Ciencia con espiral de limón

Science with a (lemon) twist
BLOG EN RECESO TEMPORAL

martes, 25 de mayo de 2010

Mortalidad infantil a nivel mundial: un análisis de las principales causas


8.795 millones de niños menores de 5 años murieron alrededor del mundo en el 2008, señala un estudio que incluyó información proveniente de 193 países. De dichas muertes, el 68% se debió a enfermedades infecciosas y entre las principales se encuentran la neumonía (18%), diarrea (15%) y malaria (8%).
Estos resultados, así como un análisis por región y por país de diversas causas de mortalidad infantil, fueron publicados en la revista The Lancet por Robert E. Black y un equipo de 12 investigadores. Dicho estudio proporciona un análisis de la información disponible al respecto para el año 2008 y constituye una guía para concentrar esfuerzos a diferentes niveles (regional, nacional, etc.) y así lograr una reducción en la mortalidad infantil. De hecho, uno de los objetivos de desarrollo del milenio de las Naciones Unidas es reducir la mortalidad infantil en dos tercios –en niños menores de 5 años- entre 1990 y el 2015.
Robert Black y otros miembros de su equipo colaboraron para el presente estudio con la Organización Mundial de la Salud (OMS), en particular con el Grupo de Referencia sobre Salud y Epidemiología Infantil, CHERG, por sus siglas en inglés (Child Health Epidemiology Reference Group). Para catalogar las causas de muerte utilizaron la clasificación internacional de enfermedades de la (OMS), y la información analizada fue recopilada por el Grupo de Inter-agencias para la Estimación de la Mortalidad Infantil (IGME, Inter-agency Group for child Mortality Estimation). El IGME esta conformado por representantes de la OMS, UNICEF, la División de Población de las Naciones Unidas, el Banco Mundial e instituciones académicas.
Uno podría pensar que con tantas instituciones involucradas y de tal calibre, la recopilación y análisis de la información sería pan comido. Sin embargo, el análisis de datos provenientes de diversos lugares del mundo no es tan sencillo. De hecho, son varios los problemas que hay que enfrentar.
Uno de los problemas es que para muchos países no existen los datos necesarios. Este problema es particularmente grave en –justamente- los países que tienen más problemas de mortalidad infantil. También, es común encontrar que la forma de registrar las muertes –e incluso identificar las causas- varíe entre países y regiones, a pesar de que muchos de los países cuyos datos fueron analizados son miembros de las Naciones Unidas y, por tanto, podrían haberse establecido acuerdos con dicha organización para la recopilación de la información necesaria.
Por lo tanto, en algunos casos fue necesario utilizar modelos matemáticos para extrapolar la información existente a los países o regiones o rangos de edad para los que no existía información confiable o disponible. En otros casos fue necesario cotejar la información disponible – o incluso sustituirla- con aquella proveniente de otras fuentes. Por ejemplo, para aquellos países para los que no se cuenta con un registro de información vital adecuado, se utilizó la información proveniente de otros programas de la OMS: malaria, tétanos, tosferina, sarampión y sida.  
También, se echó mano de modelos ya revisados y probados y que han sido desarrollados por el CHERG y el Departamento de Inmunización, Vacunas y Biológicos o IVB, por sus siglas en inglés (Department of Immunization, Vaccines and Biologicals), ambos parte de la OMS. Tal fue el caso de un modelo que predice la probabilidad de muertes de neonatos debido a tétanos en países con alta incidencia de dicho mal y que considera, entre otras cosas, el nivel educativo de las madres.
En el estudio de Black y su equipo se consideraron dos rangos de edad principales: el de los neonatos, que incluye a los bebes de entre 0 y 27 días, y el de los infantes de un mes hasta 59 meses, es decir, hasta los 5 años. Las muertes fueron agrupadas en 7 categorías principales: neumonía, diarrea, malaria, accidentes, meningitis o encefalitis, sarampión y otras causas conocidas.
En términos generales, los resultados son preocupantes puesto que la meta planteada parece aun lejana. De las 8.795 millones de muertes en 2008, el 68% se debieron a enfermedades infecciosas: neumonía entre los neonatos y neumonía, diarrea y malaria en los infantes. La distribución de las causas principales de muerte varió de acuerdo con la región. Por ejemplo, y como era de esperarse por la alta incidencia en la región, el 16% de las muertes en África fueron causadas por la malaria y el 1% por sida, mientras que en el sureste de Asia dichas causas combinadas constituyeron solo el 1% de las muertes. Por otro lado, en países y/o regiones con tasas bajas de mortalidad infantil, las malformaciones congénitas fueron proporcionalmente más importantes.
El 92% de las muertes a nivel mundial debidas a malaria y el 90% de las muertes debidas a sida ocurrieron en África. Es importante considerar que el 43% de todos los niños menores de 5 años en el mundo viven en 5 países: India, Nigeria, República Democrática del Congo, Pakistán y China. Es decir, algunas enfermedades están concentradas en ciertas regiones debido a las condiciones sociales y epidemiológicas imperantes. Por lo tanto, los esfuerzos de control y tratamiento de enfermedades en estos países es fundamental si se quieren alcanzar las metas de desarrollo en términos de salud y sobrevivencia infantil.
En la publicación se incluyen datos por país. Para México, por ejemplo, de un total de 36,367 muertes registradas en el 2008, 14,733 corresponden a neonatos y 21,634 a infantes. Las causas principales de muerte en neonatos e infantes se resumen en el siguiente gráfico:



