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Investigadores logran cultivar una de las especies de microalgas más dañinas para los peces

Alejandra Aguilera, busca profundizar en los misterios que esconde la Pseudochattonella cf. verruculosa, especie que provocó la muerte de millones de peces y la eventual crisis de las industrias salmoneras en el sur de Chile

USS/DICYT Aunque “Marea Roja” es un término conocido en todo el mundo, resulta confuso, pues el fenómeno no es una “marea”, ni mucho menos “roja”. Lo más adecuado es hablar de Floración Algal Nociva (FAN), la que se podría definir como un aumento de la concentración de una especie de microalga que puede afectar la salud humana, la fauna marina, la acuicultura, el turismo y otras actividades económicas.

Una de las principales especies de microalgas formadoras de FAN presentes en Chile es Alexandrium Catenella, agente biológico productor de toxinas que forman el Veneno Paralizante de Mariscos (VPM), el mismo que se presentó de manera muy intensa durante el verano de 2016 en el sur del país. Paralelo a lo anterior, en el mismo periodo se presentó una FAN provocada por la microalga Pseudochattonella cf. Verruculosa, la que causó un dramático impacto en la industria salmonera local, provocando la muerte de toneladas de peces, con pérdidas millonarias.

Mientras algunos aseguran que la causa radica en el polémico vertimiento de salmones muertos en alta mar –hecho que quedó descartado por un grupo de investigadores convocados por el gobierno–, otros lo atribuyen al cambio climático, hipótesis que ha tomado fuerza por el evidente aumento de un tipo específico de poblaciones algales nocivas registradas en las costas chilenas. En este contexto, la directora del Bachillerato en Ciencias de la Salud de la Universidad San Sebastián, Dra. Alejandra Aguilera, está liderando una línea de investigación junto a profesionales y académicos de otras casas de estudios en Puerto Montt, la cual ya tiene sus primeros avances, pero también muchas interrogantes por resolver.

“Hoy sabemos que el agente biológico responsable de la producción del Veneno Paralizante de Mariscos (VPM), Alexandrium Catenella, produce además efectos nocivos en salmones, pero que no estarían relacionados con la toxina productora de VPM. En realidad, son otras sustancias ictiotóxicas que estarían afectando y provocando, muchas veces, mortalidad, lo que también nos afecta como sociedad, pues golpea actividades tan importantes como la salmonicultura”, explica Aguilera.

Luego de meses de intenso trabajo e investigación, toma de muestras y múltiples ensayos, el equipo de científicos logró el cultivo y mantenimiento de Pseudochattonella cf. Verruculosa, de la cual se sabe muy poco, pero lo que está claro, es que está teniendo incidencia en el comportamiento y ciclo vital de los peces. De hecho, de acuerdo a las investigaciones, esta sería la causa de la mortandad registrada en los fiordos de la Patagonia nacional.

Quizás por eso el interés de otros países americanos y europeos de contar con este cultivo único a nivel nacional e internacional, pues su estudio permitirá sentar las bases para desarrollar investigación y conocer aspectos biológicos que expliquen su proliferación en el ambiente marino.

“La verdad es que el haber cultivado este grupo de microalgas, de origen chileno, es un logro sumamente importante, porque a futuro nos permitirá proponer estrategias preventivas para contener un aumento de este tipo de floraciones nocivas que están matando los peces”, subraya la académica de la Universidad San Sebastián.

El estudio de estas microalgas aún está en etapa inicial, y Aguilera comenta que la investigación sobre esta especie permitirá recabar datos para comenzar a responder las interrogantes. “Estamos conscientes de que será un largo proceso. Ya hemos avanzado y hoy necesitamos iniciar estudios tendientes a responder interrogantes sobre su fisiología, genética, ciclo de vida, saber cuáles son los factores ambientales (luz, temperatura, nutrientes, salinidad, entre otros) que gatillan su crecimiento, para así contar con herramientas que nos ayuden a explicar su procedencia y brote en los ambientes marinos de nuestras costas y fiordos”, subraya la profesional.

Ortiga circularis: una “maleza” con muchas bondades

Investigadores de la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la Universidad de Buenos Aires, al estudiar una especie nativa de ortiga, hallaron compuestos que exhiben promisorios efectos analgésicos y también hipotensores y diuréticos

Verónica González/FFyB/UBA/DICYT Históricamente la medicina tradicional ha utilizado a la ortiga en el tratamiento de diferentes condiciones, como analgésico, antiinflamatorio, diurético, hipotensor, para la pérdida de peso, como astringente, para evitar la pérdida de cabello, entre muchos otros usos. Actualmente, en primeras marcas de la industria cosmética es habitual encontrar líneas capilares de champúes, cremas de enjuague, lociones tónicas, concentrados puros y tratamientos en ampollas, en cuyas etiquetas, con destaque, aparece “Con ortiga” y hasta se incluye la reproducción de hojas de la planta. La promesa es “estimula la circulación sanguínea, fortaleciendo el folículo piloso y deteniendo progresivamente la caída del cabello”. Y si antes, al recorrer los anaqueles, uno miraba con sospecha esa parafernalia de frasquitos y ampolletas, ahora se pregunta si, a partir de los resultados obtenidos por los investigadores de la Facultad de Farmacia y Bioquímica (FFyB) de la UBA, no habrá de algo de razón.

Para intentar validar por medio de métodos reconocidos el uso empírico que desde tiempos antiguos se le ha dado a la especie U. circularis, científicos de las cátedras de Farmacognosia, del Instituto de Química y Metabolismo del Fármaco (IQUIMEFA) y de la cátedra de Farmacología trabajan desde hace una década en este tema y ya han encontrado posibles explicaciones en ensayos preclínicos. Es que se trata de “pensar cómo se pueden obtener potenciales tratamientos partiendo de la información que aporta la medicina tradicional”, refiere como uno de sus objetivos la doctora Susana Gorzalczany, profesora adjunta de la cátedra de Farmacología.

