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CICY: Pitaya, una alternativa a los colorantes sintéticos

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Mérida, Yucatán, 17 de febrero de 2020 – Con el objetivo de brindar alternativas en el uso de nuevos colorantes naturales, investigadores del Centro de Investigación Científica de Yucatán (CICY) estudian las ventajas que ofrecen aquellos producidos por la pitaya (fruto del cactus Stenocereus queretaroensis), con base en su amplio rango de propiedades nutrimentales y físico-químicas, como su gran hidrosolubilidad, resistencia a la pérdida de color por calor, así como sus propiedades bioactivas como antioxidante y antiinflamatorio.

La doctora María de Lourdes Miranda Ham, investigadora de la Unidad de Bioquímica y Biología Molecular de Plantas del CICY explicó que, en este proyecto de ciencia básica, con respaldo del Conacyt, se estudia la biosíntesis de las betalaínas (pigmentos nitrogenados), producidas por los frutos de Stenocereus queretaroensis, también conocida como pitaya, muy diferente a la pitahaya que se conoce en Yucatán, pese que ambas pertenecen a la familia de cactáceas, aclaró.

“El proceso de obtener colorantes a partir de verduras o frutos es común desde los tiempos prehispánicos. Con ellos podían dar color a diferentes productos, como telas y comida; por ejemplo, la cochinita pibil en la que se utiliza el achiote como colorante”, expuso.

Por su parte, Jorge Luis Araujo Sánchez, estudiante de posgrado en Bioquímica y Biología Molecular del CICY, detalló que las betalaínas son metabolitos especializados, sintetizados por ciertas especies, pertenecientes al orden de las Caryophyllales, como el betabel, el nopal, el amaranto y la pitaya.

Destacó la importancia de este proyecto, ya que los colorantes naturales hoy en día tienen un valor esencial en la industria alimentaria y farmacéutica por encima de los colorantes sintéticos. “Hace décadas el espectro de colorantes artificiales era muy amplio, se podían disponer de casi cualquier color; sin embargo, actualmente se han descubierto implicaciones negativas en la salud humana por su uso indiscriminado, relacionados al desarrollo de alergias o cáncer, es por este motivo que se fomenta el uso de fuentes naturales de color”.

Además, detalló que las betalaínas de la pitaya son solubles en agua, por lo que pueden utilizarse en productos alimenticios como panes o dulces y en productos farmacéuticos.

Actualmente, la investigación está en su etapa inicial, utilizando las herramientas modernas de la proteómica, la genómica y la transcriptómica para estudiar cada uno de los pasos de su biosíntesis, detalló la líder de investigación, doctora María de Lourdes Miranda Ham.

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Descubren el proceso que permite revertir y bloquear el envejecimiento prematuro

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Este enfoque puede conducir a tratamientos que ayuden a prolongar la salud humana

Un grupo de científicos encabezado por el catedrático de Biología del Desarrollo de la UCAM Juan Carlos Izpisua, ha averiguado el tipo de ARN que se acumula en las personas que padecen un envejecimiento prematuro o progeria. Así como que el bloqueo de este ARN revierte los síntomas de esta enfermedad y prolonga la vida en ratones.

Los resultados ahora publicados en la revista Science Translational Medicine derivan de uno de los proyectos desarrollados por el doctor Izpisua, promovidos y financiados por la UCAM, y se centran en el estudio de un fragmento de ARN conocido como LINE-1.

«Estos hallazgos proporcionan una nueva visión de los síndromes progeroides y de cómo tratarlos, a la vez que destacan la importancia del ARN LINE-1 en el proceso de envejecimiento normal», ha afirmado Izpisua, Catedrático de Biología del Desarrollo de la UCAM, profesor del Laboratorio de Expresión Génica de Salk Institute y director del Instituto de Ciencias Altos Labs en San Diego, California.

Los síndromes progeroides, que incluyen el síndrome de progeria de Hutchinson-Gilford y el síndrome de Werner, provocan un envejecimiento acelerado en niños y adolescentes.

Los pacientes no sólo desarrollan un aspecto físico llamativo, sino también síntomas y enfermedades típicamente asociados a la vejez, como enfermedades cardíacas, cataratas, diabetes de tipo 2, osteoporosis y cáncer.

Actualmente no existen tratamientos eficaces para estos síndromes y las personas que los padecen acaban muriendo en pocos años.

Izpisua y su equipo eran conscientes de que una de las características moleculares tanto del envejecimiento normal como de los síndromes progeroides es la alteración de la organización del ADN en el núcleo celular.

