dissabte, 8 de maig de 2021

L’IHME estima en 6,9 milions les morts per covid-19 per comptes de la xifra registrada de 3,3 milions

Epidemiologia: D’acord amb les dades agregades de fonts oficials, la covid-19 hauira produït a hores d’ara 3.285.000 defuncions. Val a dir, però, que en les mateixes fonts oficials pot haver-hi discrepàncies. Per exemple, a Catalunya, segons les dades de la Generalitat, la xifra de defuncions és de 21.975, mentre que per al Govern d’Espanya és de 14.319. La ratio entre aquestes dues xifres és de 1,53, i s’explica pels criteris d’inclusió en la categoria de “mort per covid-19”. En algunes fonts oficials, hom distingeix entre “mort amb covid-19” i “mort per covid-19”, i en d’altres es diferencia entre “morts confirmades de covid-19” i “morts sospitoses per covid-19”. L’Institute for Health Metrics and Evaluation (IHME), en les seves estimacions d’infeccions, hospitalitzacions i defuncions per covid-19, ha utilitzat, en general, les dades oficials. Aquesta setmana, però, ha anunciat que adopta una nova estratègia en l’estimació de la mortalitat total per covid-19. Segons aquesta estimació la mortalitat global per covid-19 hauria estat de 6,9 milions. La ratio entre les dues xifres, de més de 2, és superior a la discrepància entre les dades, per a Catalunya, entre el Departament de Salut i el Ministeri de Sanitat.

La covid-19, com qualsevol pandèmia, no té un impacte uniforme en el planeta. Segons les dades oficials, les Amèriques i Europa són les zones que concentren la major part de la mortalitat. Aquestes dades oficials, però, són una subestimació de la mortalitat real. L’IHME ha analitzat l’abast d’aquesta subestimació.

Raons per qüestionar les xifres oficials

La capacitat diagnòstica de la malaltia coronavírica 19 (covid-19) es fonamenta en la detecció (per PCR, TMA o test d’antigen) de material víric específic del betacoronavirus SARS-CoV-2, agent causal d’aquesta malaltia emergent, identificada el desembre del 2019, i que el mes de març del 2020 ja havia assolit la proporció de pandèmia. La disponibilitat de tests diagnòstics ha variat en els diferents països al llarg del temps. Això es pot valorar en la mètrica dels tests (tests realitzats per 100.000 habitants) o per la taxa de positivitat (que més del 5% dels tests realitzats donin positiu és un indici d’una capacitat diagnòstica insuficient).

D’acord amb els criteris oficials més habituals cal una prova diagnòstica de SARS-CoV-2 per atribuir una defunció per covid-19. La presència d’altres símptomes, com ara les lesions característiques detectables en una radiografia toràcica, pot dur a diagnòstic de “mort sospitosa per covid-19”. De fet, moltes de les defuncions que es produïren en residències de la gent gran en la primera onada pandèmica quedaren en aquesta darrera categoria.

Una altra aproximació per valorar les defuncions atribuïbles a la pandèmia és comparar la mortalitat del període pandèmic a la dels anys directament anteriors. Aquesta “mortalitat excessiva” o “excés de mortalitat” no sempre coincideix amb les defuncions registrades per covid-19. A països com Equador, Perú o Rússia, la discrepància és massa elevada com per pensar que la diferència es deu a morts no relacionades amb la covid-19.

En l’estimació de la mortalitat per covid-19, des d’un bon començament, apareixia una paradoxa. Si la capacitat diagnòstica és insuficient, només es detecten els casos greus, que són els que tenen una major mortalitat, i hom pot fer una sobreestimació de la letalitat del virus, alhora que es perd tota traçabilitat de les infeccions. Una capacitat diagnòstica suficient pot fer que l’estimació de la letalitat sigui més real, i que les fluctuacions de les dades siguin més suaus i predictibles, alhora que enforteix la sensació que el virus és per tot arreu.

Una estimació de la mortalitat total de covid-19 a partir de l’excés de mortalitat

L’IHME fa la seva estimació d’acord amb una mesura de la taxa de mortalitat en excés durant la pandèmia setmana a setmana, comparant-la amb la mortalitat esperada d’acord amb l’estacionalitat registrada en els anys anteriors.

L’excés de mortalitat durant la pandèmia, però, tindria potencialment sis causes diferents:
1. la mortalitat deguda a la infecció per SARS-CoV-2.
2. la mortalitat deguda a la suspensió o ajornament d’atenció sanitària per les prioritats que exigeix l’atenció a la pandèmia.
3. la mortalitat associada malalties mentals agreujades per la pandèmica (depressió, alcoholisme, opiodisme).
4. la reducció de mortalitat deguda a la disminució de sinistralitat per les mesures de reducció de la mobilitat adoptades en el marc de la pandèmia.
5. la reducció de mortalitat degut a la menor transmissió d’altres virus (virus de la grip, virus respiratori sincitial, virus del xarampió) per les mesures adoptades (distància social, higiene de mans, higiene respiratòria, mascareta).
6. la reducció de la mortalitat per malalties cròniques com a conseqüència de la mort prèvia per covid-19 dels individus que les patien.

L’anàlisi de l’IHME segueix quatre passes:
1. valoració de l’excés de la mortalitat setmanal o mensual observada respecte de l’esperada d’acord amb els anys anteriors a la pandèmia.
2. estimació de la fracció d’excés de mortalitat atribuïble directament a la covid-19.
3. construcció d’un model estatístic de predicció de la ratio setmanal de morts totals per covid-19 respecte de les morts registrades per covid-19.
4. predicció de la ratio de morts totals per covid-19 respecte de morts registrades d’acord amb el model per a les localitats de les quals hom no disposa de dades d’excés de mortalitat.

Estimació de l’excés de mortalitat

L’IHME disposa de reports setmanals o mensuals de mortalitat total per al 2020 i per a anys anteriors de 56 països i de 198 unitats subestatals.

D’acord amb les dades anteriors als 2020, es pot estimar la mortalitat esperada en absència de la covid-19.

A partir de març del 2020, la diferència entre la mortalitat total observada i la mortalitat esperada constitueix l’excés de mortalitat. D’aquest excés de mortalitat cal retirar totes aquelles causes conegudes d’excés de mortalitat no relacionades amb la covid-19, com ara l’onada de calor viscuda en molts països europeus durant l’agost del 2020.

Per calcular la mortalitat esperada (en aquest cas, la de Dinamarca) cal considerar tant les variacions estacionals com la tendència secular. En primer lloc es recullen dades de diferents anys per identificar la mortalitat esperada per a cada època de l’any, i es valoren les diferència de cada any respecte d’aquest patró estacional per fer una estimació de la tendència secular.

Els models foren ajustats a través de les diferències entre mortalitat esperada i observada per al 2019.

Diferència entre la mortalitat observada i la mortalitat esperada per a Espanya

Per a molts països europeus, entre les setmanes 31 i 35 de l’any 2020 es registrava un pic d’excés de mortalitat, tot i que en aquell període les morts reportades per covid-19 eren baixes (era l’època de menor incidència de la covid-19 durant tota la pandèmia). Aquest excés de mortalitat coincidia amb una onada de calor i amb reports de mortalitat associats a aquesta onada, i per això des de l’IHME s’optà per excloure aquestes setmanes de l’anàlisi.

En molts països la pandèmia ha afectat també els sistemes de registre de les defuncions, produint endarreriments. A Brasil, per exemple, després d’un fort augment de la mortalitat, es declarà una sobtada caiguda atribuïble a la fallida del sistema de registre a partir del mes de juny del 2020.

Estimació de la fracció d’excés de mortalitat deguda directament a les morts per covid-19

La mortalitat directa per covid-19 és el principal factor de l’excés de mortalitat registrat des de març del 2020. Només una fracció de les morts per covid-19 són adequadament registrades. Per una banda, la insuficiència diagnòstica fa que casos de covid-19 que després tornen severs i letals no siguin detectats: les morts corresponents són atribuïdes a altres causes.

Però és correcte atribuir tot l’excés de mortalitat observat a les morts per covid-19? De fet, en alguns casos podria ésser que el propi excés de mortalitat sigui una subestimació de l’impacte de la covid-19, ja que les mesures pandèmiques poden reduir altres factors de mortalitat. Des de l’IHME estimen que les reduccions de mobilitat haurien reduït un 5% la mortalitat relacionada amb accidents durant el 2020, la qual cosa es tradueix en 215.000 defuncions menys a tot el món. Als Estats Units, els casos de grip durant l’hivern del 2020-2021 han estat un 99,3% inferiors als de l’hivern del 2019-2020. Globalment, hom computa que les mesures de prevenció contra la covid-19 haurien estalviat 400.000 morts provocades pel virus de la grip, el virus respiratori sincitial o el virus del xarampió.

A Europa, entre el maig i el juny del 2020 es registrà una caiguda de les morts relacionades amb malalties cròniques (malaltia cardíaca isquèmica, malaltia respiratòria crònica, etc.), cosa que s’ha atribuït al fet que el mes de març i abril persones que tenien aquestes dolències i podien haver mort llavors ho havien fet abans en la primera onada de covid-19.

Comptat i debatut, a nivell global, les mesures individuals o col·lectives per protegir-se de la pandèmia de covid-19 haurien evitat més de 615.000 defuncions per altres causes. Per això mateix, des de l’IHME assumeixen que l’excés de mortalitat reflecteix ni que sigui aproximadament les morts totals per covid-19, o que fins i tot seria una subestimació d’aquestes morts.

Estimació de la ratio d’excés de mortalitat respecte de les morts registrades per covid-19

D’acord amb les dades de l’IHME, la Xina, Austràlia, Nova Zelanda, Europa i sud de Sud-Amèrica haurien reportat bona part de les morts per covid-19 realment produïdes. En altres regions del planeta, particularment al sud de Mèxic, Egipte, Àsia Central, Rússia, etc., les morts reportades serien menys del 10% de les produïdes

Si comptem les defuncions estimades per covid-19 per cada 100.000 habitants, els vint països més afectats serien:
- 1. Azerbaijan: 648,8
- 2. Bòsnia-Hercegovina: 587,2.
- 3. Bulgària: 544,5.
- 4. Albània: 525,7.
- 5. Mèxic: 493,9.
- 6. Macedònia Nord: 467,9.
- 7. Bielorússia: 459,6.
- 8. Romania: 455,6.
- 9. Kazakhstan: 444,2.
- 10. Perú: 434,7.
- 11. Eslovàquia: 427,6.
- 12. Rússia: 404,6.
- 13. Lituània: 395,1.
- 14. Polònia: 389,9.
- 15. Txèquia: 386,8.
- 16. Hongria: 386,7.
- 17. Moldàvia: 377,6.
- 18. Montenegro: 338,1.
- 19. Ucraïna: 314,5.
- 20. Letònia: 312,6.

El percentatge de morts per covid-19 que haurien estat registrades varia de país en país. A Espanya ho hauria estat el 69%. A Itàlia, també el 69%. A França, el 80%.

El mapa de la mortalitat real per covid-19 ens mostra un quadre diferent de la mortalitat registrada

Lligams:

- Estimation of total mortality due to COVID-19, a la pàgina web de l’IHME.

dimarts, 4 de maig de 2021

L’interior planetari en l’evolució a llarg termini de la concentració atmosfèrica de diòxid de carboni

Planetologia: A hores d’ara la concentració atmosfèrica de diòxid de carboni (CO2) és de 420 ppm. El valor és un 45% superior al que s’havia viscut en l’era preindustrial (280 ppm), i de fet superior als valors registrats en el darrer milió d’anys. Si ens ho mirem a gran escala, però, hi ha hagut valors de 3000-9000 ppm fa uns 500 milions d’anys, i encara probablement superiors en èpoques anteriors. Hom suposa que l’efecte hivernacle generat per aital quantitat de CO2 permetia a la Terra disposar d’una temperatura mitjana prou similar a l’actual malgrat rebre molta menys energia del jove Sol. Contràriament, si mirem cap al futur llunyà, en els propers centenars de milions d’anys, una davallada pronunciada del CO2 atmosfèrica permetria minimitzar l’efecte hivernacle i mantindre fins a cert punt la temperatura planetària en un context de radiació solar en augment per l’evolució estel·lar del propi Sol. Hom assum que el cicle de carbonats i silicats juga un paper en l’evolució a llarg termini del clima de la Terra. Mark Oosterloo, de l’Institut Astronòmic Kapteyn de la Universitat de Groningen, encapçala un article en el número de maig de Astronomy and Astrophysics, en el que es presenta un model de l’evolució a llarg termini de la concentració atmosfèrica de CO2 en planetes rocallosos. El model contempla el paper de l’evolució termal de l’interior planetari sobre el cicle del carboni. L’escalfament radiogènic del mantell, la mida del nucli, la massa planetària i la tectònica de placa influeixen en l’evolució de la pressió parcial de CO2 en l’atmosfera planetària, a través de la meteorització continental dependent de temperatura, la meteorització del fons marí, la subducció i el desgassament a través del vulcanisme de dorsals i d’arcs. El model d’Oosterloo et al. indica una tendència del CO2 atmosfèric a davallar al llarg de l’evolució planetària durant l’estada de l’estel corresponent en la seqüència principal. Una abundància inicial major de radioisòtops, a través d’un major desgassament del mantell, condueix a una pressió parcial de CO2 més elevada. Una menor velocitat de plaques tectòniques té l’efecte contrari. Planetes amb un nucli relativament més gran (i un mantell més prim) tendeixen a menors concentracions de CO2, i com més massiu és el planeta major és la concentració. El model té aplicació en l’apreciació de l’habitabilitat a llarg termini de planetes rocallosos, i ens mostra la importància crítica de la densitat planetària, i per tant de disposar de mesures precises de la massa i radi d’exoplanetes.