La medicina tradicional utilizaba la parte aérea de esta planta macerada con alcohol como tópico para aliviar el dolor en procesos inflamatorios. Para conocer los mecanismos subyacentes de esta acción, el equipo de investigación estudió en modelos animales los efectos del extracto etanólico de la U. circularis y encontró que posee actividad antinociceptiva. Esto significa que provoca un efecto similar a la analgesia, que es la capacidad de disminuir la sensación de dolor en los seres humanos. Por el contrario, el efecto antinociceptivo no se observó al utilizar el extracto acuoso, lo que justifica aún más su uso empírico tradicional en que la ortiga se macera en alcohol.

En un estudio posterior realizaron un análisis fitoquímico con el propósito de conocer la actividad de los compuestos aislados en el extracto de esta especie. Identificaron así un compuesto principal denominado vicenina-2, además de ácido caféico, ácido clorogénico y vitexina. En este trabajo también pudieron determinar que la vicenina-2 y la vitexina, sustancias químicamente relacionadas, mostraron actividad antinociceptiva en animales de experimentación. Posteriormente, lograron demostrar también en ratones, que el extracto hidro-alcohólico de U. circularis posee efecto sedativo.

Otro uso popular de esta especie es como diurético e hipotensivo. En este sentido, el equipo de investigadores estudió los efectos del extracto etanólico de U. circularis en ratas, encontrando que producía reducción de la tensión arterial e inducía la diuresis. A su vez, observaron que la vicenina-2 posee acción vasorrelajante. El artículo, recientemente publicado en el European Journal of Medicinal Plants, describe también que el extracto posee actividad antioxidante.

En los últimos años hubo un notable cambio a nivel mundial que generó gran concientización sobre la importancia de cuidar los recursos naturales, entre ellos las plantas con uso terapéutico, que comenzaron así a ser estudiadas científicamente y a ser revalorizadas.

La utilización de estas especies vegetales con fines medicinales se fue transmitiendo de generación en generación en forma oral. Sin embargo, todo ese rico bagaje de conocimiento de los pueblos originarios va desapareciendo, por lo que cobran gran importancia los esfuerzos realizados desde la comunidad científica para reivindicarlos y documentarlos. “Hay información que existe desde hace mucho tiempo a la que se le dio la espalda y hoy es muy importante recuperar. Si no se la rescata, se irá con el grupo que la usó. A través de nuestro trabajo intentamos colaborar para que ese conocimiento no se pierda”, concluye Gorzalczany.

Científicos introducen iones metálicos en el interior de moléculas de ADN, con numerosas aplicaciones en biotecnología y biomedicina

Científicos de la Universidad de Granada han demostrado por primera vez que introducir pequeñas modificaciones químicas en moléculas de ADN puede permitir la introducción de iones metálicos en su interior, manteniendo su estructura original de doble hebra y sus propiedades de reconocimiento (frente a otras moléculas de ADN, enzimas, proteínas, etc…).

Este avance puede permitir el empleo de moléculas híbridas de tipometal-ADN en aplicaciones muy variadas en áreas de biotecnología o de biomedicina, ya que la estructura del ADN permanece prácticamente inalterada y los iones metálicos pueden aportar nuevas propiedades a las moléculas de ADN, tales como fluorescencia, conductividad, magnetismo o propiedades catalíticas.

ADN

Este trabajo de investigación, publicado en la prestigiosa revista Química “Angewandte Chemie”, se ha llevado a cabo en el departamento de Química Inorgánica de la UGR, bajo la dirección de Miguel A. Galindo Cuesta (contratado con el Plan Propio del vicerrectorado de Investigación y Transferencia de la UGR) y con la financiación de los proyectos europeos Marie Curie y Junta de Andalucía, de los que es el investigador principal.

La formación de estos híbridos metal-ADN se han conseguido realizando modificaciones químicas sutiles en algunos de los constituyentes de las moléculas de ADN, concretamente, reemplazando las unidades de adenina por unidades de 7-deazaadenina, que permiten mantener inalteradas sus propiedades naturales de auto-reconocimiento (mediante interacciones de hidrógeno de tipo Watson-Crick), y que, a su vez, facilitan la incorporación de iones metálicos en su interior.

La estructura del ADN y algunas de sus propiedades fueron descritas por James D. Watson y Francis Crick (Premios Nobel en 1953), y las interacciones específicas que ocurren en su interior se denominan interacciones Watson-Crick.

El grupo de investigación de la UGR ha conseguido transformar estas interacciones Watson-Crick en interacciones similares pero llevadas a cabo por iones metálicos de plata. Esto da lugar a moléculas híbridas de ADN con una alta estabilidad y capaces de albergar iones metálicos en posiciones específicas y controladas a lo largo del interior de moléculas de ADN.

Esto constituye un importante avance ya que por primera vez se pueden obtener moléculas de ADN de elevado tamaño que mantengan inalteradas sus propiedades naturales (complementariedad de sus bases) y donde los iones metálicos están posicionados en el interior de toda la molécula de ADN.

Como explica el profesor de la UGR Miguel A. Galindo Cuesta,“hasta el momento, la comunidad científica internacional sólo había conseguido introducir pequeñas cantidades de iones metálicos en algunas secciones de la estructura de ADN y mediante sofisticados cambios químicos en la estructura de ADN que hacían perder sus propiedades naturales, limitando por tanto sus aplicaciones”.

Actualmente, el grupo de investigación está ampliando esta estrategia, en colaboración con Luis Javier Martínez, del Centro de Genómica e Investigación Oncológica (GENyO), para preparar sistemas metal-ADN a escala nanométrica con estructuras muy bien definidas mediante el uso de procesos enzimáticos de replicación de ADN, con objeto de desarrollar híbridos metal-ADN con potenciales aplicaciones biotecnológicas dirigidas a la medicina y nanotecnología.

