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Un nuevo biosensor detecta el VIH una semana después de la infección

Un equipo del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha desarrollado un biosensor que puede llegar a detectar el VIH tipo 1 durante la primera semana después de la infección. Los experimentos, realizados con suero humano, detectan el antígeno p24, una proteína presente en el virus del VIH-1. La tecnología, patentada por el CSIC, detecta esta proteína hasta en concentraciones 100.000 veces inferiores que los sistemas actuales. Además, el tiempo total del ensayo es de cuatro horas y 45 minutos, por lo que los resultados clínicos se podrían obtener en el mismo día. La investigación aparece publicada en la revista PLOS ONE.

El biosensor combina estructuras micromecánicas de silicio con nanopartículas de oro, ambas funcionalizadas con anticuerpos específicos al p24. Al final del inmunoensayo, el p24 es atrapado a modo sándwich entre las nanopartículas de oro y las estructuras micromecánicas de silicio. Las nanopartículas de oro presentan resonancias ópticas conocidas como plasmones capaces de dispersar la luz con mucha eficiencia y se han convertido en una de las estructuras que más interés han despertado en la última década en el campo de la óptica. Las estructuras micromecánicas son excelentes sensores mecánicos capaces de detectar interacciones tan pequeñas como las fuerzas intermoleculares. La combinación de estas dos estructuras produce señales mecánicas y ópticas para detectar el p24, que se amplifican la una a la otra produciendo una extraordinaria sensibilidad.

La tecnología, patentada por el CSIC, está siendo además aplicada para la detección precoz de algunos tipos de cáncer. “El chip en sí mismo, la parte física, es el mismo para las pruebas de VIH que para la de los biomarcadores de cáncer. Lo que cambia es la parte química, la solución que colocamos para que reaccione según lo que estamos buscando. Por eso, nuestro trabajo fundamental se centra en desarrollar aplicaciones para esta nueva tecnología”, señala el investigador del CSIC Javier Tamayo, que trabaja en el Instituto de Microelectrónica de Madrid.

“El biosensor usa estructuras que se fabrican con tecnologías bien establecidas en microelectrónica, lo cual permite su producción a gran escala y a bajo coste. Esto unido a su simplicidad lo podrían convertir en un buen candidato para ser usado en países en vías de desarrollo”, detalla Tamayo.

¿Cómo funciona el biosensor?

El experimento se inicia incubando sobre el sensor un mililitro de suero humano durante una hora a 37 °C para permitir la unión de los antígenos p24 de HIV-1, si los hubiera, a los anticuerpos de captura ubicados en la superficie del sensor. Tras esto se vuelve a incubar, pero en este caso con nanopartículas de oro, a 37 °C durante 15 minutos para el marcaje de las proteínas p24 capturadas.

Finalmente, el material resultante se somete a un enjuague para eliminar las partículas que no se han unido. “El tiempo total del ensayo es de cuatro horas y 45 minutos. Es realmente rápido, por lo que, para confirmar el diagnóstico se podría incluso repetir las pruebas y los resultados clínicos podrían estar el mismo día del control médico. Los resultados son estadísticamente significativos y podrían adaptarse a los requerimientos médicos”, detalla el investigador del CSIC.

Los sistemas de detección de VIH

La infección aguda por virus de la inmunodeficiencia humana se define como el tiempo desde la adquisición del virus hasta la seroconversión, es decir, la aparición de anticuerpos detectables para el VIH en la sangre.

En la actualidad existen dos formas para detectar el VIH en sangre. La infección puede ser diagnosticada mediante la detección en sangre de ARN viral por las pruebas de amplificación de ácidos nucleicos, o al detectar p24 con los inmunoensayos de cuarta generación.

El primer método, basado en la detección en sangre de ARN viral, presenta un límite de detección de 20 a 35 copias de ARN por mililitro, es decir, una concentración que típicamente ocurre dos semanas después de la adquisición del VIH. En el segundo método, durante los inmunoensayos de cuarta generación, se alcanza un límite de detección de p24 de 10 picogramos por mililitro, una concentración alcanzada aproximadamente tres o cuatro semanas después de la infección.

“Esta nueva tecnología es capaz de detectar p24 en concentraciones hasta 100.000 veces inferiores que la última generación de inmunoensayos aprobados y 100 veces inferiores que los métodos de detección en sangre de ARN viral. Esto reduce la fase indetectable después de la infección a solo una semana”, señala la investigadora del CSIC Priscila Kosaka, del Instituto de Microelectrónica de Madrid.

Detección del VIH en sangre

La duración de la etapa entre el contagio y la seroconversión es de aproximadamente cuatro semanas. La detección temprana del VIH es crucial para la mejora de la salud del individuo. Los cambios progresivos se producen después de la adquisición del VIH, como el agotamiento irreversible de los linfocitos CD4 en el intestino, la replicación en el sistema nervioso central y el establecimiento de reservorios latentes de VIH.

“El potencial de infectividad del VIH en la primera etapa del contagio es mucho mayor que en etapas posteriores. Por tanto, el inicio de la terapia antirretroviral antes de la seroconversión mejora el control inmunológico y se ha asociado con beneficios en el recuento de células CD4, reducción de la inflamación sistémica, preservación de la función cognitiva y reducción del reservorio latente. Por motivos lógicos, su detección es crítica para la prevención de la transmisión del VIH”, detalla Kosaka.

