El equipo XENON1T establece limites

Los investigadores de Weizmann participan en la búsqueda más sensible de materia oscura que se haya realizado.

El Dr. Ran Budnik y su equipo del Instituto de Ciencias Weizmann se unieron a 165 investigadores de 27 institutos de investigación de todo el mundo que trabajan en el experimento XENON1T. Este experimento es ciertamente el más sensible para buscar materia oscura, y los resultados proporcionados esta semana establecen un límite estricto sobre la posible masa de partículas que podrían constituir la esquiva materia oscura. A partir de estos resultados, basados ​​en un tanque que contiene más de una tonelada de xenón líquido y de datos recopilados durante casi un año, el equipo de investigación está planeando, para 2019, un experimento aún más grande y más sensible, XENONnT.

Se cree que la materia oscura constituye el 83% de toda la materia, pero es invisible para nosotros, ya que no emite luz e interactúa muy débilmente con la materia común. Uno de los candidatos para la materia oscura son las partículas masivas de interacción débil, o en inglés, WIMP. XENON1T ha estado a la vanguardia de la búsqueda de WIMPs. En el subsuelo del INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso en Italia, el detector de xenón espera una señal que informe la interacción de un WIMP con un átomo de xenón. Esto sería una pequeña chispa de luz de centelleo y un puñado de electrones ionizados, que a su vez emiten pequeñas chispas de luz.

Budnik y su equipo en el Departamento de Física de Partículas y Astrofísica del Instituto trabajaron en los sistemas de control para el equipo XENON1T, su calibración y la interpretación y análisis estadísticos. 

Desde el primer experimento, en 2005, la colaboración XENON ha aumentado la masa del objetivo potencial de 5 kg a 1300 kg, mientras que han disminuido las señales de interferencia en un factor de 5000. La iteración más reciente aumentará el objetivo cuatro veces más, mientras que disminuirá las señales de interferencia nuevamente en un factor de diez. "Debido a que la configuración de XENON1T es tan precisa", según Budnik, "el hecho de que no se hayan detectado señales de interferenciaen la región más pura del detector significa que ahora podemos establecer un límite en las interacciones de WIMP con la materia ordinaria. El nuevo detector nos permitirá buscar estas partículas en un rango que aún no se puede observar".

El Dr. Budnik es el titular de la Cátedra de Desarrollo Profesional Aryeh e Ido Dissentshik

El cuerpo es muy sabio: un mecanismo de curación natural para la enfermedad inflamatoria intestinal

Los hallazgos sugieren que aumentar las señales en ciertas células y no en otras podría ayudar incluso a tratar el cáncer de colon

El tratamiento de las enfermedades inflamatorias del intestino es extremadamente desafiante: todos los genes, los microbios intestinales y la función inmune alterada contribuyen. Investigadores del Instituto Weizmann de Ciencias están proponiendo una forma de evitar esta complejidad. Un estudio realizado en ratones, publicado en Cell Reports, permitió encontrar una forma de activar un mecanismo de defensa natural que impulsa al cuerpo a aliviar la inflamación intestinal.

El estudio, dirigido por la veterinaria Dra. Noa Stettner, quien también es estudiante de doctorado en el laboratorio de la Dra. Ayelet Erez en el Departamento de Regulación Biológica, se centró en el óxido nítrico (NO), una molécula de señalización involucrada en una variedad de procesos biológicos. Los científicos han tratado durante mucho tiempo de determinar qué papel desempeña el NO en condiciones inflamatorias tales como la enfermedad de Crohn y la colitis ulcerosa, pero el NO alivió la inflamación intestinal en algunas circunstancias y la provocó en otras.

Los investigadores del Instituto Weizmann formularon la hipótesis de que esos hallazgos paradójicos podrían surgir porque el NO tiene diferentes efectos en diferentes tipos de células del intestino. Diseñaron genéticamente ratones para que bloqueen la producción de NO exclusivamente en ciertos tipos de células: en las células que forman el revestimiento interno del intestino o en las células inmunes. Descubrieron que los síntomas de una enfermedad similar a la colitis empeoraban cuando se bloqueaba la síntesis de NO en las células intestinales, pero mejoraron cuando el NO fue bloqueado en las células inmunes, particularmente en células grandes llamadas macrófagos.

Los científicos concluyeron que, si las enfermedades inflamatorias del intestino se tratan elevando los niveles de NO, esto puede causar efectos secundarios en las células fuera del revestimiento del intestino. Stettner, con la ayuda de colaboradores del Instituto Weizmann y de otros lugares, se propuso desarrollar un método para aumentar la producción de NO solo en las células del revestimiento intestinal.

Se basaron en el previo descubrimiento de Erez en el  que una enzima llamada ASL es la responsable de la fabricación del aminoácido arginina, la materia prima a partir de la cual el cuerpo fabrica NO. Los investigadores recurrieron a dos sustancias naturales: la fisetina, que está presente en las manzanas, los caquis y las fresas, que aumenta los niveles de ASL, y la citrulina, que se encuentra en la sandía, la remolacha y la espinaca, que aumenta la actividad de ASL.

Los dos suplementos, al ser administrados juntos, provocaron la fabricación de NO exclusivamente en las células del revestimiento interno del intestino. Lo más importante: en ratones, los síntomas de una enfermedad inflamatoria en el intestino mejoraron significativamente.

El tratamiento también tuvo un efecto beneficioso sobre el cáncer de colon, que como se sabe se ve agravado por la inflamación intestinal. En ratones con tumores del colon, la inflamación intestinal disminuyó y sus tumores disminuyeron en número y en tamaño después de recibir los suplementos.