Referencia bibliográfica:
Frontispiece: Highly Stable Double-Stranded DNA Containing Sequential Silver(I)-Mediated 7-Deazaadenine/Thymine Watson–Crick Base Pairs
N. Santamaría-Díaz, J. M. Méndez-Arriaga, J. M. Salas, M. A. Galindo, Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 6170-6174.DOI: 10.1002/anie.201600924


Fuente: Universidad de Granada
Website: www.ugr.es


Cianobacterias asociadas con algas desde hace 90 millones de años, claves en la producción de nitrógeno oceánico

Un trabajo internacional liderado por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CISC) ha caracterizado la relación de simbiosis existente entre dos organismos microscópicos del plancton marino. En esta relación, la cianobacteria UCYN-A vive en simbiosis junto a un grupo de algas unicelulares de mayor tamaño y ambas intercambian nutrientes entre sí. Según los resultados del estudio, esta relación se mantiene desde hace más de 90 millones de años y desempeña un papel clave en el ciclo de nitrógeno en los océanos. El trabajo parte de datos obtenidos en la expedición Tara Oceans y ha sido publicado en la revista Nature Communications.

Fijadores de nitrógeno

El nitrógeno es el gas más abundante de la atmósfera y componente esencial de los aminoácidos que forman las proteínas y de los ácidos nucleicos como el ADN. Sin embargo, recae exclusivamente en algunas bacterias la función de ponerlo a disposición de la red trófica. Tal y como ocurre en algunos sistemas terrestres, como por ejemplo el de las leguminosas, la simbiosis con estos microorganismos capaces de incorporar nitrógeno atmosférico proporciona una ventaja adaptativa a ambas partes. Esta premisa se mantiene en ambientes marinos, donde el nitrógeno es uno de los nutrientes más limitantes en la producción primaria oceánica. Entre las bacterias capaces de incorporar este nitrógeno se encuentran algunas cianobacterias que, además, pueden realizar la fotosíntesis.

Cianobacterias

La cianobacteria UCYN-A, que vive en simbiosis con un alga unicelular del grupo de las primnesiofíceas, presenta la particularidad de que es incapaz de realizar la fotosíntesis. En esta relación de conveniencia, la cianobacteria UCYN-A  proporciona nitrógeno al alga hospedadora mientras que esta proporciona el carbono orgánico derivado de la fotosíntesis a su huésped. Este estudio revela que la cianobacteria UCYN-A actúa como una biofactoría de nitrógeno para su hospedador ya que tanto su genoma como la expresión de sus genes están orientados exclusivamente a este propósito.

Evolución en paralelo

El estudio también tiene implicaciones en biología evolutiva, ya que describe dos relaciones de simbiosis entre dos especies de cianobacteria y dos especies de alga cuyo vínculo ha evolucionado en paralelo. Las dos especies de UCYN-A se separaron hace unos 90 millones de años, justo después de un contexto paleoceanográfico en el que se dio el régimen de nutrientes más bajo de los últimos 500 millones de años. Las células hospedadoras habrían podido actuar como barrera física que impidiera el intercambio genético de las cianobacterias simbiontes, lo que podría haber determinado su diferenciación en distintas especies.

“La necesidad de la relación de simbiosis para sobrevivir, junto con la reducción del genoma sufrido por la cianobacteria y la expresión de sus genes, centrada principalmente en la fijación de nitrógeno, hace pensar que estamos ante un proceso evolutivo similar al que dio lugar a los cloroplastos en las plantas, es decir, a la formación de un orgánulo de origen bacteriano cuya función será aportar nitrógeno a su hospedador”, explica el investigador del CSIC Francisco M. Cornejo, del Instituto de Ciencias del Mar.

“Se trata de un sistema simbiótico muy relevante en ambientes marinos debido a que están globalmente distribuidos y, por tanto, pueden condicionar el ciclo del nitrógeno y del carbono marinos”, revela Silvia G. Acinas, investigadora del CSIC en el Instituto de Ciencias del Mar y coordinadora de la línea de investigación en procariotas del proyecto Tara Oceans.

“A día de hoy disponemos de una enorme cantidad de datos, impensables hace pocos años, y es fundamental contar con recursos bioinformáticos y, sobre todo, con personal humano para poder explorarlos y analizarlos. Las historias están ahí; sólo necesitamos a alguien que las descubra”, concluye la investigadora.

En este trabajo también han participado investigadores de la University of Bristol (Reino Unido), VIB/VUB/KU Leuven (Bélgica), Aix-Marseille Université (Francia), Centre National de la Recherche Scientifique – CNRS (Francia), Genoscope (Francia), European Molecular Biology Laboratory – EMBL (Alemania) y la University of California (Estados Unidos).

Francisco M. Cornejo-Castillo, Ana M. Cabello, Guillem Salazar, Patricia Sánchez-Baracaldo, Gipsi Lima-Mendez, Pascal Hingamp, Adriana Alberti, Shinichi Sunagawa, Peer Bork, Colomban de Vargas, Jeroen Raes, Chris Bowler, Patrick Wincker, Jonathan P. Zehr, Josep M. Gasol, Ramon Massana and Silvia G. Acinas. Cyanobacterial symbionts diverged in the late Cretaceous towards lineage-specific nitrogen fixation factories in single-celled phytoplankton. Nature Communications. 7:11071 DOI: 10.1038/ncomms11071 (2016).


Fuente: Consejo Superior de Investigaciones Científicas
Website: csic.es


Un antiinflamatorio puede evitar la muerte de las víctimas del escorpión amarillo

Experimentos con ratones muestran que los inhibidores de prostaglandinas, tales como la indometacina y el celecoxib, minimizan la aparición de complicaciones pulmonares

AGÊNCIA FAPESP/DICYT Con sus tan sólo siete centímetros de longitud, el escorpión amarillo (Tityus serrulatus) no parece ser muy amenazador. Pero esta especie es, a decir verdad, la más ponzoñosa de América del Sur. Todos los años, más de 1.200.000 personas en todo el mundo son víctimas de su veneno. De éstas, alrededor de tres mil terminan muriendo.

