The postdoctoral fellow at the California Academy of Sciences shares her passion for the underappreciated Selenopidae spider family, and speaks to the difficult funding ecosystem that defines research opportunities in academia.
Dr. Crews with rock wallabies during a 2019 specimen collection trip in Queensland, Australia.
The Selenopidae spider family now encompasses over 280 species of spiders, thanks in part to the work of Dr. Crews. Throughout her career she has sought to describe new species of the ‘flatty’ spider family, exploring just about every facet of their biology – from mating behavior to biomechanics.
Your research focuses on so many different aspects of these Selenopidae or ‘flatty’ spiders, what do you like about flatties as opposed to other spiders?
I like them a lot more than other spiders. They don’t build webs. They’re the fastest turning animal on earth. They’re very flat. When I first started working on them, they were considered a small spider family, but I’ve described maybe 75 or 100 species. Meanwhile, other people have been describing them too, and so my guess is there’s probably a whole lot more.
I think that they were sort of overlooked because they are really fast and they are really flat. So if you’re up collecting, if you’re not collecting those specifically, you’re not gonna look for them and they’re gonna be hard to find. If you see one and you’re not good at catching them because you haven’t done it before, then you’re not gonna really worry about it if it’s not something you need, because you need to focus on your own research. So I think it’s just a matter of people not actually collecting them.
You have done all these different types of research on this one particular group. Is there one aspect that you find most interesting?
Well, I like describing species because I would like to say most arthropods are differentiated by their genitalia. There’s over 52,000 species of spiders, and then you have males and females, so thats 52,000 different kinds of genitalia. That’s just so much, you could never sit down and do all that, but it exists, there’s that much variation, and that’s really interesting to me.
I also like biomechanics because it was an accident how my friend Joe Spagna and I found it and we’re still working on a lot of aspects of it. My friend had an undergrad student, Karisa Quimby, that worked on leg loss, (sometimes legs just come off of spiders) and she did the same experiments we did, but looked at if they slowed down or missed their prey. They can get down to five legs before you have a problem.
Figure showing the female of the newly described species, Karaops jawayway. Section A shows the preserved specimen, and Section B shows the live specimen. The lower graphics, listed C through F, illustrate the unique genitalia of the species with colors indicating the ducts, folds, bulbs and opening. Source: Crews SC (2023) But wait, there’s more! Descriptions of new species and undescribed sexes of flattie spiders (Araneae, Selenopidae, Karaops) from Australia. ZooKeys 1150: 1–189. https://doi.org/10.3897/zookeys.1150.93760
Five out of eight?
Yeah if you have five, you’re still doing good, but lower than that, you start to taper off. There’s a lot of unknown aspects like that. They also have really big eyes, but we don’t know what they’re using them for. My friend Benji and I covered them up with dental silicone, which isn’t very easy to do, to put dental silicone on tiny spider eyes, but we did that and they were still able to do everything. We did the experiments in the dark and in the light, the way they catch prey probably has more to do with these innervated hairs on their legs, but they gotta be using their eyes for something. So I just like that aspect of it because there are just so many things that aren’t known about them.
That’s kind of another problem with academia. People want you to engage with the public and the public wants to know things like that. What did they do? What do they eat? But there’s never funding for things like natural history work or like observation work. Anybody who’s doing that is doing it on their own time or when they’re doing something else and that’s always kind of been annoying to me.
There’s so many unknowns for all spiders, but unknowns aren’t as impactful and exciting to fund research. The public wants to know about it, but academics don’t want you to do that. They don’t wanna give you money to do that. The government doesn’t wanna give you money to do that.
Can you speak to some of the difficulties of being a scientist in academia?
I never wanted to be an academic scientist and I’m not very good at it, because I’m not really competitive. I just wanna find my stuff and do my thing. And I like listening to other people’s talks but people get so wrapped up in their own ideas that they can’t ever listen to anyone else’s. Also, being young and being a woman, there’s just so many people that don’t acknowledge work I’ve done and they write papers and they don’t cite my work. I’ve been doing this for forever and people know I’ve been doing it, and so, it’s just kind of annoying. The stuff that we’ve been doing in the lab has been really good and they’re just kind of not great about it recently.
Trying to get money has always been difficult and it’s gotten more difficult through the years, and right now they might dissolve the National Science Foundation, so there might not be any more.
For younger scientists, could you speak to the role of mentorship in your career? You’ve also been an educator, have you been able to impart mentorship?
Well, I didn’t have very good mentors, so I learned pretty quickly what not to do. Some of them were just mean and terrible, and some of them were just like so hands off when you needed help. But if you’re in a big enough lab, you can sort of lean on the other students in there. You know, I’ve had some better ones that weren’t necessarily my supervisors. My boss here is really good, especially with education, like teaching me how to do more outreach. I do also have students here. I have a masters student, and then I’m helping I’m on dissertation committees. I really like the community college, because I taught a general biology course, so it wasn’t people who were majoring in biology and so it made me think, ‘this is all they’re gonna get’. I have to do it right. I used to take them on field trips, and they live here and they have never been, really out anywhere and never seen stuff, so they always like that. I like doing stuff like that. I like going outside and poking at things more. And I think that people who especially aren’t necessarily interested in field biology or interested in biology as a major, really enjoy that as well.
El investigador reivindica el papel de las algas y plantas marinas, porque sin ellas eventos como grandes tormentas arrasarían las playas
El doctor Valero-Rodríguez haciendo trabajo de campo en una zona costera. Foto: Aistė Klimašauskaitė
Las vacaciones de Semana Santa están al caer, por lo que las zonas de costa pronto estarán llenas de bañistas y turistas. Sobre todo en la cuenca mediterránea, que suele ofrecer sol y buenas temperaturas en estas fechas. De la provincia de Alicante, concretamente de Crevillente, es originario Juan Manuel Valero Rodríguez, biólogo marino que lleva más de 10 años estudiando el impacto de diversas actividades y procesos en costa. Ha trabajado en España, Australia y Noruega, ahondando en los efectos de la presencia humana en ecosistemas locales y tiene varias publicaciones centradas en algas, piscifactorías y otros animales del litoral.
En términos de ecología, se habla mucho de “impacto”. ¿Podría definir que se considera impacto costero?
Un impacto es cualquier acción que afecta de modo negativo al conjunto ecosistémico de un lugar. En este caso concreto en costa.
¿Qué tipo de acciones o actividades generan impacto en las costas?
Algunos ejemplos incluyen las actividades de pesca, con el asociado consumo de combustible y contaminación, o el impacto turístico en la línea litoral por las aglomeraciones.
Esto conlleva, por ejemplo, un incremento de la actividad de plantas de tratamiento de agua que expulsan sus residuos en un sumidero a cierta distancia de la línea de costa, la cual, dependiendo de las mareas, puede verse afectada igualmente.
Ha mencionado el impacto turístico por aglomeración de personas. En breve las playas se llenarán de bañistas por vacaciones de Semana Santa. ¿Hay un efecto visible de esto en la costa o hay que llevar muestras al laboratorio para ver su impacto?
Ambos. En el primer caso, si hay una línea de costa congestionada y hay animales que necesitan de cierto aislamiento para su desarrollo, genera un impacto visible. Hay tortugas, en costas tropicales, que necesitan la playa totalmente desierta para anidar, para poner sus huevos. Pero se irán si hay turistas bañándose.
En el mar Mediterráneo, tenemos disminución de especies asociadas a la presencia humana. Por ejemplo, algunos bivalvos en playas del Pinet y otras playas de la región alicantina.
Los bivalvos, ¿son almejas?
Almejas, sí. “Chapinitas” que se llaman en el Levante. Tengo testimonios directos, de familiares. Mi padre solía veranear ahí muchas veces y las había en abundancia. Ahora casi no se encuentran o las hay en muy pequeña proporción.
Hay un impacto claro por la actividad humana, la aparición de pescadores furtivos, tanto de moluscos como de especies piscícolas… Los impactos de los que hablamos también pueden verse reflejados ahí.
Además, hay otras actividades asociadas a línea de costa como el establecimiento de acuarios. El ejemplo más famoso es el de Mónaco. Un técnico, limpiando los tanques del acuario, acabó vertiendo al mar el alga Caulerpa taxifolia. Esta alga no es autóctona y ha ido desplazando a las demás, invadiendo el Mediterráneo. En la actualidad ya ha ocupado más de 190 km de costa.
Respecto a las algas, en su investigación actual, está analizando la relación entre las poblaciones de algas y el cambio climático. ¿Por qué son importantes las algas?
