El Gran Telescopio Milimétrico (GTM) “Alfonso Serrano”, ubicado en Puebla, pueden hacer estudios de exploración a nivel del sistema solar pasando por planetas, formación de estrellas en la Vía Láctea, así como de galaxias lejanas y hoyos negros.
Investigadores japoneses descubrieron que una especie de alga de agua dulce, llamada Pleodorina starrii, tiene tres sexos diferentes: masculino, femenino y un tercero al que denominaron bisexual. Además, todos ellos pueden reproducirse en parejas entre sí. Muchas plantas y algunos invertebrados tienen tres sexos, debido a una expresión genética normal, pero esta es la primera vez que se identifica una especie de alga u hongo con esa peculiaridad sexual. El descubrimiento se basa en los análisis de muestras recogidas en los lagos Sagami y Tsukui. “Parece muy poco común encontrar una especie con tres sexos, pero en condiciones naturales creo que puede no ser tan raro”, dijo el biólogo Hisayoshi Nozaki, de la Universidad de Tokio, uno de los autores del estudio, publicado en la revista Evolution. Estas algas son organismos de 32 o 64 células, entre las cuales hay algunas sexuales que son pequeñas y móviles (masculinas) y otras grandes e inmóviles (femeninas). Al parecer, el tercer sexo de la Pleodorina starrii puede producir en un mismo genotipo células sexuales masculinas y femeninas, que existen como expresión normal de los genes de esta especie. En condiciones de laboratorio, los investigadores separaron las colonias de algas y las obligaron a reproducirse sexualmente al privarlas de nutrientes. En aislamiento, pueden también reproducirse asexualmente, formando colonias clonadas de su mismo genotipo. En 2006, Nozaki y sus colegas encontraron en la Pleodorina starrii un gen específico del sexo masculino, al que denominaron “otokogi”. Cuatro años después, hallaron un grupo de genes del sexo femenino y los bautizaron “hibotan”. Ahora, tras un análisis genético y pruebas de apareamiento, el equipo descubrió que esta especie de alga tiene un gen de “factor bisexual” que probablemente se encuentre en un cromosoma distinto a los genes “otokogi” e “hibotan”. Las células de esta especie, genéticamente bisexuales, poseen tanto los genes “otokogi” como los del factor bisexual, pero además pueden producir colonias normales, masculinas o femeninas, cuando se reproducen sexualmente con otras colonias. Los investigadores sostienen que “la coexistencia de tres fenotipos sexuales en una sola especie biológica puede no ser un fenómeno inusual en las poblaciones silvestres”. (RT)
Las OMS recomienda consumir al menos 400 gramos de frutas y verduras al día con el objetivo de reducir el riesgo de determinadas enfermedades no trasmisibles, porque estos productos son fuente de vitaminas, minerales, fibra y una diversa variedad de sustancias beneficiosas como fitoesteroles, flavonoides y otros antioxidantes. De manera particular, a esos antioxidantes también se les han atribuido algunos efectos antiinflamatorios y analgésicos. Con esta premisa un grupo de investigación liderado por Julio César Morales Medina, investigador del Laboratorio de Tlaxcala del Cinvestav, emprendió un análisis para evaluar las propiedades de un producto usado en la medicina tradicional japonesa, conocida como loción de oro, que se obtiene del extracto de cáscara de seis cítricos con un alto contenido de flavonoides. En estudios previos, in vitro, el extracto había mostrado tener un potencial efecto antioxidante y antiinflamatorio. A partir de este antecedente, Morales Medina diseñó un protocolo de investigación para hacer un estudio in vivo, en modelos animales, con el objetivo de evaluar si la administración repetida del extracto modificaba conductas de tipo depresivo, ansiedad, y si podía presentar algún efecto analgésico o antiinflamatorio. En los animales, el extracto se administró en dosis de 270 miligramos (mg), divididos en tres aplicaciones cada 24 horas, durante siete días, cantidad elevada si se compara con el promedio de ingesta de flavonoides a nivel mundial de 23 mg diarios, aunque la recomendación de consumo para obtener efectos antioxidantes es 500 mg. Con esa cantidad “se observó que el extracto presentaba propiedades analgésicas en el dolor provocado por inflamación”, explicó el investigador. Los resultados del estudio fueron presentados recientemente en la revista Food Science & Nutrition, donde se concluye que el consumo repetido de la loción de oro presenta propiedades anti-nociceptivas que inhiben los signos conductuales del dolor inflamatorio y puede ser un producto analgésico valioso