Pesticidas en el mundo

El último número de la revista Science trae una edición especial dedicada al Control Inteligente de Plagas. En este especial aparece una interesante infografía sobre el uso de los pesticidas en el mundo.

Hoy en día, estos compuestos químicos forman parte fundamental de la agricultura porque permiten proteger a los cultivos del ataque de plagas, el brote de enfermedades y la aparición de malezas. Sin embargo contaminan el ambiente y, si no son usados adecuadamente, pueden causar graves daños a la salud de los agricultores y de los consumidores.

Según las estadísticas de la FAO, entre el 2005 y el 2009, nuestro país usó en promedio 2,4 Kg de pesticidas por hectárea de cultivo. Es el nivel más bajo de la región en comparación con algunos de nuestros países vecinos, por ejemplo: Bolivia (7,1 Kg/ha), Chile (10,7 Kg/ha) y Colombia (15,3 Kg/ha).

En el 2007, el uso de pesticidas en el mundo alcanzó los 2.400 millones de Kg, de los cuales el 20% se usó sólo en EEUU (a pesar que sólo aplican en promedio 2,2 Kg/ha). Por otro lado, las malas prácticas agronómicas incrementan su uso, tal como en el caso de China; mientras que el café colombiano y los tulipanes holandeses requieren grandes cantidades de estos agroquímicos —de ahí sus altos promedios.

Aquí otros datos interesantes:

1. En los últimos años se ha incrementado el uso de pesticidas en Latinoamérica, Asia y Europa del este. En África sigue siendo bajo.
2. El tipo de pesticida más usado son los herbicidas (40%), seguido por los insecticidas (33%). Sólo un 10% son fungicidas.
3. Según los modelos más recientes, entre el 2000 y 2010, el uso de mosquiteros impregnados con insecticidas ha permitido prevenir al menos 830 mil casos de malaria en 43 países del mundo. Sin embargo, los mosquitos se han hecho cada vez más resistentes.
4. La tecnología Bt (plantas transgénicas resistentes a insectos) ha reducido el uso de insecticidas en países donde las han adoptado. Pero la reciente aparición de plagas resistentes a la toxina Bt está provocando un nuevo alza en el número de aplicaciones de insecticidas. Lo mismo ocurre para el caso de platas transgénicas tolerantes a herbicidas. Las malezas también se están volviendo resistentes.
5. Hay 42% menos especies de invertebrados en ríos contaminados con pesticidas.
6. Se reduce en un 85% la aparición de nuevas reinas en las colmenas de abejas expuestas a insecticidas .

Pueden ver la infografía completa en el siguiente link.

Vía | Science.

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Naegleria fowleri, la ameba come-cerebro

En las lagunas templadas, estanques o pozas de aguas termales, vive un sanguinario parásito. Mide tan solo 20 micras y su plato favorito es el cerebro humano. Su nombre: Naegleria fowleri, y desde 1962 hasta la fecha solo en Estados Unidos se han reportado 128 casos de los cuales 127 han sido fatales ¡Más del 99% de mortalidad!

Bajo el microscopio, este parásito es sumamente aterrador. Sólo vean la foto de su carnet universitario:

Esta ameba de vida libre se alimenta principalmente de las bacterias que viven en los sedimentos de lagunas, ríos, estanques o similares de las regiones con climas cálidos. Cuando las condiciones ambientales son favorables, pasa a su segunda etapa de desarrollo que se caracteriza por la aparición de un par de flagelos en uno de sus extremos que le permiten moverse libremente por el agua para así buscar nuevos lugares donde poder alimentarse. Dos días después, pierde sus flagelos y regresa a su estado ameboide para repetir el ciclo nuevamente. Si las condiciones son desfavorables, se convierte en un quiste resistente.

¿Cómo llegan al cerebro?

