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Antártida alberga una vasta capa de hielo que cubre un paisaje en gran parte oculto a la vista. Científicos han presentado ahora Bedmap3, el mapa más detallado hasta la fecha del lecho rocoso bajo este hielo, incorporando más de seis décadas de datos. Este nuevo recurso ofrece perspectivas sin precedentes sobre la topografía del continente, revelando montañas, cañones e espesor del hielo ocultos, y está destinado a mejorar significativamente nuestra comprensión de cómo podría responder la Antártida al cambio climático.

Bedmap3, el mapa más detallado hasta la fecha del paisaje bajo la capa de hielo de la Antártida, representa un avance significativo en nuestra comprensión del continente y su potencial impacto en los niveles globales del mar. Compilado por un equipo internacional de científicos, incluyendo aquellos de la Universidad de Newcastle y liderado por la British Antarctic Survey (BAS), el mapa incorpora más de seis décadas de datos recopilados a través de diversos métodos, desde encuestas tradicionales utilizando aviones, satélites, barcos y trineos tirados por perros hasta técnicas más modernas. Los resultados de este monumental proyecto, publicados en *Scientific Data*, ofrecen una vista sin precedentes de la topografía oculta del continente, revelando la ubicación de sus montañas más altas y sus cañones más profundos como si la masiva capa de hielo hubiera sido removida.

La creación de Bedmap3 marca un refinamiento sustancial sobre los intentos anteriores, notablemente las iteraciones anteriores de Bedmap. Esta nueva versión cuenta con un aumento dramático en los puntos de datos – superando los 82 millones, más del doble del número utilizado en versiones anteriores – y los renderiza en una cuadrícula notablemente detallada de 500 metros de separación. Este nivel de detalle permite una representación mucho más precisa del paisaje subyacente, llenando importantes lagunas de conocimiento que existían en los mapas anteriores. Crucialmente, encuestas recientes en regiones previamente poco exploradas, incluyendo la Antártida Oriental alrededor del Polo Sur, a lo largo de la Península Antártica y las costas de la Antártida Occidental, y dentro de las Montañas Transantárticas, han sido instrumentales para proporcionar esta resolución mejorada.

Una de las revisiones más notables destacadas por Bedmap3 concierne la ubicación del área con el hielo superpuesto más grueso. Las encuestas anteriores habían identificado la Cuenca de Astrolabe en Adélie Land como el epicentro de este fenómeno. Sin embargo, una reinterpretación de los datos existentes, facilitada por la resolución mejorada y la naturaleza integral de Bedmap3, revela que el hielo más grueso se encuentra en realidad dentro de un cañón sin nombre ubicado en 76.052°S, 118.378°E en Wilkes Land. El hielo aquí alcanza un grosor asombroso de 4.757 metros – una medición que es más de 15 veces la altura de The Shard, el rascacielos más alto del Reino Unido. Este hallazgo subraya la complejidad del paisaje antártico y el potencial de volúmenes de hielo previamente subestimados.

La comunidad científica considera a Bedmap3 como una herramienta invaluable para comprender cómo la Antártida podría responder a un clima que se calienta. Según el Dr. Hamish Pritchard, glaciólogo de BAS y autor principal del estudio, el mapa permite a los científicos estudiar las interacciones cruciales entre la capa de hielo y el lecho rocoso debajo de ella. Utiliza la analogía de verter jarabe sobre un pastel de roca, explicando que “todas las protuberancias, todos los baches, determinarán a dónde va el jarabe y con qué rapidez”. De manera similar, la topografía del lecho rocoso antártico dicta cómo fluye el hielo, con crestas actuando como barreras y huecos y áreas lisas facilitando el movimiento acelerado.

Neil Ross, Profesor de Ciencia Polar y Geofísica Ambiental en la Universidad de Newcastle, enfatiza la naturaleza colaborativa del proyecto y su significado más amplio. Describe Bedmap3 como “no solo una maravillosa consolidación de una vasta cantidad de trabajo duro por parte de muchas personas…sino también lo que la comunidad internacional puede lograr cuando trabaja unida para realizar objetivos globales importantes y compartidos”. Su participación en la adquisición de algunos de los puntos de datos iniciales, ahora transformados en este mapa científicamente importante, destaca la dedicación a largo plazo y la cooperación internacional necesarias para lograr un avance científico tan significativo.

