Iniciativa de un grupo de investigadores de la UBA

El aparato mide en 30 segundos las propiedades de la leche e indica al tambero, desde un visor electrónico, si la vaca presenta esa infección

En pleno desarrollo se encuentra un biosensor para el diagnóstico rápido de una enfermedad que afecta la producción de las vacas lecheras, la mastitis. El aparato mide en unos 30 segundos las propiedades de la leche e indica desde un visor electrónico cuál es la situación, con un 90% de efectividad, según precisan investigadores de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (FCEN-UBA).

«La idea fue aplicar el conocimiento teórico de la facultad para hacer un aparato que sirva en la medición de un problema real como la mastitis, que causa pérdidas del orden del 7 % de la producción láctea del mundo. Sólo en la Argentina equivale a 700 millones de litros al año», indica el doctor Eduardo Cortón, desde el Laboratorio de Biosensores y Bioanálisis de FCEN-UBA.

Antes del diseño actual, estudiaron el panorama del sector. «No había buenos métodos para detectar esta infección de la glándula mamaria del animal de modo rápido y confiable que permitiera realizar un diagnóstico temprano», subrayaron Cortón junto con Astrid Hilding Ohlsson, integrante del equipo. «Los tambos se están tecnificando por lo tanto no se puede seguir con un anotador y un lápiz, sino que se pretendía hacer un medidor electrónico que detectara de un modo instantáneo y de fácil manipulación la presencia de la mastitis», agregan.

Este proyecto del que participan Cortón, Hilding Ohlsson, Marcos Paredi, Leonardo Cantoni y Pablo Núñez Pölcher fue uno de los 16 seleccionados para recibir apoyo de Incubacen, que es la incubadora de empresas de base tecnológica de la Facultad de Ciencias Exactas, y fue ganador del primer premio del llamado de Incubacen 2007: «Premio al Mejor Plan de Negocios». «Recibimos 20.000 pesos por este galardón con los cuales estamos empezando a diseñar dos prototipos del aparato», anticipa Cortón.

¿De qué se trata el biosensor? Técnicamente también se lo conoce como lengua electrónica y posee un conjunto de sensores electroquímicos para medir diferentes propiedades fisicoquímicas de la leche. «El aparato -describe Cortón- tiene una manija con cuatro reservorios o pocillos, que se coloca debajo de la ubre. En unos 20 a 30 segundos analiza las propiedades lácteas e indica en un visor si la vaca tiene problemas. En el display aparece el grado de mastitis: 0, 1 ,2 ,3 y 4. Este último indica el nivel más elevado de la enfermedad relacionado con el número de bacterias y glóbulos blancos presentes en la leche.»

Con este aparato se pretende diagnosticar cuanto antes la enfermedad, que disminuye la calidad de la leche y por ende su valor comercial, deteriora el rendimiento en litros y aumenta los gastos en tratamientos veterinarios. «Las vacas de tambo están genéticamente seleccionadas por su alta productividad, esto les causa una gran exigencia energética y estrés por lo que aumenta su sensibilidad a infecciones», indican los científicos.

Presencia de grumos, pus, sangre y acidez son algunos de los cambios que produce la mastitis en la leche. «Cuanto antes se detecten estas modificaciones, mejor para evitar que se contagien otros animales», puntualizan quienes también obtuvieron el primer premio en la «Convocatoria Ideas-Proyecto Incubacén 2007», que les permitió viajar a la Universidad de Miami, a la Universidad de Boston, al Babson College y al Massachusetts Institute of Technology (MIT-Cambridge) para conocer incubadoras de negocios de Estados Unidos.

«La visita nos permitió presentar el proyecto para recibir comentarios de modo de ajustarlo a los estándares internacionales y hacerlo atractivo para conseguir capital de riesgo y poder avanzar con el emprendimiento tecnológico», precisa. Actualmente se hallan trabajando en el primer prototipo que «tiene una efectividad de más del 90%, y mide varias propiedades de la leche y no una sola, como suelen hacer los sensores existentes de menor eficacia pues alcanzan el 70%», advierte Cortón.

El costo del prototipo asciende a 400 dólares según sus cálculos y esperan diseñar un segundo aparato que «permita descargar los datos obtenidos en una computadora, de manera que el productor pueda llevarlo en una planilla Excel actualizada a diario», anticipa.