para su atención. Los flavonoides son fitonutrientes o metabolitos esenciales para la vida de las plantas (químicos vegetales) y son responsables de los colores intensos, verdes, rojos, morados o amarillos, que presentan las frutas y verduras. Regularmente se encuentran en los cítricos como el limón o la naranja, pero también están presentes en el apio, perejil, brócoli, chiles, ciruelas, arándanos o uvas rojas, entre otras especies. Para obtener sus efectos benéficos en la salud se pueden consumir de manera directa de los productos naturales, de ahí la recomendación de incluir en la alimentación una buena cantidad de frutas y verduras; también es posible conseguirlos de los productos que ofrecen los centros de nutrición en cápsulas o extractos con alto contenido de flavonoides. La loción de oro es una sustancia elaborada con base en el extracto de la cáscara de seis frutas cítricos: naranja, limón y cuatro especies originarias de Japón: Citrus hassaku, C. natsudaidai, C. miyauchi y Satsuma, que tienen un alto contenido de flavonoides. La empresa que la produce (Centro de Investigación de Cítricos de Miyauchi) se acercó al Laboratorio de Tlaxcala para evaluar in vivo, mediante modelos animales, algunas de sus propiedades reportadas como benéficas para la salud. El producto empleado en el estudio se encuentra estandarizado y validado por la medicina tradicional japonesa, además de contar con estudios in vitro o celulares, donde se establece la cantidad de flavonoides contados en cada mililitro de solución y la distribución de sus moléculas; sin embargo, se tenía interés en realizar otros análisis para observar sus propiedades reportadas y determinar las concentraciones que pueden tener efectos en un modelo animal. La investigación concluyó que los flavonoides contenidos en el extracto de la loción de oro, administrados repetidamente a un modelo animal presenta propiedades analgésicas, comparables con algunos tés, sostuvo Julio César Morales Medina.
A pesar de que los fármacos ayudan a combatir infecciones y sirven para el tratamiento de enfermedades, su uso continuo o interacción con otras sustancias pueden generar toxicidad sistémica o acumulación en órganos donde no son necesarios. La mayoría de los fármacos son sistémicos y esto implica que deben ingresar por todo el torrente sanguíneo para poder llegar con la concentración ideal a la zona afectada. Por ello, un grupo de investigación a cargo de Lino Sánchez Segura, adscrito al Cinvestav Unidad Irapuato, diseña sistemas nanotecnológicos para encapsular fármacos y dirigirlos de manera específica a la zona donde deben actuar. La encapsulación de un fármaco ayuda a que la sustancia administrada llegue en forma activa a las células afectadas y reduzca los efectos adversos. En este sentido, un informe científico publicado en la revista Scientific Reports, con el título “Post-synthesis nanostructuration of BSA-Capsaicin nanoparticles generated by sucrose excipient” ha dedicado especial atención al estudio de la producción de nanopartículas de albúmina, una proteína que se encuentra de forma abundante en el sistema circulatorio y que debido a su capacidad de moldeado permite ensamblarse para formar estructuras de tamaño nanométrico, con capacidad de encapsular y transportar metabolitos. “El mecanismo de transformación de la albúmina en nanopartículas ha sido ampliamente estudiado, pero solo unos pocos análisis se han centrado en la descripción de las etapas posteriores a la síntesis, es decir, la estabilidad, el almacenamiento, el efecto del excipiente y los cambios de las propiedades fisicoquímicas después de la dispersión”, comentó Sánchez Segura. El aporte del Cinvestav se enfocó en generar una nueva tecnología más segura, ya que la mayor parte de los fármacos nanoestructurados o que utilizan biopolímeros tienden a perder estabilidad conforme pasa el tiempo, pero encontraron un excipiente, componente que sirve para dar consistencia, forma y sabor a un medicamento, que ayudaba a una estabilidad de almacenamiento a largo plazo. El estudio se centró en mejorar la vida útil de estos fármacos y para ello, sometieron nanopartículas a medios de deshidratación controlada, donde usaron cloruro de sodio y agua desionizada; revelando que la proteína no es estable y conforme pasa el tiempo desprende unidades que conformaban la estructura original y conllevan a la pérdida del fármaco. Sin embargo, cuando se secaban con la sacarosa, mejoraban algunos aspectos de tamaño, morfología y características como la potencial zeta, es decir, la carga superficial que