La escala pura de la capa de hielo antártica se pone en foco por las estadísticas reveladas dentro de Bedmap3. El volumen total de hielo antártico, incluyendo plataformas de hielo, es un asombroso de 27,17 millones de kilómetros cúbicos, cubriendo un área de 13,63 millones de kilómetros cuadrados. El grosor medio del hielo es de 1.948 metros, excluyendo las plataformas de hielo, el grosor aumenta a 2.148 metros. Quizás lo más alarmante, si todo este hielo se derritiera, resultaría en un potencial aumento del nivel del mar global de 58 metros – un escenario catastrófico que subraya la urgencia de comprender y mitigar el cambio climático.

Peter Fretwell, especialista en cartografía y coautor en BAS, destaca una tendencia preocupante revelada por Bedmap3: “En general, se ha hecho evidente que la Capa de Hielo Antártica es más gruesa de lo que originalmente creíamos y tiene un volumen de hielo mayor que se apoya en un lecho rocoso que se encuentra por debajo del nivel del mar”. Este hallazgo tiene implicaciones significativas para la vulnerabilidad de la capa de hielo a la fusión. La presencia de un gran volumen de hielo descansando sobre un lecho rocoso por debajo del nivel del mar aumenta el riesgo de que entre agua de océano cálida debajo de las plataformas de hielo, acelerando el proceso de fusión.

Los datos utilizados para crear Bedmap3 se recopilan a través de una variedad de técnicas sofisticadas, incluyendo radar, reflexión sísmica (utilizando ondas sonoras) y mediciones de gravedad. Estos métodos permiten a los científicos sentir la topografía del lecho rocoso debajo del hielo. Al restar esta topografía de la forma y elevación del hielo encima, los investigadores pueden crear mapas detallados del paisaje subyacente. Además, Bedmap3 proporciona una visión integral, a nivel de continente, de las líneas de anclaje – los puntos críticos donde el hielo en el borde del continente se encuentra con el océano y comienza a flotar. Comprender la ubicación precisa y las características de estas líneas de anclaje es esencial para predecir el comportamiento futuro de las capas de hielo.

Bedmap3, el mapa más detallado hasta la fecha del subsuelo antártico, revela un continente con mayor volumen de hielo y una posición más vulnerable a las aguas oceánicas cálidas. Este mapa, que incorpora décadas de datos y cuenta con 82 millones de puntos, es fundamental para comprender y predecir la respuesta de la Antártida al cambio climático y su impacto potencial en el nivel del mar, subrayando la necesidad urgente de investigación continua y medidas decisivas para mitigar los efectos del cambio climático.

La medicina regenerativa ofrece la promesa de tratar enfermedades y lesiones reemplazando células dañadas. Tradicionalmente, crear estas células de reemplazo implicaba un proceso complejo de convertir células maduras en células madre, y luego guiar esas células madre para que se convirtieran en el tipo de célula deseado. Sin embargo, un nuevo avance en el MIT ofrece un enfoque más eficiente: convertir directamente un tipo de célula en otro, omitiendo por completo la etapa de la célula madre.

Un avance significativo en la medicina regenerativa ha surgido del MIT, ofreciendo un método potencialmente revolucionario para convertir células de la piel directamente en células cerebrales con una eficiencia notable. Esta nueva técnica evita el proceso tradicional, de múltiples pasos, que involucra células madre pluripotentes inducidas (iPSC), presentando un enfoque más simplificado y potencialmente más eficaz para la terapia celular. La innovación central reside en la conversión directa, eliminando la etapa intermedia de la célula madre y logrando un rendimiento sin precedentes de más del 1.000% – lo que significa que, por cada célula fuente, se producen diez o más células objetivo. Este avance promete acelerar el desarrollo de tratamientos para trastornos neurológicos y potencialmente expandirse a otros tipos de células.

Históricamente, la creación de células madre para fines terapéuticos ha planteado preocupaciones éticas debido a la dependencia del tejido embrionario. En 2006, un descubrimiento galardonado con el Premio Nobel por científicos japoneses ofreció una solución al identificar un método para revertir las células maduras de nuevo en iPSC. Estas iPSC, o células madre pluripotentes inducidas, luego podrían ser inducidas a convertirse en varios tipos de células necesarios para tratamientos específicos. Sin embargo, este proceso aparentemente revolucionario no estaba exento de limitaciones. Un desafío importante fue la ineficiencia del proceso de conversión, con estudios iniciales que demostraron que menos del 0,1% de las células completaron con éxito la transformación. Si bien se han realizado mejoras en los casi dos décadas transcurridas, con algunos métodos que alcanzan el 100% de eficiencia, el proceso siguió siendo complejo y a menudo produjo resultados subóptimos.

