dimecres, 27 de maig de 2020

Astronomia de raigs X, lents electròniques i termoreceptors sensorials: Premis Kavli 2020

El proper mes de desembre la Kavli Foundation farà 20 anys. Creada per l’empresari noruec de sensors electrònics Frad Kavli (1927-2013), sota el seu paraigua s’han creat diversos instituts d’astrofísica, nanociència, neurociència i física teòrica. Des del 2008, cada dos anys, es lliuren els Premis Kavli, en les tres primers disciplinades esmentades. Avui, 27 de maig, s’ha fet pública la llista de guardonats del present bienni. El Premi Kavli 2020 d’Astrofísica ha recaigut en Andrew Fabian, “per la seva recerca pionera en el camp de l’astronomia observacional de raigs X, aplicada als fluxos de gasos en cúmuls de galàxies i a l’estudi de forats negres supermassius de centres galàctics”. El Premi Kavli 2020 de Nanociència es reparteix entre Harald Rose, Maximilian Haider, Knut Urban i Ondrej Krivanek, “per la resolució sub-angstròmica d’imatge i d’anàlisi química amb l’ús de feixos electrònics”. El Premi Kavli 2020 de Neurociència ha estat lliurat a David Julius i Ardem Patapoutian “per la descoberta de receptors de temperatura i pressió”.

Andrew Fabian i l’astronomia de raigs X: Premi Kavli d’Astrofísica, 2020


Andrew Fabian (*20.2.1948) es graduà en física al King’s College de Londres. Realitzà la tesi doctoral sota la supervisió de Peter W. Sanford sobre “la isotropia a petita escala de radiació còsmica de fons de raigs X”, que defensà reeixidament en el 1972. Les observacions que informaren la seva tesi doctoral s’obtingueren a través de detectors muntats en coets. El 1973 passà a l’Institute of Astronomy de la University of Cambridge, on desenvolupà la seva carrera en el camp de l’astrofísica d’alta energia. Participà en els diferents projectes d’observatoris espacials de raigs X, des de l’Uhuru dels anys 1970 al NuSTAR dels nostres dies, o l’Athena projectada per als anys 2030. Si bé, l’astronomia de raigs X s’ha de fer des de fora de l’atmosfera terrestre, l’astrofísica d’alta energia també extreu informació d’observatoris òptics i radiotelescòpics de la superfície terrestre.

En les darreres cinc dècades, l’astronomia de raigs X ha obert tot un ventall d’informació sobre el nostre univers. Així hom ha identificat el nuclis galàctics actius. El mateix Fabian ha pogut estudiar els forats negres a través de l’emissió espectral de raigs X del material que orbita aquests astres a alta velocitat, i determinar aspectes com el període de rotació. Fet i fet, darrera dels nuclis galàctics actius i dels fluxos de gas intergalàctic hi ha els forats negres d’alta rotació.

Harald Rose, Maximilian Haider, Knut Urban, Ondrej Krivanek i les lents electròniques: 
Premi Kavli de Nanociència, 2020


Fotomuntatge amb Haider, Urban, Rose i Krivanek

Harald Rose (*Bremen, 14.2.1935) estudià física a la Technische Universität Darmstadt, on es diplomà en el 1964, i realitzà la tesi doctoral, sota la supervisió d’Otto Scherzer, sobre òptica electrònica teòrica. En aquells anys els pioners dels microscopi electrònic durant els anys 1930s, com el propi Scherzer, eren testimonis de les seves aplicacions en l’elucidació, per exemple, de la ultraestructura biològica. En els anys 1970, Rose treballà amb un altre pioner de la microscòpia electrònica de transmissió d’escaneig, Albert Crewe. En el 1980 esdevingué professor a la Universitat Tècnica de Darmstadt, i treballà en el desenvolupament de lents electròniques que permetessin una major resolució a la microscòpia electrònica de transmissió a través d’una correcció de l’aberració. En els anys 1990 col·laborà amb Maximilian Haider i Knut Urban per assolir un sistema més efectiu de lents electròniques. En el 2000 es retirà de Darmstadt, però en el 2009 esdevingué professor sènior de la càtedra Zeiss de la Universitat d’Ulm.

Maximilian Haider (*Freistadt, 23.1.1950) estudià física a la Universitat de Kiel. Realitzà la tesi doctoral a la Technische Universität Darmstadt, sobre el disseny, construcció i validació d’un espectròmetre electrònic de pèrdua d’energia de major dispersió i angle d’acceptació, que defensà reeixidament el 1987. El 1989 passà al Laboratori Europeu de Biologia Molecular de Heidelberg, on dirigí el Programa d’Instrumentació Física. Centrà els esforços en el desenvolupament de la microscòpia electrònica de transmissió. A partir dels treballs teòrics de Rose, i en col·laboració amb ell i Knut Urban, desenvoluparen unes lents electròniques mitjançant les quals era possible obtenir imatges i mesures a una resolució d’escala atòmica, de desenes de picòmetres (1998). Fou spin-off d’aquesta recerca CEOS GmbH, empresa fundada a Heidelberg el 1996 i dedicada a la producció de correctors d’aberració per a microscòpia electrònica.

Knut Urban (*Stuttgart, 25.6.1941) estudià física a la Universitat de Stuttgart, on es doctorà el 1972 amb una tesi sobre el dany causat per ferixos d’electrons en un microscopi electrònic d’alt voltatge a baixes temperatures. Després passà a l’Institut Max Planck de Recerca de Metalls, de Stuttgart. El 1986 esdevingué professor de propietats de materials de la Universitat d’Erlangen-Nuremberg, i el 1987 catedràtic de física experimental de la Universitat RWTH Aachen, i director de l’Institut de Recerca en Microstructura en el Forschungszentrum de Jülich. Col·laborà amb Rose i Haider en la consecució d’un microscopi electrònic de transmissió amb resolució d’escala atòmica (1998), que seguidament aplicà en la ciència de materials.

Ondřej Křivánek (*Praha, 1.8.1950), després de completar l’educació secundària, es traslladà al Regne Unit arran de la Primavera de Praga. Es graduà a la University of Leeds, i es doctorà a Cambridge amb una tesi sobre microscòpia electrònica supervisada per Archie Howie. El 1975 obtingué la ciutadania britànica. Després d’estades a Kyoto, a Bell Labs i a la UC de Berkeley, treballà en l’espectroscòpia de pèrdua d’energia electrònica. Fou professor ajudat de la HREM Facility de la Arizona State University (1980), i inicià una col·laboració amb Gatan Inc., de primer com a consultor extern, i ja després com a empleat i direcció del seu departament de Recerca+Desenvolupament. El 1995 retornà a Cambridge amb un projecte de la Royal Society, conjuntament amb Mick Brown i Andrew Bleloch sobre la correcció de l’aberració de lents electròniques. D’aquesta recerca resultà Nion Co., que confundà el 1997 amb Niklas Delby. La col·laboració entre Nion i el grup de Phil Batson de la IBM aconseguí el desenvolupament d’un microscopi electrònic d’escaneig amb una resolució inferior a 100 pm (2002).

David Julius, Ardem Patapoutian i els termoreceptors sensorials: Premi Kavli de Neurocràcia, 2020


Fotomuntatge d’Ardem Patapoutian i David Julius

David Julius (*Brooklyn, 4.11.1955) es graduà en ciències de la vida al Massachusetts Institute of Technology (1977). Realitzà la tesi doctoral a la University of California, Berkeley, sobre la bioquímica d’hormones peptídiques, sota la supervisió de Randy Schekman i Jeremy Thorner, que defensà reeixidament el 1984. Passà llavors al laboratori de Richard Axel de la Columbia University, on aconseguí la clonació de diversos gens de receptors de serotonina. El 1990, a la University of California, San Francisco, identificà una família de canals iònics sensibles a la temperatura i estímuls químics, com ara el TRPV1: aquests són receptors de sensacions tàctils i doloroses.

Ardem Patapoutian (*Líban) estudià a la American University of Beirut. En el 1986 passà als Estats Units, on eventualment es naturalitzaria. Estudià ciències biològiques a la University of California, Los Angeles, on es graduà el 1990. Realitzà la tesi doctoral a Caltech, a Pasadena, sota la supervisió de Barbara Wold, en qüestions de biologia del desenvolupament. El 1996 passà al laboratori de Louis Reichardt de la University of California, San Francisco, on estudià factors de creixement neural. En el 2000 passà al Scripps Research Institute, a La Jolla, on esdevindria professor de neurociència. El seu grup de recerca identificà els “Piezos”, canals iònics i receptors implicats en la termocepció i la nocicepció, així com en la regulació de la propriocepció i de la pressió sanguínia.

Lligams:

- The Kavli Prize.

diumenge, 24 de maig de 2020

El remdesivir escurça el temps de recuperació en casos hospitalitzats de covid-19: les dades preliminars de l’ACCT-1

Virologia mèdica: Davant del covid-19 hi ha una recerca activa sobre l’obtenció de vaccins, com veiem divendres. Però també hi ha una línia activa d’investigació sobre tractaments efectius. Dels 2.766.436 casos actius registrats de covid-19, uns 53.266 són casos greus o crítics, i a ells s’adrecen la majoria d’assaigs clínics en curs. Un d’aquests assaigs clínics és l’Adaptative COVID-19 Treatment Trial (ACTT), que investiga ja en la fase 3 la seguretat i eficàcia del remdesivir front la covid-19. Un report preliminar d’aquest assaig apareixia el divendres a la New England Journal of Medicine. És un assaig controlat amb placebo, aleatoritzat i doble cec sobre l’administració endovenosa de remdesivir en pacients adults hospitalitzats de covid-19 amb afectació de les vies baixes respiratòries. El tractament durava 10 dies, amb una primera administració de 200 mg en el primer dia, i administracions diàries de 100 mg en els nou dies següents. Hom considerava com a resultats el temps de recuperació, definit a partir de l’alta hospitalària o del passi a una hospitalització de mer control infecciós. En l’assaig foren randomitzats 1063 pacients, i en l’article al NEJM es presenten resultats preliminars de 1059 pacients, 538 del grup del remdesivir i 521 del grup control de placebo. Els que reberen remdesivir tingueren un temps mitjà de recuperació d’11 dies (9-12 dies d’interval de confiança del 95%), mentre que el grup control requeria 15 dies (13-19). La mortalitat a 14 dies era del 7,1% en el grup de remdesivir i de l’11,9% en el grup control. De 541 pacients que reberen remdesivir, 114 (21,1%) patiren efectes adversos greus, una xifra que en el grup control pujava a 141 de 522 (27,0%). El remdesivir, doncs, es mostra efectiu per escurçar el temps de recuperació en pacients adults hospitalitzats amb covid-19 i amb afectació de vies baixes respiratòries, però no en la reducció de la mortalitat.