De acuerdo con datos que obran en la literatura científica, la mayoría de las muertes ocasionadas por la picadura del escorpión amarillo –la especie venenosa prevalente en el sudeste brasileño– se relaciona con complicaciones cardíacas y pulmonares que resultan en un cuadro de insuficiencia respiratoria.

Un estudio publicado el pasado 23 de febrero por científicos brasileños en la revista Nature Communications sugiere que este problema podría evitarse –o al menos mitigarse– con una rápida administración de medicamentos antiinflamatorios encontrados en cualquier farmacia, tales como la indometacina y el celecoxib.

“Nuestros experimentos se realizaron con ratones, pero existen grandes probabilidades de que los resultados se repliquen en humanos, pues las bases moleculares –los mediadores implicados en la reacción inflamatoria pulmonar– son iguales en este caso. De confirmarse esto, será una herramienta importante para una rápida atención de las víctimas y seguramente hará disminuir la mortalidad”, evaluó la investigadora Lúcia Helena Faccioli, de la Facultad de Ciencias Farmacéuticas de Ribeirão Preto (FCFRP) de la Universidad de São Paulo (USP).

El trabajo se desarrolló con el apoyo de la FAPESP durante el posdoctorado de Karina Furlani Zoccal, en el marco de un Proyecto Temático coordinado por Faccioli en la USP.

Escorpión amarillo

Tal como explicó la profesora de la FCFRP-USP, cuando alguien es picado por el T. serrulatus se produce una reacción inflamatoria local que provoca fuertes dolores, pero que no lleva a la muerte. Sin embargo, en algunos casos también se desencadena una reacción inflamatoria sistémica que puede resultar en un edema pulmonar (la acumulación de líquido en el pulmón) y perjudicar la respiración.

Hasta ahora existía un consenso entre los científicos que indicaba que la gravedad del cuadro de envenenamiento dependería esencialmente de la relación entre la masa corporal de la víctima y la dosis de toxina inoculada. Con todo, el estudio de la FCFRP-USP indica que pueden existir factores genéticos relacionados que influirían sobre la capacidad del individuo para producir ciertas moléculas inflamatorias y antiinflamatorias.

“Los mecanismos mediante los cuales se dispara esta reacción sistémica –los mediadores implicados– no se conocían, y constituyeron el objeto de nuestro estudio”, comentó Faccioli.

En busca de un sospechoso

En trabajos anteriores, el grupo coordinado por Faccioli ya había demostrado mediante experimentos con ratones que el veneno del escorpión amarillo era reconocido por receptores celulares tipo Toll, que forman parte del sistema inmunológico innato. También se había constatado que esto inducía la producción de un mediador inflamatorio llamado interleucina-1 beta (IL-1β), aparte de mediadores lipídicos conocidos como prostaglandina E2 (PGE2) y leucotrienos B4 (LTB4).

“Por ende, partimos de la hipótesis de que el edema pulmonar posterior al envenenamiento sería inducido por la producción de IL-1β derivada de la activación del inflamasoma. Ocurre que datos de la literatura sugieren que, cuando una sustancia es reconocida por receptores tipo Toll, se produce la activación del inflamasoma”, explicó la investigadora.

El inflamasoma es un complejo ubicado en el citoplasma de las células de defensa y está formado por diversas proteínas, entre ellas las caspasas. Cuando se activa, se produce la liberación de IL-1β, que induce el proceso inflamatorio tanto por un mecanismo directo como por uno indirecto, mediante la producción de mediadores lipídicos tales como el PGE2 y el LTB4. Estos mediadores son los responsables de atraer hacia los pulmones a otras células de defensa y también del edema pulmonar que caracterizan al proceso inflamatorio. Si bien la inflamación es un mecanismo de defensa esencial, cuando es exagerada puede llevar a la muerte.

Las primeras pruebas in vitro, realizadas con macrófagos “silvestres” (sin ningún gen alterado) de ratones, confirmaron que el veneno del escorpión amarillo activa efectivamente al inflamasoma e induce la producción de IL-1β.Cuando el mismo experimento se llevó a cabo con células genéticamente alteradas –sin algunos de los genes codificadores de las proteínas que componen el inflamassoma–, no hubo producción de IL-1β ni de mediadores lipídicos.

El siguiente paso consistió en poner a prueba la hipótesis in vivo. Al analizar el tejido pulmonar de ratones inoculados con la ponzoña del T. serrulatus, los investigadores observaron la formación de edema y un aumento de la cantidad de neutrófilos (un tipo de células de defensa), dos factores que indican inflamación. Además, había grandes cantidades de IL-1β, PGE2 y LTB4.

Para estar seguros de que la IL-1β era la pieza clave en la reacción inflamatoria, el grupo usó dos modelos de ratones genéticamente modificados. Uno de ellos no poseía los genes que codificaban dos de las proteínas formadoras del inflamasoma. El otro no tenía el gen de la proteína que funciona como receptor de IL-1β en las células.

En esos dos modelos, todos los animales sobrevivieron aun cuando se los inoculó con dosis letales del veneno, lo cual confirmó así que, sin la actuación de la IL-1β, el edema pulmonar no progresa a punto tal de volverse letal.

Un aliado desconocido

Al analizar el tejido pulmonar de esos ratones genéticamente modificados que sobrevivieron a las dosis letales del veneno, los científicos notaron que éstos producían una menor cantidad de PGE2 y de LTB4 cuando se los comparaba con los ratones “silvestres”.

El grupo decidió entonces investigar el papel de esos dos mediadores en la reacción inflamatoria. Para su sorpresa, descubrieron que el LTB4 –hasta entonces descrito como una molécula proinflamatoria– cumplía en realidad la función de proteger al tejido contra la inflamación.

“Realizamos el experimento con animales genéticamente modificados para no producir la enzima que participa en la producción del LTB4. Creíamos que éstos sobrevivirían seguramente a una dosis letal del veneno, ya que no tenían uno de los componentes de la respuesta inflamatoria. Pero, en realidad, lo que observamos fue que se morían mucho más rápido que los ratones silvestres y tenían una inflamación pulmonar exagerada, con abundante producción de IL-1β y PGE2”, comentó Faccioli.

