La detección de bacterias de transmisión alimentaria a partir del desarrollo de técnicas rápidas es el trabajo que llevan adelante investigadores de distintas universidades nacionales. Ya han logrado la detección simultánea de dos de los tres patógenos en estudio -Salmonella, Campylobacter y Escherichia coli O157-, de gran incidencia en enfermedades en el Nordeste Argentino.

Foto: revistacyt.unne.edu.ar

“El objetivo del proyecto es acortar los tiempos de detección de algunas bacterias de interés en la región por su incidencia en enfermedades transmitidas por alimentos. Y a la vez se busca que varias de esas bacterias puedan detectarse con una sola técnica o muestra tomada� explicó a Argentina Investiga el doctor Luis Merino, director del proyecto que se realiza con la participación de tres universidades. Acortar los tiempos de detección de patógenos posibilitaría, además, un más rápido informe a las autoridades para que así puedan tomar las medidas necesarias en función de identificar qué alimento provocó la transmisión y optimizar las medidas de prevención y control de posibles brotes.

En el estudio se trabaja con la técnica de reacción en cadena de la polimerasa, técnica de biología molecular de gran fiabilidad en la identificación de fragmentos de ADN y con la cual los investigadores vienen trabajando desde hace algunos años. Además se trabaja con tres bacterias o patógenos de gran incidencia en transmisión de enfermedades que son Salmonella, Campylobacter y Escherichia coli O157. Las tres son bacterias zoonóticas que están en los animales y a través de alimentos pueden llegar al hombre y provocar diversas patologías -diarreas, vómitos, dolor abdominal, etc.-. Los grupos más vulnerables, incluso con riesgo de muerte, son los niños, los ancianos y aquellos con afecciones del sistema inmunológico.

Respecto de las bacterias que se busca identificar, Salmonella, Campylobacter y Escherichia coli O157, se ubican entre los patógenos de transmisión alimentaria que más incidencia tienen en la región. La Salmonella se transmite a través de alimentos contaminados directa o en forma cruzada con heces de distintos animales domésticos, silvestres y de consumo habitual en el nordeste; Campylobacter se relaciona con las aves; y Escherichia coli O157, principalmente con la carne molida.

En la actualidad, en la región estos patógenos se detectan con cultivos bacteriológicos que tardan entre 48 y 72 horas, y en el estudio se busca bajar ese tiempo de detección a 24 horas o menos. Asimismo, para identificar cada patógeno se requiere de una técnica distinta, por lo que en el estudio se estima factible poder detectar con una sola muestra cualquiera de las tres bacterias en forma simultánea.

“Hasta el momento los resultados son alentadores. Se han podido acortar los tiempos de detección y logrado la detección simultánea de Salmonella y Campylobacter� adelantó Merino. Explicó que se está probando la técnica sólo con casos positivos, es decir que se usa para probar si identifica los patógenos en muestras en las cuales ya se conoce que están presentes. Tras ajustar el método, una instancia posterior prevé probarlo en distintos tipos de alimentos, con o sin bacterias para ver cómo se comporta.

El director del proyecto indicó que se trata de una investigación que, de resultar exitosa en cuanto a lograr la técnica de detección rápida y simultánea, “es de directa transferencia a organismos e instituciones relacionadas a la problemática de las enfermedades transmitidas por alimentos�.

Por la UNNE participan en el proyecto investigadores del Instituto de Medicina Regional y del laboratorio de Biología molecular de la Facultad de Medicina, por la Universidad Nacional de Misiones integran la investigación miembros de las Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales, en tanto que por la Universidad Nacional del Formosa participa la Facultad de Ciencias de la Salud.

La UNNE realiza la etapa de estudios de biología molecular, la UNAM tendrá a su cargo la instancia de análisis de los alimentos, y la UNAF participará en la gestión de la información ante casos positivos de transmisión de patógenos para diseñar un protocolo de rápida comunicación a organismos competentes. Cabe recordar que la UNNE ya viene trabajando hace algunos años con la técnica de reacción en cadena de la polimerasa para detectar patógenos en agua, en úlceras gástricas, en carnes molidas. “Este proyecto es fruto de los promisorios resultados obtenidos en proyectos anteriores relacionados a ajustar técnicas de detección que respondan a las necesidades y realidades de la región� expresó Merino.

