investigación y ciencia 303 - diciembre 2001

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DICIEMBRE 2001800 PTA. 4,81 EURO

ANTICUERPOS MONOCLONALES EVOLUCION DE LAS PLANTAS

ORIGEN Y CUNADE LA VIDA

ORIGEN Y CUNADE LA VIDA

Degeneracin macular

Internet amenazada

Veinticinco aosde fsica

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Diciembre de 2001 Nmero 303

SECCIONES3

HACE...50, 100 y 150 aos.

28PERFILES

Meave G. Leakey:la bsqueda

de antepasados perdidos.

30CIENCIA Y SOCIEDAD

Edad de la piedraen los bosques centroafricanos...

Tratamiento de residuos...Avances en inmunologa...

Deslizamientosen los Pirineos...Barrido selectivo

de los genes.

36DE CERCA

Habitantes de la pradera.

Deltas de zonas habitadasMark Fischetti

Si se produjera un gran huracn que afectara a NuevaOrleans, la ciudad quedara sumergida bajo seis metrosde agua, con miles de prdidas humanas. Para conjurarel peligro, deben emprenderse gigantescas obras deingeniera que transformen el sudeste de Luisiana.

Alerta roja en la RedCarolyn Meinel

Podra desplomarse Internet?Los ataques de Cdigo Rojo en julio y agostoconstituyen un presagio amenazador de guerrascibernticas entre grupos vandlicos o inclusoentre gobiernos.

Presente y futurode los anticuerpos monoclonalesCarol Ezzell

Ideados para curar el cncer y otrasenfermedades, no lograron alcanzar el finprevisto. Las dificultades encontradas podransubsanarse ahora con prototipos de nuevo cuo.

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La fsicaen el ltimo cuarto del siglo XXXavier Roqu

Qu es lo ms significativo que le hasucedido a la fsica en los ltimos 25 aos?Cules son las tendencias en la disciplina ylos retos de futuro? Cmo se ve estepanorama desde nuestro pas? El autor proponealgunas respuestas sucintas a estas cuestiones.

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Edicin espaola de

SECCIONES80

CURIOSIDADES DE LA QUMICASubmarinismo,

por Roland Lehoucqy Jean-Michel Courty

82JUEGOS MATEMTICOS

Juegos cunticos,por Juan M. R. Parrondo

84IDEAS APLICADASRatones y hombres,por Mark Fischetti

86LIBROS

Optica, 1604-1704...Ovario poliqustico.

91AVENTURAS PROBLEMTICAS

Las coronas del Minotauro,por Dennis E. Shasha

92INDICE ANUAL

Circulacin vial y telemticaSteven Ashley

La telemtica ha entrado en el cochepara aduearse de todo: partesde trfico personalizados, mensajesverbales de correo electrnico, juegosde vdeo y un creciente etctera. Pero,podemos confiar en su seguridad?

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73 Luz y evolucin vegetalFernando Valladares

En el curso de la evolucin unas plantas sehan adaptado a una vida sometida aradiaciones extremas y otras han desarrolladouna notable capacidad para acomodarse a laluz del momento.

58 La vida en el universoGuillermo Gonzlez, Donald Brownleey Peter D. Ward

Slo una parte de nuestra galaxia renelas condiciones necesarias para albergarformas complejas de vida.

Hielo y origen de la vidaDavid F. Blake y Peter Jenniskens

El hielo que conocemos en la Tierraes un elemento hostil para la prosperidadde la vida. Pero existe en el espaciouna forma extica del mismo que fomentala creacin de molculas orgnicas.Quiz sembr las semillas de la vidaen nuestro planeta.

Degeneracin macularHui Sun y Jeremy Nathans

Poco a poco vamos conociendo las causasde este devastador dao ocularque se presenta en la vejez.

INVESTIGACION Y CIENCIADIRECTOR GENERAL Francisco Gracia GuillnEDICIONES Jos Mara Valderas, directorADMINISTRACIN Pilar Bronchal, directoraPRODUCCIN M.a Cruz Iglesias Capn

Bernat Peso InfanteSECRETARA Purificacin Mayoral MartnezEDITA Prensa Cientfica, S. A. Muntaner, 339 pral. 1.a 08021 Barcelona (Espaa)

Telfono 93 414 33 44 Telefax 93 414 54 13

SCIENTIFIC AMERICANEDITOR IN CHIEF John RennieMANAGING EDITOR Michelle PressASSISTANT MANAGING EDITOR Ricki L. RustingNEWS EDITOR Philip M. YamSPECIAL PROJECTS EDITOR Gary StixSENIOR WRITER W. Wayt GibbsEDITORIAL DIRECTOR, ON-LINE Kristin LeutwylerEDITORS Mark Alpert, Steven Ashley, Graham P. Collins, Carol Ezzell,

Steve Mirsky, George Musser y Sarah SimpsonPRODUCTION EDITOR Richard HuntVICE PRESIDENT AND MANAGING DIRECTOR, INTERNATIONAL Charles McCullaghPRESIDENT AND CHIEF EXECUTIVE OFFICER Gretchen G. TeichgraeberCHAIRMAN Rolf Grisebach

PROCEDENCIADE LAS ILUSTRACIONES

Portada: NASA y Hubble HeritageTeam

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Fuente

CERN

Javier Rodrguez ViejoAIP Emilio Segr Visual ArchivesFrancesc PiJeff JohnsonCraig FosterEthan HillCERT/Coordination center at theSoftware Engineering Instituteof Carnegie Mellon UniversityEthan HillNHTSA

Delphi Automotive Systems(arriba); Ford Motor Company(abajo)Xplane.comVisteonDavid F. Blake y Peter Jenniskens,cortesa de Science, vol. 265;1994, AAASDon FoleyDominic Hart, cortesa de NASAAmes Research CenterImagen alterada por Sara ChenBryan ChristieJessie NathansKevin Langton, Departamentode Oftalmologa de la Universidadde ColumbiaImagen alterada por Sara ChenBryan ChristieEdward Bell y NASADon DixonSara Chen, fuente: Nuno C. SantosNASA

Sara ChenMax Aguilera-HellwegBryan Christie, fuente: L.S.U.(mapa de fondo); Don Foley(mapas de la izquierda), fuentes:L.S.U. (inferior), U.S. Army Corpsof Engineers (centro); NationalGeographic Book Division(seccin de Nueva Orleans);fuente: L.S.U. (rea de detalle)Bryan Christie, fuentes: U.S.Army Corps of Engineers; L.S.U.,Louisiana Water ResourcesResearch InstituteFernando ValladaresPour la ScienceGeorge Retseck (ilustracin);Bootstrap Institute (fotografade Engelbart); Deanna Horvath,cortesa de Xerox Parc (ratn de1981), Microsoft (ratones de 1987y 2000) y Logitech (ratn de2001)Matt Collins

COLABORADORES DE ESTE NUMEROAsesoramiento y traduccin:

Antonio Celada: Presente y futuro de los anticuerpos monoclonales; Luis Bou: Alerta rojaen la Red y Aventuras problemticas; M. Rosa Zapatero: Hielo y origen de la viday La vida en el universo; Gilberto V. Rosales: Degeneracin macular; Juan Pedro Campos:Deltas de zonas habitadas; Angel Garcimartn: Perfiles; J. Vilardell: Hace..., Curiosidades dela qumica e Ideas aplicadas

Copyright 2001 Scientific American Inc., 415 Madison Av., New York N. Y. 10017.

Copyright 2001 Prensa Cientfica S.A. Muntaner, 339 pral. 1.a 08021 Barcelona (Espaa)Reservados todos los derechos. Prohibida la reproduccin en todo o en parte por ningn mediomecnico, fotogrfico o electrnico, as como cualquier clase de copia, reproduccin, registro otransmisin para uso pblico o privado, sin la previa autorizacin escrita del editor de la revista.El nombre y la marca comercial SCIENTIFIC AMERICAN, as como el logotipo correspondiente,son propiedad exclusiva de Scientific American, Inc., con cuya licencia se utilizan aqu.ISSN 0210136X Dep. legal: B. 38.999 76Filmacin y fotocromos reproducidos por Dos Digital, Zamora, 46-48, 6 planta, 3 puerta - 08005 BarcelonaImprime Rotocayfo-Quebecor, S.A. Ctra. de Caldes, km 3 - 08130 Santa Perptua de Mogoda (Barcelona)Printed in Spain - Impreso en Espaa

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Difusincontrolada

INVESTIGACIN Y CIENCIA, diciembre, 2001 3

...cincuenta aos

DIVIRTASE CON EL NENE. Elbeb humano es un sujeto exce-lente para pruebas de aprendizaje.Con l no hay que recurrir a ho-rarios de comida ni crear cualquierotro estado de privacin, pues elcachorro humano puede recibir afir-maciones psicolgicas de los even-tos ambientales ms triviales, sinque necesite el premio de un ali-mento. Casi cualquier retorno delmedio es reforzante mientras noresulte demasiado intenso. Un ele-mento de refuerzo al que los be-bs suelen reaccionar es el encen-dido y apagado de una lmpara demesa. Elija cualquier reaccin, le-vantar la mano, por ejemplo. Siempreque el beb levante el brazo, hagadestellar la luz. Al poco tiempo sehabr generado una reaccin per-fectamente definida. Por cierto, queel nio se habr divertido. B. F.Skinner, profesor de psicologa dela Universidad de Harvard.

SUSTANCIAS FRAS. Los fluo-rocarburos, una nueva clase de com-puestos qumicos muy extensa yprometedora, han pasado de loslaboratorios a las fbricas. Ya seproducen a toneladas en la plantade Hastings, de la compaa mi-nero-metalrgica Minnesota. La cua-lidad ms notable dela mayora de los fluo-rocarburos reside en suestabilidad extraordi-naria; resisten al ca-lor, cidos, lcalis, in-sectos y hongos.

BOMBAS NUCLEARESDE CAMPAA. El mespasado la Comisin deEnerga Atmica hizoestallar cinco bombasen su campo de prue-bas de Nevada. Losexperimentos se pro-ponan recabar infor-macin acerca del po-sible uso tctico delas armas atmicas.En el ejercicio Pea

del Desierto, as se bautizaron losensayos, participaron efectivos delEjrcito. En una de las pruebas,1200 paracaidistas montaron posi-ciones de combate en el polgono,se retiraron para la explosin yluego retornaron para recibir lec-ciones sobre cmo descontaminarlos pertrechos que haban dejadoen el lugar.

...cien aos

NOVA DE PERSEO. El profesorG. W. Ritchey, del ObservatorioYerkes, acaba de facilitar fotogra-fas de la nebulosa tenue que ro-dea la nueva estrella de Perseo. Lamedicin del negativo indica quela nebulosa se ha expandido unminuto de arco en siete semanas.La celeridad del movimiento esdesde luego enorme, mucho msque cualquiera otra conocida hastaahora dentro del universo. El mo-vimiento de la fuerte condensacinde nebulosidad se acerca al de laluz. Mary Proctor

COMIDA CON EXOESQUELETO.Monsieur Dagin, entomlogo fran-cs, recomienda algunos insectoscomo artculos de dieta. No slose ha ledo toda la bibliografa so-bre gastronoma insectvora, sinoque, adems, ha probado perso-

nalmente varios cientos de espe-cies crudas, cocidas, fritas, grati-nadas, asadas y picadas. Ha co-mido incluso araas, pero no lasrecomienda. Las cucarachas, dice,hacen una sopa deliciosa. Wilfredde Fonvielle, otro cientfico fran-cs, prefiere las larvas, que pue-den pelarse y comerse como si fue-ran camarones.

