Podcast CB SyR 446: Terapias GLP-1, bacterias fósiles fotosintéticas, panspermia interestelar y energía oscura con DES

Por Francisco R. Villatoro, el 19 enero, 2024. Categoría(s): Astrofísica • Biología • Ciencia • Energía oscura • Física • Medicina • Noticias • Physics • Podcast Coffee Break: Señal y Ruido • Recomendación • Science

He participado en el episodio 446 del podcast Coffee Break: Señal y Ruido [Acast AAcast BiVoox AiVoox BiTunes A y iTunes B], titulado “Ep446: Espacio; Obesidad; Oxigenación; Panspermia; DES», 11 ene 2024. «La tertulia semanal en la que repasamos las últimas noticias de la actualidad científica. En el episodio de hoy: Cara A: Noticias del espacio: Fallo de Peregrin-1 y aplazamientos en Artemisa (5:00). Beneficios de las terapias GLP-1 contra la obesidad (15:00). Cara B: Nuevos fósiles de tilacoides nos dan la evidencia directa más antigua de la fotosíntesis del oxígeno: hace 1750 millones de años (04:00). Implicaciones de la observación de ‘Oumuamua para la posibilidad de panspermia (49:26). DES publica sus resultados a los 5 años con ~1500 supernovas Ia (1:09:30). Señales de los oyentes (1:46:30). Imagen de portada realizada por Héctor Socas con una IA generativa. Todos los comentarios vertidos durante la tertulia representan únicamente la opinión de quien los hace… y a veces ni eso».

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Descargar el episodio 446 cara A en Acast.

Descargar el episodio 446 cara B en Acast.

Como muestra el vídeo participamos por videoconferencia Héctor Socas Navarro @HSocasNavarro (@pCoffeeBreak), Alberto Aparici  @cienciabrujula, Héctor Vives-Arias @DarkSapiens, Sara Robisco Cavite @SaraRC83, Gastón Giribet @GastonGiribet, y Francis Villatoro @emulenews. Por cierto, agradezco a Manu Pombrol @Manupombrol el nuevo diseño de mi fondo para Zoom. Muchas gracias, Manu.

Tras la presentación, Héctor anuncia los beneficios que tendrán los mecenas de nuestra podcast (acceso a ver el Google doc de temas y futuras entrevistas online con los contertulios). Luego nos comenta dos noticias astronáuticas aparecidas en el blog de Daniel Marín. Primero que «Despega con éxito el primer cohete Vulcan de ULA con el módulo lunar Peregrine», Eureka, 08 ene 2024. «Estados Unidos ya tiene un nuevo lanzador orbital comercial operativo aparte del Falcon de SpaceX. El primer cohete Vulcan de la empresa ULA (United Launch Alliance), con dos motores BE-4 de metano de Blue Origin (Jeff Bezos), despegó el lunes 8 de enero de 2024 desde la Estación de la Fuerza Espacial de Cabo Cañaveral (CCSFS) en Florida. La carga principal ha sido el módulo lunar Peregrine de la empresa Astrobotic. Poco después de la separación del módulo lunar, Peregrine experimentó una fuga de propelentes que impidió apuntar el panel solar hacia el Sol y cortó las comunicaciones». Por lo que parece ha habido problemas técnicos con el combustible.

Y segundo, «NASA: la Luna puede esperar (Artemisa II en 2025 y Artemisa III en 2026)», Eureka, 10 ene 2024. «La NASA ha anunciado nuevos retrasos para el Programa Artemisa. Se aplaza la primera misión tripulada, Artemisa II, a no antes de septiembre de 2025, y el primer alunizaje tripulado, Artemisa III con un módulo lunar de SpaceX, a septiembre de 2026. La causa del retraso de Artemisa II no tiene nada que ver con el SLS, sino con la nave Orión, cuyo contratista principal es Lockheed Martin». Hay muchos pequeños problemas técnicos, que hay que revisar y corregir (dado que se pretende enviar humanos a la Luna). «En definitiva, unos retrasos más que esperados, que no serán los últimos. El administrador de la NASA Bill Nelson declaró que China no tiene ninguna posibilidad de adelantar a EEUU. El plan chino es que la primera misión tripulada de alunizaje «tendrá lugar antes del fin de 2030». ¿Tiene Estados Unidos alguna posibilidad de poner un ser humano en la Luna en 2026?»

