Desarrollan nanopartículas dirigidas por control remoto para curar tumores
FUENTE: Tendencias21.net
Científicos del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT) han conseguido desarrollar nanopartículas que, dirigidas por control remoto, son capaces de llevar medicamentos directamente a los tumores y, por tanto, podrían convertirse en un tratamiento alternativo contra el cáncer.
La nanotecnología es un campo de las ciencias aplicadas que se dedica al control y la manipulación de la materia a una escala de tamaño increíblemente reducida, esto es, a nivel de átomos y moléculas (un nanómetro es la milmillonésima parte de un metro). Esta tecnología se aplica en diversos sectores, como el armamento o la agricultura, pero en la salud promete resultados muy alentadores.
El sistema ideado por los científicos del MIT ha sido presentado recientemente en la revista especializada Advanced Materials, y su desarrollo ha estado dirigido por Sangeeta Bhatia, una profesora de la División Harvard-MIT de Ciencias de la Salud y Tecnología (HST) y del departamento de ingeniería eléctrica y ciencia computacional del MIT.
Bhatia está especializada en el estudio de las interacciones entre las células vivas y su microentorno, y en el desarrollo de herramientas de microfabricación para mejorar las terapias celulares. Asimismo, está vinculada en un esfuerzo multidisciplinar para la creación de nanomateriales que puedan servir como terapia contra el cáncer.
Cómo funciona
Según explica el MIT en un comunicado, en un trabajo anterior, Bhatia y sus colaboradores habían creado nanopartículas multifuncionales inyectables diseñadas para fluir por la corriente sanguínea, dirigirse hacia los tumores y aglomerarse en ellos. De esta forma, servían para ayudar a los especialistas a visualizar los tumores con imágenes de resonancia magnética.
Ahora, han conseguido que estas nanopartículas sean además superparamagnéticas, es decir, que emiten calor cuando son expuestas a un campo magnético. Adheridas a estas partículas habría moléculas activas, en este caso, medicamentos.
El invento consiste en exponer las nanopartículas a campos magnéticos de baja frecuencia que harían que irradiaran calor, un calor que serviría para derretir las ataduras de las moléculas activas a ellas, para que se suelten los medicamentos. Las ondas de este campo magnético tendrían frecuencias de entre 350 y 400 kilohercios, el mismo rango que las ondas de radio.
Estas ondas débiles atravesarían el cuerpo sin dañarlo y provocarían que las nanopartículas se calentasen. El calor derretiría las ataduras, formadas por dos hebras de ADN unidas por enlaces de hidrógeno. El ADN es un material sensible al calor, según señalan los investigadores en dicho comunicado, por lo que al recibirlo se rompería la unión entre hebras, quedando una en la nanopartícula y permitiendo que la otra se vaya con el “cargamento”.
Pruebas realizadas
Una de las ventajas del ADN es que su punto de fundición es variable (depende de la longitud de la hebra o de su código), lo que permitiría además que una misma nanopartícula llevase simultáneamente diversos tipos de medicamento, que se soltarían en momentos diferentes según la frecuencia de onda o la duración de las pulsaciones electromagnéticas aplicadas.
Para probar las partículas, los investigadores implantaron un gel similar a un tumor y saturado de nanopartículas en un ratón. Después, colocaron al ratón en el fondo de una bobina eléctrica con forma de copa y activaron el pulso magnético. Los resultados confirmaron que, sin el pulso, las ataduras no se rompían y, con él, sí se separaban, permitiendo que las drogas llegasen a los tejidos cercanos.
El experimento probó que éste sería un medio efectivo y saludable de activación del suministro de medicamentos por control remoto (a través de la generación del campo electromagnético). Aún quedan por realizar numerosas pruebas antes de que pueda convertirse en un tratamiento clínico, pero los resultados iniciales son muy prometedores.
Nanotecnología y salud
Esta no es la primera vez que se han logrado avances nanotecnológicos en el campo de la salud. Como ya publicamos en otro artículo de Tendencias21, ha habido otros logros anteriores.
Por ejemplo, un equipo de científicos nipo-norteamericano desarrolló en 2005 nanotubos de platino que pueden introducirse en las venas y permitir a los médicos intervenir en el cerebro de una persona, publicó The Journal of Nanoparticle Research. Estos nanocaptores permitirían asimsimo un mayor conocimiento de las interacciones entre neuronas, así como abrirían el camino a nuevas terapias para el tratamiento de enfermedades neurológicas y tumores cerebrales.
