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Science in your mobile
¿En qué consiste?
Inciativia para acercar la ciencia a los jóvenes a través de aplicaciones móviles para smartphones basadas en diferentes áreas científicas.
A través de la aplicación multi juego el usuario se puede familiarizar con la ciencia de cuatro formas diferentes:
- Cell Spotting: Se analizan imágenes reales de un cultivo celular obtenidas de un microscopio de fluorescencia invertida en las instalaciones del BIFI. En particular, se analiza el tipo de muerte celular a partir de dos parámetros.
- Mind Paths: El objetivo de este juego es determinar la distancia entre palabras según el análisis conceptual que cada uno hace de ellas. Para dos palabras dadas (origen y objetivo) y una red de palabras asociadas a ellas, el usuario debe elegir de entre las palabras asociadas a la primera aquella que crea que antes le llevará a la consecución de la palabra objetivo.
- Sun4All: Los usuarios deben analizar manchas de imágenes solares obtenidas por el Observatorio Astronómico de la Universidad de Coimbra (Portugal) para ayudar a comprender la actividad y el ciclo solar.
-Mobilab: Una aplicación para obtener mediciones de los sensores que posee su smartphone para ser medidos en diferentes situaciones.
¿Cómo puedo colaborar?
En google play se encuentra la apliación "Science in your mobile bifi" y a continuación solo hay que jugar
Por otra parte, se realizará la medidición del PH del agua.
Equipo de investigación
Este proyecto ha sido concebido en el marco del proyecto europeo Socientize, aprovechando el potente equipo de desarrollo del Instituto de Biocomputación y Física de Sistemas Complejos (BIFI) de la Universidad de Zaragoza en colaboración con la Fundación Ibercivis.
Proyecto de ciencia ciudadana financiado por la Fundación Española de Ciencia Y Tecnología (FECYT).
Fold it! Crowdfunding
¿En qué consiste?
Perseguimos financiar, gracias al micromecenazgo un servidor web donde investigadores pueden predecir la estabilidad y la dinámica de una proteína de su interés, a partir de su estructura y otros datos. El fin es facilitar la labor de los investigadores biomédicos en el diseño racional y optimizado de nuevos experimentos, con un notable ahorro de tiempo, dinero y recursos. Para conseguirlo, en esta primera fase de nuestro proyecto científico queremos portar la aplicación del promotor de esta aplicación, Pierpaolo Bruscolini, a la plataforma informática BOINC, de Ibercivis.
Esta iniciativa pretende recoger el creciente interés del ciudadano medio en participar en Ciencia, en no ser un mero espectador. Este movimiento ciudadano de cofinanciación de proyectos que ha tenido excelentes resultados en otros ámbitos, también se verá respaldado por la ciudadanía, y por ello apostamos desde la Fundación IBERCIVIS e iLoveScience.
¿Cómo puedo colaborar?
Para conseguir sacar adelante la investigación, se ha habilitado un portal on-line a través de iLoveScience, lanzado hoy día 1 de octubre de 2014, coincidiendo con el día mundial de las fundaciones y sus donantes. Su objetivo es recaudar 3500 euros aportados desinteresadamente por colaboradores que, a cambio, recibirán información, formación y reconocimiento. La campaña durará 60 días, y las aportaciones oscilan entre los 10 y los 2000 euros.
A través de este link puedes colaborar, además de encontrar más información del proyecto.
Equipo de investigación
El investigador principal del proyecto y promotor es Pierpaolo Bruscolini. Doctor en Física por la Universidad de Turín (Italia), actualmente es Profesor Contratado en la Universidad de Zaragoza. Ha desarrollado su investigación en biofísica teórica: plegamiento, secuenciación y diseño de proteínas. Su línea de investigación versa sobre formulación y análisis de modelos matemáticos simplificados para el plegamiento, la estabilidad y el diseño de proteínas, procesos de Markov, formulación de modelos de hidratación de moléculas y de polímeros no polares, mecánica estadística de modelos simples del agua, y por último aplicación de la mecánica estadística a la interpretación de espectros de MS/MS en proteómica
Junto a él, colaboran en este proyecto:
Adrián Velázquez. Doctor en Física. Investigador Araid en el Instituto de Biocomputación y Física de los Sistemas Complejos. Especialista en biofísica experimental de proteínas.
