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- Es capaz de inhibir bacterias como el staphylococus aureus y escherichia coli
Saltillo, Coahuila.- 6 de julio de 2017.- (aguzados.com).- Un equipo de especialistas del Departamento de Síntesis de Polímeros del Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA) desarrolla un desinfectante de origen natural, altamente eficiente, con capacidad de inhibir bacterias como Staphylococcus aureus y Escherichia coli.
De manera inesperada, y debido a una acertada observación científica, el grupo de investigación del CIQA descubrió en una sustancia que se desprendió durante un experimento un alto potencial bactericida.
En entrevista para la Agencia Informativa Conacyt, los especialistas involucrados en el proyecto detallan el surgimiento de este desinfectante, su efectividad, las pruebas realizadas hasta el momento y el potencial a futuro de este producto de origen natural, cien por ciento mexicano.
Descubrimiento fortuito
Este desinfectante inició a partir de la vinculación con una empresa del estado de Morelos dedicada al desarrollo de carbón activado de desechos agrícolas, con diversas aplicaciones en la industria alimentaria y de purificación del agua. El equipo de investigación del CIQA colaboró en la búsqueda de una fuente natural para generar el carbón activado. Durante la investigación de fuentes alternativas y experimentos en laboratorios, el grupo de investigación observó la generación de un subproducto que llamó su atención.
“Al momento de hacer un tratamiento para la obtención de carbón activado, en uno de ellos empecé a notar que había un tipo de extracción o de fluido que salía, a partir de la materia natural que utilizamos para desarrollar el carbón. Lo daba como un desecho, hasta que un día le dediqué tiempo, lo recolecté y al momento en que lo mostré al doctor le pareció interesante, que podía tener potencial y pedimos que se le hiciera un análisis”, narró la ingeniera Paulina Luciel Lugo de León, estudiante de la maestría en tecnología en polímeros del CIQA y colaboradora del proyecto.
En México, se estima una tasa de infecciones nosocomiales (IN) que oscila entre 3.8 y 26.1 por cada 100 egresos. En algunos hospitales de México, se ha observado una mayor prevalencia de IN en los servicios de medicina interna, pediatría, cirugía, y en menor proporción en ginecoobstetricia.
Fuente: Revista Médica del Instituto Mexicano del Seguro Social.
En primera instancia, este subproducto, que se desprendió de una destilación en los experimentos para obtener carbón activado de una fuente natural, parecía no tener mayor relevancia hasta que se ejecutó un análisis para conocer si inhibía el crecimiento de microorganismos.
“Identificamos esta sustancia mediante técnicas que tenemos aquí en el CIQA y después la enviamos a pruebas antibacteriales, ahí descubrimos que tenía potencial como desinfectante, bactericida y, probablemente, como antinematicida para uso agrícola”, explicó el doctor Ramiro Guerrero Santos, investigador titular C del Departamento de Síntesis de Polímeros del CIQA y coordinador del proyecto.
Después de los primeros resultados que indicaban que inhibía bacterias, el equipo decidió realizar estudios más a fondo para la confirmación del potencial de esta sustancia.
“Es un líquido medianamente viscoso, primero (fueron) las pruebas de identificación para tener una idea de qué compuesto químico estaba presente, lo llevamos a una prueba de resonancia magnética nuclear, de espectrometría de masas, cromatografía de gases y, una vez que teníamos idea de qué podía ser la sustancia, la llevamos a las pruebas antibacteriales. A partir de esto, empezó el interés por usarlo como desinfectante, bactericida, antinematicida, etcétera”, puntualizó el científico.
Potencial antibacterial
Para conocer la actividad antimicrobiana de la sustancia, los especialistas solicitaron el apoyo del Laboratorio de Microbiología del CIQA, inicialmente analizaron su efectividad ante dos microorganismos comunes en el medio ambiente.
“En un principio optamos por analizarlo con dos microorganismos que son el Staphylococcus aureus y Escherichia coli (E. coli). Se planteó manejar con estos microorganismos, ya que son microorganismos que se encuentran de forma común en el medio ambiente”, señaló la química farmacobióloga Carmen Natividad Alvarado Canché, integrante del Laboratorio de Microbiología en el Departamento de Materiales Avanzados del CIQA.
La química Alvarado Canché aclaró que el Staphylococcus aureus forma parte del grupo de bacterias Gram positivas, en tanto E. coli está dentro de las Gram negativas, ambas clasificadas así en relación con la estructura de la envoltura celular. Además, esto permitió poder diferenciar si tiene actividad dirigida hacia un grupo de microorganismos en particular.
“Optamos por realizar una película de la sustancia y ponerla en contacto con un número específico de bacterias. Al analizarlo, dejamos inoculando las muestras como 24 horas y realizamos un conteo de las bacterias para determinar realmente si la población bacterial aumentaba, disminuía o las ‘mataba’ completamente; se realizó este análisis en diferentes concentraciones para analizar hasta qué porcentaje de la sustancia había una actividad microbiana”, indicó la laboratorista.