Adaptative Covid-19 Treatment Trial (ACTT-1)

L’assaig clínic ACTT-1 ha estat promogut i finançat principalment pel National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID), que fa part National Institutes of Health (NIH), i té seu a Bethesda (Maryland). Una altra part del finançament ha vingut del Defense Health Program del U.S. Department of Defense, i de fons governamentals de Japó, Mèxic, Dinamarca i Singapur, així com de l’Hospital Universitari Nacional de Seul i del United Kingdom Medical Research Council.
Ara fa cinc mesos que tot just s’identificava a Wuhan l’existència d’un agregat de casos de pneumònia atípica. En el mes de gener s’atribuïa aquest brot a un “nou coronavirus” (nCoV-19), que finalment ha estat classificat com a SARS-CoV-2, alhora que la malaltia que produeix ha rebut la designació de “malaltia coronavírica del 2019” (Covid-19). Pels volts del 21 de gener, ja era evident que el virus era de fàcil de transmissió entre humans, i del brot inicial de Wuhan hom passà a brots per tota la Xina i altres països de l’Àsia Oriental, seguits de brots a Iran i a Itàlia, que conduïren a la declaració de pandèmia l’11 de març.

Des d’un bon començament s’iniciaren els esforços per trobar un medicament eficaç per tractar els casos de pneumònia de covid-19. A hores d’ara, no hi ha cap tractament que s’hagi demostrat eficaç.
Un dels que ha rebut més atenció és el remdesivir (GS-5734). Fou desenvolupat per Gilead com a inhibidor de l’ARN polimerasa ARN-dependent (RdRp) pensant en el virus d’Ebola. Però és un inhibidor de la RdRp d’ampli espectre, i de fet s’havia mostrat en estudis in vitro com a efectiu contra el SARS-CoV i el MERS-CoV. Estudis in vitro mostraren que també era capaç d’inhibir la replicació dell SARS-CoV-2. Estudis en primats no-humans, mostraren que el remdesivir era capaç de reduir el dany pulmonar produït pel MERS-CoV.

El Grup de l’ACTT-1, amb la finalitat d’avaluar l’eficàcia i la seguretat clíniques de possibles teràpies per a casos hospitalitzats amb confirmació de laboratori de covid-19, ha dissenyat una plataforma adaptativa per fer-hi una sèrie d’assaigs clínics en fase 3, aleatoritzats, de doble cec i amb placebo com a control. En l’article al NEJM exposen els resultats preliminars de la primera fase de l’ACTT-1, en el qual es compara el remdesivir amb un placebo.

Un estudi que començà el 21 de febrer del 2020

L’enrolament en l’ACTT-1 començà el 21 de febrer del 2020 i conclogué el 19 d’abril del 2020. Hi participaren 60 seus i 13 subseus, la majoria als Estats Units (45), però també a Dinamarca (8), al Regne Unit (5), a Grècia (4), a Alemanya (3), a Corea (2), a Mèxic (2), a Espanya (2), a Japó (1) i a Singapur (1). Els pacients elegibles eren aleatòriament assignats, en una relació 1:1, al grup que rebria remdesivir o al grup que rebria placebo. L’aleatorització s’estratificà per lloc d’estudi i per la severitat de la malaltia en el moment de l’enrolament.

El grup de remdesivir rebia per via intravenosa una dosi de 200 mg de remdesivir el primer dia, seguit per dosis de manteniment diàries de 100 mg durant nou dies o fins que la persona es moria o rebia l’alta.

El grup de placebo rebia el mateix preparat i la mateixa dosificació, però sense el principi actiu. Val a dir, que no tots els membres d’aquest grup reberen exactament el mateix preparat, ja que un desabastiment obligà a substituir-lo per una solució salina en els centres europeus i en alguns altres centres de fora d’Europa. Per garantir que l’estudi fos cec fou necessari que les infusions s’emmascaressin en una bossa opaca i en envasos opacs.

Naturalment, a banda d’aquests tractaments, els pacients rebien el tractament de suport d’acord amb els criteris de cada hospital. Si les guies clíniques indicaven l’ús d’altres tractaments, els pacients els rebien juntament amb els assajats. Però si la guia clínica no indicava res, se suspenien durant 29 dies l’ús d’altres tractaments experimentals o no-recomanats.

En cada localitat, el protocol de l’assaig fou aprovat pel comitè de revisió de la institució corresponent. En tots els casos, es recollia el consentiment informat de cada pacient o del seu representant legalment autoritzat si el pacient era incapaç de prestar-lo.

Els pacients rebien un seguiment diari durant tota l’hospitalització, del dia 1 fins al dia 29 de l’enrolament. L’estatus clínic era indicat en una categoria de 1-8 (1-no hospitalitzat, sense limitacions ni activitats; 2-no hospitalitzat, amb limitació d’activitats i/o requeriment domiciliari d’oxigen; 3-hospitalitzat, sense requeriment de suplementació d’oxigen ni requeriment d’atenció mèdica continuada; 4-hospitalitzat, sense requeriment d’oxigen suplementari però sí d’assistència mèdica continuada; 5-hospitalitzat, amb requeriment d’oxigen suplementari; 6-hospitalitzat, amb requeriment de ventilació no-invasiva o ús de dispositius d’oxigen d’alt flux; 7-hospitalitzat, amb ventilació mecànica invasiva o oxigenació de membrana extracorpòria; 8-mort), i es prenia també la National Early Warning Score. Es registraven totes les reaccions adverses, especialment les de grau 3 o 4 que representaven augments en la severitat des del dia 1 o qualsevol reacció d’hipersensibilitat a fàrmac de grau 2 o superior.

El temps de recuperació es definia com el primer dia, durant 28 posteriors a l’enrolament en el qual un pacient passava a les categories 1-3. La moralitat es registrava a 14-28 dies posteriors a l’enrolament.

Els subgrups pre-especificats en les anàlisis estatístiques foren el sexe, la severitat de la malaltia, l’edat (si eren joves de 18-39 anys, mitjans de 40-64 anys o grans de més de 65 anys), i la durada dels símptomes abans de l’aleatorització (igual o menor de 10 dies; major de 10 dies).
En un primer moment, es definia com a resultat la comparació entre remdesivir i placebo al dia 15 després de l’enrolament. Els estatístics de l’assaig, però, proposaren un canvi el 22 de març, per tal que es tingués en compte la temporalitat de l’evolució. Llavors ja havien entrat en l’estudi 72 pacients, dels quals no hi havia dades diàries més que la del dia 15. El 2 d’abril del 2020 ja s’havia conclòs el canvi. Fins el 27 d’abril, no es revisaren els primers resultats (és a dir, es trencà el cec), que incloïen un total de 482 recuperacions anteriors al 22 d’abril i 81 defuncions. A partir de llavors, ja es podia comunicar al metge el grup d’assignació del pacient si ho sol·licitava, i els pacients del grup placebo podien començar a rebre remdesivir.

Els resultats de 1059 pacients

Dels 1107 pacients consultats per elegibilitat, 1063 entraren en la randomització, de manera que 541 foren assignats al grup de remdesivir i 522 al grup placebo. Dels 541 pacients del grup remdesivir, reberen el tractament tal com era dissenyat uns 531 (98,2%). Val a dir que en 49 pacients que rebien el tractament de remdesivir es va haver d’interrompre’l abans del dia 10 per una reacció adversa; 36 pacients del grup moriren en el decurs d’aquests 10 dies; 13 pacients del grup retiraren el seu consentiment. Dels 522 assignats al grup placebo, el reberen 518 (99,2%) tal com s’havia previst. En 53 pacients del grup placebo es va interrompre el tractament per una reacció adversa; el nombre de morts fou també de 36 en el decurs dels primers 10 dies; 15 pacients del grup retiraren el seu consentiment; i 2 foren exclosos de l’estudi.

A data de 28 d’abril, hom tenia dades completes (revisió durant 29 dies, inclosos els recuperats o morts) de 391 pacients del grup de remdesivir i de 340 del grup placebo. Havien interromput la participació en l’assaig abans del dia 29, 8 pacients del grup de remdesivir i 9 del grup placebo. Hi havia 132 pacients del grup de remdesivir i 169 del grup placebo que no s’havien recuperat i que no havien completat els 29 dies de seguiment.

Així doncs, la població subjecte d’aquesta anàlisi preliminar és de 1059 pacients, 538 del grup de remdesivir i 521 del grup placebo. Els 4 pacients exclosos dels 1063 ho foren pel fet de no disposar de dades.

L’edat mitjana dels pacients fou de 58,9 anys, i el 64,3% eren homes, una demografia típica dels casos greus de covid-19. Dels pacients, el 79,8% eren d’Amèrica del Nord, un 15,3% d’Europa i un 4,9% d’Àsia. El 53,2% dels pacients eren blancs, el 20,6% eren negres, el 12,6% eren asiàtics, i el 13,6% rebien altres designacions o no cap. El 23,4% dels pacients eren hispans o latinos. La majoria de pacients tenien un comorbilitat (27,0%) o dues (52,1%), la més habituals de les quals eren la hipertensió (49,6%), l’obesitat (37,0%) i la diabetis mellitus de tipus 2 (29,7%).

Entre l’aparició de símptomes i l’aleatorització passaren de mediana 9 dies (rang interquartílic de 6-12 dies). Dels pacients, 943 (88,7%) tenien un covid-19 sever. De fet, 272 (25,6%) es trobaven en la categoria 7 (ventilació invasiva), 197 (18,5%) en la categoria 6 (ventilació no-invasiva), 421 (39,6%) en la categoria 5 (amb oxigen) i 127 (11,9%) en la categoria 4 (sense oxigen).

Els pacients del grup de remdesivir mostraren un temps més breu de recuperació (11 dies de mediana) respecte del grup de placebo (15 dies de mediana). Aquesta efectivitat de recuperació era màxima en els pacients de la categoria 5, i baixava en la categoria 6 per desaparèixer en la categoria 7.

La probabilitat de recuperació era un 50% superior (18-91% en interval de confiança del 95%) en el grup de remdesivir respecte del grup placebo a 15 dies després de l’enrolament.

Pel que fa a la mortalitat no hi havia diferències significatives entre els dos grups.

Pel que fa a la freqüència de reaccions adverses, els valors del grup de placebo (27% dels pacients) eren més desfavorables que els del grup de remdesivir (21% dels pacients). Si en el grup de placebo es registraren 42 fallides respiratòries severes (en el 8,0% dels pacients), en el grup de remdesivir se’n registraren 28 (en el 5,2% dels pacients).

Els assaigs clínics globals en temps de pandèmia

Les dades publicades d’aquest assaig s’obtingueren en les setmanes de majors restriccions a la mobilitat implantades precisament per “aplanar la corba” de la pandèmia. Els viatges internacionals encara són força restringits, com ho és l’entrada als hospitals de personal no-essencial. Per això els responsables de l’estudi van haver de fer les preparacions, les visites d’iniciació i les visites de monitorització de manera telemàtica, quan l’habitual és fer-les presencials. Una part important del personal de recerca, d’altra banda, havia de fer front, en mig del pic local de la pandèmia, a diferents tasques clíniques. D’altra banda, una part del personal era de baixa per haver-se infectat o per haver estat en contacte desprotegit amb infectats. En molts centres hospitalaris anaven curts d’equips de protecció personal o d’hisops per a la presa de mostres naso- i orofaríngies.

