Ciencia e innovación

Crean herramienta para identificar de forma automática las galaxias donde se producen nuevas supernovas

Las supernovas o explosiones estelares que se producen al final de la vida de cierto tipo de estrellas son uno de los objetos astronómicos que más han interesado a científicos y científicas de todo el mundo. La razón de ello es que estos fenómenos tienen gran importancia en diversos campos de estudio de la astronomía. No solo son útiles como grandes laboratorios de astrofísica estelar, ya que al explotar siembran el espacio con distintos elementos químicos, sino que también sirven para medir distancias cosmológicas y entender la composición química de las galaxias que las albergan.

Sin embargo, como en muchas áreas de la astronomía, la gran cantidad de datos que producen nuevos y modernos instrumentos puede hacer que su detección sea como encontrar una aguja en un pajar. Por esta razón, el desarrollo de herramientas computacionales es fundamental a la hora de analizar y seguir aprovechando la información que nos entregan.

Con esto en mente, el equipo de ALeRCE, bróker astronómico chileno impulsado por el Centro de Modelamiento Matemático (CMM) de la Universidad de Chile, el Instituto Milenio de Astrofísica (MAS), el Data Observatory y la Universidad de Concepción, desarrolló DELIGHT, nueva herramienta que permite identificar automáticamente las galaxias donde ocurren nuevas supernovas en el cielo y con ello determinar la distancia a la supernova con una alta precisión, un trabajo que fue publicado en la revista The Astronomical Journal.

Según explica Francisco Förster, director de ALeRCE e investigador asociado del CMM y del MAS, DELIGHT “funciona en base a una red neuronal artificial que recibe como entrada la posición en el cielo del candidato a supernova y que retorna la posición más probable de su galaxia”. El sistema entrega respuesta a un problema astrofísico importante de ser resuelto debido a las dificultades que se presentan por las distintas escalas y formas que tienen las galaxias.

“DELIGHT fue diseñado para funcionar muy rápidamente, utilizando imágenes de archivo multi resolución del cielo para lograr una descarga más rápida, pensando en su aplicación de forma masiva en los futuros telescopios de survey. Es una herramienta que puede utilizar toda la comunidad que haga investigación sobre supernovas o transientes, en general, y en particular a quienes quieran trabajar con grandes muestras de estos eventos”, comenta el investigador.

Basándose en el sistema visual de los animales, los expertos de ALeRCE crearon una red neuronal que fue entrenada con más de 16 mil ejemplos que el equipo ha identificado manualmente al reportar de forma diaria nuevos candidatos a transientes en el Transient Name Server, herramienta oficial de la Unión Astronómica Internacional para comunicar nuevos objetos de este tipo. De acuerdo a Förster, este entrenamiento se realizó usando las librerías Tensorflow y Ray Tune, utilizando tarjetas GPU propias, obtenidas gracias al proyecto de infraestructura de los fondos Quimal de la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo, que ALeRCE se adjudicó a través del MAS en 2019.

“Esta herramienta tiene un gran potencial para acelerar el proceso de detección y caracterización de nuevas supernovas en grandes muestras de estos objetos. De hecho, ya está siendo de gran ayuda para la selección de galaxias anfitrionas diariamente, permitiéndonos ahorrar más de 30 minutos diariamente en el proceso de selección de galaxias de candidatos detectados por ALeRCE en el stream del ZTF (Zwicky Transient Facility). También hemos encontrado otros usos. Agregando información provista por DELIGHT, podemos detectar automáticamente y con más precisión eventos de destrucción de marea, que ocurren cuando una estrella se acerca a un agujero negro y es destruida por fuerzas de marea”, concluye el astrónomo.

Ovejas y cabras son entrenadas para combatir los incendios forestales mediante el pastoreo

Una decena de incendios forestales activos por día ha reportado la Corporación Nacional Forestal (Conaf) las últimas semanas, mientras que la Onemi ha declarado alerta roja en varias comunas de la zona centro-sur del país. Estos siniestros ya han consumido más de 31 mil hectáreas en el último semestre, con su respectiva flora y fauna, y han significado personas damnificadas e incluso la pérdida de vidas humanas.

Este complejo escenario, lamentablemente, en verano siempre empeora. Los especialistas coinciden en que el esfuerzo debe estar en la prevención, siendo la primera recomendación cortar el pasto seco, la maleza y todo tipo de vegetación que es el combustible principal de las llamas. Más aún este año, en el que se reportó un aumento de las lluvias en la zona centro y sur del país. Este es el foco de una iniciativa de la Facultad de Ciencias Veterinarias y Pecuarias (Favet) de la Universidad de Chile que busca la ayuda de ovejas y cabras para disminuir la vegetación combustible y reactivar los suelos degradados.

La aptitud de estos animales para hacer cortafuegos al pastar fue un accidente en el desarrollo de la tesis de la egresada de Medicina Veterinaria de la Casa de Bello, Gabriela Chávez. Cuando un incendio atacó el área del Campus Sur donde pastaban las ovejas, las llamas se detuvieron claramente en el área que había sido pastoreada. Así, la tesista decidió sumar esta arista a la investigación. 

“Mi tesis se trata de regeneración de suelo con pequeños rumiantes, y el hallazgo que tuvimos fue haciendo unos corrales experimentales de prueba en el fondo de la Facultad, en un sitio que está erosionado y el pasto crece bastante. Un día empezó un incendio y resultó que el corral, que es un cuadrado, se salvó con un perímetro como de un metro. El fuego llegó hasta ese perímetro porque una de las ovejas había salido del corral y no se alejan del grupo, entonces se mantuvo dando vueltas alrededor y fue eso, el que se hubiera salido, que permitió que el fuego no nos agarrara, hizo un cortafuegos”, dice la tesista Gabriela Chávez. 

Juan José Toro Letelier, coordinador de Extensión y Vinculación con el Medio de Favet, explica que este proyecto parte de la necesidad de poder controlar la biomasa combustible, o sea, el pasto seco que creció en la temporada primavera y que ahora en el verano es un riesgo de incendio permanente. Es buscar una solución sustentable, barata, simple y que además sea armónica con su profesión, que es el cuidado de los animales.