Juan Monzón Gramajo
[email protected]
José Goretta
Departamento de Comunicación Institucional
Universidad Nacional del Nordeste

Fuente: Universidad Nacional del Nordeste

http://infouniversidades.siu.edu.ar/noticia.php?titulo=deteccion_simultanea_y_rapida_de_patogenos_en_alimentos&id=1811

Investigadores de Exactas-UBA pusieron a prueba en pájaros un modelo biomecánico que permite entender cómo se aprende una actividad compleja. Lo hicieron midiendo la actividad de las neuronas que controlan los movimientos musculares para ejecutar el canto. Fue publicado en Nature. Podría permitir el desarrollo futuro de una prótesis de laringe.

El Diamante mandarín, la especie con la que trabajan en el Laboratorio de Sistemas Dinámicos. Foto: Gentileza Daniel D. Baleckaitis

 
El canto de los pájaros y el habla humana tienen algunos puntos en común. De hecho, una gran cantidad de especies aprende a cantar de manera similar a cómo un niño aprende la lengua materna al interactuar con quienes lo rodean. Por tal razón, estudiar la actividad cerebral de los pájaros cuando producen sus sonidos puede arrojar luz sobre la forma en que el habla está codificada en nuestras neuronas y, en última instancia, cómo el cerebro puede aprender una tarea compleja.
Al igual que el habla humana, el canto de las aves comprende aspectos neuronales (instrucciones) y físicos (órganos que operan en la ejecución del canto). Desde hace varios años, el físico Gabriel Mindlin, director del Laboratorio de Sistemas Dinámicos de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA, viene desarrollando modelos que permiten explicar cómo funciona el aparato vocal de las aves, es decir, qué músculos actúan. Por su parte, las neurociencias estudian la estructura neuronal responsable de las instrucciones para que el aparato vocal produzca los sonidos. El trabajo publicado recientemente en Nature permite aunar los aspectos neuronales y los físicos, al explicar de qué manera las neuronas se van activando para producir cada uno de los sonidos que conforman el canto de un pequeño pájaro, el diamante mandarín.
El modelo biomecánico desarrollado por Mindlin reúne unos pocos parámetros fisiológicos, como la siringe, que es el órgano fonador de las aves, equivalente a nuestras cuerdas vocales; el tracto vocal superior, y el sistema respiratorio. Con estos parámetros, y una serie de ecuaciones matemáticas, el investigador junto con Yonatan Sanz Perl, estudiante de doctorado en el departamento de Física (Exactas-UBA), lograron generar un canto artificial, sintético. Si la copia es idéntica al canto original del pájaro, ello indica que el modelo propuesto permite explicar en detalle cómo funciona el sistema.
“Si bien el canto sintético parecía sonar igual al original, más allá de los cálculos matemáticos, nos pareció importante preguntarle al pájaro qué opinaba de ese canto�, relata la primera autora del trabajo, Ana Amador, que realizó sus experimentos durante su postdoctorado en el Laboratorio de Neuroetología de la Universidad de Chicago (Estados Unidos), que dirige Daniel Margoliash.
El ave tiene la palabra
Para obtener la confirmación del pájaro sobre la calidad del canto sintético, Amador aplicó electrodos en el cerebro del ave, y así pudo medir la actividad de las neuronas del núcleo especializado en la producción y aprendizaje del canto. “En esos núcleos hay algunas neuronas que son selectivas del canto, y se activan cuando el pájaro escucha su propia melodía, pero no responden frente a otros sonidos, aunque sean parecidos�, explica la investigadora. Cabe aclarar que el núcleo de neuronas encargado de procesar los sonidos del canto fue descripto en la década de 1980 por Margoliash.
Según la hipótesis planteada, si el canto sintético no era una copia idéntica del canto real, las neuronas del pájaro se mantendrían silenciosas. “Hicimos el primer experimento con un canto que nos parecía una copia muy buena, pero el pájaro no respondió�, cuenta Amador. Entonces hubo que mejorar el modelo y agregar riqueza de sonido al canto para que fuera idéntico al original.
“Con el nuevo modelo, volvimos a preguntarle al pájaro, y éste respondió con el mismo patrón frente a ambos cantos: el natural y el sintético�, relata Amador con satisfacción. Lo interesante es que las neuronas que se activan cuando el pájaro escucha el canto, lo hacen de la misma manera cuando el ave produce su canto.
Por su parte, Mindlin explica: “Según el modelo matemático, el cerebro del ave controla dos parámetros relevantes: la presión en los sacos aéreos y la tensión en las membranas de la siringe; al conocerlos, nos preguntamos de qué manera están codificados esos parámetros en las neuronas�. Y a continuación subraya: “Los códigos que existen en esas neuronas son muy interesantes porque participan también en el aprendizaje del canto�.
“El comportamiento físico posee mucha complejidad: frecuencia, contenido espectral, duración, entre otros, y esa complejidad está controlada por dos funciones en el tiempo, que equivalen a ceros y unos, porque las neuronas se activan o se inhiben. Gracias al modelo, se ve que la complejidad de la física está controlada sólo por dos funciones. Lo que vimos es que los disparos de las neuronas no eran arbitrarios, sino que controlaban movimientos muy específicos: el comienzo de estos gestos motores, cuando alcanzan el punto máximo, y cuando finalizan. El modelo biomecánico, al ser una representación sencilla, permitió ordenar cómo era el patrón de disparos en el cerebro�.
“Si bien es un modelo acerca de cómo cantan los pájaros, tiene la ventaja de que permite entender cómo se aprende a realizar una actividad compleja�, destaca Mindlin.
El diamante mandarín, una especie originaria de Australia, es el pájaro estrella de la neurociencia. Tiene la ventaja de que se reproduce en cautiverio con mucha facilidad y durante todo el año, por ello, en cualquier momento se puede disponer de aves de diferentes edades. Otra ventaja es que este proceso de aprendizaje ocurre en un lapso corto, 45 días desde que empieza a practicar los sonidos hasta tener un canto adulto.
Recién nacidos, los pichones no cantan, sólo hacen sonidos para pedir comida. Después pasan por una etapa en la que escuchan cantar al tutor o al padre, y luego empiezan a practicar, en forma similar a los primeros intentos de pronunciar palabras que hacen los niños. Luego de esa práctica, y de contrastar su propio canto con el modelo interno que habían incorporado, terminan alcanzando el canto adulto.

