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Reportajes

Estudian mecanismo involucrado en la recuperación de la memoria

Al conocimiento adquirido que es codificado y almacenado en el cerebro por días, meses y años, se le conoce como memoria a largo plazo, y aunque existen diversos estudios acerca de las etapas de este proceso, se sabe poco de cómo la información aprendida es utilizada o recuperada. Comprender los mecanismos fisiológicos de la recuperación de la memoria, a lo que se le conoce como recordar, podría proporcionar información útil sobre posibles blancos terapéuticos y contribuir al desarrollo de estrategias para tratar la pérdida de memoria a largo plazo, asociada a la edad o a ciertas enfermedades del sistema nervioso central. Rocío Solís Guillén, graduada de doctorado del Departamento de Farmacobiología del Cinvestav Sede Sur, trabajó en un proyecto a fin de identificar el papel de dos receptores de serotonina en la formación de la memoria a largo plazo y en la recuperación de la misma. La serotonina es un neurotransmisor distribuido de manera amplia en el cerebro, participa en el proceso del sueño, la conducta sexual y la memoria, entre otros, y para que cumpla con su papel en el organismo actúa sobre receptores específicos, explicó David Centurión Pacheco, adscrito al Departamento de Farmacobiología y quien también participó en la investigación. El trabajo, publicado en la revista Behavioural Brain Research, se enfocó en dos receptores de serotonina: 5-HT1A, y 5-HT7, ambos ampliamente estudiados en procesos de formación de memoria, pero no en paradigmas de recuperación de memoria. Los resultados obtenidos en el estudio, realizado en un modelo animal y en el cual se evaluaron diferentes dosis de fármacos para activar o bloquear a los receptores analizados, destacan que la recuperación de la memoria parece ser un proceso que requiere la activación de 5-HT1A y 5-HT7. Lo anterior porque al activarlos hubo una mejora en recobrar la información aprendida, lo que sugiere a dichos receptores de serotonina como un posible blanco terapéutico al cual dirigir fármacos nuevos o ya existentes y con ello mejorar el tratamiento de diversos padecimientos del sistema nervioso central asociados con alteraciones en la memoria, entre ellos la enfermedad de Alzheimer y el estrés postraumático. “Dado que hemos identificado que 5-HT1A y 5-HT7 podrían tener un papel relevante en la recuperación de la memoria, sería necesario estudiar la expresión de estos receptores a través de técnicas moleculares y también cuantificar la presencia de algunas proteínas, generadas tras su activación, en áreas estratégicas del cerebro”, señaló Rocío Solís Guillén. Otro resultado del estudio es que la dosis administrada de triptófano, precursor en la síntesis de 5-HT y uno de los fármacos evaluados, incrementó la recuperación de la memoria. Este efecto podría deberse al aumento en los niveles de serotonina en el cerebro, aunque esta vía requiere más investigación. En cuanto al protocolo experimental, consistió en pruebas de aprendizaje basadas en estímulos reforzadores y respuestas condicionadas para establecer la memoria de largo plazo en los animales. Este modelo, denominado de automoldeamiento pavloviano, permite detectar cambios en la formación de la memoria provocados por algunos fármacos o el envejecimiento. Una vez formada la memoria a largo plazo se obtuvo un porcentaje de las respuestas condicionadas de los animales, después a cada uno de los grupos en los que fue divido el estudio, con excepción del control, se les administró un fármaco, ya sea para activar o no a los receptores 5-HT1A y 5-HT7. La disminución en el porcentaje de respuestas condicionadas, en comparación al obtenido antes de la administración de los fármacos, se interpretó como deterioro de la memoria a largo plazo; mientras que de no haber cambios o presentarse un aumento sugirió una mejora o un refuerzo de la recuperación de la memoria. Cabe destacar que la fase experimental de este trabajo estuvo a cargo del investigador titular del Departamento de Farmacobiología del Cinvestav, Alfredo Meneses Hernández, fallecido en el 2019, y quien durante su carrera científica se dedicó a entender algunos de los mecanismos involucrados en el aprendizaje y la memoria, en especial el papel de la serotonina.