BUQUES DE NUEVO DISEO.Hasta ahora la Armada de los Es-tados Unidos no haba construidoun buque que desplazara 14.948 to-neladas. El Georgia se cuenta en-tre los tres de la clase Virginiaautorizados el 3 de marzo de 1899.El modelo aceptado, que se mues-tra en la ilustracin, fue precedidopor una controversia en el Comitde Construcciones Navales, origi-nada por las objeciones a la to-rreta superpuesta, en la cual loscaones de ocho pulgadas estnmontados sobre los caones de docepulgadas.

...ciento cincuenta aos

CAZA DE OSOS. Un peridico deMontauban (Francia) da cuenta dela captura de un enorme oso em-pleando cloroformo. Durante muchotiempo su presencia aterroriz alcontorno. Al amanecer de cierto da,

un tal doctor Pegot seacerc con un grupode campesinos a la ca-verna donde dorma lafiera. Sobre la entradatendieron barras dehierro y mantas y eldoctor descarg variasveces en el interior dela cueva una jeringade gran tamao llenadel somnfero. El ani-mal no tard en caeren un sopor profundoy entonces el doctorse adelant para ha-cerse con su trofeo.Es ste el primer casode captura de un ani-mal salvaje usando clo-roformo.

HACE...

U.S.S GEORGIA, acorazado modelo 1901

En 1977, John van Vleck,

Nevill Mott y Philip An-derson recibieron el pre-mio Nobel de Fsica porsus trabajos tericos so-

bre estado slido. El perfil de losfsicos y la especialidad galardo-nados eran sintomticos de los cam-bios que viva la fsica. Si en elcaso de van Vleck y Mott se re-conoca con cuarenta aos deretraso a dos pioneros en la apli-cacin de la mecnica cuntica alestudio de los metales, la inclu-sin de Anderson, investigador deAT&T y Bell el gigante de lastelecomunicaciones estadouniden-se dejaba pocas dudas sobre larelevancia de la investigacin in-dustrial para la fsica contempo-rnea.

El premio consolidaba asimismoa la fsica del estado slido comouna de las reas de la fsica conmayor proyeccin, capaz de com-petir en recursos y prestigio conla fsica de altas energas, buque

insignia de la disciplina en las d-cadas posteriores a la Segunda Gue-rra Mundial.

La fsica del ltimo cuarto delsiglo XX iba a estar marcada poruna mayor paridad entre las dis-tintas reas y por el estrechamientode los vnculos nada desdea-bles al iniciarse el perodo conel sector industrial. Es aqu, msque en cualquier revolucin con-ceptual, donde habra que buscarlas claves del desarrollo de la dis-ciplina durante este perodo.

Las teoras de la relatividad yla mecnica cuntica, que propor-cionan el armazn bsico para com-prender el comportamiento de laspartculas subatmicas, la luz o lasgalaxias, datan de la primera mi-tad del siglo; durante su segundamitad los esfuerzos de los fsicosse centraron en resolver los gra-ves problemas que planteaba la si-multaneacin de ambas teoras, ascomo en extender su dominio deaplicacin.

Uno de los primeros xitos sealcanz en 1949 con la formula-cin de la electrodinmica cunti-ca, una teora cuntica y relativistade las interacciones electromag-nticas. La capacidad predictivade la electrodinmica cuntica eshoy proverbial, y ha servido demodelo a otras teoras cunticasde campo.

De hecho, es tal la confianzaque inspiran relatividad y cuntica,que algunos fsicos han pronosti-cado el fin de la fsica, porquecada vez quedaran menos leyesfundamentales por descubrir. Ya en1929 Paul A. M. Dirac sealabaque, una vez formulada la mec-nica cuntica, los fsicos disponande las leyes fsicas necesarias paramatematizar la mayor parte de lafsica y toda la qumica, y la nicadificultad residual era que la apli-cacin de estas leyes llevaba aecuaciones demasiado complicadaspara ser solubles.

La gnesis de la mecnica cun-tica relativista result mucho msproblemtica de lo que supona Di-rac, pero aun as el xito de laelectrodinmica cuntica llev en1965 a Richard Feynman a reite-rar la idea del fin de la fsica conun smil geogrfico: El descubri-miento de una nueva ley tras otrano puede continuar indefinidamen-te... Somos afortunados por viviren una poca en la que an que-dan cosas por descubrir. Es comodescubrir Amrica, slo puede ha-cerse una vez. Estamos asistiendoal descubrimiento de las leyes fun-damentales de la naturaleza, y estono volver a ocurrir... En el fu-turo habr una degeneracin de las

4 INVESTIGACIN Y CIENCIA, diciembre, 2001

XAVIER ROQUE (Barcelona, 1965) es profesor titular de Historia de la Cien-cia en la Universidad Autnoma de Barcelona (UAB) y dirige el Centro de Es-tudios de Historia de las Ciencias de la misma universidad. Licenciado en fsi-cas, se doctor en historia de la ciencia (UAB, 1993) con una tesis sobre lahistoria de la electrodinmica cuntica. Ha realizado estancias postdoctorales enla Universidad de Cambridge (1993-1995) y en el Centre de Recherche en His-toire des Sciences et des Techniques, La Villette, Pars (1996). Su trabajo se hacentrado en la historia de la fsica del siglo XX, desde el descubrimiento del po-sitrn a las relaciones entre ciencia e industria en el desarrollo de la radiactivi-dad. Entre sus publicaciones destaca la edicin, junto con Manuel Garca Don-cel, de Las ondas electromagnticas de Heinrich Hertz (Barcelona: PublicacionsUAB y Edicions UPC, 1990). Recientemente ha traducido y prologado una se-leccin de textos de Einstein sobre la teora de la relatividad (Albert Einstein.La teoria de la relativitat i altres textos, Barcelona: ECSA e Institut dEstudisCatalans; Vic: Eumo, 2000).

El autor

La fsicaen el ltimo cuarto

del siglo XXXavier Roqu

ideas, y nos sentiremos como losgrandes exploradores cuando los tu-ristas empezaron a invadir los nue-vos territorios.

Recientemente, John Horgan haesgrimido argumentos similares enEl fin de la ciencia: los lmitesdel conocimiento en el declive dela era cientfica (1997), una obrapolmica que no se detiene antela fsica. Entre las voces que sehan alzado contra Horgan se hallala del fsico-qumico y antiguo edi-tor de Nature, John Maddox, quienargumenta en Lo que queda por

descubrir (1998) que tenemos tanpoca idea de lo que nos depararla fsica de los prximos 50 aoscomo la que tenan los fsicos definales del siglo XIX sobre las re-voluciones relativista y cuntica[vase tambin La ciencia delnuevo milenio, por J. Maddox, IN-VESTIGACIN Y CIENCIA, enero 2000].Entonces, la mecnica de Newtony la teora electromagntica pare-can incuestionables y, sin embar-go, la fsica del siglo XX se eri-gi sobre nuevos cimientos. Tambinla historia, pues, nos hace escp-

ticos ante la idea de que la fsicavaya a agotarse.

En cualquier caso, el debate so-bre los lmites de la fsica no llega plantearse con fuerza en las d-cadas posteriores a la Segunda Gue-rra Mundial, aos de crecimientopara la fsica gracias al papel de-sempeado en la contienda y a surelevancia econmica y militar du-rante la Guerra Fra. Slo en losaos setenta aparecieron signos defatiga institucional y recesin.

En los Estados Unidos, los mo-vimientos sociales y la crisis ener-


Qu es lo ms significativo que le ha sucedido a la fsicaen los ltimos 25 aos? Cules son las tendencias en la disciplina

y los retos de futuro? Cmo se ve este panorama desde nuestro pas?El autor propone algunas respuestas sucintas a estas cuestiones

1. SECCION DEL ACELERADOR LEP, en el CERN, que ac-tualmente se halla reconvirtiendo en el acelerador de par-tculas ms potente del mundo, el Gran Colisionador deHadrones (LHC), cuya entrada en funcionamiento est pre-vista para 2006. Una vez el proyecto haya superado las

enormes dificultades tcnicas y econmicas que entraa,los fsicos del primer gran laboratorio genuinamente eu-ropeo podrn reemprender la bsqueda del bosn de Higgsy confirmar el modelo estndar. En la imagen puede verseuno de los imanes dipolares del futuro acelerador.


gtica dieron paso al primer acci-dente grave en una central nuclear(Three Mile Island, 1979) y al en-juiciamiento pblico del complejoacadmico-industrial-militar que ha-ba llevado al pas al liderazgomundial de la disciplina. Las cr-ticas daaron la imagen pblica dela fsica y mermaron los recursoseconmicos destinados a ella, queentre 1967 y 1976 se redujeron un34 %. Las repercusiones sobre lasexpectativas profesionales de losfsicos no se hicieron esperar: sien 1970 se haban doctorado msde 1600 fsicos, en 1980 apenasllegaron a 900.

La crisis alcanz tambin, aun-que en menor medida, a los prin-cipales pases europeos, y pas casiinadvertida en Espaa. Se trataba,con todo, de una crisis relativa,porque la fsica parta de una si-tuacin extremadamente saneadadentro del conjunto de las ciencias.El tiempo ha borrado el recuerdode la recesin y hace, en cambio,que destaquen con nitidez los lo-gros alcanzados desde entonces.

Cualquier balance, por someroque sea, debe partir de la fsicade altas energas (fsica de part-culas, gravitacin y cosmologa),y es que ya sea por su relacin

filial con la radiactividad, la fsicanuclear y el proyecto Manhattan,por la fascinacin que ejerce so-bre nosotros la exploracin del cos-mos, o por la proyeccin personalde cientficos como Albert Ein-stein, Niels Bohr, Feynman o Ste-phen Hawking, la fsica de altasenergas configur en gran medidala imagen de la fsica durante lasegunda mitad del siglo XX.

En ese perodo, el descubrimientode cientos de nuevas partculas ele-mentales, la bsqueda de un es-quema clasificatorio y el anlisisde las correspondientes interac-ciones mediante la teora cunticade campos culmin en la formu-lacin del llamado modelo estn-dar de las partculas elementales.Las aportaciones tericas ms sig-nificativas han respondido al sueode unificar las fuerzas de la na-turaleza, que la fsica del siglo XXha cifrado en cuatro: la gravita-toria, la electromagntica, la fuertey la dbil.

En 1967, Steven Weinberg y Ab-dul Salam lograron reducir las fuer-zas electromagntica y dbil a ma-nifestaciones distintas de una mismainteraccin. Casi al mismo tiempose introduca el modelo de quarksde las interacciones fuertes, que si

bien no despert inicialmente de-masiado inters, cobr fuerza aliniciarse el perodo que nos ocupagracias a la formulacin de la cro-modinmica cuntica. Ambas teo-ras describan las interacciones me-diante grupos de simetraSU(2) U(1) en el caso de lateora electrodbil, SU(3) en el casode la cromodinmica cuntica, yen 1974 Howard Georgi y Shel-don Glashow propusieron una teo-ra unificada, basada en el grupode simetra SU(5). Lo que parecauna quimera terica no ha dejadode plantear retos experimentalesmuy considerables, como el quesupone confirmar la estimacin te-rica de la vida media del protn(1031 aos).