tiene una partícula. Posteriormente, como alternativa a la encapsulación, utilizaron un metabolito secundario que se llama capsaicina, el cual es el compuesto activo que les da pungencia a los chiles y tiene características importantes como ser hidrofóbico, tener actividad fisiológica en los humanos y actividad antimicrobiana, lo que permite moderar el efecto de un medicamento. Este fármaco se probó en el hongo rhodotorula, encontrado comúnmente en los sistemas de ventilación, dispensadores de agua e incluso en el hielo comercial y, que de forma reciente, se ha observado una inusual actividad patogénica, pues existen reportes de que produce infecciones fúngicas en individuos con inmunosupresión. “Encontramos que al agregar este modelo de fármaco simulado (capsaicina) el hongo responde favorablemente a medianas concentraciones y dejaba de crecer con altas dosis. Esto nos permite tener un sistema que, al agregar el fármaco en soluciones acuosas, llegue a las células para producir el efecto deseado”, concluyó Lino Sánchez.
Los recién nacidos son susceptibles a una variedad de agentes infecciosos que llegan a ser mortales, como los causantes de enfermedades respiratorias y de la meningitis, por lo cual resulta necesario estudiar las características del sistema inmune en la primera etapa de la vida a fin de desarrollar estrategias para disminuir la mortalidad infantil o determinar la mejor edad de vacunación. Aunque la propensión a infecciones en los recién nacidos se ha atribuido a la inmadurez de su sistema inmunológico, diversos estudios han encontrado que la inmunidad neonatal no está subdesarrollada, sino regulada. La susceptibilidad a enfermedades infecciosas en la primera etapa de la vida resulta de la presencia temporal de un tipo de células que suprimen la inflamación y con ello regulan la respuesta inmunológica, mencionó Marco Antonio Vega López, profesor adscrito al Departamento de Infectómica y Patogénesis Molecular del Cinvestav. El investigador participó en un estudio publicado en Frontiers in Immunology, el cual se enfocó en las células eritroides conocidas como CD71+, que son producidas en la médula ósea y frecuentes en los neonatos. El objetivo fue identificar in vitro la presencia de estas células en la sangre de niños de diferentes edades hasta los seis meses, así como los cambios en su proporción y tratar de elucidar su función en la respuesta inmunológica. Estos experimentos estuvieron complementados con pruebas en un modelo animal. En el artículo, en el que colaboraron investigadores de la Universidad de Alberta, en Canadá, del Instituto Politécnico Nacional y del Cinvestav, se reporta que estas células suprimen la inflamación, dando lugar a una respuesta inmune deficiente, pero que permite la colonización de la microbiota en las mucosas del recién nacido. Los resultados de las pruebas in vitro indicaron que las células CD71+ están en alta proporción en los recién nacidos y declinan a las cuatro semanas; sin embargo, en los lactantes de hasta seis meses todavía se mantienen en valores elevados en comparación con los bebés de mayor edad y las personas adultas. De acuerdo con Vega López, la relevancia de este trabajo radica en que la información obtenida permitirá evaluar cuál es la mejor etapa de vacunación, porque si las células CD71+ suprimen la respuesta inmune y se vacuna tempranamente el resultado podría no ser el óptimo. La parte experimental consistió en tomar muestras de sangre periférica de recién nacidos (del cordón umbilical), de niños de diferentes edades y de voluntarios adultos sanos y analizar la cantidad de células eritroides presentes, si aumentan o disminuyen con el tiempo. Las muestras de sangre neonatal y de cordón umbilical se recolectaron en hospitales de México y Canadá, los padres firmaron un formulario de consentimiento informado para participar en la investigación. Para comprobar el papel de las células CD71+ en la respuesta inmune se utilizó un modelo de enfermedad en ratones recién nacidos, los cuales fueron desafiados con la bacteria Listeria monocytogenes. Se observó que al eliminar las células eritroides se mejoró significativamente la tasa de supervivencia de los animales infectados en comparación al grupo control. Las células CD71+ son importantes durante el embarazo, ya que la información genética del feto es distinta a la de la madre y el sistema inmune lo podría considerar un intruso y resultar en un aborto o un parto prematuro, esto no ocurre gracias a varios mecanismos de supresión de la inflamación, uno de ellos aparentemente mediado por las