Palabras clave: células

La lluvia roja que tiñó Zamora

Éxodo 7-20: “Y todas las aguas se convirtieron en sangre”. En una fría mañana de otoño de 2014, las aguas de la localidad de Fuente Encalada y Ayoó de Vidriales amanecieron rojas. Un reciente estudio publicado en la Revista de la Real Sociedad Española de Historia Natural desvela el misterio de la “lluvia de sangre” que cubrió Zamora.

Por Javier Fernández Lozano 

Durante meses, el fenómeno de la lluvia roja se repitió en Zamora. Un vecino de la zona, Joaquín Pérez, extrañado por el color de las aguas, me hizo llegar unas muestras de este sorprendente episodio, nunca antes visto en la provincia. A partir de ese momento decidimos realizar una toma de muestras de lluvia mediante la colocación de recipientes en los tejados del pueblo de Ayoó de Vidriales.

Pilón de la localidad de Fuente Encalada, aparecido completamente rojo en el otoño de 2014

Haematococcus pluvialis, un alga verde que se vuelve roja

Tras los detallados análisis que se realizaron con microscopios electrónicos de última generación en el laboratorio de la Universidad de Salamanca, pudimos determinar el origen de esta singular lluvia: “un alga verde”. Este microorganismo, llamado Haematococcus pluvialis es un alga verde de agua dulce, unicelular. En condiciones de estrés, el organismo segrega una sustancia, conocida como astaxantina, que le proporciona una tonalidad rojiza.

Haematococcus pluvialis vista al microscopio
El alga unicelular Haematococcus pluvialis vista al microscopio

El ciclo vital del alga es sencillo. Consta de cuatro estadios: el primero corresponde a una célula vegetativa, caracterizada por la presencia de unos pequeños flagelos que la ayudan a desplazarse. Este microorganismo es sensible a los rayos ultravioleta, la escasez de nutrientes y la salinidad del agua, por lo que en condiciones de estrés en el ambiente, se enquista, perdiendo los flagelos. Si estas condiciones adversas perduran en el tiempo, el alga aumenta la producción de astaxantina, adquiriendo una coloración aún más roja y destruyendo la pared celular que la recubre (estadios II-IV). Estas condiciones pueden revertirse en cualquier momento volviendo a germinar y apareciendo nuevos flagelos.

Diferentes estadios de crecimiento de H. pluvialis
Diferentes estadios de crecimiento de H. pluvialis

Ni “Chemtrails” ni contaminantes químicos en el agua

El intenso color rojo que adquirieron las aguas durante semanas fundó entre la población local toda una serie de mitos y leyendas a su alrededor. No faltaron las teorías conspirativas, basadas en razonamientos pseudocientíficos y en literatura fantástica. Así, los habitantes de Fuente Encalada, donde el fenómeno se repitió durante meses, llegaron a pensar en la posibilidad de que las fuentes del lugar hubiesen sido envenenadas por rencillas personales entre vecinos, o la presencia de productos químicos en la atmosfera, lanzados desde los aviones que cada mañana cruzan el cielo zamorano ―los llamados chemtrails o estelas químicas―.

El estudio científico permitió descartar todas estas ideas pseudocientíficas aportando un origen biológico a este singular fenómeno que aún hoy, sigue ocurriendo en Zamora y otras provincias próximas como León y Salamanca.

H. pluvialis en distintas fases de evolución en muestras tomadas en Ayoó de Vidriales y Fuente Encalada.
H. pluvialis en distintas fases de evolución en muestras tomadas en Ayoó de Vidriales y Fuente Encalada

Las algas procedían del otro lado del Atlántico

Tras confirmar el origen biológico de la coloración de las aguas. El equipo investigador, formado por geólogos, paleontólogos y un biólogo, analizó los datos meteorológicos para cercar la procedencia del alga. Para ello se realizó el análisis estadístico de datos de precipitaciones y vientos. Los resultados permitieron concluir que, para los días en los que se registró la presencia del microorganismo (con la precipitación), los vientos procedían de la fachada atlántica.

