LOGRAN REVERTIR EN RATONES LA DESPIGMENTACIÓN QUE CAUSA EL VITÍLIGO EN LA PIEL

La desfiguración de la piel a causa del  vitíligo puede ser invertida utilizando una proteína genéticamente modificada diseñada por investigadores de la Loyola University Chicago’s Stritch School of Medicine.

De acuerdo con el dermatólogo Jeffrey Karaban, quien no está asociado con la investigación, los resultados serían impactantes si un tratamiento consistentemente eficaz utilizando la proteína puede ser producido.

Según Caroline Le Poole, miembro del equipo de investigadores, la investigación hasta ahora se ha limitado a los ratones, pero las pruebas preliminares en muestras de tejido de piel humana también han dado resultados prometedores. Sin embargo, los investigadores esperan obtener la financiación de los ensayos clínicos en humanos.

Le Poole y sus colegas recorrieron los 641 aminoácidos que forman la proteína HSP70i, conocida por jugar un papel vital en la respuesta autoinmune que causa el vitiligo. El trastorno afecta a entre el 0,5 y 0,8 por ciento de la población y se caracteriza por la destrucción de los melanocitos, encargados de la pigmentación de la piel, dejando parches blancos e irregulares con la misma textura que la piel normal.

Le  Poole explica que iniciaron buscando la región de la molécula que sería responsable de la activación del vitíligo y fue allí donde introdujeron una serie de mutaciones para averiguar cuáles tendrían un efecto sobre la respuesta inmune que sigue y cuáles interferían totalmente con la respuesta.

Le Poole inyectó la versión mutada de la proteína en un grupo de ratones de color oscuro que desarrollaron vitíligo, caracterizado por parches blancos distintivos de piel. La proteína mutante sustituyó la proteína normal HSP70i encontrada en los ratones y en cuestión de semanas, el color se restauró completamente.

Le Poole ha estado estudiando el vitíligo y las células productoras de melanina  en la piel, llamadas melanocitos durante más de 20 años y considera sus hallazgos más recientes, un hito en su carrera.

Según los Institutos Nacionales de Salud, el vitíligo parece ocurrir cuando las células inmunitarias destruyen los melanocitos, que producen pigmento, porque el sistema inmunitario del cuerpo las ve como una amenaza, es una predisposición genética pero algunos productos químicos y otros factores ambientales también pueden jugar en él.

Los dermatólogos se basan en una variedad de herramientas para el tratamiento del vitíligo, ninguno de los cuales son soluciones a largo plazo: cremas de esteroides, terapia de luz ultravioleta, vitamina D, e injertos de piel, que puede ser doloroso y costoso.

Le Poole dijo que hay una serie de pasos que se deben tomar antes de que la proteína mutante pueda ser aprobada para el tratamiento comercial, se  tendría que averiguar lo que hace a otras respuestas inmunes o si hay algunos efectos no deseados.

UN PROYECTO DE INVESTIGACIÓN TRATA GENES DE BACTERIAS DE LAS QUE SE EXTRAEN MEDICAMENTOS PARA ABARATAR SU COSTE ACTUAL

Un proyecto coordinado por el Instituto Tecnológico de Castilla y León (ITCL) y en el que participa el laboratorio Inbiotec, persigue el abaratamiento de algunos medicamentos gracias al tratamiento genético de las bacterias de las que se extraen sus principales componentes.

En concreto, el proyecto Biopac ha conseguido que la bacteria Streptomyces tsukubaensis aumente su producción de tracrolimus, un componente empleado en la elaboración de antibióticos y antitumorales.

Según ha explicado el coordinador del proyecto, el doctor Javier Sedano, se trata de un proceso similar al engorde de un pato para la obtención de paté. Así, de la misma manera que este proceso permite que a los ánades les aumente el tamaño de su hígado, el tratamiento de determinados genes de la citada bacteria favorece el incremento de su producción de tacrolimus, lo que abarataría su coste y podría derivar en un descenso también del precio de los medicamentos posteriores.

El proyecto, ya terminado, se encuentra actualmente en fase de revisión y mejora del estudio. Este estudio multidisciplinar ha constado de dos fases, la primera de las cuales se ha basado en el cultivo de cepas de esta bacteria, mientras que la segunda ha tenido por objeto el análisis y tratamiento de los datos, de cara a buscar los mejores genes y conocer cómo clasificarlos y asociarlos a una salida para lograr el resultado óptimo.

En el proyecto, se han estudiado 8.848 genes y se ha extraído una docena de muestras a lo largo de la vida de la bacteria, para analizar las variaciones que éstos sufren a lo largo del tiempo, y varias réplicas biológicas, lo que ha arrojado una cantidad colosal de datos.

Con todos ellos, se ha tomado la colección de genes más importantes; es decir, que más afectan a la producción de tacrolimus, para lo cual se han configurado chips de ADN o 'microarrays' con los que se obtienen valores de expresión con los que luego se trabaja.