En el verano, muchas personas suelen ir de paseo a las riveras de los ríos o lagunas alejadas de las ciudades para acampar y pasar un buen fin de semana con la familia. Como es de esperarse, los niños se meten a chapotear en el agua. Todo parece paz y felicidad en la familia hasta que una N. fowleri —con su par de flagelos bien desarrollados— nada y se introduce por la nariz del desafortunado jovencito. Nadie se percató de lo ocurrido. Todos regresan a casa satisfechos por el buen fin de semana, pero Junior ya tiene los días contados.

Durante los días siguientes, N. fowleri penetra en el neuroepitelio olfatorio y sube a través del nervio hasta alcanzar el cerebro. Una semana después empiezan los primeros síntomas: dolores de cabeza, fiebres superiores a los 40°C, tortícolis y vómitos. El doctor rápidamente da su diagnóstico: meningoencefalitis amebiana primaria (MAP), pero lamentablemente no existe un tratamiento efectivo para esta enfermedad. El cuadro clínico progresa rápidamente. La ameba devora el cerebro y el niño entra en coma provocándole la muerte.

Supervivientes

Sólo se han reportado dos casos de supervivencia a este parásito: uno en Estados Unidos (1978) y otro en México (2003). A pesar que varios pacientes infectados por N. fowleri han recibido un tratamiento similar al superviviente de Estados Unidos (un coctel de potentes antibióticos, entre los cuáles se encontraba: la anfotericina B, el miconazol/fluconazol/ketoconazol  y la rifampicina), sólo el paciente de México logró sobrevivir. Esta baja tasa de supervivencia ha hecho imposible determinar cuál es la combinación adecuada de antibióticos para hacer frente contra esta infección. Se cree también que los pacientes que lograron sobrevivir al MAP fue debido a que las amebas que los infectaron correspondían a cepas poco virulentas.

La mayoría de casos de MAP reportados en el Perú son debido a otras especies de amebas, entre ellas la Acanthamoeba y Balamuthia, las cuales habitan en piscinas públicas o privadas que no son mantenidas ni tratadas adecuadamente. Lo mismo ocurre con las pozas de aguas termales y otros tipos de fuentes con aguas estancadas por lo que se recomienda proteger adecuadamente las fosas nasales y oídos, y evitar que el agua ingrese a la boca. Después del chapuzón, también se recomienda bañarse inmediatamente para evitar otras infecciones amebianas en la piel.

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Bacteria de la boca promueve el cáncer de colon

Por más que nos lavemos los dientes tres veces al día y usemos enjuagues bucales que dejan nuestro aliento fresco hasta por 12 horas, nuestra cavidad oral está llena de una serie de microorganismos que si proliferan de manera desmedida pueden provocar daños en nuestras encías y dientes. Uno de estos desafortunados inquilinos son las Fusobacterias que según dos estudios recientemente publicados en Cell Host & Microbe pueden ser responsables de estimular el cáncer de colon.

Desde hace unos años ya existían evidencias de la relación entre estos microorganismos y el cáncer de colon. Muestras de heces y biopsias tomadas de pacientes con este mal revelaron una elevada presencia de estas bacterias. Sin embargo, no se sabía si estas bacterias eran la causa o la consecuencia del cáncer.

Con el fin de encontrar una respuesta a esta interrogante, un grupo de investigadores de la Escuela de Medicina de Harvard, liderados por el Dr. Aleksandar Kostic, usaron ratones mutantes susceptibles a este tipo de cáncer para exponerlos a diferentes tipos de bacterias encontrando que aquellos que recibieron inóculos de Fusobacterium nucleatum desarrollaron tumores mucho más rápido que los ratones expuestos a otras bacterias.

Kostic y su equipo también revelaron que esta bacteria promovía una respuesta proinflamatoria leve en los tumores a través de la captura de células mieloides (células del sistema inmunológico responsables de secretar sustancias inflamatorias) creando un ambiente propicio para la progresión del tumor.