En aquest context d’emergència, s’entén que la FDA autoritzés provisionalment l’ús del remdesivir per al tractament de casos severs de covid-19 tant per a adults com per a infants. Els metges i farmacèutics d’ACTT-1 donen suport a l’ús de remdesivir per a pacients hospitalitzats per covid-19 que requereixen de suplementació d’oxigen, però consideren que per ell sol és un tractament insuficient. Aquest antiviral (o d’altres de semblants) podria de tota manera ésser un component d’una estratègia terapèutica combinada efectiva.

Lligams:

- Remdesivir for the Treatment of Covid-19 — Preliminary Report. John H. Beigel, M.D., Kay M. Tomashek, M.D., M.P.H., Lori E. Dodd, Ph.D., Aneesh K. Mehta, M.D., Barry S. Zingman, M.D., Andre C. Kalil, M.D., M.P.H., Elizabeth Hohmann, M.D., Helen Y. Chu, M.D., M.P.H., Annie Luetkemeyer, M.D., Susan Kline, M.D., M.P.H., Diego Lopez de Castilla, M.D., M.P.H., Robert W. Finberg, M.D., Kerry Dierberg, M.D., M.P.H., Victor Tapson, M.D., Lanny Hsieh, M.D., Thomas F. Patterson, M.D., Roger Paredes, M.D., Ph.D., Daniel A. Sweeney, M.D., William R. Short, M.D., M.P.H., Giota Touloumi, Ph.D., David Chien Lye, M.B., B.S., Norio Ohmagari, M.D., Ph.D., Myoung-don Oh, M.D., Guillermo M. Ruiz-Palacios, M.D., Thomas Benfield, M.D., Gerd Fätkenheuer, M.D., Mark G. Kortepeter, M.D., Robert L. Atmar, M.D., C. Buddy Creech, M.D., M.P.H., Jens Lundgren, M.D., Abdel G. Babiker, Ph.D., Sarah Pett, Ph.D., James D. Neaton, Ph.D., Timothy H. Burgess, M.D., M.P.H., Tyler Bonnett, M.S., Michelle Green, M.P.H., M.B.A., Mat Makowski, Ph.D., Anu Osinusi, M.D., M.P.H., Seema Nayak, M.D., and H. Clifford Lane, M.D. for the ACTT-1 Study Group Members*. NEJM (2020).

- Adaptive COVID-19 Treatment Trial (ACTT).

divendres, 22 de maig de 2020

Seguretat, tolerabilitat i immunogenicitat d’un vaccí adenoviral recombinant contra el SARS-CoV-2

Virologia: La pandèmia de covid-19 ja ha fet més de 336.000 morts. En aquest context, és lògic que hi hagi gran expectació sobre tractaments específics i vaccins. Gairebé un centenar d’assaigs clínics estudien vaccins potencials contra el SARS-CoV-2. Hom segueix atentament els comunicats de premsa d’empreses farmacèutiques, com el de Moderna sobre el seu vaccí mRNA-1273. Es repassen de dalt a baix els centenars de prepublicacions d’estudis sobre vaccins per a la covid-19. Però és lògic que finalment l’atenció sigui al voltant de les grans revistes mèdiques, com ara Lancet. I és així com ha estat rebut un article sobre la seguretat, tolerabilitat i immunogenicitat d’un vaccí consisteix en un vector d’adenovirus de tipus-5, que ens presenta els resultats d’un assaig clínic liderat per Chen Wei. Aquest vaccí consisteix en un adenovirus de tipus-5 recombinant que incorpora en el seu genoma la glicoproteïna S del SARS-CoV-2. L’assaig presentat en l’article es realitzà en un únic centre sanitari de Wuhan (la ciutat origen de la pandèmia) i és un assaig de fase 1, no-randomitzat, de marca oberta i d’escalament de dosi. Els participants han estat adults sans de 18 a 60 anys d’edat. Se’ls assignà a un dels tres grups de dosi (5·1010, 1·1011 i 1,5·1011 partícules virals), que van rebre amb una injecció intramuscular. Es registraren les reaccions adverses en els primers 7 dies posteriors a la injecció, i la seguretat en general en els 28 dies posteriors. Amb una tècnica d’enzimoimmunoassaig (ELISA) es mesuraren en els participants els anticossos generats, la capacitat de neutralització del SARS-CoV-2 in vitro. També s’investigà la immunitat de cèl·lules T per enzimoimmunospot i citometria de flux. El recrutament tingué lloc entre el 16 i el 27 de març. Dels 195 individus consultats, 108 foren recrutats (el 49% foren dones, i l’edat mediana fou de 36,3 anys), i repartits en els grups de baixa dosi (36 participants), de dosi mitjana (36) i de dosi lata (36). En vora un 80% dels participants es registrà algun efecte advers en la primera setmana, consistent en dolor en el lloc aplicació (54%), febre (46%), fatiga (44%), mal de cap (42%), dolor musular (17%), sense que hi hagués diferències entre les tres dosis. No obstant, a 28 dies, no s’havia registrat cap efecte advers greu. A 14 dies després de la inoculació ja es detectaven anticossos neutralitzants contra el SARS-CoV-2, que arribaven a un pic a 28 dies. Alhora, a 14 dies es produïa el pic en la resposta immunitària cel·lular. L’equip de Chen considera que el vaccí Ad5-COVID-19 és tolerable i immunogènic, i que mereix passar a les fases següents de desenvolupament.

Un estudi de fase I del vaccí Ad5-covid-19

Zhu Feng-Cai, de Nanjing, i Li Yu-Hua, de Beijing, són els primers autors d’aquest estudi. Com a autors corresponsals figuren Zhu, Wang Wei (de Wuhan) i Chen Wen (de Beijing). Zhu fou l’investigador principal d’aquest assaig clínic, secundat per Guan Xu-Hua (de Wuhan) i Wang Wei. L’assaig i el protocol de l’estudi foren dissenyats per Zhu, Chen, Guan, Hou Li-Hua (de Beijing), Li Yu-Hua, Wang Wen-Juan (de Nanjing), Li Jing-Xin (de Nanjing) i Jia Si-Yue (de Nanjing). El manuscrit fou redactat per Li Jing-Xin. Chen realitzà una revisió crítica del manuscrit.

El 8 de maig del 2020, Zhu et al. feren una recerca en PubMed amb els termes “COVID-19”, “SARS-CoV-2”, “vaccine” i “clinical trial”. No trobaren dades de cap assaig clínic humà d’un vaccí contra la covid-19. En el registre de ClinicalTrials.gov, a data de 6 maig, trobaren vuit candidats de vaccí: el seu propi d’Ad5-covid-19, el vaccí d’ARNm de Moderna, el vaccí d’ADN d’Inovio, el Sinovac, vaccins inactivats de l’Institut de Productes Biològics de Beijing, el vaccí adenoviral de la Universitat d’Oxford, i el vací d’ARNm de BioNTech.

El de Zhu et al. és el primer assaig clínic humà que publica els seus resultats, que consisteixen bàsicament en mostrar la tolerabilitat i immunogenicitat de l’Ad5-covid-19. Una dosi de 5·1010 partícules víriques és capaç de generar immunitat humoral i cel·lular específiques en la majoria de participants, que assoleixen un pic a 14-28 dies. Una dosi de 1,5·1011 és més immunogènica, però també més reactogènica (febre severa, fatiga, dispnea, miàlgia, artràlgia, etc.). Zhu et al. no es mullen gaire més, car no saben encara si aquesta immunitat perdura en el temps. També consideren massa aviat quin serà el vaccí més reeixit, però consideren que, si més no, el seu hauria passat favorablement aquest primer assaig clínic de fase I.

Fa tot just quatre mesos que hom entengué que el nCoV-19 (=SARS-CoV-2) és un virus fàcilment transmissible d’humà a humà, després que un parell de setmanes abans aquest estat identificat com l’agent etiològic d’un brot de pneumònia a Wuhan. El mes de març ja havia assolit aquest brot les dimensions de pandèmia.

A manca de mesures efectives de tractament o de prevenció, en els darrers 4 mesos diferents territoris han aplicat mesures no-farmacològiques de control: quarantenes, confinaments, distanciament físic, etc. Però és evident que cal un vaccí efectiu per tal de reduir la morbilitat i mortalitat associada a la covid-19.

Com hem vist, dels 100 vaccins candidats, n’hi ha vuit que es troben ja en fase d’assaig clínic. El 16 de març s’iniciaren els assaigs de l’Ad5-covid-19 de CanSino (un adenovirus recombinant no-replicatiu) i de l’ARNm-1273 de Moderna. El 3 d’abril començà el primer assaig clínic del vaccí d’ADN d’Inovio. Més tard ho feren tres vaccins inactius de Sinovac, així com el ChAdOx1-nCoV-19 (un altre vaccí adenoviral) i l’ARNm de BioNTech.

D’aquests assaigs, el primer en publicar resultats ha estat el Ad5-covid-19: bàsicament reporta dades de seguretat, tolerància i immunogenicitat corresponents als primers 28 dies posteriors a la injecció.
L’assaig es dugué a terme en un centre de rehabilitat de Wuhan. Els participants elegibles eren adults sans de 18-60 anys, que no haguessin estat infectats per SARS-CoV-2 (és a dir que fossin seronegatius per a SARS-CoV-2 en un test ràpid d’IgM i IgG, que donessin també negatiu en una RT-PCR sobre hisops faringis i anals, i que no mostressin cap lesió pulmonar en una radiografia toràcica). Com a criteris d’exclusió s’establiren: historial d’atacs o de malalties mentals, al·lèrgia a qualsevol ingredient del vaccí, malaltia febril aguda en el dia de l’enrolament, haver rebut cap hemoderivat en els darrers 4 mesos, haver rebut cap fàrmac o vaccí en recerca en el darrer mes, i no poder complir amb el programa de l’estudi.

Els participants eren assignats a un de tres grups de dosi. Rebien llavors la injecció intramuscular que els correspongués. Val a dir que el primer grup de participants foren assignats tots a la dosi més baixa, i que tan sols tres dies després s’obrí el grup de la dosi mitjana, i sis dies més tard el de la dosi més alta.

Els participants havien de prestar el seu consentiment informat previ.

El vaccí Ad5-covid-19 ha estat desenvolupat per l’Institut de Biotecnologia de Beijing i per CanSino Biologics. Consisteix en un adenovirus de tipus-5 sense capacitat replicativa, en el genoma del qual ha estat introduït el gen de la glicoproteïna S de SARS-CoV-2. Concretament, feren servir la seqüència del gen S de Wuhan-Hu-1. Juntament amb el gen del pèptid senyal de l’activador de plasminògen tissular fou introduït en el vector Ad5 defectiu (sense els gens E1 i E3). El vaccí es fabrica en una formulació líquida, en un vial de 0,5 mL i un contingut de 5·1010 partícules víriques. Així doncs, el grup de dosi baixa, rebia una injecció intramuscular en el braç del contingut d’un d’aquests vials. El de la dosi mitjana, rebia en la injecció el contingut de dos vials. El de la dosi alta, rebia una primera injecció en un braç amb el contingut d’un vial i una segona injecció en l’altre braç amb el contingut de dos vials.