Así se determinan perfiles de expresión de genes que se comportan de la misma manera dentro de un grupo, a fin de aislar los grupos que se comportan de una forma similar y que, en este caso, hagan crecer el tacrolimus.

Una vez llegado a este punto, el siguiente paso en la investigación fue buscar el grupo que más afecta a la producción, al que se sometió a distintos procesos como radiaciones UVA y cambios de temperatura o biológicos para analizar su impacto y concretar con cuál de ellos se amplía la generación del producto por parte de estas bacterias.

Como ha reiterado Sedano, el objetivo final de todo esto es abaratar la fabricación de antibióticos o antitumorales, ya que el estudio, limitado a la bacteria Streptomyces tsukubaensis, podría ser reutilizable para otras bacterias. No obstante, por el momento no se ha cuantificado el ahorro que podría suponer, ya que no se disponen de los datos suficientes.

ALTERNATIVA DE BIOCOMBUSTIBLE A PARTIR DE ACEITES DEL TEJIDO FOLIAR DE PLANTAS Y ALGAS MODIFICADAS

Gusanos gordos confirman que los investigadores de Michigan State University en Estados Unidos  han creado con éxito una planta con hojas aceitosas, una hazaña que podría aumentar la producción de biocombustibles, así como obtener alimentos mejorados para los animales.

Los resultados muestran que los investigadores podrían usar un gen de algas involucrado en la producción de aceite para crear una planta que almacene lípidos o aceites vegetales en sus hojas, algo poco común para la mayoría de las plantas.

Investigaciones en biocombustibles tradicionales se han centrado en mejorar el contenido de aceite de las semillas. Una razón para este enfoque es porque la producción de aceite en las semillas se produce naturalmente. Pocos estudios, sin embargo, se ha hecho para examinar la producción de aceite de las hojas y los tallos, ya que las plantas no suelen almacenar lípidos en estos tejidos.

Christoph Benning profesor de esa universidad, encabezó un esfuerzo de colaboración con colegas del Great Lakes Bioenergy Research Center; los esfuerzos del equipo dieron como resultado un importante paso inicial hacia la producción de mejores plantas para biocombustibles, según él muchos investigadores están tratando de aumentar la densidad energética de las plantas, y esta es otra forma de alcanzarlo, además añade que esta prueba se podría utilizar para impulsar la producción de plantas de aceite para el uso de biocombustibles, así como para mejorar los niveles de nutrición de los alimentos para animales.

Benning y sus colegas comenzaron por identificar  cinco genes de una sola célula de alga verde. De los cinco, ellos identificaron uno que, cuando se inserta en Arabidopsis thaliana, impulsó con éxito los niveles de aceite en el tejido foliar de la planta.

Para confirmar que las plantas mejoradas eran más nutritivas y que contenían más energía, el equipo de investigación se las dieron de comer a las larvas de oruga. Las larvas que se alimentaron con las hojas aceitosas de las plantas mejoradas ganaron más peso que aquellas que se alimentaban de hojas regulares.

Para la siguiente fase de la investigación, Benning y sus colegas trabajarán para aumentar la producción de aceite en los pastizales y en algas que tienen un valor económico.El investigador afirma que si el aceite puede ser extraído de las hojas, tallos y semillas, la capacidad de potencial energético de las plantas puede duplicarse y  que si las algas pueden ser ingenierizadas para producir continuamente altos niveles de aceite, en lugar de sólo producirlo cuando están bajo estrés, pueden convertirse en una alternativa viable a los tradicionales cultivos agrícolas. Por otra parte, las algas pueden ser cultivadas en terrenos agrícolas pobres, lo cual es una gran ventaja en el debate "alimentos versus combustible", agregó.

Según Kenneth Keegstra, otro de los investigadores a cargo del proyecto, estos resultados son importantes en el avance de la ingeniería de plantas productoras de aceite pues van a ayudar a escribir un nuevo capítulo en el desarrollo de esquemas de producción que mejoren la cantidad, calidad y rentabilidad de los cultivos tradicionales y no tradicionales.

UNA FUENTE ILIMITADA DE CÉLULAS RENALES HUMANAS HA SIDO CREADA

Investigadores del Instituto de Bioingeniería y Nanotecnología (IBN) han generado con éxito células de riñón humanas a partir de células madre embrionarias humanas in vitro. En concreto, se producen las células renales en condiciones artificiales en el laboratorio sin usar animales u órganos. Esto no habia sido posible hasta ahora.

Según el Director Ejecutivo, el profesor Jackie Y. Ying, este descubrimiento tiene implicaciones de amplio alcance para la toxicología in vitro, detección de drogas, como modelos de enfermedad y medicina regenerativa. En particular, los investigadores están interesados en la aplicación de la tecnología para desarrollar pruebas predictivas de drogas in vitro y modelos de toxicidad renal como alternativas a la experimentación animal.

El líder de equipo y director científico de investigación,  el Dr. Daniele Zink afirma que el riñón es el órgano objetivo principal para los efectos tóxicos inducidos por las drogas, por lo tanto, es importante que las empresas farmacéuticas detecten a tiempo en la fase de desarrollo de sus medicamentos si estos podrían causar nefrotoxicidad en los seres humanos. Sin embargo, un problema importante que obstaculiza este estudio es la falta de adecuadas células renales, que ahora podrían ser resueltas a través de este descubrimiento.