Los resultados de estos análisis indicaron que ambas bacterias fueron completamente desactivadas por la sustancia, con una concentración de cuatro ppm (partes por millón). Respecto al proceso para determinar la concentración, el doctor Guerrero Santos, explicó: “En el laboratorio se hace por dilución, empieza con una concentración alta y se va bajando la concentración hasta que se determine qué concentración se requiere para evitar el crecimiento de bacterias. Hablamos de cuatro partes por millón, o lo que es lo mismo cuatro miligramos por litro de agua. Este producto es eficaz a una cantidad de cuatro miligramos por litro, que es demasiado poco, e inhibe el crecimiento hasta cero existencias de colonias”, puntualizó el investigador.
A manera de ejemplo, los especialistas señalaron que deben introducirse 0.16 gramos de la sustancia en 40 litros de agua, semejante a dos garrafones de agua purificada, ese líquido se teñirá levemente del color de la sustancia y puede aplicarse para la limpieza de diversos lugares y desactivar por completo las bacterias.
Escherichia coli(E. coli) es una bacteria presente frecuentemente en el intestino distal de los organismos de sangre caliente. La mayoría de las cepas de E. coli son inocuas, pero algunas pueden causar graves intoxicaciones alimentarias.
Entre los síntomas de la enfermedad causada por E. coli productora de toxina Shiga, destacan los calambres abdominales y la diarrea, que puede progresar en algunos casos a diarrea sanguinolenta (colitis hemorrágica). También puede haber fiebre y vómitos. El periodo de incubación varía entre tres y ocho días, con una mediana de tres a cuatro días.
Fuente: Organización Mundial de la Salud(OMS).
“(Puede aplicarse) donde haya riesgo de contaminación microbiana y lugares donde justamente se concentran las bacterias y llegan las personas contaminadas. Lo más directo sería en hospitales, mesas de operación, desinfección de instrumentos de uso médico, desinfección de manos de estudiantes, doctores, practicantes, camas, sábanas, baños de hospitales, guarderías, autobuses, transporte público, escritorio, paredes internas en tubos de conducción de aire, pantallas táctiles de celulares, pasamanos en transporte público, entre otros”, enumeró el especialista Guerrero Santos.
El equipo de investigación precisó que la aplicación de esta sustancia desinfectante protege completamente de la formación de colonias bacterianas; además de ser un producto con potencial debido a sus ventajas como: su eficiencia, su origen a partir de un elemento natural, bajo costo de producción, fuente de ingreso económico para el sector rural de Coahuila y completamente sustentable para su fabricación.
“Se ha estudiado y es netamente un producto natural, no se ha combinado con otra cosa. Solamente se trabaja con el proceso de dilución porque es un producto viscoso; para su aplicación solamente se hace un proceso de dilución en agua que es lo que le da un valor agregado, porque no requiere de algún tipo de solvente o disolvente contaminante”, comentó la ingeniera Lugo de León.
Ideas patentadas
Actualmente, el proyecto se encuentra en fase de pruebas funcionales, además se contempla la posibilidad de su uso agrícola para eliminar nematodos en los cultivos.
“En la agricultura, estamos trabajando y buscando tierras contaminadas con nematodos, hemos traído varias muestras, pero aún no hemos encontrado la muestra adecuada para poder aplicar el producto y eliminar nematodos”, agregó el científico Guerrero Santos.
El grupo de investigación enfatizó que, al tratarse de un extracto natural, puede ser biocompatible y tener muchas aplicaciones. Sin embargo, aún faltan algunas pruebas con otras bacterias y estudios para conocer si existe cualquier posibilidad de algún efecto secundario al ser humano. Aunque hasta el momento, no se ha detectado ningún efecto alérgico en las personas que han tenido contacto con el extracto.
“Se deberán hacer más análisis, por ejemplo, identificar si solamente es efectivo para estas bacterias, podríamos enfocarnos en diferentes cepas de bacterias y también se podría manejar con hongos. Tendría que analizarse con otro tipo de bacterias, si se desea aplicar a la agricultura, que no mate toda la flora bacteriana que puede ayudar al crecimiento de las plantas, que solamente sea enfocado en algunos microorganismos fitopatógenos”, agregó la química Alvarado Canché.
A la par, el grupo de investigación prepara la patente de este producto. Entre diversas opciones, los especialistas contemplan presentar la sustancia como aditivo en productos de limpieza.
El equipo de investigación está en proceso de patentar ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial (IMPI), por lo tanto, se reservan información específica del producto.
