Reportajes

Obtienen en Yucatán secuencia de ADN de una microalga que podría ayudar a producir vacuna contra Covid

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.

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Medicamento para tratar diabetes sería efectivo para combatir efectos del dengue y el zika

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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CICY desarrolla prototipos para aprovechar el Hidrógeno en la producción de energía

Con el propósito de brindar nuevas alternativas para disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero, suministrar y almacenar mayor cantidad de energía, el grupo de investigación de la Unidad de Energía Renovable del Centro de Investigación Científica de Yucatán (CICY), desarrolla prototipos de celdas de combustible y dispositivos de electrólisis para aprovechar el hidrógeno del ambiente en la producción y almacenamiento de energía. Luis Carlos Ordóñez López, investigador de esta unidad de académica del CICY, explicó que estos proyectos son necesarios debido al crecimiento de la población y la demanda energética “Se requiere infraestructura para el almacenamiento de energías, siendo una opción el aprovechamiento del Hidrógeno. A través de los dispositivos de electrólisis se puede descomponer el agua (H2O) en oxígeno (O) e hidrógeno (H) y aprovecharlo para producir energía”. Asimismo señaló que, en este proceso, una vez que se obtenga el hidrógeno habrá que convertirlo de manera eficiente en electricidad con la ayuda de celdas de combustible —dispositivos electroquímicos que convierten la energía química del hidrógeno directamente en energía eléctrica a través de reacciones electroquímicas—. El científico destacó que esta tecnología se conoce como Tecnología del hidrógeno, con diversas aplicaciones en todo el mundo. Puede utilizarse para el sistema de transporte, en automóviles, en trenes, entre otros; “la intención es ir reemplazando los combustibles fósiles por un sistema energético como el hidrógeno. En el CICY algunos de los prototipos se están patentando, otros están en procesos de desarrollo”, comentó. De igual manera dio a conocer que este año el CICY será sede del 21º Congreso Internacional de la Sociedad Mexicana del Hidrógeno, que se llevará a cabo del 20 al 24 de septiembre de 2021, actividad que reúne a investigadoras e investigadores, centros de investigación y universidades que trabajan en el desarrollo de la tecnología del hidrógeno en México y a nivel internacional. —

Yucatán

Jóvenes yucatecos destacan en Feria de Ciencia 2021 en Turquía

Un equipo de jóvenes originarios de Yucatán presentó al mundo su proyecto de investigación científica con el que buscan promover el uso sostenible de los ecosistemas terrestres y frenar la pérdida de la diversidad biológica. Este trabajo les mereció el reconocimiento de Mención honorífica en la Olimpiada Internacional de Proyectos de Ciencia 2021 (International Science Project Olympiad- INSPO), efectuada en Turquía. Luna Danae Euan Chab y Farid Rodrigo Gómez Villegas, destacaron de entre 21 equipos con representantes de todo el mundo en la categoría Medioambiente de la INSPO 2021, durante su exposición presentaron al jurado un novedoso protocolo para la propagación y la conservación de la pata de elefante (Beaucarnea pliabilis), una planta endémica de Yucatán que se encuentra amenazada según la NOM-059-SEMARNAT-2010, ya que en las selvas baja caducifolia y mediana subcaducifolia quedan pocos ejemplares de esta especie. Este proyecto fue asesorado por Miguel Ángel Herrera Alamillo, Leticia Peraza Echeverríay e Ileana Borges Argáez técnicos de investigación de la Unidad de Biotecnología del Centro de Investigación Científica de Yucatán (CICY) y, a su vez, fue parte de los proyectos participantes del programa de fortalecimiento a las vocaciones científicas Talento CICY, impulsado desde hace casi una década por este Centro. El equipo de Luna y Farid, obtuvo su acreditación a este concurso internacional luego de haber participado en Expociencias Yucatán 2020 (obteniendo Primer lugar en la categoría Pandilla científica juvenil) y en Expociencias Nacional 2021, realizada en Sonora. El grupo se preparó con la asesoría del CICY y fue apoyado en todo momento por la Secretaría de Investigación, Innovación y Educación Superior (SIIES) y la Red Nacional de Actividades Juveniles en Ciencia y Tecnología, instituciones organizadoras de Expociencias Estatal y Nacional, respectivamente.