Esta tecnología, está patentada por el CSIC y licenciada a la empresa Mecwins, una spin-off del CSIC creada en 2008 por Javier Tamayo y Montserrat Calleja. Esta spin-off posee además tres patentes fruto del trabajo de este equipo del CSIC. La investigación actual cuenta con financiación de la Asociación Española contra el Cáncer.

Las bacterias resistentes a antibióticos, ahora por vía alimentaria

Cristina G. Pedraz/DICYT La resistencia a los antibióticos es uno de los principales desafíos a los que se enfrenta la medicina a nivel global. Incluso, en la reunión del G8 que tuvo lugar a finales de 2015, se equiparó con el cambio climático. Cerca de 25.000 personas fallecen anualmente en Europa debido a la resistencia a antibióticos y se estima que en 2050 este número superará los siete millones a nivel mundial.El problema va en aumento, y cada vez se están detectando más cepas multirresistentes.

En este marco, Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (MRSA, por sus siglas en inglés) es una bacteria particularmente problemática. Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Burgos (UBU), la Escuela de Ingenierías Agrarias del Campus de Palencia de la Universidad de Valladolid (UVa), el Instituto Tecnológico Agrario de Castilla y León (ITACYL) y la Universidad de Galati, en Rumanía, ha puesto de manifiesto la importancia que tiene la cadena alimentaria como posible correa de transmisión de esta bacteria que causa frecuentes infecciones intrahospitalarias y que está originando graves problemas de salud pública en todo el mundo.

En un artículo publicado en la revista ‘Trends in Food Science & Technology’, los investigadores realizan una revisión en torno a la presencia de MRSA a lo largo de la cadena alimentaria y en el potencial que tienen los animales de granja y los productos alimenticios derivados en su propagación.

Como detalla uno de los autores de la investigación, el profesor de la Universidad de Burgos David Rodríguez Lázaro, a principios de los años 90 se describieron las primeras cepas de Staphylococcus aureus resistentes a la meticilina, un antibiótico betalactámico, en hospitales de Estados Unidos. Estas cepas empezaron a producir procesos infecciosos bastante graves, principalmente de carácter respiratorio. Años después, se detectó un segundo linaje de carácter comunitario, más virulento aunque con menor resistencia a antibióticos. Finalmente, hace aproximadamente una década se descubrió un tercer linaje, más asociado a animales, una serie de cepas con nuevas resistencias a antibióticos utilizados en la producción animal.

“Como ya no se trata solo de un problema nosocomial, si no que se ha superado la barrera de los hospitales y MRSA ha llegado a los humanos a través de los animales, intentamos entender qué papel tiene la cadena alimentaria en esa transmisión. De este modo, nuestro grupo trabaja en los últimos años en caracterizar este tipo de cepas multirresistentes y en cómo los alimentos pueden ser otra vía de transmisión”, apunta el investigador.

El trabajo señala cómo el uso masivo de antibióticos en piensos para promover el crecimiento y el uso inadecuado de agentes antimicrobianos en medicina veterinaria y humana se consideran los principales contribuyentes a la aparición de MRSA. Y deja claro cómo la cadena alimentaria, desde la producción animal hasta la mesa, puede tener un papel relevante en la transmisión de dicha resistencia. De esta forma, MRSA tiene implicaciones para la seguridad de los alimentos y se requieren programas de vigilancia para su detección y control rápido.

Posibles estrategias para paliar un problema complejo

Según subraya Rodríguez Lázaro, paliar la transmisión de Staphylococcus aureus resistente a la meticilina es un problema complejo que requiere una solución multifactorial. Aunque, a priori, el desarrollo de nuevos antibióticos –un asunto que se encuentra parado desde hace tres décadas- permitiría salvar el problema a corto plazo, la solución no puede pasar únicamente por ello, ya que las bacterias podrían adaptarse nuevamente.

“Hay que plantear una estrategia combinada en tres ámbitos, la sanidad humana, animal y ambiental. En general, es necesario realizar un uso responsable de los antibióticos en todos los niveles. En el caso de la producción animal, los medicamentos deben ser prescritos por un profesional veterinario ante un problema que realmente sea de carácter bacteriano. Por otro, hay que tomar medidas de bioseguridad y buscar alternativas que permitan un manejo más racional de la producción animal, como el uso de compuestos antibacterianos de carácter natural, procedentes de plantas, para añadirlos a la alimentación animal y reducir así el uso de antibióticos. También se podrían utilizar virus que atacan a las bacterias de forma selectiva para eliminar posibles agentes infecciosos en la producción animal, y además realizar una gestión adecuada de subproductos de la ganadería, como las heces, que si se liberan de manera descontrolada pueden contaminar aguas”, asegura el investigador.

En cualquier caso, “la aproximación no puede ser unidireccional, tiene que plantearse un ataque integral, utilizando diferentes enfoques para que, si falla uno de ellos, exista otro que pueda paliar ese defecto. Tenemos que buscar una serie de barreras conjuntas o asociadas que hagan mucho más difícil el proceso evolutivo de las resistencias”, concluye.