Las poblaciones algales de costa, algunas de ríos también, son en principio el primer eslabón de lo que sería la cadena trófica marina. Es decir, si no tenemos algas en las que puedan vivir especies de peces, moluscos o artrópodos, es imposible que esas especies cumplan su función en la cadena trófica y puedan alimentar especies de interés humano, por ejemplo, salmones, merluza, etcétera.
Si no tenemos una biodiversidad saludable en las zonas de costa, por asociación todas las especies se verán afectadas y en última instancia repercutirá en el ser humano.
¿Y qué papel juega en esto el cambio climático?
Ciertos fenómenos atmosféricos, como las olas de calor, se van haciendo más y más comunes. Hay organismos en costa, como algas de litoral, que tienen un sistema termorregulador con límites detolerancia. Esos límites pueden verse afectados cuando hay una ola de calor y disminuir la capacidad de estos organismos para regularse.
Por ejemplo, no es lo mismo que un alga determinada sufra una hora de calor en un verano, que sufra cinco seguidas con solo dos días de distancia entre ambas. Eso sucede mucho en el sur, en el Mediterráneo, pero vemos como poco a poco va subiendo en latitud. Incluso en Noruega se están viendo ahora efectos en costa.
Las grandes lluvias que hemos podido ver últimamente, por ejemplo la Dana en Valencia del año pasado, ¿afectan este tipo de eventos a los ecosistemas costeros?
Sí, y afecta a muchas actividades humanas asociadas a costa también. Como ejemplo, a nivel ecosistema, si llegan al mar aguas cargadas de sedimentos y otros materiales, aumenta su turbidez, por lo que llegará menos luz al fondo. Por lo tanto, tendremos menor producción tanto de fanerógamas, que son plantas marinas, como de algas, porque ambas usan la fotosíntesis para proveerse de energía.
De las actividades humanas afectadas, tenemos el turismo, por supuesto, pero también hay otras a nivel económico que son bastante importantes para un país. Por ejemplo, la acuicultura. Un fenómeno como un temporal, puede llevar asociado a un movimiento de oleaje bastante alto. Muchas estructuras de las jaulas de acuicultura están diseñadas para soportar un cierto nivel de estrés. Si se llega a ese nivel o se sobrepasa, es probable que estas jaulas acaben con daños y esto puede ocasionar desde roturas de la estructura hasta la pérdidadel cultivo.
Playa abarrotada. Foto: Pierre-Laurent Durantin para Pixabay.
En relación con los impactos visibles. Lo primero en que se suelen fijar los bañistas es en las algas sobre la arena de la playa y flotando en la orilla. ¿Podría deberse su presencia al impacto de la actividad humana?
Sí, desde luego. Uno de los efectos más patentes de la actividad humana en la costa es el incremento de nutrientes. Por ejemplo, cuando descargan las plantas de tratamiento de aguas, pueden tener un nivel de nitrógeno y fósforo elevado. Lo cual implica reservas para crecimiento y reproducción de algas, así se generan los llamados blooms o explosionesdecrecimiento de este tipo de organismos. Estos fenómenos tienen un efecto nocivo a nivel paisajístico y son un riesgo para la biodiversidad. Cuando un alga concreta crece mucho más rápido que otras, puede llegar a monopolizar el espacio y acaparar la luz solar.
Se sabe que este tipo de impactos van a ir en aumento en un futuro, porque cada vez hay más gente viviendo en línea de costa. De hecho, los mayores impactos humanos se ven en los ecosistemas costeros porque es donde vive gran parte de la población mundial.
No es por desconfiar, pero ¿hay alguna forma de saber si las algas que llegan a la playa están ahí por causa de impacto humano?
Sí. Cuando los nutrientes que las algas utilizan para su crecimiento tienen origen humano, contienen un isótopo que es distinto de los de origen natural, son diferencias a nivel de su composición atómica. Por ejemplo, los isótopos 14 y 15 del nitrógeno. Ciertas herramientas científicas nos ayudan a, si no determinar cuál es la fuente concreta, sí el origen primigenio de las mismas. La literatura científica es amplia al respecto.
Hemos hablado de lo importante que son las algas y el efecto negativo que la actividad humana puede causar en su ecosistema. ¿Dejaremos de oír quejas sobre ellas algún día?
Lo cierto es que es irónico. Normalmente las personas se quejan de la presencia de las algas en playa, cuando son estos mismos organismos los que se aseguran de que su estado sea óptimo. Si no hubiesen algas o plantas en costa después una tormenta lo más probable es que ciertas playas desaparecieran. El arribazón, las algas y fanerógamas (plantas marinas) forman parte de la playa misma, sirven como barreras cuando el oleaje se lleva la propia playa y mantienen su estructura. Hay mucha gente que dice: «¿por qué no limpian la playa?». Bueno, quizá debamos pensar en cómo limpiar lo que se origina por nuestra causa.
Investigadora del Institut de Física Corpuscular y parte de KM3NeT, la colaboración responsable de este descubrimiento, explica la importancia de esta observación y cómo, desde las profundidades del Mediterráneo, podemos desvelar los misterios más ocultos de nuestro universo
(Izquierda) Rebecca Gozzini durante las tareas de desmantelamiento de ANTARES (predecesor de KM3NeT). (Derecha) Portada de la revista Nature en la que se ha publicado el artículo de KM3NeT anunciando la observación del neutrino de más energía detectado hasta la fecha. Créditos: Fotografía provista por R. Gozzini. Nature Vol. 638 Nº 8050 (2025) y Paschal Coyle/KM3NeT.
El pasado 12 de febrero de 2025, el telescopio de neutrinos KM3NeT anunció un hallazgo sin precedentes: la detección del neutrino cósmico más energético observado hasta ahora. Se estima que su energía era de 220 petaelectronvoltios (PeV). Esta energía es equivalente a la de una pelota de ping-pong moviéndose a unos 18 km/h, pero concentrada en una partícula subatómica.
KM3NeT está instalado en las profundidades del mar Mediterráneo. Consta de dos detectores: ARCA, optimizado para captar neutrinos cósmicos de alta energía y ORCA, orientado al estudio de neutrinos de baja energía originados en la atmósfera. Ambos están formados por miles de esferas que alojan sensores extremadamente sensibles, capaces de detectar el tenue destello de luz azul producido por un neutrino interactuando con el agua de mar o las rocas. Estas esferas están suspendidas en gigantescas estructuras verticales que se alzan desde el lecho marino. Conectadas a través de cables submarinos, transmiten las señales hasta estaciones costeras donde se reconstruyen y analizan las trayectorias de las partículas detectadas.
Reconstrucción animada del evento de neutrino de ultra alta energía observado por KM3NeT. La trayectoria de la partícula se muestra como una línea de derecha a izquierda. El cono azulado representa la luz producida por la partícula en su camino. Los destellos de luz indican la detección de esta luz por parte de los sensores del telescopio. Crédito: KM3NeT.
España forma parte de esta colaboración científica internacional a través, entre otros, del Institut de Física Corpuscular (IFIC), un centro mixto del CSIC y la Universitat de València. Allí trabaja la Doctora Rebecca Gozzini, investigadora distinguida del programa GenT de la Generalitat Valenciana y miembro del grupo VEGA (Valencia Experimental Group of Astroparticles). Su trabajo se centra en la búsqueda de materia oscura y en el estudio de fenómenos que no encajan dentro del modelo estándar de la física de partículas, la teoría que describe las partículas fundamentales conocidas y sus interacciones. Gozzini se unió a las colaboraciones ANTARES —precursora de KM3NeT— y KM3NeT en 2017. Desde entonces, ha liderado investigaciones pioneras, como la búsqueda de señales de materia oscura en el centro de la galaxia y estudios conjuntos con el telescopio IceCube —un observatorio de neutrinos instalado en el hielo antártico—. Actualmente, coordina el grupo de trabajo sobre materia oscura y física exótica en KM3NeT.
Durante siglos, la astronomía se ha basado en la observación de la luz emitida o reflejada por los cuerpos celestes. La llegada de telescopios como KM3NeT adentra a la astronomía en una nueva era de la exploración del cosmos, abriendo una ventana hacia los confines más oscuros y energéticos del universo, desvelando misterios que hasta ahora permanecían ocultos.
Empezando por lo básico, ¿por qué son interesantes los neutrinos cósmicos, en particular los de altas energías? Desde hace algunas décadas, se realiza lo que se llama astrofísica de neutrinos. Esto significa que, para explorar el universo no sólo observamos la luz que llega del espacio. También analizamos otras señales, como los rayos cósmicos —partículas subatómicas que vienen del espacio exterior— y los neutrinos.
La astrofísica y astronomía centradas en el estudio de la luz se enfrentan a la dificultad de que los fotones —partículas de luz— pueden, en su camino a la Tierra, interactuar con polvo cósmico o, incluso, otros fotones. Esto provoca una pérdida de energía del fotón, lo que limita la capacidad de extraer información sobre su origen.