Yucatán

El reciclado de PET un área de oportunidad para mejorar la economía y el medio ambiente

En Yucatán se acopia un 31% de las 50 toneladas de PET que se estiman se consumen al día, generalmente, en forma de envases para refrescos y agua embotellada, lo que representa un área de oportunidad para todos los actores de la sociedad para impulsar la cultura del reciclaje y el aprovechamiento de los desechos. Lo anterior lo dio a conocer el Dr. Javier Guillén Mallette, ingeniero de desarrollo tecnológico de la Unidad de Materiales del Centro de Investigación Científica de Yucatán (CICY), quien detalló que en Yucatán se reciclan 16 toneladas diarias de PET, cifra que puede aumentar si se refuerzan las acciones para mejorar la gestión de los residuos sólidos urbanos reciclables en todo el estado y alcanzar un acopio del 53%, que es el promedio a nivel nacional en reciclado de este material; “esto se lograría con una mayor participación de toda la sociedad, especialmente de su industria, gobierno y sociedad civil; es responsabilidad de todas y todos” detalló. Explicó para alcanzar un buen aprovechamiento de los productos desechados de PET existen tres formas, las cuales son: la reducción, la reutilización y el reciclaje —el cual permite convertirlo en nuevos productos mediante la aplicación de procesos de transformación que pueden ser de tres tipos: el mecánico, el químico y la valorización energética—. De igual manera explicó que en el proceso de reciclaje del PET se pueden obtener hojuelas, pellets (gránulos) o fibras de poliéster que se podrán emplear para la fabricación de textiles, ropa y alfombras; fibras de refuerzo para concretos; nuevas preformas inyectadas que luego son sopladas para transformarse en envases; y láminas termoformadas para elaborar contenedores. También se han reportado otros usos como la fabricación de concreto poroso con agregados pétreos y plásticos de PET; la manufactura de fibras de poliéster de PET reciclado para refuerzo de llantas; o la producción de materiales aislantes con plásticos espumados a partir de PET reciclado. Finalmente, comentó que en el CICY, el Grupo de Reciclado de la Unidad de Materiales, realiza investigación en diferentes temáticas relativas al reciclado de diversos materiales, entre ellos el PET, con lo que se busca proponer soluciones a problemas relacionados con el cuidado del medio ambiente, el aprovechamiento de los recursos naturales, y el desarrollo de nuevos materiales. “En el CICY se han realizado estudios sobre el empleo de agregados PET para morteros y concretos; fabricación de productos espumados a partir del reciclaje de subproductos del reciclaje de PET, como son las etiquetas y las tapas de polietileno y polipropileno; y el desarrollo de materiales a partir de mezclas de PET y otros plásticos reciclados, entre otras investigaciones”

Mundo

Rusia prueba su vacuna Sputnik V en forma de aerosol nasal

Rusia prueba una forma de aerosol nasal de su vacuna COVID-19 que es adecuada para menores de 8 a 12 años, y prevé lanzar el nuevo producto en septiembre próximo, según el científico que dirigió el desarrollo de la vacuna Sputnik V. El aerosol para niños usa la misma vacuna, solo que en vez de una aguja se coloca una boquilla, de acuerdo con el director del Instituto Gamaleya, Alexander Gintsburg, quien desarrolló Sputnik V. Los investigadores probaron la vacuna en niños de entre ocho y 12 años y no hallaron efectos secundarios entre el grupo de prueba, ni siquiera aumentos de la temperatura corporal, según Gintsburg. “Estamos inoculando a nuestros pequeños (pacientes) por vía nasal, solo estamos administrando la misma vacuna como un aerosol nasal”, dijo sin dar más detalles sobre el estudio. El Financiero