Sergio Pérez Gaviro. Doctor en física. Investigador Araid en el Instituto de Biocomputación y Física de los Sistemas Complejos. Profesor Colaborador Extraordinario en el Departamento de Física Teórica de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Zaragoza. Se dedica a la investigación en Física computacional.
Francisco Sanz García. Master en Mecánica computacional. Licenciado en matemáticas. Investigador de la Universidad de Zaragoza en el área de Computación Distribuida y Ciencia Ciudadana
Este proyecto se realiza en colaboración con la Fundación Ibercivis. Esta organización sin ánimo de lucro garantiza capacidad de cálculo a investigaciones que contribuyen al bien común y mejora de la sociedad. Actualmente posicionada con un relevante papel en la ciencia ciudadana, tanto a nivel nacional como europeo. Hacemos de puente de unión entre la comunidad investigadora y la ciudadanía, posibilitando que la comunidad científica reciba la contribución de los ciudadanos en las investigaciones que se están llevando a cabo, a la vez que los ciudadanos encuentran medios para familiarizarse con la ciencia.
Aqua
.¿En qué consiste?
Este proyecto permite establecer un mapa indicativo de la concentración de cloro en el agua de consumo humano en ciudades de toda España, inicialmente en la ciudad de Zaragoza. Para ello se cuenta con participación ciudadana en la ciencia, bajo 2 prismas, uno experimental y otro del uso de la tecnología. Ambos pretenden decantar a estudiantes de secundaria y bachiller, al reconocimiento del uso de la experimentación y la tecnología en los avances científicos.
Este proyecto pretende acercar la bioquímica a la sociedad y promover la participación activa desde los hogares y las escuelas.
Se cuenta con distintas fases para el experimento de ciencia ciudadana de control de aguas:
Una fase de preparación del estudiante participante en el estudio y distribución del material y reactivos necesarios y sus protocolos.
Una segunda donde el estudiante de secundaria o bachillerato realiza los ensayos y medidas en su casa o instituto y desde donde envía sus resultados de análisis a Ibercivis a través de una aplicación móvil. Se irá creando un mapa con gotas de agua por las ciudades con cada aportación.
La tercera consiste en el análisis de los resultados obtenidos junto con los datos complementarios de la muestra de agua: principalmente ubicación de la muestra de agua en la ciudad de Zaragoza. Tras este análisis de resultados en Ibercivis se elaborará un mapa en el que se vea la distribución de la concentración de cloro (relacionada también con pH y Tª). Como control se podrán incluir la información incluida en el Programa de control de calidad de agua de consumo humano del IMSP de Zaragoza, que servirán de control interno para el análisis de los resultados enviados.
¿Cómo puedo colaborar?
Dado que uno de los parámetros de control, cuyo nivel permite mantener “a raya” a los contaminantes microbiológicos, es el cloro, el experimento consiste en realizar medidas de cloro y medidas del PH del agua, a través de los kits distribuidos desde ibercivis. Los resultados obtenidos conforman el mapa con las gotas de agua indicando la calidad.
La aplicación también está disponible para android.
Para conocer más
Toda la información así como proceso de medición se encuentra en la web http://aqua.ibercivis.es/
Proyecto de ciencia ciudadana financiado por la Fundación Española de Ciencia Y Tecnología (FECYT).
Video
Equipo de investigación
Para este proyecto, Ibercivis se beneficia de la experiencia de este grupo de profesionales:
Fermín Serrano Sanz, profesional en proyectos europeos de ciencia ciudadana, lidera dicha línea en el Instituto de Biocomputación y Física de los Sistemas Complejos, coordinador del proyecto FP7 Socientize. Ponente en distintos foros europeos de ciencia ciudadana e inteligencia colectiva.
Natividad Miguel Salcedo, ccolaboradora en este proyecto de ciencia ciudadana y personal docente e investigador de la Universidad de Zaragoza. Perteneciente al Grupo de Investigación Aplicada "Calidad y Tratamiento de Aguas" que forma parte del Instituyo Universitario de Ciencias Ambientales de Aragón
Yolanda Vergara Larrayad, actualmente es técnico de proyectos en el BIFI, con amplia experiencia investigadora y docente en sectores relacionados con el agua entre otros.
Francisco Sanz, tiene relación directa con la comunidad científica para brindarles la plataforma Ibercivis que permite contactar con la ciudadanía y la ciencia ciudadana. Desarrollador de herramientas para este nuevo tipo de ciencia. Divulgador en distintos foros acerca de computación y ciencia ciudadana.