Naturalmente, la Gran Teora Fi-nal debiera incluir la gravitacin,pero la formulacin de una teoracuntica del campo gravitatorio noest a la vista y supone uno delos problemas ms acuciantes dela fsica actual. La teora de lagravitacin vigente es la teora dela relatividad general, que desdesu formulacin por Einstein en 1915ha superado a cuantos rivales sele han presentado. Si en el per-odo de entreguerras la relatividadgeneral apenas atrajo el inters delos fsicos, a partir de los aos se-senta la utilizacin de nuevos ins-

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2. IMAGEN de islas nanocristalinas de carburo de silicio sobre substrato deSiO2/Si, obtenida por un microscopio de fuerza atmica (AFM). Esta imagentopogrfica de una superficie a escala atmica resulta del desarrollo de re-finados sistemas de representacin que no slo hallan aplicacin en la cien-cia y tcnica de materiales, sino tambin en la medicina, donde ofrecen nue-vas vistas del cuerpo humano (es el caso de la resonancia magntica nuclear).En la grfica se aprecia bien el tamao y la distribucin de tamaos de lasislas de la figura AFM; la imagen inferior derecha corresponde a la mismamuestra vista de frente.

trumentos de observacin astron-mica no pticos, como el radar,revel la existencia de extraoscuerpos celestes predichos por lateora, como los cusares (del in-gls quasi stellar) o los plsares(estrellas de neutrones en rpidarotacin que emiten pulsos elec-tromagnticos peridicos); sin dudael objeto ms popular de este g-nero son los agujeros negros, nom-bre con el que se conoce a unaconcentracin de masa tan densa,que ningn tipo de materia o ra-diacin puede escapar de ella. Losastrofsicos, con todo, siguen cons-truyendo telescopios pticos cada vezms potentes entre los que se ha-lla el Gran Telescopio de Canarias,que pronto entrar en funcionamien-to y en la ltima dcada han lan-zado telescopios espaciales como elHubble (1990).

La demarcacin entre cosmologay fsica de partculas se difumina amedida que retrocedemos en el tiempopara intentar comprender el origendel universo. Por otro lado, de lafusin entre una de las especiali-dades ms venerables de la fsica yuna de las teoras ms revolucio-narias del siglo XX ha surgido unanueva subdisciplina, la astrofsicarelativista, que ha conocido un augeimportante en los ltimos decenios.

Nuestro conocimiento de las in-teracciones fundamentales est di-rectamente relacionado con el ta-mao de los grandes aceleradoresde partculas. El prestigio alcan-zado por la fsica de altas ener-gas, tras la Segunda Guerra Mun-dial, garantiz la construccin deestas instalaciones costossimas, im-prescindibles para desentraar lanaturaleza ltima de la materia. Enla ltima dcada del siglo, sin em-bargo, la fsica de altas energassufri un revs de gran valor sim-blico: en 1993, el Congreso es-tadounidense decidi cancelar elproyecto del Supercolisionador Su-perconductor (SSC), un tnel de83 km de circunferencia que ha-bra acelerado protones a energascercanas a los 40 teravolt (40 1012electronvolt).

La muerte del SSC, sin embargo,no supuso el fin de la fsica ex-perimental de altas energas, por-que Europa aprobaba un ao des-pus la construccin del Gran

Colisionador de Hadrones (LHC),llamado a ser, cuando entre enfuncionamiento en 2006, el mayoracelerador del mundo. Para los45 pases que participan en sudesarrollo (incluidos los EstadosUnidos), el LHC ser lo ms pa-recido al acelerador mundial parala paz mundial con el que soa-ron fsicos norteamericanos, so-viticos y europeos en los aossesenta y setenta.

El proyecto LHC est lideradopor el CERN, el gran laboratorioeuropeo de investigacin nuclearcreado en 1952, en una de las pri-meras decisiones de carcter cien-

tfico y poltico para la creacinde una Europa unificada. El CERNse ha consolidado desde entoncescomo un centro de referencia parala especialidad, y cuenta en su ha-ber con diversos hallazgos de granimportancia, como la deteccin en1983 de las partculas W+ y Z,mediadoras de la interaccin elec-trodbil. (Es el tipo de descubri-miento que lleva directamente alNobel, en este caso para CarloRubbia y Simon van der Meer en1984, aunque el premio, de ca-rcter personal, se adapta mal altrabajo en equipo caracterstico dela fsica contempornea.)


3. PHILIP WARREN ANDERSON (izquierda) y Paul L. Richards, de los labora-torios Bell, inspeccionando el dispositivo experimental con el que confirma-ron la naturaleza mecnico-cuntica de los fenmenos de la superfluidez yla superconductividad y la relacin entre ambos (1965). Anderson, que en1977 recibi el premio Nobel de fsica junto a John van Vleck y Nevill Mott,representa bien al fsico industrial vinculado a la fsica del estado slido,que en las ltimas dcadas del siglo XX se erigi como una de las reas dela fsica de mayor proyeccin.

Contra lo que pudiera pensarse,los bilogos moleculares a prin-cipios de los noventa se debatatambin la necesidad de financiarel proyecto Genoma Humano nofueron los nicos beneficiarios dela cancelacin del SSC. Entre losoponentes al superacelerador se ha-llaban varios premios Nobel de f-sica, como Philip Anderson, quienadems de considerar que el gastono estaba justificado, crea que lafsica de la materia condensada eratan o ms ventajosa cientfica yeconmicamente que la de altasenergas. Adems, Anderson cues-tionaba abiertamente el reduc-cionismo de los partidarios msacrrimos del SSC, que hacan delconocimiento de las leyes funda-mentales el nico fin legtimo dela fsica, as como la jerarqua dis-ciplinar que situaba la fsica de al-tas energas en el vrtice, desde elcual podan deducirse cmodamenteel resto de leyes y fenmenos.

No le faltaba razn a Anderson,representante de un tipo de fsicano acadmica vinculada a la in-dustria de las telecomunicaciones.La fsica del estado slido, nacidaen los aos treinta como un reasubsidiaria de la mecnica cun-tica, haba ido cobrando impor-tancia e independencia gracias enbuena parte a su inmenso poten-cial tcnico. No en vano los des-

cubridores del transistor trabajabanpara AT&T y Bell, que tena s-lidas razones para investigar la po-sibilidad de rectificar una corrientemediante un dispositivo ms fia-ble y energticamente eficaz quelas vlvulas de vaco usadas hastaentonces. La relevancia de estaespecialidad no ha hecho sinoaumentar con el tiempo, y de elladependen buena parte de las tc-nicas con las que estamos ms fa-miliarizados, que incorporan mate-riales semiconductores y lseres.

El potencial tecnolgico de la f-sica est lejos de agotarse. En losltimos aos, la idea de un com-putador cuntico ha tomado cuerpo,y slo estamos empezando a ex-plorar las posibilidades de la na-notcnica.

Nuestra revisin, polarizada entorno a dos reas de indudable im-portancia, no debiera dejar de ladoespecialidades aparentemente me-nores que tienen, sin embargo, unpeso especfico considerable, comola termodinmica y la mecnica es-tadstica, o la fsica atmica y mo-lecular. Tampoco hay que olvidar,por ltimo, que la fsica ha ten-dido o consolidado en los ltimosaos numerosos puentes con otrasdisciplinas, dando lugar en algncaso a nuevas especialidades deimportancia creciente, como la bio-fsica o la fsica ambiental, o re-

novando subdisciplinas de larga tra-dicin, como la geofsica.

La fsica en Espaa

Estos desarrollos han sido se-guidos de cerca por los fsi-cos espaoles, que en los ltimos30 aos han vivido sin duda el pe-rodo ms fructfero para la disci-plina desde su constitucin comotal, diferenciada de la filosofa na-tural, a lo largo del siglo XIX. Losesfuerzos de la generacin de fsi-cos que, en las primeras dcadasdel XX, intent modernizar la f-sica espaola (Esteban Terradas,Miguel Cataln, Julio Palacios yBlas Cabrera) se vieron truncadospor la Guerra Civil, y hay que bus-car las races de la fsica contem-pornea en Espaa en el franquismo.Se trata de un tema poco estudiadopor su inmediatez.

En el caso de la fsica tericade altas energas, uno de los mssignificativos, se invirti en Espaael proceso seguido en los pasesque haban fundado la especiali-dad, lo que quiere decir que la in-vestigacin fundamental lleg de lamano de los usos civiles o milita-res de la energa nuclear. La Juntade Energa Nuclear, creada en 1951,promovi la formacin de los pri-meros fsicos de altas energas einst el ingreso de Espaa en el


PARTICULAS

LEPTONES

ELECTRON

1

CARGAELECTRICA

MUON

1

TAU

1

NEUTRINODEL ELECTRON

0

CARGAELECTRICA

NEUTRINODEL MUON

0

NEUTRINODEL TAU

0

QUARKS

ABAJO

1/3

CARGAELECTRICA

EXTRAO1/3

FONDO

ARRIBA

GLUONES FOTONES

AtomosLuz

QumicaElectricidad

Sistema solarGalaxias

Agujeros negros

GRAVITONES

ENCANTO

CIMA

1/3

2/3

CARGAELECTRICA

FUERZAS

GRAVELECTROMAGNETICAFUERTE

2/3

2/3

PROTON

NEUTRON NUCLEO

4. ESQUEMA del modelo estndar de las partculas ele-mentales, que describe los componentes ltimos de la ma-teria y las interacciones entre ellos. Segn el modelo, lamateria est constituida por quarks y leptones (partcu-las de espn semi-entero, o fermiones). Entre los leptones

se hallan el electrn y dos partculas ms de carga ne-gativa, cada una de las cuales tiene asociado un neutrino.El modelo estndar describe las interacciones fundamen-tales entre quarks y leptones a travs de la mediacinde una partcula de espn entero, o bosn, que determina

CERN en 1961. El abandono delgran laboratorio europeo en 1968fue desastroso para los fsicos ex-perimentales de altas energas, perono as para los tericos, que con-siguieron del Gobierno la cesinde parte de la cuota anual al CERNy administraron cantidades nada des-deables a travs del GIFT (GrupoInteruniversitario de Fsica Terica),un organismo que no lleg a tenerexistencia legal pero que contri-buy a la modernizacin de la es-pecialidad mediante el intercambiode profesores y doctorados con elextranjero y la organizacin de cur-sos avanzados. Ello explica queen un muestreo realizado en 1981Espaa ocupara la segunda divi-sin entre los pases con ms pu-blicaciones en fsica de altas ener-gas, junto con India, China, Canad,Polonia e Israel. En 1983 Espaavolvi a ingresar en el CERN.

En cualquier caso, el salto cuali-tativo se produjo durante la transi-cin democrtica. La fsica, comootras ciencias, se benefici delaumento significativo en la inver-sin en ciencia y tcnica que tuvolugar en Espaa entre 1977 y 1992,y se dira que no ha sufrido tantoel estancamiento efectivo de la in-versin en los aos noventa gra-cias a los diversos planes nacio-nales de investigacin centrados enla fsica y a la explotacin de los

programas marco de la Unin Euro-pea. Los estudios realizados sobrelas publicaciones de los fsicosespaoles en revistas extranjerasmuestran que el nmero de cita-ciones recibidas es comparable ala de los fsicos de otros pases.Se registra tambin el predominiode las aportaciones realizadas des-de la universidad, que para el pe-rodo 1986-1988 representaban el83 % de los artculos sobre fsicade autores espaoles recogidos porla conocida base de datos INSPEC.

La prosperidad relativa de la f-sica y la mejora de nuestra si-tuacin internacional no puedenocultar que seguimos movindonosen porcentajes del PIB dedicadosa la investigacin que no llegan ala mitad de los que dedican lasnaciones europeas de referencia;tampoco pueden ocultar el hechopreocupante de que los ltimos in-crementos en el presupuesto de I+Ddel Estado hayan sido en gran parteabsorbidos por programas de de-fensa de dudoso, cuando no nulo,valor cientfico. Segn un informeelaborado en 1999 por la CtedraUnesco para la Paz y el Desarro-llo de la Universidad Autnoma deBarcelona, el presupuesto generaldel Estado para el ao 2000 pre-vea un destino militar para el 41 %de los 500.000 millones de pese-tas dedicados a investigacin y de-

sarrollo, con los que sufragar, en-tre otras cosas, el desarrollo delavin de combate EF-2000 o la fa-bricacin de los carros de combateLeopard. El presupuesto general delEstado para 2002, recientementepresentado, abunda en esta direc-cin.