“Acá en Mundo Granja, criamos ovejas y cabras. Estamos probando primeramente con las ovejas porque son más dóciles y están más acostumbradas al manejo animal. Y posteriormente vamos a empezar con las cabras. La idea es que pastoreen en el lugar donde nosotros necesitamos controlar la biomasa para que puedan comer y tumbar el pasto. Si nosotros no hiciéramos esto, el pasto estaría largo, parado, erguido y obviamente muy vulnerable a cualquier chispa o activación de fuego”, dice el médico veterinario. 

“Además lo bostean, orinan y lo babean. Entonces, queda con una humedad que impide que pase el fuego o hace que pase de una manera menos brusca o violenta. Es un cortafuego natural. Básicamente, eso es lo que buscamos, que los animales nos generen un cortafuego y prevenir los incendios. Esto es un experimento, pero esto es extrapolable, se hace en otras partes del mundo y es la solución más sustentable para prevenir incendios, sobre todo en este contexto de verano actual, donde el pasto es una amenaza de incendio en muchas regiones del país”, agrega el Dr. Toro.

Además de prevenir el fuego, recuperan la vida del suelo. “Lo que queremos lograr es que el suelo recupere naturalmente su fertilidad para que esta paja seca después de que ellas salgan se pueda degradar paulatinamente gracias a la actividad microbiológica que tiene el suelo normal. Entonces, los animales al digerir el pasto pueden integrar nuevamente esa microbiología y esa fertilidad natural que no estaba antes”, agrega la egresada de la U. de Chile. 

Esta técnica de control de la vegetación también la están aplicando en otra área del campus con buenos resultados, explica la futura médica veterinaria. “Estamos extrapolando este hallazgo usándolo en la Facultad, que tenemos este crecimiento de pasto importante, y ellas han sido capaces de ir bajando bastante la carga de materia vegetal seca. La idea es poder entrenar también a las cabras, igual cómo entrenamos a las ovejas, que es un proceso lento, pero mejor lento y seguro, y poder hacer esta misma intervención con un grupo mixto”, dice Gabriela. 

Esta investigación es una de las seleccionadas en el Programa Tesis País, una iniciativa desarrollada por la Fundación Superación de la Pobreza que apoya tesis con temáticas de inequidad, pobreza, desarrollo local, entre otros, pues busca entregar estas soluciones a los pequeños agricultores y ganaderos.

Biobanco permitirá conocer realidad latinoamericana del Parkinson

En los últimos 25 años, se han duplicado los casos de Parkinson en el mundo, llegando en 2019 a los 8,5 millones de personas que padecen la enfermedad, según informe “La enfermedad de Parkinson: un enfoque de salud pública”, elaborado por la Organización Mundial de la Salud (OMS). En Chile, esta patología podría afectar a cerca de 40 mil personas, y -de acuerdo a proyecciones de la comunidad científica local- un tercio de ellas vive con la condición sin saberlo. Las cifras además muestran que nuestro país podría ser el que registra mayor prevalencia en América Latina: 1,6 casos por cada cien mil habitantes.

Este fenómeno es foco del proyecto Latin American Research Consortium on the Genetics of Parkinson Disease (Large-PD), estudio internacional apoyado por The Michael J. Foundation for Parkinson’s Research que instalará un biobanco en la Universidad de Chile para recopilar muestras y datos de pacientes con Parkinson. La iniciativa tiene como objetivo evaluar las características genéticas, demográficas y clínicas de esta enfermedad en la población latinoamericana para determinar sus factores incidentes y cómo variables que van desde el consumo de alimentos a la exposición a virus podría influir en su prevalencia. 

“Una de nuestras principales metas es poder crear estos recursos localmente, que las muestras que se saquen del país queden en ese lugar y se constituyan como una fuente de investigación para el futuro. Cuando estudiamos pacientes recogemos bastantes datos clínicos y epidemiológicos, y el objetivo es que esa información quede organizada a través de biobancos”, señala el Dr. Ignacio Fernández-Mata, académico de The Genomic Medicine Institute of the Cleveland Clinic de Estados Unidos y director del proyecto regional Large-PD.

El investigador principal en nuestro país es el Dr. Patricio Olguín, académico del Instituto de Neurociencia Biomédica (BNI) de la Facultad de Medicina de la Universidad de Chile, quien remarca que la comunidad internacional interesada en aportar evidencia científica de base para comprender el Parkinson hoy está enfocada en una política de intercambio de datos. En este contexto, señala, los biobancos son una solución de vanguardia para revertir la brecha de conocimiento sobre la realidad de la patología en zonas del mundo que no sean Europa o Estados Unidos.

“En el caso de América Latina, existe una subrepresentación sobre el impacto de la enfermedad. Los principales consorcios que estudian enfermedades neurodegenerativas son de Europa o Estados Unidos, así es que lo que conocemos de estas condiciones proviene de este tipo de datos”, plantea el científico chileno. En esta línea, agrega, “cuando pensamos en que futuros tratamientos para el Parkinson provendrán de tecnologías como la medicina de precisión, es algo que necesitamos poder revertir”.

Ambos investigadores participaron en la conferencia “Intercambio de Datos y Biobancos: La Experiencia del Parkinson”, realizada este martes 15 de noviembre en el marco del encuentro “Intercambio de Datos y Biobancos”. La actividad, organizada por el Instituto de Neurociencia Biomédica (BNI) de la Facultad de Medicina de la Universidad de Chile, contó además con la participación de la Dra. Alicia Colombo, directora del Biobanco de Fluidos y Tejidos de la Universidad de Chile.

El Biobanco instalado en el Hospital Clínico de la Universidad de Chile está generando una colección de muestras y datos de 600 pacientes como parte del proyecto Large-PD, iniciativa en la que también participan a nivel local el Centro de Trastornos del Movimiento (CETRAM), la Clínica Dávila y la Universidad del Desarrollo. El Dr. Fernández-Mata señala que la alianza que coordina a nivel latinoamericano tiene vínculos con 46 organismos científicos en 14 países de la región y que el propósito central de estas colaboraciones es crear una red de biobancos y mejorar la calidad de las investigaciones.