Me toca comentar que los periodistas y editores de la revista Science publican todos los años el listado de diez noticias más relevantes del año, siempre con cierto sesgo hacia las protagonizadas por estadounidenses. Se destaca un gran avance, el llamado 2023 Breakthrough of the Year: los beneficios para la salud de los fármacos para tratar la obesidad, Jennifer Couzin-Frankel, «Obesity meets its match. Blockbuster weight loss drugs show promise for a wider range of health benefits,» Science 382: 1226-1227 (14 Dec 2023) [https://www.science.org/content/article/breakthrough-of-the-year-2023#section_breakthrough]; resumidas en español en «Los diez avances científicos de 2023 según la revista ‘Science’», Agencia SINC, 14 dic 2023.

En Europa el 50 % de los adultos tiene sobrepeso (en Estados Unidos son el 70 %). La obesidad es un grave problema de salud pública porque potencia la diabetes tipo 2, las enfermedades cardíacas, la artritis, la enfermedad hepática grasa no alcohólica y ciertos tipos de cáncer. Ahora están de moda las terapias basadas en agonistas del receptor del péptido similar al glucagón tipo 1 (GLP-1). Desarrollados para la diabetes, inducen una pérdida de peso significativa, con pocos efectos secundarios. Este año varios ensayos clínicos muestran que reducen los síntomas de insuficiencia cardíaca y el riesgo de ataques cardíacos y accidentes cerebrovasculares. Estos nuevos beneficios de los fármacos GLP-1 hacen que Science los considere el Gran Avance del Año.

El GLP-1 es una hormona que segregan las células (enteroendocrinas) que recubren la pared interior del intestino. Produce un aumento de la insulina y una inhibición de la segregación de glucagón; estas dos hormonas son segregadas por el páncreas para el control del nivel de glucosa en sangre (cuando aumenta la glucosa en sangre, el páncreas segrega insulina que permite que penetre en las células para ser utilizada como fuente de energía, y cuando disminuye la glucosa en sangre, el páncreas segrega glucagón que induce la producción de glucosa). La historia del GLP-1 se inicia a principios de la década de 1980, en el estudio de la diabetes. En la década de 1990, se descubrió que inyectar GLP-1 en el cerebro de ratas hacía que comieran menos. Por ello se cree que el GLP-1 actúa como una hormona de la saciedad. Por ello se propuso el uso de fármacos agonistas

El primer fármaco GLP-1 fue exenatida (Byetta®), aprobado en 2005 para la diabetes tipo 2; Novo Nordisk lanzó liraglutida (Victoza®) en 2009 para la diabetes, pero a finales de 2014, la FDA (Administración de Alimentos y Medicamentos) de EEUU lo aprobó para la obesidad. Pero el gran hito fue en 2020, cuando Novo Nordisk logró que la semaglutida (Ozempic® para la diabetes y Wegovy® para la obesidad) fuera aprobada para el control de peso EEUU. La semaglutida requiere una inyección semanal (en lugar de una o dos veces al día). En el ensayo clínico clave, las personas que lo tomaron perdieron el 15 % de su peso corporal en 16 meses; muchos describen una disminución del deseo implacable y angustioso de seguir comiendo. En 2023 se ha recetado Wegovy u Ozempic al 1.7 % de las personas en EEUU;  el valor de mercado de Novo Nordisk supera al PIB de Dinamarca (su país de origen).

En agosto de 2023 Novo Nordisk anunció el resultado de un ensayo de 17 604 personas obesas con enfermedades cardiovasculares; 8803 tomaron semaglutida, mientras 8801 tomaron un placebo. Se reducía un 20 % el riesgo de sufrir ataques cardíacos y accidentes cerebrovasculares (respecto a quienes tomaban placebo). El estudio se publicó en SELECT Trial Investigators, «Semaglutide and Cardiovascular Outcomes in Obesity without Diabetes,» The New England Journal of Medicine (NEJM) 389: 2221-2232 (14 Dec 2023), doi: https://doi.org/10.1056/NEJMoa2307563; más información divulgativa en Amit Khera, Tiffany M. Powell-Wiley, «SELECTing Treatments for Cardiovascular Disease — Obesity in the Spotlight,» NEJM 389: 2287-2288 (14 Dec 2023), doi: https://doi.org/10.1056/NEJMe2312646. Junto a otros ensayos con menor cohorte, se mostró que los fármacos GLP-1 producen beneficios significativos para la salud más allá de la pérdida de peso.