Al margen de la justa adminis-tracin de unos recursos pblicosque, segn los investigadores, de-bieran doblarse con urgencia, la f-sica en Espaa adolece de la faltade conexiones con la industria. Laimbricacin entre universidad y em-presa no debiera limitarse a tareasdirectamente productivas, sino quedebiera incluir el desarrollo de in-vestigaciones originales en un en-torno que puede ser tan propiciocomo el acadmico, como lo de-muestran los laboratorios de em-presas como IBM, AT&T o Phi-lips. Aunque para ello se precisauna amplitud de miras que no pa-rece abundar ni entre nuestros em-presarios ni entre nuestros dirigen-tes, demasiado preocupados por elrendimiento a corto plazo.

Fsica, culturay sociedad

Pese a la competencia crecientede las ciencias de la vida, lafsica ha seguido ocupando duranteel perodo que estamos considerando


q'

Desintegracindel neutrn

Radiactividad betaInteraccin de los neutrinos

Combustin solar

S BOSONES W, Z

DEBILVITATORIA

INTERACCION: ACOPLAMIENTODE LAS FUERZAS CON LA MATERIA

DEBILELECTROMAGNETICA FUERTEe+

e

q

q

e

e+

e

e

u

d

e

CARGA

INTENSIDAD RELATIVA 102 INTENSIDAD RELATIVA = 1014

u d

e

W

ee

e

NEUTRA

W Z0e

e e

e+

e+

Z0

e+

q'

q

g

g

g

ggg

gg

INTENSIDAD RELATIVA = 1

q

qg

q'

g g

la intensidad relativa de la fuerza. La interaccin fuerteda cuenta de la estabilidad de protones, neutrones y estmediada por el gluon. La interaccin electromagntica per-mite entender las fuerzas atmicas y moleculares que ri-gen las reacciones qumicas y el comportamiento de la

luz, y est mediada por el fotn. La interaccin dbil, me-diada por los bosones W y Z, explica la desintegracindel neutrn y el origen de la radiacin . No disponemosde un modelo terico-cuntico de la interaccin gravita-toria, que estara hipotticamente mediada por el gravi-

un lugar destacado en las obras dedivulgacin cientfica y los mediosde comunicacin. Cabe recordar se-ries televisas de xito como Cosmos,de Carl Sagan, o ms recientementeEl universo de Stephen Hawking.Los fsicos han protagonizado tam-bin obras de teatro como la Vidade Galileo de B. Brecht (reescritaen 1945, bajo la impresin causadapor el lanzamiento de las bombasatmicas sobre Japn, y que plan-tea una lectura inequvocamentecontempornea de la condena a Ga-lileo y la servidumbre de la cien-cia), Los fsicos, de Friedrich Drren-mat o recientemente Copenhague,de Michael Frayn, que trata sobrelos dilemas morales de W. Heisen-berg y N. Bohr durante la SegundaGuerra Mundial con gran veracidadhistrica.

Los fsicos han desempeado tam-bin un papel destacado en las lla-madas guerras de ciencia que hanagitado en los ltimos tiempos elpanorama cientfico-cultural norte-americano y, en menor medida, eleuropeo. Un fsico, Alan Sokal,protagoniz en 1996 uno de losepisodios ms conocidos. Con laintencin de desenmascarar a fil-sofos y socilogos que utilizan con-ceptos cientficos para revestir deautoridad y prestigio a sus escri-tos, Sokal envi a la revista So-cial Text un artculo delirante, unaparodia llena de trminos cientfi-cos descontextualizados y carentesde sentido. Los editores de la re-vista aceptaron y publicaron el ar-tculo de Sokal, quien poco des-pus descubra pblicamente la farsay explicaba en Imposturas inte-

lectuales (1997, con Jean Bricmont)qu haba de malo, segn l, enla obra de filsofos como JacquesLacan, Jean Baudrillard, Gilles De-leuze o Flix Guattari, entre otros.

Para muchos, Sokal haba acer-tado al denunciar el uso indiscri-minado de conceptos cientficos yla falta de rigor de algunos inte-lectuales posmodernos. Aun as, nohay que olvidar que los abusos hansido propiciados en ms de unaocasin por los propios fsicos, loque es especialmente cierto de loscreadores de la mecnica cuntica.En un libro oportuno aparecido en1999, Mara Beller recuerda los in-tentos de M. Born por extrapolarla nocin de complementariedad almbito de la poltica, las conexio-nes entre cuntica y psicologa enun-ciadas por Bohr, o la dualidad cien-cia-religin postulada por WolfgangPauli, inspirndose en la dualidadonda-partcula.

Al margen de las responsabili-dades que quepa discernir en estecaso, lo cierto es que los fsicosnunca han dejado de aprovecharlas ocasiones para mostrar la sig-nificacin cultural y social de susideas, ms all de su inmediataaplicabilidad tcnica. De este tr-fico han surgido algunas de las p-ginas ms valiosas de la historiade la disciplina; en ltima instan-cia, hay pocas dudas de que resul-ta beneficioso tanto para la propiafsica como para la sociedad.


TWENTIETH CENTURY PHYSICS. 3 vols.Dirigido por Laurie Brown, Abra-ham Pais y Brian Pippard. Ame-rican Institute of Physics; NuevaYork, 1995.

ESTADO, CIENCIA Y TECNOLOGA ENESPAA: 1939-1997. Luis Sanz Me-nndez. Alianza; Madrid, 1997.

IMPOSTURES SCIENTIFIQUES. LES MA-LENTENDUS DE LAFFAIRE SOKAL.Dirigido por Baudouin Jurdant. LaDcouverte/Alliage; Pars, 1998.

QUANTUM DIALOGUES. THE MAKINGOF A REVOLUTION. Mara Beller.The University of Chicago Press;Chicago, 1999.

QUANTUM GENERATIONS. A HISTORYOF PHYSICS IN THE TWENTIETHCENTURY. Helge Kragh. PrincetonUniversity Press; Princeton, 1999.

Bibliografa complementaria

5. PROPAGACION guiada de luz lser a travs de fibras pticas de materia-les plsticos, con el fin de aplicarla en las comunicaciones pticas. El lser,uno de los fenmenos cunticos ms ubicuos en nuestra sociedad, se hallatambin en la base del desarrollo de nuevos sistemas de transmisin de lainformacin.

PRESENTE Y FUTURODE LOS ANTICUE

MONO

Ideados para curar

el cncer y otras

enfermedades,

no lograron alcanzar

el fin previsto.

Las dificultades

encontradas podran

subsanarse ahora

con prototipos

de nuevo cuo

Carol Ezzell

13

RPOSCLONALES


El optimismo ilimitado quedespertaron los anticuer-pos monoclonales en losaos ochenta result con-tagioso. A propsito del cncer,crease que, a la manera de misi-les teledirigidos, los anticuerposmonoclonales portadores de txi-cos o istopos radiactivos podranorientarse contra las clulas tumo-rales y depositar su carga letal, eli-minando las clulas cancerosas ydejando intactas las normales. Side enfermedades infecciosas se tra-taba, los anticuerpos monoclonalessitiaran a los virus y bacterias in-troducidos en el organismo, confi-nndolos en recintos donde las c-lulas del sistema inmunitarioacabaran con ellos.

Pero la realidad ha mostrado quelas cosas son ms difciles. Los an-ticuerpos monoclonales son prote-nas del sistema inmunitario muypuras que atacan dianas molecula-res especficas. Para su infortunio,los individuos que recibieron la pri-mera hornada de anticuerpos mo-noclonales con fines teraputicostendan a desarrollar sus propiosanticuerpos contra los anticuerposinyectados. Eso hizo que, por cau-sas que no acabamos de conocer,progresaran an ms en su patolo-ga. El hgado secuestraba tales an-ticuerpos monoclonales y los eli-minaba antes de que pudieran alcanzarsus objetivos. Fracasaron los ensa-yos clnicos. Las inversiones se hun-dieron, con prdidas millonarias.Cundi el escepticismo entre cien-tficos y laboratorios farmacuticos.

Pero no todos abandonaron. Gra-cias a su esfuerzo se descubrieronvas para corregir las deficienciasde los primeros frmacos. Al mer-cado ha llegado ya una decena deanticuerpos monoclonales. Tres msesperan una pronta aprobacin porla norteamericana Oficina de Ali-mentacin y Farmacia (FDA). Dosestarn equipados para llevar unadosis de radiactividad. Hay un cen-tenar largo en fase de ensayo enhumanos, superadas con xito laspruebas en animales. La cifra, enopinin del analista Franklin M.Berger, no dejar de crecer.

La FDA ha puesto sordina a lanueva euforia, sin embargo. En ju-lio el ente administrativo comuni-caba a la empresa Genentech quedeber presentar una documenta-cin ms exhaustiva de los estu-dios clnicos con humanos que de-muestren la seguridad a largo plazode sus anticuerpos monoclonalescontra el asma (Xolair). Estos eli-minan los anticuerpos que desem-pean una funcin clave en el asmay las alergias. Algunos observa-dores ven en ese requerimiento unamuestra del rigor que la FDA piensaaplicar en el examen de los efec-tos secundarios de los anticuerposmonoclonales, en particular cuandose trate de los indicados para en-fermos crnicos.

Las ventajas de los anticuerposmonoclonales son evidentes. Do-nald L. Drakeman, presidente deMedarex, reconoce que resulta msfcil la produccin de anticuerposque la de medicamentos tradicio-

nales, elaborados a partir de pe-queas molculas inorgnicas. Porser macromolculas los anticuer-pos, quiz no puedan indicarse entodas las enfermedades. Ahora bien,el desarrollo de un anticuerpo mo-noclonal hasta la fase de ensayoclnico slo requiere uno o dosaos, en comparacin con los cincoque se necesitan en el caso de unamolcula pequea. La rapidez sig-nifica ahorro. Drakeman estima enun par de millones de dlares laobtencin de un anticuerpo mo-noclonal a punto para las pruebasclnicas, mientras que se necesitan20 millones de dlares para un me-dicamento tradicional. A pesar delas reticencias de la FDA ante elfrmaco de Genentech, los anti-cuerpos monoclonales son mseficaces para eliminar molculasmediadoras implicadas en las en-fermedades que cualquier otro me-dicamento basado en pequeas mo-lculas. Los anticuerpos casi nuncason txicos.

Por irona de las cosas, los an-ticuerpos monoclonales podran servctimas de su propio xito. Sos-tienen los analistas del mercadoque las industrias carecen de ins-talaciones suficientes para fabri-carlos todos. Para adelantarse a eseproblema, los laboratorios han co-menzado a dirigir sus investiga-ciones hacia la produccin de an-ticuerpos en la leche de animalesde granja (corderos, vacas, etc.) oen plantas.

Mtodos para producirmonoclonales

El fracaso de los anticuerpos mo-noclonales en el pasado se de-bi, en parte, al proceso de su ela-boracin inicial. La tcnica de ma-nufactura clsica fue ideada porGeorges J. F. Khler y Csar Mil-stein, inmunlogos del Laboratoriode Biologa Molecular del Consejode Investigaciones Mdicas en Cam-bridge, por cuya innovacin se lesotorg el premio Nobel de fisio-loga y medicina en 1984. A gran-des rasgos, el procedimiento con-sista en la inyeccin de un antgeno(sustancia que el sistema inmuni-tario reconoce como extraa o pe-ligrosa) en un ratn. Se induca asla proliferacin, en el animal, de

Resumen/Anticuerpos monoclonales Los anticuerpos son macromolculas en forma de Y, producidas por

los linfocitos B, clulas del sistema inmunitario. Tienen por misinluchar contra los invasores. Los anticuerpos monoclonales estnsintetizados por copias idnticas, o clones, de un mismo linfocito B,por cuya razn atacan una sola diana especfica.