Eren els propis participants els que reportaven les reaccions adverses. Diàriament, els investigadors, durant els primers 14 dies, verificaven aquestes reaccions. Entre els tests de seguretat realitzat en el laboratori hi hagué el comptatge de leucòcits sanguinis, de limfòcits, de neutròfils, de plaquetes, l’hemoglobinèmia, l’alanin-aminotransferasa, l’aspartat-aminotransferasa, la bilirubinèmia total, la glucèmia, la creatininèmia, tot això en una mostra de sang recollida al setè dia de la injecció en dejuni.

Tant en la visita prèvia a la injecció, com en els dies 14 i 28, es recolliren mostres de sang per a anàlisi serològica. Sobre aquestes mostres es comprovava la presència d’anticossos que reaccionessin contra la glicoproteïna S i el seu domini d’unió a receptor (RBD) amb kits d’ELISA, prenent com a llindar de positivitat la dilució 1:40. També mesuraven les respostes d’anticossos neutralitzants en un assaig sobre virus vius (amb el SARS-CoV-2/human/CHN/Wuhan_IME-BJ01/2020) i sobre un pseudovirus (un sistema pseudovíric amb un VSV que expressa la glicoproteïna S del SARS-CoV-2). De mostres de sang recollides en el dia 14 i 28 s’obtenien les cèl·lules mononuclears per tal de quantificar les respostes específiques de cèl·lula T, amb un ELISpot (enzimoimmunospot amb interferó-gamma) en un assaig d’exposició a pèptids de glicoproteïna S. Les respostes de cèl·lules T s’avaluaven per la secreció d’interferó-gamma, interleucina-2, TNFα, detectada per citometria de flux.

Els resultats dels 108 participants

Entre el 16 i el 27 de març, foren comprovats per l’elegibilitat 195 persones. D’elles, 108 foren enrolades a l’estudi, i repartides en grups de 36 per cadascuna de les tres dosis. Tots 108 participants completaren les visites dels primers 28 dies posteriors a la injecció.

87 dels 108 participants, és a dir un 81%, reportaren alguna reacció adversa en els primers set dies posteriors a la vaccinació. Aquest percentatge fou semblant en els tres grups. Les reaccions adverses més freqüents era dolor en el lloc de l’administració (58 participants), febre (50 participants), fatiga (47 participants), mal de cap (42 participants) i dolor muscular (18 participants). Algunes d’aquestes reaccions, com ara el dolor o la febre, eren més freqüents en el grup que va rebre la dosi més alta que, recordem-ho, també era el que rebia dues injeccions per comptes d’una.

Si bé la majoria de reaccions adverses eren suaus o moderades, cal dir que nou participants (cinc de la dosi més alta) patiren un episodi de febre severa, amb una temperatura axil·lar superior a 38,5 °C. Un d’ells, del grup de la dosi més alta, tingué, a més de febre servera, fatiga, dispnea i dolor muscular. Un altre participant del grup de la dosi més alta reportà fatiga severa i artràlgia. Aquestes reaccions més severes tingueren lloc en els primeres 24 hores després de les injeccions, i havien desaparegut ja a les 48 hores.

Com que l’Ad5 s’utilitza en altres preparats vaccinals, hi havia diferències en els participants quant al nivell basal d’anticossos neutralitzants anti-Ad5. De fet, un valor elevats d’anticossos basals s’associa amb una major incidència de febre després de la injecció.

En el setè dia, 9 participants mostraven un augmentat lleu o moderat de bilirubina, 10 participants tenien elevada l’alanin-aminotransferasa, i 4 mostraven hiperglucèmia. Cap d’aquests valors fou considerat clínicament rellevant.

A 28 dies, no s’havia registrat cap efecte advers de gravetat.

En el dia 14, es registraven respostes serològiques al RBD de la glicoproteïna S del SARS-CoV-2 en tots tres grups de dosis. En el dia 28, aquestes respostes serològiques eren més elevades en el grup que havia rebut la dosi més alta (1446), i menors en el de la dosi mitjana (806) i en el dosi baixa (616). Dels 108 participants, tan sols en 1 no s’havia augmentat el nivell d’anticossos anti-RBD en un factor de 4.

Com que no haver passat la covid-19 era un criteri d’inclusió, cap dels 108 participants tenia anticossos neutralitzants contra el SARS-CoV-2. A 14 dies després de la injecció, aquests anticossos havien augmentat moderadament, i encara ho havien fet més a 28 dies. El nivell d’anticossos neutralitzants era més elevat en el grup que havia rebut la dosi més alta (34) que en el de la dosi mitjana (16) i el de la dosi baixa (15). El 75% dels participants que reben la dosi més alta havien quadruplicat el nivell d’anticossos neutralitzants en el dia 28 respecte del dia 14, mentre que en altres grups aquesta xifra era del 50%.

En tots tres grups es detectava resposta cèl·lular específica contra el SARS-CoV-2.


Zhu et al. consideren que aquests són uns resultats prometedors en termes de seguretats i d’immunogenicitat. Però, és clar, ho fan amb una finestra de 28 dies. Ampliar aquesta finestra temporal i seguir en les fases següents de l’assaig clínic és el pas següent.

Lligams:

- Safety, tolerability, and immunogenicity of a recombinant adenovirus type-5 vectored COVID-19 vaccine: a dose-escalation, open-label, non-randomised, first-in-human trial. Feng-Cai Zhu, Yu-Hua Li, Xu-Hua Guan, Li-Hua Hou, Wen-Juan Wang, Jing-Xin Li, Shi-Po Wu, Bu-Sen Wang, Zhao Wang, Lei Wang, Si-Yue Jia, Hu-Dachuan Jiang, Ling Wang, Tao Jiang, Yi Hu, Jin-Bo Gou, Sha-Bei Xu, Jun-Jie Xu, Xue-Wen Wang, Wei Wang, Wei Chen. Lancet (2020)

- Phase I Clinical Trial of a COVID-19 Vaccine in 18-60 Healthy Adults (CTCOVID-19), a ClinicalTrials.gov.

dimecres, 20 de maig de 2020

La cinquena pròrroga de l'estat d'alarma pel covid-19 durarà fins el 7 de juny

El Ple del Congrés dels diputats ha autoritzat una cinquena pròrroga de l'estat d'alarma decretat pel Govern per fer front a la covid-19. Aquesta cinquena pròrroga començarà el dilluns 25 de maig i conclourà el 7 de juny.

La sol·licitud de pròrroga del Govern d'Espanya fa referència a la necessitat de garantir en tot el territori nacional l'objectiu previst de detecció precoç i resposta ràpida a la transmissió del SARS-CoV-2, especialment per tal d'evitar un rebrot de casos. De tota manera, en la situació actual es tracta sobretot d'aixecar de manera gradual i adaptada a cada territori les mesures de contenció, bo i recuperant paulatinament de la vida quotidiana i l'activitat econòmica. En l'actualitat, ja una part majoritària del territori es troba en fase 1, i passarà la setmana vinent a la fase 2. Durant la cinquena pròrroga, alguns territoris insulars arribaran fins i tot a la fase 3. En cas que algun territori superi la fase 3, l'estat d'alarma deixaria d'aplicar-s'hi.

L'estat d'alarma, decretat el 14 de març, fou prorrogat ja el 27 de març, el 10 d'abril, el 24 d'abril i el 8 de maig. Cadascuna d'aquestes pròrrogues ha requerit de l'autorització del Congrés. En el cas de la cinquena pròrroga, el Grup Mixt, el Grup de Ciutadans, el Grup Plural i el Grup Republicà han presentat propostes de resolució. Totes aquestes propostes han estat refusades. Pel que fa a la sol·licitud del Govern ha rebut el suport de 177 diputats, mentre que 162 hi han votat en contra, i hi ha hagut 11 abstencions. El "bloc del NO" a l'estat d'alarma ha anat creixent en cadascuna d'aquestes votacions, i ara ja inclou al PP, VOX, ERC, JxCat, CUP, Compromís i Foro Asturias. El govern del PSOE-Podemos ha aconseguit mitjançant concessions el suport de Cs i del PNV-EAJ. Així doncs, a partir d'ara l'estat d'alarma es gestionarà des de "la co-governança entre el Govern d'Espanya i les Comunitats Autònomes". Pel que fa a l'autoritat se centrarà en el Ministeri de Sanitat, i se n'aparten Interior, Defensa i Transports.

La incidència de casos registrats de covid-19 a Espanya per cada 100.000 habitant ens els darrers 14 dies es troba actualment en 17,49, una reducció notable respecte del pic de casos de principi d'abril. La taxa d'atac, d'acord amb els estudis sero-epidemiològics, seria del 5%, la qual cosa indica la potencialitat de nous rebrots. Hom confia, però, que els serveis de vigilància epidemiològica seran capaços de controlar l'actual transmissió comunitària a través d'un seguiment més personalitzat dels casos nous.

dimarts, 19 de maig de 2020

David Kipping sobre les probabilitats planetàries d’origen de la vida i de la intel·ligència

Cosmobiologia: Hi ha milers de milions d’estels semblants al Sol. Sabem que alguns d’aquests estels tenen planetes semblants a la Terra. Si la Terra és un planeta típic, com ens diu l’anomenat “principi copernicà”, alguns d’aquests planetes poden haver desenvolupat vida intel·ligent. Algunes d’aquestes formes de vida intel·ligent poden haver adquirit la capacitat de fer viatges interestel·lars. Per lent que sigui un viatge interestel·lar, aquestes civilitzacions poden creuar completament la Via Làctia en qüestió de milions d’anys. Com que hi ha estels semblants al Sol que són milers de milions d’anys més antics que el Sol, hi hauria hagut prou temps perquè algunes d’aquestes civilitzacions s’hagin expandit per tota la galàxia. A aquests arguments, esgrimits per Edward Teller, Hebert York i Emil Konopinski en una conversa de sobretaula de l’estiu del 1950, Enrico Fermi hauria explotat: “Bé, però on són?”. Vet ací el contingut de l’anomenada paradoxa de Fermi. En el 1961, Francis Drake presentà els arguments exposats en forma d’una equació. Segons aquesta equació el nombre N de civilitzacions de la nostra galàxia amb les qui em podríem comunicar amb les tecnologies de radioastronomia és el producte de la taxa mitjana R* de formació d’estels en la Via Làctia, de la fracció fp d’aquests estels que tenen planetes, del nombre ne mitjà de planetes que poden mantenir potencialment formes de vida, de la fracció fl de planetes habitables que desenvolupen formes de vida en algun moment, de la fracció fi de planetes amb formes de vida que esdevenen vida intel·ligent o civilitzacions, de la fracció fc de civilitzacions que desenvolupen una tecnologia que les fa emetre senyals detectables de la seva existència a l’espai i de la durada L del període que aquestes civilitzacions emeten aquests senyals detectables. De tots aquests factors, R* ja era estimable en el 1961. El desenvolupament de l’exoplanetologia en les darreres tres dècades ha fet possible afinar fp i ne. Però dels altres quatre factors no tenim cap altre punt de referència que la nostra pròpia existència. Per exemple, a jutjar del que sabem de la història de la Terra, fl podria tenir un valor elevat, ja que al capdavall la vida aparegué al nostre planeta relativament aviat. D’altra banda, fi podria tenir un valor baix, ja que la intel·ligència ha aparegut de manera relativament tardana en el període d’habitabilitat de la Terra. En un article a la revista PNAS, l’astrònom David Kipping ens recorda una limitació d’aquest raonament. Si l’evolució de la intel·ligència és molt lenta, només apareixerà en planetes on la vida aparegui de manera molt primerenca: la Terra, doncs, no seria representativa en aquest cas de la fl. En aquest article, però, Kipping ofereix una via bayesiana objectiva per emprar de tota manera la història de la biosfera terrestre per inferir fl i fi, i deduir que l’abiogènesi o biopoiesi (l’aparició de la vida) seria un procés força ràpid amb una probabilitat de més de 3:1, i que la noopoiesi (l’aparició de la intel·ligència) seria un procés rar amb una probabilitat de 3:2. Per arribar a aquests càlculs, hom parteix del fet que la vida aparegué a la Terra en el primer quintil de la seva finestra d’habitabilitat, mentre que la nostra civilització tecnològica ho ha fet en el darrer quintil. Kipping, però, considera en aquest marc bayesià objectiu tant el temps d’aparició de la vida com el temps d’evolució de la intel·ligència serien unes incògnites que cal inferir. Els resultats de Kipping indicarien que, si la història de la Terra s’hagués de repetir de bell nou l’aparició de la vida seria un fet molt probable, però l’aparició d’una civilització tecnològica no ho seria pas gaire.