“Estamos en la etapa de terminar pruebas funcionales y finalizar ejemplos para someter una solicitud de patente. Al obtener la patente y terminar las pruebas relacionadas con antinematicidas, relacionadas con agricultura, lo ideal sería fundar una pequeña compañía, un spin-off y vender el producto, tras pagarle los derechos al CIQA”, subrayó el científico Guerrero Santos.
Los especialistas finalizaron destacando que este producto sería muy útil, debido a su bajo costo de producción y alto grado de protección, benéfico para el funcionamiento de los protocolos de protección antibacterial de hospitales ante una reglamentación cada vez más cerrada y ante la mayor incidencia de infecciones. También esperan, próximamente, llevar muestras a lugares que lo requieran de forma gratuita para probar el producto en campo.
Contacto 1: Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA) www.ciqa.mx Teléfono (01 844) 438 9830
Dr. Ramiro Guerrero Santos.- Departamento de Síntesis de Polímeros, CIQA,Extensión 1238.Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo. y Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.
Ing. Paulina Luciel Lugo de León.- Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.
M.C. Carmen Natividad Alvarado Canché.- Departamento de Materiales Avanzados, Laboratorio de Microbiología.- Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.
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- Se encontró que al no ser absorbidos por las plantas llegan a los ríos y al desembocar en el mar causan las llamadas zonas muertas
Ciudad de México.- 2 de julio de 2017.- (aguzados.com).- En el golfo de México, en la desembocadura del río Misisipi, existe un área de alrededor de 15 mil kilómetros cuadrados donde los niveles de oxígeno son tan bajos que la vida marina no puede sobrevivir. Esta zona, denominada zona muerta, es 10 veces más grande que la Ciudad de México y es provocada por la presencia excesiva de nutrientes en el agua, nutrientes provenientes del uso de fertilizantes en la agricultura.
Sesenta por ciento de los fertilizantes empleados en la industria agrícola se desperdicia, al no poder ser absorbido por las plantas logra llegar a los ríos, que al desembocar en el mar crean las zonas muertas. Este es uno de los ejemplos que ilustran el gran desafío del siglo XXI para la humanidad: producir mayor cantidad de alimentos con menos agroquímicos y con técnicas amigables con el ambiente.
Justamente ese es el reto al que el investigador y director del Laboratorio Nacional de Genómica para la Biodiversidad (Langebio), Luis Herrera Estrella, se ha enfrentado durante más de dos décadas. Su trabajo lo ha llevado a desarrollar una solución biotecnológica que permitirá sustituir uno de los agroquímicos más dañinos para el ambiente: los fertilizantes a base de fosfatos.
El investigador logró incorporar en varias especies vegetales, como el maíz y la soya, el gen de una bacteria que le permite a las plantas producir una enzima para utilizar como nutriente el fosfito (PO33-) en vez del fosfato (PO43-), comúnmente empleado en los fertilizantes y cuyas características lo convierten en un contaminante.
Este desarrollo podría reducir hasta 50 por ciento el uso de fertilizantes en la agricultura y disminuir el uso de herbicidas, además de ayudar a la biodiversidad de los cultivos y de evitar la erosión del suelo.
Problemas de los fertilizantes de fosfato
El fósforo es un elemento químico esencial para la vida en la Tierra. En la forma de fosfato es un componente primordial de los ácidos nucleicos, que guardan la información genética, forma parte de las membranas celulares y está involucrado en el transporte y almacenamiento de energía. Por ello, las plantas necesitan forzosamente de la absorción de fosfato del suelo para su desarrollo.
El problema es que el fosfato, por su naturaleza química, forma complejos insolubles con otros componentes del suelo, esto impide que las plantas puedan utilizarlo. De allí que solo de 20 a 30 por ciento del fosfato pueda ser aprovechado, desperdiciándose más de 60 por ciento del fertilizante empleado por el agricultor, explica Luis Herrera Estrella.
Eventualmente, con la lluvia y el riego, el fosfato que permaneció en el suelo escurrirá a los ríos y llegará al mar, provocando un crecimiento excesivo de algas y fitoplancton que liberan toxinas al agua, tapan el paso de la luz solar y provocan un déficit de oxígeno, creando un ambiente en el que no pueden sobrevivir los animales marinos. Estas son las llamadas zonas muertas.
Estas zonas se encuentran en Estados Unidos, Europa, China y México, siendo la más grande la del delta del río Misisipi, cuyo tamaño rebasa 10 veces el derrame petrolero de 2016, comenta Luis Herrera Estrella, y agrega que es un problema del que no se habla mucho, pues varios países, incluyendo México, dependen del maíz y la soya de Estados Unidos para su alimentación.