Yucatán

Embajadora de Finlandia visita la Biofábrica del CICY

A fin de conocer las capacidades científicas y tecnológicas con las que cuenta Yucatán en materia de biotecnología agroindustrial, la Biofábrica del Centro de Investigación Científica de Yucatán recibió la visita diplomática de la Sra. Päivi Pohjanheimo, Embajadora Extraordinaria y Plenipotenciaria de la República de Finlandia en México. Esto en el marco de un recorrido realizado en el Parque Científico Tecnológico de Yucatán, donde se dio a conocer el trabajo y las acciones que se realizan en materia científica y tecnológica en la entidad. Durante la visita,  Francisco Javier García Villalobos, director de Gestión Tecnológica del CICY, en representación del Director General, Dr. Pedro Iván González Chi; guio la visita realizada a la Biofábrica del CICY, donde se explicó la labor que ahí se realiza y cómo ésta aporta al desarrollo social y productivo en el estado y la región. Cabe mencionar que la Biofábrica del CICY es fruto de la investigación enfocada al mejoramiento y la multiplicación in vitro de diferentes cultivos agrícolas, que se ha desarrollado en la institución por más de 20 años. Esto ha permitido la obtención de protocolos para la producción a gran escala de cultivos que tienen alta demanda en el mercado nacional e internacional, tales como: coco, henequén, agaves mezcaleros, tequila, achiote, banano y papaya hermafrodita. El recorrido estuvo encabezado por el Mtro. Bernando Cisneros Buenfil, Secretario de Investigación, Innovación y Educación Superior (SIIES) de Yucatán, quien presentó a la Embajadora el panorama general del ecosistema de innovación de Yucatán. Asimismo, se realizó un recorrido por el Museo del Cráter de Chicxulub de la Unidad de Investigación y Estudios Avanzados Chicxulub SIIES-UNAM. En este recorrido también estuvieron presentes las personas consejeras de la Oficina Comercial de Finlandia, Anna-Leena Siliämaa, Juan Pablo Romero y Mikko Salonen; además del Ing. Ricardo Bello Bolio, Director General de Investigación e Innovación de la SIIES; y el Ing. Itzamná Salas Peraza, Responsable de la Biofábrica del CICY (Divulgación / JCDO).

Yucatán

Impacto del “cambio climático” en la Península de Yucatán es inminente

El debate sobre el cambio climático en la Península de Yucatán ha rebasado los círculos científicos para convertirse en una cuestión de preocupación social, debido a que juega un papel importante en los ecosistemas, en la economía y en la cultura, sostuvo el profesor investigador Salvador Flores Guido. En el marco de la celebración del Día Mundial del Medio Ambiente, el profesor Emérito de la Universidad Autónoma de Yucatán (UADY) advirtió que la Península ha sufrido diferentes efectos del cambio climático: En los cultivos causó modificaciones en los tiempos de siembra y cosecha, mientras que en la zona costera las variaciones del clima afectaron la dinámica de pesca y biodiversidad, además de sequías. “Las sequías pueden traducirse en una mayor incidencia en el número de incendios, enfermedades en el ganado, problemas de demanda de agua, enfermedades gastrointestinales e islas de calor”, agregó. El profesor, con más de 50 años en la docencia, indicó que la Península de Yucatán es una región natural cuyas condiciones geográficas la hacen sensible a sufrir las consecuencias del cambio climático. “Tiene una alta influencia marítima, y está sujeta al asalto de fenómenos hidrometeorológicos tales como ondas tropicales, ciclones y nortes, los cuales pueden intensificarse en número, frecuencia e intensidad, además, es una zona de altas presiones, lo que puede ocasionar desertización”, apuntó. Otro punto muy importante, dijo, es el impacto en la salud humana pues el calor de ahora es mucho más intenso que el de hace unos años y las temperaturas extremas, tanto altas como bajas, pueden causar disturbios fisiológicos y daños a diferentes órganos provocando enfermedad o la muerte en los seres humanos. En tal sentido, mencionó que una de las consecuencias más seguras y directas del cambio climático, es un aumento en la morbilidad y la mortalidad humanas en períodos de clima extremosos como son las ondas de calor. Ante el inminente cambio climático se hace necesario emprender trabajos de investigación, diseño de políticas públicas y divulgación que busquen sensibilizar sobre la vulnerabilidad de los distintos sistemas naturales y culturales de la Península de Yucatán, concluyó Flores Guido.  