 
Referencia bibliográfica:
Oniciuc, E. A., Nicolau, A. I., Hernández, M., y Rodríguez-Lázaro, D. (2017). “Presence of methicillin-resistant Staphylococcus aureus in the food chain”. Trends in Food Science & Technology, 61, 49–59. http://dx.doi.org/10.1016/j.tifs.2016.12.002

¿Cuáles son los efectos del amor en el cuerpo humano?

Científicos de la Universidad de Granada, pertenecientes al Centro de Investigación Mente, Cerebro y Comportamiento (CIMCYC), han llevado a cabo los estudios más completos realizados hasta la fecha sobre los mecanismos fisiológicos que provoca el amor en las personas, midiendo estos efectos tanto a nivel central (esto es, cerebral) como periférico (cardíaco, muscular y de sudoración).

Su trabajo ha determinado que, cuando una persona está enamorada y contempla una fotografía de la cara de su amado/a (algo que también ocurre si es un familiar querido, como el padre o madre), se produce lo que los científicos de la UGR han denominado “taquicardia afectiva”: su corazón sufre una deceleración inicial (disminuye la frecuencia cardíaca durante unos segundos) para posteriormente acelerarse rápidamente.

Además, la visión del rostro de la persona amada aumenta la sudoración o conductividad eléctrica de la piel a partir del primer segundo y medio, y provoca una activación del músculo cigomático facial, que es el responsable de la sonrisa. Este último patrón se produce en mayor medida en las chicas que en los chicos, debido, probablemente, a cuestiones culturales, ya que las mujeres tienen una mayor facilidad para expresar sus emociones que los hombres.

Por último, a nivel central, la actividad cerebral que se produce es mucho mayor cuando contemplamos fotos de personas queridas que las de desconocidos.

Los investigadores que han realizado este trabajo pertenecen al Laboratorio de Psicofisiología Humana y Salud del CIMCYC, y desde el año 2010 analizan los patrones fisiológicos que producen las emociones positivas en los sujetos.

Caras de seres queridos

Para llevar a cabo esta investigación, los científicos trabajaron con una muestra formada por estudiantes de la Facultad de Psicología de la UGR, hombres y mujeres de entre 20 y 29 años, a quienes pidieron que realizaran una fotografía con unas condiciones determinadas de tamaño y en blanco y negro de su padre o madre, así como de su pareja, con quien debían llevar un mínimo de seis meses de relación.

“Estas fotos de las caras deben ser neutras, es decir, no deben tener ninguna expresión emocional de alegría o tristeza que pueda interferir en la reacción de los participantes, y se proyectan de manera aleatoria durante 4 segundos durante el experimento que llevamos a cabo”, explican los investigadores del CIMCYC Jaime Vila Castellar y Pedro Guerra Muñoz.

Posteriormente, los científicos realizaron un experimento con todos los participantes, en el que les colocaban sensores en el rostro, cabeza y manos, y monitorizaban su actividad fisiológica central y periférica, al tiempo que les presentaban fotografías de 5 caras: dos de personas queridas, dos de personas desconocidas y una de un bebé (como grupo control).

El patrón fisiológico del amor realizado por los científicos de la UGR también revela que este sentimiento positivo es un protector del estrés. Y es que, cuando los participantes estaban contemplando la foto de una persona querida (padre/madre o novio/a), al darles un susto (mediante un fuerte ruido inducido a través de los auriculares) la respuesta de sobresalto que se producía era mucho menor que cuando esto ocurría sin visionar la foto.

Hoy martes, 14 de febrero, se celebra se celebra San Valentín, el Día de los Enamorados.

Confirman la efectividad del gorgojo chino para tratar la artritis reumatoide

CONACYT/DICYT Una investigación del Instituto Politécnico Nacional (IPN) valida científicamente el uso empírico que, desde hace cientos de años, le dan países asiáticos al escarabajo Ulomoides dermestoides, conocido comúnmente como gorgojo chino y ampliamente consumido en Asia y América Latina, para elaborar un zoofármaco útil en el tratamiento de la artritis reumatoide, afección caracterizada por procesos inflamatorios agudos.

La doctora María Mirian Estévez Carmona, titular del proyecto de la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas (ENCB), señaló que el interés por estudiar las propiedades medicinales del insecto se basó en el uso tradicional que tiene a nivel mundial, el cual consiste en ingerir el coleóptero vivo en dosis variantes para contrarrestar diversas afecciones como asma, cáncer y artritis reumatoide, con evidencia científica escasa.

De ese modo, la investigadora realiza estudios farmacológicos y toxicológicos basados en el método científico para corroborar la efectividad terapéutica del insecto atribuida por usuarios de China, Argentina, Brasil y México. Además, diseña una presentación farmacéutica óptima para el consumo humano, de acuerdo con la normativa vigente.

Con el apoyo de su equipo de trabajo, conformado por la especialista en artritis reumatoide, Saudy Saret Pablo Pérez; por la responsable del Laboratorio de farmacología y toxicología renal y hepática de la ENCB, María Estela Meléndez Camargo; por el estudiante del doctorado en Ciencias Quimicobiológicas, Anuar Salazar Gómez, y por los tesistas de la carrera de Químico Farmacéutico Industrial, José Ricardo Campuzano Martínez y Luis Alberto Olvera Aquino, la especialista llevó a cabo las pruebas de eficacia y seguridad indispensables en el desarrollo del producto medicinal.