Por Cecilia Draghi
Para LA NACION
La autora integra el Centro de Divulgación Científica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA

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El programa desarrollado en Entre Ríos y La Plata reproduce movimientos mediante la estimulación visual. Beneficia a personas con parálisis

También inhiben los procesos de oxidación de las hortalizas como acelgas y espinacas para que el frío no altere sus tejidos. Además, analizan cuáles son los procesos ideales de conservación.

Foto: propiedad y gentileza de Raúl Pereyra   http://www.flickr.com/photos/rulicamweb/2814397399/

Congelar un alimento para después descongelarlo es una manera óptima de conservarlo durante largos períodos de tiempo. Sin embargo, cuando se descongelan productos como las frutas su estructura puede variar totalmente y convertirse en un alimento poco agradable al consumidor por tener menor consistencia.

Un equipo de investigadores de la Universidad Nacional del Litoral (UNL) y el Conicet estudió diferentes procesos para determinar cuál procedimiento obtiene alimento con mejores atributos.

Según explicó Amelia Rubiolo, investigadora del Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química (Intec) al frente del proyecto, el problema del congelamiento en el caso de la frutilla es mantener la consistencia. Por eso, para preservar esa estructura, los investigadores trataron las frutas especialmente con sales de calcio para otorgarles resistencia.

“Las frutillas poseen un compuesto orgánico denominado pectina que da resistencia a las paredes, por ello cuando más calcio incorporado tienen, más resistentes se vuelven a la acción destructora del frío�, comentó.

Pero la investigadora señaló que no se trata simplemente de mojarlas en calcio, sino de encontrar la forma de que ese elemento penetre la suficiente cantidad en el tiempo del tratamiento y que a la vez no se pierdan otros compuestos muy importantes de las frutas.

Asimismo, sabiendo que con el método ensayado se favorecía la conservación de las paredes, el grupo decidió avanzar un paso más y buscó una alternativa para acelerar el proceso de impregnación. Lo hizo provocando la hidrólisis de las pectinas a través de la acción de una enzima (llamada pectín metil esterasa). De esta manera las pectinas se rompían y captaban más cantidad de calcio y más rápido era el ingreso y la retención.

“Con esta enzima obtuvimos buenos resultados, pero observamos que el éxito dependía del estado de madurez de las frutas. Si el tratamiento se hacía en frutillas que aún estaban un poco verdes, no había prácticamente acción, no se le podía incorporar el calcio y, por lo tanto, no había aumento de la resistencia al congelado. Determinamos entonces que convenía dejarlas madurar unos días más para que el tratamiento fuera efectivo�, aseguró.

Proceso ideal

A la vez estudiaron qué tipo de proceso era ideal en el congelamiento, porque las frutillas podrían enfriarse a través de un congelador, que, sin embargo, es un método muy lento. “Lo mejor es hacerlo a través de un túnel con circulación de aire a través de temperaturas lo más bajas posible. Así, la principal ventaja resulta en que se producen cristales más pequeños en la frutilla y, por lo tanto, se daña menos la estructura de las paredes. Si a la vez hacemos que el enfriamiento se logre a través de la circulación de corrientes, mejoramos la velocidad del congelado. Todo esto se define como coeficiente de transferencia de calor, que cuando más alto menor es el tiempo para congelar los alimentos�, apuntó.

Por esa razón, cuando el coeficiente es mejorado, porque se aumenta la velocidad o se mejora la diferencia de temperatura, se realiza más rápido el proceso y mejoran las condiciones para mantener las características del producto.

Pero el equipo de Rubiolo no se limitó a estudiar sólo los parámetros de tiempo de congelación o cómo debe ser el coeficiente de transferencia de calor, sino que analizó qué sucede cuando el alimento se almacena congelado.

En este caso observaron que la constancia de la temperatura era un factor muy importante, por lo cual determinaron que era preciso evitar cortes de energía, el transporte de los productos fuera de las cámaras de conservación o el traslado a un ambiente menos refrigerado. Obviar ese tipo de cambios contribuye a evitar la formación de cristales grandes en las paredes de las frutillas que destruyen sus estructuras e impiden mantener los requerimientos de calidad, aseveró.

También evaluaron otros parámetros de las frutas más allá de su consistencia y sabor, como los aportes de elementos como las vitaminas C. Por eso, luego de descongeladas hicieron un seguimiento de cuánta vitamina se mantenía según los distintos períodos de conservación y las temperaturas del freezer.