El neurogenetista de la Cleveland Clinic de Estados Unidos, quien estudia desde hace más de 20 años este síndrome aún incurable, describió que -a escala global- el síndrome afecta a uno de cada mil individuos y al 1% de las personas mayores de 75 años. Su incidencia es transversal a todos los grupos étnicos, pese a que podría existir un mayor riesgo en poblaciones europeas y latinas en comparación a las africanas y asiáticas.

Según explicó, “conocemos más de 20 genes asociados a formas familiares del Parkinson, más de 80 genes asociados a riesgo de desarrollar la enfermedad. Pero el problema que tenemos, y la razón por la que se están creando proyectos como Large-PD en todo el mundo, es que más del 90% de los estudios genéticos provienen de Europa o Estados Unidos. Eso crea un desbalance importante sobre el Parkinson y todas las enfermedades que puedan tener componentes genéticos”.

A nivel mundial, de acuerdo a la OMS, la discapacidad y las defunciones debidas al Parkinson están aumentando más rápidamente que las causadas por cualquier otro trastorno neurológico. De hecho, las estimaciones actuales sugieren que en 2019 provocó 5,8 millones de años de vida ajustados por discapacidad, un aumento del 81% desde 2000, y que causó 329.000 muertes. Esto supone un incremento de más del cien por cien desde el año 2000 a la fecha. Frente a estos números, el Dr. Olguín remarcó la urgencia de que el país fortalezca la comprensión de las bases genéticas, epidemiológicas y clínicas de esta enfermedad con mejores plataformas de investigación.

La enfermedad de Parkinson es una afección degenerativa del cerebro asociada a síntomas motores (lentitud de movimientos, temblores, rigidez, trastornos de la marcha y desequilibrio) y a una amplia variedad de complicaciones no motoras. La progresión de estos síntomas da lugar a altas tasas de discapacidad y necesidades de atención. Numerosas personas diagnosticadas con la enfermedad de Parkinson también desarrollan demencia durante el transcurso de la enfermedad.

Entre sus factores de riesgo, destaca el aumento de la edad, aunque las personas más jóvenes también pueden verse afectadas, tal como ocurrió al actor Michael J. Fox, que fue diagnosticado a los 29 años. Por otra parte, la enfermedad afecta más a los hombres que a las mujeres. Actualmente, se desconocen sus causas, pero varios estudios han demostrado que factores ambientales como los plaguicidas, la contaminación atmosférica y los disolventes industriales podrían aumentar el riesgo de padecerla.

El Dr. Fernández-Mata indica que resulta fundamental avanzar en una comprensión más precisa. En esta línea, hoy lidera investigaciones que exploran la relación entre el Parkinson y el uso de pesticidas en Brasil; el consumo de mate en Argentina y Uruguay; y el café en Colombia. “Es posible que en países como Chile o Perú existan otras situaciones interesantes de estudiar y para eso es fundamental contar con estas bases de datos. Los biobancos jugarán cada vez más un papel más importante, además como nexo entre grupos de investigación en un mismo país o a nivel regional. Es una forma de fomentar la investigación local y no depender de otros”, sostiene.

Se conoce que hay más de cien genes involucrados en el desarrollo de la enfermedad, y cada variable puede ir incrementando el riesgo, afirma. “En términos simples, contar a nivel local con un biobanco permite que en vez de tener diez investigaciones con cien muestras, el país cuente con mil muestras. Que alguien pueda acceder a ellas causará mayores impactos, en especial en una enfermedad tan compleja como el Parkinson, sobre la cual todo lo que sabemos es conocimiento que se ha generado en los últimos 20 años”, indica.

En su último informe sobre la enfermedad, publicado este año, la OMS advirtió la “desigualdad” que existe en la disponibilidad de recursos y servicios para brindar tratamiento y atención a pacientes de Parkinson, especialmente en países de ingresos bajos y medianos. El Atlas de Neurología de la OMS (2017), asimismo, proporciona estimaciones de 0,03 neurólogos por 100.000 habitantes en países de bajos ingresos y 4,75 por 100.000 habitantes en países de altos ingresos.

Por todo ello, el organismo dependiente de Naciones Unidas ha destacado la necesidad de impulsar políticas de salud global para implementar estrategias enfocadas en la enfermedad; mejorar la educación y concientización para prevenir y reducir los riesgos de la patología; y asegurar el acceso al tratamiento y a la atención sanitaria. El fortalecimiento de evidencias científicas que perrmitan incrementar la comprensión de base para tratamientos y estrategias preventivas en la salud pública podría ser un pilar en la búsqueda para equiparar las condiciones en que los estados enfrentan esta patología.

El investigador comenta que “es fundamental, no tanto para el presente, pero sí para el futuro. Para el presente se podría mandar muestras a USA, Europa, hacer los análisis, incrementaríamos el conocimiento de esta enfermedad en estas poblaciones. Si alguien quisiera hacer algo más, podría hacer estudios de interacción del ambiente y la genética, y cosas específicas. Ejemplo, en Argentina y parte de Brasil estamos viendo asociación con el mate”.

“Que todas las muestras que se capturen queden en un biobanco y que más científicos puedan acudir a esa cohorte y usarla puede tener importantes impactos a nivel de la investigación. El mejor acceso a datos clínicos y genéticos de calidad, en una forma colaborativa de trabajar, podría darnos a futuro mejores análisis, trabajos de investigación y conocimiento respecto a factores como la ancestría o los de tipo ambiental en la región”, concluye Patricio Olguín, investigador del BNI de la U. de Chile.

Investigadores desarrollan nueva metodología para el modelamiento de tsunamis

La amenaza de tsunami ha sido objeto de estudio en numerosas investigaciones. En este contexto, el artículo “Stochastic tsunami modeling induced by kinematic complex sources”, publicado por la prestigiosa revista Scientific Reports de Nature, revisa diversas metodologías utilizadas y señala que, “en general, las amenazas de tsunami dependen del carácter probabilístico de las diferentes fuentes de tsunami, tales como, terremotos, deslizamientos, volcanes, impacto de asteroides, entre otros”.