Relació entre la probabilitat d’aparició de la vida a la Terra (λL) i la probabilitat d’aparició d’intel·ligència (λI)

Una qüestió d’exobiologia i d’exosociologia

David Kipping és conegut per la seva recerca sobre exoplanetes i exollunes en el Cool Worlds Lab de la Columbia University. Fa tres dècades, la qüestió de l’existència d’exoplanetes, és a dir de planetes fora del nostre Sistema Solar, orbitant altres estels, era matèria d’especulació, i d’evidències contestades. Actualment, l’exoplanetologia és un ram perfectament respectable de la ciència astronòmica. Arribarà un dia que ho seran l’exobiologia i l’exosociologia? En certa mesura, ja ho són, malgrat que manquin evidències de formes de vida i, ja no diguem, de formes de vida intel·ligent en altres planetes. La prevalença de vida i d’intel·ligència en el nostre univers fa més ja de sis dècades que són objecte de la recerca científica. Ni que sigui tímidament, diverses sondes interplanetàries han recopilat dades d’utilitat exobiològica, si bé de moment que no hi ha cap evidència directe de formes de vida extraterrestre en el nostre Sistema Solar. També hi ha hagut recerques sobre senyals d’intel·ligència extraterrestre (SETI): de moment, igualment, no hi ha cap evidència de formes de vida intel·ligent més enllà de la nostra. Ara bé, l’absència d’evidència, quan la capacitat d’observació és limitada, no és evidència d’absència.

En les darreres sis dècades, paral·lelament, ha augmentat el nostre coneixement sobre la història de la vida a la Terra i sobre la dinàmica futura de l’habitabilitat del nostre planeta. Com que la Terra és l’únic punt conegut per nosaltres en l’univers pel que fa a la biologia i a la sociologia, un major coneixement de la Terra pot ajudar-nos en les estimacions més fonamentals d’exobiologia i d’exosociologia. Cal anar alerta, però, amb l’anomenat “principi antròpic feble”, en el sentit que, com deia Brandon Carter, hem de preparar-nos a prendre en consideració el fet que la nostra posició en l’univers és necessàriament privilegiada en el sentit d’ésser compatible amb la nostra existència com a observadors. Aquest “principi antròpic feble” és la negació i complementarietat, de l’anomena “principi copernicà”, que Hermann Bondi definí com la idea que els humans no som “observadors privilegiats” de l’univers.

Com superar el biaix de la Terra com a únic punt informatiu en cosmobiologia i cosmosociologia? Kipping proposa l’anàlisi bayesià, basat en darrer terme en els estudis de probabilitat de Thomas Bayes (1701-1767). En el 2012, Spiegel & Turner ja l’aplicaren sobre l’aparició de la vida (abiogènesi), que concebien com un procés de Poisson. Kipping estén aquest model de forma que l’escala temporal evolutiva hi sigui un paràmetre inferit.

La funció de probabilitat conjunta

Kipping continua a considerar, com Spiegel & Turner (2012), l’abiogènesi com un procés de taxa uniforme (= un procés de Poisson), definit pel paràmetre de taxa λL. Darrere d’aquest paràmetre s’integren les sèries de processos químics vinculats a l’anomenat “origen de la vida”.

La probabilitat que hi hagi un esdeveniment abiogènic en l’interval tL (Pr (XL > 0; λL, tL) és igual 1 – Pr(XL = 0; λL, tL), i per tant a 1 - e-λL·tL.

El funcionament seria el mateix per al procés d’aparició d’intel·ligència. Ara bé, aquest procés només es pot verificar si el procés L ha reeixit abans.

D’acord amb la llei de Bayes, la Pr (tL,tILI) és proporcional a λLλIe-λLtL-λItI sí tL
+tI són menors al temps T d’habilitabilitat planetària. Altrament, serien proporcionals a 0.

Kipping defineix com el resultat del procés I un observador/entitat/societat capaç de:
a) obtindre i datar evidències geològiques pel que fa a l’aparició primerenca de la vida.
b) de modelar les condicions climàtiques futures del planeta per tal de poder estimar-ne la finestra d’habitabilitat.
c) d’interpretar les ramificacions d’aquesta informació pel que fa a les taxes subjacents d’abiogenesi i evolució.

Ara com ara, no tenim nocions de l’existència de cap civilització industrial anterior a la humanitat (l’anomenada “hipòtesi siluriana”), de manera que cal assumir que nosaltres som el primer procés I reeixit a la Terra. Ara bé, en quin moment aparegué la civilització humana? Amb l’aparició dels primers homínids? Amb l’aparició de l’Homo sapiens? Amb l’aparició del llenguatge complex? Amb la revolució neolítica? Amb les primeres emissions radioastronòmiques? Com que aquests processos han tingut lloc, al capdavall, en els darrers milions d’anys, no són més que un punt coincident en la història de la Terra, que es compta en milers de milions d’anys.

Pel que fa a l’origen de la vida, Kipping recorda que, per definició, qualsevol registre fòssil d’aquest origen ha d’ésser posterior a l’origen mateix de les formes de vida. Cal pensar que, d’acord amb la teoria més acceptada sobre l’origen de la Lluna, la Terra impactà fa 4.510 milions d’anys amb el planeta Teia, i que qualsevol forma de vida existent llavors fou destruïda. Per acabar-ho d’adobar, algunes teories assenyalen que fa 4.470 milions d’any la Terra visqué un segon impacte considerable, amb el petit planeta Moneta. Existeixen evidències mineralògiques que la superfície terrestre devia d’ésser en contacte amb aigua líquida i amb una atmosfera fa 4.408 milions d’anys, i per això Kipping tria aquesta darrera xifra com el període d’inici d’habitabilitat de la Terra.
Bell et al. (2015) indicaren la presència d’inclusions de carboni en dipòsits de zirconis de 4.100 milions d’anys d’antiguitat que mostraven una depleció relativa de 13C, que podria atribuir-se a una fixació biològica de carboni. Si acceptem aquesta evidència tindríem un t’L de 304 milions d’anys (és a dir, la detecció d’indicis geològics de vida 304 milions d’anys després de l’inici de l’habitabilitat de la Terra). Els treballs de J. William Schopf indiquen que les primeres evidències morfològiques de vida en el registre fòssil tenen una antiguitat de 3.465 milions d’anys, de forma que en aquest cas tindríem un t’L de 939 milions d’anys.

L’aparició de la vida intel·ligent es pot considera com un fenomen coetani, és a dir esdevingut 4.404 milions d’anys després de l’inici del període d’habitabilitat de la Terra. Pel que fa a T, l’interval total d’habitabilitat de la Terra, Kipping recorda que per habitabilitat s’ha d’entendre la capacitat del planeta de sostindre formes de vida intel·ligent. El procés limitant de T, doncs, dependria de l’augment de la lluminositat del Sol, que produeix un augment en la taxa de meteorització de silicats i la consegüent depleció de CO2 atmosfèric. Si el CO2 atmosfèric cau per sota de 10 ppm, ni tan sols la fotosíntesi C4 podria mantindre’s dempeus, i la Terra ja no seria habitable per a formes de vida intel·ligents (ni de fet per gaires formes de vida complexa). D’altra banda, l’augment de la lluminositat del Sol podria fer augmentar les temperatures planetàries fins a evaporar bona part dels oceans, tallant d’aquesta manera l’habitabilitat de la Terra fins i tot amb valors de CO2 superiors a 10 ppm. Per un procés o per l’altre, no caldria pensar que els grans organismes endotèrmics poguessin sobreviure d’ací a 900 milions d’anys. Així doncs, T seria igual a 5.300 milions d’anys.

Els priors i els posteriors resultants

En els problemes d’inferència bayesiana, el posterior és un producte de la probabilitat i del prior. En el bayesianisme objectiu, el prior ideal hauria d’ésser difús i no influir fortament en el resultat.
Mitjançant la norma de Gauss-Kronrod, Kipping computa els posteriors marginalitzats del paràmetre λI.

El prior objectiu de Bernoulli posa el major pes a les solucions extremes de probabilitat 1 i probabilitat 0. Això deixa quatre cantonades al problema de l’origen de la vida i de l’origen de la intel·ligència. Dues d’aquestes cantonades es corresponen a una ràpida aparició de la intel·ligència que, d’acord amb l’experiència de Terra, tindrien una probabilitat tendent a 0. Les altres dues cantonades es corresponen a una aparició lenta de la intel·ligència, un d’elles amb una aparició lenta de la vida i una altra amb una aparició ràpida de la vida. Si hom accepta que la vida aparegué a la Terra fa 4.100 milions d’anys, una aparició ràpida de la vida seria 8,73 vegades més probable que una aparició lenta. Però si acceptem una aparició de la vida fa 3.500 milions d’anys, aquesta major probabilitat es reduiria a 2,83 vegades. De fet, les dues probabilitats no s’igualarien més que si els primers indicis de la vida a la Terra tinguessin una antiguitat inferior a 680 milions d’anys.
Si acceptem les dades de Schopf, la relació de probabilitats a favor d’una alta probabilitat d’aparició de la vida en planetes habitables seria de 3:1. En canvi, pel que fa a l’aparició de vida intel·ligent, les probabilitats són de 3:2 en favor de de la raresa de la vida intel·ligent.

Sembla, doncs, que deduir de l’experiència de la Terra que l’aparició de la vida és un fet comú i l’aparició de la intel·ligència és un fet rar, no seria una deducció absolutament esbiaixada pel principi antròpic feble.

