DISEÑAN BACTERIAS PRODUCTORAS DE ELECTRICIDAD QUE SOLO NECESITAN DE HIDRÓGENO Y DIÓXIDO DE CARBONO

Investigadores de la Universidad de Massachusetts han diseñado una cepa de bacterias productoras de electricidad que pueden crecer utilizando gas de hidrógeno como su único donante de electrones y dióxido de carbono como su única fuente de carbono.

Amit Kumar, un investigador en el estudio, dijo que esto representa el primer resultado de la producción de corriente únicamente con hidrógeno.

Bajo la dirección de Derek Lovley el grupo de laboratorio ha estado estudiando las bacterias Geobacter desde que Lovley por primera vez aisló Geobacter metallireducens en los sedimentos de arena del río Potomac en 1987. Las especies Geobacter son de interés debido a su capacidad de biorremediación, el potencial de la bioenergía, nuevas capacidades de transferencia de electrones, la capacidad de transferir electrones fuera de la célula y transportar estos electrones a grandes distancias a través de filamentos conductores conocidos como nanocables microbianos.

Kumar y sus colegas estudiaron un pariente de G. metallireducens llamado Geobacter Sulfurreducens, que tiene la capacidad de producir electricidad mediante la reducción de compuestos orgánicos de carbono con un electrodo de grafito como el óxido de hierro o de oro para servir como el único aceptor de electrones. Ellos modificaron genéticamente una cepa de las bacterias que no necesitaban de carbono orgánico para crecer en una celda de combustible microbiana.
Kumar expresó que la cepa modificada produce fácilmente la corriente eléctrica en las celdas de combustible microbianas con gas de hidrógeno como el único donante de electrones y ninguna fuente de carbono orgánico. El investigador además señala que cuando el suministro de hidrógeno a la celda de combustible microbiana era detenido intermitentemente, la corriente eléctrica se reducía significativamente y las células unidas a los electrodos no generaban ninguna corriente significativa.

TOMATES PÚRPURAS GENÉTICAMENTE MODIFICADOS CON MAYOR CANTIDAD DE ANTIOXIDANTES

Científicos del Centro John Innes en Norfolk crearon un tomate modificado genéticamente al introducir dos genes de la planta boca de dragón, este nuevo tomate posee un mejor sabor, y cuenta con una mayor cantidad de antioxidantes, adquiriendo así un llamativo color púrpura.

Uno de los problemas más serios que enfrenta la industria del tomate aparece a la hora de retirar el fruto de la planta. Los tomates son recolectados mientras están verdes, lo que hace más sencillo su transporte y almacenamiento debido a que son más duros y resistentes, pero esto provoca que pierdan sabor y textura, ya que el fruto no alcanza la madurez necesaria en la planta. Esto va directamente en contra de las necesidades del consumidor y de las grandes cadenas de distribución, que esperan un tomate sabroso y firme. En mayo del año pasado se completó la secuencia del genoma del tomate, instalando la posibilidad de recuperar su sabor a través de la ingeniería genética.

Sin embargo, lo que tenemos hoy aquí va más allá del sabor. Se trata de un tomate púrpura, modificado genéticamente por científicos del Centro John Innes en Norfolk. Este tomate incorpora dos genes de la planta conocida como “boca de dragón”. Estos genes activan a otros que permanecían dormidos en el tomate, provocando un aumento en la producción de antocianina. Las antocianinas se pueden encontrar naturalmente en una gran cantidad de frutas y verduras, y es responsable por algunos de los tonos más reconocibles, como el rojo de la zarzamora y el azul en el arándano. Sin embargo, el rol más importante de las antocianinas es el de antioxidantes con propiedades anticancerígenas.

Otro punto a favor del tomate púrpura modificado genéticamente está en su duración una vez que es cosechado. Las pruebas realizadas por los científicos revelan que pasan unos 48 días hasta que el tomate púrpura se echa a perder tras su cosecha, contra las tres semanas del tomate convencional. Esto permitiría a la industria dejar que el tomate se desarrolle por mucho más tiempo en la planta, ganando olor y sabor, pero conservando su resistencia para el transporte. Ahora, tal vez el tomate púrpura sea un poco chocante a la vista, en especial sabiendo que fue modificado genéticamente, pero lo cierto es que el rojo no tiene ninguna exclusividad sobre los tomates.

