“Mucho antes de lo que algunos creen”

Por primera vez en un embrión vivo, investigadores de Argentina y Singapur lograron hacer un seguimiento de los cambios que le ocurren a nivel molecular. Demostraron que sus células comienzan a ser diferentes muy tempranamente y predijeron el destino futuro de las mismas. El trabajo, efectuado con ratones, se publicó en la prestigiosa revista Cell y aporta a un largo debate científico.

Imagen de un embrión obtenida a partir de una técnica avanzada de microscopía de fluorescencia. En verde se marcan el núcleo y la membrana de las celulas que componen el embrión. Cortesía Valeria Levi.

Cuando un espermatozoide fecunda a un óvulo, la célula resultante -el cigoto- comienza a dividirse dando lugar a un embrión de dos células -hijas del cigoto-, que a su vez se dividirán para dar lugar a un embrión de cuatro células, que luego serán ocho, después 16, más tarde 32, y así seguirá creciendo.

Aunque esta sincronía en la duplicación se va perdiendo paulatinamente. Porque, a medida que el embrión crece, sus células se van diferenciando. Cada vez son más distintas entre sí y sus tiempos de división difieren.

El proceso de diferenciación celular es el que posibilita que esas primeras células embrionarias finalmente den lugar a los diferentes órganos y tejidos del cuerpo.

Numerosos grupos de investigación de todo el mundo están abocados desde hace décadas a estudiar este fenómeno, cuya comprensión permitiría importantes avances en varios campos de la salud como, por ejemplo, el de la fertilización in vitro o el de la medicina regenerativa.

Las investigaciones están dirigidas a determinar en qué momento del desarrollo embrionario las células empiezan a ser diferentes entre sí, y de qué manera este proceso va determinando el destino que tendrán las células hijas (por ejemplo, si formarán parte del feto o de la placenta).

Para responder a estas preguntas, hasta el momento la comunidad científica se debate entre dos modelos. Por un lado, quienes creen que la diferenciación -y por lo tanto el destino- de las células del embrión de los mamíferos es impredecible hasta el momento en que se produce la división de 16 a 32. Por otro lado, quienes postulan que este proceso comenzaría mucho antes. Que aunque en el embrión temprano las células se ven morfológicamente idénticas, en su interior estarían produciéndose cambios moleculares que determinarían su destino.

El problema es que ambas hipótesis están sostenidas por investigaciones efectuadas en embriones cuyo crecimiento debió ser detenido al momento del estudio. En otras palabras, hasta el momento se sacaron conclusiones a partir de “fotos” de las diferentes etapas del desarrollo embrionario.

Ahora, se consiguió hacer una “película” que muestra lo que le ocurre a cada una de las células embrionarias a nivel molecular, desde la división inicial del cigoto hasta que el embrión posee 16 células. Para ello, era necesario mantener vivo al embrión mientras se estudia lo que ocurre en el interior de sus células.

El logro pertenece a un equipo de científicos de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA (Exactas UBA) y del Instituto de Biología Molecular y Celular de Singapur.

“Pudimos determinar que cuando el embrión tiene solamente cuatro células ya existen diferencias entre ellas”, revela Valeria Levi, investigadora del CONICET en el Instituto de Química Biológica de Exactas UBA. “También pudimos establecer el destino de cada una de esas cuatro células en etapas posteriores de la diferenciación celular”, afirma la científica, repatriada en el año 2006 mediante el Programa RAICES.

El estudio fue realizado con embriones de ratón (que son muy parecidos a los humanos) y los resultados se publicaron en la prestigiosa revista científica Cell.

Molécula clave

Las investigaciones sobre el proceso de diferenciación celular demuestran que en las primeras etapas del desarrollo embrionario hay ciertas proteínas involucradas. Son moléculas que se unen al ADN y regulan la expresión de algunos genes. Es decir, definen si un determinado gen se activará o no.

Valeria Levi. Foto: Archivo Exactas Comunicación.