Las terapias GLP-1 se están ensayando para tratar adicciones a drogas (como el alcohol o el tabaco); parece que reducen el deseo asociado a los placeres (comida, drogas, etc.). También hay ensayos clínicos de su uso para tratar las enfermedades de Alzheimer y Parkinson (combatirían la inflamación cerebral). Pero los avances médicos rara vez son fáciles y el entusiasmo que rodea a los agonistas del GLP-1 está teñido de incertidumbre. Como todos los medicamentos, tiene efectos secundarios (náuseas y otros problemas gastrointestinales llevan a algunos a abandonar el tratamiento). Además, ¿son los agonistas del GLP-1 medicamentos “para siempre” que las personas deben tomar durante toda su vida para preservar el peso? Por ahora, parece que pueden serlo. Un año después de que las personas suspendieran la terapia, recuperaron dos tercios del peso corporal perdido. El problema es el costo de los medicamentos, prohibitivo, más de mil dólares al mes. Por ello se están desarrollando nuevas terapias con múltiples hormonas para adelgazar más, como la tirzepatida de Eli Lilly & Co., aprobado en EEUU en noviembre para bajar de peso, tras un ensayo clínico en el que los sujetos perdieron hasta el 21 % de su peso corporal (SURMOUNT-1 Investigators, «Tirzepatide Once Weekly for the Treatment of Obesity,» NEJM 387: 205-216 (21 Jul 2022), doi: https://doi.org/10.1056/NEJMoa2206038).

Alberto nos hablar de nuevos fósiles de tilacoides nos dan la evidencia directa más antigua de la fotosíntesis del oxígeno, hace 1750 millones de años. La historia del oxígeno en la Tierra es muy compleja. Un hito descubierto alrededor del año 2000 se descubrió la Gran Oxidación, que ocurrió hace entre 2700 y 2000 mil millones de años (Alberto redondea a 2400 millones de años). En la alta atmósfera se acumuló oxígeno en cantidades del orden de un millonésima de la cantidad actual. ¿Quién produjo la Gran Oxidación? Se cree que fueron los ancestros de las cianobacterias actuales. ¿Cuándo apareció la fotosíntesis? Se pueden estudiar el contenido de oxígeno de ciertas rocas, usar microfósiles de bacterias (aunque a veces a dudas sobre si son biomorfos abióticos) y usar métodos genómicos para estimar la evolución de la maquinaria molecular (pero su precisión es muy baja).

Nos cuenta Alberto un nuevo artículo en Nature que explora fósiles de cianobacterias usando métodos ultraestructurales. Los orgánulos celulares que realizan la fotosíntesis son los plástidos (o plastos, o plastidios) que contienen a los llamados tilacoides, unos «saquitos aplastados» que contienen las reacciones químicas captadoras de luz de la fotosíntesis. En el plástido de las plantas los tilacoides forman «granos» (grana, plural de granum), que son como tortitas apiladas unas sobre otras, unidos entre sí por los setromas, que son como hebras que unen estos granos. Las bacterias fósiles solo se pueden caracterizar mediante su morfología, por eso se llaman morfogéneros (que agrupen especies con morfología similar).

El nuevo artículo estudia el morfogénero Navifusa majensis, mediante microscopía electrónica aplicada a cortes (tomografía) de fósiles. Se observan estructuras en forma de capas, o bandas, similares a las que se observarían si fueran tilacoides. El artículo ofrece indicios de que estas estructuras son similares a las tilacoides de las cianobacterias actuales. Pero no  se puede asegurar que las Navifusa sean cianobacterias, aunque se parecen mucho en forma y tamaño. En el artículo se interpretan las imágenes con la presencia de tilacoides en las poblaciones de Navifusa, lo que amplía el registro fósil de su presencia en al menos 1200 millones de años y ofrece una edad mínima para la divergencia de las cianobacterias portadoras de tilacoides en hace unos 1750 millones de años.

