Gracias al dedo gordo

El dedo gordo es el responsable. Nos ayudó a caminar erguidos y sacar ventaja sobre nuestros parientes más cercanos, los simios. Y cuándo esos cambios en el esqueleto nos permitieron avanzar es una de las preguntas que aún no se responden de nuestra historia evolutiva. Un caso para la paleoantropología.

Científicos encabezados por investigadores de la Universidad de Witwatersrand en Sudáfrica combinó técnicas de visualización, principios de ingeniería y análisis estadístico para analizar la estructura de los huesos largos.

En el artículo en Plos One documentaron las diferencias en los pies humano y de otros simios. El grupo se enfocó inicialmente en el hueso conectado al dedo gordo, conocido como el metatarsiano hallucal, en humanos modernos, gorilas y chimpancés. Ese dedo, hallux, desempeña un rol central en la fase de propulsión de caminar y correr en los humanos, mientras en aquellos simios es más una especie de pulgar que les ayuda a asir, útil para trepar y otras conductas en los árboles.

Ese dedo fue al parecer clave en la evolución de los humanos, aunque falta conocer el momento exacto cuando esto ocurrió.

Las diferencias estructurales del pie encontradas con gorilas y chimpancés son sorprendentes a juicio de los investigadores y ameritarán futuros trabajos.

La forma del hueso permite una gran resistencia a la rotación y flexibilidad, y a la carga a la que es sometido.

El pie, valga aclarar, ha sufrido modificaciones por el calzado, inicialmente documentado hace 15.000 años pero cuyo uso se sugiere desde hace 40.000.

Huesos no más tenía mi novia

¡Qué inventarán después! Un grupo de científicos de la Fundación Nueva York de Células Madre reportó la generación de un sustituto específico de huesos de un paciente a partir de células de la piel, con lo que se corrigen defectos óseos.

El estudio, conducido por Darja Marolt y Giuseppe Maria de Peppo fue publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences y representa un avance en tratamientos de reconstrucción personalizada para pacientes con defectos de huesos por enfermedad o por trauma.

El avance facilitará el desarrollo de agarres óseos tridimensionales, personalizados y por solicitud, que llenan lo que exactamente necesita el perfil inmunitario de un paciente.

Tomando células de la piel, los científicos las reprogramaron para revertir las células adultas a un estado embriónico. Estas células pluripotentes inducidas portan la misma información genética del paciente y se puede convertir en cualquiera de las células del cuerpo.

Luego el grupo guió las células inducidas para convertirse en progenitoras formadoras de hueso y las alimentaron en un medio para lograr una formación ósea tridimensional. Después colocaron lo creado en un biorreactor que les provee nutrientes, remueve los desperdicios y estimula la maduración, imitando un ambiente de desarrollo natural.

“El hueso es más que un compuesto mineral duro, es un órgano activo que constantemente se remodela. Los vasos sanguíneos llevan nutrientes importantes a las células sanas y remueven los sobrantes; los nervios proveen una conexión al cerebro; y las células de la médula ósea forman nuevas células sanguíneas e inmunitarias”, dijo Marolt.

Estudios previos con otras fuentes celulares, pero con algunos inconvenientes por resolver. Pero el grupo de Nueva York trabajó con células pluripotentes inducidas para superar las limitaciones.

“Ningún otro grupo ha publicado un trabajo creando sustitutos óseos viables, funcionales y tridimensionales a partir de células inducidas. Esto nos acerca a lograr la meta final: desarrollar los tratamientos más promisorios para las personas.

El hombre que estrenó cráneo

Una nueva aplicación para la tecnología de impresión 3D: remplazar cráneos.

Sí: mediante esa tecnología médicos implantaron el 75% del cráneo de un hombre, desarrollo aprobado por la FDA en febrero. El implante se hizo el 4 de marzo, reportó Tech News Daily. Este fue elaborado con base en una clase de termoplástico llamado polieterketoneketona (PEKK), un material moldeable a cierta temperatura que regresa a cierto estado cuando se enfría. A diferencia de la mayoría d ellos plásticos, las largas cadenas de polímeros de los termoplásticos no se quiebran durante el proceso de mezcla.

Como toda impresión 3D, el proceso comienza con un escan digital para usar como patrón. En este caso puede ser un escan CT o MRI del cráneo de la persona. Luego el printer hace una nueva versión de la pieza que falta, capa a capa. La versión impresa semeja un cráneo real de varias maneras, pero adiciona detalles de la superficie y los bordes del implante para fomentar el crecimiento celular. Esto puede ayudar además a que el hueso existente se una al implante con mayor facilidad.

El producto específico para la persona puede tardar dos semanas.

De la tecnología se podrían beneficiar personas que sufran accidentes en autos o traumas en la cabeza, así como aquellos con tejido óseo canceroso en el cráneo. Los implantes plásticos son livianos, no se corroen y no activan detectores de metales.