A la par realizaron estudios microbiológicos y de detección de contaminantes inorgánicos dañinos para la salud, los cuales garantizaron su inocuidad, por lo que se usó con seguridad a diferentes dosis en un modelo animal (ratas con artritis reumatoide). Para facilitar su ingesta, la investigadora obtuvo polvo liofilizado del insecto, el cual diluyó con agua purificada y administró vía oral a los animales de experimentación. Se observaron procesos antiinflamatorios importantes con dosis pequeñas y conforme se incrementó, la mejoría aumentó.

Comprobaron la seguridad del polvo con un estudio de toxicidad aguda en ratones, a los que administraron altas dosis del insecto liofilizado y observaron durante 14 días. Como parte del protocolo experimental, llevarán a cabo pruebas de toxicidad subaguda y crónica para garantizar la inocuidad del producto. Posteriormente lo probarán a nivel clínico bajo control médico. Además, el doctor Alejandro Camacho Vera, entomólogo de la ENCB, identificó la taxonomía del insecto.

En colaboración con el investigador del Instituto de Química de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), Raúl Guillermo Enríquez Habib, trabaja en la separación, identificación de compuestos químicos del coleóptero y su efecto contra líneas celulares cancerosas.

Mediante estudios de cromatografía de gases y espectrometría de masas, hasta el momento han detectado que la parte oleosa del insecto la conforman hidroquinonas, terpenos, ácidos grasos, colesterol y ésteres. Sin embargo, aún falta separar más compuestos y probar su efecto individual.

Según sus proyecciones, la doctora politécnica y su equipo de trabajo consideraron que si los avances continúan como hasta ahora, en un año podrían registrarlo como suplemento alimenticio y profundizar las investigaciones para posteriormente obtener la patente del zoofármaco.

El proyecto se ha expuesto en tres congresos nacionales, ha generado dos tesis de licenciatura y próximamente publicarán un artículo científico con los hallazgos.

Realizan un TAC a cinco momias egipcias para conocer nuevos datos sobre su vida

E l Proyecto Qubbet el-Hawa que dirige la Universidad de Jaén en Asuán (Egipto) y en el que participan investigadores de la Universidad de Granada (UGR), ha realizado una tomografía axial computarizada (TAC) a cinco momias halladas durante las pasadas campañas de excavación 2015 y 2016 en su necrópolis, con el objetivo de estudiarlas y analizarlas de una manera no destructiva, manteniendo de esta manera su envoltura original de vendas de lino colocadas durante el proceso de momificación.

Por primera vez en la historia, una misión extranjera ha podido aplicar la tecnología TAC a las momias halladas durante sus excavaciones, gracias al convenio firmado el pasado año entre las Universidades de Asuán y Jaén.

Los análisis, realizados en el Hospital Universitario de Asuán, contaron con la presencia del director del proyecto, el profesor de Egiptología de la UJA Alejandro Jiménez, que estuvo acompañado por el rector de la Universidad de Asuán, Abdelkader Mohamed Abdelkader; el técnico especialista supervisor de toda la operación, Ashraf Mohamed; el director de la oficina del Ministerio de Antigüedades de Asuán, Nasr Salama, y el equipo de Antropología de la Universidad de Granada que forma parte del proyecto, compuesto por Miguel Botella, Inma Alemán y Ángel Rubio, entre otras personas.

La técnica de la tomografía computerizada, realizada con la última tecnología en escáneres (100 cortes) permitirá a los investigadores poder estudiar, sin dañar las momias, diferentes aspectos como la edad, las posibles patologías que sufrieran en vida, los amuletos u objetos de adorno que pudieran portar, las técnicas de momificación y cualquier aspecto ritual que contengan.

“Antes de los análisis, conocíamos sus nombres y su sexo gracias a las inscripciones que portaban los sarcófagos en los que fueron enterradas, pero poco más. A partir de los análisis, esperamos reconstruir aspectos sobre la vida y la muerte en el Egipto faraónico de hace más de 2500 años”, aseguran los investigadores. El análisis será realizado por el equipo de Antropología Física de la Universidad de Granada, que forma parte del proyecto desde el año 2009.

La misión arqueológica en la necrópolis Qubbet el-Hawa, frente a la ciudad egipcia de Asuán, se encuentra realizando su novena campaña de excavaciones, que se prolongará hasta el 17 de marzo. Para ello, este año los trabajos cuentan con la financiación de un proyecto I+D+i del Ministerio de Economía y Competitividad. En total, el equipo multidisciplinar está formado por una treintena de investigadores, pertenecientes a las universidades de Jaén, Granada, Autónoma de Madrid, Alcalá de Henares, Londres, Carlos de Praga y Lovaina (Bélgica).

¿Están fallando los métodos de detección de bacterias hospitalarias?

Las infecciones adquiridas en el hospital suponen un problema de salud importante, por los problemas que generan y por la alta resistencia de las bacterias que las ocasionan. Una investigadora de la UPV/EHU ha descubierto que al someter a una de esas bacterias a diferentes procesos de desinfección, algunas células siguen vivas, pero en un estado en el que no son capaces de crecer en medios de cultivo tradicionales. Esto las hace indetectables por los métodos de evaluación de la desinfección, que están basados en ese crecimiento.