El estudio, desarrollado por Mauricio Fuentes y Sebastián Riquelme, investigadores del Programa Riesgo Sísmico (PRS) de la Universidad de Chile, consideró la revisión de la Evaluación Probabilística de Amenaza de Tsunami (PTHA) para fuentes sísmicas, incluyendo diferentes métodos para cuantificar incertidumbres. En la publicación, se indica que “es bien sabido que la mayoría de los tsunamis han sido generados por grandes terremotos en zonas de subducción. Alrededor del 70% (1.942 de 2.767) de todos los tsunamis identificados están relacionados con fuentes sísmicas”. Es por esto que se vuelve crucial desarrollar una herramienta que permita generar fuentes sísmicas realistas a partir de la investigación existente en sismología. De esta forma, proponen recrear en un marco probabilista físicamente aceptable las posibles formas en que un tsunami podría generarse e impactar en una determinada localidad.

La propuesta de metodología se validó con un caso de estudio que fue la trinchera Kuril-Kamchatka (en el Pacífico Noroccidental, al este de las islas Kuriles, la isla japonesa de Hokkaido y la península rusa de Kamchatka). Uno de los autores de la publicación científica, el investigador del PRS Mauricio Fuentes, comenta que “fue interesante utilizar la zona de Kuril-Kamchatka porque es un caso poco estudiado. Suelen ocuparse otras regiones de Chile, Japón o Estados Unidos”. Añade que, en cualquier caso, las simulaciones realizadas con esta nueva metodología se pueden aplicar a cualquier zona del planeta.

El resultado de esta investigación es un nuevo modelo de fuente sísmica estocástica, es decir, que recoge el carácter aleatorio del proceso de liberación de energía sísmica del terremoto, cuyo enfoque se emplea para evaluar la amenaza de tsunami. Este modelo de fuente sísmica se puede utilizar en otros campos, como en la evaluación de la amenaza y riesgo sísmico o para crear sismogramas sintéticos en la estrategia de simulación del movimiento fuerte del suelo para representar y caracterizar un escenario posible de peligro sísmico.

Mauricio Fuentes afirma que “los resultados de esta investigación plantean un cambio importante en la manera en que se estaba modelando. Tienen, al mismo tiempo, aplicaciones muy directas para la elaboración de cartas y mapas de amenaza de tsunamis”.

Lo anterior se refrenda en el capítulo de conclusiones del artículo científico, donde se indica que la “metodología propuesta es simple y directa de aplicar, siempre que se disponga de datos, y se puede aplicar en cualquier lugar que esté expuesto a terremotos tsunamigénicos. La inclusión de fuentes sísmicas más realistas permite reducir las incertidumbres sistemáticas”.

Sobre los siguientes pasos, Fuentes concluye que “habrá que retomar los puntos que han quedado abiertos y seguir explorando el comportamiento aleatorio de ciertos parámetros necesarios para modelar la fuente tsunamigénica”.

OMS publica lista de 19 hongos peligrosos que causan la muerte de más de 1,6 millones de personas al año

Cryptococcus neoformans, Aspergillus fumigatus, Candida albicans y Candida auris fueron los cuatro hongos de importancia crítica que entraron en la “lista negra” de patógenos fúngicos publicada recientemente por la Organización Mundial de la Salud, especies asociadas a enfermedades graves como la meningitis, infecciones de distintos órganos y sistémicas y a la resistencia a los antimicóticos, este último, un fenómeno de creciente preocupación global.

Esta “Lista de patógenos fúngicos prioritarios” la integran en total 19 tipos de hongos categorizados como de prioridad “crítica”, “alta” y “media”, organismos de importancia médica que provocan la muerte de más de 1,6 millones de personas al año y causan enfermedades a largo plazo en cientos de millones más.

Eduardo Álvarez Duarte, investigador del Instituto de Ciencias Biomédicas (ICBM) de la Universidad de Chile y representante en nuestro país de la “Acción Mundial para las Infecciones Fúngicas” (GAFFI), afirma que “esta lista prioritaria de hongos de importancia médica es crucial para el mundo y, por supuesto, para nuestro país. Por primera vez en la historia, se coloca el foco en hongos que causan una serie de enfermedades, muchas veces silentes. El número real de estas infecciones en Chile es desconocido, por lo que el real impacto a nivel local no se conoce con certeza. De hecho, el único esfuerzo nacional fue realizado junto a GAFFI el año 2017, donde estimamos que alrededor de 350.000 chilenos al año sufren de una micosis potencialmente letal”.

De acuerdo al documento publicado por la OMS, “esta lista está centrada en los patógenos fúngicos responsables de micosis sistémicas agudas y subagudas para las que existe resistencia a los medicamentos u otros problemas de terapéutica y gestión o, dada su prevalencia. Los patógenos incluidos están todos asociados con graves riesgos de mortalidad y/o morbilidad”, particularmente entre la población inmunocomprometida, como las personas de mayor edad o pacientes diabéticos, VIH/SIDA o con cáncer, entre muchas otras afecciones. El profesor Álvarez precisa que la definición de estos patógenos como prioritarios se estableció básicamente en función de cuatro parámetros críticos: prevalencia en la población, mortalidad asociada, resistencia a antifúngicos y acceso al diagnóstico.

Uno de los hongos críticos es Cryptococcus neoformans, “que tiene una alta prevalencia a nivel mundial, y una mortalidad que oscila entre un 40 y 60%. Este es un microorganismo con el que hay que tener ojo. Las meningitis fúngicas son un tema importante, sobre todo considerando que los pacientes inmunocomprometidos van al alza. Tenemos una masa de pacientes en esta categoría, personas mayores y con enfermedades de base, que crece, así como las expectativas de vida y la población envejecida”, señala el especialista. Además, el acceso al diagnóstico de esta micosis en otras latitudes, como algunos países de África, es difícil, en circunstancias de que es una técnica cuyo costo aproximado no supera los US$5. Otro de los hongos incluidos en la categoría de críticos es Candida albicans, que si bien presenta una resistencia a los antifúngicos más bien baja, “registra una mortalidad asociada, de entre un 20 a 40%. Algunos autores hablan de entre un 20 a 50%, es decir, es un hongo con el que hay que tener ojo por su índice de mortalidad. También es uno de los hongos que produce más infecciones fúngicas, es muy prevalente”.