El implante del cráneo en 3D fue hecho por una compañía llamada Oxford Performance Materials, aunque la compañía envía al extranjero sus implantes esta fue la primera vez que se hace en Estados Unidos.

Nota: Una impresora 3D realiza ‘impresiones’ de diseños en 3D, creando piezas o maquetas volumétricas a partir del diseño hecho por un computador, según la definición de Wikipedia.

Dibujo cortesía OPM

Secuencian genoma de un humano arcaico

Tanta curiosidad y tanto por aprender que no resulta difícil preguntarse cómo eran los primeros humanos. Y una de las respuestas proviene de un pedazo de dedo.

Ese fragmento, hallado en la caverna Denisova en el sur de Siberia, permitió secuenciar el genoma de esos parientes humanos que vivieron hace varias decenas de miles de años. Solo con 10 miligramos del hueso del dedo el equipo del experto Savante Pääbo lograron la secuencia en el Max Planck Institute en Leipzig, Alemania.

Aunque en 2010 publicaron la versión inicial del genoma, no tenía la resolución suficiente para estudiar la evolución de partes específicas del genoma.

Sí permitía, en cambio, establecer la relación entre Neandertales y denisovanos y con los humanos modernos.

Los denisovanos, una especie nueva de Homos clasificada así tras el hallazgo de los restos en aquella caverna, vivieron de hace 1 millón de años hasta hace cerca de 40.000 en áreas en las que también vivieron Neandertales y Homo sapiens.

Se cree que su origen se dio en una migración distinta a las de aquellos dos.

Ahora se publicó la versión completa del genoma, puesta a disposición de la comunidad científica. “El genoma es de alta calidad”, según Mathias Meyer, quien desarrolló las técnicas para el trabajo.

Es la primera secuencia completa que se hace del genoma de un grupo humano arcaico, un paso al estudio de diversos grupos extinguidos hoy.

Se espera que los biólogos y otros científicos puedan descubrir con este genoma los cambios genéticos que fueron importantes para el desarrollo de la cultura humana moderna y su tecnología, y que les permitió a los humanos modernos salir de África para diseminarse por todo el planeta desde hace cerca de 100.000 años.

Foto cortesía Max Planck Institute: aspecto de la caverna donde fue hallado el fósil.

Pelea entre humanos hace 126.000 años

Que la humanidad se ha dado duro siempre no queda duda a la luz de un hallazgo presentado hoy en Proceedings of the National Academy of Sciences.

El estudio de un cráneo humano de Asia oriental de del Pleistoceno medio hallado en Maba, China, revela un caso de agresión entre personas que produjo un trauma craneal hace 126.000 años.

El estudio sugiere que una hendidura de 14 milímetros, una lesión que selló con una depresión ósea hacia el cerebro fue el producto de un trauma forzado por un accidente o, más probable, por una agresión de otro humano.

“Esta herida es muy similar a la que se observa hoy cuando alguien es golpeado con un objeto pesado. Es parecido a un pequeño episodio conocido de la Edad de Hielo y podría ser el primer caso documentado de agresión entre personas y de trauma inducido por humanos”, según Lynne Schepartz, profesor del School of Anatomical Sciences en la University of the Witwatersrand, uno de los coautores del paper.

Lógico, del incidente no se pueden conocer más detalles: si fue premeditado, por una discusión o qué.

El hallazgo y estudio de lesiones traumáticas en fósiles humanos interesa por cuanto permite evaluar el riesgo relativo de lesiones en distintos grupos, la localización del trauma y las implicaciones de comportamiento.

Ayuda además a identificar y entender algunas de las primeras manifestaciones conocidas de agresión interhumana.

En la foto se aprecia la localización de la lesión en el cráneo, el hundimiento del hueso. Cortesía University of the Witwatersrand

La flauta les sonó a los cavernícolas

El sonido cautivante de la flauta no parece muy actual. Hace 35.000 años algunos antepasados fabricaron unas flautas con huesos de aves y marfil, según un artículo presentado ayer por Nature.
Nicholas Conard y colegas describen el hallazgo de una flauta de hueso con cinco agujeros, y dos fragmentos de flautas de marfil, recuperadas en la caverna de Hohle Fels al suroeste de Alemania.
Aunque se conocen argumentaciones a favor de las tradiciones musicales de los Neandertales y de instrumentos musicales en el Paleolítico medio, no se tenía evidencia concreta.
Las flautas fueron halladas cerca de la figura de una Venus, también de marfil de mamut, reportada hace poco por el mismo grupo de científicos.
El trabajo demuestra que los más antiguos humanos modernos en Europa hace 35.000 a 40.000 años, tenían una tradición musical.
Los instrumentos son parte de un paquete de complejos artefactos simbólicos que documentan que esos tempranos humanos modernos en Europa eran también culturalmente modernos.
En la foto, cortesía de Nature y de la Universidad de Tubingen, se aprecia la flauta con sus agujeros.