La bacteria Acinetobacter baumannii es un microorganismo responsable de un gran número de brotes epidémicos en los hospitales de todo el mundo, que es capaz de persistir bajo condiciones adversas durante largos periodos de tiempo, debido a su sorprendente resistencia a la desecación y a antibióticos y desinfectantes. Con el fin de conocer su comportamiento en el medio en el que vive, la microbióloga Zaloa Bravo ha estudiado sus estrategias de supervivencia en diferentes condiciones propias del ambiente hospitalario. Aunque era conocida su resistencia, esta investigadora ha constatado que “mantiene una gran estabilidad y viabilidad en condiciones hostiles durante largos periodos de tiempo, más de 30 días”.

Por todo ello, se considera de vital importancia la utilización y la garantía de los métodos de desinfección de los microorganismos en los hospitales. En su investigación, analizó la efectividad de diferentes métodos de limpieza, tanto métodos que utilizan radiación como el uso de desinfectantes. “Los resultados obtenidos tras la exposición de A. baumannii a estos agentes demostraron que ninguno de los desinfectantes estudiados es capaz de eliminar totalmente a este microorganismo”, explica la investigadora.

Más allá de las bacterias que se eliminan y las que no, uno de los resultados destacables de este estudio es que observó que las radiaciones y ciertos agentes oxidantes provocan la entrada de este microrganismo en el estado Viable No Cultivable (VNC), estado en el que las células no son capaces de crecer en medios de cultivo tradicionales pero sí retienen cierta actividad metabólica, sinónimo de que son células activas. “Se trata del primer trabajo que demuestra la adopción del estado Viable No Cultivable por parte de Acinetobacter baumannii”, declara Bravo. Los microorganismos patógenos en estado VNC, generalmente, no son capaces de producir una enfermedad, pero sí retienen la virulencia y la infección puede comenzar si revierten dicho estado. De hecho, “hay estudios que han demostrado que otros microorganismos son capaces de resucitar de ese estado y comenzar una infección, aunque es cierto que existe cierta controversia sobre este tema entre la comunidad científica”, añade.

Las técnicas de evaluación de la desinfección, a juicio

La detección de células en estado Viable No Cultivable (VNC) lleva a Bravo a realizar la siguiente reflexión en relación a la evaluación de los desinfectantes: “En los controles que se llevan a cabo en los centros sanitarios, se detecta la presencia de bacterias infecciosas mediante la observación de su crecimiento en medios de cultivo. Pero si quedan células en estado viable no cultivable, es decir, que no son capaces de crecer en esos medios, y por eso consideramos que no están presentes, pero en realidad no es así, quizá ni los desinfectantes ni los métodos de control estén funcionando como se esperaba”.

En este punto, Bravo propone que en los hospitales no tendrían que limitar los análisis de presencia de microorganismos patógenos en el ambiente a determinaciones basadas en el crecimiento en medios de cultivo; “habría que utilizar otros métodos que detecten viabilidad, como la expresión génica, por ejemplo, para poder determinar si están presentes”. También habría que saber si esta bacteria es capaz de revertir el estado VNC y, potencialmente, iniciar un proceso infectivo.

Referencia bibliográfica
Bravo Z., Orruño M., Parada C., Kaberdin V. R., Barcina I., Arana I. 2016. The long-term survival of Acinetobacter baumannii ATCC 19606T under nutrient-deprived conditions does not require the entry into the viable but nonculturable state.

Identifican la causa de resistencia a la terapia en ciertos cánceres de mama

Científicos del CONICET detectaron que una proteína bloquea la función del medicamento en un subtipo de cáncer de mama y proponen una combinación de terapias para hacerle frente

CONICET/DICYT Los casos de cáncer de mama, de los que se detectan 18 mil anuales en la Argentina, según datos del Ministerio de Salud de la Nación, en un 15% aproximadamente se los identifica como ‘HER2 positivos’ y esto es porque sus células sobreexpresan esta proteína HER2 -receptor del factor de crecimiento epidérmico humano- en su membrana. A los pacientes que tienen este tipo de tumores, se los trata generalmente con el anticuerpo monoclonal trastuzumab (Herceptin®) que se une a este receptor para que el sistema de células citotóxicas naturales del sistema inmune eliminen a la célula tumoral.

Científicos del CONICET del Instituto de Biología y Medicina Experimental (IBYME, CONICET-FIBYME), demostraron que el factor de necrosis tumoral alfa (TNFα) –una molécula que intervienen normalmente en los procesos de inflamación- produce una proteína llamada mucina 4 que inhibe la acción del trastuzumab al bloquear su sitio de unión en la célula tumoral, es decir el receptor de HER-2 (ver infografía).

Los resultados de la investigación, llevada a cabo en el laboratorio de Mecanismos Moleculares de Carcinogénesis, que dirige Patricia Elizalde, investigadora principal del Consejo, fueron publicados en la revista científica Clinical Cancer Research, destacados como highlight de la publicación y seleccionados como nota de tapa.

“Demostramos in vivo, en ratones portadores de tumores de pacientes que presentan resistencia al trastuzumab que si se bloquea al TNFα el trastuzumab recobra su efectividad, y permite que las células citotóxicas naturales maten a las células tumorales. Lo peculiar del hallazgo es que los bloqueantes de TNFα se utilizan desde hace más de 15 años para tratar la artritis reumatoidea”, explica Roxana Schillaci, investigadora independiente del CONICET en el IBYME y directora del trabajo.