células eritroides de la mujer embarazada, explicó el investigador. En el caso del recién nacido, al tener grandes cantidades de estas células antiinflamatorias, su respuesta ante los desafíos del medio no es tan eficiente, pero los anticuerpos que le dona la madre, primero a través de la placenta y después con la lactancia, le ayudan a lidiar contra algunos microorganismos potencialmente dañinos. Este tipo de estudios permite entender mejor la relación materno-infante a nivel inmunológico, así como destacar la relevancia del parto natural y la lactancia materna para dotar al recién nacido de anticuerpos y facilitar que la microbiota se instale de manera adecuada, dijo Vega López. Por lo cual, agregó el especialista del Cinvestav, sería necesario continuar con los estudios acerca de las células CD71+ en diferentes contextos, como en la preeclampsia (principal causa de muerte materna y neonatal) o la vacunación perinatal.
Investigadores del Cinvestav Unidad Irapuato proponen el uso de diferentes cepas de hongos y bacterias para mejorar el crecimiento de árboles, lo que puede acelerar el proceso de reforestación en bosques o mejorar la producción agrícola. Víctor Olalde Portugal, quien encabeza este trabajo de investigación, explica que de manera natural existen hongos que al adherirse (simbiosis) a las raíces de los árboles les brindan una serie de beneficios. Sin embargo, no todos actúan con la misma calidad, por lo que la tarea de los investigadores fue seleccionar a las mejores cepas para realizar este trabajo. El grupo de investigación del Departamento de Biotecnología y Bioquímica también ha identificado bacterias del tipo bacillus que, en conjunto con la aplicación de los hongos, ayudan a potencializar el desarrollo del árbol, al tiempo que se encargan de eliminar a los hongos patógenos de la raíz. Con este hallazgo, los investigadores del Cinvestav Unidad Irapuato esperan realizar paquetes tecnológicos que puedan transferir a una empresa interesada en el desarrollo de esta alternativa a los agroquímicos o vincularse con productores de viveros, según expresa Olalde Portugal. Al explicar la función que tienen los hongos benéficos en las raíces de los árboles, el también miembro del Sistema Nacional de Investigadores nivel III señala que el fenómeno de simbiosis ocurridos entre las raíces de los árboles y el microorganismo huésped (hongo) se conoce como micorriza, y se trata de un intercambio de efectos benéficos para ambos organismos. Cuando el hongo micorrízico se acerca a las raíces de los árboles, apunta Olalde Portugal, comienza una comunicación bioquímica entre ambos para poder asociarse. Así, al identificar el árbol que se trata de un hongo benéfico le permite adherirse a su raíz para que se alimente de él. Sin embargo, es el hongo micorrízico el que aporta mayores beneficios a la planta, ya que este microorganismo se encarga de explorar el suelo más allá de lo que pueden alcanzar las raíces de los árboles y llevar elementos útiles para su desarrollo vigoroso. “Por ejemplo, existen suelos deficientes en fósforo, que es vital para el crecimiento de los árboles. De modo que el trabajo de los hongos micorrízicos es extenderse en el subsuelo para encontrar este elemento y llevarlo a la raíz del árbol. De hecho, es posible ver este fenómeno en el bosque, cuando se observa una especie de telaraña en la hojarasca, en realidad se trata de la presencia del hongo”, apunta el experto. Como esas acciones, la simbiosis entre raíz y el microorganismo representa beneficios no solo en el crecimiento del árbol, sino para su propia sobrevivencia. Tal es el caso de la presencia de estrés hídrico (sequías), en la que el hongo también se encarga de transportar el agua del subsuelo que no está al alcance de las raíces. Incluso, la investigación del Cinvestav ha encontrado que los árboles con micorriza manejan mejor los tiempos de su fotosíntesis ante climas extremos. “La planta sin presencia micorrízica empieza su función fotosintética muy temprana, casi a la salida del Sol, mientras que las plantas con micorriza hacen esa función a media tarde y termina entrada la noche, es decir en el periodo menos caluroso del día, lo que le ayuda a tener menor desgaste”, comenta Olalde Portugal. De acuerdo con el Programa Nacional Forestal, México pierde cada año alrededor de 128 mil hectáreas de su cobertura forestal por prácticas ilegales y cambio de uso de suelo, a lo que se sumó este año los incendios forestales, por lo que este tipo de tecnología podría ser de mucha utilidad en la recuperación de árboles en el país.