En un segundo estudio, investigadores de la Case Western Reserve University en Cleveland (EEUU) encontraron a la molécula responsable de la adhesión de las Fusobacterias con los tumores: la adhesina FadA. Esta molécula se encuentra en la superficie de la bacteria y es reconocida por otra proteína expresada en la superficie de las células cancerosas de colon llamada cadherina. Esta unión vuelve permeable el tejido colorrectal, permitiendo el ingreso de la bacteria al tumor en desarrollo. Y por si fuera poco, dicha unión también activa la expresión de oncogenes (genes que promueven el desarrollo de tumores) y genes relacionados con la respuesta inflamatoria. Además, biopsias tomadas de pacientes con cáncer de colon mostraron altos niveles de presencia del gen fadA, corroborando así estos resultados

La identificación de esta molécula es de suma importancia para el desarrollo de nuevos fármacos capaces de atacar directamente a la adhesina FadA o al gen que la codifica y así reducir la agresividad de este tipo de cáncer.

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Referencias:

A.D. Kostic et al., “Fusobacterium nucleatum potentiates intestinal tumorigenesis and modulates the tumor-immune microenvironment,” Cell Host & Microbe, 14: 207-215, 2013.

M.R. Rubinstein et al., “Fusobacterium nucleatum promotes colorectal carcinogenesis by modulating E-cadherin/β-catenin signaling via its FadA adhesin,” Cell Host & Microbe, 14: 195-206, 2013.

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Convocatoria para el REPU 2014 ¡cierra el 31 de julio!

Así es, el próximo miércoles 31 de julio se cierra la convocatoria para el REPU 2014, ¡no esperes la última hora!

El Research Experience for Peruvian Undergraduates (REPU para los amigos) es, hoy en día, el programa para estudiantes de pregrado que más éxito ha tenido en lo que es fomentar la formación de nuevos científicos peruanos de gran excelencia. Desde sus orígenes allá por el año 2007, ya son unos 20 estudiantes los que han formado parte del REPU, y muchos de ellos ya han sido aceptados en programas de doctorado de importantes universidades norteamericanas tales como Yale, Vanderbilt, Stanford, entre otras.

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Pero, ¿quiénes han sido los responsables de esto? Fueron Abel Alcázar y Mev Dominguez quienes tuvieron la genial idea desarrollar un programa que de alguna manera complemente la formación científica de los estudiantes peruanos a través de una pasantía intensiva en importantes centros de investigación estadounidenses. Si bien es cierto, a muchos se nos ocurre ideas geniales y bastante innovadoras todos los días, a veces no llegamos a concretarlas ya sea por falta de recursos, tiempo o perseverancia. El mérito de Abel y Mev fue concretar esta idea y convertirla en un programa de gran éxito, a pesar de las dificultades. Y no solo eso, muchos de los ex-REPUs ahora forman parte activa del programa; por ejemplo, Kenyi Saito —el primer REPU— y Sofía Espinoza —la segunda REPU— son ahora Co-Directores del REPU.

¿A quiénes va dirigido el programa? Si bien originalmente el REPU estuvo orientado a estudiantes con interés en continuar su formación dentro del campo de las ciencias biomédicas, ahora el programa se ha ampliado hacia las ciencias químicas y la nanociencia (nanoREPU).

¿En qué consiste el programa? De manera sencilla, el REPU ofrece la oportunidad a los estudiantes de pregrado de hacer una pasantía de 10 semanas en un laboratorio de investigación de punta en las Universidades de Yale, Vanderbilt y Purdue (nanoREPU), donde adquirirán una intensa experiencia en investigación, discutirán los últimos avances de la ciencia en el campo donde se vienen desenvolviendo, participaran de los journal clubs e interactuarán de cerca con la escuela de posgrado de la universidad donde fueron seleccionados.