Valeria Levi. Foto: Archivo Exactas Comunicación.

Desde hace poco más de una década, se sabe que una de esas proteínas, denominada Sox2, influye en el destino de la célula embrionaria. Pero lo que hasta ahora no se había podido establecer es en qué momento del desarrollo del embrión comienza a ejercer su influencia.

Para averiguarlo, era necesario usar una metodología que permitiera estudiar cómo se mueve dicha molécula dentro del núcleo celular. En consecuencia, había que mantener vivo al embrión.

“Mediante una técnica avanzada de microscopía de fluorescencia pudimos determinar in vivo si Sox2 se une efectivamente al ADN”, explica Levi, y detalla: “Cuando el embrión tiene dos células, no detectamos diferencias entre ellas en cuanto a la cantidad de Sox2 que se une al ADN. Pero descubrimos que cuando el embrión tiene cuatro células hay dos de ellas que tienen más Sox2 unido al ADN”.

La técnica utilizada permitió continuar este análisis durante etapas posteriores del desarrollo embrionario y, así, determinar el destino de las hijas de esas células: “Cuando hicimos un seguimiento de la progenie de las dos células que habían unido más Sox2 al ADN, vimos que, cuando el embrión tiene 16 células, éstas se sitúan en el lugar que dará origen al feto”, señala.

Además de Levi, el trabajo publicado en Cell lleva la firma de Juan Angiolini, Yanina Álvarez, Esteban Mocskos y Luciana Bruno, todos de Exactas UBA. Y de Melanie White, Gurpreet Kaur, Ziqing Zhao, Stephanie Bissiere y Nicolas Plachta, del Instituto de Biología Molecular y Celular de Singapur.

“Creo que gran parte de este logro se debe a la diferente formación de quienes participaron. Porque los autores provienen de la Biología, la Física, la Química y la Computación”, resalta Levi.

Hormigas iluminadas

Uno de los aspectos más originales del trabajo es la metodología empleada, que es lo que posibilitó mantener vivos a los embriones durante su estudio.

Es una técnica de microscopía denominada “espectroscopía de correlación de fluorescencia” la cual, mediante un láser, puede iluminar una porción infinitesimal de una célula y, en ese volumen mínimo, revelar la presencia de una sustancia fluorescente.

En este caso, el laser fue dirigido a un sector del núcleo –que es donde está el ADN- y dado que Sox2 no es fluorescente, se lo unió químicamente a una molécula llamada GFP, que sí tiene la capacidad de fluorescer.

De esta manera, cada vez que el complejo Sox2–GFP atraviesa el volumen iluminado por el láser, el dispositivo emite un pulso, cuya duración está directamente relacionada con el tiempo que Sox2-GFP permanece en la zona alumbrada por el haz de luz.

Así, los investigadores pueden medir si Sox2 se une al ADN. Porque, en ese caso, permanecerá más tiempo en un lugar.

Valeria Levi hace una analogía para explicar el experimento: Imaginemos una pared (el núcleo celular) por la que caminan hormigas (Sox2-GFP) en una habitación completamente a oscuras. Si iluminamos la pared con una linterna (el láser), solo veremos las hormigas que caminan por el círculo iluminado, por donde “aparecerán y desaparecerán”, moviéndose a una determinada velocidad. Pero imaginemos ahora que en el área iluminada ponemos azúcar (ADN), es probable que ahora las hormigas permanezcan más tiempo en ese lugar.

Fuente: nexciencia.exactas.uba.ar

“El día Mundial de la Salud en la Facultad de Medicina UBA”

Durante toda la jornada del día 7 de abril, la Escuela de Podología UBA en el marco del día mundial de la salud realiza pedigrafías y podoscopías al público en general de forma gratuita. Los estudios se realizan sobre la calle Paraguay 2155 (Facultad de Ciencias Médicas) por personal docente de Podología UBA coordinados por el Director de la Escuela Prof. Pdgo. Eduardo Cagnacci.