En la actualidad, las células de riñón se extraen directamente de muestras de riñones  humanos. Sin embargo, este método no es eficiente porque tales muestras son limitadas, y las células extraídas mueren después de pocas divisiones celulares en las placas Petri. Además, las células obtenidas a partir de diferentes muestras presentarían características variables, dependiendo de la edad, sexo, estado de salud y otras condiciones del donante. Por lo tanto, las células que se han aislado a partir de muestras humanas son relativamente inadecuadas para investigación y aplicaciones industriales que requieren un gran número de células.

Un enfoque alternativo es utilizar líneas de células renales humanas que pueden ser reproducidas indefinidamente en el laboratorio. Sin embargo, estas células no pueden utilizarse en muchas aplicaciones debido a problemas de seguridad, y a que sus características funcionales por lo general han sido cambiadas tan profundamente que ya no pueden ser útiles hacia la predicción del comportamiento de células en el cuerpo humano.

Por otro lado, la técnica desarrollada por IBN permite que las células madre embrionarias humanas puedan diferenciarse en células tubulares proximales renales. Este tipo particular de células de riñón juega un papel importante en el órgano relacionados con la enfermedad y los procesos de eliminación del fármaco. Los resultados mostraron que estas células  generadas por IBN eran similares a las células tubulares proximales renales aisladas a partir de muestras frescas de riñón humano. Por ejemplo, muestran genomas y patrones de expresión de proteínas muy similares. También, puesto que las células madre embrionarias pueden crecer indefinidamente en cultivo celular, los investigadores han descubierto una fuente potencialmente ilimitada de células de riñón humano.

Actualmente los investigadores están planeando modificar el protocolo con el fin de generar otros tipos de células renales de células madre. Además están probando las células renales que generaron en modelos in vitro de nefrotoxicología desarrollados por el Instituto, y se han obtenido resultados de pruebas muy prometedoras. 

SELECCIONAN BACTERIAS PARA CONFIGURAR SISTEMAS DE DEPURACIÓN DE AGUAS A LA CARTA Y DE BAJO COSTE

Investigadores de la Universidad de Granada han configurado biorreactores de bajo coste que depuran aguas residuales e industriales Se trata de recipientes en los que se lleva a cabo un proceso químico que involucra a bacterias, en este caso, seleccionadas 'a la carta' para eliminar contaminantes.

En este estudio los científicos han demostrado el desarrollo de biopelículas microbianas específicas cuando modificaban las características técnicas del soporte donde se desarrollan, consiguiéndose la optimización de los procesos de depuración.

Los expertos han comprobado que se pueden configurar biorreactores adecuados para cada tipo de residuo, ya que los microorganismos acaban adaptándose a las condiciones ambientales que les definen. El investigador de la Universidad de Granada Jesús González-López explica que han analizado los cambios de microorganismos en función del diseño del reactor y cuando son forzados a que descontaminen nitrógeno, por ejemplo, se adaptan al medio. Así se puede alcanzar una potencialidad casi ilimitada para degradar cualquier compuesto, si se ajustan las condiciones ambientales.

Para lograr esta especialización de las bacterias, los investigadores tuvieron que estudiar los tipos de microorganismos existentes en el reactor y cómo iban respondiendo a los cambios ambientales para un contaminante concreto. Los investigadores analizaron cómo respondían los microorganismos ante diferentes compuestos, por ejemplo, un producto tóxico disuelto en el agua, planteando qué condiciones tendrían que facilitar para conseguir que los microorganismos sobrevivieran y degradaran de forma selectiva a los contaminantes presentes.

Este conocimiento permite el desarrollo de biorreactores ‘a la carta’, es decir, sistemas biológicos de bajo coste adaptados a cada contaminante. Otra de las novedades del estudio es la aplicación de técnicas moleculares al estudio de las  poblaciones microbianas. Estas técnicas genéticas detectan una mayor cantidad de microorganismos en el biorreactor en comparación con un 1 o 2 por ciento de los organismos presentes en el sistema de depuración biológica mediante el cultivo.

Hasta el momento los biorreactores se han probado a escala de planta piloto, los investigadores pretenden trasladar ahora los resultados a una depuradora real.

Los biorreactores con los que trabajan en la Universidad de Granada son sistemas biológicos para el tratamiento de efluentes domésticos e industriales donde las bacterias transforman los residuos en compuestos no contaminantes, con lo que permiten que el agua se pueda reutilizar. Los investigadores incorporan distintos soportes inertes donde se depositan microorganismos que forman biopelículas que filtran el agua y la depuran. En contacto en el líquido elemento, las bacterias degradan los contaminantes o los biotransforman. El objetivo es que el agua se pueda reutilizar a un bajo costo de explotación, no para el consumo humano, pero sí como agua de riego de campos de golf o cultivos.