La temperatura interior d’un planeta rocallós, tant del nucli com del mantell, té un efecte determinant sobre l’evolució de l’atmosfera planetària, i de la concentració de CO2 en particular

Un model d’evolució del CO2 atmosfèric per a planetes rocallosos

Mark Oosterloo, Inga Kamp i Floris van der Tak són membres del Kapteyn Astronomical Institute, de la Universitat de Groningen. Dennis Höning és membre de Origins Center, i del Department of Earth Sciences de la Vrije Universiteit Amsterdam. Van der Tak també és membre del SRON Netherlands Institute for Space Research. Trameteren aquest article a la revista A&A el 13 d’octubre de l’any passat, i fou acceptat el 5 de març. El 3 de maig es publicava en el darrer número.

En els darrers 25 anys s’han descobert uns 4200 planetes. Només una part d’ells presenten una massa semblant a la de la Terra o inferior, i encara és una fracció d’aquesta fracció els que presenten temperatures efectives compatibles amb l’aigua líquida. La qüestió sobre l’habitabilitat planetària se centra en aquests planetes semblants a la Terra en termes de massa i de radiació rebuda (Proxima Centauri b; Trappist-1 e, f i g; Teegarden c). De vegades la qüestió es planteja també pensant en la possibilitat d’evolució de formes de vida complexes o de vida intel·ligent o de civilitzacions, factors que demanarien una habitabilitat a llarg termini.

La majoria de planetes semblants a la Terra que s’han detectat fins ara orbiten estels de tipus M. Aquests estels passen un llarg període en la seqüència principal, però experimenten flamarades que tindrien un efecte esterilitzant sobre les biosferes potencials dels seus planetes. A més, la zona d’habitabilitat al voltant dels estels M és estreta, i els planetes que hi són tendeixen a presentar períodes de rotació idèntics als períodes de translació, de manera que els hemisferis diürn i nocturn queden fixats sobre la superfície planetària.

No és estrany, doncs, que Oosterloo et al. s’enfoquin en el exoplanetes rocalloses que orbiten estels de tipus F o G, més semblants al nostre Sol (com Kepler-452b). El problema d’aquests planetes és l’evolució relativament ràpida del seu estel. En pocs milers de milions d’anys, la radiació emesa pels estels de tipus G varia considerablement, la qual cosa escurça el temps d’habitabilitat dels planetes corresponents.

Hi ha un factor, però, que augmenta el temps d’habitabilitat dels planetes que orbiten estels de tipus G: el cicle de carboni de llarg termini pot actuar com un termòstat planetari. El reciclatge de carboni entre els diferents compartiments (atmosfera, oceà, escorça i mantell) pot conduir a variacions en la concentració atmosfèrica de CO2 que donin lloc a diferents magnituds d’efecte hivernacle. Inicialment, l’atmosfera disposaria d’una elevada concentració de CO2, que tindria un efecte escalfador malgrat la poca radiació rebuda del jove estel. En augmentar la radiació rebuda, i la temperatura de la superfície, la meteorització dels silicats de l’escorça captaria CO2 atmosfèric, generant un mecanisme de retroalimentació negativa de l’estil que tan agrada als seguidors de la teoria Gaia. Si la temperatura superficial baixa massa, la meteorització de silicats davalla, i llavors l’activitat volcànica genera emissions netes de CO2, que al seu torn fan elevar la temperatura superficial per l’efecte hivernacle. Són mecanismes com aquests els que explicarien la “paradoxa del jove Sol” pel que fa a l’aparició primerenca de la vida a la Terra.

Oosterloo et al. han desenvolupat el seu model pensant en la diversitat d’exoplanetes rocallosos fins ara detectats. Hi ha diferències en el radi i en la massa i, en conseqüència també, en la densitat. Cal pensar que aquestes diferències condueixen a canvis en la proporció entre el nucli metàl·lic i el mantell rocós (o fins i tot, en el grau de diferenciació nucli-mantell), i de retruc diferències en l’estructura termal i química de l’interior planetari. Això ja és important d’entrada si atenem al fet que l’atmosfera planetària es forma originàriament com a resultat de material volàtil emès des de l’interior del planeta. Un factor crucial en la temperatura interior d’un planeta és l’abundància relativa d’isòtops radiogènics (tori, urani, etc.): aquesta radiació d’isòtops primordials tendeix a decaure d’acord amb les semivides respectives de cada radioisòtop. També és rellevant en el quadre final l’activitat tectònica del planeta, és a dir el grau de fragmentació de l’escorça en plaques tectòniques, i el moviment de les plaques: la tectònica de plaques promou la circulació de carboni entre l’escorça, el mantell i l’atmosfera.

En el model d’Oosterloo et al. juguen un paper crucial l’abundància de radioisòtops, la mida del nucli planetari i la massa planetària total.

La construcció del model

El model d’evolució termal ofereix una estimació de l’evolució del vigor de la convecció del mantell planetari al llarg del temps. Aquest vigor depèn directament i indirecta de la temperatura del mantell. Oosterloo contemplen únicament planetes rocallosos integrats per un nucli de ferro i un mantell de magnesi-silicat, considerant a més el mantell com una única capa isoviscosa i convectiva. La temperatura del mantell, segons aquest model, és especialment rellevant en les primeres etapes del planeta (1-2 milers de milions d’anys, quan hi ha més radioactivitat interna), i més endavant cedeix protagonisme a la viscositat.

El model de cicle de carboni quantifica els efectes de l’evolució termal planetària sobre la pressió atmosfèrica parcial de CO2. El model contempla quatre compartiments: atmosfera, oceà, escorça oceànica i mantell. S’assum que atmosfera i oceà es troben en un equilibri instantani. La captació de CO2 atmosfèric i oceànic es faria a través de la meteorització continental i de fons marí, i en resultarien carbonats emmagatzemats en el fons marí. La subducció de l’escorça oceànica condueix el carboni emmagatzemat al mantell, on queda segrestat fins que és alliberat a l’atmosfera a través del vulcanisme.

La velocitat de placa tectònica seria la variable que acoblaria el cicle de carboni amb la convecció de mantell. D’una banda, afecta el transport de carboni cap al mantell (a través de la subducció), i de l’altra el transport de carboni des del mantell (a través de les dorsals oceàniques).

L’habitabilitat a llarg termini de planetes rocallosos

En el cicle de carboni de llarg termini juga un paper central el refredament del mantell. És clar que també és rellevant quina és la distribució inicial de carboni entre els diferents compartiments planetaris. Alhora, la temperatura superficial, a través de la velocitat de plaques, influeix en el cicle de carboni. En l’actualitat a la Terra la velocitat de placa és de 5 cm/any, però si la temperatura superficial és molt superior, llavors aquesta velocitat s’alenteix.

En planetes rocallosos que presenten inicialment una atmosfera rica en CO2 s’hi distingirien tres fases temporals: 1) la meteorització capta CO2 vers el fons oceànic; 2) s’arriba a un equilibri entre meteorització i vulcanisme, i la concentració de CO2 atmosfèric s’estabilitza; 3) la tectònica de plaques governa la taxa de segrestament de carboni en el mantell i, de retruc, tot el cicle.

En planetes rocallosos on inicialment tot el carboni es troba en el mantell, la velocitat de placa també es constitueix en el factor limitant que determina el temps requerit per arribar a l’equilibri entre compartiments.

L’evolució de la velocitat de placa és força determinant en el cicle de carboni a llarg termini: dels valors inicials de 90 cm/any es passa eventualment a 5 cm/any.

Les abundàncies inicials d’urani i de tori, segons aquest model, seria rellevants per al cicle de carboni de llarg termini per la influència que tenen sobre la temperatura del mantell i, de retruc, sobre la velocitat de placa. Quan el planeta arriba a 10.000 milions d’anys d’antiguitat, la pressió parcial atmosfèrica de CO2 pot oscil·lar de 5 a 45 Pa precisament d’acord amb els valors inicials d’urani i de tori.

La mida relativa del nucli, d’acord amb aquest model, influeix en el cicle de llarg termini de carboni: com més gran és el nucli més ràpid és el refredament del mantell i més ràpidament decau la velocitat de placa. Els planetes més densos, doncs, tindrien atmosferes més pobres de CO2 al llarg de la seva història.

Pel que fa a la massa planetària, en el sentit que comporta un gruix de mantell més elevat, això promou una major acumulació de CO2 en l’atmosfera.

L’aplicació del model en la recerca d’exoplanetes

Per tal d’aplicar el model d’Oosterloo et al. és necessari disposar d’estimacions el més precises possibles de la massa i de la mida de l’exoplaneta. L’abundància relativa de radioisòtops es pot estimar a través de les dades espectroscòpiques de l’estel. Una vegada sigui possible fer determinacions de la composició atmosfèrica d’exoplanetes rocallosos, el model d’Oosterloo et al. pot ajudar a distingir entre planetes que han disposat o disposen d’un cicle de carboni de llarg termini o aquells que no n’han disposat o l'han perdut.

Lligams:

- The role of planetary interior in the long-term evolution of atmospheric CO2 on Earth-like exoplanets. M. Oosterloo, D. Höning, I. E. E. Kamp, F. F. S. van der Tak. A&A 649 A15 (2021).

dijous, 29 d’abril de 2021

El Parlament elegeix Madaula com a secretària segona de la Mesa

La present legislatura del Parlament té menys d’un mes per investir un President de la Generalitat. Altrament, es produiria la dissolució automàtica, tal com ja va passar amb la legislatura anterior. La president del Parlament, Laura Borràs, d’ençà de la investidura fallida de Pere Aragonès, no ha convocat cap roda de grups per proposar un candidat nou. Tot indica que, una vegada ERC i Junts, arribin a un acord, Borràs ho farà, i que aquest candidat serà Aragonès.

La legislatura, de tota manera, realitza els tràmits que li pertoquen. El 20 d’abril, la Mesa del Parlament, d’acord amb la Junta de Portaveus, realitzà la distribució de senadors de designació autonòmica entre els grups parlamentaris. Fent ús de la forma “imperiali”, els 8 senadors quedaren distribuïts entre 3 per al GP Socialistes i Units per Avançar, 3 per al GP d’Esquerra Republicana i 2 per al GP de Junts per Catalunya.