Hay en el mercado una decena de anticuerpos monoclonales. Cu-bren desde la prevencin del rechazo de un rgano trasplantadohasta la oncoterapia. Otros tres monoclonales esperan la aproba-cin de la Oficina de Alimentacin y Farmacia (FDA).

Aunque la produccin de anticuerpos monoclonales suele correspon-der a los hibridomas, unas clulas de mamfero, se est trabajandoen su obtencin a partir de la leche de animales sometidos a in-geniera gentica y a partir de plantas transgnicas.

Comparados con los medicamentos tradicionales, fabricados de pe-queas molculas inorgnicas, los anticuerpos monoclonales resul-tan ms baratos y ms fciles de preparar antes de entrar en lafase de ensayo clnico.

linfocitos B (clulas productoras deanticuerpos) que sintetizaban anti-cuerpos especficos contra el ant-geno inyectado. Para obtener losanticuerpos especficos, los inmu-nlogos deban ceirse a los lin-focitos B que los fabricaban. Peroresulta ser una tarea harto difcilel determinar de qu linfocitos Bse trata, para separarlos de los queno producen tales anticuerpos.

En ese procedimiento complejo,los linfocitos B del ratn han defusionarse con clulas de cultivoinmortalizadas (que se replicanilimitadamente) para crear hibri-domas. Estas nuevas clulas re-sultantes de la fusin producen an-ticuerpos murinos, que el sistemainmunitario humano puede perci-bir como intrusos. Por eso, los pa-cientes que han recibido inyeccio-nes de anticuerpos monoclonalesmurinos han experimentado una res-puesta AHAM, denominada as porlos anticuerpos humanos antimuri-nos que se generan. Las respues-tas AHAM provocan una hincha-zn de las articulaciones, eritemase insuficiencia renal, que puedenponer en peligro la vida. Tales res-puestas destruyen tambin los an-ticuerpos murinos.

Con el fin de evitar la respuestaAHAM y la inactivacin prema-tura de los anticuerpos de ratnpor el sistema inmunitario, se handesarrollado distintas tcnicas. Sebusca con ellas hacer ms huma-nos los anticuerpos. Estas macro-molculas, con forma de Y, se unena los antgenos a travs de los bra-zos, o regiones Fab, de dicha es-tructura. El vstago de la Y, la re-gin Fc, interacciona con las clulasdel sistema inmunitario. La reginFc reviste particular inters en laeliminacin de las bacterias: encuanto los anticuerpos recubren unabacteria mediante la unin con lasregiones Fab, las regiones Fc atraena las clulas encargadas de engu-llir los microorganismos para suaniquilacin.

Para que los anticuerpos murinosse parezcan ms a los humanospodemos reemplazar todo el anti-cuerpo monoclonal murino, salvola parte de unin al antgeno, conlos componentes de anticuerpos hu-manos. Cuatro de los anticuerposcomercializados en Estados Unidos


7Purificacin de los anticuerpos a partirde los cultivos o de los animalesde laboratorio

6Propagacin de los hibri-domas en cultivos in vitroo en ratones

5Seleccin del cultivo dehibridoma que fabrica elanticuerpo con que se uneal antgeno original

4Tras separar los hibridomas, sedeja que se dividan en los cultivos

3Fusin de las c-lulas, con forma-cin consiguientede hibridomas.Las clulas queno se fusionan,mueren

2bAcopio de linfo-citos B inmorta-les a partir deun tumor demdula sea

(mielomahumano)

2aSe aslanlos linfocitos Bdel bazo (clulassintetizadorasde anticuerpo)

1Se inyecta un ratn con unantgeno para inducir laproduccin de anticuerposcontra ese antgeno

ANTIGENO

BAZO

Produccin de monoclonales a partir de hibridomasLa tcnica tradicional opera con unas clulas fusionadas

llamadas hibridomas

estn hechos de esta forma, partede ratn y parte humana. Recor-daremos ReoPro, elaborado por laempresa Centocor, que previene laformacin de cogulos mediante suunin a un receptor especfico delas plaquetas.

Podemos seguir otro mtodo, queconsiste en la humanizacin de losanticuerpos. En esa tcnica se fun-dan cinco frmacos que se expen-den ya en farmacias. Uno de elloses Herceptin, de Genentech, un an-ticuerpo monoclonal contra el cn-cer de mama. La humanizacin sesirve de la ingeniera gentica parasustituir, de forma selectiva y entodo lo posible, el anticuerpo mu-rino con protena humana, incluidala mayor parte de las regiones deunin al antgeno. Campath, fabri-cado por Millennium Pharmaceuti-cals, se receta a los pacientes conleucemia linfoide crnica cuandohan fracasado otras medidas tera-puticas. Se une a un receptor queest presente en distintos tipos ce-lulares normales y cancerosos delsistema inmunitario; tras el trata-miento, los pacientes producen unmayor nmero de clulas norma-les. Los otros anticuerpos mono-clonales del mercado son anticuer-pos totalmente murinos.

Tras ms de 25 aos de esfuer-zo, se ha logrado por fin fusionarlinfocitos B humanos con clulasinmortalizadas; los hibridomas re-sultantes generan anticuerpos ple-namente humanos. En febrero, Abra-ham Karpas y su grupo anunciaronla proeza, aunque todava es de-masiado pronto para saber si losanticuerpos monoclonales produ-

cidos utilizando clulas humanassern ms seguros, ms eficaces oms baratos de fabricar que los ob-tenidos a travs de otras tcnicas.

Medarex y Fremont han encon-trado el mtodo para inducir en elratn la produccin de anticuerposplenamente humanos. Mediante in-geniera gentica consiguen que elratn aloje los genes de los anti-cuerpos humanos. Cuando se in-yectan antgenos en los ratones, losanimales fabrican anticuerpos ple-namente humanos. Los laboratoriosAbgenix han llevado a la fase deensayo clnico un anticuerpo ple-namente humano contra la inter-leucina-8 (IL-8); en cuanto cito-cina, esta sustancia qumica naturalactiva las clulas del sistema in-munitario. Cuando el organismoproduce IL-8 en demasa, puedenaparecer enfermedades inflamato-rias autoinmunes, como la artritisreumatoide o la psoriasis. En fasede ensayo clnico Medarex tieneanticuerpos monoclonales plena-mente humanos de potencial apli-cacin en pacientes con cncer yenfermedades autoinmunes. Trabaja,asimismo, en anticuerpos de diseo,preparados para liberar directamenteuna toxina en una clula enfermao para reclutar clulas inmunitariasque ataquen los tumores.

Otros laboratorios farmacuticosse afanan en la obtencin de an-ticuerpos monoclonales sin pasarpor los ratones. La compaa in-glesa Cambridge Antibody Tech-nology y la alemana MorphoSysAG aplican la tcnica de seleccinde fagos para lograrlo. Adems defacilitar la produccin en masa, elmtodo ayuda a encontrar anti-cuerpos monoclonales especficoscontra un antgeno determinado.

La seleccin de fagos est ba-sada en un virus fibroso que in-fecta las bacterias. Tras aislar elADN a partir de los linfocitos Bhumanos (cada clula produce unsolo tipo de anticuerpo contra unantgeno determinado), se insertadicho cido nucleico en Escheri-chia coli, para infectar la bacteria.Puesto que estos fagos filamento-sos producen nuevas copias de ellosmismos, fabricarn automticamentelas protenas codificadas por losgenes de los anticuerpos de varioslinfocitos B que se expresarn enla superficie de los nuevos fagossintetizados. Llegado ese momento,puede utilizarse el antgeno contrael que se desea obtener anticuer-pos (pensemos en un receptor deuna clula cancerosa), y as extraerlos fagos portadores del gen quecifra el anticuerpo con mayor es-pecificidad para ese antgeno. Paraproducir grandes cantidades del an-ticuerpo, se induce la infeccin demuchas bacterias o se inserta elgen del anticuerpo en las bacteriasen cultivo.

Dar en la diana

Tomados en su conjunto, los nue-vos tipos de anticuerpos mo-noclonales quimricos, humaniza-dos y humanos ofrecen ptimasperspectivas ante una serie de en-fermedades. Dos de estos medica-mentos, una vez aprobados por laFDA, convertirn en realidad lossoados anticuerpos monoclonalesconjugados. Se da tal apelativo alos portadores de sustancias ra-diactivas o productos txicos hastael propio tumor. Constituirn unanueva terapia del cncer. Zevalin(desarrollado por IDEC Pharma-


ANTICUERPO DE RATON

REGIONCONSTANTE

(Fc)

REGION DE UNION

DEL ANTIGENO(Fab)

REGIONES DE UNIONDEL ANTIGENO DEL RATON

SITIOS ESPECIFICOS DE UNIONDEL ANTIGENO DEL RATON

ANTICUERPO QUIMERICO(66 por ciento humano)

ANTICUERPO PLENAMENTEHUMANO

ANTICUERPO HUMANIZADO(90 por ciento humano)

TIPOS DE ANTICUERPOS obtenidos:de ratn, quimricos, humanizados yplenamente humanos.

ceuticals y Schering AG) y Bex-xar (fabricado por Corixa y Glaxo-SmithKline) van dirigidos contraCD20, un antgeno que se encuentraen la superficie de los linfocitosB, clulas stas que crecen de unaforma descontrolada en el linfomano Hodgkin. Zevalin transporta unistopo de itrio (Y90) y Bexxar unode yodo (I131).

En fase de ensayo clnico se ha-llan otros anticuerpos monoclona-les contra molculas de las clu-las del sistema inmunitario quedesempean una importante fun-cin en muchas enfermedades. Ge-nentech tiene muy avanzada laprueba de Xanelim, un anticuerpomonoclonal contra CD11a. Esta pro-tena reside en la superficie de loslinfocitos T, a los que ayuda a in-filtrarse en la piel provocando lainflamacin de la psoriasis, queafecta a unos siete millones de per-sonas en los Estados Unidos. Deacuerdo con un estudio reciente deunos 600 pacientes de psoriasis, el57 por ciento de los enfermos alos que se haba administrado ladosis ms alta del medicamentoexperimentaron al menos un 50 porciento de disminucin de la gra-vedad de la enfermedad. Hay va-rios laboratorios farmacuticos quepreparan anticuerpos monoclonalescontra el CD18, protena de loslinfocitos T que interviene en lainflamacin y en la lesin hsticasubsecuente a cardiopatas.