Nuestros profesionales también asesoran y aconsejan sobre el cuidado de los pies, pie diabético y otras patologías. Al público se le ofrece un folleto con consejos útiles para el cuidado diario de nuestros pies.

También se instalará un puesto sanitario donde se realizarán toma de factores de riesgo cardiovascular y toma de glucemia, y se brindará información sobre prevención de riesgo cardiovascular, Cáncer y adicciones.

Por su parte la Secretaría de Extensión Universitaria realizará la actividad “La Facultad sale a la calle” en la puerta de esta institución, calle Paraguay 2155 donde se encontrarán puestos de:

– Donación de sangre.
– UBA con Vida: carpa de salud.
– Detección de factores de riesgo cardiovascular para toda la comunidad: medición de glucemia, peso, talla, IMC, tensión arterial, perímetro de Cintura, Colesterolemia.
Escuela de podología: pedigrafías y podoscopías.
– A moverse para prevenir: sal de la cama.
– Feria de productores agroecológicos.
– Stand SEDRONAR: abordaje de adicciones.
– Stands de los Centros de Estudiantes.
– Actividades de lucha y prevención de Cáncer.

“Un gol de media cancha”

Matemático argentino compite en la élite mundial

La elaboración del fixture de la liga de fútbol de Chile en base a técnicas matemáticas y computacionales llegó a la final del “Premio Franz Edelman” considerado como el “Nobel” en investigación operativa. La iniciativa fue desarrollada por el investigador argentino Guillermo Durán junto con un grupo de ingenieros de la Universidad de Chile. La competencia se definirá durante un encuentro que tendrá lugar en el mes de abril en Estados Unidos.

Este partido se empezó a jugar a fines de 2004 en Santiago de Chile cuando la Asociación Nacional de Fútbol Profesional (ANFP) convocó a un equipo del Departamento de Ingeniería Industrial de la Universidad de Chile para que desarrollara, mediante técnicas de investigación operativa, el calendario del torneo de primera división de ese país. “Para esa época, habíamos organizado una conferencia internacional de la que participó George Nemhauser, uno de los encargados de programar la liga de béisbol de Estados Unidos mediante este tipo de técnicas de ‘sports schedulling’. El diario El Mercurio le hizo una entrevista, la gente de la ANFP la leyó y nos llamó para ver si podíamos hacer lo mismo con el fixture del fútbol”, relata el matemático argentino Guillermo Durán, uno de los jefes del proyecto, quien además es director del Instituto de Cálculo y profesor de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA.

El primer campeonato programado con esta técnica fue el Apertura 2005. Los resultados dejaron tan satisfechos a los dirigentes que en 2007 se incorporó a la segunda división, luego a la tercera y finalmente a las ligas juveniles. “Hoy programamos todo el fútbol de Chile”, afirma, orgulloso, Durán. Ahora, luego de once años consecutivos, el trabajo ha sido seleccionado entre un selecto grupo de finalistas que competirán por recibir el Premio Franz Edelman 2016 considerado, a nivel internacional, como el Nobel en el ámbito de la investigación operativa.

El premio Edelman nació en 1972. Desde 1995 la competencia es organizada por el Institute for Operations Research and the Management Sciencies (INFORMS). Para tener una idea cabal acerca de la trascendencia de este galardón basta enumerar algunas de las empresas y organizaciones que lo obtuvieron en los últimos años: American Airlines, IBM, AT&T, Hewlett Packard, Motorola, General Motors y el Centro para el Control de Enfermedades de los Estados Unidos, entre otros.

“La competencia se hace todos los años -explica Durán-. Se presentan alrededor de treinta postulaciones. Hay un jurado designado por INFORMS que las evalúa y hace un primer corte. A los doce equipos que quedan, dos o tres miembros del jurado los entrevistan por Skype. Y, a partir de allí, se definen los finalistas. Esos seis equipos viajan, en este caso a Orlando, donde se va a elegir al ganador”.