Luego el grupo trató a animales “silvestres” inoculados con dosis letales de veneno con indometacina, una droga inhibidora de la síntesis de prostaglandinas (incluso la PGE2). Todos sobrevivieron.

Mediante estudios in vitro, el grupo descubrió que la PGE2 eleva la producción de una molécula llamada monofosfato cíclico de adenosina (cAMP), que a su vez lleva a un aumento de IL-1β y potencia la inflamación. En tanto, el LTB4 disminuye la producción de cAMP y, por consiguiente, de IL-1β.

“Si logramos demostrar que el edema pulmonar en humanos también está mediado por PGE2 e IL-1β, el impacto sobre la población será grande. Las víctimas podrán tratarse con medicamentos disponibles en cualquier farmacia mientras aguardan la llegada del suero antiescorpiónico”, dijo Faccioli.

En colaboración con la Unidad de Emergencia del Hospital de Clínicas de la Facultad de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP-USP), el grupo pretende dosificar todos esos mediadores implicados en la reacción inflamatoria pulmonar en el suero de pacientes que padecieron picaduras de escorpión amarillo.

“También realizaremos estudios in vitro mediante la utilización de células humanas estimuladas con el veneno, para ver si exhiben el mismo patrón molecular que observamos en las células de ratones. De arribar a resultados similares, podremos pensar en un proyecto –en colaboración con médicos– destinado al tratamiento de víctimas del escorpión amarillo a base de indometacina”, afirmó Faccioli.


Fuente: DICYT
Website: dicyt.com


Identifican cinco especies de plantas medicinales distintas bajo el mismo nombre

No fue hasta que los médicos de Italia y España Pietro Andrea Mattioli y Andrés Laguna publicaron su traducción de Dioscórides cuando se deshizo el entuerto

UA/DICYT El díctamo es una de esas plantas antiguas cuya relevancia a lo largo de los tiempos se pone de manifiesto tanto en la medicina como en la magia, como componente de las fórmulas magistrales de Dioscórides, como de los ensalmos para invocar a ángeles y demonios en el Grimorium Verum, también llamado Clavícula de Salomón, sin duda uno de los libros más buscados e incinerados por los tribunales de la Inquisición.

40672_med“Pero el problema está en el concepto que tenían los antiguos sobre las plantas, más utilitario que científico, lo cual permitía que con un mismo nombre se designasen varias plantas muy distintas botánicamente hablando, pero con virtudes terapéuticas similares”, explica el profesor de Botánica de la Universidad de Alicante, investigador del Instituto Universitario de Investigación CIBIO, y director de la Estación Biológica-Jardín Botánico de Torretes Segundo Ríos Ruiz. Para resolver este viejo enigma, el grupo de investigadores compuesto por Vanessa Martínez Francés, de la UA; Diego Rivera, de la Universidad de Murcia; Conchita Obón, de la Universidad Miguel Hernández; M. Heinrich, de la UCL School of Pharmacy de Londres; y Segundo Ríos Ruiz, de la UA, han estado investigando y recopilando información escrita desde el s. V a.C. hasta nuestros días y evidencias arqueológicas incluso más antiguas, como los frescos de Knossos en Creta, con el objetivo de aclarar y saber a qué especie o especies botánicas se referían cada uno.

Las conclusiones de esta investigación se han publicado como una amplia revisión, en la revista científica Journal of Ethnopharmacology en diciembre de 2015, bajo el título An ethnopharmacological and historical analysis of “Dictamnus”, a European traditional herbal medicine. Dentro de este estudio, los autores reconocen que, bajo el concepto antiguo de “Dictamnus”, se manejaron en las farmacias de todo el Mundo antiguo, al menos cinco especies de plantas medicinales distintas, pertenecientes a las Familias botánicas de las Rutáceas y Lamiáceas, usadas tradicionalmente para problemas ginecológicos preparto y postparto, otras enfermedades graves como la epilepsia, o simplemente, como antídotos de todo tipo de venenos. Así ocurrió con el intento de envenenamiento con arsénico del Papa Luna (Benedicto XIII), confinado en su castillo de Peñíscola, y cuya vida recuperó un monje judeo-converso gracias a un bebedizo entre cuya composición figuraba el díctamo. El Papa se salvó de la muerte y, desde entonces, se conoce esta fórmula como “tisana del Papa Luna”.

Los resultados de esta revisión no sólo han constatado todas las especies relacionadas con el “díctamo” de las cuales las más importantes son Dictamnus albus y Dictamnus hispanicus (Fam. Rutaceae), Origanum dictamnus y Ballota pseudodictamnus (Fam. Lamiaceae), si no que han puesto de manifiesto dos tradiciones antagónicas respecto de estas plantas; por un lado y siguiendo a los textos clásicos greco-latinos, el sur de Italia, Grecia, Creta, Turquía, Palestina, norte de África y en general todos los países islámicos usaron y recomendaron O. dictamnus (un orégano endémico de Creta) que, en su defecto y con mucha frecuencia, se adulteraba con B. pseudodictamnus (un manrrubio muy abundante en Italia). Por otro lado, la tradición balcánica, centro-europea e ibérica recorriendo las cadenas montañosas Europa desde los Cárpatos, Alpes, Pirineos hasta la Sierra Nevada, que siempre usaron Dictamnus albus (también D. hispanicus en el este, sureste y sur de España) de la Familia Rutaceae. Desde Suecia el científico Linneo (1753) al nombrar a estas tres plantas, concedió más crédito a la tradición botánica germánica y dejó para estas últimas el nombre latino a nivel de género, aunque dejando el rastro de la antigua confusión en sus epítetos específicos. “Es curioso como en España, a pesar de la fuerte herencia de la medicina árabe, se impuso al menos a nivel popular, la tradición nórdica frente a la tradición mediterránea”, afirma el botánico.