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México Reportajes

Adaptan nanotecnología en trajineras para oxigenar canales de Xochimilco

Las chinampas de Xochimilco son un sistema de agricultura sustentable creado por el hombre para producir intensivamente plantas, verduras y hortalizas, su origen se remonta a las culturas prehispánicas de hace 900 años; por lo tanto, proteger su ecosistema permite conservar los efectos benéficos que genera en el clima y calidad del aire de Ciudad de México. En un esfuerzo por salvaguardar este sistema, Refugio Rodríguez Vázquez, investigadora del Departamento de Biotecnología y Bioingeniería del Cinvestav, impulsa un proyecto científico con la aplicación de varios desarrollos tecnológicos para el tratamiento del suelo y agua, entre los que destacan la oxigenación de los canales mediante un método de generación de micronanoburbujas (MNB), adaptado a las trajineras al navegar. Su objetivo es reducir las condiciones anaerobias que prevalecen en el agua y con ello disminuir la emisión de gases de efecto invernadero como metano, dióxido de carbono o ácido sulfhídrico (denominado “gas de las coladeras”). Con el proyecto se contribuye a mejorar la calidad del líquido, suelo y aire en la zona, también se generan beneficios a las especies acuáticas, terrestres y a la vida de los lugareños, además favorece la actividad turística. La presencia de compuestos como nitrógeno y fósforo causan la eutrofización (exceso de nutrientes inorgánicos en un ecosistema acuático), que propicia el crecimiento descontrolado de microalgas, lentejilla “chilacastle” (Lemna minor) y lirio acuático “huachinango” (Eichhornia crassipes), causantes de la disminución del oxígeno disuelto y la generación de gases de efecto invernadero. Para oxigenar el agua de los canales, Rodríguez Vázquez y su grupo de investigación aplican un sistema generador de MNB que se adapta a las trajineras, las cuáles se generan al navegar, con el propósito de oxigenar el agua y disminuir las condiciones anaerobias causantes de la producción de gases; los equipos se alimentan con la energía proporcionada por paneles solares instalados en el toldo de la embarcación. Las micronanoburbujas son del tamaño de una milmillonésima parte de un metro y se generan con un sistema de tubos Vénturi, por el cual se pasan de forma simultánea agua y aire, que al realizar un cambio de presión las produce; éstas pueden permanecer en el agua por largos periodos de tiempo, promueven la oxigenación y, al tener una alta presión interna, crea especies reactivas de oxígeno. Los beneficios de este sistema MNB son: disminución de disruptores endócrinos (hormonas, plastificantes, plaguicidas) o microorganismos patógenos; reducción del tiempo de tratamiento; promoción de mayor transferencia de oxígeno; disminución de gases de efecto invernadero, y mayor eficacia en la captura de sólidos menos densos que el agua, los cuales se depositan en la superficie. Es un método económico y cuenta con un equipo de fácil manejo, además los paneles solares generan energía fotovoltaica que permite una operación sustentable e independiente. Esta tecnología se ubica dentro de las soluciones propuestas por la Química Verde para la remediación de algunos problemas de contaminación en agua y suelos, que fueron expuestos recientemente por Refugio Rodríguez durante una mesa redonda organizada por El Colegio Nacional para analizar el tema; la investigadora explicó que desde 2005 sus propuestas se han aplicado para la recuperación de la zona chinampera de Xochimilco. Sostuvo que el sistema MNB se complementa con otros dos procesos acoplados: la instalación de biofiltros constituidos por grava, gravilla y carrizos de la zona, así como la aplicación de nanotecnología sumada a la fitobiorremediación que han logrado reducir materia orgánica, microorganismos patógenos, nitrógeno, fósforo o algunos metales. También, se han instalado dos plantas de tratamiento de agua en la zona, las cuales generan líquido para uso en servicios con capacidad de depuración de hasta 136 mil litros al día; la tecnología ha logrado eliminar hasta el 90 por ciento de contaminantes y redujo la presencia de coliformes fecales, así como E-coli, con la calidad para cumplir con la normatividad mexicana. Refugio Rodríguez Vázquez explicó que este sistema ya cuenta con un prototipo de embarcación, con el cual se han analizado algunos datos iniciales. Por ejemplo, se ha mostrado un cambio en algunos parámetros de calidad de líquido; como la disminución de sólidos totales disueltos (583 a 465 mg/L); conductividad eléctrica (0.91 a 0.80 mS/cm); aumento en el oxígeno disuelto (1.0 a 3.2 mg/L) y de potencial oxidación-reducción (-6.2 a 7.5 mV), lo que significa que el sistema puede impactar en la recuperación de los canales de Xochimilco.