D’altra banda, la renúncia de Jaume Alonso-Cuevillas a la secretaria segona de la Mesa del Parlament, motivada per discrepàncies internes de Junts, ha fet que avui el Ple hagi hagut d’elegir-ne substitut. En la votació ha guanyat Aurora Madaula (Junts), amb 74 vots, per davant de Lucas Ferro (ECP, amb 40 vots) i María Elisa García (Vox, amb 11 vots). Si Madaula ha comptat amb els vots del bloc independentista (Junts, ERC, CUP), Ferro ho ha fet amb el bloc d’esquerres (ECP i PSC) i García amb els de Vox. Cs ha optat per emetre un vot nul (“democràcia sí, sectarisme no”) i el PP ha votat en blanc. La substitució d’Alonso-Cuevillas per Madaula es pot llegir en clau d’una Mesa més decantada a la gestualitat.

diumenge, 25 d’abril de 2021

El model de Bazant i Bush per limitar la transmissió del SARS-CoV-2 en espais interiors

Epidemiologia: Som ara en nou pic global d’incidència diària de casos de covid-19 que supera tots els anteriors. El ritme global de vaccinació avança massa lentament perquè hi hagi indicis de control d’aquesta pandèmia. Quan es declarà la pandèmia de covid-19 a començament de març del 2020, bona part dels consells de prevenció del contagi se centraven en evitar el contacte directe a través de gotes respiratòries (distància interpersonal de sis peus o de dos metres) o el contacte indirecte a través de fomites (netejar-se les mans amb freqüència i evitar de tocar-se la cara amb les mans brutes). No obstant, s’ha acumulat evidència al llarg dels mesos que indiquen que la ruta presencial de contagi del SARS-CoV-2 és la inhalació d’aerosols exhalats per persones infectades. En aquesta transmissió aèria cal assumir que les microgotes respiratòries es barregen uniformement amb l’aire quan es troben en un espai tancat. Aquesta setmana, a la revista PNAS, Martin Z. Bazant, del Department of Chemical Engineering del MIT, i John W. M. Bush, del Department of Mathematics del mateix centre, publiquen unes orientacions per limitar la transmissió per aire en espais tancats de la covid-19. Val a dir que el text original fou tramès a la revista el 9 de setembre del 2020. Sota l’edició de Renyi Zhang, el text revisat fou acceptat per John H. Seinfield per a publicació el 3 de març del 2021. En aquesta orientació Bazant & Bush fixen un límit superior al producte del nombre d’ocupants i del temps que passen en una mateixa sala o cambra. El model teòric que presenten quantifiquen la reducció del risc d’acord amb el volum de la sala (sales més grans impliquen menys risc) o el nivell de ventilació (major taxa de recanvi d’aire suposa menor risc), així com l’augment del risc en determinats contextos (activitats físiques que impliquen una taxa respiratòria més elevada). El model també considera la reducció important de risc associat a l’ús de mascaretes facials. Amb aquestes reflexions qüestionen la importància central que s’atorga als Estats Units de la “norma dels sis peus”, que únicament serviria per a les gotes respiratòries més grosses. Cal centrar-se especialment en els espais tancats, i en el concepte de “temps d’exposició acumular”: la reducció del risc s’aconseguiria amb mesures de ventilació, de filtració d’aire, d’ús de mascaretes i, evidentment, de detecció primerenca de les cadenes de transmissió a través de tests. Del model de Bazant & Bush el que més ressò mediàtic ha tingut és l’estimació que fan de la dosi infecciosa del SARS-CoV-2: seria de tan sols 10 virions! A partir del model de Bazant & Bush, Kasim Khan ha desenvolupat una app especialment pensada per entorns com ara aules o residències.

El nivell d’ocupació i el temps d’estada ofereixen uns criteris per avaluar la seguretat d’espais tancats com aules d’estudi o residències de gent gran. El gràfic mostra com una hora sense mascareta equival a dotze hores amb mascareta. La norma dels sis peus (1,8 metres) de distància no sempre és garantia de seguretat, i una bona ventilació mecànica pot ajudar a fer segurs espais on no es pot respectar aquesta distància

La pandèmia global de covid-19

La malaltia coronavírica del 2019 fou detectada per primera vegada a Wuhan el desembre del 2019 com una pneumònia infecciosa. Aviat s’estengué per tota la província de Wuhan i a la resta de Xina, i el mes de març ja era declarada una pandèmica. L’agent causal rebé la designació de SARS-CoV-2, per la seva similitud amb el SARS-CoV, el coronavirus causant d’un brot de síndrome respiratori agut sever dues dècades abans, que fou contingut abans d’arribar a l’estadi pandèmic.

Com amb la resta de virus respiratoris, el SARS-CoV-2 tindria tres possibles rutes de transmissió humà a humà:
- la transmissió a través de gotes respiratòries grans emeses per la boca d’una persona infectada i que van a parar a la boca, nas o ulls d’una persona susceptible.
- el contacte físic amb gotes respiratòries dipositades en superfícies, que són després transferides per la pròpia persona susceptible de la mà a les seves mucoses respiratòries.
- la inhalació de microgotes ejectades per una persona infectada i que són transportades en el corrent d’aire.

Aquests tres mecanismes es troben interconnectats. Entre les gotes respiratòries trobem un continu en termes de dimensions: les més petites són les que tendiran a romandre més temps en suspensió, i les més grosses tendiran a dipositar-se en forma de fomites en superfícies.

Davant del possible contagi a través de fomites s’ha fomentat la higiene de mans, substituir la mà pel colze en tapar-nos la boca quan tossim o esternudem, o evitar de tocar superfícies compartides, utilitzar guants d’un sol ús, etc. Al llarg dels mesos, però, la preocupació per aquesta via de contagi ha disminuït, per bé que una bona higiene respiratòria i de mans ha romàs.

Davant del possible contagi a través de gotes “grans” s’ha fomentat la distància interpersonal. Sis peus o dos metres, per exemple, són una distància suficient per a les gotes respiratòries més grosses (de l’ordre de mil·límetres de diàmetre), que tendeixen a precipitar abans.

A mesura que passaven els mesos de pandèmia, i s’acumulaven dades concretes sobre contagis, particularment de “casos de supercontagiadors”, s’ha assumit que el paper dominant en la dispersió del SARS-CoV-2 es deu a la transmissió aèria en espais tancats, és a dir la vehiculada per aerosols respiratoris de l’ordre de micròmetres de diàmetre). Per exemple, en l’assaig de la Skagit Valley Chorale, fet el 10 de març del 2020, amb una durada de 2 hores i mitja, es contagiaren 53 dels 61 participants, per bé que la majoria no s’acostaren a la persona inicialment infectada. En un estudi de 7324 casos primerencs de covid-19 a 320 ciutats de Xina, tan sols 1 contagi s’hauria produït en un espai obert.

L’adopció de la mascareta ha estat especialment efectiva en la reducció dels contagis. La protecció envers els aerosols infecciosos és parcial, però d’un caràcter més general que les mesures de confinament o de distància social.

Les gotes respiratòries es formen per la desestabilització de la superfície de la mucosa pulmonar i del tracte respiratori quan respirem, i encara pot ser superior aquesta formació quan parlem, cantem, esternudem o tossim. Cal afegir-hi també les gotes procedents de la cavitat oral (saliva). El radi de totes aquestes gotes és molt variable: pot anar de 100 nm a 1 mm. Quan simplement respirem, els radis van de 100 nm a 5 μm, amb un pic de 500 nm. En tossir o esternudar el rang de radis de les gotes s’amplia cap amunt. Segons la mida de la gota i la força de l’aire d’exhalació, trobarem diferents destins: les més petites poden arribar a quedar suspeses en l’aire mentre que les més grans acabarien caient damunt de superfícies.

En persones infectades per SARS-CoV-2 o altres patògens respiratoris, les gotes exhalades serien el principal vector de transmissió de malaltia.

La sala homogènia

En una sala homogènia, l’aire es troba be barrejat. La situació seria comparable a la d’un reactor en agitació contínua. Els patògens continguts en els aerosols romandrien en l’aire de la sala fins que fossin expulsats per ventilació, inhalats per una persona o sedimentessin en una superfície de la sala. El destí dels aerosols depèn de dues velocitats: la velocitat de sedimentació de l’aerosol en l’aire quiescent i la velocitat de circulació de l’aire ambiental. La sala és descrita per la seva àrea i la seva alçada. La ventilació s’expressa en termes de recanvi d’aire per hora. Aquesta ventilació pot veure’s enfortida amb sistemes mecànics (ventilació mecànica), mentre que mecanismes de filtració poden alterar la distribució de mides dels aerosols respiratoris (una filtració HEPA és definida per una probabilitat de filtració superior al 99,97%, mentre que precipitadors electrostàtics tindrien una probabilitat del 45-70%). La velocitat mitjana de l’aire depèn de ventilació (natural i mecànica), i fixa el temps de barreja de l’aire segons l’alçada de la sala. L’alçada de la sala també és un dels paràmetres que determina el radi crític dels aerosols, a partir del qual un aerosol tendiria a la suspensió abans d’ésser eliminat per la ventilació de sortida.

En una cambra de 2,1 metres d’alçada, amb un nivell de ventilació de 0,34/h, el radi crític dels aerosols és de 1,3 μm. Si hom augmenta la ventilació fins a 6/h, aquest radi crític augmenta a 5,5 μm.

Un altre aspecte a considerar és l’evaporació de les gotes respiratòries. Les gotes de menys de 100 μm pateixen un procés d’evaporació en l’aire que les converteix eventualment en “nuclis” consistents en soluts residuals (sals, carbohidrats, proteïnes i, en el cas de les gotes infeccioses, virions): el caràcter higroscòpic d’aquests soluts fa que el nucli retingui un contingut d’aigua. Les gotes de saliva poden perdre en aquest procés un 80% de diàmetre, mentre que les gotes mucoses (riques en proteïnes glicosilades) perdrien tan sols un 40% de diàmetre. Aquest procés fa que en qüestió de poques dècimes de segon, una bona part de les gotes respiratòries assoleixin mides inferiors a les 10 μm de diàmetre.

Els virions presents en els aerosols respiratoris tenen un temps limitat d’activitat, que depèn de factors com la mida de l’aerosol, i també de les condicions ambientals (temperatura, humitat). Com més elevades són la temperatura i la humitat menor és la vida mitjana d’un virió. Aquesta vida mitjana també pot modular-se amb l’ús de desinfectants (UV-C, H2O2, O3).

La concentració de patògens en aerosols d’una determinat radi dependrien, doncs, de la taxa de producció per l’exhalació de persones infectades i la taxa de pèrdua per ventilació, filtració, sedimentació i desactivació.

La transmissió del virus dependria de la concentració de patògens en aerosols, i en l’eficiència dels virions per entrar en contacte amb la mucosa respiratòria de persones susceptibles.

Guia de seguretat per a espais tancats

Bazant & Bush defineixen un nombre reproductiu per a la transmissió aèria en espais tancats, com el nombre esperat de contagis en una sala amb una ocupació total N per a un temps t a partir d’una única persona infectada que hi entra en el temps 0.

El nombre de persones susceptibles en la sala depèn del nombre total de persones presents i de la fracció de persones que en la població no ha estat encara exposades o immunitzades.

Per minimitzar el risc d’infecció:
- hom hauria d’evitar passar períodes estesos en àrees densament poblades.
- hom és més segur en sales de major volum i d’una alta taxa de vencilació.
- hom es troba en major risc en sales on es fa exercici, es canta o es crida.
- l’ús de mascaretes, tant si les dues persones infectades com susceptibles, reduiria enormement el risc de transmissió.

La transmissibilitat del SARS-CoV-2

El paràmetre epidemiològic constituït pel producte de la concentració de virions en els aerosols exhalats per una persona infecciosa i la transmissibilitat relativa d’aquests virions, és un valor altament variable. Una persona infecciosa, al llarg de la infecció, progressa per diversos estadis: la contagiositat comença a pujar abans de l’aparició dels símptomes més específics, i pot variar a més entre individus (les infeccions asimptomàtiques generen una menor contagiositat). Diferents mutacions de SARS-CoV-2 també afecten la transmissibilitat, i en el decurs dels darrers mesos variants més transmissibles s’han imposat en les àrees del món amb més incidència de covid-19.

El contagi a la Skagit Valley Chorale ha servit per fer una estimació de la càrrega contagiosa de l’aire emès per una persona infecciosa que canta: 970 quanta infecciosos per metre cúbic, o 970 quanta infecciosos emesos per hora. Aquesta xifra és ben superior a les que s’estimà per al SARS-CoV en casos de contagi en un hospital i una escola elemental: 28 quanta per metre cúbic. També és superior a l’estimada per al virus de la grup H1N1 (15-128 quanta per metre cúbic).

Bazant & Bush estimen que les concentracions de quanta infecciosos per al SARS-CoV-2 anirien de 1-10 quanta/m3 en la respiració nasal en repòs a 100-1000 quanta/m3 en parlar en veu alta o cantar. Això equivaldria a unes concentracions de quanta infecciosos per mL d’aerosol de 2-7·108. Les càrregues virals de l’esput van de 108 a 1011 còpies d’ARN per mL, i d’un valor molt inferior seria la càrrega viral de la saliva. La major part dels aerosols respiratoris procedeixen de la fragmentació de moc de bronquíols i de laringe, mentre que la saliva genera gotes respiratòries de major diàmetre. La càrrega viral que hom troba en els hisops faringis de persones infectades en la primera setmana de símptomes arriba típicament a un pic de 7·108 còpies d’ARN. Es pot estimar doncs, que els aerosols més infecciosos tenien una càrrega viral de 109 còpies per mL. La dosi infecciosa del SARS-CoV-2 seria de 10 virions transportats en aerosols, un valor deu vegades inferior a la dosi infecciosa del SARS-CoV.

