Sacarina como tratamiento para el cáncer

Una forma de sacarina, un edulcorante artificial, podría conducir al desarrollo de fármacos para tratar cánceres agresivos.

La sacarina, que es el ingrediente principal en muchos edulcorantes, podría hacer mucho más que endulzar sin calorías. Según una nueva investigación, ese popular sustituto del azúcar potencialmente podría conducir al desarrollo de fármacos capaces de combatir cánceres agresivos y difíciles de tratar, con menos efectos secundarios.

Crédito de la imagen: Doug Dollemore, American Chemical Society

“Nunca deja de sorprenderme cómo una molécula simple, como la sacarina – algo que muchas personas ponen en su café todos los días – puede tener usos sin explotar, incluso como un posible compuesto de avanzada para tratar cánceres agresivos”, dice el Dr. Robert McKenna, de la Universidad de Florida. “Este resultado abre la posibilidad de desarrollar un nuevo medicamento contra el cáncer que se deriva de un condimento común, que podría tener un impacto duradero en el tratamiento de varios tipos de cáncer”

El nuevo trabajo examina cómo la sacarina se une a la anhidrasa carbónica IX y la desactiva. Se trata de una proteína que se encuentra en algunos tipos muy agresivos de cáncer. Es uno de los muchos factores que estimulan el crecimiento y la propagación de algunos tipos de cáncer como los de mama, pulmón, hígado, riñón, páncreas y cerebro. La anhidrasa carbónica IX ayuda a regular el pH en las células cancerosas, lo que permite que los tumores crezcan y potencialmente se propaguen a otras partes del cuerpo. Debido a este hallazgo, los investigadores podrían desarrollar fármacos candidatos a base de sacarina, que podrían desacelerar el crecimiento de esos cánceres, y potencialmente hacerlos menos resistentes a la quimioterapia o a la radiación.

A excepción del tracto gastrointestinal, la anhidrasa carbónica IX normalmente no se encuentra en las células humanas sanas. Según McKenna, esto hace que sea un objetivo prioritario para medicamentos contra el cáncer, que causarían efectos secundarios mínimos en los tejidos sanos que rodean al tumor.

Por desgracia, la anhidrasa carbónica IX es similar a otras proteínas de anhidrasa carbónica que nuestro cuerpo necesita para funcionar correctamente. Hasta ahora, la búsqueda de una sustancia que bloquee la anhidrasa carbónica IX sin afectar a los otros tipos ha sido difícil de alcanzar. Y ahí es donde la sacarina – que irónicamente, alguna vez fue considerada una sustancia carcinógena – entra en acción.

En trabajos anteriores, los científicos de un grupo liderado por el Dr. Claudiu T. Supuran, de la Universidad de Florencia, Italia, descubrieron que la sacarina inhibe la acción de la anhidrasa carbónica IX, pero no los otras 14 proteínas de la anhidrasa carbónica que son vitales para nuestra supervivencia. Sobre la base de ese hallazgo, un equipo dirigido por la Dra. Sally-Ann Poulsen, de la Universidad de Griffith, Australia, creó un compuesto en el que una molécula de glucosa se une químicamente a la sacarina. Este pequeño cambio tuvo grandes efectos. No sólo redujo la cantidad de sacarina necesaria para inhibir la anhidrasa carbónica IX, sino que el compuesto resultó tener 1000 veces más probabilidades de unirse a la enzima que la sacarina.

Utilizando cristalografía de rayos X, McKenna y sus estudiantes Jenna Driscoll y Brian Mahon fueron más allá, encontraron la forma en que la sacarina se une a la anhidrasa carbónica IX, y cómo se puede manipular para mejorar la unión y reforzar su potencial de tratamiento contra el cáncer.

Actualmente el equipo de McKenna está probando los efectos de los compuestos de sacarina, o basados en sacarina, en células de cáncer de mama y de hígado. Si tiene éxito, los experimentos podrían conducir a estudios con animales.

Fuente: Newswise

¡Comparte!

