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Boletín científico Octubre 2023
Una selección de los artículos más relevantes publicados en el tercer trimestre de 2023 en Ciencias de la Vida y la Materia.
Octubre 2023
Cytisinicline para dejar de fumar
Cytisiniclina (cytisine) es un alcaloide de origen vegetal que, al igual que la vareniclina, se une selectivamente a los receptores nicotínicos de acetilcolina α4β2, que median la dependencia de la nicotina. Aunque no está autorizada en los EE.UU., la Cytisiniclina se utiliza en algunos países europeos para ayudar a dejar de fumar, pero su régimen de dosificación tradicional y la duración del tratamiento pueden no ser óptimos.
En este trabajo se evalúa la eficacia y tolerabilidad de la Cytisiniclina para dejar de fumar cuando se administra en un nuevo régimen de dosificación basado en la farmacocinética durante 6 o 12 semanas.
El estudio es un ensayo clínico de 3 grupos, aleatorizado, doble ciego, controlado con placebo (ORCA-2) que comparó 2 duraciones de tratamiento con Cytisiniclina (6 ó 12 semanas) frente a placebo, con un seguimiento de 24 semanas, entre 810 adultos que fumaban cigarrillos a diario y querían dejar de fumar. Se llevó a cabo en 17 centros de Estados Unidos entre octubre de 2020 y diciembre de 2021.
Los participantes fueron aleatorizados (1:1:1) a Cytisiniclina 3 mg, 3 veces al día durante 12 semanas (n = 270); Cytisiniclina 3 mg, 3 veces al día durante 6 semanas y luego placebo 3 veces al día durante 6 semanas (n = 269); o placebo 3 veces al día durante 12 semanas (n = 271). Todos los participantes recibieron apoyo conductual.:
De 810 participantes aleatorizados (edad media, 52,5 años; 54,6% mujeres; media de 19,4 cigarrillos fumados al día), 618 (76,3%) completaron el ensayo. Para el ciclo de 6 semanas de Cytisiniclina frente a placebo, las tasas de abstinencia continua fueron del 25,3% frente al 4,4% durante las semanas 3 a 6 (odds ratio [OR], 8,0 [IC 95%, 3,9-16,3]; p < 0,001) y del 8,9% frente al 2,6% durante las semanas 3 a 24 (OR, 3,7 [IC 95%, 1,5-10,2]; p = 0,002). Para el ciclo de 12 semanas de Cytisiniclina frente a placebo, las tasas de abstinencia continua fueron del 32,6% frente al 7,0% durante las semanas 9 a 12 (OR, 6,3 [IC 95%, 3,7-11,6]; P < 0,001) y del 21,1% frente al 4,8% durante las semanas 9 a 24 (OR, 5,3 [IC 95%, 2,8-11,1]; P < 0,001). Las náuseas, los sueños anormales y el insomnio se produjeron en menos del 10% de cada grupo. Dieciséis participantes (2,9%) interrumpieron la Cytisiniclina debido a un acontecimiento adverso. No se produjeron acontecimientos adversos graves relacionados con el fármaco.
igotti NA, Benowitz NL, Prochaska J, Leischow S, Nides M, Blumenstein B, Clarke A, Cain D, Jacobs C: Cytisinicline for Smoking Cessation: A Randomized Clinical Trial. Jama 2023, 330:152-160.
Ambos esquemas de Cytisiniclina de 6 y 12 semanas, con apoyo conductual, demostraron eficacia para dejar de fumar y excelente tolerabilidad, ofreciendo nuevas opciones de tratamiento de la dependencia de la nicotina.
La reperfusión tras trombectomia en pacientes con obstrucciones vasculares cerebrales, no debe seguirse de un control estricto de la presión arterial en las siguientes 24 horas.
Tras un accidente vascular cerebral obstructivo (ictus isquémico) que se resuelve con trombectomía endovascular (EVT), no se conoce bien si debe hacerse en las siguientes 24 horas un control muy estricto o no de la hipertensión arterial que padecen la mayoría de estos enfermos.