La innovación del equipo del MIT aborda directamente estas limitaciones empleando la conversión directa. Esta técnica omite el intermediario iPSC, convirtiendo las células de la piel directamente en el tipo de célula deseado – en este caso, neuronas motoras. Katie Galloway, autora principal de los estudios publicados en *Cell Systems*, enfatizó el desafío de que las células se “quedan atrapadas en estados intermedios” durante la reprogramación, un problema que la conversión directa evita elegantemente. El notable rendimiento de más del 1.000% destaca el potencial de este enfoque, ofreciendo una mejora sustancial con respecto a los métodos anteriores. Este alto rendimiento es crucial para las aplicaciones prácticas, ya que reduce el número de células fuente necesarias para generar una cantidad suficiente de células terapéuticas.

El proceso original de conversión de iPSC se basaba en la administración de un conjunto de cuatro genes, que codifican proteínas llamadas factores de transcripción, empaquetados en vectores virales. Estos vectores se utilizaron luego para administrar los genes a las células de la piel, iniciando la conversión en iPSC. La investigación del equipo del MIT se basó en esta comprensión, pero buscó simplificar y optimizar el proceso. A través de una extensa experimentación, investigaron diferentes combinaciones de seis factores de transcripción de trabajos anteriores, con el objetivo de identificar los pocos que aún podrían realizar eficazmente la conversión. Este meticuloso proceso finalmente condujo a la identificación de un trío – NGN2, ISL1 y LHX3 – capaz de convertir directamente las células de la piel en neuronas motoras.

Crucialmente, la identificación de esta combinación de tres factores permitió que todos fueran empaquetados en un único vector viral, asegurando la dosis precisa alcanzara cada célula. Para mejorar aún más la eficiencia, el equipo utilizó un segundo virus para administrar dos genes adicionales que inicialmente desencadenan la proliferación celular. Galloway explicó que expresar factores de transcripción en células no proliferativas resultó en “tasas de reprogramación realmente bajas”, mientras que las células hiperproliferativas demostraron una mayor receptividad a los factores. Lo comparó con un estado “potenciado”, donde las células se vuelven “mucho más receptivas a los niveles de los factores de transcripción”. Este enfoque estratégico de la proliferación celular demostró ser instrumental para maximizar la eficiencia de la conversión.

Para validar su técnica, los investigadores inicialmente la probaron en células de la piel de ratón, convirtiéndolas con éxito en neuronas motoras con un rendimiento superior al 1.000%. Las neuronas motoras resultantes exhibieron características funcionales clave, incluyendo actividad eléctrica detectable y señalización de calcio, indicando su viabilidad y función adecuada. Demostrando aún más el potencial de la técnica, el equipo injertó estas nuevas neuronas motoras generadas en los cerebros de ratones vivos. Estos injertos parecieron formar conexiones con las células cerebrales existentes, sugiriendo el potencial de integración e impacto terapéutico.

Reconociendo la aplicabilidad más amplia de su enfoque, el equipo también desarrolló una versión de la técnica adecuada para células humanas. Si bien la eficiencia en células humanas es actualmente menor, oscilando entre el 10 y el 30%, representa una mejora significativa con respecto a la tasa de conversión del 0,1% del método original de iPSC. Los investigadores están trabajando activamente para aumentar aún más esta eficiencia, confiados en que la optimización continua producirá resultados aún más impresionantes. Los niveles de eficiencia actuales ya proporcionan un punto de partida sólido para un mayor desarrollo y posibles aplicaciones clínicas.

Las implicaciones terapéuticas potenciales de este avance son sustanciales. Una de las aplicaciones iniciales y más prometedoras radica en el tratamiento de enfermedades como la Esclerosis Lateral Amiotrófica (ELA), donde la degeneración de las neuronas motoras conduce a una parálisis progresiva. Cultivar nuevas neuronas para reemplazar las perdidas en pacientes con ELA podría mejorar potencialmente el control motor y mejorar la calidad de vida. Más allá de la ELA, la versatilidad de la técnica sugiere que podría adaptarse para generar otros tipos de células necesarias para tratar una amplia gama de enfermedades y lesiones. Esta adaptabilidad subraya el potencial transformador de la conversión directa en el campo de la medicina regenerativa.

Científicos del MIT han logrado un avance al convertir directamente células de la piel en células cerebrales con una eficiencia superior al 1000%, omitando la etapa previa de células madre – una mejora significativa. Esta técnica, que utiliza una combinación de tres factores de transcripción, tiene un gran potencial para tratar enfermedades neurológicas como la ELA y podría ampliarse para generar diversos tipos de células. Investigaciones futuras para mejorar la eficiencia de la conversión de células humanas prometen una nueva era en la medicina regenerativa.