El receptor del factor de creci-miento de la epidermis (EGF) cons-tituye una diana muy sugestivapara los que investigan anticuer-pos monoclonales. Un tercio delos pacientes con tumores slidosproduce receptores EGF en dema-sa; Gleevec, elaborado por No-vartis y basado en una molculapequea, se interpone en la capa-cidad de las clulas tumorales pararecibir las seales de proliferacinemitidas por estos receptores. Quizla forma ms eficaz de erradicarel tumor sera administrar los an-ticuerpos monoclonales anti-re-ceptor EGF en combinacin conquimioterapia tradicional. Se hademostrado que el cetuximab, unanticuerpo anti-receptor EGF pro-ducido por ImClone Systems, re-cupera la eficacia perdida por laquimioterapia en la cuarta parte


FAGO BACTERIA

GENES QUEDETERMINANLOS FRAGMENTOSDE LOSANTICUERPOS

ANTICUERPOS

1Tras insertar en lasbacterias los genesque cifran los frag-mentos de anticuer-pos que se unen alantgeno, las bacte-rias quedan infecta-das de partculas v-ricas

2Las bacterias infecta-das producen nuevosfagos, cada uno de loscuales ha incorporadoen su extremo un frag-mento de anticuerpodistinto

3Se procede a la cribade la muestra de fagospara seleccionar aque-llos cuyo fragmento deanticuerpo se una es-pecficamente al ant-geno deseado. Se iterael proceso dos o tresveces

4Se aadena la bacteria los genesde los fagos seleccio-nados para producirms fragmentosde anticuerpoespecfico

5Se colocan los fragmentosdel anticuerpo en el esque-leto estructural delanticuerpo para formaranticuerposcompletos

FRAGMENTODEANTICUERPO

Produccin de monoclonales a partir de fagosEn vez de hibridomas pueden emplearse fagos,

virus que infectan las bacterias

de los pacientes con cncer colo-rectal avanzado.

Otros laboratorios centran su in-ters en anticuerpos monoclonalescontra molculas de la superficiede las clulas que tapizan los va-sos sanguneos. Algunas de estasmolculas, como las V3, intervie-nen en la angiognesis, o forma-cin de nuevos vasos sanguneos,que es, adems, un proceso claveen el crecimiento tumoral.

Remicade, un medicamento ba-sado en un anticuerpo monoclonal,ha demostrado su xito en el com-bate contra el factor de necrosistumoral (TNF). De esta molculase vale el organismo para estimu-lar el sistema inmunitario, aunquese halla tambin implicado en lasenfermedades inflamatorias. Por laventa de ese frmaco, indicado parala enfermedad de Crohn (una pa-tologa inflamatoria de la pared in-testinal) y la artritis reumatoide, laempresa Centocor gan el ao pa-sado 370 millones de dlares. Se-gn Carol Werther, reputada fi-nanciera, los tratamientos que

eliminen el TNF tienen un mer-cado anual de dos mil millones dedlares. Los laboratorios Immunexcomercializan Embrel, que por sueficacia contra el TNF se indicapara pacientes con artritis reuma-toide moderada o grave. No setrata, en sentido estricto, de un an-ticuerpo monoclonal, pues slo seutiliza la parte estructural del an-ticuerpo; esa regin se une a otramolcula, el receptor celular nor-mal del TNF.

Cuestiones emergentes

Ante ese rico muestrario de po-sibilidades, los laboratorios far-macuticos podran aumentar sus l-neas de produccin, anticipndose aun mercado prometedor. Pero en to-do el mundo hay slo 10 plantas in-dustriales debidamente equipadas.

En la fabricacin de anticuerposmonoclonales a partir de hibrido-mas se emplean unas cubas enor-mes llamadas biorreactores. Si omosa V. Bryan Lawlis, de DiosynthATP, un gigantesco biorreactor de

60.000 litros slo podra producircuatro preparados. Si se calcula quehabr 100 anticuerpos monoclona-les en el mercado hacia el ao2010, las industrias necesitarn almenos 25 nuevas plantas para sa-tisfacer la demanda. Si se consi-dera que eso supone una inversinsuperior a los 5000 millones de d-lares y requiere un tiempo de tresy cinco aos para su construcciny aprobacin por la FDA, la pers-pectiva de realizacin se volatiliza.

As las cosas, algunas empresasvuelven la mirada hacia la explo-tacin de animales y plantas trans-gnicos, manipulados para que por-ten los genes de determinadosanticuerpos. Los mamferos trans-gnicos que secretan anticuerpos mo-noclonales en su leche pueden ge-nerar un gramo de anticuerpo porunos 100 dlares, un tercio del cos-te de los mtodos de produccintradicionales. Centocor y Johnson &Johnson se disponen a obtener Re-micade de cabras transgnicas e In-figen busca extraer anticuerpos mo-noclonales de la leche de las vacas.


ANTICUERPOS MONOCLONALES COMERCIALIZADOSFARMACO LABORATORIO

FECHA DEAPROBACION TIPO DIANA ENFERMEDAD

OrthocloneOKT3 (muro-monab-CD3)

Ortho Biotech/Johnson & Johnson 1986 Murino

Antgeno CD3en los linfocitos T

Rechazo agudoen los trasplantes de rin,corazn e hgado

ReoPro(abciximab)

Centocor/Eli Lilly & Co. 1994 Quimrico

Receptor de coagulacinen las plaquetas(GP IIb/IIIa)

Cogulos sanguneos en los pa-cientes sometidos a angioplastiau otra intervencin cardaca

Rituxan(rituximab)

IDEC Pharmaceut./Genentech/Roche 1997 Quimrico

Receptor CD20en los linfocitos B

Linfomas tipo no-Hodgkin (recadao refractario de bajo grado)

Zenapax(daclizumab)

Protein Design Labs/Roche 1997 Humanizado

Receptor de la interleucina-2en los linfocitos T activados

Rechazo agudo del trasplantede rin

Herzeptin(trastuzumab)

Genentech/Roche 1998 Humanizado

Receptor del factorde crecimiento HER2

Cncer de mama en estadioavanzado con receptores HER2

Remicade(inflixibmab)

Centocor/Schering-Plough 1998 Quimrico

Factor de necrosistumoral

Artritis reumatoide y enfermedadde Crohn

Simulect(basiliximab) Novartis 1998 Quimrico

Receptor de la interleucina-2en los linfocitos T activados

Rechazo agudo del trasplantede rin

Synagis(palivizumab) MedImmune 1998 Humanizado

Protena F del virus respira-torio sincitial (VRS) Infeccin por VRS en nios

Mylotarg(gemtuzumab)

Celltech/Wyeth-Ayerst 2000 Humanizado

Antgeno CD33en las clulas leucmicas

Recada en la leucemiamieloide aguda

Campath(alentuzumab)

MillenniumPharmaceuticals/Schering AG

2001 Humanizado Antgeno CD52en los linfocitos B y T

Leucemia linfoide crnicade linfocitos B

Aunque los animales transgni-cos constituyen una opcin atrac-tiva, los laboratorios debern se-guir un procedimiento tedioso paraaislar de otras protenas de la le-che los anticuerpos monoclonales.Si bien se ahorra el gasto de los10.000 litros del biorreactor, que-dan por solucionar los problemasde la purificacin. Sin olvidar quela ingeniera gentica y la mejoraanimal requieren aos.

Tambin se ve en las plantas lallave para paliar la escasez de an-ticuerpos monoclonales. Los vege-tales ofrecen la ventaja de su eco-noma, amn de poder aumentarfcilmente su produccin ante lapresin de la demanda: pueden ren-dir toneladas de monoclonales. Sinembargo, los problemas de purifi-cacin persisten y sigue siendopoco claro de qu modo la FDAlegislar los frmacos producidospor las plantas transgnicas.

Los laboratorios Epicyte, parti-darios de esa lnea, se han aso-ciado con Dow para producir plan-tas de maz que rindan anticuerposmonoclonales de aplicacin en cre-mas o ungentos para mucosas su-perficiales de labios y genitales yen medicamentos de administra-cin oral para las infecciones gas-trointestinales o respiratorias. Unproyecto avanzado espera la apro-bacin oficial de los anticuerposmonoclonales sintetizados en elmaz para prevenir la transmisin,de adultos a neonatos, del virusdel herpes. Se trabaja en anticuerposmonoclonales que, unidos a los es-permatocitos, sirvan de anticon-ceptivo, as como en otros que pro-tejan contra el papilovirus causantede las verrugas genitales y el cn-cer cervical.


A HUMAN MYELOMA CELL LINE FORTHE GENERATION OF HUMAN MO-NOCLONAL ANTIBODIES. A. Karpas,A. Dremucheva y B. H. Czepulkowskien Proceedings of the National Aca-demy of Sciences USA, vol. 98, n.o4, pginas 1799-1804, 13 de febre-ro, 2001.

BIOTECH INDUSTRY FACES NEW BOT-TLENECK. K. Garber en Nature Bio-technology, vol. 19, n.o 3, pginas184-185; marzo 2001.

Bibliografa complementaria

I maginemos un resfriado de efectos letales que se difundierarpidamente a lomos de las partculas de agua que el airetiene en suspensin. Uno se cree perfectamente sano hastaque empieza a estornudar. Frente a l, no cabe ms pro-teccin que un aislamiento absoluto, por otra parte, imposible de al-canzar.

Quien as se expresa no est describiendo el ltimo brote gripal, sinouna afeccin que aqueja a la Red. Tal dolencia informtica hizo apa-ricin a lo largo de los meses de julio y agosto pasados, y tiene a losinvestigadores en seguridad informtica ms preocupados que nunca so-bre la integridad de Internet. Est su consternacin provocada por C-digo Rojo, un gusano que prolifera en Internet. Se trata de un agresorelectrnico que infecta a los servidores IIS de informacin de Micro-soft en Internet (IIS es la sigla de Internet Information Servers). Losordenadores domsticos se sirven normalmente de otros sistemas ope-rativos, pero muchas de las ms populares sedes de la Red operan conel sistema IIS.

En dos ofensivas relmpago, Cdigo Rojo logr en muy pocas ho-ras infiltrarse en centenares de miles de servidores IIS y ralentizar lasoperaciones a travs de Internet. Cierto es que los efectos de CdigoRojo han menguado, pero no lo es menos que el parcheo de las defi-ciencias de seguridad de los casi seis millones de servidores MicrosoftIIS que se estima distribuidos por la Red en todo el mundo, y la re-paracin de los daos infligidos por el gusano, han costado millardosde euros.

Lo que verdaderamente quita el sueo a los administradores de sis-temas y a otros tcnicos, es que Cdigo Rojo pueda ser precursor deplagas informticas ms virulentas. En el pasado, los daos solanconsistir en incursiones perpetradas en sedes individuales. Se temeahora el advenimiento de gusanos atacantes mejor diseados, capacesde la degradacin y quin sabe si demolicin de la Malla M-xima Mundial.

Alerta rojaen la RedPodra desplomarse Internet?Los ataques de Cdigo Rojo en julioy agosto constituyen un presagio amenazadorde guerras cibernticas entre gruposvandlicos o incluso entre gobiernos

Carolyn Meinel

20

1. SE ESTAN RECLUTANDO guerreros delciberespacio para que participen en lasguerras cibernticas que libra el gobiernode los EE.UU.


Ms todava: no faltan quienessospechen que Cdigo Rojo hayasido meramente un ensayo del tipode programas de ordenador que elgobierno de un pas cualquiera po-dra utilizar con miras a provocarel desplome de Internet en tiem-pos de guerra. Las escaramuzasque este verano tuvieron lugar enInternet tras el incidente entre elavin espa de los Estados Uni-dos y un caza chino ponen de re-lieve los peligros. Las hostilida-des cibernticas a gran escalapodran causar daos sin cuento almundo industrializado. Estos asal-tos, sigilosos y secretos, podranincluso reclutar como pen a nues-tro propio PC.

Salvo por la escala a que se de-sarrollan estos asaltos entre com-putadoras, tanto las efracciones pro-movidas por individuos como lasacciones ciberblicas de patrocinioestatal constituyen en esencia lasdos caras de una misma perturba-dora moneda electrnica. Desdi-

chadamente, resulta difcil sealarla diferencia entre una y otra hastaque es demasiado tarde.