El objetivo de este trabajo fue determinar si el control intensivo y muy estricto de la Presión Arterial (PA) durante las primeras 24 horas después de una reperfusión exitosa conduce a mejores resultados clínicos que el control convencional de la PA. Pare ello, los autores, llevaron a cabo un ensayo multicéntrico, aleatorizado y abierto en 19 unidades de ictus de Corea del Sur desde junio de 2020 hasta noviembre de 2022 (seguimiento final, 8 de marzo de 2023). Incluyó 306 pacientes con ictus isquémico agudo por oclusión de grandes vasos tratados con EVT. Los participantes fueron asignados aleatoriamente a recibir tratamiento intensivo de la PA (objetivo de PA sistólica <140 mm Hg; n = 155) o tratamiento convencional (objetivo de PA sistólica 140-180 mm Hg; n = 150) durante 24 horas después de la inscripción.
El resultado primario fue la independencia funcional a los 3 meses (puntuación de la escala de Rankin modificada de 0-2). Los resultados primarios de seguridad fueron la hemorragia intracerebral sintomática en un plazo de 36 horas y la muerte relacionada con el ictus índice en un plazo de 3 meses.
El ensayo se interrumpió prematuramente por recomendación del comité de supervisión al comprobar que el grupo de tratamiento intensivo tuvo una menor proporción de pacientes que alcanzaron la independencia funcional (39,4%) que el grupo de tratamiento convencional (54,4%), con una diferencia de riesgo significativa (-15,1% [IC del 95%: -26,2% a -3,9%]) y una OR ratio ajustada (0,56 [IC del 95%: 0,33-0,96]; p = 0,03).
Las tasas de hemorragia intracerebral sintomática fueron del 9,0% en el grupo intensivo y del 8,1% en el grupo. La muerte relacionada con el ictus índice dentro de los 3 meses se produjo en el 7,7% del grupo intensivo y en el 5,4% del grupo convencional (diferencia de riesgo, 2,3% [IC del 95%, -3,3% a 7,9%]; odds ratio ajustada, 1,73 [IC del 95%, 0,61-4,92]; p = 0,31).
Nam HS, Kim YD, Heo J, Lee H, Jung JW, Choi JK, Lee IH, Lim IH, Hong SH, Baik M, et al.: Intensive vs Conventional Blood Pressure Lowering After Endovascular Thrombectomy in Acute Ischemic Stroke: The OPTIMAL-BP Randomized Clinical Trial. Jama 2023, 330:832-842.
Entre los pacientes que lograron una reperfusión exitosa con EVT para el accidente cerebrovascular isquémico agudo con oclusión de grandes vasos, el control intensivo de la PA durante 24 horas condujo a una menor probabilidad de independencia funcional a los 3 meses en comparación con el control convencional de la PA. Estos resultados sugieren que debe evitarse el tratamiento intensivo de la PA tras una EVT satisfactoria en el ictus isquémico agudo. .
Nuevas luces en el tratamiento del mieloma múltiple
El profesor español Jesús San Miguel, liderando un grupo internacional de científicos expertos en el tratamiento del Mieloma Múltiple (MM) ha llevado a cabo un ensayo clínico de tratamiento de pacientes con MM en los que se ha producido un fracaso de 1 a 3 tipos de tratamientos previos, incluida la Lenalidomida.
Se estudia, en esas circunstancias, el papel de Ciltacabtagene autoleucel (cilta-cel), una terapia de células T CAR dirigida al antígeno de maduración de células B (BCMA).
Se trata de un ensayo clínico ide fase 3, aleatorizado y abierto, en que se asignan pacientes con MM refractario a lenalidomida a recibir cilta-cel o el tratamiento estándar eficaz elegido por el médico. El resultado primario fue la supervivencia sin progresión.
Se aleatorizó a un total de 419 pacientes (208 para recibir cilta-cel y 211 para recibir tratamiento estándar). En una mediana de seguimiento de 15,9 meses (rango, 0,1 a 27,3), la supervivencia sin progresión a los 12 meses fue del 75,9% (IC del 95%: 69,4 a 81,1) en el grupo de cilta-cel y del 48,6% (IC del 95%: 41,5 a 55,3) en el grupo de tratamiento estándar.
Hubo más pacientes en el grupo de cilta-cel que en el de tratamiento estándar con respuesta global (84,6% frente a 67,3%), respuesta completa o mejor (73,1% frente a 21,8%) y ausencia de enfermedad mínima residual (60,6% frente a 15,6%). Se notificó muerte por cualquier causa en 39 pacientes y 46 pacientes, respectivamente.