El siguiente paso fue analizar los lagos y pantanos próximos situados al oeste de Fuente Encalada y Ayoó de Vidriales. En ninguno de ellos, en 100 km a la redonda, se pudo localizar la presencia de H. pluvialis. Esto nos hizo pensar en la posibilidad de que, ayudado por el sistema montañoso que forman las alineaciones de la Sierra de Carpurias al norte y La Culebra al sur, los vientos atlánticos se canalizarían, impulsando el alga hacia el interior peninsular. La existencia de H. pluvialis en Norte América nos hace pensar que, con la orientación que presentaban los vientos durante los días en los que se registró su presencia, podría haber viajado a través del Atlántico transportada por las jet-stream (corriente del Atlántico Norte), hasta nuestro país.

Mapa de precipitaciones anuales medias para 2013 y flechas que indican la dirección de los vientos.
Mapa de precipitaciones anuales medias para 2013 y flechas que indican la dirección de los vientos

Haematococcus pluvialis, algo más que un alga

H. pluvialis es la responsable de dar la coloración anaranjada a la carne de peces como el salmón o la trucha y también del tono rosa pálido que adquiere el plumaje de los flamencos, cuando estos se alimentan en zonas de agua dulce.

La astaxantina proporciona la coloración anaranjada a la carne de los salmónidos
La astaxantina proporciona la coloración anaranjada a la carne de los salmónidos

La sustancia que produce (astaxantina) tiene numerosos beneficios para el ser humano. Entre otras, quizás la más significativa es su potencial en vitamina C y E, con propiedades antioxidantes y antiinflamatorias.  Además, en dosis pequeñas es capaz de reducir la formación de arrugas en la piel y ayuda a incrementar la capacidad cognitiva en los niños. También ha sido utilizado en medicina para proteger contra los problemas oculares como la degeneración macular o las cataratas. En los hombres, sin embargo, un consumo excesivo puede causar disfunción eréctil.

 

La astaxantina se comercializa como un potente antioxidante

La cadena británica BBC grava en Zamora un documental sobre ciencia

El interés suscitado en los medios durante las semanas posteriores a la publicación del artículo llevaron a varias cadenas internacionales a gravar un documental sobre este curioso episodio de naturaleza en estado puro. Así, el Canal Travel americano y la cadena británica BBC dedicaron sendos documentales a esta curiosa alga. Podéis ver un fragmento en este vídeo del programa de la BBC2 Nature’s Weirdest Events.

 

Puedes encontrar más información sobre este curioso organismo aquí

 

REFERENCIAS

 

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¿Cómo cambian de color los camaleones?

Los camaleones son capaces de adaptarse al entorno cambiando el color de su piel, ¿verdad?

CamaleónEsto puede parecer una historia conocida. Todos hemos visto una vez (o muchas) los clásicos vídeos de un camaleón o un pulpo cambiando de color. ¡Incluso creíamos que entendíamos cómo lo hacían! Pasen y lean.

La explicación hasta la semana pasada era que los camaleones, al igual que los pulpos, poseen en la piel células con pigmentos de distintos colores (cromatóforos) que cambian de tamaño. Cuando las células de un color se agrandan, éste pasa a ser el color más visible en la piel y por eso veremos el camaleón de ese color. Sin embargo, algo fallaba en esta explicación, por ejemplo, que los camaleones no tienen pigmentos verdes y la mayoría son verdes.

Una nueva explicación ha sido publicada esta semana en un artículo de la revista “Nature Communications. El estudio demuestra que el “camuflaje” de los camaleones no es una reacción para adaptarse al entorno si no que es una respuesta mecánica que refleja su estado de excitación. En reposo los camaleones se muestran verdes mientras que al excitarse frente a una hembra o un macho competidor se vuelven amarillos (anaranjados). Y la razón de esto no reside únicamente en las células de color superficiales de los camaleones, sino en la siguiente capa de células, un poco mas profunda. Estas células más profundas están formadas por muchos nanocristales que reflejan la luz de distintas longitudes de onda según su estructura. Cuando el camaleón está relajado, los nanocristales están juntos y esto hace que reflejen la luz de longitud de onda corta (luz azul). Al excitarse, las células más profundas se tensan alejando los nanocristales que en esta configuración reflejan la luz de longitud de onda larga (amarillo, naranja, rojo).