Un aula de 19 alumnes

Bazant & Bush contemplen una aula típica de 19 alumnes i 1 mestre. Si no utilitzen mascareta, el temps segur després de l’entrada d’un individu infectat seria de 1,2 hores. Si l’aula compta amb ventilació mecànica, aquest temps s’ampliaria a 7,2 hores.

L’ús de mascareta a l’aula allargaria el temps segur després de l’entrada d’un individu infectat, que passaria a 8 hores en ventilació natural, i a 80 hores amb ventilació mecànica.

Residències de gent gran

L’efecte de la ventilació en residències de gent gran seria considerable d’acord amb aquest model. Sota una ventilació natural, la norma de sis peus de distància deixa de funcionar als 3 minuts de l’entrada d’una persona infecciosa. Això mostra que la “norma dels quinze minuts” (la idea de limitar el contacte interpersonal a un quart d’hora) seria insuficient en aquest context: en el cas de ventilació mecànica, el temps de funcionament de la norma de sis peus no superaria els 18 minuts.

Totes aquestes xifres expliquen la facilitat amb la qual circulà el virus en residències de gent gran. Davant d’això cal minimitzar compartir espais tancats, mantindre una ventilació adequada i exhaustiva, i promoure l’ús de mascaretes.

El seguiment de contactes

Actualment, el CDC considera “contacte estret” qualsevol individu que hagi estat a menys de 6 peus d’una persona diagnosticada per més de 15 minuts. Bazant & Bush considera que aquest criteri és una subestimació, i que caldria estendre-la d’acord amb les condicions de l’espai tancat on s’han trobat. Per a grups que comparteixen espais tancats de manera intermitent (oficines, aules), caldria fixar una freqüència de tests d’acord amb les condicions concretes de cada espai.

El cas de sales heterogènies

No tots els espais tancats tenen una dinàmica d’homogeneïtzació de l’aire corresponent a la del model. Per això, Bazant & Bush contemplen situacions heterogènies, com les produïdes arran de fluxos d’aire condicionat. L’ús generalitzat de mascaretes reduiria els riscos associats a fluxos d’aire al nivell típic de sales homogènies.

Una situació més complexa seria la formada per sales interconnectades, que poden compartir o no la mateixa dinàmica de ventilació.

Lligams:

- A guideline to limit indoor airborne transmission of COVID-19. Martin Z. Bazant & John W. M. Bush. PNAS 118: e2018995118 (2021).

- COVID-19 Indoor Safety Guideline.

dissabte, 24 d’abril de 2021

L’Oceà Roig: 13 milions d’anys de nous fons marins entre Àfrica i Aràbia

Geologia: Nico Augustin i Colin Devey, del Centre de Recerca Oceànica GEOMAR, de Kiel, juntament amb Froukje M. van der Zwan (de la Universitat Rei Abdul·là de Ciència i Tecnologia) i Bryndís Bransdóttir (de l’Institut de Ciències de la Terra de Reykjavík), han fet una compilació de dades sismològiques, gravimètriques i batimètriques de tota la conca de la Mar Roja. En un article a Nature Communications entren en el debat sobre l’estructura tectònica i d’escorça de la Mar Roja afirmant que l’extensió de fons oceànic té lloc fins ben al nord. Es tracta d’una expansió ultralenta però comparable a la que trobem en dorsals oceàniques plenament reconegudes. Els dubtes en aquest punt obeirien a la manca de dades detallades sobre el fons marí. Per sota dels sediments, Augustin et al. posen de manifest, a través de dades de camp gravitatori, d’elevacions volcàniques axials. A menys de 55 km de la costa hi hauria per tot el fons de la Mar Roja una extensió d’escorça oceànica, que hauria començat expandir-se des de fa 13 milions d’anys. La Mar Roja, en tant que conca oceànica madura, potser meritaria el nom, des del punt de mira geològic, d’Oceà Roig.

Augustin et al. integren dades de batimetria (a), d’anomalies de camp gravitatori (b) i d’anomalies magnètiques

La Mar Roja com a jove conca oceànica

La Mar Roja o Mar Vermella és un golf o braç de mar de l’Oceà Índic entre Àfrica i Àsia. Geològicament, però, és reconeguda com una conca oceànica. Es troba entre les conques oceàniques més joves i és considerada un model de l’esquerdament continental que precedeix a la formació d’una dorsal oceànica. Quin lloc en aquesta transició ocupen cadascuna de les seccions de la Mar Roja és matèria de debat. No resulta fàcil identificar l’estructura tectònica quan el fons marí és sepultat sota grans quantitats de sediment i de dipòsits de sal. Això no tan sols afecta a la informació batimètrica, sinó també a les lectures magnètiques i gravimètriques.

Augustin, Zawn i Devey desenvoluparen el concepte d’un nou model geològic, elaboraren els detalls de les interpretacions estructurals, les il·lustracions i redactaren un primer esborrany de l’article. Bona part de la redacció la realitzaren a Osten (entre el 21 i el 23 de febrer del 2018), i fou tramès a la revista el 16 d’abril del 2019. En el procés de revisió per a la revista participaren, entre d’altres Peter Betts i Joël Ruch. Bransdóttir contribuí a la col·lecció, visualització i interpretació de dades sísmiques i de mecanismes focals, que foren incloses en el redactat finalment acceptat el 22 de març.

Els autors tenen paraules d’agraïment per Jérôme Dyment, Philip Ball i Christian Heine, participants en la Conferència de Viena de la Unió de Geociències Europea d’ara fa quatre anys i que després visitaren el GEOMAR de Kiel.

Augustin et al. integren dades de gradient vertical de gravetat que revelen estructures d’escorça per sota dels sediments, amb les dades batimètriques i sísmiques, per tal de presentar un concepte tectònic del desenvolupament d’aquesta conca oceànica durant els darrers 13 milions d’anys.

Les dades emprades

Les dades batimètriques procedeixen del General Bathymetric Chart of the Oceans (GEBCO). El model de gravetat global és el WGM2012. La graella d’anomalia magnètica és la d’EMAG2. Les dades hipsomètriques són de Natural Earth. La graella de gradients verticals de gravetat són accessibles a Topex. Els catàlegs de terratrèmols són de l’International Seismological Centre.

Un model tectònic per al Rift de la Mar Roja

Les dades gradient vertical de gravetat (VGG) permeten fer visible tot el rift de la Mar Roja. Bona part del rift es troba soterrat per sediments i dipòsits, però Augustin et al. poden resseguir-lo al llarg de 1000 km. Amb una evolució de 30 milions d’anys, l’eix del rift pateix segmentacions i discontinuïtats, cosa que s’explica per la lentitud relativa del procés de generació d’escorça oceànica nova. Malgrat la coberta de sediments, les anomalies perpendiculars al rift (superiors als 70 eotvos o 7·10-8 s) són d’una magnitud consistent. Les anomalies positives perpendiculars al rift que s’observen al centre i al nord de la Mar Roja coincideixen amb volcans axials o cims axials, com els monts submarins de Mabahiss i Hatiba. En la zona sud de la Mar Roja, on l’eix és exposat de manera contínua ja no s’observen aquestes discontinuïtats. Augustin et al. atribueixen aquesta diferència a l’acció de la ploma de mantell d’Afar, que aportaria un augment del subministrament de Magma a les latituds situades per sota del 20 °N.

La distribució de sismes al llarg del rift permet identificar la posició de les principals falles de transformació. L’activitat sísmica es concentra en la falla de transformació Mar Roja-Mar Morta que recorre el golf d’Àqaba (28 °N), en la zona de fractura de Zabargad (24 °N) i en el Rift de Danakil (14 °N).

Entre latituds de 20 °N i 27 °N, Augustin et al. identifiquen 11 corriols de segmentació, que van dels 103 km als 174 km. Els corriols s’estenen fins a menys de 55 km de la línia de costa. Amb taxes anuals d’expansió de 8-13 mm, aquests corriols marcarien una expansió d’escorça oceànica de 12,7-13,5 milions d’anys de durada. D’acord amb el seu model, la Mar Roja no seria una conca de transició entre l’esquerdament de l’escorça continental i l’inici d’expansió de l’escorça oceànica, sinó que ja es trobaria de ple en aquesta segona fase.

Segons el model tectònic d’Augustin et al., l’escorça oceànica abasta tota la longitud de la Mar Roja, fins gairebé tocar les entrades dels golfs de Suez i d’Àqaba.

Lligams:

- 13 million years of seafloor spreading throughout the Red Sea Basin. Nico Augustin, Froukje M. van der Zwan, Colin W. Devey, Bryndís Brandsdóttir. Nature Communications 12: 2427 (2021).

divendres, 23 d’abril de 2021

La Perseverance inicia la producció d’oxigen a Mart

Química: Mentre l’atenció mediàtica sobre el cràter Jezero se centra en l’helicòpter Ingenuity, que ja ha fet la segona volada, no volem passar per alt que, a pocs metres de distància, en el ròver Perseverance ha començat l’experiment d’utilització de recursos in-situ per a la producció d’oxigen (MOXIE). Concretament, l’instrument MOXIE ha aconseguit la producció d’oxigen molecular (O2) a partir de la reducció de diòxid de carboni (CO2) atmosfèric en monòxid de carboni (CO). En el decurs d’una hora ha aconseguit extraure 5,37 grams d’O2, una xifra aparentment modesta (correspon al consum d’oxigen d’una persona en 10 minuts), però que té un considerable impacte simbòlic per a futures missions de retorn de mostres o, fins i tot, d’estacions tripulades.

Imatge dels components del Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment (MOXIE)

L’instrument MOXIE

L’instrument MOXIE (Experiment d’Utilització de Recurs In-Situ per generar oxigen a Mart) és un dels elements científics del ròver de la NASA Perseverance. Ha estat impulsat per la Direcció de Missions Tecnològiques de l’Espai (STMD) i per la Direcció de Missions d’Exploració i Operacions Humanes (HEOMD) de la NASA. L’investigador principal de MOXIE és Michael Hecht, de l’Observatori Haystack del MIT.

MOXIE té un massa de 15 kg, i unes dimensions de 24 x 24 x 31 cm. El seu consum de potència és de 300 W.

MOXIE vol demostrar la tecnologia de conversió del diòxid de carboni atmosfèric (que suposa el 94,9% del volum de la tènue atmosfera marciana) en oxigen molecular. Concretament, la reacció global és 2 CO2 → 2 CO + O2.

El procés de conversió té lloc a altes temperatures (1070 K). Això exigeix, d’una banda, una font de calor. De l’altra banda, cal que MOXIE incorpori materials resistents a altes temperatures, com un aliatge de níquel i un aerogel de baix pes específic. Finalment, és necessari garantir que aquesta calor no irradiï a altres parts del ròver Perseverance, i per això MOXIE té una recoberta exterior fina d’or, que reflecteix la radiació calorífica (infraroja).

El test del 20 d’abril del 2021

La primera prova del MOXIE tingué lloc en el sol 60 de la missió, corresponent al 20 d’abril del 2021. Després d’un escalfament de dues hores i dos quarts, es va fer, durant una hora de producció, un total de 5,37 grams d’O2.

En el proper any marcià, MOXIE realitzarà un mínim de nou proves addicional de producció d’oxigen. Durant la primera fase, caldrà comprovar i caracteritzar el funcionament de l’instrument. En la segona fase es determinarà l’impacte de factors ambientals (hora del dia, estació de l’any) en la producció d’oxigen. En la tercera fase es s’estudiarà l’impacte de factors intents, com la temperatura de reacció.

La producció d’oxigen a Mart en futures missions

Generar, aïllar i emmagatzemat oxigen diatòmic a Mart serà un component necessari per a futures missions. L’oxigen líquid generat serà el comburent per a coets que escapin del camp gravitatori de Mart (tripulats o no). A més, l’oxigen és un nutrient imprescindible per a missions tripulades en la superfície marciana.

Per exemple, una missió tripulada a Mart integrada per quatre cosmonautes necessitaria 1 tona mètrica d’O2 cada any per a les seves necessitats respiratòries. Però la quantitat necessària d’oxigen per fer el llançament del coet que els retornaria a la Terra seria 25 vegades superior a aquesta xifra. De fet, caldria més massa d’oxigen com a comburent (25 tones) que no pas massa de combustible (7 tones). Produir tot aquest oxigen a Mart estalviaria la càrrega del llançament de la Terra. Per comptes de carregar-hi 25 tones d’oxigen, n’hi hauria prou de carregar-hi un conversor d’oxigen d’1 tona de massa.