La mayoría de los pacientes notificaron acontecimientos adversos de grado 3 o 4 durante el tratamiento. Entre los 176 pacientes que recibieron cilta-cel en la población según tratamiento, 134 (76,1%) presentaron síndrome de liberación de citocinas (grado 3 o 4, 1,1%; ningún grado 5), 8 (4. 5%) presentaron síndrome de neurotoxicidad asociado a células efectoras inmunitarias (todos de grado 1 ó 2), 1 presentó síntomas de movimiento y neurocognitivos (grado 1), 16 (9,1%) presentaron parálisis de nervios craneales (grado 2, 8,0%; grado 3, 1,1%) y 5 (2,8%) presentaron neuropatía periférica relacionada con CAR-T (grado 1 ó 2, 2,3%; grado 3, 0,6%).
San-Miguel J, Dhakal B, Yong K, Spencer A, Anguille S, Mateos MV, Fernández de Larrea C, Martínez-López J, Moreau P, Touzeau C, et al.: Cilta-cel or Standard Care in Lenalidomide-Refractory Multiple Myeloma. N Engl J Med 2023, 389:335-347.
Una única infusión de cilta-cel dio lugar a un menor riesgo de progresión de la enfermedad o muerte que el tratamiento estándar en pacientes con mieloma múltiple refractarios a lenalidomida que habían recibido de una a tres terapias previas
Una batería autorecargable contra el cáncer
La generación de radicales libres (ROS) in situ permite controlar el crecimiento de las células cancerosas al producir su muerte por apoptosis. Pero si además la producción de ROS produce hipoxia al consumir el oxígeno disponible para el tejido el beneficio es doble puesto que la falta de oxígeno impide la proliferación de las células cancerosas y promueve el efecto de aquellos fármacos que se activan específicamente por la propia hipoxia.
El reto ha consistido en diseñar un sistema que permita una generación constante de ROS previniendo la extensión del tumor en tiempo real.
Estos autores han diseñado una pila autorrecargable que permite la generación constante de ROS sin las interrupciones debidas a la recarga del dispositivo. Se trata de una batería de sal que se recarga automáticamente.
Huang J, Yu P, Liao M, Dong X, Xu J, Ming J, Bin D, Wang Y, Zhang F, Xia Y: A self-charging salt water battery for antitumor therapy. Sci Adv 2023, 9:eadf3992.
El dispositivo tiene una eficacia cercana al 100% al producirse el efecto sinérgico de la hipoxia, la producción de radicales libres y la activación local de los fármacos sensibles a la hipoxia.
Científicos cultivan riñones humanizados en embriones de cerdo
Unos científicos han logrado cultivar riñones compuestos en su mayor parte por células humanas dentro de embriones de cerdo, lo que supone un paso más en el largo camino hacia la generación de órganos humanos, desarrollados en animales, viables para trasplantes (xenotrasplantes). Estos resultados, publicados en Cell Stem Cell, marcan la primera vez que un órgano sólido humanizado, con células humanas y animales, se cultiva en el interior de otra especie.
Cuando los embriones de cerdo aún eran células individuales, el equipo utilizó la herramienta de edición genética CRISPR/Cas9 para eliminar dos genes necesarios para el desarrollo renal. Así se creó un nicho en el que células madre pluripotentes inducidas humanas (iPSC humanas), una vez inyectadas en el espacio, podían convertirse en células renales. Las células madre humanas también se modificaron para que tuvieran genes especialmente activos que contrarrestaran la apoptosis, o muerte celular, a fin de mantenerlas vivas el tiempo suficiente para afianzarse y empezar a formar el riñón.
A continuación, se transfirieron más de 1.800 embriones a cerdas de alquiler, de las que se recogieron cinco para su estudio en los primeros 28 días. Los cinco tenían riñones normales, acordes con su nivel de desarrollo, y los órganos contenían entre un 50 y un 60 por ciento de células de origen humano. Se trata del mayor porcentaje de células humanas observado hasta ahora en un órgano cultivado en el interior de un cerdo. Si se les da más tiempo, nada indica que los riñones no vayan a seguir creciendo y desarrollándose con normalidad, posiblemente con las células humanas superando cada vez más a las porcinas, afirman los investigadores.