La solución dentro de una bacteria
El equipo de investigación del Langebio, dirigido por Luis Herrera Estrella, decidió enfrentar el problema del fosfato y pensaron que si el fosforo no se fijara tan rápidamente al suelo, las plantas podrían utilizarlo y se evitaría el desperdicio y la contaminación de las aguas. Afortunadamente existe un compuesto de fósforo que no forma complejos insolubles con el suelo: el fosfito.
La solución no era tan simple como sustituir el fosfato por el fosfito en los fertilizantes, pues el fosfito no puede ser utilizado por las plantas, ya que estas no poseen la capacidad para transformar el fosfito en fosfato, que es el compuesto que requieren para vivir.
“Lo que el equipo hizo fue pensar: bueno, las bacterias sin increíbles y pueden hacer de todo, seguro alguna bacteria en algún lugar en el mundo podrá transformar el fosfito en fosfato para desarrollarse”, narra Luis Herrera Estrella.
Los investigadores llegaron a esta conclusión al reflexionar que hace más de tres millones de años, cuando los organismos vivos no habían desarrollado la fotosíntesis y no había oxígeno en la Tierra, el fósforo se encontraba en su forma menos oxidada, como fosfito, y a pesar de ello la vida ya existía y utilizaban fosfato para su ADN y para otras funciones. Por lo tanto, debían tener la capacidad de transformar un compuesto en otro.
Esta capacidad de transformar el fosfito en fosfato debía estar escrita en el genoma de las bacterias, y los investigadores pensaron que en algún lugar podía existir una especie de bacteria que todavía conservara ese gen. Y, efectivamente, la encontraron.
Una solución para el ambiente
Una vez que encontraron una bacteria con el gen para producir una enzima capaz de transformar el fosfito en fosfato, había que descubrir si las plantas serían capaces de hacer lo mismo. Entonces, el equipo de Luis Herrera Estrella introdujo el gen de la bacteria en una planta modelo, la Arabidopsis thaliana, y hallaron que era posible, la planta utilizaba fosfito para nutrirse. Resultados que publicaron en la revista Nature.
“Ese fue un momento increíble, porque nos permitió pensar en todas las ventajas de dejar a un lado el uso de fertilizantes de fosfato. La primera es una ventaja de costos, pues al no fijarse en el suelo, podría reducirse hasta en 50 por ciento la cantidad de fertilizante a utilizar. Pero la más importante es la del impacto ecológico que este desarrollo tendría al disminuir drásticamente la cantidad de fósforo vertida a los mares y ríos“, considera el director del Langebio.
Fertilizantes y herbicidas: dos pájaros de un tiro
Una vez que Luis Herrera Estrella comenzó a probar esta modificación en otro tipo de plantas, como el maíz, la soya y el arroz, se dio cuenta de que esta modificación genética había vuelto a las plantas más competitivas, es decir, como podían utilizar el fosfito como nutriente crecían mucho más rápido que las plantas que solo utilizaban fosfato, compuesto que ya no estaba siendo añadido como fertilizante. Los científicos habían descubierto una técnica que evitaría el uso irracional de herbicidas.
Esto además ayudaría enormemente a evitar la erosión del suelo y a la biodiversidad de los cultivos, pues las demás hierbas seguirían creciendo alrededor del cultivo de interés. Pero al ser mucho más pequeñas que el cultivo y al ya no competir por nutrientes, ya no sería necesario matarlas, permitiendo que estas plantas conservaran el suelo.
El fósforo, un recurso no renovable
Otra razón apremiante para disminuir el uso de fertilizantes de fósforo en la agricultura es que este elemento es limitado en el planeta, y se calcula que las reservas de fósforo se agotarán en 150 años, lo que generará una verdadera crisis en la agricultura y el modo de alimentación mundial, explica Luis Herrera Estrella.
Y señala que este nuevo desarrollo permitirá alargar la vida de las reservas de fósforo al doble, tiempo que podrá usarse para desarrollar métodos de reciclaje del fósforo. Desarrollar formas de recuperar de los ríos y reutilizar este elemento es imprescindible, pues una vez que llega al mar se va al fondo o se diluye tanto que es casi imposible recuperarlo.
Del laboratorio al campo
Las pruebas de laboratorio con plantas modificadas de maíz, soya y arroz ya se han realizado. Pero ahora el equipo de investigación necesita saber si en condiciones reales, en el campo, las plantas efectivamente pueden utilizar el fosfito y se logra reducir la cantidad de fertilizantes y herbicidas utilizados en el cultivo.
Estas pruebas se harán en su mayoría en Brasil, país que lleva años permitiendo el cultivo de transgénicos y que permitirá seguir perfeccionando esta tecnología con el objetivo de generar una agricultura más sostenible, concluye Luis Herrera Estrella.
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- Les apoya para crear soluciones en temas de bienestar y conocer oportunidades para detonarlas
Guadalajara, Jalisco.- 30 de junio de 2017.- (aguzados.com).- La innovación social tiene como fin generar un bien a la sociedad, a través de soluciones que integren la generación de conocimientos, capacidad de aprendizaje y aprovechamiento óptimo de recursos para la realización de nuevas ideas.
