan seguros como sus contrapartes convencionales.

Además, la Unión Europea cuenta con una normativa que exige etiquetar los alimentos que, para su procesamiento, utilizan ingredientes genéticamente modificados, siempre y cuando estos superen el 0,9% de la proporción total del ingrediente. Si el porcentaje es menor, se considera como una "contaminación" o mezcla técnicamente inevitable o adventicia.

Es importante conocer el nivel de preocupación y aceptación de productos derivados de la ingeniería genética por parte de los europeos porque muchos países lo usan como referencia para establecer sus regulaciones internas. Existe el temor —muy válido, por cierto— que al autorizar un OVM se nos cerarrían muchos mercados debido al rechazo que hay hacia esta tecnología.

Se han reportado casos de productos como la miel que han sido devueltos al país de origen por contener polen transgénico. El problema radica en que la miel tenía una certificación orgánica y, de acuerdo con las regulaciones de muchos países, para que un producto sea certificado como tal no debe emplearse pesticidas sintéticos ni ingredientes genéticamente modificados. Para corroborar esto, se realizan análisis de laboratorios. En muchos casos, las certificadoras no lo hacen. Solo se basan en que el producto sea elaborado o provenga de una parcela o predio certificado como orgánico. Pero puede haber contaminación (con pesticidas o ingredientes genéticamente modificados) en las distintas etapas de la cadena productiva que no es evidenciado hasta que llegue a otro país donde si realizan los análisis de laboratorio correspondientes.

Sin dudas, hay un efecto económico y comercial —junto a los temas ecológicos y ambientales— que debe ser evaluado en profundidad y caso por caso antes de tomar una decisión respecto al uso de OVM, pero no se puede usar como sustento una supuesta preocupación de los europeos sobre los ingredientes genéticamente modificados.
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