Gabriel Mindlin, Ana Amador y Yonatan Sanz Perl del Laboratorio de Sistemas Dinámicos de Exactas-UBA

Bioprótesis y ciencia básica
Estas investigaciones sientan las bases para producir, en un futuro, prótesis de laringe para aquellas personas a quienes se les debió extirpar. “Lo que hicimos en laboratorio hasta ahora podría dar lugar a un dispositivo bioprostético a partir de medir información de los músculos. Ahora, estos resultados permitirían medir directamente lo que pasa en el cerebro�, indica Mindlin, y reflexiona: “A largo plazo, sería interesante poder controlar la bioprostética, no ya a través de mediciones en la periferia, sino de lo que se procesa en el cerebro. Por ejemplo, controlar cómo camina un parapléjico midiendo la actividad cerebral, y colocar sensores en el cerebro que interpreten ese código y controlen dispositivos periféricos�.
Mindlin asegura: “Tal vez en pocos años vamos a ver a un parapléjico caminando�, y concluye: “Pero ese va a ser el resultado de la investigación básica. A veces se bromea sobre la utilidad de determinadas investigaciones, como por ejemplo las que se hacen con organismos muy pequeños, o incluso con el canto de los pájaros, pero sin esas investigaciones sería imposible desarrollar ningún tipo de aplicación�.

El experimento
Ana Amador realizó una parte de los experimentos con el ave dormida. A ésta se le hacía escuchar el canto y, mediante los electrodos, la investigadora podía determinar qué neuronas se activaban. En otra parte del experimento, al ave despierta se le mostraba una hembra, y entonces se ponía a cantar. Mediante un dispositivo implantado en el cerebro del pájaro, la investigadora podía controlar los electrodos en forma remota, y localizar las neuronas que se estaban activando.
“Lo interesante –señala Amador– es que las neuronas que controlan el canto se activan del mismo modo cuando el pájaro está dormido que cuando está despierto.