Con ello en mente, investigadores de la Universidad de Guadalajara (UdeG) realizaron un estudio respecto a la percepción de los jaliscienses sobre el concepto de innovación social, pensada como una herramienta para generar soluciones a diferentes problemas de la sociedad.
La percepción de los jaliscienses de innovación social 2016 fue el título de este proyecto, mismo que fue liderado por la doctora Rocío Calderón García, investigadora del Departamento de Estudios Internacionales del Centro Universitario de Ciencias Sociales y Humanidades (CUCSH) de la UdeG.
En entrevista para la Agencia Informativa Conacyt, quien también se desempeña como coordinadora de Investigación Científica y Desarrollo Tecnológico en la Secretaría de Innovación, Ciencia y Tecnología de Jalisco (Sicyt), compartió algunas de las conclusiones a las que llegaron a partir de este estudio.
Agencia Informativa Conacyt (AIC): ¿Cuál fue el objetivo de este estudio?
Rocío Calderón García (RCG): Conocer el imaginario de los jaliscienses dentro del ecosistema de innovación, relacionado a cómo la ciencia y la tecnología les apoya para crear soluciones en temas de bienestar, y conocer cuáles serían las áreas de oportunidad para poderlas detonar.
AIC: ¿Cuáles fueron algunos de los principales hallazgos?
RCG: Que los jaliscienses visualizan la innovación principalmente en temas de emprendimiento pero también de creatividad.
Un resultado que nos arrojó fue que para poder fortalecer la innovación es muy importante que las escuelas incorporen (el concepto) a asignaturas que busquen despertar este espíritu creativo y poder desarrollar una pedagogía basada en proyectos, sobre todo en áreas prioritarias en desarrollo nacional y local.
En el estudio preguntamos cuáles serían las áreas que a ellos les gustaría detonar más en el campo de la innovación social y muchas personas mencionaron el combate a la pobreza y el tema de la seguridad pública, trabajado a nivel de proyectos para revertir el impacto que tiene sobre ellos.
Otro elemento fue el tema de la sustentabilidad, que tanto la población adulta como jóvenes lo ven muy necesario; que los ciudadanos se conviertan en personas socialmente responsables y atiendan problemas que tienen que ver con la contaminación.
AIC: ¿Para qué sirve la información?
RCG: Nosotros lo que queremos es impulsar políticas públicas que nos permitan el fomento de la innovación social en la población en el estado, así como generar bolsas de apoyo para proyectos semilla que se puedan impulsar.
Por otro lado, a través del CUCSH queremos trabajar en redes de colaboración con otros países que también tienen parques temáticos en innovación social para la atención de temas prioritarios. Y el Centro Universitario de Ciencias Económico-Administrativas (CUCEA) quiere abrir una maestría en innovación social para formar capital que permita profesionalizar proyectos. Actualmente ellos están trabajando una cátedra Unesco en innovación social.
AIC: ¿A cuántas personas se encuestó?
RCG: La encuesta se seccionó en dos sectores: población general y jóvenes, encontrando en los jóvenes mucha inquietud y áreas de oportunidad para detonarlo a través de la creatividad. La prueba piloto se aplicó para 150 jaliscienses —población abierta— y más de mil 70 jóvenes de entre 12 y 30 años en todo el estado.
A través de una plataforma tecnológica y redes sociales aplicamos la encuesta; buscamos también estrategias para obtener los grados de confiabilidad necesarios.
AIC: ¿Hubo mayor entendimiento en el sector de jóvenes?
RCG: Sí. Este sector reportó una mayor necesidad e impulso de que se abran programas que puedan promover iniciativas de creatividad que deriven en innovaciones, ya sean tecnológicas o en los campos de ciencias sociales, para procurar atender problemas prioritarios como el hambre, escasez y contaminación de agua, contaminación ambiental e inseguridad.
AIC: ¿En qué momento se aplicó la encuesta?
RCG: Fue aplicada en noviembre y diciembre de 2016; ahora la aplicaremos de junio a agosto de 2017.
AIC: ¿Cuáles son los pasos siguientes?
RCG: Tenemos como pendiente hacer la validación matemática del cuestionario, que ya lo estamos valorando con expertos para que tenga los grados de confiabilidad y validez científica que necesitamos. La prueba piloto ya terminó pero en próximas fechas lo vamos a volver a realizar, ya validada matemáticamente con los niveles adecuados de confiabilidad. La prueba también sirvió para ver si las preguntas estaban bien planteadas y no tuvimos ningún inconveniente en este sentido.