Lligams:
- An objective Bayesian analysis of life’s early start and our late arrival. David Kipping. PNAS (2020)

divendres, 15 de maig de 2020

La mobilitat des de Madrid com a factor en la propagació de la pandèmia covid-19 a Espanya

Les dades preliminars de la primera ronda de l’estudi nacional de sero-epidemiologia de la infecció per SARS-CoV-2 a Espanya constataven que la major prevalença d’IgG anti-SARS-CoV-2 es troba a la Meseta Central. Les dades de casos confirmats, d’altra banda, ja assenyalaven aquesta tendència. Un grup d’investigadors de l’Institut de Física Interdisciplinar i Sistemes Complexos (IFISC), de Palma de Mallorca, encapçalat per Mattia Mazzoli, han comunicat aquesta setmana un estudi sobre com la mobilitat afectà la dispersió de l’epidèmia de covid-19 a Espanya. Mazzoli et al. recorden la importància de conèixer aquests efectes per orientar la política de quarantenes massives i de reobertures selectives. La intensitat de mobilitat entre regions es relaciona amb situacions de “multi-sembra”, és a dir de diverses introduccions independents d’una epidèmia en una localitat a partir d’una altra. Com que són introduccions independents, l’impacte pot afectar àrees separades de la xarxa local de contactes. Això condiciona en poc temps un augment de la incidència local que, a més, es fa difícil de seguir pels serveis de vigilància epidemiològica. Hom afirmà, en declarar l’estat d’alarma a Espanya, que “el virus no entén de territoris”, però l’elevada heterogeneïtat d’incidència de la malaltia ha obligat a fer una desescalada territorialitzada. Mazzoli et al. troben que la incidència local de covid-19 es correlaciona fortament amb la mobilitat de les primeres setmanes en direcció cap a Madrid i des de Madrid.


Incidència acumulada de casos de covid-19 a data de 18 d’abril del 2020

Mobilitat i multi-sembra

Mattia Mazzoli compta amb una beca FPI de la Conselleria d’Innovació, Recerca i Turisme del Govern Balear i del Fons Social Europeu. Mazzoli, Sandro Meloni i José Javier Ramasco participen en el projecte Distancia-COVID del CSIC, que compta amb finançament d’AENA, del Ministeri de Ciència, Innovació i Universitat, l’AEI i el FEDER. Mazzoli, Meloni i Ramasco treballen al Instituto de Física Interdisciplinar y Sistemas Complejos (IFISC), organisme compartit pel CSIC i la Universitat de les Illes Balears, amb seu a Palma. David Matero i Alberto Hernando treballen a Kido Dynamics, SA, empresa amb seu a Losena.

L’OMS declarà la covid-19 com a pandèmia l’11 de març. A principi de maig, la xifra de casos registrats era de 3,5 milions, amb 240.000 morts. Europa és el continent més afectat en termes de defuncions. A mitjan febrer, Itàlia ja reportava casos de transmissió local. Madrid fou la primera ciutat espanyola en arribar als 100 casos confirmats, el 6 de març. La setmana següent començaren a aplicar-s’hi mesures de tancament d’edificis i d’activitats públiques, com ara les universitats. Ja en aquell moment s’alertà del risc de mobilitat que això comportava, car nombroses persones que viuen a Madrid per feina o estudis optaren per retornar a la província d’origen, on de fet moltes persones tornaven ja de manera habitual gairebé cada cap de setmana. El 14 de març, el Govern d’Espanya declarà l’estat d’alarma, i aprovà mesures com la reducció del 50% del transport públic i el tancament d’edificis i activitats del sector públic. La mobilitat individual fou reduïda a les activitats essencials: compra de queviures, visita mèdica, assistència a farmàcies, anar a la feina, etc. La mobilitat interprovincial fou reduïda als desplaçaments laborals. Bona part del sector econòmic, però, queda de fet en suspens, bo i exceptuant la logística i el transport, la construcció, l’agricultura i la indústria. El 29 de març es decretà una “hivernació econòmica”, que suspenia totes les activitats laborals no essencials. El 13 d’abril se suspengué aquesta “hivernació econòmica” i s’inicià l’actual procés de “desescalada”.

En aquest estudi, Mazzoli et al. consideren com a unitats geogràfiques bàsiques d’Espanya les 50 províncies i les 2 ciutats autònomes de Ceuta i Melilla, que es corresponen a les àrees NUTS 3. La mobilitat interprovincial fou inferida a partir de registres anonimitzats de l’activitat de xarxes de telecomunicació per Kido Dynamics. La base de dades utilitzada conté uns 13 milions de dispositius amb patrons de mobilitat diària únics, integrats per una sèrie de viatges i de visites. Un “viatge” seria la seqüència de registres per dispositius que són únicament compatibles amb desplaçaments de 5 km/h en finestres horàries. Una “estada” seria qualsevol seqüència de registres consecutius que no constitueixen “viatges”. Cada dispositiu té assignada una província de residència d’acord amb la localitat més comuna de les estades fora d’hores d’oficina. Així doncs, una “visita” és una estada fora d’aquesta província. Algunes d’aquestes visites poden classificar-se com a pròpies d’estades de cap de setmana.

Malgrat que les dades són anonimitzades, Mazzoli et al. hi han afegit a més un soroll laplacià no-esbiaixat a tots els valors agregats per tal d’evitar qualsevol identificació personal.

Des de l’inici de la pandèmia fins el 13 d’abril del 2020

Mazzoli et al. defineixen una sèrie de trets clau de la dispersió del SARS-CoV-2 d’acord amb les corbes epidèmiques d’incidència i mortalitat diàries des de l’inici de l’epidèmia el 25 de febrer fins el 13 d’abril. A partir del 13 d’abril, la intensificació diagnòstica entrà en una nova fase. De tota manera, ja abans del 13 d’abril, es nota l’efecte de “cap de setmana” en la realització de proves i report de resultats, de manera que cal aplicar a les dades diàries unes mitjanes mòbils de tres dies. Amb aquesta correcció es considera inici local de la pandèmia de covid-19 el moment en el que s’arriba a una incidència superior a 7 casos per cada 100.000 hab. Per a cada província es calcula el temps en el que tingué lloc el pic de casos.

El total de viatges de cada província en direcció a Madrid (anades + tornades) en la setmana prèvia a l’inici local de la pandèmia és dividit per la població.

Mazzoli et al. troben correlacions entre l’altura del pic d’incidència i el temps entre l’inici local i el pic local de cada província. Aquesta correlació mostra que els brots provincials tenen comportaments similars, si bé difereixen en el temps d’aparició. També hi ha una relació entre la incidència màxima i el retard de l’aparició local respecte del 6 de març. El temps d’aparició local, d’altra banda, es troba altament relacionat amb els viatges totals d’anada i tornada de Madrid en la setmana prèvia a l’inici del brot provincial. S’aparten d’aquesta relació La Rioja i Álava, cosa explicable si atenem que en aquestes províncies l’inici es vinculà a un clúster de casos relacionats amb un convit de noces.
La relació entre l’altura del pic provincial d’incidència i la intensitat de mobilitat amb Madrid en termes de viatges/població indicaria la importància de la multi-sembra, és a dir de l’arribada a la província de diversos casos independents. D’aquesta relació s’aparten, però, Ávila, Cuenca, Guadalajara i Toledo, que semblen funcionar més aviat com a àrea metropolitana de Madrid, i que tenen un comportament més semblant al de la província de Madrid.

Mazzoli et al. troben relacions semblants si hom es fixa en la mortalitat per comptes de la incidència. En aquest cas, es considera l’inici local l’arribada a 1 defunció per cada milió d’habitants. Val a dir, però, que el pic de mortalitat no es troba tan fortament relacionat amb el temps d’inici de mortalitat, sinó més aviat amb la diferència d’aquest temps i el 6 de març. Com més elevada és la mobilitat amb Madrid, més ràpidament augmenta la mortalitat provincial per covid-19.

El factor de la mobilitat en una resposta de salut pública eficient

El 6 de març del 2020, Madrid arribava als 100 casos diagnosticats de covid-19. Els 51 territoris restants arribaren a xifres semblants més tard (les més tardanes foren Almeria, Cadis, Huelva i Sevilla). Les mesures de confinament del 14 de març i del 29 de març s’adoptaren de manera uniforme a tot Espanya. La majoria de províncies arribaren al pic epidèmic entre aquestes dues dates. La mobilitat de cada província amb Madrid es relacionà amb l’altura dels pics d’incidència i de mortalitat, i es correlacionà millor amb la mobilitat relacionada amb el cap de setmana anterior a l’inici del brot provincial, sobretot quan aquesta fou anterior al 14 de març. Mazzotti et al. consideren encertada la política que cercà la suspensió de tot viatge no-essencial en primer terme (14 de març) i que només en un segon terme (29 de març) cercà la suspensió dels viatges laborals de cada dia.

Lligams:
- Effects of mobility and multi-seeding on the propagation of the COVID-19 in Spain. Mattia Mazzoli, David Mateo, Alberto Hernando, Sandro Meloni, Jose Javier Ramasco. doi: https://doi.org/10.1101/2020.05.09.20096339 (2020)

diumenge, 10 de maig de 2020

QV Tel Ab: el forat negre conegut més proper al Sistema Solar

Astronomia: QV Telescopii és un estel variable de la constel·lació austral del Telescopi que també apareix catalogat com a HR 6819 i com a HD 167128. La magnitud aparent varia de +5,31 a +5,38, situant-se doncs en el llindar dels objectes astronòmics visibles a ull nu. Estudis anteriors, havien indicat que es tractaria d’un sistema estel·lar format per dos components, QV Tel A i QV Tel B. En un article a la revista Astronomy & Astrophysics publicat aquesta setmana, encapçalat per Thomas Rivinius, i basat en part en observacions realitzades a l’Observatori Austral Europeu, de Xile (Prop. Nos. 63.H-0080 i 073.D-0274), se’ns diu que en realitat seria un sistema estel·lar triple, i que un dels seus components és un forat negre. Això el convertiria en el forat negre proper al Sistema Solar i en l’únic que forma part d’un sistema estel·lar visible a ull un des de la Terra. Concretament, Rivinius et al. utilitzen diverses dotzenes d’espectres d’escala per demostrar que HR 6819 és un sistema triple jeràrquic: un estel clàssic Be (QV Tel B) que segueix una òrbita àmplia de període no delimitat al voltant d’un sistema binari (QV Tel A) consistent en un estel de tipus B3 III (QV Tel Aa) i en un company invisible (QV Tel Ab). Aquest darrer sistema binari segueix una òrbita de 40 dies. Com que la velocitat radial de QV Tel Aa és de 61,3 km·s-1 i la seva massa s’estima en 6,3 ± 0,7 masses solars, cal pensar que QV Tel Ab té una massa igual o superior a 5,0 ± 0,4 masses solars, i que seria doncs un forat negre. Fins ara el forat negre conegut més proper al nostre sistema solar era LB-1 (ALS 8775; a la Constel·lació dels Bessons, i a una distància de 7000 anys-llum). HR 6819 es troba a una distància de 1120 anys-llum. Si LB-1 fos un sistema estel·lar triple com HR 6819, la massa del seu forat negre seria de 70 masses solars. Tant el forat negre de LB-1 com el de HR 6819, si bé de masses diferents, comparteixen el fet d’ésser forats negres “tranquils”. La seva presència en sistemes estel·lars triples il·lumina els models de fusió de dos forats negres o els d’un forat negre amb un estel de neutrons. Rivinius et al. també identifiquen altres sistemes triples amb un estel Be com a membre més exterior, però en el que no hi ha cap forat negre, la qual cosa els fa pensar que els estels Be solitaris s’originen d’aquestes triplets. Rivinius et al. dediquen aquest article a la memòria de Stan Štefl (1955-2014)


Representació de l’estel Achernar (Alpha Eridani), un estel de tipus Be. Els estels de tipus Be pertanyen al tipus espectral B, però no són estels gegants

Quants forats negres hi ha a la galàxia?