El reporte sobre “La producción y el comercio de los biocombustibles en México y el mundo” 2020, preparado por la Cámara de Diputados, sostiene que en el futuro cercano el país deberá impulsar decididamente el desarrollo de biocombustibles para garantizar la autosuficiencia energética, disminuir la emisión de gases de efecto invernadero y contribuir en el combate al cambio climático, porque en 2019 solo produjo 171 millones de litros de bioetanol de los 320 millones que consumió. El documento indica que la caña de azúcar es un insumo considerado para la producción extensiva de bioetanol, debido a su excedente en el sector. Frente a este panorama, el Laboratorio de Futuros en Bioenergía del Cinvestav Unidad Guadalajara, desarrolla tecnologías de alto rendimiento y bajo costo para producir biocombustibles a partir de residuos agrícolas como paja de trigo, rastrojo de maíz o bagazos. Una de estas tecnologías desarrolladas recientemente utiliza una bacteria de Escherichia coli (E. coli) modificada genéticamente para la producción simultanea de bioetanol y biohidrógeno en un proceso conocido como “fermentación oscura”. Esta E. coli modificada utiliza la hemicelulosa de los residuos agrícolas para producir bioetanol y biohidrógeno en tiempos más cortos y en cantidades mayores a 30 por ciento que bacterias similares” explicó Arturo Sánchez Carmona, responsable del Laboratorio de Futuros en Bioenergía y miembro del grupo científico que realizó este trabajo. “En el laboratorio escalamos la ‘fermentación oscura’, de gran productividad, y los resultados los incorporamos en uno de nuestros diseños de biorrefinerías en los que producimos bioetanol a partir de celulosas, polisacárido presente en los residuos agrícolas. El biohidrógeno generado en el proceso se utiliza para generar parte de la electricidad requerida en todo el sistema; así se mejora el balance energético de la biorrefinería y se reduce el costo de producción del bioetanol”, explicó Sánchez Carmona. La investigación, publicada en la revista Chemical Engineering Journal, fue realizada en colaboración con Antonio de León Rodríguez, adscrito al Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica, quien produjo la E. coli modificada, mientras el equipo de Sánchez Carmona se concentró en el escalamiento del proceso de “fermentación oscura” usando esa bacteria y el diseño conceptual de una biorrefinería que incorpora dicho proceso en la producción industrial de bioetanol y biohidrógeno. Comparado con la producción convencional de bioetanol, las biorrefinerías que incorporan esta etapa de fermentación oscura logran un costo aproximado de 1.37 dólares por litro que aún resulta elevado para competir con procesos convencionales. Sin embargo, el Laboratorio de Futuros en Bioenergía ya cuenta con tecnologías a escala piloto para producir biocombustibles que incorporen innovaciones como la bacteria E. Coli modificada genéticamente con el propósito de lograr menores costos de producción y competir con los precios de carburantes derivados del petróleo. Estas propuestas tecnológicas de producción de biocombustibles no impactan a la producción de alimentos porque utilizan residuos agrícolas y el país cuenta con cantidades suficientes para emplearlos en la producción de bioetanol (en otro trabajo se midió la cantidad de ellos); se cuenta con suficiente biomasa de este tipo para producir hasta el 10 por ciento del requerimiento nacional de bioetanol, en sustitución de gasolinas fósiles. “Nuestros desarrollos tecnológicos contribuyen a mejorar el medio ambiente porque sustituyen los combustibles fósiles por alternativas renovables capaces de reducir la producción de gases de efecto invernadero; también vamos ya en camino de lograr en el corto plazo una disminución de los costos de producción de estos biocombustibles para ser utilizados de manera cotidiana en el país”, aseguró Arturo Sánchez Carmona.