Jugada de laboratorio

La investigación operativa, suele ser definida como una rama de la ingeniería que consiste en el uso de modelos computacionales avanzados, estadísticas y algoritmos, con el propósito de apoyar procesos de toma de decisiones. “Yo diría que es la aplicación de técnicas de programación matemática para mejorar la toma de decisiones en una organización, sea una empresa o una dependencia del Estado. Cuando digo ‘programación matemática’ es porque vos tenés la modelización del problema mediante técnicas matemáticas y después la programación de ese modelo para que un software pueda resolverlo”, explica Durán intentando ser lo más claro posible.

"La programación tiene un efecto concreto sobre los resultados deportivos y las decisiones institucionales”, asegura Durán.

“La programación tiene un efecto concreto sobre los resultados deportivos y las decisiones institucionales”, asegura Durán.

Este equipo del Departamento de Ingeniería Industrial de la Universidad de Chile ya realizó convenios para acercar este tipo de herramientas a la industria forestal, la industria minera y la acuicultura, es decir, tres de los sectores económicos más importantes del país trasandino.

Ahora bien, ¿qué tipo de soluciones concretas le puede aportar la investigación operativa al fútbol?

“Cuando se contactan con nosotros en al año 2004, Chile organizaba sus torneos como lo hace Argentina hoy, con una plantilla preestablecida a la cual se le sortean los equipos a los numeritos y se establece una secuencia por la cual si un equipo juega primero contra Tigre y después contra Estudiantes, todo el resto juega en ese orden: primero contra Tigre y después contra Estudiantes. Es una plantilla prearmada, que es muy fácil, pero que tiene como problema su escasa potencialidad. Cuando le empezás a pedir a la programación cosas que cualquier fixture razonable debería tener, esa plantilla no te lo cumple”, afirma Durán.

Y partir de allí, comienzan a desgranarse los ejemplos: durante el repechaje para la Copa Libertadores 2016, Racing tuvo que jugar el miércoles 3 de febrero en México y el domingo siguiente fue visitante de Atlético Tucumán. “Nosotros en Chile no permitimos que haya situaciones así. Si Colo Colo tiene que enfrentar a un equipo venezolano un jueves, el domingo juega en Santiago, no en Calama”; en el campeonato actual de primera división Newell´s tuvo que jugar 3 de las primeras cuatro fechas de visitante, incluido el clásico con Rosario Central y con Boca en la Bombonera. “El resultado es que se quedó sin técnico. Es decir que la programación tiene un efecto concreto sobre los resultados deportivos y las decisiones institucionales”.

Esos efectos incluso se pueden extender hacia la propia salud de los jugadores. “Hace unos 10 años en River jugaba ‘Lucho’ Figueroa, que, además, era delantero de la selección nacional. Figueroa se rompe los ligamentos cruzados de la rodilla jugando en una cancha de River en pésimo estado porque días antes había sido usada para un recital. En Chile, muchas veces la Católica alquila su estadio para recitales. En esas ocasiones el equipo juega de visitante. Entonces, cuando me preguntan: ¿Qué impacto económico tiene lo que vos hacés? Yo digo: ¿Cuánto vale la rodilla de ‘Lucho’ Figueroa? Se le cortó la carrera a un jugador que valía 10 millones de dólares y todo se podría haber evitado mejorando la programación. Este tipo de cosas son las que nosotros tenemos en cuenta”, precisa Durán.

Desde año 2005 el grupo de académicos que encabeza Durán, ha programado más de 50 diferentes torneos mediante este tipo de técnicas, en lo que constituye el proyecto más trascendente a nivel mundial en el área de “sports schedulling”. De esta manera se ha logrado darle a los torneos mayor transparencia y justicia y se obtuvieron importantes ahorros en viajes para los clubes.

El ejemplo ha sido tan beneficioso que el actual fixture de las eliminatorias sudamericanas para el mundial de Rusia 2018, que se está disputando actualmente, fue realizado por este mismo equipo utilizando las técnicas de la investigación operativa.