El díctamo en la Comunidad Valenciana

Pero, sin duda, la gran importancia de esta planta en la Comunidad Valenciana queda reflejada en un hecho singular. El díctamo (D. hispanicus) de esta zona tiene un nombre popular propio y diferente para cada una de nuestras tres provincias: timó real en Alicante, alfábega de pastor en Valencia y gitam en Castellón.
En Alicante, el timó real, es precisamente una de las plantas más buscadas para la elaboración del herbero, bebida hidroalcohólica basada en la maceración de numerosas plantas medicinales. En Castellón, su importancia es si cabe mayor, y el licor de hierbas se denomina asimismo gitam. En las provincias limítrofes manchegas, murcianas y andaluzas, esta planta se denomina tarraguillo, y sus efectos afrodisíacos quedan patentes en el dicho popular “Si en tu huerta criases el tarraguillo, estaría toda la noche, que te agarro, que te pillo”. En la Comunidad Valenciana, recuerda Segundo Ríos, también ha quedado un “bonito rastro del uso mágico del Díctamo, en el elenco de Les Rondalles Valencianes de Enric Valor; en concreto, se menciona en la rondalla del Rei Astoret, que maltrecho del mal de amores, acude a un mago y este a su vez, ante el problema invoca a un hada, haciendo un sahumerio con polvos de tres plantas mágicas: blenera, herbeta de la sang y timó real, a cuyo aroma el hada no tardó en acudir”.
“Hasta bien entrado el siglo XVI, no se pudo determinar la magnitud de esta gran confusión entre plantas tan distintas”, asegura Ríos Ruiz, que no fue hasta que los médicos de Italia y España respectivamente, Pietro Andrea Mattioli (año 1554) y Andrés Laguna (año 1555), publicaron su traducción de Dioscórides, cuando se deshizo el entuerto. Laguna nació en Segovia, estudió en Salamanca y quizás por ser descendiente de conversos, prefirió trabajar en otros países de Europa. Ambos autores, ayudaron a discernir claramente entre los distintos “dictamnus” que circulaban por las boticas y que “a la hora de usarlos como medicamentos, el problema era de tal magnitud que se podía prescribir por confusión un “orégano” (Origanum dictamnus) para los ataques de epilepsia en lugar de raíces del Díctamo verdadero (Dictamnus albus, D. hispanicus) que si servía para ello”, asegura el científico.


Fuente: DICYT
Website: dicyt.com


Averiguan cómo miden el tiempo las neuronas

Investigadores de la Universidad Pablo de Olavide de Sevilla han podido registrar la actividad cerebral que permite calcular el tiempo entre dos estímulos sucesivos

UPO/DICYT  Es conocido desde hace bastantes años que el cerebro está formado por un enorme número de células especializadas, denominadas neuronas. De acuerdo con estudios cuantitativos de la organización celular del cerebro, se calcula que el cerebro humano tiene unos cien mil millones de estas células nerviosas. Incluso, el cerebro de un mamífero tan pequeño como el ratón contiene unos cuantos millones de neuronas. Una importante función que cumplen las neuronas del cerebro, en particular aquellas que se encuentran en la porción más anterior, o frontal, del mismo, es la medida del tiempo entre dos señales sucesivas.

Imaginemos la situación. Nos piden, por ejemplo, que apretemos un botón unos instantes después de que se encienda una bombilla, pero antes de que se apague. Aunque es una tarea muy simple, tiene su dificultad, sobre todo si el tiempo en que está iluminada la bombilla es muy reducido: pongamos que menos de un segundo. Algo parecido es el estudio que ha realizado el grupo de la División de Neurociencias de la Universidad Pablo de Olavide de Sevilla, dirigido por el profesor José María Delgado y la profesora Agnès Gruart: registrar los pequeñísimos cambios en la actividad eléctrica de neuronas prefrontales durante una prueba de aprendizaje. El estudio acaba de ser publicado en la prestigiosa revista The Journal of Neuroscience.

La prueba es muy simple y consiste en aprender a cerrar los párpados al oír un sonido que avisa de la llegada a los ojos de un breve soplo de aire. El animal experimental, al igual que haríamos nosotros, tiene que calcular el tiempo que transcurre entre el inicio de sonido hasta la presentación del soplo, a fin de cerrar los párpados con la antelación suficiente. Pero ¿cómo se mide ese breve tiempo? De acuerdo con el estudio publicado por los profesores Delgado y Gruart, la neuronas de la corteza prefrontal se activan mediante un oscilador (un “reloj” para entendernos) que pulsa aproximadamente cada 100 milisegundos; es decir, unas diez veces por segundo. Este “reloj” sirve para medir tiempos muy cortos (de menos de un segundo de duración), pero no parece funcionar para determinar tiempos más largos, los cuales se miden con ayuda de señales externas.

Referencia bibliográfica
“A variable oscillator underlies the measurement of time intervals in the rostral medial prefrontal cortex during classical eyeblink conditioning in rabbits”. The Journal of Neuroscience. Noviembre de 2015. C. Rocío Caro-Martín, Rocío Leal-Campanario, Raudel Sánchez-Campusano, José M. Delgado-García and Agnès Gruart.

Fuente: DICYT
Website: dicyt.com


Un fármaco para el ganado afecta al escarabajo pelotero (y esto es más grave de lo que parece)

La ivermectina permanece activa un mes tras caer al campo en las heces, afectando a los artrópodos en sus capacidades locomotora y sensorial

UA/DICYT Un equipo científico multidisciplinar, formado por investigadores de las universidades españolas y francesas de Alicante, Jaén, Granada, Université de Montpellier – Université Paul-Valéry Montpellier, Museo Nacional de Ciencias Naturales-CSIC y IUCN-Centre for Mediterranean Cooperation, y liderado por José R. Verdú, investigador del Centro Iberoamericano de la Biodiversidad (CIBIO) de la Universidad de Alicante, ha analiza el efecto del fármaco ivermectina sobre las poblaciones de Scarabaeus cicatricosus, escarabajo coprófago clave en los ecosistemas mediterráneos.