Thomas Rivinius treballa a l’Organització Europea de Recerca Astronòmica en l’Hemisferi Sud (ESO), amb seu Casilla (Santiago de Chile). A l’ESO també pertanyen Dietrich Baade i Marianne Heida, amb seu Garching b. München. Petr Hadrava és membre de l’Institut Astronòmica de l’Acadèmia de Ciències de la República Txeca, amb seu a Praha. Robert Klement treballa a The CHARA Array of Georgia State University, en el Mount Wilson Observatory, de Califòrnia.
Aquest treball es realitzà quan Hadrava realitzà una estada en l’ESO de Santiago. Heida té una beca de l’ESO, mentre que Klement té un projecte de la NSF (AST-1908026). Entre els recursos utilitzats hi ha el Astrophysics Data System (ADS) de la NASA, i la base de dades SIMBAD, del CDS d’Estrasburg.

L’article fou tramès a Astronomy & Astrophysics el 25 de març. Els autors agraeixen les aportacions del revisor, que conduïren a l’acceptació de l’article el 22 d’abril, i a la publicació el 6 de maig.

Un dels problemes dels models de síntesi de la població estel·lar de la Via Làctia consisteix en el fet que ens prediuen l’existència de centenars o milers de milions de forats negres de massa estel·lar. Ara bé, en els catàlegs astronòmics només hi ha constància d’uns pocs centenars de sistemes estel·lars binaris emissors de raigs X, dels quals en la majoria de casos, per comptes d’un forat negre hi ha un estel de neutrons. Val a dir que la detecció de forats negres es fa indirectament a través del procés d’acreció, és a dir de caiguda de material cap al forat negre. És molt més difícil de detectar forats negres sense acreció. Normalment, per detectar-los hom investigava sistemes estel·lars binaris espectroscòpics, però s’ha proposat en els darrers temps d’investigar sistemes estel·lars triples massius de tipus jeràrquic, és a dir sistemes triples integrats per un subsistema binari interior i un estel exterior en òrbita al voltant d’aquest subsistema. En aquests sistemes triples, el tercer component exterior podria accelerar la fusió del subsistema binari, que en alguns casos pot estar format per dos forats negres o bé per un forat negre i un estel de neutrons. Aquesta mena de fusions es poden detectar actualment a través de les ones gravitacionals.

El sistema ALS 8775 (=LB-1) és un sistema triple un dels components dels quals seria un forat negre molt massiu, de 70 masses solars, que no presenta acreció.

Rivinius et al. han estudiat HR 6819 (= HIP 89605 = HD 167128 = QV Tel), un estel variable que oscil·la sobre una magnitud aparent de 5,3, i que es classificaria com a estel Be de tipus primerenc. Els estels Be clàssics es caracteritzen per un elevada velocitat de rotació, i per tant hom els suposa una forma esferoidal. Les línies espectrals d’emissió dels estels Be s’originarien en el disc equatorial generat per aquesta rotació. HR 6819, però, presenta unes línies d’absorció estretes particulars de Ca II, Si II i HeI (447,1 nm de longitud d’ona) que no encaixen en un estel de tipus Be, de manera que calia pensar que HR 6819 era un sistema binari (hom anomena sistemes binaris espectroscòpics pel fet que s’identifica un segon estel en base als espectres). En el 2009, Hadrava, Štefl i Rivinius aconseguiren identificar els espectres dels dos estels, però detectaren la presència d’un tercer component, espectroscòpicament invisible, que anotaren com a possible forat negre.
Per comprovar aquesta possibilitat, han estudiat HR 6819 com un sistema triple, per tal d’estimar els paràmetres orbitals del subsistema binari interior, i la trajectòria espacial de tot el sistema en relació al nostre Sistema Solar.

Observacions utilitzades

Les dades espectroscòpiques utilitzades en aquest estudi remunten al 1999 i al 2004. Del 1999 són 12 espectres captats per l’instrument FEROS a través del telescopi ESO de 1,52 metres d’obertura. Del 2004 són 51 espectres captats pel mateix instrument FEROS però a través del telescopi ESO/MPG de 2,2 metres d’obertura.

En aquestes observacions no es detectà cap cicle regular de variabilitat. HR 6819 és un estel variable fotomètric amb un rang que arriba gairebé a 0,1 magnituds. Espectroscòpicament es detecta, però, un període orbital del subsistema binari interior de 40.333 ± 0.004 dies


Espectres dinàmics de diverses línies circumstel·lars i fotosfèriques de HR 6819

D’acord amb les dades de paral·lax de Gaia i d’Hipparcos, la distància de HR 6819 al nostre Sistema Solar seria de 310 ± 60 pc. L’òrbita circular del subsistema binari intern tindria un diàmetre de 0,44 unitats astronòmiques. Prenent les dades de moviment propi recollides per Gaia i Hipparcos, la distància entre el nostre Sol i HR 6819 arribà a un mínim de 260 parsecs fa 11 milions d’anys, i des de llavors aquesta distància ha anat en augment.

El component invisible de HR 6819

El component invisible del subsistema binari interior de HR 6819 tindria 0,96 ± 0,03 masses solars. L’altre component del subsistema binari interior seria l’estel B3 III, que es detectaria a través de les línies espectrals atípiques de HR 6819. Cal pensar que aquest estel B3 III hauria de tenir entre 4,2 i 5,0 masses solars. Aquest rang deixa fora la possibilitat d’un estel de neutrons (que tindria 2,6 masses solars). D’altra banda HR 6819 no coincideix amb la posició de cap púlsar conegut. Rivinius et al. consideren, doncs, que aquest component invisible ha d’ésser un forat negre.

Els forats negres es detecten habitualment per l’emissió de raigs X, la qual resulta de l’acreció de matèria cap al forat negre (matèria procedent de l’estel que acompanya un forat negre en un sistema estel·lar múltiple). D’acord amb les dades de ROSAT, HR 6819 no és una font detectable de raigs X. El forat negre de HR 6819 no interactua amb l’estel B3 III que l’acompanya, i per tant seria un forat negre sense acreció, “un forat negre quiet”.

Si hom assum que la massa de l’estel B3 III fos de 6,3 ± 0,7 masses solars, llavors la massa del forat negre podria pujar a 5,0 ± 0,4 masses solars. Si fos de 5,0 masses solars, la del forat negre seria de 4,2 masses solars.

HR 6819 i LB-1 tenen propietats similars, que derivarien del tercer component, és a dir de l’estel més extern, que seria un estel Be. No es pot descartar tampoc que l’associació entre l’estel Be i el sistema binari intern sigui una superposició casual, i no una associació gravitatòria. Però la probabilitat d’aquestes associacions casuals davalla força si hom considera alhora HR 6819 i LB-1.

L’estel binari eclipsant CW Cep, que segueix un cicle de 2,7 dies, i els dos components del qual tenen masses de 12 i 13 masses solars, bo i seguint una òrbita gairebé circular al voltant del baricentre, podria representar un exemple de com serien HR 6819 i LB-1 abans que s’hi formés el forat negre respectiu. Hi ha també indicis a CW Cep de la presència d’un estel Be exterior.

Un sistema semblant és 66 Oph, del qual se sap que és un sistema jeràrquic triple amb un estel Be exterior, i un subsistema binari interior. Però en el cas de 66 Oph no hi ha cap forat negre.

L’evolució del sistema triple HR 6819

El nostre Sistema Solar es troba immers actualment en l’anomenada Bombolla Local, una estructura de fa 100 parsecs de longitud i es caracteritza, com indica el seu nom, per un densitat de material interestel·lar inferior a la mitjana, i per una temperatura del gas interestel·lar més elevada. Hom suposa que la Bombolla Local es genera arran de l’explosió d’una sèrie de supernoves fa alguns milions d’anys. Aquestes supernoves devien fer part de Sco OB2, que l’associació d’estels OB més propera al nostre Sistema Solar. La Bombolla Local s’originà quan el nostre Sistema Solar s’acostà a la zona de Sco OB2.

HR 6819 és un sistema més antic que Sco OB2 i, a diferència del nostre Sistema Solar, no s’ha creuat en el passat amb aquesta associació. Si la cadena d’explosions de supernoves de Sco OB2 que generà la Bombolla Local es produí fa uns 15 milions d’anys, HR 6819 s’hi hauria trobat a uns 280 parsecs; però si l’explosió es produí fa 65-70 milions d’anys, llavors la distància vers HR 6819 hauria estat encara superior (800 parsecs).

Rivinius et al., doncs, ens presenten HR 6819 com un estel triple jeràrquic, amb un forat negre sense acreció en l’estel binari intern. L’altre component de l’estel binari intern és un estel B3 III. L’arquitectura de HR 6819 és semblant a la de LB-1, i procediria d’una situació anàloga a la del sistema CW Cep. El tercer component, més exterior, d’aquests sistemes és un estel Be, i Rivinius et al. pensen que els estels Be solitaris resulten de l’ejecció d’un d’aquests sistemes triples jeràrquics.
Si el 20% dels estels de tipus primerencs són triples, i el 0,01% d’aquests triples tenen una arquitectura semblant a HR 6819 i LB-1, llavors el nombre de forats negres a la galàxia seria molt més elevat que no pas s’ha detectat fins ara. La majoria de forats negres, però, serien forats negres sense acreció, i sense grans emissions de raigs X. De tota manera, Rivinius et al. diuen que fins i tot assumint aquests números de forats negres quiets, encara hi hauria força discrepància amb els models de formació de forats negres.

HR 6819 seria el primer forat negre identificat a una distància inferior a 1 kpc del nostre Sistema Solar.


L'estel QV Telescopii, en el centre de la imatge, procedent del Digitized Sky Survey 2, de l'European Southern Observatory

Lligams:
- A naked-eye triple system with a nonaccreting black hole in the inner binary. Th. Rivinius, D. Baade, P. Hadrava, M. Heida, R. Klement. A&A 637: L3 (2020).

dissabte, 9 de maig de 2020

La sociodemografia de la covid-19 a Catalunya

Epidemiologia: Aquesta setmana, l’Agència de Qualitat i Avaluació Sanitàries de Catalunya (AQuAS) feia públic el resum executiu d’un report quant a les característiques sociodemogràfiques i clíniques de la malaltia coronavírica-2019 (covid-19) a Catalunya, juntament amb factors pronòstics dels pacients diagnosticats. El report ha estat elaborat per Rosa Maria Vivanco-Hidalgo (AQuAS), i per tres membres de l’Àrea de sistemes d’informació del Servei Català de la Salut, Emili Vela, Montse Clèries i David Monterde.

La definició de col·lectiu vulnerable a la covid-19

La caracterització de les persones afectades de covid-19 i dels factors que condicionen un pitjor pronòstic cerquen definir els grups més vulnerables i que requeririen de mesures addicionals de confinament o de distanciament físic.
En aquest treball, Vivanco-Hidalgo et al. cercaven determinar els factors associats a l’hospitalització per covid-19 en la població general, tot descrivint les característiques dels pacients ingressats amb diagnòstic de covid-19 als hospitals del Sistema Sanitari Integral d’Utilització Pública de Catalunya (SISCAT). Dins d’aquesta població hospitalitzada, volien determinar els factors associats a pitjor pronòstic.