Hay una rama de cianobacterias sin tilacoides (que realizan fotosíntesis en superficie de la célula). El artículo considera más parsimonioso (más probable) que hubiera dos ramas evolutivas de cianobacterias, una con tilacoides (que incluiría a las Navifusa) y otras sin tilacoides; pero no se puede descartar que todos los ancestros tuvieran tilacoides y que algunas los perdieran más tarde (aunque esto se considera menos probable). El artículo es Catherine F. Demoulin, Yannick J. Lara, …, Emmanuelle J. Javaux, «Oldest thylakoids in fossil cells directly evidence oxygenic photosynthesis,» Nature (03 Jan 2024), doi: https://doi.org/10.1038/s41586-023-06896-7. Más información divulgativa en Álvaro Bayón, «Descubren la evidencia fósil directa más antigua de organismos fotosintéticos», MUY Interesante, 11 ene 2024.

Héctor anuncia nuestro primer patrocinador: BABBEL, la plataforma para aprender idiomas usando el teléfono móvil. Código de descuento: COFFEEBREAK. Y destaca el toque de humor de este vídeo de YouTube.

Héctor nos habla de un artículo en arXiv sobre las implicaciones de la observación de ‘Oumuamua en la posibilidad de la panspermia. La idea es que los asteroides interestelares podrían ser responsables de la panspermia entre sistemas estelares. Estiman la probabilidad de esta panspermia con una colección de cuentas de servilleta. Se estima que hay un asteroide interestelar por cada unidad astronómica al cubo. También se estima la posible supervivencia de organismos en asteroides interestelares debido al bombardeo de rayos cósmicos (sobre todo de supernovas cercanas a la trayectoria del asteroide interestelar). Todo esto es muy especulativo, pero según Héctor parecen interesantes. El resultado es que la verosimilitud de la hipótesis de la panspermia como origen de la vida en la Tierra es menor de < 10⁻⁵; este resultado apunta a que (como ya sabemos) la vida terrestre no tiene origen panspérmico. Sin embargo, también estiman la probabilidad de la panspermia en planetas habitables de tamaño terrestre en la Galaxia y resulta que hasta ~10⁵ de los ~10⁹ planetas de este tipo estimados en la Galaxia (el cálculo naive es ~10⁴ = 10⁻⁵ × 10⁹). El artículo es David Cao, Peter Plavchan, Michael Summers, «The Implications of ‘Oumuamua on Panspermia,» arXiv:2401.02390 [astro-ph.EP] (04 Jan 2024), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2401.02390.

Me toca contar que DES (Dark Energy Survey) ha publicado sus resultados tras 5 años. Han analizado 1635 (candidatos a) supernovas Ia con desplazamientos al rojo entre 0.10 < z < 1.13 (que han superado ciertos criterios, que incluyen una clasificación mediante una inteligencia artificial entrenada con simulaciones). El nuevo resultado confirma el modelo cosmológico de consenso LCDM, que ajusta casi a la perfección los datos observacionales. Para el modelo LCDM con espacio plano (resultado de la inflación cósmica) el único parámetro que se ajusta es la densidad de materia ΩM, con la energía oscura siendo la constante cosmológica, con ecuación de estado ω = p/ρ = −1, siendo ΩΛ = 1 − ΩM y el espacio plano Ωk = 0. El resultado es ΩM = 0.352 ± 0.017, en excelente acuerdo con el telescopio espacial Planck, ΩM = 0.317 ± 0.008; la diferencia solo tiene 2 sigmas de significación. Combinando DES-SN5YR con Planck y con BAO se obtiene ΩM = 0.315 ± 0.007 (con una incertidumbre muy similar a la de Planck).

Como ocurre con las observaciones del telescopio espacial Planck se logra un mejor ajuste, aunque la mejora es muy ligera, si se tiene en cuenta la curvatura del espacio. Para ello hay que ajustar dos parámetros, siendo los más naturales ΩM y ΩΛ, con lo que la densidad de energía asociada a la curvatura del espacio es Ωk = 1 − ΩM − ΩΛ; de esta forma se estima ΩM = 0.291+0.063−0.065 y ΩΛ = 0.55 ± 0.17, con lo que se obtiene Ωk = 0.16 ± 0.16, una curvatura espacial coherente con un espacio plano. Combinando DES-SN5YR con Planck y con BAO se obtiene Ωk = 0.002+0.004−0.003. Otra opción es ajustar los datos con otros dos parámetros ΩM y ω; de esta forma se estima ΩM = 0.264+0.074−0.096 y ω = −0.80+0.14−0.16. También se puede usar una estimación con tres parámetros (que, a pesar de lo esperable, no mejora la significación estadística respecto a usar solo dos parámetros), en concreto, ΩM, ω0 y ωa, donde la ecuación de estado para la energía oscura cambia con el tiempo linealmente, ω(z) = ω0 + ωa (1−z); el ajuste conduce a ΩM = 0.495+0.033−0.043, ω0 = −0.36+0.36−0.30, y ωa = −8.8+3.7−4.5. Combinando DES-SN5YR, Planck y BAO se obtiene ΩM = 0.325+0.016−0.012, ω0 = −0.73 ± 0.11, y ωa = −1.17+0.55−0.62.