“Es un hallazgo muy interesante, sobre todo por ser dos terapias [trastuzumab y antiTNF, -este último es el que se utilizan en artritris reumatoidea-] que ya están aprobadas para su uso en pacientes y que ya están comprobados sus efectos secundarios. Hacer una combinación de estas terapias sería mucho más sencillo porque las etapas de los ensayos clínicos están superadas. Habría que ver la sinergia entre ambos medicamentos y eso es mucho menos tiempo que empezar de cero”, confía María Mercogliano, becaria doctoral del CONICET en el IBYME y una de las principales autoras del trabajo junto con Mara De Martino, becaria doctoral, ambas del IBYME.

En la práctica se muestra que en los casos de cáncer de mama HER-2 positivos, entre un 40 y 60% aproximadamente son los que no responden al medicamento al iniciar el tratamiento o luego de iniciado.

Además los tumores que expresan la proteína mucina 4 tienen 5 veces más posibilidades de resistencia a la terapia con trastuzumab que las que no lo tienen. “La detección de mucina 4 en muestras biopsiadas facilitaría identificar a los potenciales beneficiarios de una terapia combinada -con anti-TNFαs- mediante una técnica sencilla y económica que se puede implementar en laboratorios de patología tradicionales”, explica Schillaci.

Los trabajos, que llevaron más de cinco años, comenzaron con la tesis doctoral de Martín Rivas, actualmente en Weill Cornell Medical College, Nueva York y continuados por Mercogliano. Parte de los estudios se basaron en el análisis que hicieron los científicos sobre 78 tumores HER2 positivos biopsiados en pacientes del Hospital de Agudos “Dr. Juan A. Fernández”, de la ciudad de Buenos Aires y del Instituto Henry Moore.

“Este trabajo no podría haberse hecho ni se hubiera llegado a los hallazgos que tuvimos sin la ayuda de las patólogas del Sanatorio Mater Dei, Isabel Frahm y Gloria Inurrigarro, los oncólogos y mastólogos del Hospital Fernández, del Instituto Henry Moore y de la Universidad de la Frontera de la República de Chile”, agradece Schillaci.

Las sociedades prehistóricas que usaban el cuarzo en sus herramientas ya eran muy complejas

Tradicionalmente los arqueólogos habían considerado este mineral como un recurso de escasa importancia, propio de grupos arcaicos.

IPHES/DICYT El cuarzo, pese a ser uno de los minerales con mayor presencia en la corteza terrestre, ha sido considerado tradicionalmente por los arqueólogos como un recurso de escasa importancia, propio de sociedades arcaicas. En cambio, nuevos estudios, recogidos ahora en un monográfico que publica la prestigiosa revista Quaternary International, demuestran la complejidad económica, tecnológica, social y simbólica equiparable a la registrada en los grupos que habitaban otros territorios donde el sílex era un material frecuente, y al cuál se le ha dado más valor. Estos resultados pueden considerarse como una prueba evidente de la flexibilidad y capacidad de adaptación de las sociedades prehistóricas a los cambios y condicionantes de los diversos territorios.

El monográfico es fruto del trabajo de miembros del GEPN-AAT (Grupo de Estudos para a Prehistoria do Noroeste Ibérico- Arqueoloxía, Antigüidade e Territorio) de la Universidade de Santiago de Compostela (USC) e IPHES (Institut Català de Paleoecologia Humana i Evolució Social), que lo han editado conjuntamente. El volumen reúne las contribuciones de varios especialistas nacionales e internacionales, cuyo contenido tiene su base en una sesión celebrada durante el XVII Congreso Internacional de la UISPP (Union International de Sciences Préhistoriques et Protohistoriques), en Burgos en 2014.

Durante millones de años y hasta la generalización de la metalurgia, hace apenas unos milenios, la fabricación de herramientas líticas fue un aspecto fundamental de la economía y tecnología de las sociedades prehistóricas. Es por ello que su estudio resulta de enorme importancia para que los arqueólogos puedan comprender y reconstruir las sociedades pasadas.

En ese sentido, la investigación se ha centrado tradicionalmente en aquellas herramientas realizadas en sílex (que, de hecho, es un tipo de cuarzo), dado que esta roca presenta una mejor calidad para la talla, lo que facilita la fabricación de piezas más complejas e, incluso, más atractivas desde un punto de vista estético. Sin embargo, en aquellos territorios en los que el sílex es una materia prima muy escasa (como puede ser la propia Galicia o el extremo Noreste de la Península Ibérica) los grupos prehistóricos tuvieron que recurrir a otros materiales, como el cuarzo.
Pese a ser uno de los minerales más comunes de la corteza terrestre, se había prestado muy poca atención al estudio de estos materiales, ya sea en su variedad más común, el cuarzo lechoso, o en su variedad más pura, el cristal de roca. Los investigadores lo han considerado tradicionalmente como un mero recurso de sustitución, de mala calidad, y que no permitía obtener la misma estandarización morfológica de las herramientas que en sus homólogos en sílex. Esta aproximación llevó a que, en algunos casos, se tachase de arcaicos a los grupos prehistóricos que fabricaban sus herramientas en cuarzo. No es de extrañar que haya sido precisamente en estas regiones con una mayor presencia del mencionado mineral, entre las que Galicia tiene cierta relevancia, desde las cuales se estén desarrollando trabajos cuyo objetivo es el de revisar estas consideraciones apriorísticas sobre el cuarzo.
El presente volumen reúne 16 contribuciones de numerosos especialistas nacionales e internacionales con el fin de ofrecer un panorama lo más completo posible sobre el papel que el cuarzo jugaba en las sociedades prehistóricas desde un punto de vista económico, tecnológico, funcional y simbólico. Estos trabajos abarcan un amplio marco cronológico y espacial, ofreciéndose casos de estudio de diversas regiones del planeta y desde el Paleolítico Inferior hasta la Edad del Bronce (Olduvai, Suecia, Nueva Zelanda, Foz Côa, etc.).