Figura elaborada por Guillermina Echeverría-Lozano con datos de Black et al., 2010.


En general, a cinco años de que se cumpla el plazo establecido en los objetivos de desarrollo del milenio, aun no es posible hablar de tendencias o de logros. A pesar del constante incremento en la población infantil a nivel mundial, la tasa de mortalidad de infantes parece estar disminuyendo. Sin embargo, la tasa de mortalidad de neonatos se incrementó de 37% (2000-2003) a 41% (2008).
El estudio de Black y colaboradores se benefició con la inclusión de datos provenientes de India y China, los dos países más poblados del mundo. En estudios anteriores no había sido posible incluir información de dichos países y solo se había podido utilizar la generada por modelos estadísticos. No obstante, la inclusión de nuevas fuentes de datos y los resultantes cambios en la metodología impide hacer comparaciones confiables con años anteriores y sacar conclusiones definitivas respecto a lo logrado. A pesar de lo anterior, los estimados por país de las principales causas de muerte infantil presentados en el estudio, sin duda podrán ayudar a que los programas nacionales y la asignación de recursos tengan una mejor planeación.
Por otro lado, y tal y como los autores del estudio reconocen, la desnutrición no fue considerada como una causa directa de muerte cuando en realidad puede estar detrás de una tercera parte de las muertes en niños menores de 5 años. En consecuencia, los programas de ayuda que contribuyan a reducir la desnutrición y/o a tratar las consecuencias negativas de la misma ayudarán a reducir la mortalidad infantil y contribuirán a mejorar la salud y el desarrollo de los niños sobrevivientes.
ResearchBlogging.org

Artículo de referencia:


Black, R., Cousens, S., Johnson, H., Lawn, J., Rudan, I., Bassani, D., Jha, P., Campbell, H., Walker, C., & Cibulskis, R. (2010). Global, regional, and national causes of child mortality in 2008: a systematic analysis The Lancet DOI: 10.1016/s0140-6736(10)60549-1

sábado, 15 de mayo de 2010

El Neandertal que (casi) todos llevamos dentro


Homo neanderthalensis fue una especie de homínidos cercanamente relacionados con el Homo sapiens, ya que ambos compartieron un ancestro común. Los neandertales se extinguieron hace aproximadamente 30,000 años, pero sus genes perduran en muchos de nosotros debido a que existió entrecruzamiento entre grupos humanos ancestrales y ellos. Aunque ya se sospechaba que había ocurrido dicho entrecruzamiento es hasta ahora que se tiene una prueba más contundente al respecto. 

Este es uno de los hallazgos más importantes de un estudio publicado recientemente en la revista Science y llevado a cabo por un grupo de 57 científicos a lo largo de 4 años. El grupo fue liderado por Svante Pääbo del Instituto Max Planck en Alemania.