Aunque las células madre se diferenciaron en varios tipos celulares, como células tubulares renales y tejido de desarrollo, el riñón humano tiene más de 70 tipos celulares únicos que los científicos tendrán que recapitular. Y hasta que los investigadores puedan crear un órgano 100% humano, es probable que los trasplantes provoquen rechazo. Además, unas pocas iPSC se diferenciaron erróneamente en células neurales en el cerebro y la médula espinal de los embriones.
El equipo también está estudiando la posibilidad de cultivar en cerdos otros órganos precursores humanos, como el corazón y el páncreas.
Wang J, Xie W, Li N, Li W, Zhang Z, Fan N, Ouyang Z, Zhao Y, Lai C, Li H, et al.: Generation of a humanized mesonephros in pigs from induced pluripotent stem cells via embryo complementation. Cell Stem Cell 2023, 30:1235-1245.e1236.
El Xenotrasplante ha dado pasos muy importantes en los últimos años. Este trabajo es un nuevo paso para lograr una producción fácil de órganos tolerables para el ser humano producidos en animales y no rechazables.
La respuesta inflamatoria en pacientes con covid es menor en los previamente vacunados
Las citocinas y quimiocinas desempeñan un papel fundamental en la respuesta a la infección y la vacunación en pacientes con COVID-19.
Los autores de este estudio evalúan la asociación longitudinal de la vacunación COVID-19 con las concentraciones y evoluciones de citoquinas y quimiocinas entre personas con infección por SARS-CoV-2.
Se trató de un estudio prospectivo de cohortes longitudinales realizado en 23 centros ambulatorios de Estados Unidos, en pacientes mayores de 18 años vistos por COVID-19.
Entre el 29 de junio de 2020 y el 30 de septiembre de 2021, se incluyeron 882 participantes recientemente infectados con SARS-CoV-2, de los cuales 506 (57%) eran mujeres y 376 (43%) eran hombres. En total, 688 (78%) de los 882 participantes no estaban vacunados, 55 (6%) estaban parcialmente vacunados y 139 (16%) estaban totalmente vacunados al inicio del estudio.
Tras ajustar por factores de confusión, las concentraciones medias geométricas de interleucina (IL)-2RA, IL-7, IL-8, IL-15, IL-29 (interferón-λ), proteína inducible-10, proteína quimioatrayente de monocitos-1 y factor de necrosis tumoral-α fueron significativamente menores en el grupo totalmente vacunado que en el grupo no vacunado en el momento del cribado. En el día 90, las concentraciones medias geométricas de IL-7, IL-8 y factor de crecimiento endotelial vascular-A de los participantes totalmente vacunados eran aproximadamente un 20% más bajas que las de los participantes no vacunados.
Las concentraciones de citoquinas y quimiocinas disminuyeron con el tiempo en los grupos vacunados total y parcialmente y en el grupo no vacunado. Lo hicieron más rápidamente entre los participantes del grupo no vacunado que en los demás grupos, pero sus concentraciones medias geométricas fueron en general superiores a las de los participantes totalmente vacunados a los 90 días.
Los días transcurridos desde la vacunación completa y el tipo de vacuna recibida no se correlacionaron con las concentraciones de citoquinas y quimiocinas.
Zhu X, Gebo KA, Abraham AG, Habtehyimer F, Patel EU, Laeyendecker O, et al. Dynamics of inflammatory responses after SARS-CoV-2 infection by vaccination status in the USA: a prospective cohort study. Lancet Microbe. 2023;4(9):e692-e703.
El estudio sugiere que la vacunación está asociada con la reducción de la inflamación a corto y largo plazo, lo que podría explicar en parte la reducción de la gravedad de la enfermedad y la mortalidad en los individuos vacunados.
Las infecciones genitales por micoplasmas pueden influir en la fertilidad masculina
Estudios recientes han sugerido que las infecciones genitales por micoplasma pueden estar asociadas a la infertilidad masculina. Sin embargo, esta asociación sigue siendo controvertida debido al lapso de tiempo, el tamaño de la muestra y la prevalencia regional.
El presente estudio tuvo como objetivo evaluar sistemáticamente la relación entre micoplasma genital e infertilidad masculina a través de un meta-análisis y proporcionar una base para el manejo clínico de la infertilidad masculina.