El dispositivo se desarrolló para uso industrial y permite a los trabajadores disminuir el riesgo de generar lesiones por la realización de sus actividades Durante 2018, una armadora trasnacional de vehículos informó que sus empleados, en la línea de producción, emplearían dispositivos robóticos para ayudarlos a levantar objetos pesados o realizar tareas repetitivas, con el propósito de evitar lesiones; ese mismo año, de acuerdo con el Inegi, la industria automotriz generó más de 800 mil empleos en el país. En atención a los sectores productivos que cada día emplean más estos dispositivos en sus líneas de ensamblaje, un grupo científico de la Unidad Mixta Internacional del Cinvestav desarrolló un exoesqueleto híbrido de aumento de fuerza para la articulación de codo, que tiene el objetivo de ayudar a los trabajadores a levantar o trasladar objetos pesados, disminuyendo el riesgo de alteraciones musculoesqueléticas por su actividad. “El exoesqueleto es un robot que se ajusta a las extremidades del cuerpo humano, en este caso solo se enfoca a la parte superior, particularmente en brazos y codo; se adapta a las articulaciones de manera sincronizada para permitir aumentar la fuerza de una persona y soportar mayor cantidad de peso”, explicó Fermín Castillo Anaya, estudiante de doctorado, desarrollador de la propuesta con la asesoría de Sergio Salazar Cruz y Ricardo López Gutiérrez. El aumento de fuerza y la capacidad de levantar peso que proporciona el exoesqueleto depende del propio usuario, porque interviene su masa muscular o condición física; las pruebas realizadas en el laboratorio permitieron un incremento de fuerza entre 40 y 60 por ciento; es decir, con ambos brazos fue posible levantar con facilidad un peso de 20 kilogramos (10 por cada uno) hasta alcanzar un máximo de 45 kilogramos y hacer varias repeticiones con un esfuerzo mínimo. Los retos científicos que implicó el desarrollo de esta tecnología fueron publicados recientemente en la revista IEEE Transactions on Control Systems Technology, entre los que se encuentran el diseño, la selección de materiales, el ahorro de energía para garantizar su autonomía o adaptar toda la parte electrónica y de control en un espacio reducido. Para el diseño del dispositivo se empleó una plataforma virtual donde se realizaron simulaciones, cálculos de esfuerzo y la adaptación de los componentes en un espacio compacto; además, fue necesario darle estabilidad en una forma adaptable para diversas personas. Un parámetro importante a considerar fue su peso, porque al ser un instrumento para la parte superior del cuerpo debería ser ligero y dejar libre los brazos, entonces la estructura se construyó de aluminio con un peso de 800 gramos. En la parte energética, el objetivo fue aumentar su tiempo de autonomía en escenarios donde no existe un ambiente controlado ni se cuenta con condiciones óptimas, como la falta de una fuente de corriente; entonces fue necesario encontrar una ley de control que permitiera un ahorro energético suficiente para darle independencia por largo periodos de tiempo. También se adoptó la electrónica y sistemas de control a un espacio reducido, que evitara conflictos al momento de trabajar o previniera desprendimiento de cables, presencia de humedad, protección de las tarjetas o choque de algunas partes. La seguridad fue un punto importante, porque al fabricar la estructura se debieron evitar fracturas en sus diversas partes y disponer de topes mecánicos, además de crear una programación adecuada para eliminar riesgos, eso implicó mucha experimentación en el diseño, controles y electrónica que debería ser compatible con la interacción humana, buscando que el usuario se sintiera a gusto con la operación del exoesqueleto. Para superar todos estos desafíos la plataforma virtual empleada permitió observar y monitorear en línea todo el funcionamiento del robot; además, mediante el uso de indicadores o sensores, el usuario lo podía operar con seguridad, al observar indicadores como reserva de aire comprimido, batería o sistema de potencia. El diseño de exoesqueletos se realiza con diferentes usos, los hay para aumento de fuerza en sectores industriales, usos militares o aplicaciones médicas. Sin embargo, esta propuesta se concentra en la parte industrial, con el objetivo de atender problemas de los trabajadores de armadoras de vehículos, de la construcción o metalurgia, donde se mueven objetos pesados en rutinas repetitivas. “En esos trabajos se suelen presentar problemas de espalda, hombro, brazo, codo o rodillas, por lo tanto, el objetivo del exoesqueleto fue aumentar la fuerza y capacidad de carga del ser humano, disminuyendo su desgaste físico y, con ello, el riesgo de sufrir lesiones”, aseguró Fermín Castillo Anaya.