El trabajo “Low doses of ivermectin cause sensory and locomotor disorders in dung beetles” aparece publicado en Scientific Reports. Esta investigación demuestra que los artrópodos que ingieren esta sustancia, incluso en dosis bajas, pierden su capacidad para interactuar con el medio porque ven alteradas sus capacidades locomotora y sensorial, dato que puede explicar el declive que vienen sufriendo las poblaciones de estas especies de escarabajos.

La ivermectina es un antiparasitario muy eficaz, usado de manera preventiva en el ganado, desde su descubrimiento en 1981. Desde entonces ha experimentado un crecimiento exponencial, hasta convertirse en un tratamiento estándar contra los parásitos, incluso en humanos. Considerada por la Organización Mundial de la Salud (OMS) como un medicamento esencial, Verdú aclara que, si bien este fármaco cuenta con eficacia bastante probada, su uso preventivo causa daño.

El problema que han detectado los investigadores es que la molécula de ivermectina no se degrada cuando sale en el excremento del ganado. Los residuos permanecen activos, como mínimo, un mes más desde el momento en que cae en el campo, de forma que tiene el mismo poder letal para artrópodos que para los parásitos. Así, el equipo de Verdú señala el efecto negativo hacia el Medio Ambiente, ya que las poblaciones de escarabajos, dípteros, etcétera, van disminuyendo. El resultado es que los artrópodos adultos (escarabajos) sí se ven afectados y de manera muy notable, tanto en su movilidad, como en su orientación y capacidad reproductora.

Este resultado contradice lo que hasta ahora decían los manuales internacionales de veterinaria y pueden ayudarnos a entender el declive en las poblaciones de estas especies que varios investigadores ya detectaron hace tiempo.

Para este trabajo los investigadores han utilizado por primera vez técnicas de electroantenografía, olfatometría y sensores de fuerza capaces de ofrecer medidas de potencia muscular y aptitud sensorial de los insectos.

Las consecuencias

El estudio ha sido realizado en el Parque Nacional de Doñana, distinguiendo entre zonas con y sin ivermectina, detectando diferencia de actividad en la descomposición de estiércol en una y otra zona. Así, concluyen que existe una reducción de la actividad del 30 por ciento en aquellos lugares donde se está aplicando la ivermectina. Ello es debido a la ausencia de escarabajos peloteros, que provoca que el estiércol se acumule en el campo, con lo que el ganado pierde la calidad de los pastos porque desaparecen, provocando una pérdida irreparable de la biodiversidad de los ecosistemas mediterráneos.

Verdú asegura que la repercusión ambiental es muy grave. En cifras, las poblaciones de fauna coprófaga beneficiosa han disminuido en los últimos 20-30 años. “Si comparamos entre el suelo con escarabajos y el suelo sin escarabajos, son alrededor de 350 kilogramos de estiércol por hectárea y año los que quedan sin enterrarse en aquellas zonas afectadas por ivermectina”, destaca el investigador.

Otra de las consecuencias es el nacimiento de plantas muy nitrófilas, que no sirven para pasto del ganado, en el suelo donde hay ivermectina. Se especula, además, con la posibilidad de que la ivermectina pueda pasar a la cadena trófica, afectar a otros animales como aves insectívoras, que se alimentan de escarabajos.

Referencia bibliográfica
Verdú, J.R., Cortez, V., Ortiz, A.J., González-Rodríguez, E., Martínez-Pinna, J., Lumaret, J.P., Lobo, J.M., Numa, C. & Sánchez-Piñero, F. 2015. Low doses of ivermectin cause sensory and locomotor disorders in dung beetles. Scientific Reports 5: 13912. DOI: 10.1038/srep13912.

Fuente: DICYT
Website: dicyt.com


Descifrado el mecanismo molecular que controla la germinación de las semillas

El Instituto Hispanoluso de Investigaciones Agrarias (CIALE) de la Universidad de Salamanca publica hoy un artículo en la prestigiosa revista científica ‘Nature Communications’

José Pichel Andrés/DICYT Investigadores de la Universidad de Salamanca publican hoy un artículo en la prestigiosa revista científica Nature Communications en el que esclarecen los mecanismos que promueven la germinación de las semillas y el crecimiento de las nuevas plántulas. Los científicos del Instituto Hispanoluso de Investigaciones Agrarias (CIALE) explican que el óxido nítrico (NO) participa en la eliminación de las proteínas que bloquean la germinación de las semillas mientras las condiciones de humedad o temperatura no son las adecuadas.

Germinación de semillas

“La proteína ABI5 se acumula en la semilla seca y no deja que germine hasta el momento oportuno”, explica a DiCYT Óscar Lorenzo, investigador del CIALE, “actúa como sensor de las condiciones ambientales para decidir si permite su desarrollo o lo mantiene bloqueado”. Incluso cuando la semilla ya ha germinado, existe un punto de control en el que aún se puede detener el proceso. Ante el riesgo de que la planta no se desarrolle y muera por algún tipo de estrés, como la falta de agua o una temperatura inadecuada, este sistema de chequeo puede retrasar el proceso por unos días en espera de condiciones más favorables.

Aunque ya se conocían las moléculas que intervienen en estos procesos, los científicos no habían descifrado el mecanismo que los regula. Ahora este trabajo de la Universidad de Salamanca, en colaboración con otros investigadores de Granada, Japón y Canadá, revela que el óxido nítrico tiene un papel esencial. “Permite que la semilla germine porque elimina las proteínas que bloquean la acción”, comenta. En concreto, el NO modifica la proteína ABI5 mediante un proceso bioquímico que se conoce como S-nitrosilación. “Este mecanismo etiqueta a las proteínas para ser dirigidas a una trituradora molecular con la que la planta elimina lo que no necesita para seguir desarrollándose”, agrega el investigador tras realizar experimentos tanto in vitro como in vivo.