En cambio, los neutrinos interactúan muy poco con la materia, con lo cual pueden viajar desde distancias muy lejanas, manteniendo su dirección y preservando intacta toda la información de su origen. El desafío es que los neutrinos interactúan muy débilmente, incluso con el detector mismo.
En cuanto a la energía, al buscar neutrinos siempre encontramos algunos que vienen de la atmósfera terrestre. Son inevitables, pero sabemos muy bien cuántos de ellos esperar a distintas energías. A energías muy altas, simplemente no se espera que aparezcan neutrinos atmosféricos. Por eso, si detectamos un neutrino de energía muy alta, es seguro que su origen es cósmico, ya sea de nuestra galaxia o más allá.
«Si detectamos un neutrino de energía muy alta, es seguro que su origen es cósmico»
¿Cuál es ese origen cósmico de los neutrinos? ¿Se sabe cómo y dónde se producen? Las fuentes de neutrinos se han comenzado a medir muy recientemente. De hecho, la primera fuente de neutrinos de muy alta energía fue identificada en 2017, por lo que hablamos de una disciplina muy nueva. Estas fuentes deben ser objetos astrofísicos capaces de acelerar partículas pesadas, como protones o núcleos, a energías extremadamente altas. Un ejemplo son los Núcleos Galácticos Activos (AGN, por sus siglas en inglés), objetos alimentados por el material que cae dentro de un agujero negro en el centro de una galaxia. Los AGN emiten “chorros” compuestos por fotones y otras partículas que pueden interactuar entre sí dando lugar a la producción de neutrinos.
También existe la hipótesis de los neutrinos de origen cosmogénico, es decir, que provienen de la interacción de rayos cósmicos con los fotones del Fondo Cósmico de Microondas —la luz más antigua observable en el universo—. Estos fotones son de energía muy baja, pero están presentes en todo el universo. Un rayo cósmico, como un protón acelerado, puede interactuar con estos fotones, desencadenando un proceso que culmina en la producción de neutrinos.
Entrando más en la parte experimental: generalmente, las partículas subatómicas se detectan porque, al atravesar un sensor, interactúan con la materia en él generando una corriente eléctrica que podemos medir. Si los neutrinos apenas interactúan con nada, ¿cómo los detecta KM3NeT? Exactamente de la misma manera que otras partículas subatómicas, pero con una diferencia importante: la masa del detector debe ser gigantesca. En este caso, ¡todo el planeta! Lo que hacemos es colocar el detector en un medio natural transparente, ya que construir un volumen tan grande como un kilómetro cúbico sería imposible. En el caso de KM3NeT este medio es el mar Mediterráneo.
«Para detectar neutrinos, la masa del detector debe ser gigantesca. En este caso, ¡todo el planeta!»
De esta manera, el neutrino interactúa con un núcleo atómico, que puede ser de la roca, agua o cualquier otro material que forme parte del detector. El neutrino “golpea” este núcleo y, como resultado de la interacción, se crea una partícula cargada con una velocidad mayor a la de la luz en el agua, que es la que podemos detectar.
¿Cómo es eso de que la partícula cargada viaja más rápido que la luz en el agua? La velocidad de la luz disminuye cuando la luz pasa a través de un medio. Por ejemplo, en el agua es más lenta que en el vacío, donde tiene su valor máximo. Cuando una partícula cargada cruza este umbral de velocidad —siempre dentro de un medio, esto es imposible en el vacío—, se produce un fenómeno conocido como efecto Cherenkov. Lo que sucede es que la partícula cargada empieza a emitir luz, fotones, debido a un proceso de ionización del agua. Al ser fotones (luz), se mueven más lento que la partícula. Como resultado, los fotones forman una especie de cono alrededor de la partícula, algo similar a lo que sucede cuando un objeto rompe la barrera del sonido. Esta luz es lo que nos da la señal eléctrica que podemos medir con sensores sumergidos en el mar.
(Izquierda) Representación animada del efecto Cherenkov, ilustrando el cono de luz formado por una partícula moviéndose a través de un medio a una velocidad mayor a la de la luz en dicho medio. (Derecha) Un símil de este fenómeno es la generación de una onda de choque cuando un objeto, como un avión, supera la velocidad del sonido. Créditos: Cherenkov radiation animation por H. Seldon, 2007. Dominio público. F-18 breaking the sound barrier por T. K. Mendoza, 2011. Dominio público.
¿Qué condiciones necesitan esos sensores para poder detectar correctamente esa luz? Es fundamental que los detectores se ubiquen en una zona completamente oscura para que no haya luz natural que pueda distorsionar las mediciones. Para lograrlo, se instalan a profundidades que alcanzan hasta 3,5 km bajo la superficie del mar, donde la oscuridad es total. Aunque existen otras fuentes de luz, como la bioluminiscencia marina y la radiación del potasio-40 presente en la sal del agua, pero estas pueden modelarse y eliminarse del análisis.
Adentrándonos ahora en el anuncio de la colaboración KM3NeT sobre la detección de un neutrino de ultra alta energía, ¿a qué se debe que esa observación sea tan especial? Fue una observación inesperada, en el buen sentido. El detector aún no está completo, por lo que no se esperaba tener la suerte de registrar un evento de este tipo tan pronto. Sin embargo, como el detector es modular, puede empezar a recopilar datos mientras se siguen instalando nuevas partes.
Lo que hace especialmente interesante a este neutrino es su energía extremadamente alta, estimada en 220 PeV. A energías tan elevadas la Tierra se vuelve opaca para los neutrinos, ya que la probabilidad de que interactúen con la materia aumenta. Sin embargo, este neutrino llegó con una trayectoria casi horizontal, atravesando una cantidad de roca y agua que fue suficiente como para bloquear otras partículas provenientes de la atmósfera, pero no tanta como para detener al propio neutrino. Esto nos permitió concluir con certeza que no solo se trataba de un neutrino, sino que este era el más energético jamás detectado y también la partícula elemental más energética jamás medida.
¿Qué sabemos de momento sobre el origen de este neutrino sin precedentes? Una vez detectado, se intentó identificar su origen. Se investigó si podía asociarse con algún objeto astronómico conocido, pero no se encontró ninguna correlación concluyente. Se analizaron 17 blázares —un tipo de AGN— seleccionados en función de sus características astrofísicas y su posición en el cielo. Sin embargo, no se alcanzó el nivel de certeza estadística necesario para confirmar que alguno de ellos fuera el origen del neutrino.
Debido a esta falta de una fuente identificada, se exploró la posibilidad de que el neutrino tuviera un origen cosmogénico, es decir, que provenga de interacciones de rayos cósmicos con el fondo cósmico de microondas. No obstante, este análisis aún no es concluyente.
También se consideró la hipótesis de que el neutrino tuviera un origen dentro de nuestra galaxia, pero esta opción es altamente improbable. Su energía es demasiado alta para que haya quedado atrapado en la Vía Láctea y, además, no se detectó ninguna estructura en la región de su llegada que pudiera haberlo generado, como restos de supernovas o nubes moleculares.
Por ahora, la hipótesis más plausible es que su origen sea extragaláctico, aunque sin una fuente específica identificada en su dirección.
¿Podría ser que la fuente de este neutrino no sea ninguna de las que ya conocemos? Es decir, que exista otro tipo de fuente de neutrinos de alta energía que nuestros modelos actuales no contemplan. Esta es una posibilidad que también estamos investigando: en lugar de que el neutrino adquiera su energía a través de un proceso de aceleración astrofísica —como ocurre en los AGNs o en explosiones estelares—, podría haber surgido de la desintegración de una partícula desconocida extremadamente masiva. Por ejemplo, de materia oscura superpesada. Esta sería una hipótesis alternativa al origen convencionalmente esperado para neutrinos de tan alta energía.
¿Es posible que se detecten otros neutrinos con esta energía o incluso más energéticos? Sí, es posible medir más neutrinos de esta o de mayor energía, pero son descubrimientos fortuitos que no se pueden predecir. Nosotros trabajamos siempre con simulaciones y si te basas en esas simulaciones, este evento es realmente excepcional. Si lo comparas con el resto de neutrinos que hemos registrado en este tiempo, este claramente se sale de la media.
Aun así, existen modelos que predicen la existencia de neutrinos cosmogénicos con energías incluso mayores, de hasta 1000 PeV o más. Por otro lado, existen fuentes de neutrinos que no son estables en el tiempo. Estas, junto con ciertos otros fenómenos astrofísicos, son fenómenos extremadamente raros e impredecibles para los que hay que estar siempre listos y observando.