Fuente: UBA

http://noticias.exactas.uba.ar/describen-en-pajaros-como-el-cerebro-controla-el-canto

Un investigador del CONICET y su equipo desarrollaron un compuesto que la ‘engaña’ para entrar en su organismo e inhibir su desarrollo.

Pedro Colinas (segundo desde la izquierda) coordinó el equipo de investigación. Foto: gentileza investigadores.

La meta era comprobar una hipótesis postulada hace cinco años: si existiera un compuesto químico que impidiera la acción de una determinada enzima, la bacteria causante de la tuberculosis (TB) frenaría su crecimiento. Grupos de investigación de todo el mundo se concentraron en esta intrincada búsqueda, y el primer resultado favorable apareció de la mano de científicos de nuestra ciudad.

Pedro Colinas, investigador del CONICET en el Laboratorio de Estudios de Compuestos Orgánicos (LADECOR) de la Facultad de Ciencias Exactas de la UNLP, es el líder del grupo responsable del hallazgo. Tras dos años de trabajo, desarrollaron un compuesto que ‘engaña’ con su apariencia a Mycobacterium tuberculosis (MTB) para entrar en su interior y atacar su desarrollo. Las conclusiones fueron publicadas en febrero pasado en la revista Bioorganic & Medicine Chemistry Letters.

El disparador de esta línea de investigación responde a la necesidad mundial de frenar la resistencia a los medicamentos que manifiesta esta bacteria culpable de una enfermedad pulmonar que en 2011 afectó a 8,7 millones de personas según la OMS. Desde la Universidad de Florencia, Italia, el investigador Claudiu Supuran postuló en 2008 que la clave para atacarla podría ser inhibir la acción de una enzima llamada anhidrasa carbónica (AC), encargada de acelerar la hidratación reversible del dióxido de carbono, un proceso vital relacionado con la respiración por el cual los organismos obtienen sustancias indispensables para su crecimiento.

“Se sabe que MTB contiene tres variedades de AC, y en los últimos años se descubrieron muchas sustancias que actúan contra ellas�, relata Colinas. Es el caso de científicos australianos que obtuvieron buenos resultados con unos compuestos naturales denominados fenoles, presentes en algunas plantas. “El problema es que sólo lograron un efecto inhibitorio al experimentar con la enzima en el tubo de ensayo, pero fracasaron en las pruebas con la bacteria�, detalla.

De acuerdo a Colinas, esto puede deberse a que MTB no reconoce a los fenoles y entonces no los deja entrar. “La bacteria es un organismo vivo y cerrado, como los seres humanos, y por lo tanto no puede ingresar cualquier sustancia�, explica el experto. Y fue en este punto que él y su equipo pensaron en los hidratos de carbono –su objeto de estudio- para combinarlos y generar así un compuesto activo al que llamaron C-glucósido derivado del fenol.

Concretamente, utilizaron a los carbohidratos como una máscara -teniendo en cuenta que los necesita para formar su pared celular-, para que la bacteria asimile a los fenoles ‘disfrazados’. “Con distintas combinaciones, desarrollamos siete compuestos y tuvimos tres resultados favorables�, describe Colinas, y subraya: “Es la primera vez que un mismo compuesto inhibe a una enzima aislada y también actúa dentro del microorganismo�.

El proceso se concretó en más de un sitio: mientras que en el LADECOR se desarrolló el compuesto, las pruebas en la enzima fueron realizados por Supuran, en Italia, y los efectos sobre la bacteria se ensayaron en la Facultad de Ciencias Médicas de la Universidad Nacional de Rosario. Ahora, la investigación apunta a encontrar compuestos aún más activos a partir de modificaciones químicas que se hacen a la sustancia ya desarrollada.

El paso final

El investigador de la UNR Héctor Morbidoni estuvo a cargo de las pruebas más definitivas de este trabajo: aquellas que involucraron a la bacteria. En su laboratorio se estudian los mecanismos de acción y de resistencia de distintas drogas antituberculosas, y por esto resultaron ‘socios convenientes’ de Colinas y equipo, según relata. Sus investigaciones no sólo involucran la acción de compuestos contra MTB, sino también cómo ésta se defiende a través de mutaciones que vuelven inactivo al compuesto.