Muchos números (todos acompañados por figuras en el artículo) que aportan poco nuevo. Estas estimaciones con dos y tres parámetros tienen poco interés dada la cobertura limitada de las observaciones de DES, que no pueden competir con las del fondo cósmico de microondas de Planck. Sacarle jugo a dichas estimaciones como punto de partida para futuras teorías más allá del modelo cosmológico de consenso no tiene sentido. Máxime cuando las desviaciones más grandes tienen significaciones inferiores a dos sigmas. Así que, a pesar de que nos gustaría lo contrario, los nuevos resultados de DES tras cinco años ratifican el modelo cosmológico de consenso para 0.10 < z < 1.13, lo que complementa a la perfección los resultados de Planck para z = 1100. Los artículos son DES Collaboration, «The Dark Energy Survey: Cosmology Results With ~1500 New High-redshift Type Ia Supernovae Using The Full 5-year Dataset,» arXiv:2401.02929 [astro-ph.CO] (05 Jan 2024), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2401.02929, y M. Vincenzi, D. Brout, …, N. Weaverdyck, «The Dark Energy Survey Supernova Program: Cosmological Analysis and Systematic Uncertainties,» arXiv:2401.02945 [astro-ph.CO] (05 Jan 2024), doi: https://doi.org/10.48550/arXiv.2401.02945. Más información divulgativa en la nota de prensa de Tracy Marc, «Final supernova results from Dark Energy Survey offer unique insights into the expansion of the universe,» Fermilab News, 08 Jan 2024.

Y pasamos a Señales de los Oyentes. Pedro Vega pregunta: «​Si la gravedad no es una fuerza, sino la deformación del tejido [del] espacio-tiempo, ¿por qué hace falta el gravitón?» Contesto que no hace falta el gravitón. Sabemos cuantizar teorías clásicas por varios métodos. Cuando los aplicamos al electromagnetismo de Maxwell obtenemos el fotón y la electrodinámica cuántica (QED), que es una teoría renormalizable y, por tanto, útil para calcular predicciones. Cuando aplicamos dichos métodos a la gravitación de Einstein (algo que ya se hizo en la década de los 1930) obtenemos el gravitón y una teoría cuántica de la gravitación que no es una teoría renormalizable y, como consecuencia, inútil para realizar predicciones. Siendo una teoría inútil, no se puede afirmar que el gravitón «haga falta» para entender la gravitación. Por supuesto, la teoría de cuerdas predice el gravitón y gracias a él, en el límite clásico, la gravitación de Einstein. La única relevancia del gravitón es su papel en teoría de cuerdas.

Cristina Hernández García pregunta: «¿Además del magnesio se utiliza o funcionaría otro elemento en sistemas de fotosíntesis natural? ¿Cómo afectaría al color de las plantas?» Contesta Alberto que no lo sabe. Recuerda que hay bacterias fotosintéticas de color morado, que en lugar de clorofila tienen pigmentos llamados bacterioclorofilas (que también usan magnesio). Recomiendo leer «Alternative to Magnesium’s Role in Photosynthesis,» World Building Stack Exchange. Pocos estudios astrobiológicos han analizado la idea de sustituir el magnesio por otro metal alcalinotérreo (segunda columna de la tabla periódica), como el berilio o el calcio. El problema es que no se puede reemplazar dicho ión en la molécula de clorofila, pues no funcionaría, sino que hay que diseñar una nueva proteína fotosintética alternativa; esto último es muy difícil, casi imposible. Sin embargo, con cuentas de servilleta se predice que con el berilio las plantas absorberían luz ultravioleta y con el calcio luz infrarroja. Pero son estimaciones muy groseras y poco creíbles.

¡Que disfrutes del podcast!



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