Cuando el ADN se empaqueta de forma diferente, cambian los genes que están accesibles para que la célula los pueda leer y, por tanto, cambia drásticamente el comportamiento y la función celular. También sabían que el genoma humano contiene cientos trozos de ADN que se propagan y mueven por el genoma, además de codificar ARN LINE-1.

La función de estos elementos es poco conocida, pero lo cierto es que cambian y se multiplican con la edad, o con enfermedades como el cáncer y las enfermedades cardiovasculares. Los investigadores se preguntaron si estos elementos también cambiaban y se acumulaban en los síndromes progeroides.

«Las secuencias repetidas en el ADN, como es el caso de LINE-1, constituyen un gran porcentaje de nuestro genoma, sin embargo, hasta ahora no se les ha prestado mucha atención a los efectos que puede tener la acumulación de este ARN LINE-1 sintetizado en el núcleo celular, que aumenta con la edad «, ha señalado ek científico de Salk Institute y de Altos Labs, Pradeep Reddy.

En este trabajo, los investigadores estudiaron células de pacientes con síndromes progeroides y descubrieron que tenían entre cuatro y siete veces más ARN LINE-1 que las células de individuos sanos. Además, demostraron que la acumulación de este ARN LINE-1 se producía antes de que ocurrieran los principales cambios estructurales en el ADN asociados a la progeria.

La vicerrectora de Investigación de la UCAM y coautora del trabajo, Estrella Núñez, ha explicado que «desarrollamos entonces una serie de moléculas que podían unirse específicamente al ARN LINE-1, bloqueándolo e impidiendo que éste se acumulara y afectara a la función celular. Este tipo de tratamiento revirtió los signos moleculares de la progeria en células aisladas y prolongó la vida de ratones con mutaciones genéticas que causan envejecimiento prematuro».

En ambos casos, la expresión de los genes asociados a la proliferación celular y a la estructura del ADN aumentó tras el tratamiento, mientras que la expresión de los genes asociados al envejecimiento, la inflamación y el daño del AND disminuyó.

«Dirigirse al ARN LINE-1 puede ser una forma eficaz de tratar los síndromes progeroides, así como otras enfermedades relacionadas con la edad que se han relacionado con LINE-1, incluyendo trastornos neuropsiquiátricos, oculares, metabólicos o cáncer», ha apuntado Izpisua , quien ha argumentado que, «con el tiempo, creemos que este enfoque puede conducir a tratamientos que ayuden a prolongar la salud humana durante el envejecimiento».

Los investigadores se están planteando futuros estudios para comprender mejor qué causa la acumulación de ARN LINE-1 y cómo prevenirla con fármacos en humanos.

Otros autores del trabajo son Javier Prieto Martínez y Alejandro Ocampo, de Salk Institute; Mako Yamamoto y Concepción Rodríguez Esteban, de Salk Institute y Altos Labs; Peng Liu, Dalila Bensaddek, Huoming Zhang, Leila Abassi, Mirko Celii, Arianna Mangiavacchi, Valerio Orlando y Francesco Della Valle, de KAUST; Alfonso Saera y Riccardo Aiese Cigliano de Sequentia Biotech; Estrella Núñez Delicado de la Universidad Católica San Antonio de Murcia (UCAM); y Steve Horvath de Altos Labs.

El trabajo ha sido parcialmente financiado por la Universidad Rey Abdullah de Ciencia y Tecnología (KAUST) de Arabia Saudí (BAS/1/01-01), el Programa de Subvenciones de Investigación Competitiva de la KAUST, la Iniciativa de Salud Inteligente de la KAUST, la Fundación Moxie y la Universidad Católica San Antonio de Murcia (UCAM).

(Fuente: 65ymas)

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Córneas hechas con colágeno de cerdo devuelven la visión a una veintena de personas

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Investigadores de la Universidad de Linköping y la empresa LinkoCare Life Sciences AB, de Suecia, Suecia) han desarrollado este implante que da esperanzas a quienes padecen ceguera corneal o baja visión

La bioingeniería avanza a pasos agigantados y trae excelentes noticias para las personas que padecen ceguera corneal o baja visión, que ya no dependerán solo de un trasplante. Ya es posible fabricar implantes de córnea artificiales que suplan la escasez de donantes para devolver la vista a pacientes ciegos.

El hallazgo corre a cuente de investigadores y empresarios suecos, que han desarrollado un implante hecho de proteína de colágeno de piel de cerdo que se asemeja a la córnea humana y que ya ha devuelto la visión a 20 personas, la mayoría de ellas, completamente ciegas.

El estudio ha sido dirigido por investigadores de la Universidad de Linköping y la empresa LinkoCare Life Sciences AB y ha sido publicado en la revista Nature Biotechnology.