Se realizó una búsqueda en las bases de datos PubMed, EMBASE, la Biblioteca Cochrane y CNKI, desde enero de 2000 hasta junio de 2023, para identificar estudios de casos y controles sobre la interrelación entre la infección genital por micoplasma y la infertilidad masculina. Dos investigadores independientes realizaron una evaluación de la calidad metodológica de los ensayos según la escala de Newcastle-Ottawa y extrajeron los datos estrictamente en función de los criterios de inclusión y exclusión, y posteriormente se realizó un meta-análisis con Stata 16.0. Para evaluar esta relación se utilizaron odds ratio (OR) agrupadas con intervalos de confianza (IC) del 95%.
Pudieron incluirse 21 estudios de siete países con un total de 53.025 casos de infertilidad y 6.435 controles. El rango de edad de los hombres participantes fue de 20 a 59 años. Los resultados obtenidos mostraron una mayor prevalencia de infecciones por M. genitalium, M. hominis y U. urealyticum en los hombres infértiles que en los controles, con el resultado opuesto para U. parvum (M. genitalium, OR, 3,438 [IC 95%: 1. 780, 6.643], con P = 0,000; M. hominis, OR, 1,840 [IC 95%: 1,013, 3,343], con P = 0,045; U. urealyticum, OR, 3,278 [IC 95%: 2,075, 5,180], con P = 0,000; U. parvum, OR, 1,671 [IC 95%: 0,947, 2,950], con P = 0,077).
Además, dos análisis de subgrupos también mostraron que las infecciones por M. hominis y U. urealyticum estaban fuertemente asociadas con la infertilidad masculina en China (M. hominis, P = 0,009; U. urealyticum, P = 0,000); sin embargo, la infección por M. hominis y U. urealyticum no estaba fuertemente asociada con la infertilidad masculina en todo el mundo (M. hominis, P = 0,553; U. urealyticum, P = 0,050).
Cheng C, Chen X, Song Y, Wang S, Pan Y, Niu S, et al. Genital mycoplasma infection: a systematic review and meta-analysis. Reprod Health. 2023;20(1):136
Este metaanálisis reveló que la infertilidad masculina estaba significativamente asociada con las infecciones por M. genitalium, M. hominis y U. urealyticum, mientras que la infección por U. parvum no lo estaba.
Un nuevo paso en el tratamiento de la migraña crónica
La migraña crónica es una enfermedad que sufren millones de seres humanos y que puede llegar a ser inhabilitante. Los autores de este estudio se propusieron evaluar la eficacia, seguridad y tolerabilidad de atogepant como tratamiento preventivo de la migraña crónica.
Realizaron para ello un ensayo aleatorizado, doble ciego, controlado con placebo, de fase 3, en 142 centros de investigación clínica de EE.UU., Reino Unido, Canadá, China, República Checa, Dinamarca, Francia, Alemania, Italia, Japón, Corea del Sur, Polonia, Rusia, España, Suecia y Taiwán. Los adultos de 18 a 80 años con un historial de migraña crónica de un año o más fueron asignados aleatoriamente (1:1:1) a recibir atogepant oral 30 mg dos veces al día, atogepant oral 60 mg una vez al día o placebo.
El criterio de valoración primario fue el cambio respecto al valor basal en la media mensual de días de migraña (MMD) a lo largo del periodo de tratamiento de 12 semanas.
El análisis primario se realizó en la población modificada por intención de tratar e incluyó a todos los participantes asignados aleatoriamente que recibieron al menos una dosis de la intervención del estudio, tuvieron un periodo basal evaluable de datos del diario electrónico (eDiary) y tuvieron al menos un periodo postbasal evaluable de 4 semanas (semanas 1-4, 5-8 y 9-12) de datos del diario electrónico durante el periodo doble ciego. La población de seguridad consistió en todos los participantes que recibieron al menos una dosis de la intervención del estudio.