“La enzima AC, que está lo más tranquila dentro de la bacteria, es inactivada por el compuesto, lo cual demuestra que entra al bacilo de la tuberculosis. Después, lo que sigue es probar su efecto en una célula infectada�, describe Morbidoni y se entusiasma: “De ese modo quedaría demostrado que la droga tiene acción sobre el sistema biológico completo�.

Incidencia media

Como Jefe de la División Neumotisiología del Hospital Muñiz de Buenos Aires y docente universitario, Domingo Palmero explica que la Argentina es un país de incidencia media de TB, con 10.618 casos según cifras de 2011, y unos 200 nuevos cada año. “Aproximadamente la mitad de los enfermos están en CABA y conurbano bonaerense, mientras que un 30% corresponde a las provincias del norte. El impacto de las migraciones es fuerte�, apunta el especialista, médico consultor OPS-OMS.

Respecto del tratamiento médico, explica que tiene una duración mínima de seis meses, y asegura que “su éxito se ve amenazado por el fenómeno de la resistencia bacteriana�. “Una estrategia para minimizarla es la administración de medicación al paciente en un centro de salud o en su domicilio�. De acuerdo a su explicación, las formas de TB más peligrosas son la TB multirresistente y la extensamente resistente, resultado de errores atribuibles al sistema de salud o al paciente en la prescripción y toma de las drogas. El 5% de los casos en todo el mundo corresponde a estas formas y requiere un tratamiento de unos dos años.

Por Mercedes Benialgo. CCT La Plata.
Sobre investigación
María Virginia Buchieri. Becaria doctoral. UNR.
Leonardo Riafrecha. LADECOR.
Oscar Rodríguez. LADECOR.
Daniela Vullo. Universidad de Florencia. Italia.
Héctor Morbidoni. UNR.
Claudiu Supuran. Universidad de Florencia. Italia.
Pedro Colinas. Investigador adjunto. LADECOR.

Fuente: CONICET

http://www.conicet.gov.ar/logran-detener-el-crecimiento-de-la-bacteria-de-la-tuberculosis/

Esta nueva tecnología fue desarrollada en Santa Fe y permite sintetizar y reutilizar catalizadores, reduciendo el impacto ambiental que generan las industrias químicas.

Nuevos materiales compuestos de naturaleza orgánica-inorgánica para ser utilizados como soportes en la preparación de catalizadores metálicos, pueden ser utilizados en una diversidad de procesos químicos, con amplias ventajas económicas y ambientales sobre los catalizadores comerciales existentes.

El equipo del INCAPE que llegó a este logro        Foto: Mónica Quiroga

La combinación de propiedades hidrofílicas e hidrofóbicas otorgadas por las fases inorgánica y orgánica respectivamente, le confiere propiedades únicas al catalizador, como así también elevada resistencia mecánica. Por eso, la preparación y disposición de los mismos generan menor impacto ambiental que los actuales catalizadores.

Lo novedoso qué diferencia esta innovación de lo existente hasta ahora, es que con los materiales desarrollados se obtienen nuevos catalizadores metálicos soportados, que pueden ser utilizados con grandes ventajas en el procesamiento de compuestos conocidos como commodities (por su enorme volumen y bajo margen de ganancia) y en síntesis química de productos de gran valor agregado o de “química fina� o de especialidades (farmacéutica, agroquímica, etc.).

Este proyecto se efectúo durante el desarrollo dela TesisDoctoral del Dr. Juan M. Badano dirigida por la Dra. Mónica Quiroga.

“Durante el transcurso del doctorado se trabajó en la idea desarrollar nuevos materiales, con las características antes descriptas para ser utilizados en procesos de hidrogenación de distintos cortes de hidrocarburos. De esta manera se decidió incorporar y acompañar ese proyecto dentro de su tesis y donde hoy son tangibles los resultados de esa decisión�, comenta Quiroga en diálogo con EL OTRO MATE.

Dra. Mónica Quiroga y Dr. Juan M. Badano

“El resultado final exitoso se logró gracias a un grupo interdisciplinarios de personas altamente calificadas, con objetivos comunes y con ansias de encarar nuevos desafíos que aporten a la generación de nuevas tecnologías con posibilidad de ser aplicadas en el país�, ahondó Quiroga.