«Son fenómenos extremadamente raros e impredecibles para los que hay que estar siempre listos y observando»
Poniendo ahora la vista en el futuro, ¿cuáles son los próximos pasos para el telescopio KM3NeT? Gracias a que los detectores son modulares, el telescopio ya está operativo mientras sigue expandiéndose. Una vez completo, el telescopio verá aumentado su volumen eficaz, lo que implica una mayor capacidad de detectar eventos, lo cual es fundamental para mejorar la precisión de las medidas.
Otro de los próximos pasos importantes para KM3NeT es avanzar en el desarrollo de alertas multimensajero. Estas alertas forman parte de una red global de colaboración entre distintos observatorios —incluidos telescopios ópticos, de rayos gamma, rayos X, radiotelescopios, detectores de ondas gravitacionales y detectores de neutrinos— que comparten información en tiempo real sobre eventos astrofísicos excepcionales. El objetivo es que, cuando uno de estos instrumentos detecta algo interesante, los demás puedan reaccionar rápidamente y observar ese mismo suceso astrofísico. Actualmente, KM3NeT ya recibe alertas de otros experimentos y está en proceso de implementar un sistema para poder enviar sus propias alertas. Esto se está desarrollando, en parte, en el grupo de investigación VEGA del IFIC. Aunque KM3NeT no puede «apuntar» a una zona del cielo como lo haría un telescopio convencional —porque sus sensores están fijos en el fondo marino—, su capacidad para detectar eventos inusuales y compartir esa información en tiempo real con el resto de la comunidad científica será clave para seguir construyendo una imagen más completa del universo.
Además de explorar el cosmos, ¿qué otros objetivos tiene KM3NeT? KM3NeT también tiene otra función importante a través de su detector llamado ORCA, diseñado para detectar neutrinos atmosféricos y estudiar un fenómeno conocido como oscilación de neutrinos, un proceso que ya ha logrado detectar con un nivel de certeza altísimo. ORCA tiene un gran potencial para estudiar las propiedades de los neutrinos, ya que la enorme cantidad de datos obtenidos permiten medir una gran variedad de efectos, lo que abre la puerta a nuevos descubrimientos sobre estas partículas.
«El futuro de KM3NeT es muy prometedor y abarca un amplio rango de investigaciones científicas»
En definitiva, KM3NeT no solo es y será un telescopio para la observación del cosmos, sino también un instrumento clave para estudiar las propiedades fundamentales de los neutrinos. Su futuro es muy prometedor y abarca un amplio rango de investigaciones científicas.
La investigadora del IDM-UPV de Valencia desarrolla su tesis doctoral en un prometedor enfoque con nanodispositivos con liberación controlada de fármacos para el tratamiento de tumores sólidos, los cuales resultan difíciles de tratar con las terapias convencionales
Al igual que muchos otros científicos en España, la investigadora María Miralles Buleo está convencida de la importancia de su trabajo en biomedicina para contribuir a la sociedad. A través de su tesis, está centrando sus esfuerzos en la lucha contra el cáncer, concretamente, contra los tumores sólidos. Así, Miralles contribuye actualmente al desarrollo de una bioingeniería revolucionaria de diminuto tamaño: los nanomotores. A las órdenes del Profesor Ramón Martínez Máñez, —catedrático en Química Inorgánica por la Universitat de València—, Miralles trabaja en la innovación y desarrollo de esta tecnología de vanguardia, para así ofrecer nuevos enfoques en el tratamiento contra el cáncer más allá de las terapias convencionales.
María Miralles Buleo, doctoranda e investigadora en nanomedicina en el Centro de Investigación Príncipe Felipe de Valencia. Imagen cedida por la entrevistada.
¿Cómo es exactamente una nanopartícula desarrollada por el IDM-UPV y para qué se utiliza?
Una nanopartícula es un material extremadamente pequeño, de la escala nanométrica, es decir, lo que equivale dividir un metro en un billón de partes. ¡Es incluso más pequeño que una bacteria! Este material tiene toda una serie de propiedades especiales; en nuestro caso, presenta poros en su estructura que pueden ser cargados con sustancias que nos interesen, como fármacos. Además, una nanopartícula es «funcionalizable», lo que significa que puedes modificar su superficie para adaptarla a diversas aplicaciones. La nanotecnología permite un abanico inmenso de posibilidades en biomedicina, como ocurre con el diagnóstico de enfermedades mediante biomarcadores, pero también para otras áreas como la biorremediación, para combatir la contaminación en el medioambiente, o en microbiología, para destruir los biofilms, que son recubrimientos de proteínas y azúcares que generan las bacterias para protegerse a sí mismas. Las nanopartículas pueden diseñarse para degradar estos biofilms y liberar medicamentos en los lugares de infección.
Y, ¿qué es un nanomotor? ¿En qué se diferencia de una nanopartícula?
Un nanomotor, a diferencia de una nanopartícula, puede moverse de forma activa gracias a un «combustible» o fuente de energía. En el IDM-UPV diseñamos nanomotores que responden a diferentes combustibles, como la luz de un láser, el magnetismo o reacciones enzimáticas, que acaban generando movimiento por el calor o el oxígeno generados, por ejemplo.
¿En qué consiste su investigación y tesis sobre nanomotores para el tratamiento del cáncer?
A través de mi tesis estoy trabajando con tumores de cáncer de mama triple negativo, generadores de matriz extracelular, que son muy agresivos y difíciles de erradicar. Podemos decir que los tumores de este tipo son muy «inteligentes» porque crean un microambiente a su alrededor que les permite crecer sin control. Esta matriz es un conjunto de proteínas de origen tumoral que obstruyen los vasos sanguíneos del tumor y le protege tanto de nuestro propio sistema inmune como de los fármacos antitumorales. Mi tesis consiste en diseñar nanomotores capaces de «taladrar» o derribar esa barrera para mejorar la liberación de fármacos en el interior del tumor y así erradicarlo más eficazmente. Para ello utilizo dos nanodispositivos —un nanomotor y una nanopartícula— que trabajan conjuntamente. Primero, el nanomotor, que va propulsado por un láser, está recubierto con una enzima, —la «colagenasa»—, degrada la matriz tumoral. Después, una vez el nanomotor ha perforado la matriz, una nanopartícula porosa actúa como portadora del fármaco para así liberarlo en el interior del tumor. Es una nueva manera de hacer medicina, el futuro del tratamiento en cáncer.
Esquema explicativo de la investigación y tesis llevada a cabo por la entrevistada. Ilustración creada y cedida por la entrevistada.
«Mi tesis se centra en diseñar nanomotores capaces de derribar el “armazón que protege a los tumores” (…). Es una nueva manera de hacer medicina, el futuro del tratamiento en cáncer»
Entonces, ¿cómo consiguen que los nanomotores lleguen hasta los tumores? ¿Cómo les indican hasta dónde tienen que ir?
Los nanomotores pueden emplearse para tratamientos dirigidos y liberación controlada de fármacos en el sitio específico de la dolencia. No utilizamos nada que tenga que ver con un GPS ni nada parecido, sino que nos aprovechamos de las características biológicas del propio cáncer para debilitarlo. En el caso concreto de un tumor sólido, se da un fenómeno denominado «efecto de permeabilidad y retención mejoradas», que permite que las nanopartículas se acumulen de forma natural en los vasos sanguíneos dañados en el entorno del tumor. Asimismo, en lugar de introducirlos en sangre, existe la posibilidad de inyectar los nanomotores directamente en los tumores para favorecer concentraciones más altas y mejorar su eficacia.
¿Cómo se trata el cáncer actualmente? ¿Qué ventajas ofrecen los nanomotores sobre los tratamientos convencionales?
Las terapias convencionales son principalmente la quimioterapia, radioterapia y cirugía. Aunque son muy efectivas, cuentan también con limitaciones, como la alta toxicidad y la falta de especificidad. Por su parte, los nanomotores pueden liberar fármacos directamente en el tumor, reduciendo los efectos secundarios y mejorando la eficacia de los tratamientos.
La entrevistada trabajando en una cabina de flujo laminar para los experimentos de su tesis. Imagen cedida por la entrevistada.
Y, ¿cuáles son las limitaciones de estos tratamientos con enfoque nanomédico?
Por ahora este tipo de nanopartículas todavía no han llegado a pacientes humanos; solo se han probado en modelos animales, concretamente, en ratones. Por su parte, falta por resolver algunas cuestiones sobre su toxicidad y su acumulación en algunos órganos, como los pulmones. Nuestro grupo está trabajando en enfoques más biocompatibles, como las vesículas lipídicas, más próximas a ser probadas en humanos.
¿Cómo fabrican los nanomotores y contra qué tumores actúan?