El académico de la Universidad de Chile destaca que 14 de los 19 hongos incorporados a esta lista actualmente están en el país, incluyendo los cuatro calificados como de importancia crítica. Advierte, además, que algunos de estos se han expandido por el mundo cada vez con mayor intensidad, gracias al desarrollo del turismo a escala global y los procesos migratorios. De hecho, dos de las especies de hongos encontradas recientemente en Chile corresponden a micosis importadas desde zonas tropicales y subtropicales: Candida auris (categorizado como crítico) e Histoplasma capsulatum. Respecto a esta última especie, “ya hemos diagnosticado cerca de 40 casos de esta micosis importada. Candida auris, en tanto, apareció hace un par de años en nuestro país y ha generado alarma por su alta resistencia a los antifúngicos y a compuestos que se ocupan como desinfectantes ambientales. Esta capacidad le ha permitido instalarse en ambientes intrahospitalarios y provocar brotes”, advierte Álvarez.

La resistencia a los antifúngicos es uno de los aspectos de mayor preocupación global. Esta propiedad puede estar asociada a capacidades específicas de cada especie de hongo, como es el caso de Candida auris, pero también puede desarrollarse por el uso indiscriminado de los pocos antifúngicos existentes. Tal es el caso de los azoles, fármacos que se utilizan como antimicóticos en humanos, pero también en la agricultura, por ejemplo, para el control de Aspergillus fumigatus, que vive en ambientes de prácticamente todo el mundo. De acuerdo al representante de GAFFI en Chile, este hongo de prioridad crítica, que puede provocar infecciones respiratorias como la aspergilosis, “ha presentado mutaciones en algunos de sus genes y muchas de ellas se relacionan con la resistencia a los antifúngicos que se ocupan en la agricultura. Es un mecanismo de adaptación, de evolución, que el hongo ha desarrollado para seguir viviendo”, explica.

El problema es que esta resistencia desarrollada en la agricultura finalmente también afecta a los tratamientos que se ocupan en humanos, especialmente en pacientes inmunocomprometidos. Este fenómeno, conocido como resistencia cruzada, implica que “si un paciente desarrolla una infección por este hongo que se hizo resistente a los azoles por su utilización en la agricultura, se puede hacer resistente a los azoles utilizados en humanos y ya no habrá con qué tratarlo. Significa que si se complica puede morir”. A esto, se agrega la posibilidad de que las capacidades de resistencia puedan traspasarse entre distintos hongos, tal como ocurre con las bacterias. “Por mucho tiempo se pensaba que estos mecanismos no estaban presentes en hongos. No obstante, hay algunos estudios que han demostrado que entre hongos sí hay intercambio de información genética, por lo que no podemos descartar que existiese un traspaso de información genética codificante de resistencia, aunque probablemente no es el mecanismo más usual”, plantea.

La organización “Acción Mundial para las Infecciones Fúngicas (GAFFI)” ha trabajado con la OMS durante varios años para incluir a todos los antifúngicos y métodos de diagnóstico clave en las Listas de Diagnósticos Esenciales y de Medicamentos Esenciales. “Las enfermedades fúngicas son una amenaza mundial, con una gran desigualdad en el acceso a diagnósticos y medicamentos antifúngicos que pueden salvar vidas. El compromiso de la salud pública, con la integración de los diagnósticos en la atención rutinaria, tiene el potencial de salvar innumerables vidas cada año. El compromiso de la OMS es fundamental para mejorar la salud mundial y hacer frente al creciente espectro de la resistencia a los antifúngicos”, sostiene David Denning, director ejecutivo de GAFFI.

En este sentido, la lista elaborada por la OMS tiene como objetivo impulsar nuevas investigaciones e intervenciones políticas tendientes a reforzar la respuesta mundial a las infecciones fúngicas graves, colocando especial atención a la resistencia a los antifúngicos. “Afortunadamente, en Chile tenemos un sistema de diagnóstico de las micosis bien implementado, lo que nos permite realizar diagnósticos certeros y rápidos. Esto contribuye enormemente a la proyección exitosa de la infección en los pacientes, disminuyendo la letalidad. Este sistema evidentemente funciona bien en grandes ciudades, pero posiblemente aún falte en las ciudades más pequeñas o extremas”, comenta el profesor Álvarez respecto a la situación del país.

Indica también que “es importante visibilizar el problema, extender la red diagnóstica y -por sobre todo- generar las instancias educativas y de formación de capital humano competente en la materia, labor que venimos realizando desde nuestro laboratorio en los últimos años”. Uno de los aspectos centrales, señala, es la educación de la población para evitar que las personas se automediquen, mal utilicen antifúngicos y prevenir así que los hongos desarrollen mecanismos de resistencia. “También medidas tendientes a hacer un uso racional de los antifúngicos en la agricultura, normas para el uso racional de antifúngicos en seres humanos y animales, y la disposición de fondos para proyectos que -por ejemplo- permitan la búsqueda de nuevos antifúngicos, ya que hoy tenemos entre 10 y 12, no más que eso. Entonces, es necesario hacer mayor investigación al respecto”, concluye.

10,4 toneladas de residuos electrónicos recolectó la Reciclatón e-waste de la U. de Chile

Metales y minerales como el aluminio, el oro, la plata, el cobre y el estaño, además de elementos raros como el europio, el itrio, el neodimio o el terbio, se pueden encontrar entre los componentes de los dispositivos electrónicos que usamos a diario. Celulares, notebooks e impresoras, y también sus cables, contienen en su interior una verdadera mina urbana, que se desperdicia al llegar a los vertederos, donde además contaminan el suelo.

Para ayudar a combatir esa contaminación y lograr que muchos de estos aparatos puedan ser reparados y tengan una segunda vida, la Oficina de Ingeniería para la Sustentabilidad (OIS) de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile, organiza la Reciclatón e-waste, que este año logró recolectar 10,4 toneladas de residuos electrónicos en tres días.