La luz final reflejada por los camaleones, es decir, el color que vemos en su piel, es la combinación de la luz reflejada por las células superficiales pigmentadas y la luz reflejada por los nanocristales de las células más profundas. Así cuando están relajados los camaleones aparecen verdes (luz azul de los nanocristales más luz amarilla de los pigmentos) mientras que cuando se excitan se vuelven más anaranjados.

Un vez más un descubrimiento refleja la importancia del trabajo multidisciplinar. Un fenómeno que hasta ahora se describía como un proceso bioquímico, en realidad implica un proceso físico. También, pone de manifiesto la principal característica de la ciencia y la que la hace tan entretenida: “todo conocimiento científico esta sujeto a constante revisión“.

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Bioimpresión 3D, técnica emergente en medicina

Las impresoras 3D están revolucionando la ingeniería, los procesos de fabricación, el arte, la educación… y también la medicina. La bioimpresión 3D – o impresión 3D de estructuras biológicas- ha experimentado un importante desarrollo desde su nacimiento hace apenas cuatro años. Los expertos aseguran que su hoja de ruta los llevará a crear e implantar órganos en humanos, aunque existen numerosos retos que deberán superar para conseguirlo.

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Imprimir células oculares ayudará a curar la ceguera

Cuando se inventaron las impresoras, nunca se pensó que podrían servir para algo más que imprimir libros, diarios, imágenes… y menos para curar enfermedades de los ojos. No se trata de una película de ciencia ficción, sino de un gran hallazgo para la medicina de regeneración.

Fuente: www.unocero.com

Un equipo de investigadores del Centro John van Geest para la reparación cerebral de la Universidad de Cambridge, del Reino Unido, consiguió crear células de la retina utilizando la tecnología de impresión de inyección de tinta.

Este avance, detallado en el artículo “Adult rat retinal ganglion cells and glia can be printed by piezoelectric inkjet printing” y que fue publicado en ‘Biofabrication’, podría en un futuro convertirse en una alternativa para producir injertos de tejidos artificiales y ayudar en la cura de la ceguera.

Es la primera vez que se utiliza esta tecnología con éxito para imprimir dos tipos de células de la retina de ratas adultas: células ganglionare, que transmiten información desde el ojo a diferentes partes del cerebro, y células gliales, encargadas de apoyar y proteger las neuronas.

La doctora Barbara Lorber y el profesor Keith Martin explicaron, según escribe la revista digital ‘Infosalus.com’, que su “estudio ha demostrado, por primera vez, que las células derivadas del sistema nervioso central maduro, el ojo, se pueden imprimir con una impresora de inyección de tinta piezoeléctrica” y adelantaron que aunque sus “resultados son preliminares y todavía se requiere mucho más trabajo, el objetivo para su uso en la reparación de la retina en el futuro”.

Retina Humana. Fuente: Creative Commons

Asimismo,  comentaron que “la pérdida de células nerviosas en la retina -que es el tejido sensible a la luz situado en el interior del ojo y encargado de convertir las imágenes en señales eléctricas para enviar al cerebro- son la causa de muchas enfermedades de los ojos”.

Por eso siguen trabajando para ampliar este estudio a imprimir otras células de la retina e investigar si los fotorreceptores sensibles a la luz pueden imprimir de forma exitosa utilizando esta tecnología. Además tienen la intención de desarrollar un proceso propio de impresión para poderlo adecuar a aplicaciones comerciales de cabezales multiboquillas de impresión.

¿Cómo lo consiguieron?