De local

Como le pasó a tantos investigadores durante la crisis de principios de este siglo, Guillermo Durán se vio obligado a buscar nuevos horizontes que le permitieran vivir dignamente trabajando como científico. En su caso el viaje no fue tan largo ya que le alcanzó con cruzar la cordillera para sumarse, en 2003, a este grupo del Departamento de Ingeniería Industrial de la Universidad de Chile.

A fines de 2011, Durán es designado director del renombrado Instituto de Cálculo de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA. A partir de allí, el volumen de trabajo que implicaba su nueva tarea le impidió seguir viajando todas las semanas a Santiago. “De todas maneras sigo yendo un par de días todos los meses para trabajar en los proyectos que se generan. Además, tengo tesistas y sigo siendo profesor”, detalla.

Pero, el objetivo central de Durán fue replicar la experiencia chilena en Argentina. Así formó un grupo de trabajo con el cual pudieron concretar diversos proyectos en los últimos años. En el ámbito deportivo consiguieron programar el fixture de la Liga Nacional de Vóley, primero, y de la Liga Nacional de Básquet después. Y, más allá del deporte, también utilizaron estas técnicas para desarrollar proyectos de gestión en municipios: como simulación de tránsito en La Matanza y recolección de residuos en Morón, Bariloche, Salta y Tucumán; también en licitaciones para la Ciudad de Buenos Aires. “Además, el año pasado, con el apoyo de colegas de Chile avanzamos en una iniciativa relacionada con la seguridad del aeropuerto de Ezeiza”, enumera Durán.

Palpitando la final

El lunes 11 de abril, en Orlando, Florida, tendrá lugar la ceremonia en la que se dará a conocer el nombre del ganador del Premio Franz Edelman 2016. Allí, cada uno de los finalistas deberá realizar una exposición de 40 minutos para intentar convencer al jurado de que su trabajo es el mejor. En esa instancia, el equipo argentino-chileno, deberá competir con verdaderos pesos pesados como el Comando de Comunicaciones de la Armada de los Estados Unidos, el Banco New York Mellon, la transportadora de paquetes UPS, el Departamento de Policía de New York y la empresa de marketing digital 360i. No hace falta ser un genio en matemática para darse cuenta de que las probabilidades de triunfo no acompañan al equipo sudamericano.

Desde año 2005 el grupo de académicos que encabeza Durán, ha programado más de 50 diferentes torneos mediante técnicas técnicas de investigación operativa.

Desde año 2005 el grupo de académicos que encabeza Durán, ha programado más de 50 diferentes torneos mediante técnicas técnicas de investigación operativa.

Durán, amante del fútbol y fanático hincha de San Lorenzo, duda cuando se le pregunta si ganar esta final es un compromiso más difícil que el que le tocó al equipo de Boedo cuando en diciembre de 2014 tuvo que enfrentar al imbatible Real Madrid en el mundial de clubes. “No sé, a mi se me ocurrió la siguiente analogía boxística: es como si un retador argentino le fuera a disputar la corona del mundo a un campeón estadounidense, en Estados Unidos, con arbitro y jurados todos estadounidenses. O le gana porknock out, o no le gana”, se ríe.

Más allá del humor, Durán y su equipo consideran un verdadero logro haber alcanzado esta nominación, con todas las consecuencias positivas que implica. “Nosotros ya nos sentimos satisfechos por haber llegado a la final, lo que venga después es pura yapa. Nuestro objetivo está cumplido con estar ahí, con poder difundir lo que es la investigación operativa y demostrar que en Latinoamérica se hace ciencia de un nivel razonable. Todo eso y la visibilidad que nos va a dar compartir la final con esos cinco ‘monstruos’ de alguna forma nos dice que ya ganamos”, asegura. Y advierte: “pero ojo, los partidos hay que jugarlos y nuestro objetivo es hacer la mejor presentación posible. Después, el jurado definirá”. No hay dudas, más allá del resultado, este equipo está dispuesto a dejar todo en la cancha.

“Fuente: nexciencia.exactas.uba.ar”