Entre el 11 de marzo de 2019 y el 20 de enero de 2022, se evaluó la elegibilidad de 1.489 participantes. Se excluyeron 711, y 778 participantes fueron asignados aleatoriamente a atogepant 30 mg dos veces al día (n=257), atogepant 60 mg una vez al día (n=262) o placebo (n=259). Los participantes de la población de seguridad tenían entre 18 y 74 años (media de 42 a 1 años). 459 (59%) de los 773 pacientes eran de raza blanca, 677 (88%) eran mujeres y 96 (12%) eran hombres. En total, 84 participantes interrumpieron el tratamiento durante el ensayo, y 755 constituyeron la población modificada por intención de tratar (atogepant 30 mg dos veces al día n=253, atogepant 60 mg una vez al día n=256, y placebo n=246). La media basal de MMD fue de 18-6 (SE 5-1) con atogepant 30 mg dos veces al día, 19-2 (5-3) con atogepant 60 mg una vez al día, y 18-9 (4-8) con placebo. El cambio respecto al valor basal en las MMD medias a lo largo de 12 semanas fue de -7-5 (SE 0-4) con atogepant 30 mg dos veces al día, -6-9 (0-4) con atogepant 60 mg una vez al día y -5-1 (0-4) con placebo. La diferencia de medias de mínimos cuadrados con el placebo fue de -2-4 con atogepant 30 mg dos veces al día (IC 95%: -3-5 a -1-3; p ajustada<0-0001) y -1-8 con atogepant 60 mg una vez al día (-2-9 a -0-8; p ajustada=0-0009).
Los acontecimientos adversos más frecuentes con atogepant fueron estreñimiento (30 mg dos veces al día 28 [10-9%]; 60 mg una vez al día 26 [10%]; y placebo 8 [3%]) y náuseas (30 mg dos veces al día 20 [8%]; 60 mg una vez al día 25 [10%]; y placebo 9 [4%]). Se observó una disminución de peso clínicamente significativa (reducción ≥7% en cualquier momento después del inicio) en cada grupo de tratamiento (atogepant 30 mg dos veces al día 14 [6%]; atogepant 60 mg una vez al día 15 [6%]; y placebo 5 [2%]).
Pozo-Rosich P, Ailani J, Ashina M, Goadsby PJ, Lipton RB, Reuter U, Guo H, Schwefel B, Lu K, Boinpally R, et al.: Atogepant for the preventive treatment of chronic migraine (PROGRESS): a randomised, double-blind, placebo-controlled, phase 3 trial. Lancet 2023, 402:775-785.
Atogepant 30 mg dos veces al día y 60 mg una vez al día mostraron reducciones clínicamente relevantes de las MMD a lo largo de 12 semanas en pacientes con migraña crónica. Ambas dosis de atogepant fueron bien toleradas, en consonancia con el perfil de seguridad conocido de atogepant.
Desentrañando la estructura interna del protón
Recientemente, una colaboración científica que trabaja en el Continous Electron Beam Accelerator Facility (CEBAF) del Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab), en Newport News, Virginia, ha publicado el artículo Determining the gluonic gravitational form factors of the proton, que profundiza en el conocimiento de la estructura intima del protón (el núcleo del átomo de hidrógeno).
Los protones son los elementos esenciales de toda la materia visible del Universo; entre sus propiedades intrínsecas están la carga eléctrica, su masa y espín. Estas propiedades son consecuencia de dinámicas complejas de sus constituyentes fundamentales – quarks y gluones – descritas por la Cromodinámica Cuántica (la teoría que describe las interacciones mediadas por la fuerza fuerte).
Experimentalmente, el estudio de la carga eléctrica y el espín del protón, que se comparten entre los quarks, se ha hecho utilizando procesos de dispersión de electrones. Esto ha permitido medir con precisión el radio de la carga eléctrica del protón.
No es este el caso de la medida de la densidad interna de masa del protón, dominada por los gluones, las partículas neutras que median las interacciones fuertes y que no tienen masa ni transportan carga electromagnética pero sí espín (igual a 1).
En este artículo se investiga la densidad gravitacional de los gluones utilizando un proceso de foto-producción umbral de la partícula J/ψ, compuesta por un quark c y su correspondiente anti-quark.
Las medidas realizadas del proceso inducido por fotones con energía en el rango 9,1 GeV <Eγ<10,6 GeV, que colisionan con un blanco de hidrógeno líquido en el Hall Cat Jefferson Lab (experimento E12–16–007), permiten calcular los factores de forma gravitacionales (GFF), que son los elementos de matriz del tensor energía – momento (EMT).
Los gluones dominan la producción del mesón J/ψ, ya que este no tiene los mismos quarks de valencia que el protón. Con ayuda de una variedad de modelos teóricos es posible determinar el radio de la masa del protón que, en todos los casos estudiados, es inferior al radio de la distribución de carga eléctrica del protón. En algunos casos este resultado está de acuerdo con las predicciones basadas en primeros principios de Cromodiámica Cuántica en el retículo. El análisis de los datos experimentales revela un radio escalar del protón de 1 fm (1 femtómetro = 1 x 10 -15 metros), significativamente mayor que el radio de la carga eléctrica (0,85 fm) y el radio de la masa del protón (0,75 fm). En definitiva, la estructura del protón consiste en tres regiones distintas: un núcleo central interior constituido por la mayor parte del radio de la masa y dominado por la estructura del campo tensor gluónico, seguido por el radio de carga resultante del movimiento relativista de los quarks, todo ello envuelto en una mayor densidad escalar de gluones confinantes.