Hortalizas

Los investigadores también ensayaron el congelamiento de hortalizas como espinacas y acelgas. En este sentido, vieron que el trabajo era más sencillo, ya que sólo había que pretratar los alimentos inhibiendo las enzimas de oxidación que modifican el color. El resultado fue que la estructura de las hojas al no ser frescas como las frutillas, fue menos afectada.

“Con los procedimientos empleados en hortalizas obtuvimos mejores resultados que en frutillas frescas. En las verduras hacemos el mínimo tratamiento inhibiendo las enzimas oxidasas. Además no las sumergimos en agua, sino en vapor, que provoca menor alteración del tejido, porque luego el congelamiento destruye un poco la estructura�, dijo Rubiolo.

“Como las hortalizas generalmente se utilizan para cocción, entonces es fácil hacer el tratamiento sin variar la consistencia que se emplea en los productos, pero no sucede así con las frutas, que se utilizan muchas veces para repostería, por lo cual se requiere que la estructura del producto natural sea conservada�, culminó.

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Trazan un mapa tridimensional de proteínas clave en el desarrollo de la enfermedad

La Nación

Fernando Goldbaum (atrás), Sebastián Klinke y Vanesa Zylbeman
Foto: Gentileza Instituto Leloir

Supongamos que alguien busca diseñar una droga ciento por ciento efectiva contra la brucelosis, enfermedad que ocasiona pérdidas millonarias al ganado y que también afecta a las personas en contacto con animales infectados. Una de las estrategias a seguir sería desactivar la acción de las proteínas que llevan la voz de mando en la infección. Pero para encontrar ese talón de Aquiles hay que bucear dentro de un caldo de las más de 3000 proteínas que fabrica Brucella , bacteria causante de la enfermedad, que mide entre uno y dos micrones (millonésimas de metro).

Un grupo de investigadores argentinos aceptó el desafío, y sus hallazgos nos colocan un paso adelante en el camino de vencer la brucelosis. Ocurre que mediante una técnica conocida como cristalografía de rayos X lograron determinar la estructura tridimensional de algunas de las proteínas clave, y con esa foto al detalle, el punto vulnerable de la bacteria quedó al desnudo.

Por su aporte, el trabajo mereció la portada de la edición de hoy de la revista científica internacional Journal of Molecular Biology , y en el ámbito local acaba de ser premiado en el congreso anual de la Asociación Argentina de Cristalografía, en San Luis.

Si bien colaboraron en la investigación especialistas de Brasil, Estados Unidos y Alemania, los líderes fueron los argentinos Sebastián Klinke, Vanesa Zylberman, Hernán Bonomi y Fernando Goldbaum, del Laboratorio de Inmunología Molecular y Estructural del Instituto Leloir e investigadores del Conicet. En realidad, el trabajo coronó la tesis de doctorado de Klinke, un joven químico que egresó de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA con un promedio de 9,81 y que asegura que le gusta tanto hacer ciencia como jugar al fútbol.

Un talón de Aquiles

El eje central del trabajo es la determinación de las estructuras tridimensionales de un conjunto de proteínas involucradas en la síntesis de riboflavina -también conocida como vitamina B2- en la bacteria Brucella. La riboflavina es una vitamina esencial para la supervivencia de la bacteria; sin ella no puede multiplicarse ni infectar.

«Estudiamos la Lumazina sintetasa , proteína que cataliza el penúltimo paso en la ruta biosintética de la riboflavina. Como esa proteína no se encuentra en animales ni en el hombre, es un blanco muy atractivo para el desarrollo de compuestos químicos antimicrobianos, ya que al bloquear esa enzima (y por ende la capacidad de la bacteria para sintetizar la vitamina) ésta se torna incapaz de infectar y de reproducirse de manera adecuada», explica Klinke.

Brucella produce dos enzimas diferentes con poder para acelerar esa reacción química: la RibH1 y la RibH2; los experimentos que acaban de realizarse describen por primera vez las estructuras tridimensionales de ambas. «La RibH2 presenta un poder inmunogénico notable y da lugar a la generación de una cantidad muy importante de anticuerpos contra esta proteína, tanto en animales infectados naturalmente por Brucella como en ratones de laboratorio», agrega. Más todavía, se vio que la proteína RibH2 es uno de los elementos indispensables para que Brucella pueda desplegar toda su virulencia.