En general, pueden diseñarse nanomotores para casi cualquier tipo de enfermedad gracias a su enorme versatilidad. Los sintetizamos nosotros mismos en el laboratorio de química mediante reacciones ya conocidas; es un proceso relativamente sencillo. Con el tiempo, se producirán en mayor escala, aunque trabajar en la «nanoescala» es todo un desafío. El nanomotor con el que trabajo está diseñado específicamente para el cáncer de mama triple negativo, que presenta una abundante matriz a su alrededor. Sin embargo, podría aplicarse a otros cánceres generadores de matriz, como son el cáncer de páncreas, —uno de los más letales—, y la fibrosis.
«Invertir en nanomedicina convertiría a España en un referente en este tipo de tratamientos de vanguardia»
Imágenes de la entrevistada y el laboratorio de química del IDM-UPV en el que está desarrollando su tesis. Imágenes cedidas por la entrevistada.
¿Por qué diría que es importante invertir en investigación en nanomedicina y nanomotores en la actualidad?
Porque estas son las terapias del futuro. Ahora mismo, la investigación en biomedicina se dirige hacia las coordenadas de la «medicina personalizada», es decir, una medicina hecha a la medida de cada paciente, creando tratamientos cada vez más efectivos, específicos y seguros. La nanotecnología aplicada a biomedicina, en concreto, nos permite abordar directamente las dianas moleculares y disminuir los efectos secundarios de los fármacos, aunque todavía nos queda un largo camino por recorrer. Creo sinceramente que esta tecnología revolucionará el modo en el que entendemos la medicina en los próximos años. Cuanto más invirtamos en nanomedicina, antes podremos trasladarla a humanos. Los resultados en modelos animales que hemos obtenido hasta ahora en el IDM-UPV son realmente prometedores. Invertir en esta tecnología convertiría a España en un referente en este tipo de tratamientos de vanguardia.
Investigadores del Instituto de Investigación Desarrollo e Innovación en Biotecnología Sanitaria de Elche (IDiBE) publican una revisión sobre el potencial de la nanotecnología combinada con compuestos vegetales para tratar las infecciones resistentes a los antibióticos tradicionales. Desde el IDiBE afirman inversión en este campo será fundamental para afrontar la futura pandemia por resistencias a antibióticos.
La Organización Mundial de la Salud (OMS) ya ha catalogado la resistencia a antibióticos como una de las 10 principales amenazas de salud pública a las que se enfrenta la humanidad. Los estudios estadísticos sobre salud pública confirman la tendencia ascendente de muertes por esta causa a nivel global.
Cultivo de Staphylococcus aureus visto a través de microscopio electrónico. Fuente: Wikipedia.
Las cifras son alarmantes. Según el reconocido Informe O’Neill, publicado en 2016 por el Instituto Nacional de Salud de Reino Unido, habrá más muertes por infecciones bacterianas que por cáncer para el año 2050, con 10 millones de fallecidos por esta causa. Asimismo, la revista The Lancet ha cifrado en 1,27 millones de muertes por infecciones multirresistentes durante el 2019, reforzando así la previsión realizada por el Informe O’Neill.
Mientras tanto, centros de investigación como el IDiBE poseen su propia línea de estudio sobre antimicrobianos para combatir esta pandemia. Dentro del grupo de Investigación de Diseño y Desarrollo de Moléculas Bioactivas, el profesor Enrique Barrajón Catalán ha sido uno de los autores de un artículo que recoge los esfuerzos que se han realizado hasta la fecha para aunar nanotecnología y fitoquímicos, es decir, sustancias químicas de origen vegetal con un prometedor potencial antimicrobiano.
Esta revisión exhaustiva resalta el enorme desconocimiento a día de hoy sobre la variedad y potencial de la mayoría de las moléculas bioactivas vegetales, como ocurre con los polifenoles, entre otros. Estas sustancias con probada capacidad antibacteriana precisan que su actividad sea potenciada encapsulándolas en el interior de nanofibras y nanopartículas.
Abstract gráfico de la revisión realizada por el IDiBE. Fuente: artículo publicado.
Así, los nanomateriales permiten salvar las limitaciones farmacocinéticas y la baja disponibilidad de fitoquímicos como la curcumina. De esta manera, la nanotecnología provee a los fitoquímicos de una mayor estabilidad, convirtiéndose así en un binomio con grandes posibilidades para el tratamiento de infecciones bacterianas.
La revisión destaca el quitosano, un polímero de origen natural para crear nanopartículas, con alta biocompatibilidad, biodegradable y con capacidad de ser originado por «síntesis verde» (un proceso de fabricación que minimiza la cantidad de residuos derivados y el peligro para el medioambiente).
La combinación de nanotecnología y fitoquímicos promete resultados positivos, aunque es preciso «seguir investigando sobre sus mecanismos de acción, evaluar la seguridad y toxicidad de estos binomios y continuar hacia la etapa de estudios in vivo», señalan en las conclusiones de la revisión del IDiBE. A este respecto, el grupo posee otra línea de investigación de nuevos fitoquímicos para el tratamiento de infecciones multirresistentes, con varios extractos vegetales prometedores para la creación de nuevos antibióticos y patentes de diferentes combinaciones sinérgicas.
Fotografía de la familia de las jaras, una de las especies de arbustos en estudio. Fuente: Ecología Verde.
Asimismo, el grupo de Barrajón trabaja con arbustos del género Cistus, comúnmente conocidos como cistáceas o jaras. El grupo se ha especializado en la extracción, caracterización y optimización de los compuestos bioactivos de estas jaras para luego someterlos a estudios de actividad antimicrobiana. Esta investigación se ha realizado en colaboración con los servicios de microbiología del Hospital de Alicante y el Hospital de Elche, probando que estos fitocompuestos funcionan óptimamente en infecciones por Staphylococcus aureus resistente a meticilina. De hecho, esta es una de las bacterias más problemáticas actualmente, gran protagonista de las infecciones nosocomiales (es decir, las que se contraen en el entorno hospitalario, como ocurre durante las cirugías o a través del uso de catéteres).
Esta revisión se ha realizado en paralelo a dos tesis doctorales sobre el diseño de nanoestructuras con la mayor capacidad de encapsulación posible y la selección de los fitoquímicos idóneos con actividad antimicrobiana.
Mediante resonancia magnética, los Investigadores del Laboratorio de Fisiología Clínica Aplicada, CAPh Lab por sus siglas en inglés, en la Universidad de Texas El Paso pudieron construir imágenes en 3D de la arteria carótida. Esta innovadora metodología permite investigar el flujo sanguíneo a través de la visualización y medición de la geometría vascular, elementos clave para reconocer el riesgo de accidentes cerebrovasculares. El estudio, publicado en la revista Bioengineering, es en si pequeño pero plantea grandes preguntas que sugieren futuras direcciones en el análisis de flujo sanguíneo para así comprender mejor la dinámica de esta parte crucial del sistema circulatorio.
Según el Centro para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) de Estados Unidos, casi 800.000 personas en Estados Unidos sufren un derrame cerebral cada año. De estos, cerca del 90% fueron accidentes cerebrovasculares isquémicos, en los que se bloquea el flujo sanguíneo al cerebro. Debido a la prevalencia y el impacto de estos eventos, la investigación sobre la dinámica del flujo sanguíneo en la arteria carótida, la que transporta sangre al cerebro, es imperativa para comprender y predecir estos eventos potencialmente incapacitantes. El CAPh Lab de la Universidad de Texas El Paso hace precisamente eso, busca comprender esta dinámica inmensamente compleja y estudiar cómo el ejercicio podría evitar o disminuir la evolución de los factores de riesgo. Dr. Alvaro N Gurovich, Director del Departamento de Fisioterapia y Ciencias del Movimiento e Investigador Principal del CAPh Lab, apunta que “Estos estudios son para encontrar respuestas en la prevención y tratamiento de accidentes isquémicos como el infarto cardíaco y los accidentes vasculares encefálicos. Los hallazgos de este estudio específico más los hallazgos anteriores podrían ayudar a tratar esta patología más eficientemente.”
Al crear una sección transversal de las áreas de interés del modelo 3D, los investigadores obtuvieron mediciones precisas de las partes de la arteria donde el flujo sanguíneo puede verse alterado o perturbado, concretamente el área donde se bifurca la carótida. Aunque el estudio fue bastante pequeño, con sólo 20 participantes en total, esta metodología no invasiva permite estudiar áreas clave de una arteria cuya obstrucción puede ser catastrófica.
El artículo resalta entre sus resultados el mayor tamaño de la bifurcación en hombres que en mujeres, pero afirma que al ser similar la presión local sanguínea pueden haber otros factores que se deben estudiar y es necesaria una población de estudio más grande y diversa para proponer relaciones entre patrones en la geometría de la carótida por factores demográficos y tratamientos o diagnósticos diferenciados.