Existen tomates que son púrpura en forma natural, como el cherokee púrpura, pero también los hay en verde, amarillo, naranja, y hasta rosa. Las pruebas que establecerán los beneficios del tomate modificado llevarán doce meses, pero serán necesarios dos años adicionales para que las autoridades den el visto bueno (o no) a su venta en forma de zumo.

REPROGRAMAN CÉLULAS DE LA PIEL EN CÉLULAS MADRE EMBRIONARIAS PARA TERAPIA

Los científicos de la Oregon Health & Science University y el Centro de Investigación Nacional de Primates de Oregon (ONPRC) han reprogramado con éxito células de piel humana en células madre embrionarias capaces de transformarse en cualquier otro tipo de célula en el cuerpo. Se cree que las terapias de células madre mantienen la promesa de la sustitución de las células dañadas por una lesión o enfermedad. Enfermedades o condiciones que pueden ser tratadas a través de esta terapia incluyen la enfermedad de Parkinson, la esclerosis múltiple, enfermedades cardiacas y lesiones de la médula espinal.

La técnica utilizada por los investigadores es una variación de un método de uso común llamada transferencia nuclear de células somáticas, o SCNT. Se trata de trasplantar el núcleo de una célula, que contiene el ADN de un individuo, en un óvulo cuyo material genético ha sido eliminado. El óvulo fertilizado se desarrolla y finalmente produce células madre.

El doctor Mitalipov, miembro del equipo de investigación, explicó que un examen completo de las células madre obtenidas a través de esta técnica demostró la capacidad de éstas para convertirse, al igual que las células madre embrionarias normales, en diferentes tipos de células. Además, debido a que estas células reprogramadas pueden ser generadas con el material genético nuclear de un paciente, no hay que preocuparse de rechazo en un trasplante. 

Si bien hay mucho trabajo por hacer en el desarrollo de tratamientos con células madre seguras y efectivas, los investigadores creen que este es un importante paso hacia adelante en el desarrollo de células que podrían ser utilizadas en la medicina regenerativa.

Otro aspecto destacable de este estudio es que no se trata de la utilización de embriones fertilizados, un tema que ha sido la fuente de un debate ético significativo.

El éxito del equipo de Mitalipov en la reprogramación de células de piel humana llegó a través de una serie de estudios tanto en células humanas y de mono. Intentos fallidos previos realizados por varios laboratorios mostraron que los óvulos humanos parecen ser más frágiles que los huevos de otras especies. Por lo tanto, los métodos de reprogramación conocidos estuvieron estancados antes que las células madre sean producidas.

Para resolver este problema, los investigadores estudiaron diversos enfoques alternativos desarrollados primero en células de mono y después aplicados a las células humanas. A través de los hallazgos entre células de mono y células humanas, los investigadores fueron capaces de desarrollar un método exitoso.

La clave de este éxito fue encontrar una manera de estimular los óvulos para permanecer en un estado llamado metafase durante el proceso de transferencia nuclear. El equipo de investigación encontró que mantener químicamente la metafase durante todo el proceso de transferencia impidió que el proceso no se estanque y permitió además que las células se desarrollen y produzcan las células madre.

Una distinción importante es que mientras que el método podría ser considerado como una técnica para la clonación de células madre, comúnmente llamado clonación terapéutica, el mismo método probablemente no tenga éxito en la producción de clones humanos conocidos de otra manera como la clonación reproductiva. Varios años de estudios en monos de la transferencia nuclear de células somáticas no han logrado producir clones de mono. Se piensa que este es también el caso con los seres humanos.

UTILIZAN BACTERIAS PARA IMPEDIR QUE LOS MOSQUITOS TRANSMITAN LA MALARIA

Una buena estrategia contra la malaria podría ser "atacar en lugar de protegerse". Los investigadores y autores de un ensayo publicado en la revista Science han conseguido modificar a los mosquitos que transmiten la enfermedad para hacerles resistentes al parásito responsable del trastorno. Además, también han logrado que esa inmunidad se herede en varias generaciones de los insectos, lo que podría ser fundamental para impedir nuevos contagios en humanos.

La clave de esta nueva estrategia la tiene la bacteria Wolbachia, presente de forma natural en otras especies de insectos. Un equipo dirigido por Zhiyong Xi, de la Universidad de Michigan en Estados Unidos, inyectó la bacteria en ejemplares de mosquitos Anopheles stephensi, la variedad responsable de la mayor parte de los casos de malaria en el sureste asiático.

Su principal obstáculo era conseguir que la infección por Wolbachia pasara de ser temporal a transmitirse de generación en generación, pero los investigadores consiguieron dar con una cepa -wAlbB- que era capaz de pasar de madres a hijos.