Carlos Val es desarrollador de infraestructuras de ciencia ciudadana. Encargado de las relaciones con entidades externas para desarrollar proyectos de ciencia ciudadana.
Eduardo Lostal Lanza es desarrollador de aplicaciones web y móvil para proyectos de ciencia ciudadana. Presente en distintos congresos relacionados con el ámbito de la ciencia ciudadana. Director de proyectos fin de carrera relacionados con ciencia ciudadana.
M.Carmen Ibáñez Hernández es encargada de la sección de divulgación y difusión dentro de la fundación así como organizadora de eventos de ciencia ciudadana, cuenta con 5 años de experiencia desarrollando actividades con la ciudadanía.
Sun4All
.¿En qué consiste?
El proyecto Sun4All tiene como objetivo promover la ciencia en general y la astronomía en particular. El proyecto se basa en un activo de más de 30.000 imágenes del Sol (espectroheliogramas) que se encuentran en el Observatorio Astronómico de la Universidad de Coimbra, como resultado de un trabajo de más de 80 años de observaciones solares diarias, que comenzó en 1926. Esta colección de imágenes de observaciones solares es de un gran valor científico.
El proyecto tiene como objetivo la participación de todos los ciudadanos en el análisis y recuento de las manchas solares, dado que está considerado como un aspecto muy importante para el estudio de los fenómenos que ocurren en la superficie del Sol y para entender la actividad y el ciclo solar. Por otro lado, el estudio de las manchas solares, además de ser en sí interesante, presenta una importante herramienta para entender gran parte de lo que sucede en la climatología de la Tierra.
¿Cómo puedo colaborar ?
En esta aplicación, encontrarás una imagen del sol - un Espectroheliograma - con fecha del día en que fue tomada. El propósito perseguido con esta aplicación es contar las manchas solares así como los grupos de manchas solares. Para ello, ponemos a tu disposición las herramientas para manipular la imagen y poder hacer el recuento.
Para saber más
Puede encontrar información adicional sobre el proyecto y las diferentes actividades relacionadas con el Sol, aquí
¿Quieres ver la cara del Sol en una fecha en particular? Busca aquí. ( Sólo en portugués )
Video
Equipo de Investigación
Se trata de un proyecto impulsado por investigadores del Departamento de Matemáticas de la Universidad de Coimbra y el Observatorio Astronómico de la Universidad de Coimbra. La aplicación fue desarrollada por el equipo del proyecto SOCIENTIZE
Happy Up
¿En qué consiste?
Aplicación móvil que permite conocer el grado de felicidad y cómo entrenarla.
En una escala del 1 al 100, esta herramienta calcula un valor de acuerdo a las respuestas de un un sencillo cuestionario, en base de 21 preguntas.
El usuario reflejará cómo se valora, qué importancia concede al reconocimiento público y cómo influyen en su felicidad las condiciones materiales, entre otros aspectos. Al finalizar, la herramienta proporcionará una serie de datos que servirán de punto de partida para que el usuario realice un entrenamiento posterior, a través de esta misma aplicación, en aquellas áreas en las que los niveles de felicidad sean más bajos.
El entrenamiento es ofrecido para todos aquellos que obtengan una valoración de su nivel de felicidad por debajo del 80%. En este caso, los entrenamientos están asociados a los aspectos de la felicidad en los que se ha obtenido una puntuación más reducida.
Otras herramientas científicas han sido desarrolladas, con amplio recorrido para medir la felicidad o para evaluar aspectos muy asociados a la misma, como la satisfacción en la vida.
En este caso, como novedad al resto de herramientas, se ha diseñado un instrumento que, además de medir el bienestar psicológico que uno experimenta, también tiene en cuenta, en cierta medida, el desarrollo de nuestra virtud personal y valora la incidencia del trabajo en nuestra felicidad.
¿Cómo colaboro?
Sólo hay que acceder a Apple Store o Play Store y descargar la aplicación HappyUp, gratuita y disponible para iOS y Android.
La ciencia ciudadana permitirá construir el mapa de la felicidad, distinguiendo entre regiones geográficas, diferenciando por sexo y por rangos de edad.
Equipo de Investigación
El grupo de investigación de la Universidad San Jorge, Felicicom Lab, es el autor de la idea de la herramienta. Para dar forma a esta aplicación, la USJ ha trabajado conjuntamente con la Fundación Ibercivis, quien ha realizado el desarrollo técnico.