El conversor d’oxigen produeix monòxid de carboni com a subproducte. Si bé en el disseny de MOXIE, el CO és abocat amb el CO2 sobrant, també se’l podria reaprofitar com a combustible directament, o bé utilitzar-lo per a la producció d’un combustible encara més eficient, el metà (CH4). Una altra aplicació del conversor d’oxigen seria la producció d’aigua, en la que caldria també una font d’hidrogen.

En tot cas, es pot dir que MOXIE és la primera demostració d’una utilització de recurs in-situ (en aquest cas, l’atmosfera marciana).

Lligams:

- NASA's Perseverance Mars Rover Extracts First Oxygen From Red Planet, comunicat de premsa de la NASA.

dilluns, 19 d’abril de 2021

Ingenuity fa el primer vol

Avui 19 d’abril del 2021 a les 7.30UTC, l’helicòpter Ingenuity ha fet el seu primer vol a Mart. Han estat poc més de 39 segons, i s’ha alçat a uns 3 metres de la superfície, però sens dubte ha fet història, com el primer enginy d’origen terrestre de fer un vol atmosfèric a motor en un astre diferent de la Terra.

Ingenuity ha fotografiat la seva pròpia ombra projectada damunt del sòl marcià

El repte de la Ingenuity no era menor. Tot i que la gravetat de Mart és d’un terç de la Terra, la densitat atmosfèrica a la superfície és 100 vegades inferior, de tal manera que enlairar-se des de la superfície marciana és equivalent a volar a 30 km per damunt de la superfície terrestre (on no ha volat pas encara cap helicòpter).

L’helicòpter Ingenuity fa part de la missió Mars Perseverance de la NASA, llençada des de Cap Canaveral el 30 de juliol del 2020. El 18 de febrer del 2021 la Mars Perseverance aterrava a la pista Octavia E. Butler del cràter Jezero (a una latitud 18ºN). El 21 de març del 2021 es desprenia la coberta que havia protegit l’Ingenuity durant el viatge. El 3 d’abril l’Ingenuity era desplegat a la superfície, i el rover Perseverance se n’apartava per deixar-li espai. El dia 8 es va fer la primera prova de rotor. La segona prova del dia 9 obligà a una sèrie de correccions, que avui han resultat profitoses.

Lligams:

- NASA's Ingenuity Mars Helicopter Succeeds in Historic First Flight, notícia a Mars.Nasa.Gov.

divendres, 16 d’abril de 2021

La quimerització d’embrions de ‘Macaca fascicularis’ amb cèl·lules pluripotents humanes

Biotecnologia: Tao Tan (de la Universitat Kunming de Ciència i Tecnologia, KUST), Jun Wu (del UT Southwestern Medical Center), Weizhi Ji, Yuyu Niu (KUST) i Juan Carlos Izpisua Belmonte són destacats investigadors en les cèl·lules mare pluripotents humanes (hPSC), és a dir en les cèl·lules troncals virtualment capaços de proliferar indefinidament i de diferenciar-se en tots i cadascun dels tipus cel·lulars de l’organisme. A mitjans de la dècada passada aconseguiren unes hPSC “esteses” (hEPSCs), en el sentit d’ésser capaces de donar lloc també a tipus cel·lulars extraembrionaris (els qui constitueixen la placenta). Aquesta setmana, en un article publicat a Science, aquests cinc investigadors i els seus col·laboradors comuniquen la generació ex vivo d’embrions quimèrics Homo sapiens-Macaca fascicularis amb l’ús d’hEPSCs. Inoculades en embrions de macaco, les hEPSCs s’hi diferenciaven en llinatges hipoblàstics i epiblàstics. Mitjançant un sistema d’anàlisi de seqüència per petits ARN condicionals, Tan et al. seguien les trajectòries de desenvolupament de les cèl·lules humanes i macaques. La formació de quimeres interespecífiques constitueix per als autors un model d’avaluació in vivo de la pluripotència de les hPSCs, però alhora també té un potencial per a la generació de teixits i òrgans per aplicacions de medicina regenerativa. Fins ara, els autors havien treballat sobretot amb embrions de ratolí i de porc, però trobaven obstacles per a la formació de quimeres. Pensant que aquests obstacles serien deguts a la llunyania taxonòmica de rosegadors i artiodàctils respecte d’humans, escolliren una espècie de primat no-humà, Macaca fascicularis, el mico cynomolgus. En aquests embrions, les hEPSCs sobreviuen, proliferen i es diferencien en llinatges cel·lulars. La finalitat de l’estudi és començar a identificar els processos de senyalització interespecífic que operen en una quimera d’aquesta mena, per poder traslladar aquest coneixement al model de porc i de ratolí.

Una recerca a la província de Yunnan

Tao Tan, Jun Wu, Weizhi Ji i Juan Carlos Izpisúa dissenyaren l’estudi i supervisaren tots els experiments. Chenyang Si i Youyue Zhang realitzaren les tasques al Laboratori de Recerca Biomèdica en Primats de la Província de Yunnan: superovulació, micromanipulació, etc. Altres autors contribuïren a la realització d’experiments, l’obtenció de reactius o el disseny de protocols. Les dades foren analitzades per Tan, Wu, Shaozing Dai, Pengpeng Yang i Ran Zhu. Tan, Wu, Dai, Ji i Izpisúa redactaren l’article, que fou tramès a la revista Cell el 29 de setembre del 2020. Després d’una revisió, completada el 25 de gener, l’article fou acceptat el 9 de març, i publicat el 15 d’abril.

Aquesta investigació fou finançada amb programes de recerca de la Xina i de la província de Yunnan, així com de la Universidad Católica de Murcia (UCAM) i la Moxie Foundation. Els autors agraeixen a David O’Keefe els seus comentaris, i al Programa d’Ètica en la Recerca de la Stanford University per les aportacions realitzades durant el procés de revisió de protocols.

Les cèl·lules troncals (stem cells, SC) o cèl·lules mare són les cèl·lules indiferenciades o parcialment diferenciades, que poden proliferar indefinidament o diferenciar-se en diversos tipus cel·lulars. Les cèl·lules troncals pluripotents (pluripotent stem cells, PSCs) serien capaces, no tan sols de renovar-se indefinidament en cultiu, sinó també de generar tots els tipus cel·lulars de l’organisme adult.

Les PSCs tindrien, doncs, un gran potencial en medicina regenerativa. Però aquest potencial passa per aconseguir-les en un gran nombre. L’addició de PSCs humanes (hPSCs) a embrions d’altres espècies (“complementació de blastocist” o “quimerització interespecífica”), conduiria a la generació de cèl·lules, teixits o òrgans humans, que es podrien destinar a transplantaments. Perquè aquesta estratègia funcioni, les hPSCs han de tindre “competència quimèrica”, és a dir la capacitat de proliferar i diferenciar-se en un embrió no-humà.

La competència quimèrica de les hPSCs sembla poc prometedora en embrions de ratolí o de porc. Una raó pot ésser l’apoptosi (o suïcidi cel·lular) de les hPSCs, i per això s’ha assajat la inhibició de l’apoptosi. Una altra estratègia seria inhibir les barreres xenogeneiques que actuarien en aquest sistema.

No totes les hPSCs són iguals, i formulacions de cultiu cel·lular diferents donen lloc a resultats diferents en termes de potencial quimèric. Hom pot estendre la capacitat de les hPSCs, i convertir-les en hEPSCs, les quals tenen una major capacitat quimèrica en embrions de ratolí.

Al Laboratori de Yunnan han aconseguit, paral·lelament, dissenyar un sistema de cultiu que permet el desenvolupament ex vivo d’embrions de M. fascicularis fins a 20 dies. És en aquest sistema que Tan et al. han microinjectat hEPSCs en blastocists de mico. Les hEPSCs són capaces d’integrar-se en les masses cel·lulars internes de blastocists tardans, i contribuir-hi tant a llinatges embriònics com extra-embriònics, tant en l’estadi corresponent a la implantació com en el directament ulterior.

Cèl·lules troncals pluripotents esteses humanes són capaces de quimeritzar embrions de macaco

Deu macaques foren seleccionades per a aquest estudi

Deu macaques (Macaca fascicularis), d’edats compreses entre 5 i 8 anys, i amb un pes corporal de 4 a 6 kg, foren seleccionades per a aquest estudi, conduït al LBPR de KUST.

Les cèl·lules troncals pluripotents esteses humanes (hEPS) eren cultivades sobre fibroblasts embriònics de ratolí (MEFs) en un medi N2B27-LCDM. Les sigles LCDM corresponen als quatre factors (LIF, CHIR99021, maleat de dimetindè i hidroclorur de minociclina) que faculten les hPSCs per esdevindré hEPSCs (iPS1-EPS).

A les deu macaques se’ls administrà per injecció intramuscular durant 8 dies alfa-fol·litropina humana recombinant (rhFSH), i en el dia 9è se’ls injectà alfa-gonatropina coriònica humana recombinant (rhCG). Entre 32 i 35 hores després d’aquesta darrera injecció es feia una recollida de complexos cúmulus-oòcit per aspiració fol·licular laparoscòpica.

Els oòcits recuperats eren tractats amb hialuronidasa per treure-hi les cèl·lules del cúmulus. Els oòcits madurs (amb el primer cos polar present, és a dir situats en la metafase II de la meiosi) eren sotmesos a una injecció intracitoplasmàtica d’espermatozoide, i passats a un medi de cultiu CMRL-1066. La fertilització era confirmada per la presència del segon cos polar i dels dos pronuclis. Els zigots eren seguidament cultivats en medi HECM-9.

En el dia 6è posterior a la fertilització (blastocist d’estat primerenc), els blastocists eren transferits a una placa de Petri. Era llavors que s’injectaven unes 25 hEPSCs. Els blastocists injectats eren transferits a un medi mixt i cultivats durant 24 hores fins a l’estadi de blastocist ben expandit.

Les cèl·lules humanes i macaques eren distingides per les seqüències nucleiques. Per immunofluorescència es feia un seguiment de les interaccions intercel·lulars.

La generació de blastocists quimèrics humà-macac in vitro

Tan et al. utilitzen una línia hEPSC ben caracteritzada, generada per la reprogramació LCDM: iPS1-EPSCs. Les iPS1-EPSCs, en cultiu in vitro, formen colònies amb aspecte de cúpula. Es caracteritzen per l’expressió dels tres factors de transcripció centrals en la pluripotència: OCT4, NANOG i SOX2.

Les iPS1-EPSCs eren marcades amb tdTomato (TD) en el moment previ a la injecció en blastocists primerencs de macaco. D’aquesta manera hom podia seguir-ne la proliferació en les 24 hores posteriors a la injecció. En 132 blastocists injectats TD+ iPS1-EPSCs, s’hi va poder detectar la presència de cèl·lules humanes en el 100% dels casos.

La contribució quimèrica d’hEPSCs a embrions de macaco en l’estadi post-implantació

El sistema d’implantació ex vivo permet a blastocists continuar l’embriogènesi fins a l’estadi de gastrulació. Per fer-ho, es retira del blastocist la zona pellucida, i se’l permet d’adherir-se a la superfície del cultiu.

La injecció de hEPSCs no afectava la implantació ex vivo. Així, si dels controls no-injectats (104), el 92,31% s’adherien, dels injectats (111) ho feia el 92,79%. La implantació tenia lloc en el dia 10 posterior a la fertilització. En el dia 11 ja era visible un disc embriònic.

La presència d’hEPSCs (seguida pel marcatge de TD) en els discs embrionaris davallava en el temps. En el dia 9 posterior a la fertilització (dia 3 posterior a la injecció), s’hi detectaven en una mica més de la meitat dels embrions injectats. Però en el dia 13, ja només s’hi detectava en un terç.

Les ratios de desenvolupament dels embrions injectats eren lleugerament inferior a la dels controls. De tota manera, embrions injectats o no-injectats comencen a fallar a partir del 15 en aquest model d’implantació ex vivo.

El marcatge de TD i la immunofluorescència per OCT4, NANOG i OCT4 permetia identificar la localització de les iPS1-EPSCs. Altres marcadors permetien afinar la posició dins de les masses embrionàries. Així deduïen una contribució raonable a l’epiblast (que arribava a un màxim del 7,08% en el dia 15). En l’hipoblast la contribució era menor (s’arribava a un màxim del 4,96% en el dia 19).