B. D: Nature I Vol 615 I 30 March 2023 I 813. CERN COURIER JULY/AUGUST 2023, page 9 2023.
Los resultados que aparecen en el artículo reseñado pone de manifiesto un novedoso y fascinante campo de investigación potencialmente de gran interés, ya que permitirla precisar el papel de los gluones en los núcleos atómicos, un tema insuficientemente comprendido.
Producción de neutrinos de alta energía en el acelerador LHC del CERN
Recientemente, la colaboración científica que opera el experimento FASER (ForwArd Search ExpeRiment) ha publicado dos artículos en los que por primera se describe la observación de neutrinos producidos en colisiones protón-protón de alta energía (13,6 TeV) en el anillo de colisiones LHC (Large Hadronic Collider o Gran Colisionador Hadrónico).
Desde el descubrimiento de neutrinos en 1967 por Fred Reines (Premio Nobel de Física 1995), Clyde Cowan y colaboradores en un experimento realizado en el reactor Savannah River (South Carolina), numerosos experimentos se han llevado a cabo para estudiar los neutrinos producidos en distintas fuentes, en particular los producidos en los proceso nucleares de fusión (neutrinos solares), los producidos en las colisiones de rayos cósmicos con la atmósfera (neutrinos atmosféricos, los producidos en los procesos de fisión en las centrales nucleares, los de origen geológico o astrofísico y los producidos en colisiones en aceleradores de partículas. Los flujos de neutrinos son extraordinariamente grandes; una persona es atravesada cada segundo por 600 billones de neutrinos solares, 50.000 millones procedentes de la radioactividad natural, 10.000 millones de los producidos en reactores nucleares, etc. Los neutrinos son partículas eléctricamente neutras con masas muy pequeñas, que interaccionan solamente a través de la fuerza electrodébil.
El detector de neutrinos de FASER está compuesto de una estructura repetitiva de películas de emulsión entrelazadas con placas de tungsteno de 1mm de espesor. Las películas de emulsión de 25 cm x 30 cm están compuestas por dos láminas de emulsión (cada una de 70 µm de espesor) que se vierten por ambos lados de una base de plástico de 200 µm de espesor. El detector consta de 770 láminas de emulsión con una masa total del blanco de tungsteno de 1.1 toneladas y con una longitud que corresponde a 220 longitudes de radiación y 7,8 longitudes de interacción hadrónica.
La alta luminosidad de las colisiones protón-protón en el LHC produce un elevado flujo de neutrinos en la dirección delantera con energías, entre cientos de GeV y varios TeV, que hacen posible secciones eficaces lo suficientemente altas que permiten ser detectadas en un sistema de detección compacto. La colaboración FASER ha reconstruido 153 candidatos de interacciones de neutrinos o antineutrinos muónicos, con energías superiores a los 200 GeV, con el blanco del detector de tungsteno. De esta manera, las medidas realizadas FASER reducirán la brecha existente entre las medidas realizadas con neutrinos producidos en experimentos con aceleradores de blanco fijo y neutrinos de alta energía procedentes de fuentes astrofísicas. Los resultados obtenidos permiten esperar que en el futuro se podrán comparar las tasas de producción de los tres tipos de neutrinos (electrónicos, muónicos, tauónicos) y compararlas con las predicciones del Modelo Estándar. A medio plazo la metodología iniciada por FASER podría ser utilizada para la búsqueda de otro tipo de partículas que interacción muy débilmente e incluso fotones obscuros.
FASER Collab. 2023 arXiv:2303.141º85. FASER Collab 2023CERN_FASER-CONF-2023-001.
Los resultados que aparecen en el artículo reseñado revelan una novedosa técnica experimental que permite producir flujos de neutrinos de muy alta energía y medir secciones eficaces en un nuevo rango de energías y buscar nuevas partículas neutras que interaccionan muy débilmente y no predichas por el Modelo Estándar.
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