BINDSURF
.¿En qué consiste?
Los métodos de Cribado Virtual (CV) pueden ayudar considerablemente en el proceso de descubrimiento de nuevos fármacos y en investigación clínica, prediciendo como los ligandos interaccionan con determinadas dianas terapéuticas. La mayoría de los métodos CV suponen la existencia de un único sitio de unión con la proteína, que normalmente se deriva de la interpretación de la información cristalográfica disponible sobre la proteína. No obstante se ha demostrado que esto es incorrecto y que en muchos casos diferentes ligandos interaccionan con partes distintas de la proteína, y la mayoría de métodos existentes, incluso comerciales, de CV no tienen en cuenta este efecto.
Para solucionar este problema hemos desarrollado BINDSURF, una nueva metodología de CV que analiza detalladamente la superficie de la proteína para encontrar potenciales zonas de interacción donde los ligandos podrían interaccionar, y que ha sido diseñada e implementada en hardware masivamente paralelo tal como GPU, lo cual permite procesar rápidamente y de manera eficiente grandes librerías de ligandos.
Las predicciones obtenidas con BINDSURF pueden además guiar la aplicación posterior de otros métodos de CV a zonas de la proteína ya caracterizadas por éste método, y por tanto su utilización ayuda en el descubrimiento y diseño de fármacos, en el reposicionamiento de moléculas, y en la investigación clínica.
¿Cómo colaboro?
Solo tienes que unirte a Boinc, a través de nuestra web y ahí seleccionar este proyecto en concreto.
Equipo de Investigación
BINDSURF fue desarrollado inicialmente en el Grupo de Investigación de Arquitectura y Computación Paralela de la Universidad de Murcia y se encuentra actualmente en desarrollo por el Grupo de Investigación de Bioinformática y Computación de Alto Rendimiento de la Universidad Católica de Murcia San Antonio
Para saber más
Para más información general sobre Descubrimiento de Fármacos se recomienda leer:
http://en.wikipedia.org/wiki/Drug_discovery
Resultados obtenidos tras el barrido de la superficie de la proteína PDB:1QCF. De arriba a la izquierda a abajo a la derecha; a) las esferas representan zonas de interacción en la superficie de la proteína y el color está directamente relacionado con el valor de la función de afinidad de tal modo que valores cercanos a rojo representan escasa interacción y conforme avanzamos a verde y azul, esa interacción aumenta, b) histograma con la distribución de valores de la función de afinidad, c) las moléculas de color rojo y azul representan la pose cristalográfica del ligando y la predicción de BINDSURF, con un valor de RMSD menor que 1 Anstrom, y d) representación de las red de enlaces de hidrógeno establecida por el ligando con sus residuos más cercanos.
Wilson
.¿En qué consiste?
Dado "p" número primo, si (p - 1)! ≡ - 1 (mod p^2) p se denomina primo de Wilson, en honor al matemático John Wilson.
Hasta el momento los únicos números primos de Wilson encontrados son el 5,13 y 563, sin embargo, se ha conjeturizado que el número de primos de Wilson es infinito.
Usando esta aplicación trataremos de encontrar el siguiente primo de Wilson. Se ha demostrado que de existir debe ser superior a 5x10^8.
Para facilitar la tarea hemos agrupado en bloques de 300 los primos entre 5x10^8 y 4x10^9, de forma que cada workunit analiza cada uno de estos bloques, comprobando si dichos primos son o no de Wilson.
¿Cómo colaboro?
Colaborar con este experimento es muy fácil, solo tienes que descargarte e instalar BOINC, registrarte a Ibercivis y en tu perfil de usuario seleccionar esta aplicación (esta seleccionada por defecto).
En detalle...
¿Qué son los números primos?
Son aquellos números naturales que sólo son divisibles por 1 y por sí mismos.
En la imagen: La criba de Eratóstenes fue concebida por Eratóstenes de Cirene, un matemático griego del siglo III a. C. Es un algoritmo sencillo que permite encontrar todos los números primos menores o iguales que un número dado.
Euclides demostró alrededor del año 300 a. C. que existen infinitos números primos. Se contraponen así a los números compuestos, que son aquellos que tienen algún divisor natural aparte de él mismo y del 1. El número 1, por convenio, no se considera ni primo ni compuesto.