Hay esperanza, y mucha, para las personas ciegas que esperan un trasplante de cornea humana, que escasean en los países donde más necesitan. Los resultados de ese estudio consideran este implante de bioingeniería como alternativa al trasplante con resultados positivos.

La vista de los participantes mejoró tanto como lo habría hecho después de un trasplante de córnea con tejido humano. Antes de la operación, 14 de los 20 participantes estaban totalmente ciegos. Tres de ellos tenían una visión perfecta tras la operación.

«Es posible desarrollar un biomaterial que cumpla con todos los criterios para ser utilizado como implantes humanos, que pueda ser producido en masa y almacenado hasta por dos años y así llegar a más personas con problemas de visión. Esto nos ayuda a sortear el problema de la escasez de tejido corneal donado y el acceso a otros tratamientos para enfermedades oculares», indica Neil Lagali, profesor del Departamento de Ciencias Biomédicas y Clínicas de la Universidad de Linköping.

Casi 13 millones de ciegos por problemas en la córnea

Cerca de 12,7 millones de personas en todo el mundo están ciegas debido a que sus córneas, que es la capa transparente más externa del ojo, están dañadas o enfermas. Su única forma de recuperar la visión es recibir una córnea trasplantada de un donante humano, pero solo una de cada 70 recibe una. Además, la mayoría de los que necesitan trasplantes de córnea viven en países de ingresos bajos y medios, en los que el acceso a los tratamientos es muy limitado.

«La seguridad y la eficacia de los implantes de bioingeniería han sido el núcleo de nuestro trabajo», señala Mehrdad Rafat, investigador y empresario detrás del diseño y desarrollo de los implantes. Es profesor asociado adjunto en el Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad de Linköping y fundador y director ejecutivo de LinkoCare Life Sciences AB, que fabrica las córneas creadas con bioingeniería utilizadas en el estudio.

«Hemos realizado importantes esfuerzos para garantizar que nuestro invento esté ampliamente disponible y sea asequible para todos y no solo para los ricos. Por eso, esta tecnología se puede utilizar en todas partes del mundo», ha añadido.

Método poco invasivo

La córnea se compone principalmente de la proteína colágeno. Para crear una alternativa a la córnea humana, los investigadores utilizaron moléculas de colágeno derivadas de piel de cerdo altamente purificadas y producidas en condiciones estrictas para uso humano.

La piel de cerdo utilizada es un subproducto de la industria alimentaria, por lo que es de fácil acceso y económicamente ventajosa. En el proceso de construcción del implante, los investigadores estabilizaron las moléculas de colágeno sueltas y formaron un material robusto y transparente que podía soportar la manipulación y la implantación en el ojo.

Si bien las córneas donadas deben usarse dentro de dos semanas, las córneas obtenidas mediante bioingeniería se pueden almacenar hasta dos años antes de su uso. Los investigadores también han desarrollado un nuevo método mínimamente invasivo para tratar la enfermedad del queratocono, en la que la córnea se vuelve tan delgada que puede provocar ceguera.

Hoy en día, la córnea de un paciente con queratocono en etapa avanzada se extrae quirúrgicamente y se reemplaza por una córnea donada, que se sutura quirúrgicamente. Este tipo de cirugía es invasiva y solo se realiza en hospitales universitarios más grandes.

«Se podría utilizar un método menos invasivo en más hospitales, ayudando así a más personas. Con nuestro método, el cirujano no necesita extirpar el propio tejido del paciente. En su lugar, se hace una pequeña incisión, a través de la cual se inserta el implante en la córnea existente», indica Lagali.

Sin puntos de sutura

Este nuevo método quirúrgico no necesita puntos de sutura. La incisión en la córnea se puede realizar con gran precisión gracias a un láser avanzado, pero también, cuando sea necesario, a mano con instrumentos quirúrgicos sencillos.

El método se probó por primera vez en cerdos y resultó ser más simple y potencialmente más seguro que un trasplante de córnea convencional.
El método quirúrgico y los implantes fueron utilizados por cirujanos en Irán e India, dos países donde muchas personas sufren ceguera corneal y baja visión, pero donde hay una falta significativa de córneas donadas y opciones de tratamiento.

Veinte personas ciegas o a punto de perder la vista debido a un queratocono avanzado participaron en el estudio clínico piloto y recibieron el implante de biomaterial. Las operaciones estuvieron libres de complicaciones, el tejido sanó rápido y un tratamiento de ocho semanas con colirio inmunosupresor fue suficiente para evitar el rechazo del implante. Los pacientes fueron seguidos durante dos años y no se observaron complicaciones durante ese tiempo.