“La Reciclatón de este año marcó un hito en nuestras campañas, siendo la más exitosa que hemos realizado. No solo acopiamos la mayor cantidad de residuos a nivel histórico, sino también vimos un aumento en la participación, tanto de organizaciones como de personas naturales que fueron a donar. De hecho, la participación de este último grupo creció en cerca de un 40% con respecto a la versión del año pasado”, contó Pablo Garrido, jefe de la OIS-FCFM. 

“Este tipo de eventos nos permite generar una cultura más sustentable y apoyarnos como Universidad de Chile en esta misión. Según las cifras de este año, el 46% de los residuos acopiados fueron de la Universidad, no sólo de la FCFM, también de otras facultades como Ciencias, Arquitectura y Urbanismo, Odontología y Campus Sur. Del mismo modo, también nos permite vincularnos con la comunidad, el 24% de los residuos fueron entregados por organizaciones externas a la Universidad y un 30% por personas naturales”, comentó Reynaldo Cabezas, secretario ejecutivo del Comité por la Sustentabilidad de la Universidad de Chile.

El principal cúmulo de residuos se logró en computadoras (2989,8 kg) –entre ellos había 300 notebooks–, seguido de impresoras (2013,2 kg), pilas y baterías (1433,8 kg). Se recopilaron más de 900 kg en cables y componentes, y más de 250 kg de mouses y teclados. Gran parte de los computadores y otros dispositivos serán reacondicionados por la Fundación Chilenter, para ser entregados a organizaciones sociales del país, como escuelas y centros de emprendimiento.

“Aportar a incentivar la cultura del reciclaje en nuestro país es una de las misiones que tenemos. Todos los componentes que llegaron van a ser revisados y pasarán a nuestros procesos de reacondicionamiento y/o reciclaje. Felicitamos una vez más al equipo de la Facultad de Ingeniería por hacer posible esta iniciativa”, sostuvo Matías González Pacheco, director ejecutivo de Chilenter. 

En esta versión, además de 41 organizaciones que llevaron sus residuos electrónicos, 383 personas fueron a entregar los suyos a la Facultad. “Es una tremenda recompensa el poder escuchar los agradecimientos de las personas y organizaciones externas a nuestra institución, felicitando al equipo. Se puede notar que aprecian que la Universidad de Chile genere este tipo de instancias de vinculación con el medio, tomando como vehículo una mayor responsabilidad con nuestros residuos y con la sustentabilidad”, subrayó Garrido. 

Además de dispositivos electrónicos, este año también se recolectaron baterías de auto, cuyos componentes principales, el ácido sulfúrico y el plomo, contribuyen a la contaminación del agua y del suelo. Recimat, empresa nacional encargada de reciclarlas, se llevó más de una tonelada. 

Prueban eficacia del aceite de coco contra hongo de alta prevalencia y mortalidad en personas inmunosuprimidas

En nuestro cuerpo es factible encontrar una diversidad de hongos adaptados para vivir en forma comensal, siendo en su mayoría incluso beneficiosos. Sin embargo, en el caso de que una persona presente un estado inmunodeprimido, esta relación puede pasar de comensal a patógena, provocando infecciones fúngicas tanto locales como sistémicas. Este es el caso de Candida albicans, hongo que vive como comensal en la cavidad oral, tracto gastrointestinal y mucosa genital de alrededor del 50% de la población, pero que frente a un estado inmunosuprimido de su hospedero se transforma en un patógeno. De hecho, la Doctora Ximena Lee Muñoz, profesora de la Facultad de Odontología de la Universidad de Chile, plantea que Candida albicans es responsable del 70% de las infecciones fúngicas en este grupo de pacientes, causando alrededor de un millón de muertes al año a nivel mundial.

Este hongo es causante de una enfermedad llamada candidiasis, que puede manifestarse tanto en cavidades orales como vaginales, “la cual es muy frecuente y afecta principalmente a quienes presentan alteraciones en el sistema inmune, como pacientes VIH+, enfermedades sistémicas crónicas como la diabetes, personas que tengan un uso prolongado de antibioterapia de amplio espectro y corticoides, y quienes reciben quimio o radioterapia para el tratamiento del cáncer, entre otras condiciones. También tiene una marcada prevalencia en edades extremas, tanto bebés como personas mayores”, explica la académica de la Casa de Bello.

En el caso de la cavidad oral, agrega, “Candida albicans es capaz de complicar ciertas lesiones orales como la estomatitis protésica, la cual afecta al 30% de las personas que en Chile portan prótesis dentales. El enfoque de tratamiento es local y/o sistémico, de alto costo y baja cobertura en el sistema público. Adicionalmente, existe riesgo de prescribir fármacos antifúngicos no ajustados en dosis o con resistencia a ellos, y los pacientes que no accedan a una atención oportuna afectan su calidad de vida, pues estas lesiones generan malestar e incomodidad, determinando la no utilización de las prótesis dentales, disminuyendo la eficacia masticatoria y alterando el estado nutricional”.

Este problema fue el foco del proyecto FONIS SA19I0025: “Triglicéridos de cadena media y su efecto frente a Candida albicans oral”, iniciativa liderada por la Doctora Ximena Lee que probó el uso de aceite de coco como antimicótico contra esta patología. El ensayo clínico, desarrollado en colaboración con la Municipalidad de Recoleta, determinó la eficacia de este tratamiento, “que da buenos resultados ya a la primera semana de uso, lo que favorece los procesos de cicatrización de los tejidos y la recuperación de la funcionalidad de las mucosas afectadas”, comenta la especialista. De esta manera, el nuevo antimicótico “permite resolver un problema de salud en personas mayores del país, puesto que esta condición afecta principalmente a individuos mayores de 60 años portadores de prótesis dental y de enfermedades crónicas no transmisibles, tales como hipertensión, diabetes y depresión, entre otras, y que se distribuyen en todo el territorio nacional”.