El ADN neandertal con el que se hizo el estudio fue obtenido a partir de restos óseos de antigüedad variable que fueron encontrados en la cueva Vindija en Croacia. Estos huesos fueron hechos polvo con un taladro dental para después ser sometidos a numerosas técnicas para lograr obtener un ADN puro; es decir, un DNA donde se hubiera reducido el ADN de microorganismos y el ADN humano resultado de contaminación al momento de manipular las muestras. 
Estas técnicas, desarrolladas hace pocos años, están haciendo que hoy sea posible recuperar material genético proveniente de muestras muy antiguas y contaminadas tanto con material microbiano como con material humano contemporáneo. Además, el equipo del Proyecto del Genoma Neandertal contó con un miembro muy importante dentro del equipo, Richard E. Green. Green, quien fuera estudiante postdoctoral de Pääbo durante el desarrollo del estudio, fue el responsable de la parte bioinformática del proyecto y creó software que permitió detectar DNA neandertal e ideó formas de lidiar con la degradación del material disponible. Es decir, se tuvo que hacer una especie de reconstrucción de ADN a partir de un de por sí fragmentado genoma -de ahí que los autores presenten un "borrador" del genoma neandertal. Aun así, fue posible hacer varias inferencias y encontrar varios resultados interesantes.

En el estudio se utilizó además ADN de chimpancé, ADN de cinco grupos humanos contemporáneos: ADN proveniente del grupo San en Sudáfrica, otro del grupo Yoruba de África del Oeste, otro de Papua en Nueva Guinea, uno del grupo Han de China y uno francés de Europa del Oeste; así como el genoma humano de referencia.
¿Y cuál era la importancia de comparar el genoma neandertal con otros seis genomas humanos contemporáneos? Bueno, pues los autores del estudio mencionan que uno de los retos al intentar demostrar flujo genético (entrecruzamiento) entre neandertales y grupos humanos ancestrales es que ambos grupos comparten un ancestro común. Por lo tanto, incluso si no hubiera ocurrido entrecruzamiento se esperaría que, en muchas regiones del genoma, los neandertales estuvieran más cercanamente relacionados con los humanos que entre sí. Sin embargo, si se encontrara que los neandertales están –en ciertas regiones del genoma- más cercanamente relacionados con grupos humanos contemporáneos de una región geográfica en particular que con los de otra(s), entonces esto sugeriría que hubo entrecruzamiento entre los neandertales y los ancestros de estos grupos.

En consecuencia, así fue como el grupo de Pääbo, al encontrar que los neandertales se encontraban más cercanamente relacionados con los grupos euroasiáticos demostró además que efectivamente existió flujo genético entre los neandertales y algunos grupos humanos ancestrales. Los autores calculan que hoy en día, entre el 1 y el 4% de los genomas de grupos euroasiáticos son derivados de neandertales. Lo anterior también indica que el flujo genético ocurrió antes de que los grupos asiáticos divergieran de los grupos europeos. 

Entonces, la explicación mas parsimoniosa resultado de los datos obtenidos es que cuando el Homo sapiens salió de África se encontró con las poblaciones neandertales residentes en Europa –hace unos 100,000 años- y ocurrió el entrecruzamiento. Dicho intercambio genético ocurrió antes de que los grupos humanos se extendieran a toda Asia –hace unos 80,000 años.
 Familia de neandertales. Ilustración de Randii Oliver tomada de Wikimedia Commons.

De acuerdo con lo anterior, señalan los autores, es incluso notorio que no se haya encontrado evidencia de un mayor flujo genético, en particular considerando que algunos fósiles sugieren que hubo flujo genético de los neandertales a los grupos humanos incluso durante la historia tardía de los primeros.

Una posibilidad en este sentido es que hayan ocurrido más migraciones humanas desde África hacia Europa -relacionadas por ejemplo con la expansión de la agricultura- y que esto esté oscureciendo la magnitud del flujo genético. Para probar lo anterior, sería entonces necesario hacer comparaciones entre grupos humanos europeos anteriores a dicha expansión. 

Otra de las consecuencias interesantes de contar con el genoma neandertal es que permite identificar qué características son únicas a los humanos contemporáneos en comparación con otras especies extintas de homínidos. Y, por supuesto, son de particular interés aquellas características que tienen consecuencias funcionales y que podrían haber influido de forma importante en la permanencia de los humanos modernos y la extinción de los neandertales. 