El paisatge transcripcional dels embrions quimèrics

L’anàlisi de scRNA-seq permet analitzar els transcriptomes de cèl·lules individuals en els embrions quimèrics. Els embrions eren dissociats, i es recollien manualment cèl·lules distingint-les per la presència o absència del marcador TD. En total seqüenciaren 227 cèl·lules humanes i 302 cèl·lules macaques, corresponents a diferents punts del desenvolupament embrionari (dies 9-17). Després d’un filtratge, es tingueren en compte únicament 200 cèl·lules humanes i 272 cèl·lules macaques. D’aquestes, de mitjana, s’hi detectaven 9.798 gens i 27.936.953 lectures.

La comparació amb els embrions control, permeté la identificació de gens que modificaven l’expressió en els embrions quimèrics. Entre les vies de senyalització deprimides en els embrions quimèrics hi havia la Hippo i la TGF-β.

La trajectòria de desenvolupament de les cèl·lules humanes en els embrions quimèrics

En l’epiblast dels embrions quimèrics trobem cèl·lules humanes en diferents estadis (des d’abans de la implantació fins a la gastrulació). El seu desenvolupament es troba endarrerit respecte de les cèl·lules macaques de l’embrió. De tota manera, hi ha indicis d’una adaptació transcriptòmica de les cèl·lules humanes en els embrions quimèrics, cosa que es manifesta en els perfils d’expressió d’un total de 315 gens. Entre aquests 315 gens trobem vies de senyalització (PI3K-Akt, MAPK, PPAR), així com reguladors (CHD2, POLR2A, RB1).

Biotecnologia de quimeres interespecífiques

La raó d’estudiar cèl·lules pluripotencials humanes en embrions quimèrics és esquivar els problemes ètics de fer-ho en embrions humans. Ara bé, la generació mateixa d’embrions quimèrics humans-animals genera també consideracions ètiques, encara més quan es tracta de l’ús d’embrions de primats. És per aquestes consideracions que Tan et al. focalitzen la seva recerca en embrions quimèrics ex vivo en els primers estadis (<20 dies després de la fertilització in vitro).

Hom parla d’embrions quimèrics en el sentit que en l’embrió receptor s’incorporen hPSCs. D’una banda aquest model forneix la possibilitat d’estudiar aspectes del desenvolupament humà primerenc que, altrament, s’haurien d’estudiar directament en embrions. De l’altra, aquests embrions quimèrics podrien constituir la base per a produir teixits i òrgans humans per a tractaments regeneradors o transplantadors.

Les tècniques de complementació interespecífica de blastocists s’han experimentat en rates i ratolins. Hom ha introduït PSCs de ratolí en blastocists de rata, i PSCs de rata en blastocists de ratolí. El resultat són embrions quimèrics interespecífics.

La capacitat de formar embrions quimèrics interespecífics per complementació de blastocists amb PSCs sembla més o menys proporcional a la proximitat filogenètica de les espècies implicades. Rates i ratolins són rosegadors, amb un ancestre comú de 21 milions d’any d’antiguitat. En canvi, les hPSCs mostren ineficiència en la formació de quimeres en ésser injectades a blastocists de ratolins i de porcs. Els humans pertanyen a ordres diferents a aquestes espècies, i per trobar-hi l’ancestre comú ens hauríem de remuntar més de 90 milions d’anys. Aquestes observacions s’han trobat tant en PSCs induïdes (iPSCs) com en SCs embrionàries (ESCs).

Les barreres xenogeneiques per a la formació d’embrions quimèrics podrien obeir a diferències en el desenvolupament embrionari, que afectarien a diferents processos biològics, com l’adhesió cel·lular, el reconeixement de lligands i receptors, la competició cel·lular, els ritmes del cicle cel·lular i els temps de desenvolupament. Conèixer amb més detall aquestes barreres xenogeneiques és una de les finalitats de l’estudi de Tan et al.

Tan et al. han seleccionat per al seu estudi una línia ben caracteritzada de hEPSC, i l’han fet créixer en condicions propícies (LCDM). Han aprofitat també el fet de poder mantindre ex vivo embrions de Macaca fascicularis fins a 19 dies després de la fertilització. Les hEPSCs donaven lloc en els embrions quimèrics a llinatges cel·lulars de l’epiblast, de l’hipoblast i a cèl·lules mesenquimals extra-embrionàries. En el cas de l’epiblast això seria possible en bona mesura pel fet que el programa de desenvolupament, si més no en aquesta fase, és comú en humans i macacos.

Les dades transcriptòmiques obtingudes en aquest estudi servirien per a dissenyar estratègies de modulació que augmentin la competitivitat de hPSCs per formar quimeres en embrions de ratolí o de porc. Tan et al. són conscients que seran més aviat aquests models, i no pas els primats no-humans, els que s’aplicaran en teràpies regeneratives.

Lligams:

- Chimeric contribution of human extended pluripotent stem cells to monkey embryos ex vivo. Tao Tan, Jun Wu, Chenyang Si, Shaoxing Dai, Youyue Zhang, Nianqin Sun, E Zhang, Honglian Shao, Wei Si, Pengpeng Yang, Hong Wang, Zhenzhen Chen, Ran Zhu, Yu Kang, Reyna Hernandez-Benitez, Llanos Martinez Martinez, Estrella Nuñez Delicado, W. Travis Berggren, May Schwarz, Zongyong Ai, Tianqing Li, Concepcion Rodriguez Esteban, Weizhi Ji, Yuyu Niu, Juan Carlos Izpisua Belmonte. Cell 184: P2020-2032.E14 (2021).

- Chimeric contribution of human extended pluripotent stem cells to monkey embryos, dades de seqüències obtingudes en aquest estudi dipositades a NCBI Gene Expression Omnibus.

dissabte, 10 d’abril de 2021

Els primers resultats de l’experiment Muon g-2 confirmen una discrepància amb el Model Estàndard

Física de partícules: Aquest dimecres 7 d’abril, Kevin Pitts, Aida El-Khadra i Chris Polly presentaven en un seminari especial els primers resultats de l’experiment Muon g-2, que es realitza al Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab), a Batavia (Illinois). Aquest experiment explora les interaccions dels muons en un camp magnètic fort en condicions de buit. D’acord amb els resultats, que es presenten en un article a la Physical Review Letters, la mesura del moment magnètic del muó presenta una anomalia respecte del valor derivat del Model Estàndard de la Física de Partícules. Per bé que aquesta anomalia era coneguda (per exemple per l’experiment realitzat al Brookhaven National Laboratory ara fa 20 anys), l’aportació d’aquesta primera fase del Muon g-2 és determinar-la amb una precisió 4,6·10-10. Augmenta, doncs, el marge de confiança per dir que el Model Estàndard és incomplet, i que els muons interactuarien amb partícules o forces que no hi són incorporades.

En el Model Estàndard de Partícules Elementals, el muó seria l’homòleg de segona generació de l’electró. Comparteix amb l’electró la mateixa càrrega elèctrica (-1) i l’espín (1/2), però té una massa prop de 207 vegades la de l’electró. Amb una semivida de 2·10-6 segons, els muons a l’atmosfera terrestre es generen per col·lisions amb raigs còsmics.

L’experiment Muon g-2

L’objectiu de l’experiment Muon g-2 és examinar la precessió de muons sotmesos a un camp magnètic. El valor teòric acceptat del factor g és de 2,00233183620(86) i el del moment magnètic anòmal (aμ) de 0,00116591810(43). En el 2001, el Laboratori de Brookhaven trobà un valor de aμ superior al rang predit pel model estàndard. Vint anys després, l’experiment Muon g-2 té la capacitat de mesurar la precessió del muó amb una precisió de 1,4·10-7.

Anell superconductor d’emmagatzematge magnètic de 15 metres de diàmetre, al qual es connecta la línia d’emissió de muons i altres equipaments. L’experiment Muon g-2 es realitza a una temperatura de 5,4 K. Els detectors valoren la precessió experimentada pel corrent de muons com a conseqüència del seu pas a través del camp magnètic.

En el 2013 s’instal·là al Fermilab el component principal de l’experiment de Brookhaven, un anell d’emmagatzemament magnètic superconductor de 15 metres de diàmetre. En els quatre anys següents es realitzen els treballs de muntatge de tots els components de l’experiment, i de calibratge i verificació de la uniformitat del camp magnètic.

La font de muons utilitzada en l’experiment es basa en el mateix principi que genera muons en l’atmosfera terrestre: els impactes hadró-hadró, que produeixen corrents de pions que ràpidament (nanosegons) decauen a muons.

En el 2018 començà l’experiment Muon g-2. En aquesta primera sessió s’analitzaren els moviments de 8·109 muons, cosa que ha requerit la col·laboració de més de 200 científics de 35 institucions diferents. La base de dades sobre el factor g del muó és ingent, superior a tota l’aplegada en experiments anteriors (Brookhaven inclòs). Les dades comunicades aquesta setmana, però, tan sols constitueixen el 6% de totes les dades que es projectes recollir.

La mesura de moment magnètic anòmal muó positiu amb una precisió de 4,6·10-6

En l’article a Physical Review Letters, B. Abi et al. presenten els resultats a l’anomalia magnètica del muó positiu aμ. Aquesta anomalia equival a (gμ)/2, i es determina experimentalment a partir de mesures de precisió de dues freqüències angulars. La diferència ωa entre la freqüència de precessió d’espín i la freqüència de ciclotró de muons polaritzats en l’anell d’emmagatzematge magnètic és deduïda de la variació d’intensitat entre els positrons d’alta energia que deriven de la desintegració dels muons positius. El camp magnètic de l’anell d’emmagatzematge és mesurat amb sondes de ressonància magnètica nuclear calibrades en termes de la freqüència de precessió d’espín equivalent de protó (ωp) en una mostra esfèrica d’aigua a una temperatura de 307,9 K. La ratio ωap, juntament amb altres constants fonamentals conegudes, determina un valor d’aμ de 116592040(54)·10-11. La precisió d’aquest valor experimental és de 4,6·10-10.

El resultat preliminar de l’experiment Muon g-2 per a aμ és 3,3 desviacions estàndards més gran que el valor predit pel model estàndard. Alhora, concorda amb la mesura E821 del Laboratori Nacional de Brookhaven, obtinguda en el 2001

Si hom combina totes les mesures prèvies tant per a antimuons (μ+) com per a muons (μ-), la mitjana experimental de aμ és de 116592061(41)·10-11 (precisió de 3,5·10-10). Com que el valor teòric derivat del model estàndard és de 116591810(43)·10-11, es fa patent la tensió entre experiment i teoria, que arriba a 4,2 desviacions estàndards.

Mesura i anàlisi del camp magnètic

Factor crític en l’experiment muó g-2 és la uniformitat del camp magnètic aplicat al corrent d’antimuons. En un article a Physical Review Letters A, T. Albahri et al. documenten la mesura del camp magnètic en l’anell d’emmagatzematge de muons. El camp magnètic fou monitoritzat per sistemes i calibrats en termes de la freqüència de precessió de l’espín del protó. La incertesa de ωp en les dades del primer run experimental seria de 1,14·10-7, de la qual 5,6·10-8 es deuria a contribucions de l’extracció, calibratge, mapatge i seguiment, i 9,9·10-8 a camps transitoris ràpids.

L’obtenció del resultat experimental

En un tercer article, aquesta vegada a Physical Review Letters D, T. Albahri et al. expliquen com l’experiment Muon g-2 ha mesurat la freqüència de precessió anòmala del muó fins a una incertesa estatística de 4,34·10-7 i una incertesa sistemàtica de 5,6·10-8. Aquestes dades es recolliren en quatre configuracions de l’anell d’emmagatzematge durant el primer run del 2018. La robustesa de la dada final és examinada a través d’11 determinacions separades de ωa.

Un test de precisió del model estàndard

Les primeres dades de Muon g-2, doncs, reforcen la tensió ja reportada en el 2001 entre la predicció teòrica del model estàndard i la mesura experimental del moment magnètic del muó. Si la discrepància de l’experiment de Brookhaven era de 2,7 sigmes, la de l’experiment de Fermilab és de 3,3 sigmes. Si agreguem aquests dos experiments i altres realitzats, la discrepància s’eleva a 4,2 sigmes.

Aquesta discrepància podria ser l’efecte de la interacció dels muons amb partícules desconegudes, o una interacció desconeguda amb partícules conegudes. Noves partícules o noves interaccions són sovint argüides per explicar fenòmens com la “matèria fosca” (la part, majoritària, de la matèria gravitatòria de l’univers que no es detectable per interacció electromagnètic). Així doncs, hom ha postulat l’existència de neutrinos estèrils o inerts, que serien neutrinos massius que tan sols interactuarien gravitatòriament (i no a través de les interaccions electromagnètica o nuclear). Una possibilitat explorada teòricament és l’extensió del model estàndard a través de supersimetria.