«Es poco común que existan dos proteínas para realizar una misma función, y por ese motivo estudiamos su presencia en otras bacterias relacionadas evolutivamente con Brucella pero que no son patogénicas, como Mesorhizobium loti , un microorganismo que ayuda a la fijación de nitrógeno atmosférico en ciertas plantas. Constatamos con asombro que a pesar de que la función biológica que desempeñan estas dos bacterias es muy diferente, las estructuras de las RibH2 de estos microorganismos son prácticamente un calco. Esta rareza es la que vamos a seguir investigando», subrayó Klinke.

Para el doctor Diego Comerci, del Instituto de Investigaciones Biotecnológicas de la Universidad de San Martín: «Sabiendo que la RibH2 es un factor de virulencia muy importante para Brucella, el conocimiento sobre su estructura representa un aporte muy importante, ya que podemos pensar en generar una nueva familia de antimicrobianos específicos para estas bacterias».

La cristalografía de rayos X permite obtener la imagen tridimensional de una molécula a partir de un cristal. El hielo que se forma en la heladera o la sal de cocina son ejemplos cotidianos de cristales, aunque fabricarlos en el laboratorio requiere grandes dosis de paciencia. Conocer la estructura tridimensional de una proteína significa ubicar en el espacio cada uno de los átomos que la componen.

La brucelosis es una enfermedad que afecta a vacas, cerdos, ovejas y cabras. El ser humano la contrae por consumo de derivados lácteos no pasteurizados o por contacto con animales infectados. Aunque existen tratamientos con antibióticos, la enfermedad suele hacerse crónica. Genera millonarias pérdidas económicas en la Argentina y Brasil, y hasta la fecha ninguna vacuna es totalmente efectiva.

Agencia CyTA Instituto Leloir

Por Claudia Mazzeo
Para LA NACION

http://www.intramed.net/contenidover.asp?contenidoID=49775

Laura Giojalas es la directora de un grupo de investigación que logró patentar un pequeñísimo invento que serviría para mejorar las técnicas de fertilidad tanto en humanos como en animales. En un año desarrolló y puso a punto el dispositivo y necesitó un año más para validarlo.

Lucas Viano
De nuestra Redacción
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Parece poco tiempo, pero para lograrlo necesitó una década de investigación básica. Ahora, con la patente en mano, el grupo analiza dos opciones: vendérsela a una empresa o lanzarse por su cuenta y crear su propia Pyme.

Por 10 años, Giojalas estudió la comunicación de espermatozoides y óvulos en los mamíferos. «Analizamos lo que ocurre químicamente antes de que haya contacto físico. El ovocito libera moléculas que provocan una reacción en los espermatozoides», explica, y da una metáfora: «Son como las migas de pan de Hansel y Gretel. Se conoce como quimiotaxis».

Este comportamiento estaba muy estudiado en organismos con reproducción externa, cuando el contacto de gametos se produce en el mar, por ejemplo. No así en mamíferos.

«Como el semen se deposita dentro del tracto reproductor femenino, siempre se asumió que alguno de tantos espermatozoides llegaba sin ninguna guía. Pero hace 12 años comenzamos a ver que no era así, y descubrimos que sólo el 10 por ciento de los espermatozoides responde a esta señal química y puede hacer contacto con el óvulo», explica.

La investigadora asegura que lo más difícil fue lograr una técnica para detectar esta población espermática particular. Para ello, diseñaron un aparato de videomicroscopia y análisis de imágenes en el mismo Centro de Biología Celular y Molecular de la UNC y Conicet.

Con la técnica lista, identificaron la molécula que atrae a los espermatozoides. Es la progesterona, producida y secretada por las células que rodean al óvulo. La concentración de progesterona va aumentando mientras más cerca se está del óvulo.

Estos estudios posibilitaron el desarrollo del invento patentado: una cámara de acrílico con dos compartimientos. En uno se coloca la progesterona y en el otro los espermatozoides. El dispositivo genera una escala de concentración, necesaria para guiar a los espermatozoides.

«Los que están capacitados para responder a esta señal se dirigen al otro compartimiento. Y así se mejora la calidad de los espermatozoides destinados a una inseminación artificial humana o veterinaria», explica Giojalas.

Los investigadores observaron que, a pesar de la patología que podían tener, se lograba niveles de espermatozoides normales luego de realizar la separación con este método. Las muestras de semen anormal se igualaban a las normales.