Aunque en el habla popular selos confunde con los virus, CdigoRojo y otras plagas similares, comoMelissa y SirCam, reciben en elvocabulario de germanas inform-tico el nombre de gusanos. Los vi-rus informticos, remedos de sushomnimos biolgicos, tienen queintegrarse en otros programas parapoder funcionar y replicarse. Ungusano informtico es, por el con-trario, un programa autnomo, ca-paz de replicarse por s mismo; amenudo inflige mayor dao queun virus. Cdigo Rojo encierraespecial peligrosidad porque losataques que realiza son del tipodenegacin distribuida de servi-cio (DDdS, DDoS en sigla anglo-sajona), ataques que se proponeninundar a los ordenadores de In-ternet con un diluvio de llamadas,peticiones de servicio y comuni-caciones sin valor.

En el clmax, que alcanz en ju-lio pasado, Cdigo Rojo amenazla Red consumiendo su anchurade banda, vale decir, su capacidadde transmisin de datos. En laguerra ciberntica, la anchura debanda es un arma, declara Greg-gory Peck, un ingeniero de segu-ridad cuya funcin es defender alos ordenadores clientes del go-bierno estadounidense contra losdelitos informticos. En un ataqueDDdS, un ordenador de control im-pone a muchos zombis que abru-men a la vctima con llamadas ycomunicaciones sin valor, en unintento de ocupar toda la anchurade banda del atacado. Ofensivasde esta clase se abrieron paso hastael pblico general el ao pasado.

Pero los primeros incidentes DDdSconcitaron slo a unos centenaresde zombis; millares a lo sumo. Ellofue debido a que los atacantes tu-vieron que abrirse paso a mano,por as decirlo, hasta cada candi-dato a zombi. Cdigo Rojo se pro-paga en progresin geomtrica, loque proporciona centenares de ve-ces ms zombis y, por ende, unacapacidad centenares de veces su-perior para saturar rpidamente todala anchura de banda de que dis-ponan en Internet.

El brote inicial de contagio delCdigo Rojo apenas pas de unresfriado nasal. En los cinco dasposteriores a su aparicin, que fueel 12 de julio, slo haba alcan-zado a unos 20.000 ordenadores deun colectivo estimado de mediomilln de servidores IIS suscepti-bles de contagio. Cinco das mstard en descubrirse el gusano.

El 19 de julio, el gusano se pre-sent de nuevo, bajo una formams ponzoosa. En menos de 14horas, ms de 359.000 servidoresquedaron infectados con el gusanoCdigo Rojo. Las retenciones detrfico generadas por tan gran n-mero de ordenadores que solicita-ban conexin con otras mquinascomenzaron a sobrecargar la ca-pacidad de Internet. A media tarde,el cancerbero de la industria deseguridad informtica, el Internet

2. UN VIGILANTE DE LA RED. DavidMoore supervis la rpida difusinde Cdigo Rojo.

Storm Center, anunciaba el estadode alerta naranja, grado previoa la situacin ms comprometida,la alerta roja, que declara una ave-ra que inutiliza el sistema.

A medianoche, todos los zombisdel Cdigo Rojo dejaron de bus-car nuevas vctimas. S persistie-ron en inundar uno de los servi-dores de que dispone la sede dela Casa Blanca, abrumndola conconexiones sin valor, y haciendotemer su cierre. En el domiciliopresidencial se cerr uno de susdos servidores dinmicos de nom-bres (DNS), desviando todas laspeticiones hacia el otro servidor.Por suerte, Cdigo Rojo no fue ca-paz de habrselas con la direccinIP modificada y se dedic a bata-llar contra la sede inactiva.

En la noche del 20 de julio, to-dos los zombis de Cdigo Rojo exis-tentes entraron en hibernacin pre-viamente programada. Dado quelos gusanos slo moran en la me-moria RAM de cada ordenador, quees purgada al ser cerrada la m-

quina, fue suficiente reiniciar losequipos para erradicar los restosde Cdigo Rojo. Caso cerrado?

Dos o tres das despus, los ana-listas revelaron que si se lanzarauna nueva copia de Cdigo Rojoentre el 1 y el 19 de un mes cual-quiera (las fechas de activacin quefueron codificadas por el facine-roso original), la infeccin volve-ra a expandirse.

Durante los 10 das siguientes,voluntarios de seguridad inform-tica estuvieron trabajando para no-tificar a los usuarios de MicrosoftIIS que sus servidores eran vul-nerables. El 29 de julio, la CasaBlanca mantuvo una conferenciade prensa para aconsejar a todo elmundo que protegiera sus servi-dores IIS contra los ataques de C-digo Rojo. El trfico masivo aso-ciado con la propagacin de estegusano podra llegar a degradar elfuncionamiento de Internet, ad-virti el director del Centro Nacio-nal de Proteccin de Infraestruc-turas del FBI.

El segundo advenimiento de C-digo Rojo fue, como era de espe-rar, menos daino que el primero.El 1 de agosto haba infectado aunos 175.000 servidores prctica-mente, a todos los susceptibles,la mitad que en el episodio ante-rior. Al ser menor la velocidad deinfeccin y menor tambin el n-

mero de servidores infectados, lasperturbaciones en Internet resulta-ron mnimas. Transcurrido ciertotiempo, el segundo ataque remiti.

Pero no fue se el final. El 4 deagosto apareci otro gusano, que,para infiltrarse, se vala del mismomtodo que Cdigo Rojo. Estenuevo gusano, bautizado CdigoRojo II, instalaba un portillo tra-sero, que permita a un BarnSamedi, al seor de los zombis,dirigir a su voluntad las activida-des de los ordenadores victimiza-dos. El gusano degradaba redesinternas (intranets) con avalan-chas de arp (riadas de paquetesde Ethernet) y sala a esclavizarnuevas vctimas. En breve plazo,Cdigo Rojo II haba dejado fuerade servicio ciertas secciones deHotmail (un proveedor de correoelectrnico en la Red), amn devarios proveedores de cable y deservicios DSL Internet (lnea deabonado digital) ms una seccindel sistema de distribucin de no-ticias de la agencia AssociatedPress. Con el tiempo, Cdigo RojoII consigui infectar muchas re-des internas de universidades yempresas. A mediados de agosto,Cdigo Rojo II haba dejado in-capacitados a varios servidores deuso interno del gobierno de HongKong. Se ceb sobre servidorespersonales conectados a la Red y


CAROLYN MEINEL, experta en se-guridad informtica, ha escrito variasobras sobre la delincuencia ciber-ntica.

El autor

Qu pasa si Internet se viene abajo?

Qu consecuencias comportara el hundimientode Internet ante una ofensiva en masa delos cibervndalos? Afectara a la manufactura deproductos y a la entrega de bienes, a las transac-ciones bancarias, al sistema telefnico y un largoetctera. Si el desplome se produjera dentro decinco aos, el desastre sera ms devastador.

Son ya muchas las empresas que utilizan la Redpara hacer pedidos u organizar sus envos. Un des-plome del sistema interrumpira la fabricacin justoa tiempo, en la cual los componentes, para minimi-zar los costos de almacn e inventario, llegan a lalnea de produccin uno o dos das antes de suuso. Muchos comercios minoristas se basan en laRed para mantener surtidas sus estanteras. Enplazo de das, podran quedarse sin existencias.

Es posible que para entonces tampocopudiramos utilizar nuestro talonario de cheques nila tarjeta del cajero automtico, pues los bancos,

para ahorrar gastos, recurren a Internet. Otras insti-tuciones econmicas, como Wall Street, son mssusceptibles de corrupcin de sus datos por ciber-gamberros que al cierre completo del sistema.

Mientras que la mayora de los telfonos segui-ran funcionando si la Red se viniera abajo un dacomo hoy, los tcnicos opinan que la situacin cam-biar dentro de pocos aos. La telefona por Inter-net comenz siendo una forma de que aficionadosde gustos tcnicos pudieran hacer llamadas casigratuitas a larga distancia. Ahora, sin embargo, mu-chas llamadas que tienen su origen en un receptorordinario recorren parte del camino a travs de laInternet pblica. Incluso las propias comunicacionesno clasificadas de los servicios armados de EE.UU.se envan a travs de NIPRNET, que utiliza comuni-caciones pblicas de Internet. El Departamento deDefensa depende en gran medida de NIPRNET.

C.M.


www.whitehouse.gov

Day 2831...

ZZ

Da 1 Das 118 Das 1927 Das 2831...

... Cdigo Rojo deja de proliferar, y los numerosos servidores "zombis" se dedican a atacar la sede de la Casa Blanca en la Red, tratando de saturar su servidor con comunicaciones sin valor.

El gusano queda en hibernacin... por cunto tiempo?

Un experto malintencionadoenva el gusano Cdigo Rojoa merodear por Internet, en buscade un servidor vulnerable.

El gusano se propaga hasta otros servidores susceptibles; los convierte en "zombis"que infectan a otros servidores. Este proceso contina en progresin geomtrica hasta que...

EL ATAQUE DE CODIGO ROJO

ZZ

ZZ

300.000

250.000

200.000

150.000

100.000

50.000

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s)

6 A.M. 12 P.M. 6 P.M.Tiempo (EDT)

Los gusanos Cdigo Rojo de InternetCdigo Rojo es un gusano de Internet que infecta a los IIS de Microsoft (servidores de informacin en In-

ternet de Microsoft IIS), sistema con el que funcionan muchas sedes muy populares de la Red. Durante elverano, los asaltos secretos del gusano convirtieron a los ordenadores IIS en zombis que realizaron unataque denominado denegacin distribuida de servicio sobre la sede de la Casa Blanca, tratando de inun-darla con un diluvio de comunicaciones sin valor. Los gusanos ms temibles pueden saturar la capacidad detransmisin de datos de la Red y, con ello, dejar inutilizada a Internet.

RAUDA SUBIDA El 19 de julio de2001, durante un perodo de 12 horas,el nmero de direcciones del protocoloInternet puestas en precario por el pri-mer asalto de Cdigo Rojo se alzcomo una ola desde unos 16.000 hastaunos 280.000. Tras su primera difusin,Cdigo Rojo entr en hibernacin. Pocodespus, empero, una recidiva provocotro brote, si bien menos intenso. Lareparacin de los ataques del gusano yde los brotes de Cdigo Rojo II que vi-nieron tras l costarn varios millardosde euros.

DIRECCIONES IP (PROTOCOLOINTERNET) INFECTADASPOR CODIGO ROJO

gestionados mediante Windows2000 Professional. Este sarpulli-do de trastornos indujo a decla-rar por segunda vez una alertanaranja. Alrededor de 500.000 ser-vidores de uso interno se vieronen aprietos.

A mediados de agosto, Compu-ter Economics, una compaa deinvestigacin en seguridad, afirmque Cdigo Rojo haba causadodaos por valor de ms de 2 mi-llardos de euros. Cuando final-mente Internet haya quedado deltodo expurgada de este gusano, esprobable que su ataque se cuenteentre los ms costosos de la his-toria. El ao pasado se destinaronunos 9 millardos de euros a la lu-cha contra el virus LoveLetter y,en 1999, la reparacin de los da-os provocados por el asalto delgusano Melissa cost otro millardode euros largo.

No es Cdigo Rojo el nico gu-sano que merodea. Otros tienen supunto de mira orientado hacia losordenadores domsticos. El llamadoW32/Leaves, por ejemplo, permitea un atacante remoto controlar losPC infestados de forma coordinada,y activar desde ellos oleadas deataques sincronizados. (Aunque tam-bin Cdigo Rojo II consiente estaposibilidad, no cuenta con la co-dificacin necesaria para permitirsu control remoto.) El equipo derespuesta informtica urgente de laUniversidad Carnegie Mellon, fi-nanciado por el gobierno, ha reci-bido informes de ms de 23.000zombis W32/Leaves. Se desconoceel nmero total, pero dado queW32/Leaves contina propagndo-se, es de prever que la poblacininfectada crezca de forma impor-tante. En julio de este ao, Sco-tland Yard culp a un joven de24 aos del lanzamiento de W32/Leaves.