En el experimento, el equipo probó distintos niveles de infección cruzando hembras portadoras con machos libres de la bacteria. Y en absolutamente todos los casos, hasta ocho generaciones de insectos heredaban la protección contra el parásito.

En realidad, la bacteria Wolbachia actúa como si de una vacuna específica para los mosquitos se tratase. Así, neutraliza al parásito tanto en el intestino, el lugar donde madura, como en las glándulas salivares, desde donde llega a los humanos a través de cada picotazo.

Aunque aún es pronto para sacar conclusiones definitivas, los autores de este trabajo apuntan que la estrategia, que también se ha probado de forma experimental contra enfermedades como el dengue, puede ser muy importante para el control de la malaria.

Una vez que la bacteria se inocula en una población de mosquitos, sólo hay que dejar que la naturaleza siga su curso y los cruces entre ejemplares transmitan la infección, lo que supondría un importante ahorro en costes e infraestructuras.

Con todo, los especialistas reclaman cautela hasta que otras investigaciones ratifiquen cada punto del trabajo. Una de las cosas vitales que deberán dilucidar estos trabajos es si la especie Anopheles gambiae, la responsable de la mayor parte de las infecciones en África, se comporta de la misma manera con respecto a la bacteria y a su transmisión.

CREAN HUESOS A PARTIR DE CÉLULAS MADRE DERIVADAS DE LA PIEL

Un equipo de científicos aseguran haber generado sustitutos óseos de pacientes gracias a células de la piel para reparar grandes defectos en el hueso. El estudio supone un avance en los tratamientos reconstructivos personalizados para pacientes con defectos óseos resultantes de enfermedad o trauma que facilitará el desarrollo de injertos de hueso en tres dimensiones, combinados para adaptarse a las necesidades específicas y el perfil inmunológico de cada paciente.

A partir de células de la piel, los científicos han logrado reprogramar las células adultas para convertirlas en un estado similar al embrionario; así, las células resultantes son células madres pluripotentes inducidas (iPS) y son portadoras de la misma información genética que el paciente, además de poder convertirse en cualquier tipo de células humanas.

El siguiente paso fue programar a estas células para que se convirtieran en células progenitoras formadoras de hueso y, a continuación, los científicos sembraron las células en un andamiaje para la formación de hueso tridimensional. En concreto, los científicos colocan las construcciones en un dispositivo llamado biorreactor, que proporciona nutrientes, elimina los desechos y estimula la maduración, simulando un entorno de desarrollo natural.

Estudios previos ya habían demostrado el potencial de formación de huesos de otras fuentes celulares, aunque todavía es pronto para su traslado a la clínica. El problema radica en que aunque las células madre de médula ósea de un paciente pueden formar tejido óseo y cartilaginoso, no son capaces de generar la vasculatura subyacente y compartimentos nerviosos; además, los huesos derivados de células madre embrionarias pueden inducir un rechazo inmunológico. Para evitar estas limitaciones, los investigadores decidieron trabajar con células iPS.

Para el tratamiento de los defectos y lesiones óseas se emplean actualmente injertos óseos obtenidos a partir del propio paciente, de un banco de hueso de donante o gracias sustitutos sintéticos. Sin embargo, ninguno de estos permite la reconstrucción compleja y pueden provocar rechazo inmunológico para integrarse con los tejidos circundantes conectivos. Para los pacientes que sufren de traumatismos o lesiones vehiculares, estos tratamientos tradicionales proporcionan una mejora funcional y estética.

Antes de usar su técnica en animales, los investigadores verificaron en el laboratorio si funcionaba. Al comprobar que generaba hueso, los investigadores evaluaron la estabilidad cuando se trasplantaron células iPS derivadas en un modelo animal. El riesgo que hay con las células iPS no diferenciadas es que pueden formar teratomas, un tipo de tumor. Después de implantar las iPS derivadas de células de sustitutos óseos bajo la piel de ratones inmunodeficientes, a las 12 semanas, no había señales de tumores malignos, y sí que células de los vasos sanguíneos se integraban a lo largo de los injertos, lo que indica la estabilidad de los sustitutos óseos.

Los científicos advierten que si bien estos resultados representan un avance importante, se necesita una mayor investigación antes de que los injertos óseos derivados de células de la piel lleguen a los pacientes. Los próximos pasos incluyen la optimización del protocolo y el éxito del crecimiento de los vasos sanguíneos dentro del hueso.