«El dispositivo concentra los pocos espermatozoides buenos que hay. Logramos aumentar en 200 veces el nivel de espermatozoides buenos. De esta manera, hay mayores chances de fertilizar el ovocito», asegura Giojalas.

Este año, el grupo participará del concurso Innovar 2009 del Ministerio de Ciencias de la Nación. También ha tenido algunos contactos con empresas interesadas en invertir en el producto. La aplicación será probada en clínicas de fertilización de Chile y España. También lo utilizarán para estudiar la calidad del esperma de trabajadores de fábricas con riesgo de contaminación en Brasil.

http://www.lavoz.com.ar/nota.asp?nota_id=558558

Trabajo científico del INTA junto a 14 paises . Es el tercer cultivo del mundo; podría ayudar a mitigar el hambre

Nora Bär
LA NACION

Desde hace unos 8000 años (época en la que fue domesticada en el altiplano andino), es un verdadero «clásico» de la dieta americana. Más tarde los españoles la llevaron a Europa y, en las últimas décadas, ingresó en los menús asiáticos.

Se trata ni más ni menos que de la papa, el familiar tubérculo que constituye el tercer cultivo en importancia, después del arroz y el trigo, y del que todos los años se producen en el mundo 325.000.000 de toneladas. La FAO (Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación) le dedicó el año último (consagrado Año Mundial de la Papa) porque sus especialistas consideran que puede mitigar el hambre.

Por eso, el avance logrado por un consorcio internacional formado por científicos de 14 países (entre los que se cuentan China, Estados Unidos, Chile, Brasil y Perú) reviste una importancia especial: el grupo, en el que participó la Argentina a través del INTA Balcarce, unidad pionera en el estudio y mejoramiento de este tubérculo, anuncia hoy la secuenciación del genoma completo de la papa.

Con el catálogo completo de sus genes al alcance de la mano, ya que será puesto a disposición de la comunidad científica internacional, ahora los investigadores podrán buscar variedades para acelerar la productividad, el valor nutricional y la resistencia a los patógenos de nuevas variedades, además de que contarán con una guía para identificar variantes de esos genes presentes en las formas silvestres y podrán mejorar los aspectos industriales de su producción.

«Por sus propiedades nutritivas [es fuente de carbohidratos, muchas vitaminas, entre otras la C, y de minerales, como potasio y hierro], es uno de los cultivos sobre los que descansa la esperanza de paliar el hambre -dice Sergio Feingold, director del Laboratorio de Agrobiotecnología del INTA Balcarce-. Con la secuenciación de su genoma [está en www.potatogenome.net ] tenemos la herramienta para adaptarla a distintos climas y ambientes determinados. Los mejoradores de papa podrán acortar los 10 o 12 años que actualmente son necesarios para obtener nuevas variedades.»

De acuerdo con este primer borrador, que contiene la secuencia completa de sus genes, pero sin asignarles una función determinada, la papa tiene entre 40.000 y 50.000 genes, formados por 840 millones de pares de bases, lo que equivaldría a algo así como una cuarta parte del genoma humano.

Para los investigadores argentinos, la participación en este consorcio fue la ocasión de ingresar en un «club» exclusivo que ofrece privilegios que no se pueden comprar con dinero: «Básicamente -afirma Feinstein-, es una oportunidad de capacitar recursos humanos en bioinformática y genómica. Es un know how que sólo puede obtenerse estando dentro del consorcio. Desde hoy, el conocimiento es público, pero no basta con tener el CD con las instrucciones, es una gran maraña de datos. La Argentina recién adquirió un equipo de secuenciamiento en paralelo y ahora podremos usar esta experiencia, por ejemplo, para secuenciar otros genomas relacionados.»

Para Alejandro Mentaberry, investigador del Conicet y director del grupo que logró desarrollar una papa resistente a hongos y bacterias, «Ahora hay mucha secuenciación de genomas. Esto lo que tiene de interesante es que se trata de un cultivo originario de América, que posee un genoma complicado y que tiene impacto social. La tecnología dio un salto cualitativo y espero que a fin de año el país esté en condiciones de ingresar de lleno en ese terreno».

840.000.000
Son las «letras» del genoma

• El trabajo para decodificarlo se desarrolló a lo largo de dos años. Gracias a avances tecnológicos, fue uno menos de lo que se había calculado