Registres CMBD-HA i CMBD-UR

Vivanco-Hidalgo et al. han utilitzat la informació disponible als registres CMBD-HA i CMBD-UR, que recull les notificacions fetes pels hospitals del SISCAT quant al diagnòstic de covid-19. També han fet servir el registre de determinacions de PCR que serveixen al diagnòstic d’infecció per SARS-CoV-2 (l’agent causal de la covid-19), així com el registre de morbiditat i utilització de serveis sanitaris (MUSSCAT).

El 40% dels pacients ingressats ha presentat complicacions greus i el 20% s’han mort

Dels pacients ingressats en hospitals del SISCAT amb diagnòstic de covid-19, un 40% han presentat complicacions greus com ara insuficiència respiratòria aguda, síndrome de destret respiratori agut, tromboembolisme pulmonar, sèpsia, necessitat de ventilació mecànica invasiva o ingrés en unitat de curs intensives. Un 20% de tots els pacients hospitalitzats han mort.

Dels factors associats a l’hospitalització per covid-19 en la població general, destaquen:
- l’edat: les persones més grans de 65 anys tenen una probabilitat triplicada d’hospitalització per covid-19 en relació amb les persones d’entre 15 i 44 anys d’edat.
- la càrrega de morbiditat. Les persones amb una càrrega elevada de morbiditat presenten un risc 5 vegades superior a la persones amb una càrrega basal. Específicament, les patologies de més risc són l’obesitat (27%), la malaltia pulmonar obstructiva crònica (18%), la insuficiència cardíaca (20%) i els trastorns psiquiàtrics (11%).
- persones ingressades en una residència assistida.
- persones amb discapacitat intel·lectual.
- sexe masculí: els homes tenen un 55% més de probabilitat d’ingressar hospitalàriament que els dones.

Entre els pacients hospitalitzats amb diagnòstic de covid-19, els factors associats a mort intrahospitalària més destacats són:
- l’edat: a partir dels 65 anys la mortalitat és molt més elevada que entre els pacients ingressats amb 15-44 anys d’edat. Així doncs, els pacients de 65-74 anys tenen 8 vegades més probabilitat de morir, una xifra que passa a 16 vegades entre els de 75-84 anys, i a 20 vegades entre els majors de 84 anys.
- càrrega de morbiditat: en les persones amb una càrrega moderada i alta de morbiditat la probabilitat de mort és 2-3 vegades superior a les persones de morbiditat basal. Les patologies específiques més associades amb aquest augment de risc de mortalitat són la insuficiència renal crònica (30%), la insuficiència cardíaca (26%) i la diabetes (18%).
- sexe masculí: els homes ingressats per covid-19 tenen un 62% més de probabilitat de morir que les dones ingressades per covid-19.
- les persones ingressades procedents de residències assistides tenen un major risc de mortalitat.
- les persones ingressades amb discapacitat intel·lectual greu tenen un major risc de mortalitat.

Quins són els grups vulnerables?

Els grups vulnerables, amb un major risc d’ingrés hospitalari i de mort intrahospitalària són:
- les persones de 65 anys o més d’edat.
- les persones amb una càrrega moderada o alta de comorbiditat.
- les persones amb diabetes mellitus.
- les persones amb insuficiència cardíaca.
- les persones amb malaltia pulmonar obstructiva crònica.
- les persones amb obesitat.
- les persones amb neoplàsia activa.
- les persones amb insuficiència renal crònica.
- les persones amb demència.
- les persones amb trastorns psiquiàtrics greus.
- les persones amb discapacitat intel·lectual greu.
- les persones ingressades en una residència assistida.

Gènere i nivell socioeconòmic són factors a tenir en compte, però Vivanco-Hidalgo et al. consideren que aplicar-hi mesures específiques de confinament/desconfinament podrien agreujar les desigualtats vinculades a aquests factors. Així doncs, aquestes mesures específiques s’adreçarien més aviat als col·lectius vulnerables abans esmentats. Els sistemes d’informació sanitària haurien de facilitar accions proactives encarades a les persones que pertanyen a un o més d’un d’aquests grups vulnerables.

Edat, sexe i cormorbiditat són, doncs, els principals factors associats a l’hospitalització per covid-19 o amb un pitjor pronòstic. Serien doncs aquests factors els qui caldria tenir en compte en una estratificació de la població de cara a mesures específiques.

Lligams:
- Informe sobre les característiques sociodemogràfiques, clíniques i els factors pronòstics dels pacients amb el diagnòstic de COVID-19 a Catalunya. Resum executiu. Vivanco-Hidalgo RM, Vela E, Clèries M, Monterde D. Agència de Qualitat i Avaluació Sanitàries de Catalunya (AQuAS); 2020.

dimecres, 6 de maig de 2020

La quarta pròrroga de l'estat d'alarma per covid-19

El Ple del Congrés dels Diputats ha aprovat avui dimecres 6 de maig la quarta pròrroga de l'estat d'alarma per la pandèmia de covid-19 a Espanya. Aquesta pròrroga serà vigent fins el diumenge 24 de maig i representa la continuació del procés de desescalada del confinament preventiu.

La proposta del Govern, aprovada en Consell de Ministres d'ahir dia 5, constata que gràcies al confinament s'ha reduït el nombre de contagis per sota de la capacitat de les unitats de cures intensives. En el desconfinament, però, a més de les dades de la infecció i de la capacitat de cures intensives, hom compta la capacitat de transformar, a través dels sistemes de vigilància epidemiològica, l'actual transmissió comunitària en brots controlats. El propi estat d'alarma, a més, ha de considerar les necessitats bàsiques i les perspectives de recuperació econòmica ulterior.

Entre les mesures de la pròrroga de l'estat d'alarma continua jugant un paper central la limitació del dret de mobilitat reconegut en l'article 19 de la Constitució espanyola. No obstant, s'han ampliat els supòsits de sortida del domicili incloent-hi les passejades i la pràctica esportiva individuals.

Aquesta quarta pròrroga ha estat aprovada amb 178 vots a favors, 75 en contra i 97 abstencions. Prèviament, s'ha acceptat (181 vots a favor) la proposta de resolució del Grup Parlamentari Basc, que cerca una major participació de l'administració autonòmica en el desconfinament i que alhora vol fer compatible l'estat d'alarma amb els preparatius electorals al País Basc i a Galícia. En canvi, han estat refusades les propostes de Foro Asturias, Bildu, Ciutadans i del Grup Plural.

El suport parlamentari a les pròrrogues de l'estat d'alarma han anat en decreixement. Es fa difícil a hores d'ara pensar si aquest instrument serà prorrogat per més temps. Alguns consideren que, en tant que l'article 19 de la Constitució no es pot complir fins que hi hagi un vaccí efectiu contra el covid-19, aquest estat d'alarma s'hauria de perllongar amb pròrrogues quinzenals durant potser més d'un any.

dimarts, 5 de maig de 2020

El projecte de Stephen Wolfram per trobar la teoria fonamental de la física

Física: Stephen Wolfram és conegut pel fet d’haver estat el creador de Mathematica, de WolframAlpha i de Wolfram Language com a aplicacions de la intel·ligència computacional. El mes passat anuncià el llançament de WolframPhysics, com a projecte per trobar la teoria fonamental de la física.

Una classe de models amb potencial per representar la física fonamental

Wolfram introdueix en aquest projecte una classe de models tan mínims i sense estructura com li és possible. Tot i les normes simples d’aquests models hi pot emergir un comportament ric i complex, una part del qual mostra correspondència amb trets coneguts de la física fonamental.
Fa més de cent anys, la introducció de la mecànica quàntica, d’una banda, i de la relativitat general, de l’altra, suposaren un gran sotrac per a la física i alhora oferien la possibilitat d’explicar fenòmens abans impenetrables. La combinació de totes dues ha estat considerada com la base per arribar a una completa teoria fonamental del nostre univers.

Wolfram parteix d’una altra perspectiva, la de models basats en la xarxa que han estat estudiats en les darreres tres dècades, i fa l’esforç de minimitzar-los i desestructurar-los. Aquests models tenen interès en matemàtiques, en tant que se’ls pot concebre com a versions abstractes de sistemes computacionals, amb elements combinatoris, funcionals, categòrics, algebraics i axiomàtics.

La forma bàsica dels models

A nivell inferior, les estructures en les que operen els models que presenta Wolfram consisteixen en col·leccions de relacions entre elements discrets idèntics però etiquetables. Aquestes estructures es poden representar en grafs o hipergrafs, amb els elements identificats com a nodes o vèrtexs, i les relacions com a arestes (hiperarestes) o enllaços (hiperenllaços).

A través de normes simples, deriven una sèrie d’estructures en forma d’arbre que incorporen nous elements. També es poden formar, amb normes addicionals, llaços, multienllaços.

Si en els grafs les relacions són binàries, és a dir entre dos elements, en els hipergrafs les relacions poden ser ternàries, quaternàries, etc. Aquesta combinació de normes simples pot acabar, doncs, generant estructures complexes.

Comportaments típics

La complexitat estructural derivada de normes simples condueix també a una gran diversitat de comportaments. Cada norma té una signatura, és a dir un nombre de relacions de cada aritat que apareixen a l’esquerra i dreta de cada transformació.

La diversitat de comportaments també és una característiques de sistemes com els autòmates cel·lulars o les màquines de Turing. Però en els models de Wolfram, les normes possibles no es poden establir directament com una seqüències densa de nombres. Entre les normes possibles, hi ha una sèrie de normes notables (“codis breus”).

Per a cada signatura particular hi ha un nombre de diferents normes canòniques possibles. A més d’enumerar les normes, poden enumerar-se les condicions inicials possibles.

Geometria emergent

L’aplicació successiva de sèries de normes durant un cert nombre de passos es manifesta en comportaments que es poden caracteritzar geomètricament. És una estructura geomètrica que emergeix de l’estructura purament combinatòria del model.

Física fonamental

El programa de Wolfram consisteix en trobar un model específic que reprodueixi específicament tots els detalls de la física. L’estructura i el continguts complets de l’univers es representaria doncs a través d’hipergraf evolutiu. L’espai i el seu caràcter aparentment continu seria un tret emergent a gran escala d’aquest hipergraf discret. La matèria també seria una característica emergent de l’hipergraf. El temps consistiria en la successió d’esdeveniments de l’hipergraf. La invariància causal de l’hipergraf seria a la base de la invariància de Lorenz de la relativitat especial, de la covariància general de la relativitat general, de la invariància de galga local de la mecànica quàntica.

Tota la realitat es reduiria, doncs, a normes sobre elements i relacions. La dimensionalitat de l’univers també seria una propietat emergent d’aquestes normes. El model no tan sols representa l’espai sinó també la densitat local d’energia i moment.

Aquest model ofereix una perspectiva sobre la relació profunda entre la relativitat i la mecànica quàntica.

Lligams:

- A Class of Models with the Potential to Represent Fundamental Physics. Stephen Wolfram.