¿Qué necesitas para ser elegido? Pues, dominar el inglés oral y escrito (¡EEEEXITOS! y Re-chicken, por favor, abstenerse xD), haber culminado el tercer año de estudios en la Universidad de procedencia, tener experiencia en técnicas básicas de laboratorio y ser un buen estudiante (buenas calificaciones y orden de mérito).

Para los nanoREPU, los requisitos son: haber culminado el cuarto año de estudios en la Universidad de procedencia, dominio del inglés oral y escrito, tener experiencia en investigación en campos relacionados a la nanociencias, presentación oral y escrita de la investigación realizada y, por su puesto, buenas calificaciones.

¿Cuánto cuesta? El REPU es gratuito. Sin embargo, cada participante deberá correr con los gastos de obtención de la visa, pasajes y manutención. No se desanimen que el REPU ayudará en la identificación de fuentes de financiación en caso de ser necesario y proporcionará apoyo adicional cuando hayan fondos disponibles.

¿Cómo postular? Los estudiantes de biología, química y afines que estén interesados en participar del REPU ​​deberán enviar los siguientes documentos en formato PDF al correo electrónico repu.admissions@gmail.com entre el 1 de junio y 31 de julio 2013 con el asunto "REPU 2014 – XXX (XXX = Biología, Química)"

1. CV en inglés y español incluyendo sus logros académicos y no académicos. El documento deberá ser nombrado de la siguiente manera:
   apellido_nombre_CV.pdf
2. Una declaración personal de 100 palabras (en Inglés) comentando su experiencia previa, las razones por las que está postulando al REPU y sus metas profesionales. El documento deberá ser nombrado de la siguiente manera:
   apellido_nombre_PS.pdf

Los resultados serán comunicados a finales de agosto.

Para los interesados en participar del nanoREPU, el proceso es el mismo, pero la documentación será enviada al correo electrónico nanorepu.admissions@gmail.com el 1 de junio y 31 de julio 2013 con el asunto "nanoREPU 2014 XX (XX = EE (Ing. Eléctrica), ME (Ing. Mecánica), PHYS (Física), MS (Ciencia de Materiales)”

Para mayor información visiten: http://www.repuprogram.com

Más sobre el REPU | Science in Peru: building research capacity in the biomedical sciences.

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Fotos de enlaces químicos

Cuando uno mira un libro de química, es común apreciar dibujos e ilustraciones de los átomos unidos entre sí a través de líneas o barras formando moléculas. Sin embargo, estas líneas son solo una forma muy sencilla de representar la realidad. Los electrones no se encuentran estáticos uno al lado del otro formando enlaces químicos (tal como lo vemos en la estructura de Lewis), sino formando una nube donde la ubicación del electrón se rige por la ley de las probabilidad.

La tecnología ha avanzado tanto que hoy en día podemos observar y manipular moléculas individualmente. Los estructuras atómicas ya están empezando a ser visibles. Sin embargo, aún no somos capaces de apreciar las reacciones químicas en vivo y en directo y las imágenes de los enlaces atómicos todavía presentan muy baja resolución.

Un grupo de investigadores de la Universidad de California Berkeley (EEUU) y de la Universidad del País Vasco (España) han logrado observar, por primera vez, no solo los enlaces químicos de una molécula, sino también, su transformación en diferentes compuestos según un artículo publicado esta semana en Science.

Los primeros intentos de fotografiar la estructura química de las moléculas se hizo con ayuda del microscopio de efecto túnel (STM). Gracias al STM se han obtenido hermosas imágenes a nivel atómico de los nanotubos de carbono y de diferentes superficies metálicas. Sin embargo, la principal desventaja es su baja resolución que está limitada por el contraste de la densidad local de estados electrónicos. En la siguiente imagen veremos la misma estructura de la imagen superior pero a través del STM.

También se intentó revelar las estructuras químicas mediante la microscopía electrónica de transmisión (TEM), sin embargo los rayos de electrones usados en esta técnica son tan energéticos que terminan por destruir las estructuras que están siendo analizadas.