Por otro lado, ese mismo año la revista Molecular BioSystems, publicaba los resultados de las investigaciones de un equipo de científicos de la Universidad de Tokyo, que habían desarrollado una nanoestructura autoensamblable que se dirige a células humanas cancerígenas y emite moléculas de medicamentos, en este caso en respuesta a los cambios biológicos que provocan muchos tipos de cáncer.
Además, la revista Technology Review ha publicado que la nanotecnología permitirá dentro de muy poco pronosticar el cáncer gracias a nanocables de silicona diseñados para detectar una proteína específica relacionada con esta enfermedad.
Por último, diversos estudios han señalado que se prevé que los sistemas de administración de medicinas desarrollados con la nanotecnología aporten grandes mejoras en el tratamiento de enfermedades, principalmente en lo que se refiere al cáncer, la diabetes y las dolencias neurológicas; y que sus aplicaciones revolucionarán la medicina, abriendo posibilidades sorprendetes en cirugía y en lo que se refiere a prevención de enfermedades.
El universo sería intrínsicamente geométrico
FUENTE: tendencias21.net
La física teórica postula, con la teoría del todo, que debe existir un marco conceptual que sirva para conectar y aunar todos los fenómenos físicos conocidos. La búsqueda de un modelo de teorías de todas las interacciones fundamentales de la naturaleza es una dura lucha intelectual que han llevado a cabo los físicos desde hace ya bastante tiempo.
Ahora, un físico norteamericano independiente, formado en la Universidad de California en San Diego y llamado Garrett Lisi, está revolucionando el mundo de la física teórica tras publicar un artículo en Arxiv, el repositorio online de acceso abierto y gratuito de artículos de física, en el que explica cómo todos los campos del modelo estándar, incluido el de la gravedad, podrían unificarse en una figura geométrica conocida como E8, en la que además cabrían las cuatro dimensiones conocidas. El E8 representa las simetrías de un objeto de 57 dimensiones y tiene por sí mismo 248 dimensiones.
Lisi, que es un amante del surf y del snowboard, ha despertado con esta teoría un enorme interés entre los físicos analizando el más elegante e intrincado patrón conocido de las matemáticas, y descubriendo en él una relación subyacente entre todas las fuerzas y partículas del universo, incluida la de la gravedad, explica la revista Newscientist .
Más sencillo que la teoría de cuerdas
De ser acertada su teoría, que quizá podría comprobarse, según The Telegraph, cuando se ponga en marcha el Gran Colisionador de Hadrones de Ginebra (un acelerador y colisionador de partículas aún en construcción que se espera llegue a ser el laboratorio de física de partículas más grande del mundo), se cerraría uno de los más importantes capítulos del desarrollo de la física teórica, si se tiene en cuenta que desde hace más de 30 años los físicos están intentando dar con un marco que aúne dichas fuerzas fundamentales y las partículas.
Existe ya un modelo estándar que funciona para explicar la interacción de tres de esas cuatro fuerzas: la interacción electromagnética (interacción entre partículas con carga eléctrica), la interacción nuclear fuerte (responsable de mantener unidos a los protones y neutrones), y la interacción nuclear débil (responsable de ciertos tipos de radiactividad natural). El problema radica en que no se ha conseguido incluir la gravedad sin que dicho modelo se haga añicos.
La mayoría de los intentos que hasta ahora se habían dado para incluir la gravedad en la explicación de la teoría del todo se habían basado en la llamada teoría de cuerdas, que afirma que todos los bloques de materia son en realidad expresiones de un objeto básico unidimensional extendido llamado cuerda. El electrón, por ejemplo, no sería por tanto un “punto” sino una cuerda en forma de lazo que, además de moverse, puede oscilar de diversas maneras. Dependiendo de cómo oscile podría ser un fotón, un quark o cualquiera otra de las partículas comprendidas en el modelo estándar.
La teoría de cuerdas está fundamentada en 11 dimensiones y establece que, debido a que las dimensiones adicionales se enroscaron sobre sí mismas a escalas microscópicas durante el nacimiento del Universo, no pueden ser percibidas directamente con nuestros sentidos. Para Lisi, estas explicaciones resultan demasiado complejas y abstractas.
Convicción metafísica
La teoría de Lisi, en cambio, revela manifiestamente una convicción que podría ser calificada de metafísica, según señala la revista francesa Automates Intelligents: el universo estaría formado por una intrincada geometría que alberga figuras que se deforman y danzan en el espacio-tiempo. Sólo falta encontrar la figura lo suficientemente compleja y, a la vez, lo suficientemente simple como para que en ella se puedan superponer los diversos modelos referentes a las partículas y fuerzas del universo.