Dra. Rocío Calderón García
Egresó como médico cirujano dentista de la Universidad de Guadalajara, institución en donde también cursó la maestría en planeación para el desarrollo de la educación superior. Cuenta además con otra maestría en gestión de la ciencia e innovación tecnológica en la Universidad Politécnica de Valencia, en España; es especialista en cultura científica y divulgación de la ciencia por la Organización de Estados Iberoamericanos y la Universidad de Oviedo, en donde también se tituló como doctora en cooperación y bienestar social.
Es miembro nivel I del Sistema Nacional de Investigadores (SNI) y pertenece a la Academia Jalisciense de Ciencia y al Instituto Mexicano de Gestión de la Ciencia e Innovación Tecnológica, sociedad civil que cuenta con el registro nacional como institución y empresa científica y tecnológica (Reniecyt).
Su principal línea de investigación es la percepción social de la ciencia y la relación de los jóvenes con la ciencia, tecnología e innovación.
Sobre las barreras que existen en Jalisco para llevar a cabo innovaciones sociales la mayor parte de los participantes coincidieron en señalar sobre la falta de financiamiento para poner en práctica las iniciativas así mismo enfatizaron sobre la desarticulación de las actividades de investigación de las Universidades y Centros de Investigación con los problemas sociales de la población, también se hizo mención a la desactualización del marco institucional y las políticas públicas y la escaza participación ciudadana y comunitaria en los problemas que los aquejan señalando también que la innovación social no es utilizada como una herramienta para la gestión pública.
Y en relación a los retos que se deberá asumir la ciencia, tecnología e innovación para el desarrollo del estado de Jalisco, los participantes en el estudio mencionaron que la educación a la educación como el reto principal con un 62.4% sobre todo de calidad y con una cobertura que permita cubrir las expectativas de los jóvenes, seguido del medio ambiente, salud pública y seguridad alimentaria, destacando con un porcentaje mejor la investigación espacial.
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- Se trata de conocer el papel que desempeña en los padecimientos que alteran el sistema locomotor
Xalapa, Veracruz.- 2 de julio de 2017.- (aguzados.com).- Un equipo de especialistas del Centro de Investigaciones Cerebrales (CICE), perteneciente a la Universidad Veracruzana, estudia la relación entre el cerebelo y los ganglios basales con la finalidad de proponer al cerebelo como un blanco terapéutico ante enfermedades locomotoras degenerativas, como el Parkinson.
El equipo conformado por el doctor Luis Isauro García Hernández, la doctora Marta Miquel y la estudiante de posgrado Lizbeth Vásquez Celaya estudia el papel que desempeña el cerebelo en los padecimientos que alteran el sistema locomotor y ocasionan temblor y lentitud de movimientos, tales como el Parkinson.
Los estudios se desarrollan bajo el nombre de “Registro de la actividad multiunitaria de los lóbulos Sim B, Crus II y el núcleo dentado en ratas macho, después de la lesión electrolítica de estriado ventrolateral”, con la dirección de Luis Isauro García Hernández, especialista en investigaciones cerebrales, quien se desempeña también como catedrático del CICE y miembro nivel I del Sistema Nacional de Investigadores (SNI). El proyecto cuenta con la participación de la doctora Marta Miquel Salgado, de la Universidad Jaime I de España, y la estudiante de doctorado del CICE, Lizbeth Vásquez.
Modelo en laboratorio
En entrevista con la Agencia Informativa Conacyt, Lizbeth Vásquez explicó que su proyecto de investigación recreará un modelo de parkinsonismo en roedores, que se manifiesta con temblores, lentitud de movimientos y alteración del equilibrio.
“Existen diversas causas para la alteración del equilibrio y los movimientos, que van desde traumatismos, tumores, hasta diversas enfermedades como lo es la enfermedad de Parkinson, en esta patología quienes la padecen suelen perder la capacidad de mantenerse quietos completamente, cuando desean iniciar un movimiento este se da de forma lenta y su equilibrio también disminuye”.
Lizbeth Vásquez agregó que para estas alteraciones existen muchas causas médicas, como traumatismos (golpes en la cabeza), tumores, presencia de VIH y la enfermedad de Parkinson.
Para realizar las pruebas en el modelo animal, generaron una lesión eléctrica en los ganglios basales, específicamente en la zona denominada cuerpo estriado, misma que recrea la sintomatología del parkinsonismo.
Los ganglios basales son acumulaciones de células nerviosas ubicadas cerca de la base del cerebro y están relacionadas con el sistema motriz.
“Los ganglios basales conforman una región del cerebro integrada por varios núcleos que están relacionados con los movimientos voluntarios. Estos se conectan con otras regiones del cerebro para poder controlar nuestros movimientos y parte de nuestra coordinación”, señaló.
En las personas que padecen Parkinson mueren células de la sustancia negra, mismas neuronas que se conectan con los ganglios basales y su muerte está relacionada con el avance de la enfermedad.