La distribución de los números primos es un tema recurrente de investigación en la teoría de números: si se consideran números individuales, los primos parecen estar distribuidos aleatoriamente, pero la distribución «global» de los números primos sigue leyes bien definidas.
Proyecto Primalidad
Existe un gran número de conjeturas abiertas acerca de los números primos, como por ejemplo la hipótesis de Riemann y la conjetura de Goldbach.
En la imagen: Función zeta de Riemann ζ(s) en el plano complejo. El color de un punto s codifica el valor de ζ(s): Colores fuertes denotan valores cercanos a 0 y el tono codifica el valor del argumento. El punto blanco en s=1 es el polo de la función zeta; los puntos negros en el eje real negativo y en la línea crítica Re(s) = 1/2 son sus ceros.
Lo que os proponemos es aprovechar la potencia de cálculo de Ibercivis para saber un poco más de estos números, de cómo están distribuidos y de tratar encontrar contraejemplos a las conjeturas.
En este proyecto el código será publico, de forma que cualquiera de vosotros podrá ver el código e incorporar a él posibles mejoras. De igual forma, hay un foro disponible http://forum.ibercivis.net/index.php en el que intercambiar impresiones acerca de este proyecto.
Para saber más
Historia de los números primos
Los números primos y sus propiedades fueron estudiados de manera exhaustiva por los matemáticos de la antigua Grecia. Ya en el año 300 a. C. el matemático griego Euclides demostró, en la proposición 20 del libro IX de los Elementos, la existencia infinitos números primos. Los matemáticos de la Escuela Pitagórica (500 a. C. a 300 a. C.) estaban interesados en los números por su misticismo y sus propiedades numerológicas.
El Teorema de Wilson, es un teorema clásico relacionado con la divisibilidad. Es un resultado de teoría de números relacionado con la primalidad de un número entero positivo. Fue atribuido a John Wilson por su profesor Edward Waring. Éste último comentó que Wilson había dejado anotado este resultado en un cuaderno pero que no lo había demostrado. El propio Waring tampoco pudo hacerlo y tuvo que ser Lagrange en 1773 quien dio la primera prueba.
Los primeros sistemas de transmisión de mensajes secretos se basaban en el intercambio de una clave entre emisor y receptor. Ésto, en comunicaciones a grandes distancias no era muy práctico, ya que hacía necesario que emisor y receptor se juntasen cada vez que obligaran a cambiar la clave por motivos de seguridad.
En 1977, Rivest, Shamir y Adleman, científicos del MIT (Massachussests Institute of Technology) en EEUU, idearon un esquema de cifrado de clave pública. Según este método, llamado RSA por las iniciales de los apellidos de sus creadores, el receptor hace público un número natural "grande", del cual conoce su descomposición en factores primos. Este número es usado por el emisor para cifrar sus mensajes. La idea es que aunque todo el mundo tiene acceso a la clave pública y al mensaje cifrado, éste sólo puede ser descifrado si se conocen los números primos que dividen al número clave.
Para que nos hagamos una idea de qué significa "grande". Actualmente se considera segura una clave pública dada por un número natural de más de 300 cifras. Por supuesto, a medida que evolucionan las capacidades de los ordenadores, la idea de lo que es un número "grande" va cambiando.
Por ejemplo, los creadores del esquema RSA predijeron que un mensaje encriptado por ellos usando un número de 129 cifras como clave, tardaría en descifrarse 40 trillones de años. Sin embargo, a principios de los años noventa, mediante la colaboración de 1.600 ordenadores durante 8 meses, se consiguió descifrar este mensaje encriptado. Ésto, a pesar del error en las predicciones de sus creadores, más que restar validez al método RSA, muestra su fortaleza e ilustra la dificultad de un problema tan aparentemente sencillo como es la descomposición de un número como producto de primos.
GripeNet
.¿En qué consiste?
El objetivo de Gripenet es monitorizar la incidencia de la gripe en España mediante la colaboración desinteresada y anónima de voluntarios que, periódicamente, nos informan via Internet si padecen la dolencia o no.
Estos datos permiten a los investigadores avanzar en el conocimiento de los mecanismos de propagación de las dolencias infecciosas a través de modelos a escala europea.