Hace unos seis meses, y después de estar varios años manejando complejas ecuaciones sin llegar a ninguna parte, Lisi se tropezó, investigando el mundo del álgebra de Lie, con un artículo en el que se analizaba el E8. El físico se dio cuenta de pronto de que en esta figura se podían colocar las partículas y fuerzas conocidas, así como las interacciones entre ellas.
Lisi había probado anteriormente con patrones geométricos para describir cómo funcionan la interacción nuclear fuerte o las interacciones entre neutrinos y electrones, con figuras hexagonales o con forma de estrella, pero ha sido con el patrón E8 con el que ha conseguido reflejar, utilizando simulaciones informáticas que le permiten rotar la figura, las partículas y las fuerzas que las conectan.
Empleando matemáticas altamente complejas ha conseguido plasmar en la figura, por ejemplo, las modificaciones de las partículas dependiendo de su espín (o momento angular) y el punto en que se sitúen en el espacio. Asimismo, ha utilizado 20 “huecos” libres que quedaban en el modelo para colocar partículas “ficticias”, como las que los físicos predicen asociadas a la gravedad.
Giros y apariciones
Las rotaciones informáticas de la figura permiten, por ejemplo, recrear los patrones básicos que describen la relación entre los quarks y los gluones y la fuerte interacción que existe entre ellos. Cuanto más se rota, más patrones intrincados se encuentran, como los patrones de interacción entre los quarks y los anti-quarks, que aparecen agrupados por colores.
Y, hasta el momento, todas las interacciones predichas por las relaciones geométricas del E8 han coincidido con las observaciones realizadas en el mundo real. Para Lisi, el modelo es especialmente satisfactorio porque no necesita de las cuerdas ni de dimensiones extra del espacio tiempo ni de otras “invenciones” demasiado abstractas, de las que aún no se tienen evidencias. En comparación con la teoría de cuerdas, el modelo es extremadamente simple, según el físico.
Para Lisi la razón de que funcione resulta evidente: el universo es pura geometría, básicamente, una hermosa forma que gira y danza en el espacio-tiempo. Y, dado que el E8 es quizá la más bella estructura matemática, resulta muy satisfactorio que parezca que la naturaleza la haya escogido.
Como complemento
La revista Newscientist señala que algunos físicos argumentan que la idea de Lisi podría ser complementaria a la teoría de cuerdas, en lugar de una alternativa radical a ésta. Según ellos, los físicos que han trabajado en esta teoría, ya han utilizado el modelo E8 para describir un patrón de espacio extra-dimensional denominado Variedad de Calabi-Yau, que se supone existiría al lado de las tres dimensiones que vemos.
De cualquier forma, aún quedan muchas pruebas por hacer para comprobar que el modelo propuesto por Lisi puede reflejar completamente el funcionamiento del universo. El propio físico reconoce en las conclusiones a su artículo que algunos aspectos de su teoría aún no pueden ser comprendidos completamente, y deben ser tratados con cierto escepticismo.
Sin embargo, afirma, si cuando se vayan realizando las pruebas se demostrara que la teoría del E8 funciona completamente eso supondría que nuestro universo es una estructura geométrica de una belleza excepcional.
Un telescopio de la NASA capta la primera imagen del nacimiento de una estrella «bebé»
FUENTE: fys.es
El telescopio espacial Spitzer de la NASA ha captado la primera imagen de una estrella embriónica en pleno nacimiento, justo en el momento en que comienza a contraerse y expandirse y a expulsar chorros de gases al espacio. La imagen, tomada con luz infrarroja, podría arrojar luz sobre la formación de los planetas, asegura en su página web el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL).
«Es la primera vez que hemos visto claramente el conjunto de gases de forma aplastada alrededor de una estrella en formación», asegura en el portal del JPL Leslie Looney, investigador de la Universidad de Illinois, autor principal de un estudio sobre la estrella fotografiada, que hoy publica la revista Astrophysical Journal Letters. Según este astrónomo, es la primera evidencia de que los gases se aplanan al colapsar dentro de las estrellas y alrededor de los discos de formación de los planetas.
La L1157, que es como se denomina la estrella fotografiada, está localizada a unos 800 años luz, en la constelación Cepheus. Tiene unos 10.000 años de vida, y de acuerdo con las estimaciones de los astrónomos, se convertirá en una estrella formada completamente, con una masa cercana a la del Sol, dentro de un millón de años. El aspecto de esta estrella en la imagen ofrecida por el Spitzer es muy parecido, según los investigadores, al que podría haber tenido el sistema solar en los primeros momentos de su formación.