De la investigación geométrica a la evaluación del riesgo
Un factor importante de riesgo de accidente cerebrovascular isquémico es la acumulación de grasa y colesterol que crean un estrechamiento de la vía sanguínea, patología denominada aterosclerosis. Actualmente, se suele usar un angiograma para ver si los vasos sanguíneos están estrechados o bloqueados, pero el método utilizado en este estudio sugiere nuevas fronteras. Los angiogramas son algo invasivos, ya que requiere el uso de tintes químicos inyectados en el torrente sanguíneo que pueden ser rastreados por una máquina de rayos X, pero el método presentado por el CAPh Lab elimina la necesidad de químicos que pueden causar problemas para el paciente.
Aunque los participantes en el estudio no mostraron signos de aterosclerosis, este estudio y otros realizados por el laboratorio sugieren que podría haber formas alternativas de modelar la geometría de estas arterias críticas. En general, este estudio constituye una valiosa aportación a un conjunto más amplio de investigaciones sobre el complejo sistema que afecta el riesgo de sufrir una apoplejía y la salud cardiovascular.
De cara al futuro, el CAPh Lab busca estudiar más dinámicas a escala molecular de las arterias e integrar la inteligencia artificial en el análisis de modelos 3D como los creados para esta investigación. El análisis de la geometría local, junto con la investigación del flujo sanguíneo, podría ayudar a comprender cómo las células utilizan los estímulos locales para enviar señales a otras partes del cuerpo, un proceso también llamado mecanotransducción, que está relacionado con la lucha contra la aterosclerosis.
A study reveals the difficulties of global coordination amid diverse national strategies and highlights the challenge of balancing ecosystem protection with the blue economy.
Fourteen researchers working from twelve European countries have analysed how twenty-two EU countries have implemented the Maritime Spatial Planning Directive, adopted by the EU in 2014. Although the Directive has helped many member states develop maritime spatial plans, the sheer diversity of them and their approaches gave rise to challenges in the process.
The research, published in Marine Policy, points out that the Directive provides a common framework that allows each country to design plans in line with their own traditions and administrative structures, national and regional. However, this has led to plans with different objectives that are often difficult to reconcile withing the country, at the sea basin level and with non-EU neighbours. As Leila Neimane, one of the authors of the study, indicates: “This diversity [in national approaches] reflects local needs and traditions, while it has also created coordination problems”.
This map shows if a country has one or more maritime spatial plans. Most of the countries have several plans to adapt to their administrative structures and regional traditions. Source: European MSP Platform.
Apart from reviewing those twenty-two countries’ plans, the researchers surveyed EU competent maritime spatial planning authorities, including maritime spatial planners, to find out what the most recent and common challenges are. One of them is how to keep a balance between environmental conservation and the development of the blue economy (the economic activities associated with the ocean, seas, and coastal regions).
Related to this, the researchers highlight the importance of keeping the adaptative approach as the energy crisis and climate change make countries more aware of offshore renewable energies’ capabilities. Researcher Neimane indicates that adaptation “will be very important because we will face new energy and climate-related pressures in the coming years”.
According to her, “equally important is to assess the social and societal benefits and costs”. Although the Directive requires to consider and to balance economic, environmental, and social needs, ensuring fair representation remains a challenge. Moreover, the analysis notices that some concepts like social sustainability and cultural values can be abstract and difficult to translate into planning policies.
Regarding coherence and other recent challenges of maritime spatial planning, the research shows that there are some aspects that might improve the current situation. For example, the availability of full plans in a common language and data sharing would favour participation and learning from other countries’ processes.
Altogether, the study shows that the implementation of the EU Maritime Spatial Planning Directive has helped countries to create and/or further develop plans that are already pointing out what to improve and will be the basis for future adjustments.
El estudio sugiere que la inhibición de la enzima AMPK mediante pequeñas vesículas extracelulares podría ofrecer una nueva vía terapéutica contra el ictus isquémico
Alrededor de 120.000 personas sufren un ictus cada año en España y aproximadamente 25.000 mueren a causa de ello, según datos del Ministerio de Sanidad. La incidencia de esta enfermedad es mayor en personas de más de 55 años, por lo que el envejecimiento en curso de la población resultará en un aumento de los casos. No obstante, la edad no es el único factor de riesgo. De hecho, en los últimos años ha habido un aumento del 40% en la incidencia de ictus en adultos jóvenes. Ante esta realidad, el desarrollo de tratamientos que reduzcan sus secuelas tiene el potencial de mejorar la calidad de vida de millones de personas en el mundo. La investigación realizada por grupos del Instituto de Investigación Sanitaria de Santiago y del Centro Singular de Investigación en Medicina Molecular e Enfermidades Crónicas (Santiago de Compostela) va en esta dirección. Si bien aún está en fase experimental, los resultados son prometedores: los roedores tratados experimentaron una reducción del 70% en el tamaño de su lesión cerebral, lo que supuso una clara mejoría en sus capacidades sensoriales, motoras y neurológicas.
El estudio, publicado recientemente en la revista Metabolism, señala que la clave de esta terapia pionera es la inhibición de la enzima AMPK, una molécula que detecta las necesidades energéticas de las células y regula su metabolismo. El agente inhibidor se administra por medio de pequeñas vesículas extracelulares (sEVs, por sus siglas en inglés) de estructura membranosa y tamaño nanométrico. Estas vesículas actúan como pequeños receptáculos naturales capaces de transportar en su interior variedad de componentes celulares. Esto las convierte en una pieza importante de la comunicación celular y en una herramienta efectiva para la administración dirigida de fármacos o moléculas terapéuticas.
Cabe aclarar que, aunque la estrategia ha demostrado eficacia en modelos animales, aún quedan años de investigación antes de que pueda evaluarse en humanos. Según estimaciones, las pruebas clínicas podrían tardar entre 5 y 8 años en comenzar. Alberto Ouro Villasante, autor principal del estudio, advierte que “es difícil predecir con exactitud los plazos”. Factores como el acceso a financiación, la aprobación regulatoria y los avances tecnológicos “podrían acelerar o ralentizar este proceso”.
La elección de una terapia que pretende regular la enzima AMPK no fue azarosa, se basa en un fenómeno conocido como la “paradoja del fumador”. Se ha observado que quienes fuman pueden tener mejores tasas de recuperación tras un ictus isquémico. Es importante resaltar que esto no significa que fumar sea beneficioso. Por el contrario, el tabaquismo es uno de los factores de riesgo principales de ictus. A través de esta investigación, fue posible demostrar que el efecto neuroprotector del tabaco radica en la nicotina. Los riesgos a la salud asociados a esta substancia hacen que su uso clínico sea inviable. De aquí surge el interés por comprender cuáles son los mecanismos detrás de esta neuroprotección.
Estudios anteriores parecían indicar un vínculo entre la nicotina y la inhibición de la enzima AMPK. Para demostrar esta relación, el equipo administró nicotina y un compuesto activador de la enzima AMPK (AICAR) a roedores. Los efectos neuroprotectores observados gracias a la nicotina desaparecieron. Este resultado confirmó la hipótesis de que la reducción de daño cerebral asociada a la “paradoja del fumador” se debía a la inhibición de la enzima AMPK. Impulsados por emular dicho efecto, evitando los riesgos de la nicotina, este grupo desarrolló esta terapia pionera con sEVs, para la cual ya han solicitado el registro de una patente.
De momento los resultados son alentadores, pero aún quedan muchos desafíos para su aplicación en humanos. Desde garantizar su seguridad, eficacia y escalabilidad hasta evaluar posibles efectos adversos a largo plazo. Uno de los primeros pasos es probar la terapia en modelos más representativos de la población afectada. Mientras que los ensayos preclínicos publicados fueron realizados en animales jóvenes, “la mayoría de los pacientes que sufren un ictus son personas mayores con comorbilidades, lo que puede influir significativamente en la eficacia de cualquier terapia neuroprotectora”, subraya Ouro Villasante. Es por ello que futuros estudios incluirán modelos más representativos.
La implicació de la microbiota en salut humana genera cada vegada més interés, com es veu en el discurs mediàtic i de xarxes socials. Verónica Lloréns-Rico, líder del grup de Biologia de Sistemes en Interaccions Microbiota-Hospedador al Centre d’Investigació Príncipe Felipe, ha rebut en 2023 una beca Starting Grants del Consell Europeu d’Investigació com a única en la Comunitat Valenciana. En 2024, ha sigut finalista dels premis Talento Joven del Levante-EMV i CaixaBank.
info@kiketaberner.com
Per començar, quina ha sigut la teua trajectòria professional fins aquest moment?