El moment magnètic d’una partícula és proporcional al seu espín i al seu factor g. El factor g del muó, d’acord amb el model estàndard, seria de 2,00233183620(86), mentre que els resultats experimentals agregats (Brookhaven, Fermilab, etc.) indicarien un factor g de 2,00233184122(82).

En els propers anys hi ha planificats altres experiments que contribuiran a la determinació del factor g del muó, com l’experiment E34 de J-PARC, que mesurarà el moment de dipol elèctric del muó.

Existeixen, a més, altres discrepàncies experimentals, com la ruptura de la universalitat de leptons en desintegracions de bellesa de quarks, en el que la discrepància valorada per l’LHCb seria de 3,1 sigmes.

Lligams:

- Measurement of the Positive Muon Anomalous Magnetic Moment to 0.46 ppm. B. Abi et al. (Muon g−2 Collaboration). Phys. Rev. Lett. 126 141801 (2021).

- Magnetic-field measurement and analysis for the Muon g−2 Experiment at Fermilab. T. Albahri et al. (The Muon g-2 Collaboration). Phys. Rev. A 103 042208 (2021).

- Measurement of the anomalous precession frequency of the muon in the Fermilab Muon g−2 Experiment. T. Albahri et al. (Muon g-2 Collaboration). Phys. Rev. D 103 072002 (2021).

- Muon’s Escalating Challenge to the Standard Model. Priscilla Cushman. Physics 14 54.

- First results from Fermilab’s Muon g-2 experiment strengthen evidence of new physics, comunicat de premsa de Fermilab.

- Pàgina de l’Experiment Muon g-2 a la web de Fermilab.

dimarts, 30 de març de 2021

Pere Aragonès perd el segon debat d’investidura, i Laura Borràs iniciarà un nou torn de converses amb els grups polítics

Arran del debat d’investidura del passat divendres 26 s’iniciava el compte de dos mesos que té la XIII Legislatura per investir un President de la Generalitat si vol evitar una dissolució automàtica del Parlament de Catalunya, i la convocatòria de noves eleccions.

La primera oportunitat per evitar aquesta dissolució automàtica era el segon ple d’investidura, en el qual el candidat Pere Aragonès només requeria una majoria simple (que ja no havia assolit divendres). Sense que hagin prosperat les negociacions entre el partit d’Aragonès, ERC, i Junts per Catalunya, res no feia presagiar que Aragonès aconseguís aquesta majoria. Així doncs, com és habitual, el segon debat esdevenia un mer tràmit, i això s’ha expressat en una major brevetat respecte del primer. A la intervenció del candidat, s’han seguit sense interrupció la intervenció dels grups i subgrups parlamentaris, la resposta conjunta del candidat i la rèplica dels grups parlamentaris.

Tot el peix era venut, i en la votació s’ha repetit el resultat del primer debat: 42 vots a favor (33 d’ERC i 9 de la CUP), 61 vots en contra (PSC-Units, Vox, ECP, Cs i PP) i 32 abstencions (JxCat).

La presidenta del Parlament, Laura Borràs, ha anunciat que s’iniciarà una nova ronda de consultes amb els representants dels grups polítics, per fer una nova proposta de candidat a la presidència de la Generalitat. Aquesta proposta podria ser, de nou, Pere Aragonès, o qualsevol altre dels 135 diputats. A més d’Aragonès, Salvador Illa ha mostrat repetidament la voluntat de ser candidat a la Presidència de la Generalitat, com a cap de la llista més votada en les eleccions del 14-F.

dilluns, 29 de març de 2021

Els grups d’edat en els rebrots de covid-19: la rellevància d’intervencions no-farmacèutiques entre els adults joves

Epidemiologia: Després d’arribar a un pic de casos actius de covid-19 a final de gener, a començament de març tornava pujar el nombre. Això és un reflex de les pujades i baixades que s’experimenten a les diferents regions del planeta. Ja les vam veure durant el 2020, amb pics tardorals, hivernals, primaverals i estivals. A què obeeixen les pujades o onades epidèmiques de covid-19? Mélodie Monod, Alexandra Blenkinsop, Xi Xiaoyue, Daniel Hebert, Sivan Bershan i Simon Tietze, juntament amb altres membres del Imperial College COVID-19 Response Team, ofereixen una resposta en forma d’un article a la revista Science aparegut la setmana passada. Monod et al. han creat una matriu de contactes infecciosos basada en dades recollides a Europa i a Xina, i l’apliquen als Estats Units. Al principi de la pandèmia, abans de l’adopció d’intervencions no-farmacèutiques, els contagis s’havien concentrat entre persones de la mateixa edat, amb també un nombre de contagis entre infants i els llurs pares, i entre gent gran i adults de mitjana edat. El rebrot iniciat als Estats Units a mitjan agost, en el context de mesures massives de prevenció, fou mediat per un patró de contactes diferent, força centrat entre joves adults (de 20 a 49 anys), i només en segon terme la reobertura presencial de les escoles hi hauria tingut un paper. Fou més aviat la represa laboral la que promogué el rebrot de final d’estiu. Monod et al. basen les seves conclusions en dades detallades de telefonia mòbil de més de 10 milions d’individus dels Estats Units. A data de 29 d’octubre del 2020, als Estats Units els únics grups d’edat que havien mostrat nombres de reproducció consistentment superiors a 1 era els joves adults de 20 a 34 anys, i els adults de 35 a 49. Aquesta transmissió s’associaria a l’augment de la mobilitat durant l’estiu. Abans de l’inici de l’escola, el 75% de les infeccions per SARS-CoV-2 s’originaven d’adults de 20 a 49 anys, i d’aquest grup els més joves (20-34 anys) mostraven una major heterogeneïtat geogràfica. Amb l’obertura de les escoles hi hagué un desplaçament relativament modest cap a contagis entre més joves, però fins i tot llavors tan sols el 5% de les transmissions eren atribuïbles a infants de 0-9 anys, i un 10% a joves de 10-19 anys. L’obertura de les escoles, de tota manera, s’associaria a un augment del 26% en la transmissió de SARS-CoV-2, degut a que les infeccions en infants i adolescents passaven després als pares, que les difonien de manera efectiva. Monod et al. conclouen que la vaccinació massiva d’adults entre 20 i 49 anys seria una mesura essencial per controlar la pandèmia de covid-19, encara que això podria ser insuficient si els vaccins no tenen prou potència com per blocar la transmissió del virus, o si emergeixen noves variants de SARS-CoV-2 que siguin més transmissibles.

Model per a l’estimació de la contribució de cada grup d’edat al rebrot de covid-19 als Estats Units que arrencà a mitjan d’agost del 2020. En octubre del 2020, el 65% de les infeccions de SARS-CoV-2 s’originaven d’individus de 20 a 49 anys.

Les onades de covid-19

El mes de març del 2020, es declarava la covid-19 com a pandèmia. En els diferents països més afectats s’implementaven intervencions no-farmacèutiques a gran escala. “Hem vençut al virus”, deia setmanes després el president del Govern d’Espanya, Pedro Sánchez. Malgrat que durant els mesos d’abril i de maig, la transmissió del virus queia globalment, el cert és que a partir de mitjan mes de juny la incidència diària de casos tornà a pujar tant a Europa com als Estats Units. Començava la “segona onada”.

En aquesta “segona onada”, als Estats Units, hom posà de manifest que el grup d’edat de 20 a 29 anys era el que experimentava un creixement més fort de casos. Però es fa de mal comparar la “segona onada” amb la “primera onada”. La intensitat diagnòstica de la segona onada era més elevada, i segurament molts casos asimptomàtics de persones joves van passar sense registrar durant la “primera onada”.

En la segona onada hom també tenia ja molt més clar que la dispersió del SARS-CoV-2 es fa principalment a través d’un contacte estret persona a persona. La natura d’aquests contactes havia canviat arran de les mesures de prevenció adoptades per les autoritats o assumides espontàniament per la ciutadania. Ja en el mes d’abril, el Berkeley Interpersonal Contact Study, havia remarcat que el nombre de contactes diaris del nord-americà mitjà havia caigut a 4 o menys de 4. A la Xina, on les mesures de distanciament social havien començat en el mes de gener, els infants i joves en edat escolar pràcticament no tenien contacte entre ells, i també havien reduït la intensitat de contacte amb persones més grans.

Les dades de telefonia mòbil com a indicadors de mobilitat

Monod et al. han compilat una sèrie de dades agregades de mobilitat a nivell d’Estats Units a través dels mòbils de 10 milions individus, gràcies a la tecnologia de localització de Foursquare, Pilgrim. Pilgrim calcula l’hora i durada de visites d’usuaris a botigues, parcs, universitats, etc. Les dades es poden desagregar per l’edat de l’usuari. Així doncs, se separen en els grups d’edat de 18-24, 25-34, 45-54, 55-64 i majors de 65 anys. Geogràficament es consideren 38 estats i 2 àrees metropolitanes (el Districte de Colúmbia i la Ciutat de Nova York) dels Estats Units. Com a línia de base utilitzen el període de 3-9 de febrer del 2020.

Caiguda i recuperació de la mobilitat arran de la declaració de la covid-19 com a pandèmia als Estats Units. La mobilitat de joves de 18-24 anys fou la que caigué més fortament en el mes de març. A data de 28 d’octubre del 2020, la recuperació de la mobilitat entre adults menors de 35 anys no era pas superior a la dels majors de 35.

Un model bayesià per a reconstruir els patrons de contacte humà i de transmissió de SARS-CoV-2

Abans de la pandèmia, la intensitat de contacte entre infants i adolescents en edat escolar era inferior en els caps de setmana, quan alhora la intensitat de contacte intergeneracional era superior. Quan el mes d’agost del 2020, reobriren les escoles hi hagué un canvi en els contactes experimentats pels infants i adolescents en edat escolar.

En la darrera setmana d’octubre del 2020, el nombre de reproducció estimat de la infecció per SARS-CoV-2 era d’1,39 entre els individus de 35 a 49 anys. Aquest nombre era superior al dels individus entre 20 i 34 anys (1,29). Els altres grups d’edat (de 10 a 19, i de 50 a 64) tenien un nombre de reproducció proper a 1.

Aquesta distribució per grups d’edat dels nombres de reproducció s’havia anat mantenint durant la segona onada. Cal pensar, que els adults de 20 a 49 anys són els que tenen més contacte amb altres adults majors de 20 anys. Alhora, els menors de 20 anys, com indiquen les dades epidemiològiques, són menys susceptibles d’infecció per SARS-CoV-2. Des de l’abril del 2020, la mobilitat dels adults havia anat en augment.

En estats com Arizona, Florida o Texas, s’observa una transmissió sostinguda a partir de joves adults (20-34 anys) entre maig i juny. En canvi, en estats com Colorado, Illinois o Wisconsin, aquesta transmissió sostinguda apareix a partit del mes d’agost.

Grups d’edat i transmissió del SARS-CoV-2

Fins a mitjan agost, el 41% de les transmissions de SARS-CoV-2 eren atribuïble al grup d’edat de 35 a 49 anys, el 35% al de 20-34 anys, el 15% al de 50-64, el 4% al de 10-19, el 2,5% al de 65-79 anys, el 2,1% al de 0-9, i el 0,3% al de majors de 80 anys.

Entre agost i octubre del 2020, s’aixecaren els tancaments d’escola a gairebé totes les localitats dels Estats Units incloses en aquest estudi. De tota manera, el nombre reproductiu entre els infants de 0-9 anys es mantingué per sota d’1 (0,52 de mitjana), així com el d’adolescents de 10-19 anys (0,73 de mitjana). Les infeccions atribuïbles a aquests grups d’edat augmentaren, però d’una forma més modesta si ho comparem amb l’impacte que l’inici del curs escolar té sobre els casos de grip. L’efecte de l’obertura de les escoles (augment del 25,7% de la incidència de covid-19) fou mediat no tant pels alumnes sinó pels seus pares.

La vaccinació massiva dels adults de 20-49 anys, si els vaccins són capaços de blocar la transmissió, podria ser, doncs, cabdal per controlar la covid-19.