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Mundo

Israel ensaya una vacuna contra el coronavirus en pastilla

Israel está a punto de convertirse en el primer país del mundo en probar una vacuna oral contra el COVID-19. Lo anticipó al diario The Jerusalem Post el director ejecutivo del laboratorio farmacéutico israelí Oramed, Nadav Kidron. Desde marzo, ha estado trabajando con la empresa india Premas Biotech en el proyecto de vacuna oral, que se basa en tecnología del Centro Médico de la Universidad Hadassah en Jerusalén. Kidron espera obtener en las próximas semanas la autorización del Ministerio de Salud de Israel para lanzar su fase experimental en 24 voluntarios no vacunados. Para el momento ya se tienen preparadas miles de cápsulas listas para estar disponibles en Israel y otros países. Según Kidron, la nueva vacuna (que se centra en tres proteínas estructurales del coronavirus en lugar de la proteína “spike” utilizada por las vacunas Pfizer y Moderna) “debería ser mucho más resistente frente a las variantes de COVID-19”. Entre sus ventajas se mencionan la facilidad de transporte y de distribución a gran escala. Esta vacuna por lo tanto parece muy adecuada para su distribución en el Tercer Mundo.

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Mundo

Crean la primera prueba de saliva para medir la glucosa en diabéticos

Los diabéticos podrían tener un modo más simple de poder medir sus niveles de glucosa. Esto luego que se confirmara que un grupo de científicos creó la primera prueba que con la saliva puede detectar si los niveles de azúcar son altos o no. Científicos de la Universidad de Newcastle, Australia, fueron quienes desarrollaron “la primera prueba de diabetes del mundo que no causa dolor“, y que mide los niveles de azúcar de los pacientes a través de la saliva. Y es que recordemos, todas las pruebas que existen hasta hoy día se hacen por medio de la sangre, para lo que se requiere pinchar un dedo, lo que no gusta a la mayoría, pues hay quienes temen a la agujas. De acuerdo con Paul Dastoor, líder de la investigación, el test que ha elaborado con su equipo utiliza una enzima natural, glucosa oxidasa, y un potente sensor para detectar las concentraciones de glucosa en la saliva de los diabéticos, que son 100 veces inferiores a los niveles sanguíneos. La reacción producida cuando el compuesto orgánico interactúa con la saliva genera una débil corriente eléctrica detectable para el sensor. Al ser medidas las señalas captadas, estas revelan niveles de glucosa muy precisos, mismos que podrán ser almacenados y compartidos a través de una aplicación para teléfonos inteligentes. Pero esta tecnología podría ayudar a detectar muchos otros padecimientos, hasta el Covid-19. Los científicos aseguraron que su tecnología podría utilizarse para medir al menos otros 130 indicadores, como marcadores tumorales, hormonales y alérgenos, “lo que significa que será ampliamente aplicable para detectar una variedad de sustancias que identifican una serie de enfermedades”, por lo que incluso ya se encuentran colaborando con la Universidad de Harvard para desarrollar una prueba no invasiva de Covid-19. Hasta el momento, los biosensores, que son de un tamaño similar al de una barra de goma de mascar, son producidos a baja escala en la universidad con ayuda de una antigua impresora de etiquetas de vino que fue transformada para producir dispositivos electrónicos o “funcionales”. Pero gracias a su éxito, el proyecto ya obtuvo un financiamiento estatal de unos 4.6 millones de dólares estadounidenses para establecer la primera fábrica del dispositivo, cuya construcción comenzará en los próximos meses. Esto implicaría que podría ser comercializado poco tiempo después. El dispositivo estaría listo para 2023. Unos 460 millones de diabéticos alrededor del mundo podrían verse beneficiados con el dispositivo, estiman los investigadores. Con información de RT.

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Reportajes

Expertos japoneses descubren la primera especie de alga con 3 sexos diferentes

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)

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Reportajes

Los flavonoides que se obtienen del consumo de frutas, también tendrían efectos antinflamatorios

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.

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Reportajes

Nanotecnología permitiría que fármacos solo actúen en las células afectadas por enfermedades

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.

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