En el presente estudio, el Dr. Dimas García de Oteyza y colaboradores usaron el microscopio de fuerza atómica en modo sin contacto (nc-AFM) para estudiar la estructura química de enodiinos a través de su proceso de ciclación sobre una superficie de metálica Ag(100) en cámaras de ultra vacío.

Los investigadores pusieron oligómeros de fenileno – etinileno (un tipo de enodiino) sobre una superficie de plata ultra pura a temperaturas criogénicas de -267°C dentro de una cámara de ultra vacío. Luego, calentaron la cámara hasta temperaturas superiores a los 90°C y observaron a través del nc-AFM todo el proceso de ciclación de Bergman con una resolución que permitió ver claramente los enlaces atómicos de los nuevos compuestos formados. Una belleza.

Sin dudas, la aplicación de esta técnica dentro del campo de la nanotecnología será muy importante porque permitirá diseñar y desarrollar precursores para la síntesis de diferentes arquitecturas moleculares con un nivel de precisión sin precedentes.

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Referencia:

Dimas G. de Oteyza, Patrick Gorman, Yen-Chia Chen, Sebastian Wickenburg, Alexander Riss, Duncan J. Mowbray, Grisha Etkin, Zahra Pedramrazi, Hsin-Zon Tsai, Angel Rubio, Michael F. Crommie, & Felix R. Fischer (2013). Direct Imaging of Covalent Bond Structure in Single-Molecule Chemical Reactions Science DOI: 10.1126/science.1238187

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Una idea descabellada: Artículos científicos + artículos divulgativos

Se me ha ocurrido una idea, y para ser sinceros, no me he tomado el tiempo en buscar en internet si a alguien más se le ha ocurrido esto antes y podría resultar algo utópica (por no decir descabellada), pero… ahí va.

¿Qué tal si cada vez que alguien envíe su trabajo de investigación a una revista científica arbitrada, también adjunte al manuscrito un artículo divulgativo que explique, de manera muy sencilla, el trabajo realizado?

En otras palabras, que las revistas científicas exijan a los autores, como un requisito para la revisión o, por lo menos, para la publicación de su artículo, el envío de un resumen divulgativo de una o dos páginas sobre su investigación. Si el artículo es aceptado y finamente publicado, este resumen podría ir como parte de la información complementaria (Supporting Information) del paper y ser de libre acceso.

Si bien muchas revistas científicas publican versiones divulgativas de los artículos más resaltantes o vendibles de un determinado número, por ejemplo, la sección News & Views de Nature o Perspectives de Science, hay otros artículos —que también pueden ser sobresalientes— que no los tienen. En mi opinión, esto genera una pérdida del interés en ese tema por parte de otros investigadores menos especializados. Ahora les explico.

¿Quiénes leen las revistas científicas? Pues generalmente los investigadores y los estudiantes de ciencias. El público general, no. Ellos, si es que leen algo de ciencia, lo hacen a través de revistas divulgativas como Scientific American, Discover o Muy interesante.

Muchos investigadores no solo leen artículos de los temas en los cuales están especializados, sino que también, leen otros temas ajenos a su especialidad porque les parecen interesantes. Sin embargo, si no cuentan con el suficiente conocimiento sobre una determinada materia, no lo entenderán y perderán el interés rápidamente. Cosa que no ocurriría si antes leen una versión divulgativa de ese estudio.

Además, estas versiones divulgativas hechas por los mismos autores podrían ser útiles para que los periodistas científicos que quieran cubrir esta noticia, no escriban cosas inexactas por no entender el trabajo.

Bueno, ahí dejo la idea por si alguien quiere realizar una campaña a nivel mundial para promoverla. Tal vez  juntar firmas y mandar un declaración a las principales editoriales científicas para que exijan los autores artículos divulgativos junto a los manuscritos que remiten para ser revisados y publicados. Menos mal estamos los bloggers.