Casi todos los ordenadores, sis-temas operativos o programas quepuedan adquirirse cuentan con pun-tos dbiles por donde el fabricantesabe que pueden introducirse loscibervndalos. Una futura norma-tiva del gobierno federal podraexigir que los fabricantes tomaranla iniciativa de ponerse en con-tacto con sus clientes y ayudarlesa actualizar los productos que leshan vendido, capacitndolos para

solventar posibles fallos de segu-ridad. Pero de momento queda acargo de cada usuario localizar yarreglar los mtodos de que se va-len los cibervndalos para violarlos ordenadores.

Guerras cibernticasmundiales

Adems de la amenaza que plan-tean los programas malicio-sos de los cibervndalos se ha decontar con el riesgo que entraanlos ataques a Internet concertada-mente realizados por talentos in-formticos de mximo nivel, quedeciden actuar movidos por suce-sos internacionales. Las batallas li-bradas en el ciberespacio tras lacolisin de un caza chino con unavin espa norteamericano, el pa-sado mes de abril, nos ofrecen pis-tas sobre la forma en que podradesarrollarse un conflicto de estetipo.

Segn reportajes de prensa, eltoma y daca ciberntico comenzcuando las negociaciones para ladevolucin de los tripulantes esta-dounidenses entraron en va muer-ta. Los das 9 y 10 de abril, losatacantes desfiguraron dos sedeschinas de la Red, a las que diri-gieron calumnias, insultos e inclusoamenazas de guerra nuclear. A lolargo de la semana siguiente, losnorteamericanos atacaron variasdocenas ms de sedes chinas. Losciberguerreros prochinos respon-dieron desfigurando una sede dela Marina estadounidense.

El bando chino guardaba, sinembargo, una bala en la recmara.A finales de marzo, el Centro Na-cional de Proteccin de Infraestruc-turas haba hecho saber que unnuevo gusano merodeaba a sus an-chas: el gusano 1i0n. Su realiza-cin es atribuida a Lion, un ex-perto informtico fundador de unasuerte de sindicato de ciberguerre-ros chinos. A diferencia de loszombis preprogramados de CdigoRojo, los de 1i0n pueden aceptarinstrucciones nuevas enviadas desdeun ordenador central. Adems, elgusano 1i0n es capaz de infestarordenadores que operen con Linux,lo que significa que puede enmas-cararse bajo cualquiera de los or-denadores de la Red. Esta propie-

dad hace difcil la localizacin delos servidores infestados.

En el nterin, los ataques de lospronorteamericanos aumentaron deescala. El Diario del Pueblo, r-gano oficial del partido comunista,respondi que a finales de abril,eran ms de 600 las sedes chinasen la Red que se haban encon-trado amenazadas. En cambio, du-rante el mismo perodo, las incur-siones de los chinos solamentehaban hecho impacto en tres se-des estadounidenses.

En los dos o tres das siguien-tes, varios grupos de efractores pro-chinos (el sindicato mencionado yotros cibervndalos rojos, as secalifican) asaltaron una docena desedes norteamericanas con lemascomo Atacad la arrogancia sin-foba!. El 1 de mayo fueron lan-zados varios ataques DDdS. A lolargo de la semana siguiente, losmerodeadores chinos pudieron ano-tarse en su tanteador ms de otras1000 sedes estadounidenses.

El 7 de mayo, China reconocisu responsabilidad por los ataquesDDdS e hizo un llamamiento a lapaz en una seccin de noticias delDiario del Pueblo. Deca as: Seha instado tambin a los expertosinformticos chinos para que aban-donen toda accin irracional y re-orienten su entusiasmo, tornndoloen vigor con el que edificar el pasy salvaguardar la paz mundial.

Ni los organismos encargados dehacer cumplir las leyes, ni la CasaBlanca, ni las organizaciones nor-teamericanas de expertos en la Redpusieron nunca objeciones al ban-do estadounidense de este conflic-to, a pesar de que el Centro deInfraestructuras del FBI haba ad-vertido de la posibilidad de msintensa actividad de vandalismo in-formtico dirigida contra los sis-temas de los EE.UU..

Guerra cibernticaclandestina

En vista del episodio del avinespa, algunos comentaristasse han preguntado si el gobiernofederal estadounidense anim a losciberguerreros norteamericanos aconvertirse en agentes de unas hos-tilidades cibernticas. Despus detodo, los EE.UU. haban trabajado


antes ya con grupos privados paralibrar guerras secretas, como enel caso del escndalo Irn/Contra.Y se ha informado de vnculos en-tre las dos comunidades. Aunqueresulta difcil determinar el gradode vinculacin entre cibervndalosy gobierno, algo podemos extraerde los indicios.

Segn numerosos reportajes pe-riodsticos y sus propias declara-ciones, Fred Villella, hoy en elsector privado, tom parte en ac-tividades de contraterrorismo en losaos setenta. En 1996 contrat adiestros ciberefractores de Dis OrgCrew (Tripulacin Dis-Org) paraque le ayudasen a organizar se-siones de formacin destinadas alpersonal de agencias federales so-

bre la amenaza de las raposas in-formticas. Este grupo ayuda tam-bin en la infraestructura de per-sonal del mayor congreso anual deciberexpertos, la llamada Def Con.

Erik Ginorio (conocido por BroncBuster en esta selva donde haydesde informticos expertos hastaefractores facinerosos) admiti p-blicamente haber desfigurado enoctubre de 1998 una sede oficialdel gobierno chino dedicada a losderechos humanos. Esta fechoraes, en la legislacin estadouni-dense, una accin ilegal. Pero Gi-norio no slo no fue procesado,sino que afirma Villella leofreci empleo.

Otro contacto con el gobierno:una compaa californiana, Secure

Computing, fue patrocinadora en1996 de Def Con. Segn sus in-formes a la comisin de valoresestadounidense, Secure Computingfue creada bajo la direccin de laNSA (la agencia de seguridad na-cional, brazo secreto del gobierno,que se encarga de la desencripta-cin de claves y de la vigilancia).Dos aos despus, Secure Com-puting contrat al propietario deDef Con, Jeff Moss. Tambin va-rios de los antiguos instructores deVillella figuraban entre el perso-nal o la gerencia de Def Con.

En 1997 Moss lanz las reu-niones informativas Black Hat. Unsombrero negro (black hat) es,en la germana del lumpen infor-mtico, un habilidoso. En teora,


Qu hacer para defender la Red?

Uno de los puntos ms dbiles para la proteccinde Internet es el ordenador personal del usuariodomstico. Los gusanos cibernticos programasautorreplicantes capaces de provocar una catstrofeen las operaciones por Internet pueden convertiren zombis a los ordenadores personales, es decir,esclavizarlos para que ayuden a destruir otras ope-raciones informticas. Especial atencin merecen losgusanos capaces de llevar a trmino ataques de de-negacin de servicio (DDdS) sobre objetivos eficaz-mente elegidos y distribuidos. En ellos, los ordena-dores zombis envan sobre una sede de la Red undiluvio de comunicaciones intiles.

A los profesionales de la informtica les estn pi-diendo que hagan llegar su voz hasta los usuariosdomsticos, para que stos comprueben si tienenzombis. Ello se debe a que la peor pesadilla quetenemos en Internet explica grficamente un tc-nico es la abuelita que mantiene su lnea DSL dealta capacidad y anchura de banda permanente co-nectada para pujar en las subastas electrnicas.Una gran anchura de banda entraa que un zombidomstico puede bombear grandes cantidades debasura a Internet, contribuyendo a anegar las sedeshacia las que apunta.

Podramos pensar que nuestro ordenador domsticoest a salvo de tales asaltos porque pone automti-camente en servicio antivirus actualizados, o porquelos programas que usamos estn debidamente regis-trados y recibimos peridicamente comunicacioneselectrnicas del vendedor ofreciendo nuevas versionesde su producto. De nuevo, pura conjetura. Pocosvendedores se sienten obligados a ayudar a losusuarios a mantener a raya a los intrusos.

Para complicar el problema de la seguridad, lamayora de los PC nuevos estarn pronto utilizandoel sistema operativo Windows XP, que permite z-

calos en bruto. Los zcalos son subprogramas en-cargados de generar los paquetes (las unidades m-nimas de transmisin de datos) que transfieren infor-macin a travs de las redes. Con la tcnica de loszcalos en bruto, los paquetes pueden ensamblarsede forma arbitraria, aun cuando ello infrinja los pro-tocolos de seguridad. Fueron estos zcalos, porejemplo, los que permitieron al gusano 1i0n agaza-parse en servidores Linux falsificando direcciones deInternet. Tambin permiten a los facinerosos inform-ticos la creacin de paquetes malformados, capacesde provocar el bloqueo del ordenador que losreciba.

La persecucin internacional de los delincuentesinformticos resultara facilitada por la adopcin delConvenio sobre delincuencia ciberntica, objeto deconsideracin por las 44 naciones del Consejo deEuropa, que integra tambin a Estados Unidos, Ca-nad y Japn. Parte del tratado convertira en delitola posesin o creacin de instrucciones o programaspara el delito informtico, excepto cuando se tratede ensayos autorizados en un sistema informtico ode su proteccin.

No falta, empero, controversia sobre estas restric-ciones. Al menos 35 grupos de presin se oponenal tratado porque consideran que restringe la libertadde expresin e invade la esfera de intimidad perso-nal. Y resulta difcil hallar antdotos contra viruso gusanos si los investigadores no pueden estudiarejemplares de los mismos en sus ordenadores.

Otra solucin consiste en hacer que los servidoresde Internet sean seguros. Con ese fin la comisinfederal de comercio de los EE.UU. propuso en juliouna reglamentacin que exige que las compaasde servicios financieros protejan sus redes contraamenazas previsibles. Es un paso en la direccincorrecta. C.M.

estas reuniones tienen la finalidadde impartir formacin sobre segu-ridad informtica. Pero sus char-las ms parecen lecciones sobre laforma de cometer delitos que so-bre la defensa contra ellos. En unasesin, por ejemplo, los asistentespudieron informarse sobre el pro-grama Eliminador de pruebas, alque se ponder como capaz devencer exactamente a los mismosprogramas de investigacin judi-cial utilizados por el Servicio Se-creto de los EE.UU., el Departa-mento de Aduanas o elDepartamento de Polica de LosAngeles.

Es de sealar que el gobiernoestadounidense s cuenta con me-dios formales para librar unaguerra ciberntica. El 1 de octu-bre de 2000, el Mando Espacialde los EE.UU. se hizo cargo de lamisin Ataque por Red Informti-ca para el Departamento de De-fensa. Adems, la Fuerza Areagestiona y mantiene activo su pro-pio grupo de investigacin sobreguerra de informacin, ubicado enSan Antonio.

Viniera de donde fuere, pareceque el asalto Cdigo Rojo fue slouna prueba para ver qu alcancetendra una guerra ciberntica con-certada. No se trat, empero, deun ensayo en toda regla. El gu-sano era demasiado ruidoso y f-cil de detectar para ser mucho msque un acto de vandalismo o lacomprobacin de una idea.

Pero si los ordenadores zombistuvieran una larga lista de objeti-vos y un mecanismo de controlque permitiera la reorganizacin di-

nmica de blancos, podran hacerque los servidores infectados conDDdS creasen mapas de direccio-nes de esos ordenadores a los quese

investigación y ciencia 303 - diciembre 2001

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