En realidad, es probable que ABI5 no sea la única proteína clave en el control de la germinación de la semilla por óxido nítrico. Recientes investigaciones apuntan a otro grupo de proteínas que la activan y que también se degradan en presencia de esta molécula. Los científicos del CIALE creen que en realidad actúan en conjunto y en relación con otros factores que también son fundamentales para el desarrollo de las semillas, como la presencia de oxígeno, que a su vez también está regulado por NO.

Con todo ello, se dibuja un complejo mapa de relaciones que queda por estudiar en profundidad para saber cómo funciona uno de los procesos fundamentales para las plantas y que, por lo tanto, tiene una gran relevancia económica. “Es importante que las semillas no germinen hasta el momento adecuado, pero al agricultor también le interesa que cuando las siembra en el campo germinen lo antes posible y ahora sabemos que con tratamientos de NO podemos eliminar las proteínas que lo bloquean en cuestión de horas”, comenta Óscar Lorenzo. De hecho, el paso de semilla seca a semilla germinada en la planta Arabidopsis thaliana, la que se ha utilizado en esta investigación, dura poco más de 30 horas.

Las plantas tienen otros mecanismos de bloqueo que también garantizan su supervivencia en condiciones adversas y en los que participa el óxido nítrico de forma muy similar a este, por ejemplo, en la floración. De hecho, los científicos salmantinos llevan años estudiando el papel del NO en diferentes aspectos de los organismos vegetales.

Proyecto EcoSeed

Este trabajo, que por parte del CIALE también incluye las firmas de los doctores Pablo Albertos, Isabel Mateos y la doctoranda Inmaculada Sánchez, se enmarca dentro del proyecto europeo EcoSeed, en el que participa la Universidad de Salamanca junto a científicos de Francia, Reino Unido, Alemania y Austria con el objetivo de mejorar la calidad de las semillas. Este consorcio termina a finales de 2016, pero hasta entonces el equipo de Óscar Lorenzo espera obtener nuevos resultados al menos en dos vertientes.

Por una parte, el proceso de chequeo de la germinación puede ser reversible, ya que una vez iniciado las células disponen de enzimas que pueden eliminar el NO y dejar la semilla como estaba. Los investigadores tratan de averiguar cuáles son estas proteínas y cómo actúan.

Por otra parte, los científicos quieren saber si el óxido nítrico interviene en otro proceso fundamental para la semilla y anterior a su germinación: la acumulación de reservas proteicas y oleicas que van a permitir el desarrollo posterior de la planta, en la que participan genes homólogos a ABI5.

Referencia bibliográfica
S-nitrosylation triggers ABI5 degradation to promote seed germination and seedling growth. Pablo Albertos, María C. Romero-Puertas, Kiyoshi Tatematsu, Isabel Mateos, Inmaculada Sánchez-Vicente, Eiji Nambara & Oscar Lorenzo. Nature Communications, 2015. DOI: 10.1038/ncomms9669

Fuente: DICYT
Website: dicyt.com


Los centrómeros enrollan el ADN en sentido contrario al de los cromosomas

Esta región del cromosoma reparte la información genética entre las células hijas tras la replicación del ADN

CSIC/DICYT Los centrómeros son la parte de los cromosomas que reparten la información genética entre las células hijas durante la división celular. Ahora un estudio ha mostrado que en los centrómeros de los cromosomas de levadura, el ADN se enrolla hacia la derecha, al contrario del sentido hacia la izquierda habitual en otras regiones de los cromosomas. El hallazgo aporta nuevos datos sobre los mecanismos que regulan los centrómeros. Las alteraciones en la estructura y funcionamiento de esta región de los cromosomas están asociadas enfermedades como el síndrome de Down y la esclerodermia. La investigación ha sido elaborada por investigadores del Instituto de Biología Molecular de Barcelona, del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). El trabajo se publica en la revista Cell Reports.

Los centrómeros, situados en el estrechamiento que hay en el centro de los cromosomas, son los responsables del reparto de la información genética entre las células hijas durante la división celular. “Su particular estructura ha sido investigada durante décadas, ya que gracias a ella pueden fijar con precisión la orientación bipolar de los cromosomas tras la replicación de su ADN y anclar las fibras del haz mitótico para arrastrar una copia de cada cromosoma hacia polos opuestos cada vez que se divide una célula”, señala Joaquim Roca, investigador del CSIC en el Instituto de Biología Molecular de Barcelona.

Centrómero

“Solo pequeños cambios en su composición proteica distinguen a los centrómeros de otras regiones de los cromosomas. Por lo tanto, debe existir una propiedad estructural exclusiva y común en todos los centrómeros”, explica Roca. Esa propiedad puede ser el enrollamiento del ADN en sentido dextrógiro (hacia la derecha). Roca explica que “el ADN es una doble hélice dextrógira, que se enrolla a su vez en sentido levógiro (hacia la izquierda) a lo largo de los cromosomas mediante las estructuras denominadas nucleosomas. Este enrollamiento hacia la izquierda neutraliza parte de la helicidad hacia la derecha del ADN, lo que facilita la apertura de la doble hélice durante los procesos de transcripción y replicación del ADN”.
“Sin embargo, en el centrómero no se daría esta compensación, ya que la doble hélice dextrógira del ADN se enrolla a su vez en sentido dextrógiro”, añade Roca. “En consecuencia, se genera una estructura singular, mucho más compacta y estable que en el resto del cromosoma, idónea para llevar a cabo con máxima precisión la función de los centrómeros durante la división celular”.
Según los investigadores, preservar la singular topología del ADN de los centrómeros podría ser “un aspecto esencial” para su correcto funcionamiento y, como consecuencia, para la prevención de enfermedades causadas por un reparto incorrecto de cromosomas como los síndromes de Down, Turner, Pallister-Killian, CREST o la esclerodermia.

Referencia bibliográfica
Ofelia Díaz-Ingelmo, Belén Martínez-García, Joana Segura, Antonio Valdés y Joaquim Roca. DNA topology and global architecture of point centromeres. Cell Reports. DOI: 10.1016/j.celrep.2015.09.039

Fuente: DICYT
Website: dicyt.com