El proyecto tiene un doble propósito. Por un lado, los datos recogidos permiten a los investigadores avanzar en el conomiento de los mecanismos de propagación de las dolencias infecciosas y, por otro lado, el proyecto constituirá una herramienta de divulgación para aproximar la ciencia al ciudadano e involucrarlo directamente en el estudio científico a través de la información facilitada.
¿Cómo colaboro?
¿Te has vacunado contra la gripe? ¿Ya has tenido la gripe este año, o estás esperando un posible ataque? Respondiendo a estas perguntas puedes colaborar con la ciencia participando en GripeNet.es . La idea básica es rellenar un perfil personal y seguidamente unos pequeños cuestionarios semanales (en dos minutos) que llegan por correo electrónico, con información sobre su estado de salud en relación con la gripe.
¡Participa tu también y ayúdanos a prevenir la gripe en España!
Para saber más
http://www.gripenet.es/
Equipo de investigación
Gripenet es una herramienta desarrollada por investigadores del BIFI en coordinación con el consorcio europeo Epiwork y con el apoyo de Ibercivis.
http://cosnet.bifi.es/
Mind Paths
.¿En qué consiste?
¿Cuál es la relación percibida entre palabras?
Esto sigue siendo un tema complejo para los especialistas semánticos. A través de un video-juego vamos a crear un mapa semántico en el que la gente defina las distancias entre las palabras. El análisis semántico es un gran desafío para la ciencia y la innovación, ya que es una tarea muy compleja que requiere de modelos avanzados y validaciones de expertos. Una técnica común es determinar qué palabras son muy similares o tienen un significado relacionado. Lo que vamos a crear es una aplicación de ciencia ciudadana sobre la base de un enfoque de juego, donde se traza la distancia entre miles de palabras. Vamos a pedir a la sociedad que elijan que palabras conducen desde una palabra inicial determinada hasta la palabra objetivo, creando un mapa visual de las distancias entre las palabras. Los resultados de esta investigación serán importantes para la comunidad científica, así como para el mundo de los negocios, con una gran cantidad de aplicaciones que están basados en el análisis semántico.
¿Cómo colaboro?
A modo de juego, hemos creado un mapa semántico en el que la gente defina las distancias entre las palabras. De esta manera, cualquier ciudadano puede probar la aplicación y de paso estará contribuyendo al análisis semántico, una técnica común para determinar qué palabras son muy similares o tienen un significado relacionado.
Aplicación: http://pybossa.socientize.eu/pybossa/app/Semantics/
Equipo de investigación
Cell Spotting
.¿En qué consiste?
La aplicación de imágenes de células pretende implicar a los ciudadanos, para que participen en la investigación del cancer, mediante análisis de las imágenes tomadas a partir de células reales sometidas a tratamiento de administración de fármacos. Esta participación basada en el reconocimiento de imágenes permite avanzar en el estudio de la muerte celular, conocido como apoptosis, presentes en enfermedades como el cáncer.
¿Cómo colaboro?
Desde tu casa puedes contribuir al análisis de células tumorales.
Es muy sencillo, la aplicación muestra imágenes de distintos cultivos celulares tomadas al microscopio y, a través de preguntas sencillas como «¿Es la célula circular o alargada?» o «¿Está el núcleo fragmentado?», los ciudadanos participantes determinan el estado de las células. Así, los investigadores podrán conocer qué está sucediendo en cada cultivo y si los medicamentos aplicados a cada uno de ellos están resultando eficaces.
Cada imagen se envía a varios participantes para validar los resultados.
En detalle...
Todos los seres vivos están formados por células. Las plantas y los animales están formados por muchas células diferentes. Existen también organismos unicelulares, formados por una única célula, como los protozoos, las levaduras o las bacterias. Todas las células se originan por división de otras células, excepto la primera célula, que se formó hace millones de años, en el origen de la vida.
Los organismos pluricelulares se suelen reproducir sexualmente. Tras la fecundación de un óvulo por un espermatozoide, la nueva célula, denominada cigoto, comienza a dividirse, dando lugar a un agregado de células, inicialmente todas iguales. Durante el desarrollo embrionario esas células se diferencian en distintos tipos celulares, dando forma al embrión a través de movimientos morfogenéticos. Un ser humano contiene unos 200 tipos de células.