Cada vez más, por cuestiones ambientales y económicas, se están buscando catalizadores más eficientes, económicos y de bajo o nulo impacto con el medio ambiente.

Para elaborar estos soportes y catalizadores se requirió mucha menos energía que la necesaria para materiales tradicionales. Poseen mejores propiedades mecánicas que prolongan el tiempo de vida útil en los procesos. Además, su carácter orgánico e inorgánico le confiere propiedades y versatilidad química que les permite ser utilizados en una variedad de reacciones químicamente diferentes.

Actualmente se está trabajando sobre los mismos y su aplicación en la síntesis de moléculas quirales puras. Éstas presentan un sin fin de aplicaciones en la industria farmacéutica y agroquímica.

En esta primera etapa, para completar el desarrollo de estas nuevas aplicaciones de la tecnología, se están utilizando moléculas test. Culminada la misma se procederá a su aplicación en moléculas más complejas utilizadas en la síntesis de medicamentos y agroquímicos.

Las personas que se encuentran a cargo de seguir desarrollando esta tecnología trabajan el instituto de Investigaciones en Catálisis y Petroquímica (INCAPE) radicado en la ciudad de Santa Fe, que depende del CONICET y la Universidad Nacional del Litoral.

La primera instancia del desarrollo de estos nuevos materiales y su aplicación como catalizadores fue encuadrada dentro de la purificación de diferentes cortes de hidrocarburos provenientes de las refinerías. Debido a los volúmenes que se emplean en este tipo de procesos y a la incidencia o el impacto que tiene un cambio de tecnología, en estos procesos se emplea mucho tiempo hasta que se logra introducirlos en el proceso.

Fuente : EL OTRO MATE

http://www.elotromate.com/medio-ambiente/desarrollaron-una-tecnologia-que-reduce-el-impacto-ambiental-de-las-industrias-quimicas/

Se trata del gen ROC1, que a partir de señales ambientales, como la luz, reduce el crecimiento del tallo y favorece el despliegue de las hojas que comenzarán a hacer fotosíntesis.

Además de usar la luz como fuente de energía, las plantas la utilizan para informarse sobre el ambiente que las rodea. Ahora, científicos del Instituto Leloir descubrieron un gen clave para organizar la distribución del trabajo: su actividad detiene el crecimiento del tallo y favorece, al mismo tiempo, el alargamiento de las raíces y el despliegue de las hojas, dos pasos que propician la fotosíntesis.

“Si se determinan los mecanismos moleculares que participan en esos procesos es posible conocer mejor y optimizar genéticamente las respuestas de los cultivos al ambiente luminoso en que se desarrollan�, señaló a la Agencia CyTA el doctor Jorge Casal, jefe del laboratorio del Fisiología Molecular de Plantas.

El cambio de aspecto de la planta al exponerse a la luz se llama “desetiolación�. Gracias a la acción de receptores de luz –como los fitocromos y los criptocromos- distribuidos por sus órganos, éstos pueden detectar si se encuentran en la oscuridad propia del suelo o ya emergieron a la superficie. Los fitocromos perciben luz roja y roja lejana del espectro luminoso y los criptocromos, la luz azul

El gen ahora identificado, ROC1, guarda la información para fabricar una proteína que actúa en una vía metabólica común a ambos receptores, como si fuera el mismo eslabón de dos cadenas.

“La proteína ROC1 actúa en la interfase entre las señales de luz, percibidas por fitocromos y criptocromos, y las señales internas, regulando la sensibilidad a los niveles de ciertas hormonas vegetales (brasinosteroides)�, destacó Casal, quien también trabaja en el Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA) de la UBA. Como resultado de esa interacción, la planta privilegia la expansión de las hojas en desmedro del crecimiento del tallo.

Los experimentos se realizaron en la planta Arabidopsis thaliana, un modelo que sirve para estudiar otras especies vegetales de importancia agronómica. El trabajo fue publicado en la revista The Plant Journal y contó también con la participación de los doctores Santiago Trupkin, del IFEVA, y Santiago Mora-García, del Leloir.