Procesos de talla

Estas contribuciones ayudan a romper con los paradigmas tradicionales de la disciplina, dejando claro el gran conocimiento que estos grupos prehistóricos tenían sobre las características de este material y las posibilidades que les ofrecía, llegando a desarrollar procesos de talla específicos que posibilitaron la obtención de piezas de indudable valor estético y simbólico, como puede ser la daga en cristal de roca de Montelirio (Valencina de la Concepción, Sevilla). En estas obras el cuarzo se muestra, pues, como un recurso versátil.
En este sentido, además de mostrar propiedades mecánicas y funcionales equiparables a las de otros materiales de buena calidad, el cuarzo muestra ciertas propiedades específicas (forma prismática, propiedades piezo-eléctricas…) que lo dotaron de un valor simbólico y apotropaico para diferentes sociedades prehistóricas, como refleja la presencia de prismas y cristales de roca en numerosos ajuares megalíticos a lo largo de la fachada atlántica europea.

Referencia bibliográfica
Arturo de Lombera Hermida y Carlos Rodríguez Rellán: “New approaches to the study of Quartz lithic Industries”, Quaternary International, 424 (2016).

Descubren un antibiótico que podría usarse contra un conocido hongo que ataca a los humanos

UCR/DICYT Un nuevo antibiótico con propiedades contra los hongos fue descubierto en el país gracias a la colaboración científica de investigadores de la Universidad de Costa Rica (UCR), la Universidad de Harvard y la Universidad de Wisconsin en Madison, ambas de Estados Unidos.

Esta nueva molécula con propiedades contra los hongos es la Selvamicina, llamada así en honor al sitio donde fue descubierta: la Estación Biológica La Selva, ubicada en Sarapiquí, en Heredia, de la Organización para Estudios Tropicales (OET), consorcio de universidades al cual pertenece la UCR.

De acuerdo con los científicos, el antibiótico tiene la capacidad de inhibir el crecimiento de la Candida albicans, un hongo muy conocido que afecta a los humanos. Estas características le confieren al descubrimiento un alto potencial de ser desarrollado para uso terapéutico.

El antibiótico se identificó a partir de una bacteria asociada a las hormigas del género Apterostigma, que cultivan hongos para su alimentación (foto Carlos de la Rosa).

La Selvamicina se identificó a partir de una bacteria asociada a las hormigas del género Apterostigma, que cultivan hongos para su alimentación. Se localizó tras realizar dos aislamientos bacterianos en el 2013 en dos hormigueros cercanos uno del otro.

El antibiótico se compone de una estructura parecida a la Nistatina A1 y a la Amfotericina B (reconocidos antimicóticos), los cuales forman parte de la lista de medicamentos esenciales de la Organización Mundial de la Salud (OMS). Ambas sustancias poseen ciertas características que no son beneficiosas para los humanos, como por ejemplo una alta toxicidad. Por este motivo, los científicos buscan otras alternativas para poder reemplazarlas.

“La Selvamicina es un miembro atípico de una clase clínicamente importante de agentes antimicóticos y parece tener dos de las mejores propiedades terapéuticas y un mecanismo distinto de acción”, afirman los investigadores en el artículo científico que esta semana publicó la revista Proceedings of the National Academy of Science of the United States of America) o PNAS, la publicación oficial de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos.

El Vicerrector de Investigación de la UCR, Dr. Fernando García Santamaría, indicó que “la resistencia a drogas antimicrobianas es un problema global de salud pública y la búsqueda de nuevas moléculas con estas propiedades resulta esencial y urgente”.

El académico resaltó el trabajo conjunto entre las tres universidades y señaló que “el descubrimiento surgió de una de las mayores ventajas en investigación que tiene nuestro país: la biodiversidad”.

Por su parte, el director de la Estación Biológica La Selva, Dr. Carlos de la Rosa, expresó que “la OET, con sus tres estaciones de investigación en Costa Rica, apoya a la comunidad científica para que tenga el espacio físico y las facilidades para poder llevar a cabo sus proyectos”.

La Selva, próxima a cumplir 50 años de creación, recibe al año a cerca de 300 investigadores y desarrolla entre 125 y 150 proyectos anualmente.

Búsqueda de nuevos medicamentos

El hallazgo del nuevo antibiótico se logró luego de muchos años de investigación científica sobre las hormigas, que forman parte de los insectos sociales y con un alto grado de organización, con el fin de conocer sus interacciones y actividades.

Las relaciones de mutualismo entre las hormigas y el hongo que ellas cultivan para su alimentación se han moldeado durante millones de años de evolución conjunta. Las hormigas colectan material vegetal que acumulan dentro del hormiguero para que el hongo prolifere y les brinde los nutrientes necesarios para su supervivencia.