En este sentido, se encontraron diferencias en varios genes que comparten tanto los humanos modernos como los neandertales. Tal es el caso del gen RPTN que participa en la determinación de la morfología y la fisiología de la piel, el gen THADA (cuya expresión es diferente en personas con diabetes) que está involucrado en cuestiones de metabolismo energético, el gen RUNX2 (CBFA1) que participa en aspectos relacionados con la morfología del cráneo y el torso; así como un grupo de genes relacionados con el desarrollo cognitivo.
También, se encontraron diferencias en regiones del ADN, como las HARs (human accelerated regions) que se han conservado a lo largo de la evolución de los vertebrados pero han cambiado radicalmente desde que los humanos y los chimpancés divergieron a partir de un ancestro común. Los autores sugieren que sería interesante explorar con más detalle la función de estas regiones.

Comparaciones futuras respecto a estos temas, donde se utilicen genomas neandertales así como de otros homínidos, serán tierra fértil para la generación de nuevas hipótesis y para tener un mejor entendimiento respecto a los orígenes y la historia evolutiva de los humanos contemporáneos, concluyen Pääbo y su equipo.

Mientras tanto, y de acuerdo con nuestro lugar de origen y el de nuestros ancestros, todos podemos inferir fácilmente si somos portadores de genes de neandertal o no. 

(Respecto al artículo original, recomiendo a) el bonito y amplio comentario de Carl Zimmer en su blog "The Loom", b) la entrada de Millán Mozota en su blog "El Neandertal tonto ¡que timo!" respecto al artículo original y respecto a algunas reacciones posteriores, así como c) la entrada de John Hawks en su blog).

Articulo de referencia:
ResearchBlogging.org
Green, R., Krause, J., Briggs, A., Maricic, T., Stenzel, U., Kircher, M., Patterson, N., Li, H., Zhai, W., Fritz, M., Hansen, N., Durand, E., Malaspinas, A., Jensen, J., Marques-Bonet, T., Alkan, C., Prufer, K., Meyer, M., Burbano, H., Good, J., Schultz, R., Aximu-Petri, A., Butthof, A., Hober, B., Hoffner, B., Siegemund, M., Weihmann, A., Nusbaum, C., Lander, E., Russ, C., Novod, N., Affourtit, J., Egholm, M., Verna, C., Rudan, P., Brajkovic, D., Kucan, Z., Gusic, I., Doronichev, V., Golovanova, L., Lalueza-Fox, C., de la Rasilla, M., Fortea, J., Rosas, A., Schmitz, R., Johnson, P., Eichler, E., Falush, D., Birney, E., Mullikin, J., Slatkin, M., Nielsen, R., Kelso, J., Lachmann, M., Reich, D., & Paabo, S. (2010). A Draft Sequence of the Neandertal Genome Science, 328 (5979), 710-722 DOI: 10.1126/science.1188021

miércoles, 5 de mayo de 2010

Código de barras de ADN y "fish and chips" mal etiquetados

Para los británicos, los “fish and chips” (pescado y papas) constituyen uno de los alimentos rápidos mas socorridos. No es raro encontrar en una sola calle varios establecimientos donde se ofrece a los consumidores varios tipos de pescados, que después son empanizados o capeados y freídos en bastante aceite. Los pescados blancos, como el bacalao, son de los favoritos. Toneladas de pescado son consumidas cada año en esta forma.



"Fish and chips". Fotografía de Andrew Dunn, tomada de Wikimedia Commons.


Como parte del disfrute de los alimentos se incluye, sin duda, el que los consumidores reciban exactamente el pescado que solicitaron, tanto por razones gastronómicas (algunas variedades de pescado son más sabrosas que otras), económicas (algunas variedades son más baratas que otras), y conservacionistas (algunas variedades pueden estar en veda).


Un correcto etiquetado de los productos pesqueros tiene la finalidad de que la información relevante respecto al lugar de origen, especie y método de producción sea transmitida de manera adecuada a través de la cadena de producción y consumo. Esto permite además tener un mayor control de la aplicación adecuada de regulaciones, promueve la operación sustentable de la industria pesquera y permite el consumo informado y responsable.
 Para corroborar que tan bien estaban siendo implementadas las regulaciones respecto al etiquetado de productos pesqueros en la comunidad europea, Dana Miller y Stefano Mariani del University College de Dublin (Irlanda), utilizaron el código de barras de ADN como método para identificar las especies que estaban siendo vendidas en pescaderías, tiendas de “fish and chips” y supermercados de Dublin. El código de barras fue exitosamente obtenido por métodos estandarizados a partir de muestras que incluso habían sido empanizadas, ahumadas, freídas o alteradas en cierto grado. Los resultados de su estudio fueron publicados en la revista Frontiers in Ecology and the Environment.