Los autores del estudio: Santiago Trupkin del Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA) de la UBA (en primer plano), Jorge Casal, de IFEVA y jefe del laboratorio del Fisiología Molecular de Plantas del Instituto Leloir y Santiago Mora-García, también del Instituto Leloir.

Fuente: Agencia CyTA-Instituto Leloir

http://www.agenciacyta.org.ar/2013/03/identifican-un-factor-que-organiza-el-crecimiento-de-las-plantas/

Investigadores del Hospital Italiano de Buenos Aires consiguieron convertir células de la piel de pacientes diabéticos en células productoras de insulina. Este método pionero en el mundo puede utilizarse para probar nuevas drogas in vitro, mientras que a largo plazo podría derivar en un tratamiento para pacientes insulino-dependientes. La transformación directa de una célula adulta a otra evita la utilización de células madre y, en consecuencia, reduce el riesgo de aparición de tumores.

Foto: www.salta21.com

Nadia Luna (Agencia CTyS) – Dolly es recordada por muchos como la primera oveja clonada. Sin embargo, para 1996, los científicos ya venían clonando ovejas desde hacia más de una década. El verdadero hito científico del famoso animalito fue demostrar que se podía clonar un mamífero a partir de una célula adulta, en lugar de una embrionaria. La fórmula hasta parece sencilla: el núcleo de la célula se deposita en un óvulo receptor, al que previamente se le saca el suyo. Y listo. El óvulo se encarga de reprogramarlo. Pero, ¿cómo lo hace?

La respuesta llegó diez años después, de la mano del investigador japonés Shinya Yamanaka, que explicó de qué manera una célula adulta podía viajar atrás en el tiempo (desdiferenciarse) y volver a ser embrionaria. En 2006, en ratones; al año siguiente, en humanos. Estos logros le valieron el Premio Nobel de Medicina de 2012 y el reconocimiento de “padre de las iPS� o células madre pluripotentes inducidas, capaces de transformarse en cualquier célula del organismo.

Un equipo de científicos del Hospital Italiano de Buenos Aires quiere ir más allá: se propone demostrar (y ya lo hizo in vitro) que una célula adulta puede convertirse en otra aplicando agentes químicos, sin necesidad de pasar por un estado embrionario. “La transformación directa de una célula adulta a otra involucra menos pasos genéticos y más pasos bioquímicos, lo que evitaría una mayor cantidad de errores genéticos que pueden, incluso, llevar al cáncer�, explica a la Agencia CTyS el Dr. Pablo Argibay, investigador del CONICET integrante del equipo.

Así, el método utilizado por Yamanaka, que transforma una célula adulta en una embrionaria, y luego a ésta en una célula adulta diferente, es equivalente a demoler un edificio para construir otro. En cambio, la propuesta de los investigadores argentinos permite modificar una parte concreta de la célula, algo así como remodelar solo un piso del edificio, dejando el resto intacto. Por eso, la manipulación de la célula y el riesgo de la aparición de tumores es mucho menor.

La enfermedad elegida para probar el método fue la diabetes tipo 1, debido a que afecta a un solo tipo de células, las beta, y a que el grupo trabaja en terapias intensivas para la diabetes desde hace más de 20 años. “Nosotros hemos hecho el primer transplante de páncreas en la Argentina�, se enorgullece Argibay. Esta vez, el objetivo fue obtener células productoras de insulina a partir de fibroblastos (células de la piel) de pacientes diabéticos.

La finalidad de este desafío es doble. Por un lado, permite armar una plataforma de células de pacientes diabéticos para probar drogas (drug screening) en busca de una terapia o cura. “No se puede tomar un pedacito del páncreas de un diabético. En cambio, tomar las células de la piel y transformarlas en células tipo beta pancreáticas en el laboratorio no implica un daño. Además, al ser sus propias células, las drogas actúan de una manera muy similar a la que actuarían en su cuerpo�, asegura el Dr. Federico Pereyra-Bonnet, biólogo integrante del grupo.

Si bien los científicos se abocaron a la diabetes, el método puede utilizarse también para otras afecciones. “Estas células nos permiten atrapar la enfermedad en una caja de Petri�, enfatiza el investigador, en referencia al recipiente que usan los científicos para experimentar en el laboratorio. “Se pueden observar miles de drogas en una semana, con un costo bajísimo�.