Reportajes

Avanza el desarrollo de nanopartículas para combatir el cáncer en México

En medicina, el término hipertermia se refiere a la elevación de la temperatura corporal, inducida artificialmente, a partir de fuentes como el ultrasonido o la radiación electromagnética. Una de sus aplicaciones es en el área oncológica para disminuir el volumen tumoral y con esto reducir la dosis de fármacos utilizados en el tratamiento del cáncer. Entre los retos de la hipertermia para uso médico está lograr que su efecto sea localizado, porque inducir la elevación de temperatura puede generar efectos secundarios graves o llevar a las células sanas a morir. Arturo Vera Hernández, investigador del Departamento de Ingeniería Eléctrica, Sección de Bioelectrónica, del Cinvestav, formó parte de un estudio en el cual se sintetizaron, caracterizaron y evaluaron nanopartículas magnéticas de ferrita de cobalto, con miras a emplearlas en procesos de hipertermia dirigidos a combatir el cáncer. Como parte de la investigación publicada en la revista Molecules, se logró que el diseño, la composición y las características físicas de estas nanopartículas fueran las adecuadas para que al ser expuestas a radiación electromagnética elevaran la temperatura de forma eficiente y localizada. Otra de las ventajas de las nanopartículas analizadas es que aprovechan tanto el campo eléctrico como el magnético de la radiación aplicada, resultando mayor elevación de temperatura y eficiencia energética, en comparación a cuando no son empleadas. Además, los datos obtenidos señalan que las células cancerosas mueren de forma exitosa al usar estas nanopartículas, lo cual las convierte en una opción factible para tratar tumores cancerígenos, incluyendo los de tipo triple negativo, que solo responden a la quimioterapia; aunque todavía faltan estudios antes de llevarlas a la clínica. El siguiente paso sería probar, bajo un proceso de hipertermia, a las nanopartículas en cultivos tridimensionales de células cancerosas, en modelos animales y finalmente en humanos, mencionó Vera Hernández. Este trabajo es parte de un proyecto multidisciplinario en el que participan investigadores, estudiantes y auxiliares de investigación del Doctorado en Nanociencias y Nanotecnología, del Laboratorio Avanzado de Nanoscopía Electrónica, y del Departamento de Biología Celular, así como de Genética y Biología Molecular, todos del Cinvestav. También colaboran los centros de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada y de Investigación y Desarrollo Tecnológico en Electroquímica, del IPN y del Conacyt, respectivamente. Acerca de la metodología del estudio, de manera general, consistió en sintetizar las nanopartículas de ferrita de cobalto y posteriormente analizar, con el microscopio electrónico de alta resolución, su forma y tamaño e identificar si estas características eran uniformes. Después, con diversos instrumentos se determinó la magnetización de estas partículas. Respecto a su eficacia en procesos de hipertermia, se utilizó la ecuación de biocalentamiento, misma que describe cómo las nanopartículas absorben la energía a la cual son expuestas a fin de generar calor. De esta manera, fue posible establecer la concentración adecuada de estas partículas para tener un efecto sobre las células cancerígenas. Los investigadores también evaluaron in vitro si las células de cáncer de mama triple negativo morían de forma exitosa, para ello las colocaron en un tubo de ensayo junto con las nanopartículas y una antena de pequeñas dimensiones, a través de la cual se aplicó radiación electromagnética a una frecuencia de 2.45 gigahercios, que es la aprobada para uso médico. Los resultados se compararon con los de cultivos celulares de cáncer de mama que tenían la misma concentración de estas nanopartículas, pero no fueron expuestos a radiación electromagnética. A pesar de que han sido desarrolladas diferentes estrategias para el tratamiento del cáncer, esta enfermedad es una de las principales causas de mortalidad, tan solo en el 2020, de acuerdo con la Organización Mundial de la Salud, provocó 10 millones de fallecimientos. Ante este panorama, Vera Hernández resaltó la necesidad de continuar con el diseño de nuevos materiales en beneficio de los pacientes con cáncer.