Un acontecimiento difícil de captar
Las estrellas se forman a partir de gruesas nubes o envoltorios de gases y polvo que se condensan y colapsan dentro de ella. Al tiempo que una estrella crece y se alimenta de materia externa a su envoltorio, comienza a girar cada vez más rápido. Entonces, un disco de materia que servirá para formar un planeta comienza a formarse alrededor de la órbita de la estrella, y mediante chorros de gas, se mantiene la presión acumulada dentro de la estrella. Finalmente, el envoltorio originario se mezcla con el disco giratorio y la expulsión de gases se frena hasta detenerse.
La imagen del telescopio muestra los chorros propulsados en la L1157, que son enormes, ya que la luz tardaría cerca de nueve meses en viajar la distancia de cualquiera de ellos. Las partes más blancas se corresponden con las zonas más calientes de los chorros, con temperaturas de 100ºC, mientras que el color naranja indica regiones que apenas alcanzan los 0ºC.
Normalmente, este acontecimiento ocurre en lugares oscuros del Universo, donde el polvo dificulta la visibilidad, pero el calor que genera el nacimiento de una estrella ha permitido su detección por parte de las cámaras de rayos infrarrojos del Spitzer.
«Captar fotografías de estrellas bebés no es algo fácil, pero ahora que tenemos una nos podemos plantear preguntas sobre si este sistema estelar y sus futuros planetas serán similares a los nuestros», asegura Looney.
España se une al acuerdo sobre Galileo a cambio de tener un centro de control
FUENTE: elmundo.es
España se sumó este viernes al acuerdo alcanzado horas antes por los otros 26 estados miembros de la Unión Europea sobre la organización del futuro sistema de navegación por satélite Galileo, tras recibir garantías de que contará con un centro de control en su territorio.
Las negociaciones fueron reabiertas por sorpresa tras haber quedado cerradas la pasada madrugada con la oposición del Gobierno de José Luis Rodríguez Zapatero.
Para convencer a la delegación española se incorporó al texto una aclaración según la cual el centro de control español trabajará “en red” con los otros dos previstos, en Alemania e Italia, según explicó el comisario europeo de Transportes, Jacques Barrot.
El comisario recordó que los Veintisiete están de acuerdo en que España pueda elevar la cualificación técnica del centro denominado ‘safety-of-life’ que se establecerá en Madrid, dedicado a tareas de seguridad y salvamento, para convertirlo a partir de 2013 en un centro de control equiparable a los ya instalados.
Pero España continuaba con “algunas inquietudes”, según Barrot, y por eso se precisó que el centro trabajará “en red” una vez que adquiera la cualificación para subir de categoría.
En cualquier caso, los Veintisiete precisaron que la creación de un tercer centro de control para la futura red de satélites no tendrá coste alguno para el presupuesto comunitario, lo que implica que España tendrá que habilitar los fondos para ese cambio de categoría.
Tanto Barrot como el ministro portugués de Obras Públicas, Mario Lino, mostraron “gran satisfacción” por haber conseguido finalmente el apoyo de todos los estados miembros para el plan industrial de Galileo, que costará 3.400 millones de euros.
El «cerebro» de la Estación Espacial
FUENTE: abc.es
Cristóbal Colón parte el próximo jueves de Cabo Cañaveral (Florida), a las 21.31 horas GMT -las diez y media de la noche en España-, rumbo al espacio exterior. A bordo de un transbordador Atlantis de la NASA, Christophe Columbus, el módulo laboratorio diseñado y construido por la Agencia Espacial Europea -lo bautizó así en 1992, coincidiendo con el V centenario del descubrimiento del Nuevo Mundo por el Gran Almirante de Castilla-, despegará de la Tierra en el Centro Espacial Kennedy para ser acoplado a la Estación Espacial Internacional (ISS).
Al menos así está previsto. Aunque, como las siempre escurridizas nubes pueden interferir el lanzamiento a última hora, la NASA contempla una «ventana» de diez minutos diarios, desde el día 6 hasta el 13 de diciembre, para la salida del último transbordador del año en la misión que responde a las siglas STS-122.
Una misión de once días
La tripulación del Atlantis estará integrada por siete astronautas, cinco de ellos estadounidenses y los dos restantes, europeos: el francés Léopold Eyharts, y el alemán Hans Schlegel. La misión deberá durar once días, siete de los cuales estarán dedicados al ensamblaje, instalación, comprobación y puesta en marcha del laboratorio Columbus. Los trabajos se desarrollarán en al menos tres salidas extravehiculares -paseos espaciales-, y una cuarta para la inspección y reparación de una de las tres antenas solares de la Estación Espacial.