Jo soc doctora en Biomedicina per la Universitat Pompeu Fabra de Barcelona, però abans vaig fer un màster en biofísica a la Universitat Autònoma de Madrid i la llicenciatura en Biotecnologia de la Universitat Politècnica de València. La meva carrera investigadora va començar en València, on vaig fer unes pràctiques durant la carrera, en el departament de bioinformàtica del Centre d’Investigació Príncipe Felipe. Arrel d’aquestes pràctiques, em va començar a interessar la bioinformàtica i la biologia de sistemes, que és una disciplina que intenta entendre els fenòmens biològics des d’una perspectiva més global, tenint en compte totes les possibles interaccions que hi ha entre diferents components d’una cèl·lula, per exemple.
A partir d’aquest interès vaig fer el màster en biofísica a Madrid, que tenia una part molt important de modelatge matemàtic, d’entendre aquests fenòmens de manera global. I d’ahir vaig marxar a Barcelona, on vaig fer el doctorat, estudiant com el bacteri Mycoplasma pneumoniae, que infecta els pulmons i que causa pneumònia, regula la expressió de les seves funcions per a respondre a diferents canvis. Aquest bacteri, dins dels pulmons, està en un ecosistema que pot estar canviant, perquè canvia, per exemple, la temperatura, o les cèl·lules del sistema immunitari tenen una resposta a aquesta infecció. Aleshores, el que volíem entendre és com el bacteri fa front a aquests canvis de l’entorn, i quins mecanismes fa servir, que va ser el focus de la meua tesi.
Una vegada acabada la tesis, m’interessava continuar treballant en bacteris però la recerca que havia estat fent era molt bàsica i volia trobar alguna cosa que pogués tenir una aplicació en salut. Més enllà que el Mycoplasma pneumoniae pot causar infeccions, els mecanismes que estudiàvem eren a nivell molt bàsic. Aleshores, vaig veure que la microbiota intestinal, continuant amb aquesta línia de microbiologia, tenia moltes aplicacions relacionades amb salut humana.
Vaig marxar a Bèlgica, a la Universitat Catòlica de Lovaina, on vaig estar cinc anys estudiant les diferents funcions de la microbiota intestinal en humans. Arran de la pandèmia vam treballar en microbiota respiratòria i COVID. Aleshores vaig tenir una visió molt general de les funcions de la microbiota humana. I ja per últim, en acabar aquest postdoc vaig aconseguir un contracte Ramón y Cajal per tornar-me a Espanya. I vaig decidir tornar a València i em vaig incorporar com a cap de grup al centre d’investigació Príncipe Felipe, que va ser on vaig començar la meua carrera.
Ara sobretot em centre en les funcions de la microbiologia intestinal i en com estan regulades. Partint un poc del que feia tant a la tesi com al postdoc, intentant unir aquests dos camps diferents.
Quin aspecte de l’estudi de la microbiota et va convèncer per especialitzar-te en el camp?
La importància de la microbiota radica en les funcions que fan aquests bacteris – hi ha més microorganismes, però parlaré de bacteris, perquè és en el que es centra el meu grup, que ens ajuden a digerir els aliments, que estan ocupant un ecosistema i eviten que els patògens es puguen instal·lar, ajuden al nostre sistema immunitari. Sabem que totes aquestes funcions són importants, però no sabem com totes aquestes funcions es regulen dins de la microbiota.
Els bacteris al final són éssers vius que estan, en el cas de la microbiota intestinal, en un ecosistema que canvia molt, perquè cada dia mengem coses diferents, anem canviant els hàbits, envellim, tenim malalties… Tots aquests factors externs estan influenciant l’ecosistema on està la microbiota. Els bacteris que hi ha dins, o canvien les seves funcions per adaptar-se a aquests canvis, o moriran i desapareixeran de l’ecosistema. El que a mi m’interessa és com s’adapten aquests bacteris a aquests canvis, quins mecanismes fan servir i com repercuteix tot això en les funcions, que al final és el que ens interessa, perquè és el que va estar relacionat amb la nostra salut. El que intentem investigar en el meu laboratori és com es regulen les diferents funcions de la microbiota, que encara no tenim pràcticament ni idea.
En l’actualitat, es veu un augment d’interès pel concepte de microbiota i el seu efecte sobre la salut en xarxes socials i en mitjans de comunicació en general. Per exemple, en abril va eixir un documental a Netflix sobre un estudi en nutrició on un dels ganxos era l’estudi dels canvis en la microbiota. Consideres que aquest interès és positiu, o més bé està confonent a la població?
És positiu que la gent s’interesse per un tema científic relacionat amb la salut i la dieta. I, a més, crec que ens pot servir a nosaltres, els científics, per a quan necessitem, per exemple, recollir mostres de voluntaris sans o malalts. Crec que hi ha ja aquesta consciència social de la importància de la microbiota, que és un pas molt important que hem de fer nosaltres de convèncer a la gent que necessitem aquestes mostres. La població ja sap per què. Però al mateix temps, hem de ser molt conscients de les limitacions i del que sabem i el que no.
Sabem que la microbiota està relacionada amb moltes malalties, però encara no sabem, en la majoria dels casos, si la microbiologia és la causa o la conseqüència. Aleshores, no podem dir que tot es va a curar amb la microbiota, ni frases així. Hem de ser molt conscients i tenir molta cura de com transmetem aquest missatges els científics cap a la societat.
Però crec que el fet que ja la gent sàpiga què és la microbiota i en general què és el que fa, crec que és un gran pas.
El finançament del projecte REGUBIOME amb una beca ERC Starting Grant pot ser una senyal del creixent interès en la microbiota també per part de les autoritats. Com explicaries el focus del projecte?
La veritat és que les autoritats ja saben que és un tema on hem d’investigar més.
Amb el nostre projecte el que volem fer és entendre com bacteris de la microbiologia intestinal canvien les seves funcions per a respondre a estímuls externs, com canvis en la dieta, canvis en els hàbits de vida, o que pugui haver una malaltia. El que farem en aquest estudi és centrar-nos en dos bacteris, ja que la microbiota és un ecosistema amb milers de bacteris diferents, que és molt complex d’estudiar.
Un dels bacteris que estudiem és el probiòtic Lacticaseibacillus rhamnosus, que està molt estudiat i s’utilitza – i a nivell comercial es pot adquirir – per a tractar diarrees. A banda, hi ha estudis en models animals que conclouen que també pot tenir efectes beneficiosos en salut mental, reduint símptomes, per exemple, d’ansietat, d’estrès, de depressió… Quan s’ha tractat de fer estudis en humans sobre els efectes en salut mental d’aquest probiòtic, els resultats són un poc contradictoris. Hi ha malalts que sí que responen molt bé al probiòtic i altres que no. Aleshores, la nostra hipòtesi és que en una persona aquest probiòtic arriba a l’intestí, i es troba un ecosistema que li és favorable i que li permet produir una sèrie de metabòlits o de components que són beneficiosos i que tenen aquest efecte en salut mental. En canvi, a una altra persona que té una dieta o unes condicions diferents, quan el bacteri arriba a l’intestí, l’ecosistema que es troba no li és favorable, i o aquest bacteri mor i no pot expressar ningun producte que sigui beneficiós o directament no es pot instal·lar. Aleshores, el que volem veure és quin és l’efecte de l’ecosistema en la expressió de components o de metabòlits que són positius en aquest cas per a la salut mental, en general, del bacteri.
El segon bacteri en què anem a treballar és Fusobacterium nucleatum, que s’ha trobat associat a càncer de colon en molts estudis, però encara no sabem si està causant la malaltia o és una conseqüència de la mateixa. Aquest bacteri normalment resideix en la microbiota oral. Quan passa a l’intestí, expressa unes funcions diferents a les normals, perquè les condicions són totalment diferents. I quan hi ha un tumor, pot ser li siga més favorable i per això s’instal·la allà i fa altres funcions diferents. El que volem entendre és com canvien les funcions des que està a la boca, fins que passa a l’intestí i fins que hi ha un tumor, i entendre millor quin és el paper d’aquest bacteri en el desenvolupament de tumors en el colon.
Quines aplicacions creus que poden arribar a tindre els resultats d’aquestes investigacions?
La principal aplicació serà la d’intentar buscar teràpies més personalitzades i dirigides. Per exemple, si sabem que en el cas del probiòtic, per a que pugui tenir aquesta funció beneficiosa en salut mental, necessitem una sèrie de nutrients per a que aquest bacteri es puga desenvolupar, es podria fer un tractament que el combina amb prebiòtics o amb una dieta que faci que aquest bacteri es pugui desenvolupar en l’intestí i expressar aquestes funcions. El principal objectiu al llarg termini seria poder desenvolupar aquestes teràpies dirigides i també teràpies pera cada persona en funció de la seua microbiota.