Durante la prueba en el modelo animal, para simular la sintomatología de parkinsonismo, los especialistas utilizan la técnica denominada registro electrofisiológico, que consiste en la implantación de un electrodo en el cerebelo del roedor para ver y escuchar cómo es que el cerebelo responde ante la alteración del temblor.
“La forma en que inducimos el temblor mandibular es a través de una descarga electrolítica en una parte específica del cuerpo del roedor, esta estructura recibe información de la sustancia negra y es la encargada de controlar la motricidad oral de la rata, así nos aseguramos que la alteración provocada sea la adecuada para emular el temblor presentado por los humanos con esta patología”, detalló.
Para entender este proceso, la investigadora explica que el electrodo funciona como una antena que detecta las neuronas que se activan, con el beneficio de obtener información de la actividad de varias células. Agregó que otro factor positivo es que en el laboratorio observan en tiempo real cómo responde el cerebelo ante cualquier conducta, lo que permite relacionar la conducta de la alteración con la respuesta del cerebelo.
Cerebelo y ganglios basales
El cerebelo constituye una zona importante del cerebro, asociado principalmente con el control motriz del cuerpo; sin embargo, los especialistas del CICE aseguran que hay muchas aristas por conocer acerca de las funciones desempeñadas por el cerebelo, lo cual lo puede posicionar como un blanco para el desarrollo de tratamientos.
Las personas que padecen Parkinson presentan mayor actividad cerebelar que el promedio, ante una alteración de los ganglios basales, por lo que el proyecto de investigación se encuentra enfocado en conocer el porqué.
Las pruebas ejecutadas por los especialistas del CICE mostraron una respuesta compensatoria entre el cerebelo y los ganglios basales, por lo que el cerebelo podría figurar como un blanco terapéutico en este tipo de alteración.
“De los resultados de nuestros estudios preliminares, suponemos que la hiperactividad que tiende a mostrar el cerebelo es para intentar corregir la información que llega a él de los ganglios basales de forma errónea, buscando compensar la función alterada para corregir dentro de lo posible los movimientos no voluntarios”, explicó.
El proyecto se encuentra en fase experimental e intenta enlazar una alteración con la respuesta de la estructura cerebelar. A largo plazo, la información obtenida por estos experimentos puede conducir al desarrollo de terapias dirigidas al cerebelo.
Científicos mexicanos
El director del proyecto de investigación, el doctor Luis García, pertenece al cuerpo académico consolidado de neurociencias y es catedrático del doctorado en investigaciones cerebrales del CICE, posgrado que pertenece al Programa Nacional de Posgrados de Calidad (PNPC) del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt).
Luis García detalló que el objetivo de la investigación es entender la relación anatómica y funcional entre los ganglios basales y el cerebelo, mediante la lesión del estriado ventrolateral, ya que ambas estructuras presentan relación en funciones motoras, memoria emocional y capacidad de percepción.
“El director tiene la finalidad de proveer una supervisión permanente al desarrollo y evolución del estudiante. Esta interacción directa es el eje central para la formación del estudiante de acuerdo con los objetivos propuestos en el proyecto”, agregó el doctor Luis García.
Por otra parte, Lizbeth Vásquez es especialista en terapia física y actualmente es becaria Conacyt por cursar el doctorado en investigaciones cerebrales adscrito al PNPC.
Derivado del seguimiento a esta línea de investigación, el CICE publicó en el 2014 el artículo “Inducción del temblor mandibular por lesión electrolítica del estriado ventrolateral y por el tratamiento subcrónico con haloperidol en rata macho: un contraste electromiográfico” en la revista especializada Neurología, y el texto Beyond the basal ganglia: cFos expression in the cerebellum in response to acute and chronic dopaminergic alterations en la revista Neuroscience.
El artículo “Inducción del temblor mandibular por lesión electrolítica del estriado ventrolateral y por el tratamiento subcrónico con haloperidol en rata macho: un contraste electromiográfico” es referencia del actual proyecto de investigación, pues en él exponen las características de la inducción neuroquímica, anatómica y electromiográfica a los roedores similar a los pacientes con parkinsonismo.
Los investigadores esperan que la información arrojada por sus estudios favorezca el desarrollo de terapias dirigidas al cerebelo, por su amplia gama de funciones en el cuerpo humano.
“Tengo la formación de terapia física y si mi hipótesis resulta correcta, podríamos desarrollar a nivel clínico rutinas terapéuticas enfocadas en funciones cerebelares que permitan retrasar el avance de enfermedades locomotoras degenerativas, como la enfermedad de Parkinson”, finalizó Lizbeth Vásquez.
Contacto 1: Dr. Luis Isauro García Hernández.- Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.
LTF Lizbeth Vásquez Celaya.- Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.