Por otro lado, existen microbios que atacan a este tipo de hongo y, en respuesta, las hormigas tienen una bacteria perteneciente al género Pseudonocardina que les provee una defensa química. Esta bacteria produce agentes antifúngicos y antibacteriales.

El investigador de la UCR, Dr. Adrián Pinto Tomás, explicó que desde el 2009 viene trabajando con las hormigas en Costa Rica. “Nosotros estudiamos los microbios en su ambiente natural, cómo se relacionan entre sí y con sus hospederos. También estudiamos a los microbios que protegen a los insectos sociales de enfermedades, como en el caso de las hormigas”, expresó.

Para el científico, la identificación de una nueva molécula “refuerza la idea de que queda mucho por descubrir, de que las hormigas son una fuente de muchos productos de los cuales la sociedad tiene necesidad, abre nuevas posibilidades de investigación, de colaboración y de entrenamiento para estudiantes y futuros profesionales”.

El investigador de la Universidad de Harvard, Ethan van Arnam, comentó que “la Selvamicina es una fascinante molécula con potencial como agente antimicótico terapéutico. En nuestro trabajo en la Facultad de Medicina de Harvard nos intrigaba la inusual estructura química de esta molécula y su habilidad para matar los hongos que provocan infecciones graves en las personas”.

“Este descubrimiento nos recuerda que la riqueza ecológica de los bosques tropicales en Costa Rica tiene muchas lecciones que darnos sobre medicina y ciencia”, añadió.

En el mismo sentido, Jon Clardy, de la misma universidad, expresó su satisfacción ante los resultados obtenidos. “Formar parte de un proyecto que abarca desde la prospección química en un país de gran biodiversidad como Costa Rica hasta el aislamiento y caracterización de una molécula que funciona en animales es una experiencia muy especial”.

“Queda todavía un largo recorrido desde la etapa donde nos encontramos hasta llegar a algo que pueda ayudar a las personas; sin embargo, ya iniciamos el proceso”, concluyó.

La pulpa del maracuyá tiene propiedades anticancerígenas

Mediante pruebas in vitro se observó que los extractos de la pulpa de esta fruta detienen la multiplicación e impulsan la muerte de las células que propician el cáncer de colon

UN/DICYT El extracto acuoso, y sobre todo el etanólico, de la pulpa del maracuyá promueve la muerte de las células cancerígenas hasta en un 60 % en el periodo inicial de la enfermedad, según indicaron las pruebas de viabilidad celular que se llevaron a cabo por 48 horas, señala Valentina Ramírez Maldonado, magíster en Ciencias-Biotecnología de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.) Sede Medellín.

Las pruebas también demostraron que, en su mayoría, los extractos de la fruta inducen a la necrosis, un mecanismo de muerte de las células dañinas.

Otra vía de muerte evaluada fue la de la apoptosis (destrucción o muerte celular provocada por el mismo organismo). En efecto, el extracto de la Passiflora edulis genera una actividad diez veces mayor de las proteínas caspasas 3 y 7, las cuales participan en este proceso.

Además de estos mecanismos –que se pueden dar en la fase inicial o de progresión del cáncer de colon–, los extractos de la pulpa hacen que se aumente el estrés oxidativo de las células dañinas anulando sus sistemas naturales de respuesta, expone la investigadora.

“Si no mata las células, impide que se multipliquen”, añade. Las pruebas del laboratorio mostraron que la eficiencia de clonación de las células cancerígenas se reduce hasta un 16 %.

maracuyá

En la fase inicial, los compuestos de la fruta logran que la reproducción de estas células se detenga en la primera fase del ciclo celular. Mientras tanto, en la etapa de progresión de la enfermedad, detiene la multiplicación en la síntesis, el último paso de la reproducción.

“Otras investigaciones ya habían probado el efecto anticancerígeno de la pulpa del maracuyá para otros tipos de cáncer, como el Carcinoma de Walker, y en células de leucemia linfocítica aguda. Pero esto no se había hecho antes para las células del cáncer de colon”, indica la investigadora Ramírez.

Entre los compuestos biológicos de la fruta, los flavonoides, las quinonas, los esteroles y los alcaloides se destacan por sus actividades antitumorales y antiinflamatorias, además de ayudar a controlar la hipertensión y el colesterol.

El maracuyá forma parte del grupo de las pasifloras, que se caracteriza por su diversidad biológica y que incluye a otras frutas como la curuba y la granadilla.

Pruebas in vitro y nuevos pasos

Los investigadores adaptaron en frascos las células humanas que componen las etapas inicial, de progresión y de metástasis del cáncer de colon. Con este material llevaron a cabo las diferentes pruebas con los extractos del maracuyá.

No hay que olvidar que el de colon es el cuarto tipo de cáncer que causa más morbilidad y mortalidad en el mundo, y que el 90 % de los casos se asocia con una mala alimentación, y con el consumo de tabaco y licor, indica la Organización Mundial de la Salud.

“En ese contexto, la idea es continuar con más pruebas in vitro e in vivo, con el fin de identificar los compuestos del maracuyá con mayor actividad biológica y caracterizarlos. La pulpa podría tener un potencial para diseñar herramientas terapéuticas en el futuro”, concluye la investigadora.