El código de barras de ADN es un método desarrollado durante la última década para la identificación de especies a partir del análisis de una región de su ADN, por ejemplo mitocondrial en el caso de los animales. A diferencia de otros métodos basados en marcadores moleculares, el código de barras pretende tener una aplicación a gran escala y –sobre todo- una estandarización. Para lograr esto último en especies animales se propone el uso del gen mitocondrial citocromo C oxidasa I (COI). Este gen fue propuesto como el candidato ideal para este tipo de análisis ya que –entre otras cosas- se “recupera” fácilmente a partir de una muestra de ADN y dado que tiene una tasa de evolución suficientemente rápida permite la discriminación de especies cercanamente relacionadas.


El proyecto iBOL (International Barcode of Life) es un esfuerzo internacional para establecer una base de datos de secuencias de uno o pocos genes de referencia –como el COI- para la identificación de todas las especies del planeta. Las secuencias de esta base de datos estarán asociadas a especímenes (llamados vouchers) identificados por métodos taxonómicos tradicionales que representen a las especies en cuestión. Esta biblioteca de secuencias servirá como referencia para la identificación de especies. Para ello entonces, solo será necesario contar con un pedazo de tejido, hacer el análisis molecular correspondiente y comparar el resultado con la secuencia ya existente en la base de datos del iBOL.


En los últimos años se ha hecho un gran esfuerzo por establecer una biblioteca de códigos de barras para los peces del mundo llamada Fish Barcode of Life (FISH-BOL) y justo esta base de datos fue utilizada como referencia por Miller y Mariani para su estudio.


Lo que los autores hicieron fue tomar muestras de pescados etiquetados como bacalao del Atlántico (Gadus morhua) y eglefino (Melanogrammus aeglefinus) en pescaderías, tiendas de “fish and chips” y supermercados de 10 distritos de Dublin. Después, obtuvieron el código de barras de cada una de las muestras y las compararon con aquellas existentes en la base de datos del iBOL y el GenBank.


Los análisis demostraron que 25% de las muestras etiquetadas como bacalao o eglefino eran en realidad otras especies. El caso de los productos ahumados fue particularmente grave, pues encontraron que el 82.4% de los productos estaban mal etiquetados.


Es interesante notar que las muestras de bacalao del Atlántico frecuentemente coincidían con otras especies del mismo género (Gadus ogac y Gadus macrocephalus), por lo que es posible que dichas especies no hayan sido correctamente diferenciadas a partir del análisis del gen COI o que la identificación de los ejemplares de cada especie fue incorrecta de alguna manera.


Los resultados son preocupantes por varias razones. El mal etiquetado puede “inflar” las ganancias económicas de una pesquería en particular, crea una percepción falsa acerca del estado de la disponibilidad de ciertas especies lo que a su vez puede propiciar la sobreexplotación de un stock probablemente ya abatido. Además, un etiquetado inadecuado puede constituir un riesgo para la salud de los consumidores con alergias a ciertas variedades de pescado.


Los resultados de este estudio sin duda constituyen una llamada de alerta para el reforzamiento de las políticas de etiquetado de productos pesqueros para el comercio de los mismos dentro de la comunidad europea. Y también son un recordatorio para otros países, como México, de la importancia de sistemas de etiquetado adecuados y la implementación de políticas eficaces de rastreo de productos pesqueros como mecanismos necesarios para la conservación de pesquerías saludables y, como se mencionó arriba, para el consumo responsable e informado de productos pesqueros.


El estudio de Miller y Mariani, constituye además un bonito ejemplo de la aplicación de métodos moleculares para la verificación de políticas públicas y resalta la importancia del beneficio social –en este caso inmediato- de los estudios de ciencia básica. Por último, y tal y como los autores concluyen, es importante promover la aplicación de herramientas confiables -como el análisis de código de barras- para la identificación de productos alimenticios. Más aún, es importante que dichas herramientas tengan un costo razonable para que tengan una mayor aplicación.

Artículo de referencia:
ResearchBlogging.org
Miller, D., & Mariani, S. (2010). Smoke, mirrors, and mislabeled cod: poor transparency in the European seafood industry Frontiers in Ecology and the Environment DOI: 10.1890/090212