Este grupo de científicos usaron un dispositivo de impresión de inyección de tinta piezoelétrica para “expulsar” las células por medio de una boquilla de diámetro inferior al milímetro, aplicando un pulso eléctrico específico. Es decir, aprovecharon el mismo mecanismo o sistema con el cual funcionan las impresoras de este tipo, pero en lugar de tinta, trabajaron con células oculares.

FUENTE: ‘Biofabrication’
FUENTE: ‘Biofabrication’

También utilizaron  tecnología de vídeo de alta velocidad para registrar el proceso de impresión con alta resolución y así optimizaron el procedimiento.

FUENTE: ‘Biofabrication’
FUENTE: ‘Biofabrication’

Los resultados obtenidos muestran que las células impresas siguieron sanas y, según informa la web ‘Unocero.com’, “durante las pruebas alrededor del 57% de células gliagles y del 33% de células ganglionares se perdieron, pero las que llegaron a sobrevivir en el proceso conservaron sus funciones y su capacidad de crecer en cultivo”.

Este hallazgo, cuya investigación esta en una fase temprana, es muy significativo para el ámbito de la medicina regenerativa- junto a otras técnicas complejas, que también se están desarrollando, de regeneración de la retina con células madre y la reprogramación de las neuronas- ya que en el futuro esta técnica podría ser utilizada para formar tejidos organizados para la regeneración de los ojos y así ayudar en la curar la ceguera.

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Créditos: Per Jensen | Flickr.com 
Creative Commons

Imprimir salud a la medida

Con la llegada de la primera tablet en 2010, muchos pensaron que la vida de las impresiones estaría llegando a su fin.

Puede que eso aplique un poco para el papel, pero lo cierto es que nadie imaginó que en menos de una década las impresoras evolucionarían para dar paso a nuevas y fascinantes tecnologías, muchas de las cuales están casi exclusivamente dedicadas a resolver problemas de salud.

Todo comenzó con la impresión en 3D, un método en el cual capas de materia prima son superpuestas para crear modelos con tres dimensiones. Aunque esta tecnología ha resultado ser muy útil a nivel industrial, en áreas como la zapatería y la ingeniería, especialistas en biotecnología también le vieron su ventaja: ¿acaso no se podría evitar la muerte de tantas personas que necesitan un transplante en este preciso instante, imprimiéndoles los órganos que necesitan?

De hecho, se espera que el primer órgano humano impreso en 3D sea presentado ante el mundo este año.

Impresión de células gliales. Crédito: Universidad de Cambridge
Impresión de células gliales.
Crédito: Universidad de Cambridge

El último avance en producción artificial de material biológico es la producción de células de ojos con impresoras piezoléctricas de inyección de tinta. Y sí, este objeto parte del mismo principio de la impresora de inyección de tinta que probablemente tienes en casa y que utilizas para tus asignaciones y documentos personales.

Esta idea fue presentada en la revista Biofabrication por investigadores de la Universidad de Cambridge, quienes hasta el momento han logrado “fabricar” con éxito dos tipos de células de retinas de ratas adultas: ganglionares, las cuales sirven de materia prima para el nervio óptico que conecta el ojo con el cerebro; y células gliales tipo Müller, las cuales sirven de soporte para otras neuronas de presentes en la retina.

Keith Martin y Barbara Lorber, ambos coautores del trabajo, dijeron en un comunicado de prensa de la Universidad de Cambridge que “la pérdida de células nerviosas en la retina es una característica de muchas enfermedades del ojo. La retina es una estructura organizada exquisitamente, donde el precisa ubicación de cada célula con respecto a las demás es crítica para una efectiva función de la vista”.

Por supuesto que todas estas asunciones aún se encuentran en fase experimental, y puede que aún tome varios años llevar esta esperanza a la fase de experimentación en humanos, pero los científicos son optimistas y continúan buscando nuevas técnicas que nos permitan ser los carpinteros de nuestros propios cuerpos.

De modo que sí: puede que tu tablet sea genial para leer, pero las impresoras siguen aquí para quedarse. Y quién sabe, quizás algún día puedas beneficiarte de imprimir a tu medida la salud que necesites.

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