La académica de la Facultad de Odontología de la U. de Chile explica que los tratamientos antifúngicos tradicionales muchas veces pueden presentar resistencia antibiótica, a lo que se suman efectos adversos y la toxicidad de algunos de estos medicamentos. Este fenómeno ha promovido el estudio de productos naturales de origen vegetal que poseen altas propiedades antimicrobianas y presentan pocas o nulas reacciones adversas. “Uno de estos productos han sido aquellos aceites que en su composición poseen una alta concentración de ácidos grasos de cadena media, tales como el aceite de sésamo, oliva y de coco. Este último, el aceite de coco en su estado virgen, presenta mayor concentración de dichos ácidos grasos, confiriéndole mayor capacidad antimicrobiana, especialmente en levaduras del género Candida. Uno de esos ácidos grasos es el ácido láurico, el cual tiene la capacidad de inhibir el crecimiento de Candida albicans, a través de la disrupción de su membrana celular”, detalla.

La propuesta, sostiene la Dra. Ximena Lee, es que el aceite de coco virgen al 100% esté dentro de las alternativas terapéuticas contra la candidiasis oral, particularmente entre adultos mayores portadores de prótesis removible. “Pretendemos, de esta forma, disponer de un tratamiento antimicótico alternativo, de nula o baja toxicidad, sin efectos colaterales y de bajo costo, que ayude a recuperar la salud buco-dental del adulto mayor. Con ello, también es preciso indicar que su prescripción está sujeta a un exhaustivo análisis clínico del paciente, con lo cual se determine su efectividad para el caso a tratar”, plantea sobre este producto que busca mejorar la calidad de vida de las personas afectadas, disminuyendo la sintomatología dolorosa que pueden causar las lesiones y en un menor tiempo.

Asimismo, destaca su condición de producto sustentable al ser de origen vegetal, biodegradable y no contaminante, una preocupación creciente en el ámbito médico. “Además de sus características antimicrobianas, puede ser utilizado tanto en lo culinario como en lo cosmético, entre otras aplicaciones, por lo que en caso de que producto del tratamiento quedase aceite sobrante, esto no se desperdicia y se le puede dar otro fin. Distinto es el caso de restos de enjuagues o fármacos, cuyos sobrantes son desechados, no factibles de ser reutilizados o reciclados”, comenta en referencia a los tratamientos tradicionales.

Esta investigación, además, está en sintonía con la “Lista de patógenos fúngicos prioritarios” publicada el pasado 25 de octubre por la Organización Mundial de la Salud, documento que incluye a Candida albicans dentro de los cuatro hongos de importancia médica crítica. Al respecto, indica que “los hongos son los microorganismos menos estudiados debido a la complejidad de su estudio desde lo metodológico. Entonces, este puede ser un gran incentivo para indagar más en el tema, especialmente porque las resistencias a los antifúngicos son cada vez mayores y las características oportunistas del microorganismo pueden agravar a personas con condiciones sistémicas complejas de base, o a quienes cursen cualquier enfermedad aguda que disminuya sus defensas”.

El equipo de investigadores responsables de este proyecto encabezado por la Dra. Ximena Lee también está integrado por la Dra. Carla Lozano, el Dr. Cristian Vergara, y la Dra. Vilma Mejía. También participó en él la estudiante de 6° Año de Odontología en la Universidad de Chile, Javiera Jerez Fuentes, quien se sumó a esta iniciativa en el marco de su trabajo de tesis.

Modelo predice la efectividad de trasplantes renales utilizando herramientas de machine learning

“Identifying Factors Predicting Kidney Graft Survival in Chile Using Elastic-Net-Regularized Cox’s Regression” es el estudio publicado por el académico e investigador del Instituto Sistemas Complejos de Ingeniería (ISCI), Marcelo Olivares, trabajo que fue incluido en la última edición de Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI).

El artículo, en el que también participaron otros 11 investigadores, es resultado de un trabajo conjunto entre el Departamento de ingeniería Industrial, el Instituto ISCI y los centros de trasplante en Chile. En base a esta colaboración, y utilizando herramientas de machine learning (basado en un estudio longitudinal de pacientes con trasplante renal del sistema nacional), el estudio permitió generar indicadores objetivos de factores que predicen la efectividad de los trasplantes renales. 

“Desarrollamos un modelo estadístico predictivo para identificar las características del donante-receptor relacionadas con la supervivencia del injerto renal en la población chilena. Dada la gran cantidad de predictores potenciales en relación con el tamaño de la muestra, implementamos un mecanismo automatizado de selección de variables que podría revisarse en estudios futuros, a medida que se recopilan más datos nacionales”, explica Olivares.

Para ello, se analizaron 822 receptores adultos de trasplante renal (de donantes adultos), entre los años 1998 y 2018, información a partir de la cual desarrollaron un modelo de riesgo de falla del injerto renal para la población chilena. “Hasta donde sabemos, es la base de datos de trasplante renal más grande que existe a la fecha en Chile”, agrega.

Sobre esta base, los investigadores establecieron criterios objetivos que pueden ser utilizados para mejorar la eficiencia en la asignación de este órgano, así como siete variables con el riesgo de falla del trasplante renal: cuatro del donante (edad, sexo masculino, antecedentes de hipertensión y antecedentes de diabetes), dos del receptor (años de diálisis y antecedentes de trasplante de órgano), y uno del trasplante (incompatibilidad HLA – por su sigla en inglés, Human Leukocyte Antigens), único indicador que se considera en Chile para la priorización de pacientes en la asignación de riñones.

“Este tipo de estudios nos ayudará a seguir mejorando nuestro sistema nacional trasplantes. El trabajo recibió financiamiento de Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo, a través del proyecto Fondef ID19I10303”, destaca Olivares. El trabajo fue publicado por MPDI, editorial pionera en la publicación académica de acceso abierto desde 1996, que -actualmente- publica 400 revistas científicas revisadas por pares y nueve revistas de conferencias.