Por otro lado, la meta a largo plazo es desarrollar una terapia celular para diabéticos insulino-dependientes. Para eso, los científicos obtuvieron los fibroblastos de dos pacientes con diabetes y un donante sano, y los transformaron en células tipo pancreáticas. Luego, las transfirieron a 40 ratones diabetizados e inmunosuprimidos, de manera que no rechacen las células humanas. “Comenzamos hace poco, pero ya hemos detectado insulina humana en la sangre de algunos ratones�, adelanta Pereyra-Bonnet.

El equipo se completa con María Laura Gimeno, Marcelo Ielpi, Johana Cardozo y Mónica Loresi. Esta investigación les mereció el Gran Premio Innovar, otorgado por el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva de la Nación; y la Medalla de Oro de la Organización Mundial de la Propiedad Intelectual (OMPI) de Ginebra, Suiza.

Ser o no ser páncreas

Para explicar el proceso de conversión de una célula adulta a otra, Pereyra-Bonnet comienza con una reflexión elocuente. “Si todas las células de nuestro cuerpo tienen el mismo núcleo, el mismo ADN, ¿por qué algunas son cardíacas; otras, neuronas; otras, piel…?�, se cuestiona, para enseguida revelar con la simpleza de quien indica que dos más dos son cuatro: “Porque en el corazón están prendidos los genes que dicen ‘soy célula cardíaca’ y están apagados los restantes. En la piel, están despiertos los que dicen ‘soy piel’, y apagados el resto�, ejemplifica.

La regulación más común es la metilación. Los grupos metilo, moléculas compuestas por un carbono y tres hidrógenos (CH3), son silenciadores genéticos. Su función es evitar que los genes se expresen. “Para transformar una célula de la piel en una célula del páncreas, hay que metilar los genes que dicen ‘soy piel’ y desmetilar los que dicen ‘soy páncreas’. Haciendo un reduccionismo extremo a la realidad, es tan sencillo como eso�, asevera el biólogo.

Claro que puede ser simple entenderlo, pero lograrlo no es tan fácil. El organismo está fuertemente regulado. “Si no fuera así, de repente te saldría un ojo en la mano, o quizás desaparecería tu hígado…�, plantea el científico. “A pesar de eso, Dolly demostró que se puede revertir el proceso de metilación y Yamanaka mostró cómo se hace. Ahora, nosotros estamos intentando lograrlo mediante la aplicación de drogas químicas que remuevan los grupos metilo del gen que produce insulina�.

La conversión se realiza en una placa de Petri, donde se deposita el fibroblasto junto con las drogas necesarias para que se transforme. Para obtener una célula beta, se deben agregar las mismas sustancias que están presentes en el embrión durante la formación del páncreas. Así, el equipo fue probando distintas drogas y dosis, y las elegidas fueron alrededor de 20. Una de ellas, por ejemplo, es la exendin-4, que desmetila el factor de transcripción Pdx1, cuya función es activar insulina.

Con respecto a la utilidad de esta posible terapia para pacientes con diabetes tipo 2, Argibay señala: “se aplicaría sólo en los casos en los cuales los fármacos que estimulan la producción de insulina ya no funcionan, es decir, que la persona necesite insulina para sobrevivir. En los casos iniciales no, porque la diabetes tipo 2 no empieza por un problema de déficit de insulina sino por una resistencia a la misma. Entonces esas células, de todas maneras, poco a poco se agotarían de producir insulina�.

El investigador se muestra positivo por los resultados obtenidos hasta el momento. “El hecho de que un solo animal haya producido insulina humana, indica que vamos bien. Todavía falta analizar los datos y probar en animales que nacen diabéticos, que es el siguiente paso para este año. Así que todavía hay un caminito bastante largo para mostrar que esto es capaz de controlar la diabetes�, advierte.

Pero los científicos saben que el drug screening ya les permite testear distintas drogas en busca de una posible cura. Saben que, siempre que lo dispongan, podrán atrapar la diabetes en una caja de Petri.

Fuente: Agencia CTyS

http://www.ctys.com.ar/index.php?idPage=20&idArticulo=2456