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Las ventajas de la prepublicación para los investigadores

Una prepublicación —o comúnmente llamado preprint— es un artículo científico que es publicado antes de pasar la revisión por pares (peer-review) y ser aceptado por una revista científica. Actualmente, el portal más popular de prepublicaciones es ArXiv, aunque también existen otros no tan glamorosos como PeerJ y figshare.

Las prepublicaciones nacieron con el principal objetivo de poner los resultados de una investigación a disposición de la comunidad científica lo más rápido posible; ya que, muchas veces, todo el proceso de publicación en una revista científica, desde el momento en que envías el artículo hasta que finalmente es aceptado después de pasar la revisión por pares, puede tardar muchos meses, incluso años. Y puede darse el caso de que tu idea o investigación sea tan revolucionaria o bizarra que finalmente sea rechazada.

Compartir una investigación antes de su publicación formal en una revista científica tiene sus ventajas, por ejemplo: la rápida difusión del trabajo a un público mucho más amplio (los preprint son de libre acceso), la revisión casi inmediata por otros científicos expertos en el tema (en vez de los dos que son elegidos arbitrariamente por los editores de las revistas científicas) y, además, es una forma justa de saber a quién se le ocurrió la idea o quién hizo el descubrimiento primero sin depender del tiempo que tome la revista en publicar el artículo.

Esto último es importante. Por ejemplo, si yo descubro que se pueden hacer análisis genéticos para determinar la predisposición al cáncer de próstata a partir de células epiteliales obtenidas de una muestra de orina y envío los resultados a Nature y otro hace el mismo descubrimiento, pero seis meses después, y envía sus resultados a PLOS ONE; puede darse el caso que éste último publique primero su artículo y sea reconocido por ello, mientras que yo, a pesar de haber hecho el descubrimiento antes, no tendré ningún reconocimiento porque mi artículo se demoró más en ser publicado. Pero, si yo mandé un preprint antes de enviar mi artículo a Nature, este será inmediatamente publicado y todos sabrán que yo hice primero el descubrimiento.

Otro punto importante de los preprints es que los artículos son sometidos a un tipo de revisión no formal, realizada por diferentes científicos en todo el mundo, quienes, en base a su experiencia y conocimiento, pueden dar buenas críticas y aportes que mejoran la calidad del trabajo, aumentando así las probabilidades de ser aceptado con mínimas revisiones.

Sin embargo, a pesar del éxito que tiene este tipo de prácticas dentro de las matemáticas, física y astronomía, en biología no son muy frecuentes los preprints, tal como podemos apreciar en la siguiente gráfica:

Los biólogos creen erróneamente que los preprints facilitan el robo de ideas. Aunque como vimos en párrafos anteriores, más bien, esta práctica asegura que uno sea reconocido si es el primero en hacer un descubrimiento. Existe otra preocupación que no hace popular los preprints entre los biólogos y es la famosa “regla de Ingelfinger” la cual establece que un artículo científico no debe ser publicado dos veces para que no pierda su originalidad. No obstante, la mayoría de las revistas aceptan manuscritos que hayan sido preprints, aunque hay otras que se muestran hostiles a este tipo de prácticas o no tienen una posición clara frente a ellas.

Si bien es cierto, los preprints no pasan por un filtro de calidad y pertinencia de la investigación, sería importante notar que la relevancia de un estudio no debe depender de la opinión de un editor y dos o tres revisores, sino de lo que juzguen cientos de científicos expertos en el tema. Tal vez esta práctica cambie el paradigma de las publicaciones científicas en las principales revistas del mundo y esperemos que más biólogos se animen a realizar esta práctica tan buena para el avance de la ciencia.

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Referencia:

Desjardins-Proulx, P., White, E., Adamson, J., Ram, K., Poisot, T., & Gravel, D. (2013). The Case for Open Preprints in Biology PLoS Biology, 11 (5) DOI: 10.1371/journal.pbio.1001563

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