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- Se intenta identificarlas en el torrente sanguíneo que origina su invasión a otras partes del cuerpo
Ciudad de México.. 30 de junio de 2017.- (aguzados.com).- El cáncer se encuentra entre las enfermedades de mayor mortalidad en el mundo. Tan solo en 2015 se contabilizaron 8.8 millones de defunciones y cada año se registran 14 millones de nuevos casos. De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (OMS), esta cifra se incrementará 70 por ciento en los siguientes 20 años.
Por esta razón, Carlos Villarreal Hernández, egresado como médico cirujano y partero de la Universidad de Monterrey, formó parte de un equipo de investigación en University College London que realizó estudios sobre la utilización de la matriz extracelular para modelar la invasión metastásica en pacientes con cáncer. Es decir, buscaron identificar las células del torrente sanguíneo que dan origen a la invasión de cáncer en otras partes del cuerpo y aislarlas.
“Hay diversas características principales que tienen todos los cánceres, pero la que más debería interesarnos es la habilidad que tiene para invadir o generar metástasis. Es la característica que distingue los tumores malignos de los no malignos y es algo que tenemos que tomar mucho en cuenta para generar la supervivencia en pacientes con cáncer”, señaló Villarreal durante una ponencia en el ciclo de conferencias Innovation Match MX 2017, en la Ciudad de México.
Según detalló Villarreal, gracias a los últimos cinco años de investigación se sabe que un tumor primario genera angiogénesis, que es la formación de vasos sanguíneos y, como consecuencia, comienza a liberar células malignas al torrente sanguíneo.
Villarreal señaló que alrededor de un millón de células por gramo de tejido de tumor primario se liberan diariamente hacia el torrente circulatorio y son las que, suponen, dan origen a la metástasis.
“El problema es que la mayor parte de estas células muere cuando está en el torrente sanguíneo, solamente ciertas células con características específicas pueden dar origen a metástasis, y eso es lo que nos importa porque desde que nos dimos cuenta que las células en el torrente sanguíneo son las que dan origen a metástasis, intentamos crear muchos sistemas para aislar estas células”, dijo.
Aislar posibles células metastásicas
Villarreal aseguró que no hay un estándar en la literatura para caracterizar a las células tumorales circulantes que en un futuro darán origen a metástasis, por lo que no existe la seguridad de que las células aisladas son las que darán origen a metástasis.
“Lo que ya se sabía desde hace cinco o seis años es que las células que están en torrente sanguíneo, que tienen potencial metastásico, hacen un pequeño trombo. Se juntan con muchas plaquetas para escapar a la respuesta inmune y para tener oportunidad de quedar atrapadas en un capilar sanguíneo. Hace dos años salió una investigación que establece que el tumor primario envía señales para caracterizar este microespacio antes de que se dé la lesión metastásica”, dijo.
Ante este hallazgo, el equipo de University College London buscó crear un desarrollo para que en lugar de atrapar las células directamente del torrente sanguíneo, basado en sus características, solo se atraparan las que ya se pueden hacer un tumor secundario, una metástasis.
“Lo que hicimos fue elegir una línea celular que fuera altamente metastásica, en este caso usamos células de cáncer de pulmón que expresaran el receptor CR4, que es muy abundante en los cánceres más comunes, y además la quimosina que responde a este receptor está favorablemente en los sitios donde encontramos metástasis. Basado en eso, nuestra hipótesis era que si usábamos este receptor, íbamos a atrapar con más facilidad estas células”, indicó.
Con este constructo de matriz extracelular se promovía el crecimiento celular a tal grado que se creaban microtumores con centros que ya presentaban hipoxia y se logró representar el paso crítico en el que la micrometástasis se convierte en macrometástasis y da lugar a una lesión.
Los resultados
Luego de diversos ensayos, errores y experimentos, la investigación pudo arrojar que las células sí lograron invadir las matrices de contenido extracelular, además estas células invadieron más cuando se encontraban en contacto con la quimosina.
“Terminamos con microtumores en cultivos de tres dimensiones. Eran viables, estaban vivos y estaban a punto de generar ese paso crítico de micrometástasis a macrometástasis por los centros hipóxicos que presentaban”.
Villarreal señaló, sin embargo, que existen aún diversas limitaciones en el sistema que no siempre se encontrarán estas células en la sangre. “Es difícil, de hecho no son tan comunes, pero al final logramos aislarlas en una relación de uno a 10 millones”.
Para el equipo de investigación, el próximo paso es analizar las células que sí se pudieron aislar mediante esta técnica, sobre todo las células que dan origen a las micrometástasis y hacer un mapeo molecular de esta célula para identificar exactamente cuáles son las interacciones que las generan y las hacen ser metástasis.
Además, están buscando probar este sistema en muestras de pacientes con enfermedad para validar la utilidad de la plataforma.
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