Cada tipo celular ocupa un lugar determinado dentro del organismo, especializándose en funciones concretas. Las células que forman un ser vivo se coordinan perfectamente entre sí para permitir la supervivencia del organismo, formando tejidos y órganos. Algunas células, como las neuronas, no suelen reemplazarse por otras cuando mueren. Sin embargo, en la mayoría de los tejidos y órganos las células envejecen, mueren y son reemplazadas por otras, mediante el proceso de división celular. Nuestros órganos funcionan correctamente debido a la coordinación precisa de las células que los forman. Cada célula es un ser vivo complejo que contiene pequeños órganos, denominados orgánulos, como las mitocondrias o el retículo endoplásmico.
Las proteínas son moléculas esenciales para la vida. Muchas de ellas son verdaderas máquinas microscópicas especializadas en tareas concretas.
Algunas proteínas funcionan copiando fragmentos de moléculas de ADN que contienen información genética, los genes, sintetizando otra molécula informativa, el ARN mensajero.
Los ribosomas, complejos formados por proteínas y ARN, traducen la información del ARN mensajero a moléculas de proteína, ensamblando aminoácidos, que luego ejecutan esa información en forma de tareas concretas. La información genética, organizada en forma de secuencias determinadas de letras, los nucleótidos, puede alterarse cuando alguna de esas letras cambia, produciéndose una mutación. Ese cambio de nucleótidos en el ADN puede dar lugar a cambios en los aminoácidos que forman las proteínas, alterando sus funciones y pudiendo producir patologías de origen genético, incluido el cáncer.
Un cáncer se origina por la división incontrolada de un determinado tipo celular, lo cual da lugar a un tumor. En los tumores malignos algunas de esas células pueden abandonar el tumor original y desplazarse, a través del torrente sanguíneo, a otras partes del cuerpo. Aunque muchas de éstas mueren, algunas son capaces de establecerse en otros tejidos, dando lugar a nuevos tumores. Es lo que se conoce como metástasis.
Uno de los abordajes actuales para luchar contra el cáncer consiste en identificar sustancias, posibles fármacos, que eliminen selectivamente a las células tumorales, ensayándose miles e incluso millones de candidatos usando sistemas robotizados.
El efecto de esas sustancias sobre las células tumorales se puede estudiar utilizando microscopía óptica multidimensional. Para llevar a cabo este tipo de estudios se utilizan sistemas de microscopía automatizados que nos permiten observar a lo largo del tiempo la respuesta a distintos tratamientos de modelos celulares tumorales cultivados in vitro, adquiriendo imágenes a intervalos definidos. La observación de distintos orgánulos celulares marcados con moléculas fluorescentes de diversos colores nos permite determinar el tipo de respuesta de la célula a una sustancia.
Las distintas imágenes adquiridas se pueden combinar en imágenes compuestas que nos permiten observar varios orgánulos a la vez. Por ejemplo, núcleos azules y mitocondrias verdes combinados con microscopía de campo claro (tonos de gris) para observar la célula en su conjunto.
Así podemos observar el proceso de división celular, que comienza con el redondeamiento de la célula. El núcleo, redondeado inicialmente, se compacta en una banda que posteriormente se divide en dos, antes de redondearse cada nuevo núcleo. Podemos observar también los cambios en las mitocondrias o en la célula entera durante el proceso.
Existen dos tipos principales de muerte celular, la apoptosis y la necrosis. La apoptosis es un tipo de muerte celular fisiológica durante la cual la célula se encoge, su superficie se arruga y su núcleo se encoge y/o fragmenta. Las mitocondrias, que suelen tener forma de gusano, se fragmentan en pequeñas bolitas.
Durante la necrosis, un tipo de muerte celular que ocurre normalmente por daño físico o químico intenso, el núcleo no se encoge ni fragmenta, pero se libera contenido celular, que se observa como burbujas que crecen alrededor de la célula. La liberación de contenido celular en la necrosis produce una respuesta inflamatoria.
Un compuesto antitumoral debería idealmente inducir muerte celular selectiva por apoptosis, puesto que las células apoptóticas son eliminadas por el sistema inmune sin producir inflamación del tejido sano circundante.
Equipo de investigación
José Alberto Carrodeguas Villar
Patricia Martínez Alonso
María Alejandra Nelo Bazán
Alan Eduardo Vigueras Ceballos
Para saber más
Información
http://bifi.es/en/research/biochemistry-and-mcb/stem-cells-and-apoptosis
Vídeos
Radio
10 minutos con el investigador principal en Radio Intereconomía. Zaragoza Diciembre 2013
Audio mp3