El propósito principal de este estudio clínico piloto fue investigar si el implante era seguro de usar. Sin embargo, los investigadores se sorprendieron por lo que sucedió con el implante. El grosor y la curvatura de la córnea se restauraron a la normalidad.

(Fuente: publico)

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Científica mexicana ayuda a revelar increíbles criaturas del fondo del océano

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Guadalupe Bribiesca-Contreras es autora de un estudio sobre la diversidad del mar profundo

«Yo la verdad me muero de emoción».

«Es que es impresionante. Hay animales que nunca habíamos visto o comportamientos que nunca habíamos observado, es un mundo completamente diferente».

La científica mexicana Guadalupe Bribiesca-Contreras compartió con BBC Mundo qué sintió al ver por primera vez algunos de los seres que halló con sus colegas a profundidades de hasta más de 5000 metros.

La bióloga marina, investigadora del Museo de Historia Natural de Londres, es la autora principal de un nuevo estudio sobre los hallazgos de una expedición a una zona muy poco estudiada del Océano Pacífico.

Con un vehículo operado en forma remota, los científicos recogieron 55 especímenes del mar profundo que pertenecen a 48 especies diferentes.

Ya se ha confirmado que al menos siete de esas especies son nuevas para la ciencia, explicó Bribiesca-Contreras. Y se cree que en total el número de especies jamás registradas podría llegar a más de 30.

Pero este mundo desconocido, diverso y deslumbrante se encuentra bajo amenaza.

En el océano profundo también hay grandes cantidades de metales y ya existen planes para su explotación.

Recolectar organismos que no sobreviven fuera de su medio natural puede parecer una intervención drástica. Pero los científicos advierten que saber más acerca de los seres del mar profundo es más urgente que nunca para intentar protegerlos.

¿Dónde fueron hallados los animales y a qué profundidades?

La expedición recogió muestras en una región del Océano Pacífico entre Hawái y México que se conoce como la zona Clarion-Clipperton (CCZ por sus siglas en inglés), una vasta área que cubre más de cinco millones de km cuadrados.

Además de planicies abisales «hay allí un montón de montes submarinos y la profundidad varía», señaló la bióloga.

«Varios de los ejemplares que tenemos son de más de 5.000 metros de profundidad, pero algunas muestras se tomaron en montes submarinos a unos 3.200 mt».

Las profundidades en la zona Clarion-Clipperton llegan a unos 5.500 metros, tanto como la altura del Monte Kilimanjaro.

«Imagina solo que te vas a correr cinco kilómetros, cuánto te tardas. Esa es la profundidad a la que recolectamos organismos, es increíble», señaló Bribiesca-Contreras.

La amenaza de la minería en el fondo del mar

La zona Clarion-Clipperton ha atraído en años recientes la atención no solo de la comunidad científica, sino de gobiernos y empresas.

Grandes extensiones de sus planicies están cubiertas de nódulos polimetálicos, trozos de roca del tamaño de una papa ricos en metales como cobalto, níquel, manganeso y cobre.

Estos materiales son utilizados en tecnologías verdes como torres eólicas y autos eléctricos. El interés en extraerlos ha aumentado, especialmente por parte de compañías y gobiernos según los cuales los metales del océano profundo serán esenciales para combatir el cambio climático.

Sin embargo, quienes se oponen a estas iniciativas advierten que la extracción de metales podría devastar vastas áreas del océano y causar un daño irreparable a ecosistemas únicos que aún no son comprendidos.

Para Bribiesca-Contreras, «si no sabemos ni siquiera qué vive ahi no sabemos el daño que va a ocasionar tratar de extraer este recurso».

Expediciones como la del Museo de Historia Natural de Londres son parte de un esfuerzo científico en una carrera contra el tiempo.

Adrian Glover, director del grupo de investigación sobre el mar profundo en el Museo de Historia Natural de Londres, es coautor del nuevo estudio.

«Si bien la minería en aguas profundas es una preocupación medioambiental muy válida, nos encontramos en una situación positiva en la que hemos podido realizar una gran cantidad de investigación fundamental mientras la industria sigue restringida de la explotación a gran escala», afirmó Glover.

«Una gran decisión a nivel de la sociedad sobre la minería en aguas profundas está en el horizonte y nuestro papel es proporcionar la mayor cantidad de datos posible para informar esa decisión lo mejor que podamos».

«Hacen cosas rarísimas»

Bribiesca-Contreras describió a BBC Mundo algunos de los animales extraordinarios hallados en la expedición.