Lligams:

- Age groups that sustain resurging COVID-19 epidemics in the United States. Mélodie Monod, Alexandra Blenkinsop, Xiaoyue Xi, Daniel Hebert, Sivan Bershan, Simon Tietze, Marc Baguelin, Valerie C. Bradley, Yu Chen, Helen Coupland, Sarah Filippi, Jonathan Ish-Horowicz, Martin McManus, Thomas Mellan, Axel Gandy, Michael Hutchinson, H. Juliette T. Unwin, Sabine L. van Elsland, Michaela A. C. Vollmer, Sebastian Weber, Harrison Zhu, Anne Bezancon, Neil M. Ferguson, Swapnil Mishra, Seth Flaxman, Samir Bhatt, Oliver Ratmann, on behalf of the Imperial College COVID-19 Response Team.

diumenge, 28 de març de 2021

La singularitat genètica basca a la llum de 629.000 variants

Genètica humana: André Flores-Bello i David Comas, del Departament de Ciències de la Salut i de la Vida i de l’Institut de Biologia Evolutiva de la Universitat Pompeu Fabra, han impulsat una recerca sobre l’estructura genètica de la població basca, que apareix en forma d’article a Current Biology. Certament, en les darreres dècades, el poble basc, les poblacions del Pirineu Occidental i les de la regió del Golf Biscaia en general, han estat objecte d’una intensa recerca en la que s’han fet servir successivament les eines que la biologia molecular prestava a l’efecte. Aquestes dades eren lligades a elements culturals i lingüístics. No debades, el basc o euskara és l’única llengua no-indo-europea supervivent a l’Europa Occidental. Si fa unes dècades aquest isolament s’associava a particularitats de trets mendelians com el grup sanguini Rh, Flores-Bello et al. han pogut recórrer ara a un total de 629.000 variants escampades per tot el genoma. Amb elles han analitzat 1970 mostres modernes i antigues, entre les que hi han afegit 190 de noves de 18 localitats de l’àrea basca. Combinant freqüència al·lèlica i mètodes d’haplotip, cobreixen amb aquesta informació tota la regió Franco-Cantàbrica. Els resultats indiquen una clara diferenciació dels bascos de les poblacions del voltant, en la qual les poblacions no-bascòfones de la Regió Franco-Cantàbrica ocuparien una posició intermèdia. Alhora, hi ha una forta heterogeneïtat genètica entre els bascos, que presenta una correlació significativa amb la geografia. Quin és l’origen de la diferenciació basca? Segons Flores-Bello et al. no es deuria a un origen extern a la de la resta de poblacions de la Península Ibèrica i de l’Europa sud-occidental en general, sinó que arrencaria a partir de l’Edat del Ferro. L’àrea basca presentaria trets de continuïtat gràcies a períodes de relatiu d’aïllament. Pels autors de l’estudi, entre ells Jasone Salaberria i Bernard Oyharçabal del Centre de Recerca sobre la Llengua i els Textos Bascos, de Baiona, la barrera lingüística hauria reforçat la barrera geogràfica.

Txingudi

El Bidasoa separa Guipúscoa de Lapurdi, els dos herrialdes centrals del País Basc

Els bascos i la regió franco-cantàbrica

Aquesta recerca fou dissenyada i realitzada per André Flores-Bello i David Comas. Frédéric Bauduer (del Laboratoire PACEA), Jasone Salaberria i Bernard Oyharçabal (del Centre de Recherche sur la Langue et les Textes Basques, del CNRS) recolliren i aportaren les dades biològiques i etno-lingüístiques. Flores-Bello processà i analitzà les dades. Flores-Bello, Francesc Calafell (de l’Institut de Biologia Evolutiva del CSIC i de la UPF), Jaume Bertranpetit (IBE), Lluis Quintana-Murci (de la Unitat de Genètica Evolutiva Humana de l’Institut Pasteur, de Paris) i Comas contribuïren a la interpretació de resultats. Flores-Bello i Comas redactaren l’article. Com a autor corresponsal, Comas trameté l’article a Current Biology el 23 de desembre del 2020. Després d’una revisió, tramesa el 22 de febrer, l’article fou acceptat el 2 de març, i publicat el dia 25.

Els autors tenen paraules d’agraïment per a tots els voluntaris que acceptaren de participar en l’estudi. La recerca fou finançada amb un projecte del Ministeri espanyol de Ciència, Innovació i Universitat, i de l’Agència Estatal d’Investigació. Flores-Bello té el suport d’una beca de la Generalitat de Catalunya. El mostreig es realitzà en el marc del projecte HIPVAL (d’història de les poblacions i variació lingüística dels Pirineus de l’Oest), finançat pel Consell Regional d’Aquitània, el Consell General dels Pirineus Atlàntics, el Consell d’Electes del País Basc, el CNRS, l’OHLL i l’Association Sang 64. Els autors esmenten especialment la col·laboració d’Estibaliz Montoya, David Basterot, Tristan Carrère, Mònica Vallés i Stéphanie Plaza en l’aplegament de mostres.

Sota la denominació de “regió franco-cantàbrica” hom aplega les terres creuades per la part occidental del Pirineu i la part oriental de la Serralada Cantàbrica. L’adjectiu “franco-cantàbric” s’ha aplicat especialment a un estil de pintura rupestre. “L’art franco-cantàbric” es desenvolupà un el darrer màxim glacial, entre fa 26.000 i 19.000 anys, quan la regió era una de les més densament poblades d’Europa. En el centre de la regió trobem els sis territoris, Bizkaia, Araba, Gipuzkoa, Nafarroa, Zuberoa i Lapurdi, que constitueixen Euskal Herria o el País Basc. El tret d’entrada més visible de la particularitat basca és l’euskara, amb cinc variants principals, el biscaí, el guipuscoà, l’alt-navarrès, el labortà i el suletí. L’euskara no és pas una llengua indo-europea, i de fet constitueix un isolat sense cap relació estreta amb cap llengua coneguda. En els darrers segles, l’àrea de llengua basca ha reculat davant l’avenç de les llengües romàniques. La revitalització de la llengua basca ha depès en bona mesura, a partir dels anys 1980, del desenvolupament d’una forma unificada (batua).

L’àrea basca i peribasca

En el 1945, Miguel Ángel Etcheverry posà de manifest l’alta freqüència del grup sanguini Rh negatiu entre la població d’origen basca. Els grups sanguinis eren, llavors, entre els poquíssims caràcters d’herència mendeliana coneguts entre humans. Amb els anys s’identificaren altres marcadors genètics, i hom pogué constatar una diferenciació considerable dels bascos respecte de la resta de poblacions europees. L’antropologia basca, que hi havia aplegat des de final del segle XIX, una considerable informació lingüística, arqueològica i cultural, ho interpretà en el sentit que la població basca era descendent d’una població antiga que havia romàs isolada a la regió.

Amb l’addició de nous marcadors genètics es feren nous estudis. Mentre alguns confirmaven la diferenciació basca, d’altres la difuminaven en un context europeu força homogeni. Estudis basats en marcadors matrilinials (genoma mitocondrial) o patrilinials (cromosoma Y) semblaven suggerir que els bascos representarien grups europeus pre-neolítics que, refugiats a la regió franco-cantàbrica durant el darrer màxim glacial, resistiren relativament isolats les aportacions ulteriors. D’altres estudis, contràriament, indicaven que la regió franco-cantàbrica no havia estat particularment aliena a les migracions neolítiques. Això convidà a traslladar l’isolament basc de l’època neolítica a una època post-neolítica: la regió franco-cantàbrica no hauria rebut les aportacions associades a l’expansió romana (a partir del segle II a.C.) o a l’expansió sarraïna (a partir del segle VIII d.C.).

En paral·lel, estudis genètics també remarcaven l’heterogeneïtat interna dels bascos. Si la singularitat havia estat associada a la distintivitat de la llengua basca, l’heterogeneïtat interna s’associava a la distintivitat de les diferents llengües basques.

Flores-Bello et al. consideren que un estudi basat en un gran nombre de marcadors genètics, representatiu de tot el genoma, pot superar els biaixos associats als estudis genètics clàssics. També és rellevant comptar amb una sèrie de mostres que siguin representatives de tota la regió basca i de les regions peri-basques, i que la informació genètica resultant siguin interpretada en coordinació amb la informació etno-lingüística (la qual, alhora, ha d’haver informat la selecció de mostres).

La diferenciació basca en el context euromediterrani

Flores-Bello et al. utilitzen una base de dades de l’Euràsia Occidental i de l’Àfrica Septentrional per fer-hi una anàlisi de components principals. Les mostres basques, en aquesta anàlisi, cauen en l’extrem oposat a les mostres de l’Àfrica del Nord, en la perifèria de les mostres d’Europa:

Els grups peri-bascos, gascons i espanyols, ocupen posicions intermèdies entre els bascos i el gros dels europeus. Entre els bascos es detecten dos components, un de principal present també a les mostres europees i de menor freqüència a la regió mediterrània asiàtica i africana, i un de menor que troba a alta freqüència a l’Europa Central i Oriental.

Amb les anàlisis basades en haplotip del programari fineSTRUCTURE és possible identificar l’estructura d’aquesta diferenciació. Els grups bascos cauen dins de la branca europea com a grup diferenciat. Els grups peri-bascos formen una altra branca específica, excepte els càntabres que cauen en un grup amb altres mostres espanyoles. Amb el programari GLOBETROTTER és possible identificar entre els grups peri-bascos esdeveniments de barreja datables entre els segles XI i XVI.

L’anàlisi d’homozigositat indica que els bascos presenten en termes de nombre (NROH) i de longitud (SROH) uns valors més elevats fins i tot que els sards (una altra població europea diferenciada). Aquesta homozigositat és comuna entre els grups aïllats, i s’associa també amb una mida de població efectiva baixa i estable. En els grups externs als bascos, aquesta mida efectiva experimenta una forta pujada fa unes 1000 generacions.

Processos demogràfics posteriors a l’Edat del Ferro expliquen la particularita genètica basca

Amb la inclusió de mostres antigues, Flores-Bello et al. poden afinar en la cronologia dels processos que han conduït a la singularitat genètica basca. Així, l’anàlisi de components principals de mostres antigues situa als bascos a prop de caçadors-recol·lectors pre-neolítics i d’agricultors europeus neolítics, així com també de pastors d’estepa post-neolítics. Bascos i peri-bascos, però, es trobarien entre els grups amb menys proporció de components neolítics procedents d’Orient Mitjà, encara que sí tindrien una proporció notable d’aportació neolítica anatòlia-europea. Tot plegat, condueix a Flores-Bello et al. a descartar que la singularitat genètica basca derivi de l’època paleolítica o del neolític primer.

Així doncs, la singularitat caldria trobar-la en processos demogràfics posteriors a l’Edat del Ferro, particularment en els períodes romà i islàmic. Les mostres antigues de l’Edat del Ferro de la Península Ibèrica, anteriors a l’arribada dels romans, explicarien força les dades que hom troba entre els bascos en l’actualitat. La petjada genètica romana a Hispània augmenta com més ens allunyem de la regió franco-cantàbrica.

Influència ancestral relacionada amb l’edat del ferro, la conquesta romana i la conquesta nord-africana sobre la Península Ibèrica i àrees adjacents

L’heterogeneïtat interna basca

Flores-Bello et al. comparen les poblacions basca i catalana pel que fa a l’estructuració genètica interna. En els catalans no hi troben cap estructura geogràfica comparable a la que hom troba entre els bascos i els peri-bascos. Així doncs, pot diferenciar-se entre els grups franco-cantàbrics quatre components ancestrals: 1) un d’extern; 2) un de relacionat amb els bascos orientals; 3) un de relacionat amb els bascos centrals (guipuscoans) i 4) un de relacionat amb els bascos occidentals (biscaïns).

Genètica i llengua

La distintivitat genètica basca seria el resultat d’un isolament genètic en la història recent (els darrers dos o tres mil·lennis). Els grups peri-bascos actuarien de zona intermèdia en aquest isolament, i sí haurien rebut aportacions externes considerables des de l’època medieval. Així doncs, els bascos no tindrien un origen diferent al de la resta de poblacions peninsulars, sinó que no haurien rebut amb tanta intensitat els fluxos genètics ulteriors a l’Edat del Ferro.

Les dades arqueològiques i històriques semblen assenyalar en la mateixa direcció. Per bé que la regió franco-cantàbrica fou incorporada a l’Imperi Romà, l’impacte sobre les terres basques es limità sobretot a les zones meridionals.

Flores-Bello et al. consideren que l’euskara hauria estat un dels principals factors per impedir fluxos genètics elevats després de l’Edat del Ferro. Això seria especialment cert arran de la romanització de la major part d’Hispània.

Dins de les regions basques, l’occidental seria la que hauria rebut un flux gènic més considerable, associat també amb un major retrocés de la llengua basca.

Lligams:

- Genetic origins, singularity, and heterogeneity of Basques. André Flores-Bello, Frédéric Bauduer, Jasone Salaberria, Bernard Oyharçabal, Francesc Calafell, Jaume Bertranpetit, Lluis Quintana-Murci, David Comas. Current Biology (2021).