L’any passat, el teu projecte va ser l’únic de la Comunitat Valenciana en rebre una beca ERC Starting Grant. En ser una beca tan competitiva, com ha sigut el camí per a aconseguir-la?
Ha sigut llarg, però és que més que llarg, ha sigut molt intens. L’any passat era l’última convocatòria en la que podia optar [a una beca Starting Grant]. Per a aquesta convocatòria de l’any passat les sol·licituds es fan en 2022. En 2022 jo estava buscant una plaça més estable, o bé per a tornar a Espanya, o per a establir-me amb el meu grup en un altre país dins d’Europa. Vaig fer diferents entrevistes a diferents centres. Vaig fer entrevistes en centres del Regne Unit, vaig fer una entrevista a l’Institut Pasteur en París i aquestes no me les van concedir.
Vaig tenir l’oportunitat de presentar la idea del projecte a altres científics i em van donar molts comentaris sobre el projecte, sobre les àrees que s’havien de millorar, àrees que tenia que pensar perquè no estava ben plantejat, sobretot en la entrevista de l’Institut Pasteur.
Això em va venir molt bé perquè en juliol va eixir la convocatòria Ramón y Cajal, em vaig posar en contacte amb els centres ací en València i altres de la resta d’Espanya i, finalment, el setembre, vaig signar i em vaig incorporar al [Centre d’Investigació] Príncipe Felipe. Quan signe, quedava un mes i mig per a entrar en aquesta convocatòria i em vaig dedicar a escriure. La part positiva és que ja tenia tot el feedback de les altres entrevistes, de tot el que havia fet abans. No va ser que vaig tenir una idea màgica i en un mes i mig la vaig escriure. Era una idea que tenia ja des de fa molt temps i l’havia estat madurant des de feia molts mesos. Vaig passar a la fase d’entrevistes, per a la que vaig estar el mes de maig planificant l’entrevista i la presentació del projecte amb amics, col·laboradors, fent assajos d’entrevista i preguntes. Finalment, l’entrevista va anar molt bé, la part de la presentació la tenia controlada i moltes de les preguntes que me van fer ja havien eixit, i em van concedir l’ajuda.
Has trobat alguna diferència substancial en com es fa ciència dins i fora d’Espanya?
Hi ha moltes diferències, sobretot a nivell de finançament i de capital. Jo vaig estar a Bèlgica durant 5 anys, i el nivell de finançament dels projectes nacionals és molt diferent. De fet, aquí tinc a banda d’aquest projecte, tinc dos projectes nacionals i tinc la sort que, amb tres projectes en marxa, el laboratori funciona molt bé. Una de les diferències més grans és que a la majoria de llocs d’Espanya no tenen el que s’anomena core funding, que és que tens un laboratori i tots els anys tens uns diners per a que funcione. A banda d’aquestes diners, demanes projectes.
A la Universitat Catòlica de Lovaina [a Bèlgica]. tots els laboratoris sí que tenen aquest core funding, un mínim per a poder funcionar. Crec que aquesta és una diferència molt gran, sobretot per a grups que estem començant, perquè jo vaig arribar aquí, a València, i només tenia uns diners de la Ramón y Cajal que no donen per a fer un experiment a gran escala, i si vols fer ciència de primer nivell necessites finançament. I, des del meu primer any, com a líder del grup, ha sigut per a demanar projectes i finançament , i ha sigut aquest segon any, quan realment pot començar la feina al laboratori.
I per altra banda, no sé si és perquè a Bèlgica estava com a post-doc, i no era tan conscient de tot el que hi ha a nivell de gestió, però a nivell administratiu hi ha molt de treball. No és només demanar finançament, és que una vegada tens diners i justificacions, fer un contracte per a poder comprar un reactiu, fer un contracte per a comprar un equipament que necessites. Lleva molt de temps.
Fa poc també vas quedar finalista als premis Talento Joven de Ciencia. Com creus que afectarà a la teua carrera futura aquest reconeixement del teu treball?
Com a oportunitat, ja no només, quan et presentes a estos premis, al final el que vols és estar galardonada. Només l’exposició mediàtica i eixir en els mitjans de comunicació ja ajuda molt. Jo soc una investigadora que ha vingut de l’estranger, que no estic a la universitat, sinó en un centre d’investigació. Aleshores, per a mi és important tindre aquesta visibilitat per a captar estudiants per a fer pràctiques, per a fer treballs de fi de carrera o fi de màster. Aquesta exposició és la que a mi em permet atraure a estudiants, que d’altra manera no es pot fer. I, per suposat, també donar aquest missatge a la societat que la microbiota és important i que necessitem també participació ciutadana en molts dels projectes que estem duent a terme.
Una vegada acabat el projecte que tens en marxa, hi ha algun tema o una aplicació en el que voldries treballar?
El projecte Starting Grant és un projecte que dura cinc anys, així que no és a curt termini, sinó a mitjà o llarg termini. Però a mi sí que m’agradaria és poder arribar a un punt en què anem realment a dissenyar tractaments personalitzats i veure com funcionen. Primer, segurament tindrem que passar per models animals, però la idea és que finalment puguem transformar tota aquesta recerca, que és més bàsica, en un producte que sigui d’utilitat per a la nostra salut.
A banda d’això, tenim una altra línia de recerca que és més enfocada a malalties. Ara hem començat un projecte en que estem estudiant l’intestí irritable. Volem estudiar quin és l’efecte de la microbiota en aquesta malaltia, el paper d’alguns bacteris en concret que pensem que poden estar associats, no només que és el que estan fent aquests bacteris, sinó com el nostre organisme, el nostre sistema immunitari està responent a aquestes bacteris i ajudant a causar la malaltia. És una malaltia sobre la qual sabem molt poc a nivell molecular i volem continuar per eixa línia.
Com creus que es desenvoluparà el camp de la microbiota, i com creus que influirà en la seua aplicació en salut humana?
Per una banda, ara sabem que la microbiota està afectada en moltes malalties però no sabem si n’és causa o conseqüència. Ja no cal tant que repleguem una mostra molt gran de microbiota, mostres de diferents malalts i voluntaris, perquè, probablement, no anem a traure molta més informació, perquè ja hi ha estudis de totes les malalties que puguis imaginar. Ara cal anar a buscar els mecanismes, anar a models animals, cel·lulars, in vitro, i poder, realment, entendre quin és el paper dels microorganismes.
Per altra banda, està el tema de les teràpies personalitzades. Per exemple, ara s’estan estudiant molts teràpies de transferència de la microbiota fecal: agafen una mostra fecal d’un voluntari que no té cap malaltia, es prepara i s’administra a persones amb diferents malalties. Està prou validat en el cas d’una infecció amb Clostridium difficile, però en altres malalties s’està provant i encara no se sap ben bé quina és la taxa d’èxit. Aleshores, pense que més que donar una mostra fecal processada, que realment no sabem tots els bacteris que hi ha, no sabem el que està fent, el hem de començar a fer, és o administrar probiòtics, o un còctel de bacteris, on exactament sabem què donem al malalt, per a poder realment millorar-li la malaltia.
Los descubrimientos realizados en el yacimiento de la cueva de Taforalt, Marruecos, publicados en Nature Ecology & Evolution desafían ideas asentadas sobre la dieta y costumbres de los cazadores-recolectores de la edad de piedra tardía. La mitad de la base nutricional de la dieta era de origen vegetal. También han inferido que la edad de destete era alrededor del año lo cual consideran que puede estar relacionado con esta importancia de los alimentos de origen vegetal en su vida cotidiana.
Imagen del yacimiento de la cueva de Taforalt (fuente: Wikimedia licencia CC0-0 1.0)
Investigadores del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva de Leipzig, Alemania, han analizado las dentaduras de restos humanos de algo más de 13.000 años de antigüedad encontrados en el yacimiento de la cueva Taforalt, en el norte de Marruecos. La investigación ha posibilitado un mejor entendimiento sobre sus dietas. Esto, a su vez, permite un mejor entendimiento del estilo de vida y las costumbres que en aquel momento seguían los pobladores de esa región. La comparación de los niveles de zinc en los dientes humanos con los de herbívoros y carnívoros locales mostró que los humanos consumían una dieta más rica en plantas que en carne, asemejándose más a los herbívoros.
Con esto no sólo se comprende mejor la realidad cotidiana de estas personas que habitaban la región del norte de África, conocidos como cultura Ibero Mauritana, sino todo el estilo de vida de caza y recolección del paleolítico superior.