«Por ejemplo, tienes esponjas carnívoras, lo que suena super raro. Uno esperaría que sean como una planta carnívora que está como esperando a que le caiga la comida».

«Pero tenemos vídeos en los que se ve que pasa un camaroncito y la esponja cambia de forma para engullirlo y luego escupe el exoesqueleto».

«Hacen cosas rarísimas, producen luz. También tienen adaptaciones súper raras para reproducción, porque no es como caminar por Londres que está lleno de hombres o de mujeres».

«Allá abajo puedes pasar un kilómetro y no encontrar a alguien de tu misma especie. Entonces tienen adaptaciones donde los machos se convierten en parásitos de las hembras, por lo que las hembras siempre tienen como un reservorio de espermatozoides para cuando quieran reproducirse».

Uno de los especímenes que más llamó la atención de la científica es un erizo.

«Cuando vas a bucear normalmente ves erizos moviéndose pero muy lento. Pues este erizo, cuando se le acerca el vehículo operado remotamente se levanta y comienza como a galopar, lo ves corriendo en el fondo».

La bióloga señaló que en el oeste de la zona Clarion-Clipperton hay muy poco alimento.

«A la zona este le llegan más nutrientes en forma de ‘nieve marina’, todo lo que se va muriendo y no se lo van comiendo en el camino, todo eso va cayendo. Hay más nieve marina en la zona este que en el lado oeste».

Los científicos esperaban ver sólo animales pequeños debido a la falta de alimento.

«Pero encontramos un pepino de mar de más de medio metro y una esponja de como un metro de longitud».

¿Por qué es importante recolectar animales del mar profundo?

La expedición se centró en áreas del oeste de la zona Clarion-Clipperton, que es la parte menos estudiada.

Y otra particularidad del estudio es que recogió muestras de animales grandes.

«Lo que se estudia más comúnmente en esta zona son todos los organismos que viven en el sedimento».

«Agarran un montón de lodo, lo tamizan y todas las cosas chiquititas, gusanos, algunos crustáceos, todo eso es a lo que se ha dado más énfasis. Los animales grandes son muy difíciles de colectar».

La ventaja de contar con especímenes, y no solamente fotos como las tomadas en expediciones anteriores, es que para estudiar estas especies «necesitas tener al ejemplar, contarle los tentáculos, las patas, ver caracteres internos».

Los ejemplares serán comparados por taxónomos expertos con los escasos especímenes considerados tipo de su especie, para así determinar con certeza si efectivamente más de 30 de los organismos colectados son especies nuevas.

Y también será posible realizar estudios de ADN.

«Secuenciamos un gen que se utiliza comúnmente y lo comparamos contra secuencias que ya existen. Pero ese es otro de los grandes problemas, que los animales de mar profundo son tan raros y pertenecen a linajes tan completamente diferentes que no hay nada similar cuando los comparas en bases de datos. Necesitamos empezar a generar bases de datos de mar profundo».

Una expedición, mil preguntas

El estudio generó todo un abanico de interrogantes para Bribiesca-Contreras y sus colegas.

«Nos gustaría investigar cómo se reproducen estos animales y algo que me encantaría saber es cuánto tiempo viven. Han hecho algunos estudios en ciertas esponjas que tienen mil o dos mil años de edad».

«¿Qué tan viejos son los animales que recolectamos? Como decía antes, algunos de los animales que encontramos eran enormes. Y para llegar a ese tamaño en un ambiente con tan poca energía, yo creo que es porque ha pasado mucho tiempo».

Los científicos también esperan investigar cómo se relacionan esos organismos con otros grupos de animales marinos.

«Muchos de estos grupos de mar profundos representan ramas muy largas en el árbol de la vida. Se separaron de grupos de aguas más someras a lo mejor hace cien millones de años, son grupos súper ancestrales».

Guadalupe Bribiesca-Contreras supo de niña cuando crecía en Ciudad de México que quería ser bióloga marina. Aunque entonces nunca había visto el mar, y solo lo conocía por documentales como los de Jacques Cousteau.

Hoy en día y luego de años de estudios y expediciones esa pasión sigue creciendo, junto a un sentimiento de gran respeto por los animales que habitan las profundidades del océano.

«Imagina lo difícil que debe ser vivir en el mar profundo. ¿Cuánto tiempo lleva la especie humana? Es incomparable con algunas de estas especies que sobrevivieron eventos de extinción masiva y tienen linajes de cien millones de años».

«Yo a estos animales los veo hermosos y ante ellos siento sorpresa, admiración y un montón de curiosidad».

«Cada vez que vemos algo tenemos mil preguntas».

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(Fuente: eltiempo)

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