El Columbus es una de las «joyas» de la Agencia Espacial Europea (ESA) -la otra será el Vehículo de Transferencia Automatizado (ATV), el «autobús» robotizado que, con el nombre de Julio Verne, debe entrar en servicio en 2008-. Parte de un proyecto alumbrado en 1985, que después de numerosos avatares, cambios de planes, recortes de presupuesto e incluso inyecciones suplementarias de fondos -el coste final roza los 1.350 millones de euros-, y tras veintidós años de andadura, ha desembocado en el más moderno y completo laboratorio espacial diseñado jamás.
Conocido en la jerga científica como Columbus Orbital Facility COF), el laboratorio es, a simple vista, un gran cilindro de 6,871 metros de longitud por 4,447 de diámetro máximo, con una capacidad de 75 metros cúbicos, 25 de los cuales están habilitados para contener el sofisticado equipo científico y experimental que la ESA pondrá en órbita.
La octava pieza del puzle
En esencia, el Columbus, la octava gran pieza en el puzle de la ISS, aportará a la Estación Espacial un potencial científico descomunal. Será su cerebro. Cuenta con diez «racks» -bahías, o puertos- que albergan otros tantos laboratorios. Cuatro de ellos, en la proa; otros tantos, en la popa, y los dos restantes, en el «techo» del habitáculo.
Entre sus principales unidades de investigación figuran el Laboratorio de Fluidos (FLS), el Módulo Europeo de Fisiología (EPM), el Biolab (laboratorio de Biología), el Laboratorio Tecnológico (EUTEF) y el Observatorio de Monitorización Solar (SMO), que estará instalado en el exterior del cilindro.
En su conjunto, el Columbus soportará una carga de trabajo media de quinientos experimentos de investigación al año durante la década en que está estimada su vida útil, aunque este tipo de ingenios espaciales suelen durar mucho más de lo estipulado a causa de las garantías y márgenes con que son diseñados y construidos.
Los estudios a desarrollar abarcan desde los efectos de la microgravedad sobre todo tipo de organismos vivos, cultivos, materiales e ingenios electromecánicos, hasta el comportamiento en el espacio de la mecánica de fluidos, o todos y cada uno de los fenómenos relacionados con el Sol. Biotecnología, medicina, estudios medioambientales, bioquímica, astrofísica, botánica, cristalografía, nuevos materiales… la panoplia de campos de investigación que abarcará el Columbus es casi infinita.
Esta poderosa herramienta científica no necesitará aumentar la presencia permanente de astronautas-investigadores en la Estación Espacial, ya que el Columbus está diseñado como tele-laboratorio, de forma que la mayor parte de los experimentos puedan llevarse a cabo desde la Tierra.
Sistemas de seguridad
El cerebro europeo de la ISS no está diseñado sólo como laboratorio, sino que puede servir, en caso necesario, como módulo habitable temporal para los ocupantes de la Estación Espacial. Para ello, reúne todos los dispositivos de seguridad exigibles, incluido un blindaje contra micro-meteoritos que le protege de los posibles impactos. Su sistema de control térmico, activo y pasivo, equilibra las temperaturas a las que estará expuesto el laboratorio respecto a su posición con el Sol. Sus sistemas eléctricos y electrónicos han sido probados en límites desconocidos hasta ahora, con el fin de asegurar su funcionamiento en las condiciones más extremas. Su independencia, tanto en suministro eléctrico como de oxígeno, del resto de la ISS está también garantizada. La Agencia Europea asegura que el Columbus es, en sí mismo, una mini Estación Espacial.
El centro de control principal para este laboratorio orbital europeo estará instalado en los alrededores de Múnich. Permanecerá estrechamente comunicado con los centros de seguimiento estadounidense, en Houston, y ruso, a las afueras de Moscú; así como al centro de control de los futuros transbordadores ATV, en Toulousse.
Contribución española
En el proyecto y su financiación han colaborado, en mayor o menor grado, los diecisiete países integrados en la Agencia Espacial Europea. En el caso de España, la contribución financiera ronda el 5 por ciento del total presupuestado. En cuanto al número de proyectos de investigación en marcha en nuestro país, aspirantes a ser desarrollados en los laboratorios del Columbus, se cuentan más de medio centenar. En este sentido, los filtros que deben superar los proyectos aspirantes en cuanto a originalidad, valor científico y aplicaciones prácticas, van a hacer muy difícil su admisión en la agenda investigadora del laboratorio espacial.
Los próximos laboratorios científicos a acoplar a la ISS serán el japonés Kibo, que requerirá de tres misiones del Atlantis a partir de la primavera de 2008, y el laboratorio estadounidense Destiny, que será instalado en 2010, coincidiendo con la fecha prevista para la «jubilación» de los transbordadores Atlantis.