Primer espectro de un exoplaneta realizado en el rango visible de la luz

Utilizando el instrumento HARPS, el cazador de planetas instalado en el Observatorio La Silla de ESO (en Chile), los astrónomos han hecho la primera detección directa del espectro de luz visible reflejada de un exoplaneta. Estas observaciones también revelaron nuevas propiedades de este objeto famoso, el primer exoplaneta descubierto alrededor de una estrella normal: 51 Pegasi b. El resultado promete un futuro emocionante para esta técnica, sobre todo por el advenimiento de la próxima generación de instrumentos como ESPRESSO, en el VLT, y de futuros telescopios como el E-ELT.

Esta ilustración muestra al exoplaneta de tipo Júpiter caliente 51 Pegasi b, que orbita una estrella a 50 años luz de la Tierra, en la constelación septentrional de Pegaso (el caballo alado). Este fue el primer exoplaneta descubierto alrededor de una estrella normal (la detección se hizo en 1995). Veinte años más tarde, este objeto fue también el primer exoplaneta detectado directamente en luz visible. Crédito: ESO/M. Kornmesser/Nick Risinger (skysurvey.org)

El exoplaneta 51 Pegasi b [1] se encuentra a unos 50 años luz de la Tierra, en la constelación de Pegaso. Fue descubierto en 1995 y siempre será recordado como el primer exoplaneta confirmado orbitando una estrella ordinaria como el Sol [2]. También es considerado el arquetipo de Júpiter caliente, un tipo de planetas que ahora se sabe que son relativamente comunes, similares a Júpiter en tamaño y masa, pero que orbitan mucho más cerca de su estrella madre.

Desde este descubrimiento que hizo historia se han confirmado más de 1.900 exoplanetas en 1.200 sistemas planetarios, pero, en el año del vigésimo aniversario de su descubrimiento, 51 Pegasi b vuelve a escena una vez más para proporcionar otro avance en el estudio de los exoplanetas.

El equipo que hizo esta nueva detección fue dirigido por Jorge Martins, del Instituto de Astrofísica y Ciencias del Espacio (IA) y la Universidad de Oporto (Portugal), quien actualmente es estudiante de doctorado en ESO en Chile. Utilizaron el instrumento HARPS, instalado en el Telescopio de 3,6 metros de ESO, en el Observatorio La Silla (Chile).

En la actualidad, el método más utilizado para examinar la atmósfera de un exoplaneta es observar el espectro de la estrella anfitriona a medida que se filtra a través de la atmósfera del planeta durante el tránsito (una técnica conocida como espectroscopía de transmisión). Un enfoque alternativo es observar el sistema cuando la estrella pasa por delante del planeta, lo que principalmente ofrece información sobre la temperatura de los exoplanetas.

La nueva técnica no depende de encontrar un tránsito planetario, por lo que potencialmente podría usarse para el estudio de muchos más exoplanetas. Permite detectar el espectro planetario directamente en luz visible, lo que significa que se pueden deducir diferentes características del planeta que son inaccesibles para otras técnicas.

El espectro de la estrella anfitriona se utiliza como una plantilla para guiar la búsqueda de una firma similar de luz que se espera se refleje en el planeta a medida que describe su órbita. Es una tarea sumamente difícil ya que los planetas son increíblemente débiles en comparación con sus deslumbrantes estrellas anfitrionas.

También es común que la señal del planeta pueda verse saturada por otros pequeños efectos y fuentes de ruido [3]. Ante tal adversidad, el éxito de la técnica cuando se aplica a los datos de 51 Pegasi b recogidos por HARPS, proporciona una valiosísima prueba de concepto.

Jorge Martins explica: “este tipo de técnica de detección es de gran importancia científica, ya que permite medir la masa y la inclinación real de la órbita del planeta, esenciales para entender mejor todo el sistema. También nos permite estimar la reflectancia del planeta (o albedo), que puede utilizarse para inferir la composición tanto de la superficie como de la atmósfera del planeta”.