Estudio internacional comprueba que gastamos menos energía al masticar que nuestros antepasados

¿Cuán importante es la acción de masticar para nuestra digestión? Dicho proceso comienza en nuestra boca y permite descomponer la comida en partículas más pequeñas, lo que facilita la absorción de nutrientes en el intestino. Esta acción fue objeto de un estudio en el que participó el profesor del Departamento de Antropología de la Facultad de Ciencias Sociales de la Universidad de Chile, Kornelius Kupczik, un trabajo publicado en la revista Science Advances que analizó los costos metabólicos asociados y cómo influye en ellos las características físicas de los alimentos que se mastican.

Esta investigación colaborativa, desarrollada por el académico de la Universidad de Chile, junto a científicos y científicas de Reino Unido, Alemania y Países Bajos, utilizó la respirometría, un método que mide el consumo de oxígeno y la producción de dióxido de carbono, y la electromiografía del músculo masetero en sujetos humanos, particularmente en 15 mujeres y 6 hombres entre 18 y 45 años de edad, para obtener información sobre el consumo energético. El estudio determinó que la masticación representa un sumidero de energía medible. Por ejemplo, masticar un chicle inodoro e insípido eleva la tasa metabólica en un 10-15% por encima de la tasa metabólica basal. Por su parte, el gasto energético aumenta con la rigidez del chicle y se paga con un mayor reclutamiento muscular.

Por otra parte, el equipo plantea que la capacidad de masticar evolucionó en algunos vertebrados hace unos 260 millones de años. La evolución de la masticación compleja y de los dientes fue un paso evolutivo clave que permitió a los mamíferos comer una variedad de alimentos diferentes. Sin embargo, los seres humanos han ido más allá, desarrollando formas de procesar los alimentos antes de masticarlos, por lo que son más fáciles de consumir.

De acuerdo al profesor Kornelius Kupczik, “para los humanos modernos es probable que la masticación represente una pequeña parte del presupuesto energético diario. Sin embargo, para nuestros antepasados con músculos masticatorios y dientes grandes, antes de la aparición de la cocina y de los métodos sofisticados de procesamiento de alimentos, los costes debían ser relativamente altos, lo que añade una nueva dimensión energética a la interpretación de la morfología craneofacial de los fósiles humanos”. 

Agrega, además, que “si nos comparamos con grandes simios o chimpancés, ellos pueden gastar hasta seis horas en masticar. Sin embargo, nuestro gasto es menor porque la comida está procesada, pero a su vez nos entrega mucha energía”.

Adam van Casteren, académico de la Universidad de Manchester y primer autor del artículo publicado, añade que “creemos que la necesidad de extraer la máxima energía de las fuentes de alimentos sin desperdiciarla en los costes de procesamiento podría ser una de las fuerzas impulsoras de la evolución de la masticación de los mamíferos, incluyendo nuestra propia especie Homo sapiens”.

La investigación fue plasmada en un artículo publicado recientemente en la revista Science Advances, que destaca –además de sus conclusiones– por el trabajo colaborativo y de redes a nivel internacional. Las instituciones participantes fueron la Universidad de Chile, la Universidad de Manchester (Reino Unido), la Universidad de Maastricht y la Universidad de Leiden (ambas de Países Bajos) y el Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva (Alemania).

Descubren distorsiones del espacio-tiempo que podrían revelar la naturaleza de la materia oscura

Utilizando un sistema de Inteligencia Artificial, el grupo multidisciplinario identificó cerca de 5.000 posibles “lentes gravitacionales”, con los cuales se podrán realizar observaciones al Universo distante como nunca antes se había hecho. “Esta es la primera confirmación masiva de lentes gravitacionales”, afirma Sebastián López, astrónomo de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile.

El científico explica que “estos fenómenos son distorsiones del espacio-tiempo por la presencia de materia oscura”. Agrega, además, que los lentes gravitacionales son un fenómeno predicho teóricamente por Albert Einstein, donde un objeto ultramasivo puede curvar la luz a su alrededor de manera análoga a lo que sucede con un lente óptico. De esta manera, permiten amplificar las imágenes de galaxias muy lejanas, las que serían imposibles de ver con otros métodos.

Los datos, captados mediante instrumentos del Observatorio Keck en Hawai y el Very Large Telescope de Chile, confirmaron 68 de 77 fuentes estudiadas, lo que indica una efectividad del método de 88% de certeza. El artículo fue publicado por la revista Astronomical Journal con el título “The AGEL Survey: Spectroscopic Confirmation of Strong Gravitational Lenses in the DES and DECaLS Fields Selected Using Convolutional Neural Networks”. 

Uno de los principales planteamientos de esta investigación es que los lentes gravitacionales ayudarían a captar la materia oscura, la que es invisible para nosotros. La mayor parte de la masa del Universo está compuesta por ella, pero hasta ahora no ha sido posible detectarla. “Queremos cambiar eso”, asevera López, quien también es Doctor en Astrofísica por la Universidad de Hamburgo, Alemania. “Es la materia oscura la que distorsiona el espacio, de manera que, al medir la luz desviada, puede determinarse la masa que debe provocar dicha curvatura”.

Debido a lo anterior, la detección de estos objetos, ubicados en diferentes regiones y distancias, es un gran paso para lograrlo, ya que permitirá obtener una enorme cantidad de información, sobre todo de las galaxias tempranas.

En este estudio colaboraron investigadores de todo el mundo, que participan en el estudio ASTRO 3D Galaxy Evolution with Lenses (AGEL). Este incluye a científicos de la Universidad de Chile, de la Universidad de Nueva Gales del Sur, de la Universidad Tecnológica de Swinburne, de la Universidad Nacional de Australia, de la Universidad de Curtin, de la Universidad de Queensland, de la Universidad de California, Davis, y de la Universidad de Portsmouth.

El profesor López participó a través del grupo ARCTOMO (Gravitational-arc tomography), integrado por astrónomos de universidades chilenas y el Observatorio Europeo Austral instalado en el Norte del país. “Aportamos en las observaciones y estamos usando estos lentes gravitacionales para estudiar el material difuso del universo en forma tomográfica”, indica López. “Ahora debemos proseguir con el experimento tomando como base el próximo estudio con el Observatorio Vera Rubin, que está construyéndose en el norte de Chile”, concluyó.