En el caso de demostrarse que este enfoque aumenta los niveles de NO en las células del revestimiento interno de los seres humanos, esto podría ayudar a tratar las enfermedades inflamatorias del intestino y potencialmente hasta el cáncer de colon. El hecho de que se utilicen suplementos nutricionales de venta libre debería facilitar su implementación.

Quienes contribuyeron a esta investigación son: Julia Frug, el Dr. Alon Silberman, la Dra. Alona Sarver y la Dra. Narin N. Carmel-Neiderman del Departamento de Regulación Biológica; la Dra. Chava Rosen, la Dra. Biana Bernshtein, la Dra. Shiri Gur-Cohen, la Dra. Meirav Pevsner-Fischer, el Dr. Niv Zmora y el Prof. Steffen Jung del Departamento de Inmunología; la Dra. Raya Eilam, la Dra. Inbal Biton y el Prof. Alon Harmelin del Departamento de Recursos Veterinarios; el Dr. Alexander Brandis del Departamento de Instalaciones de Ciencias Naturales; la Dra. Keren Bahar Halpern del Departamento de Biología Molecular de Células; el Dr. Ram Mazkereth de la Universidad de Tel Aviv; el Dr. Diego di Bernardo y la Dra. Nicola Brunetti-Pierri de la Universidad Federico II en Nápoles, Italia; el Dr. Gillian Dank de la Universidad Hebrea de Jerusalén; y el Dr. Murali Premkumar y el Dr. Sandesh CS. Nagamani de Baylor College of Medicine en Houston, Texas.

La investigación de la Dra. Ayelet Erez cuenta con el respaldo de la Fundación Adelis; la Fundación Rising Tide; el Fideicomiso de la Familia Comisaroff; el Fondo Irving B. Harris para Nuevas Direcciones en la Investigación del Cerebro; y el Consejo Europeo de Investigación. El Dr. Erez es el titular de la Cátedra de Desarrollo de Carrera Leah Omenn.

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Corte transversal del revestimiento interno de un intestino humano adyacente a un tumor canceroso.  La enzima ASL (rojo-marrón), que ayuda a fabricar óxido nítrico, se ha acumulado en cantidades inusualmente altas en las células del revestimiento, probablemente en un intento de aliviar la inflamación que comúnmente ocurre en el intestino de pacientes con cáncer de colon.

Se trasmitió, gracias a Perach

Mientras escribía su tesis doctoral, Emil (Emanuel) Eidin, estudiante del Departamento de Enseñanza de las Ciencias del Instituto Weizmann de Ciencias, comenzó a pensar en las personas a las que le gustaría agradecer en la sección de agradecimientos al final. Decidió que algunas de las personas a las que se debía agradecimiento eran los mentores de Perach que lo habían ayudado de niño. Perach es un programa nacional de tutoría establecido hace más de 40 años en el Instituto Weizmann, en el que los estudiantes universitarios asesoran individualmente a niños con desventajas o problemas en la escuela. Eidin no recordaba los apellidos de los mentores que habían trabajado con él, por lo que envió un correo electrónico a las oficinas de Perach con la esperanza de que alguien encontrara a sus antiguos mentores.

El correo electrónico fue publicado en Facebook, donde se volvió viral. Y la gente de Perach localizó a Ra'anan Parpari, el mentor con el que Eidin recuerda haber abierto nuevos mundos al darle un libro. Ese libro fue el Hobbit, de J.R.R. Tolkien, e introdujo al niño solitario en el mundo de la fantasía. Los dos comenzaron a escribirse en Facebook, y finalmente se juntaron para tener un poco de tiempo real.

En la escuela primaria, Eidin era un "niño problemático" cuyas calificaciones eran de media a baja. Entonces la reunión fue emocionante: Eidin le dijo a Parpari cuánto le había significado su ayuda y apoyo. "Vivía para LEGO, música y libros de Sherlock Holmes", dijo. "Pero en la escuela, si tus notas no son lo suficientemente buenas, entonces no eres lo suficientemente bueno. Parpari me vio y pudo ver más allá de mis notas. Y la puerta que abrió para mí al mundo de la fantasía tuvo una influencia real en mi decisión de entrar en la ciencia". Parpari recuerda a Emil como un niño amable y cortés que se sentía aislado. Le ayudó con la tarea, pero también jugaban juegos de fantasía, hablaban y paseaban.

Cuando Eidin era estudiante universitario, regresó a Perach, esta vez para trabajar como mentor."Nuestra esperanza", dicen los dos, "es que los maestros que lean nuestra historia se inclinen a mirar a sus alumnos de una manera diferente, y que más estudiantes universitarios se inspiren para unirse a Perach". Es por eso que aceptamos que la gente conozca nuestra historia". 

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Izquierda: Instalando XENON1T; centro: dentro del escudo de agua; derecha: parte del detector

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165 investigadores de 27 institutos de investigación de todo el mundo trabajan en el experimento XENON1T

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Corte transversal del revestimiento interno de un intestino humano adyacente a un tumor canceroso. La enzima ASL (rojo-marrón), que ayuda a fabricar óxido nítrico, se ha acumulado en cantidades inusualmente altas en las células del revestimiento, probablemente en un intento de aliviar la inflamación que comúnmente ocurre en el intestino de pacientes con cáncer de colon.

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"Nuestra esperanza es que los maestros que lean nuestra historia se inclinen a mirar a sus alumnos de forma un poco diferente"

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(l-r) Ra'anan Parpari y Emanuel (Emil) Eiden