Se ha descubierto que 51 Pegasi b tiene una masa de alrededor de la mitad de la de Júpiter y una órbita con una inclinación de cerca de nueve grados en dirección a la Tierra [4]. El planeta también parece ser más grande que Júpiter en diámetro y altamente reflectante. Estas son características típicas de un Júpiter caliente que está muy cerca de su estrella anfitriona y, por tanto, expuesto a su intensa luz.

HARPS ha sido esencial para el trabajo de este equipo, pero el hecho de que el resultado se obtuviese usando el Telescopio de 3,6 metros de ESO, que tiene un rango limitado de aplicación con esta técnica, es una noticia emocionante para los astrónomos. Los equipos de este tipo ya existentes van a ser superados por instrumentos mucho más avanzados instalados en telescopios más grandes, como el VLT (Very Large Telescope) y el futuro E-ELT (European Extremely Large Telescope, Telescopio Europeo Extremadamente Grande) [5], ambos de ESO.

“Ahora esperamos con impaciencia la primera luz del espectrógrafo ESPRESSO, instalado en el VLT, para poder hacer estudios más detallados de este y otros sistemas planetarios,” concluye Nuno Santos (del IA y la Universidad de Oporto), coautor del artículo.

Notas

[1] Tanto 51 Pegasi b como su estrella anfitriona, 51 Pegasi, están entre los objetos disponibles en el concurso público de IAU “NameExoworlds” para proponer nombres con los que bautizarlos.

[2] Anteriormente, se detectaron dos objetos planetarios orbitando en el entorno hostil de un púlsar.

[3] El desafío es similar a tratar de estudiar el tenue brillo reflejado por un diminuto insecto volando alrededor de una luz brillante y distante.

[4] Esto significa que la órbita del planeta está cerca de ser vista de canto desde la Tierra, aunque esto es no suficiente para observar tránsitos.

[5] El instrumento ESPRESSO, instalado en el VLT, y, en el futuro, instrumentos incluso más potentes instalados en telescopios mucho más grandes, como el E-ELT, permitirá un aumento significativo en la capacidad de precisión y captación de luz, ayudando a la detección de exoplanetas más pequeños e incrementando los detalles en los datos sobre planetas similares a 51 Pegasi b.

Fuente: ESO

¡Comparte!

¿El Universo es un holograma?

A primera vista, no hay la menor duda: para nosotros, el universo luce tridimensional. Pero una de las más fecundas teorías de la física teórica de las dos últimas décadas desafía esa asunción. El “principio holográfico” afirma que una descripción matemática del Universo en realidad requiere una dimensión menos de las que percibimos. Lo que percibimos como tridimensional podría ser la imagen de dos procesos dimensionales en un enorme horizonte cósmico.

Crédito de la imagen: Technische Universität Wien

Hasta ahora, este principio sólo se ha estudiado en espacios exóticos con curvatura negativa. Esto es interesante desde un punto de vista teórico, pero este tipo de espacios son muy diferentes al espacio en nuestro propio universo. Los resultados obtenidos por científicos de Technische Universität Wien (TU Wien, Viena) sugieren ahora que el principio holográfico incluso se sostiene en un espacio-tiempo plano.

El Principio Holográfico

Los hologramas son muy conocidos, los vemos a diario en tarjetas de crédito y en billetes. Son bidimensionales, pero aparentan ser tridimensionales. Nuestro universo podría comportarse de manera muy parecida: “En 1997, el físico Juan Maldacena propuso la idea de que existe una correspondencia entre las teorías gravitacionales en espacios curvos anti-de-sitter [1], por un lado, y las teorías cuánticas de campo en espacios con una dimensión menos, por otro lado”, dice Daniel Grumiller (TU Wien).

Los fenómenos gravitacionales se describen en una teoría con tres dimensiones espaciales, mientras que el comportamiento de las partículas cuánticas se calcula en una teoría con sólo dos dimensiones espaciales – y los resultados de ambos cálculos se pueden hacer corresponder. Esa correspondencia es bastante sorprendente. Es como descubrir que las ecuaciones de un libro de texto de astronomía también se pueden usar para reparar un reproductor de CD. Ese método ha demostrado ser muy exitoso. Hasta la fecha se han publicado más de diez mil artículos científicos sobre la “correspondencia AdS-CFT” de Maldacena.