Con el uso de técnicas biotecnológicas un grupo de investigación del Centro de Investigación Científica de Yucatán (CICY) obtuvo un promotor —secuencia de ADN— que es capaz de “encender” genes útiles para la producción de proteínas recombinantes de importancia socioeconómica con potencial uso en la industria pecuaria, para el cuidado del medioambiente e incluso para la producción de una vacuna contra COVID-19. La Dra. Virginia A. Herrera Valencia, investigadora de la Unidad de Biotecnología y coinventora de dicha tecnología, explicó que este promotor, denominado CrGPDH3, fue aislado de la microalga verde Chlamydomonas reinhardtii, la cual ha servido como modelo de estudio en ciencias biológicas por más de sesenta años. Indicó que este promotor presenta la enorme ventaja de que permite controlar el momento en que inicia el proceso para producir las proteínas deseadas, lo que resulta en mejores rendimientos de estas proteínas; “imaginemos que funciona como el botón de encendido en una línea de producción. Esto es, una vez que se ha alcanzado una gran acumulación de biomasa en el cultivo de microalgas, se añade un inductor químico con lo cual se inicia la producción de nuestra proteína de interés”. La científica del CICY detalló que esta tecnología presenta además, grandes ventajas con respecto a los otros sistemas o modelos de producción de proteínas recombinantes, ya que el cultivo de microalgas verdes como C. reinhardtii ofrece beneficios adicionales como: mayores rendimientos en menor tiempo, costos de producción más bajos (hasta de cuatro órdenes de magnitud en comparación con células de mamíferos) y la posibilidad de realizar el cultivo en espacios cerrados (usando fotobiorreactores). Este trabajo se publicó recientemente en la revista Applied Microbiology and Biotechnology de la editorial Springer (https://doi.org/10.1007/s00253-019-09733-y). Es importante mencionar que la tecnología ya cuenta con una solicitud de patente nacional y una solicitud internacional PCT (Tratado de Cooperación en materia de Patentes) y, en una primera etapa, este promotor se ha probado mediante técnicas estandarizadas en laboratorio, además, está siendo evaluado para producir una proteína recombinante de interés en la industria pecuaria: la fitasa, enzima que ayuda a que los animales de crianza como aves y cerdos aprovechen al máximo los nutrientes de su alimento y de esta forma se evite la eutroficación (exceso de nutrientes) en los cuerpos de agua. Dado el potencial de esta tecnología, actualmente el promotor CrGPDH3 también está siendo evaluado en la Unidad de Biotecnología del CICY para la producción de proteínas de interés social y económico, tal es el caso de una vacuna y un anticuerpo para el combate contra la enfermedad del COVID-19. Esta tecnología también podría ser utilizada para la producción segura, rápida, económica y eficiente de otras vacunas y anticuerpos con aplicaciones en medicina humana o veterinaria para el combate de diversas enfermedades.