Correspondencia Incluso en espacios planos

Aunque esto es muy importante para la física teórica, no parece tener mucho que ver con nuestro propio universo. Al parecer, no vivimos en un espacio anti-de Sitter. Estos espacios tienen propiedades muy peculiares: Son curvados negativamente y cualquier objeto tirado en una línea recta eventualmente regresa al punto de origen. “Nuestro universo, por el contrario, es bastante plano – y en distancias astronómicas, tiene curvatura positiva”, dice Daniel Grumiller.

Sin embargo, Grumiller ha sospechado durante mucho tiempo que para nuestro universo real también podría ser cierto un principio de correspondencia. Para probar esta hipótesis, se tienen que construir teorías gravitacionales que no requieren espacios anti-de-sitter exóticos, sino un espacio plano. Durante tres años, él y su equipo de TU Wien (Viena) han estado trabajando en eso, en cooperación con las universidades de Edimburgo, Harvard, IISER Pune, MIT y Kyoto.

Los cálculos hechos dos veces, el mismo resultado

“Si la gravedad cuántica en un espacio plano permite una descripción holográfica de una teoría cuántica estándar, entonces debe haber cantidades físicas que se pueden calcular en ambas teorías – y los resultados deben estar de acuerdo”, dice Grumiller. Una característica clave de la mecánica cuántica – el entrelazamiento cuántico – tiene que aparecer en la teoría gravitacional.

Cuando las partículas cuánticas se entrelazan no se pueden describir individualmente. Forman un único objeto cuántico, incluso si se encuentran muy separadas. Existe una medida de la cantidad de entrelazamiento en un sistema cuántico, llamada “entropía de entrelazamiento”. Junto con Arjun Bagchi, Rudranil Basu y Max Riegler, Daniel Grumiller logró demostrar que esa entropía del entrelazamiento tiene el mismo valor en la gravedad cuántica plana y en una teoría cuántica de campo de baja dimensión.

“Este cálculo afirma nuestra suposición de que el principio holográfico también puede realizarse en espacios planos. Es prueba de la validez de esta correspondencia en nuestro universo”, dice Max Riegler (TU Wien). “El hecho de que incluso se puede hablar de información cuántica y de entropía del entrelazamiento en una teoría de la gravedad es sorprendente en sí mismo, y difícilmente habría sido imaginable sólo unos pocos años atrás. Que ahora seamos capaces de utilizar esto como una herramienta para probar la validez del principio holográfico, y que esta prueba salga bien, es bastante notable “, dice Daniel Grumiller.

Esto, sin embargo, todavía no prueba que realmente estamos viviendo en un holograma – pero al parecer hay una evidencia creciente de la validez del principio de correspondencia en nuestro propio universo.

Estudio: Arjun Bagchi, Rudranil Basu, Daniel Grumiller, Max Riegler.Entanglement Entropy in Galilean Conformal Field Theories and Flat Holography. Phys. Rev. Lett. 114, 111602; doi:http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.114.111602

Fuente: Technische Universität Wien

[1] El espacio Anti-de Sitter (AdS) corresponde a una solución a las ecuaciones de Einstein con constante cosmológica negativa, y es una teoría clásica de la gravedad; mientras que la teoría conforme (CFT:Conformal Field Theory) es una teoría cuántica. Esta correspondencia entre una teoría clásica de la gravedad y una cuántica, puede ser el camino hacia la gravedad cuántica.

La correspondencia AdS/CFT fue propuesta originalmente por el físico argentino Juan Maldacena a finales de 1997, y algunas de sus propiedades técnicas pronto fueron clarificadas en un artículo de Edward Witten y otro artículo de Gubser, Klebanov y Polyakov. En cerca de cinco años, el artículo de Maldacena tuvo 3000 citas y se convirtió en uno de los avances conceptuales más evidentes de la física teórica de los años 1990. (Wikipedia.org)