Desde hace más de dos décadas, la metformina es la primera opción farmacológica para tratar la diabetes tipo 2, al ser un eficaz hipoglucemiante con pocos efectos secundarios. A partir de su uso generalizado, las investigaciones en torno a este fármaco continúan, al encontrar beneficios contra otro tipo de enfermedades, como la obesidad y, más recientemente, el dengue. De hecho, una investigación encabezada por Rosa María del Ángel, adscrita al Departamento de Infectómica y Patogénesis Molecular del Cinvestav, ha comprobado en modelos in vitro e in vivo que el uso de la metformina reduce la replicación del virus dengue. El estudio fue publicado en abril pasado en la revista Scientific Reports, donde también se menciona que el fármaco podría tener efectos similares contra el virus zika, al ser ambos del género Flavivirus (familia Flaviviridae). De acuerdo con Carlos Noe Farfán y Juan Fidel Osuna Ramos, estudiantes de doctorado del Cinvestav y colaboradores en la investigación, este tipo de virus precisan del colesterol para la generación de sus complejos de replicación. En este sentido, el efecto hipolipemiante (reductor de colesterol), que se ha sumado a las propiedades de la metformina, puede afectar la replicación viral. “La metformina está indicada en pacientes con diabetes tipo 2, pero nosotros investigamos su efecto antiviral. No es que este fármaco actúe contra el virus, más bien al ofrecer efectos pleiotrópicos (actúa en diversos blancos), interviene en moléculas del huésped que facilitan el proceso infeccioso. En el caso de nuestro estudio, nos interesó el efecto del fármaco sobre la actividad de la proteína AMPK, el sensor energético maestro de la célula, que interviene en muchas de las vías metabólicas, entre ellas la vía del mevalonato encargada de la síntesis del colesterol. La metformina, al activar a la proteína AMPK reduce la síntesis de novo del colesterol celular dificultando la creación de los complejos de replicación inducidos por los flavivirus y, en consecuencia, se inhibe la infección”, expuso Juan Fidel Osuna Ramos. En tanto, Carlos Noe Farfán indicó que también han empleado fármacos específicos que inhiben la enzima implicada en la síntesis de colesterol, como es el caso de las estatinas, con buenos resultados in vitro, es decir a nivel celular. Sin embargo, los estudios clínicos que se han publicado hasta la fecha usando estatinas en pacientes infectados con dengue, no han encontrado diferencias significativas entre los grupos tratados y no tratados. Por otro lado, existe en la literatura científica evidencia que muestra que las personas diabéticas que controlaban su enfermedad con metformina tenían menor riesgo para desarrollar enfermedad grave por dengue, en comparación con los no usuarios. Esta evidencia y los trabajos previos en el laboratorio de Rosa María del Ángel permitieron consolidar este estudio. De hecho, esta investigación se enfocó en probar la metformina en un modelo de ratones que no generan respuesta inmune innata al ser expuestos a flavivirus, lo que ayuda a comprobar la eficacia del medicamento administrado. En este caso, al ser expuestos al virus del dengue, la infección suele ser letal, lo que resulta equiparable a una infección severa en humanos. Los resultados demostraron que el grupo de animales expuestos al virus del dengue, el cual recibió metformina, tuvo una mayor sobrevida en comparación con el grupo control al que no se le administró el fármaco. Aunque ese efecto no fue replicado en los modelos con el virus del zika. De acuerdo con los estudiantes del Cinvestav, la ventaja de estudiar la metformina en el tratamiento del dengue y zika es que, al ser un medicamento aprobado por las instancias regulatorias, evita el proceso administrativo para su aprobación, ya que el uso de este medicamento en humanos es completamente seguro. Para el caso de dengue, solo faltan más estudios que comprueben su eficacia a nivel clínico. Las infecciones de dengue y zika son una amenaza a nivel mundial, sobre todo para países en desarrollo de regiones tropicales, y aunque se han realizado algunas investigaciones en torno a su combate, a la fecha no hay vacunas específicas contra estos virus, por lo que resulta de mucha utilidad buscar alternativas accesibles en el tratamiento de estas enfermedades, como es el caso de este trabajo científico realizado en el Cinvestav.
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