NUEVO HALLAZGO PARA LA REGENERACIÓN DE EXTREMIDADES AMPUTADAS

Los mamíferos poseen la notable capacidad de regenerar una yema del dedo perdida, incluyendo la uña, nervios y hasta el hueso. En humanos, una yema del dedo amputada puede regenerarse en tan sólo dos meses, un fenómeno que ha permanecido poco comprendido hasta ahora, y que suscita la obvia pregunta de si se podría lograr activar este proceso en otras partes del cuerpo, para hacer rebrotar extremidades amputadas.

En un nuevo estudio, se ha descubierto la vía bioquímica que enlaza el crecimiento de las uñas con la regeneración de las yemas de los dedos. Los investigadores, del Centro Médico Langone de la Escuela de Medicina en la Universidad de Nueva York, Estados Unidos, han aclarado así algunos de los aspectos de este raro poder regenerativo en mamíferos, documentando por vez primera la cadena de eventos bioquímica que se pone en marcha tras la amputación de la yema de un dedo.

El equipo de la Dra. Mayumi Ito ha descubierto una población de células madre autorrenovables en la matriz de la uña, una parte del lecho de la uña rica en terminales nerviosas y vasos sanguíneos, que estimulan el crecimiento de la uña. Además, los científicos han comprobado que estas células madre dependen, para regenerar el hueso en la yema del dedo, de una familia de proteínas conocidas como la red de señalización Wnt. Las proteínas de esta familia son las mismas que desempeñan un papel crucial en la regeneración de tejido y de cabello.

Cuando el equipo de investigación bloqueó la vía de señalización de la red Wnt en ratones con yemas de los dedos amputadas, la uña y el hueso no rebrotaron como lo habrían hecho en condiciones normales.

La capacidad del cuerpo humano para hacer rebrotar una yema del dedo amputada plantea la posibilidad de activar por medios artificiales este proceso en otras partes del cuerpo, a fin de intentar regenerar extremidades amputadas.

Pero lo más fascinante para los científicos fue constatar que podían manipular la vía de la red Wnt para estimular la regeneración en hueso y otros tejidos más allá de las yemas de los dedos, logrando rebrotes que no se dan de forma natural ante amputaciones de esta magnitud.

El hallazgo podría ser quizá un primer paso hacia el desarrollo de terapias futuras para ayudar a regenerar extremidades amputadas en las personas que las perdieron.

CREAN RATONES GENÉTICAMENTE MODIFICADOS CON CROMOSOMAS ARTIFICIALES HUMANOS PARA TERAPIA GÉNICA

Durante un estudio no publicado, unos investigadores crearon en el laboratorio un cromosoma humano artificial (HAC, por sus siglas en inglés), utilizando bloques de construcción químicos, algo que resulta significativo de la tecnología cada vez más avanzada del nuevo campo de la biología sintética. 

Es la primera vez que se ha creado 'desde cero' una forma tan avanzada de un cromosoma humano sintético hecho para trabajar en un modelo animal según ha declarado Natalay Kouprina, del Instituto Nacional del Cáncer de EE.UU., miembro del equipo científico que creó los ratones con HAC. 

La científica ha explicado que el propósito del desarrollo de este proyecto es crear un vector de transporte para la entrega de genes a células humanas para estudiar su función en ellas y potencialmente esto tiene aplicaciones para la terapia génica, que puede realizar la corrección de la deficiencia génica en los seres humanos pues se sabe que hay un montón de enfermedades hereditarias debido a la mutación de ciertos genes. 

Según los investigadores, el HAC es también conocido como 'cromosoma 47', porque el complemento normal de cromosomas en las células humanas es de 46. Una gran ventaja en la terapia génica es que el cromosoma artificial 47 no interfiere con los otros 46, a diferencia de la terapia génica convencional, donde un gen adicional a menudo se inserta al azar en el genoma humano. 

Según afirma Kouprina la idea es tomar células de la piel de un paciente, convertirlas en células madre e introducir HAC en estas células con copias sanas del gen que produce la enfermedad. Entonces volver a insertar estas células con el cromosoma extra en el paciente para el tratamiento de la enfermedad.  

Es evidente que hay un largo camino por recorrer antes de que se pueda utilizar el HAC para el tratamiento de enfermedades genéticas en humanos. Sin embargo, esta es un área interesante para la exploración científica con grandes beneficios potenciales.

HALLAN CEPA BACTERIANA PRODUCTORA DE BIOPLÁSTICO

En la búsqueda de polímeros naturales que sustituyan a los plásticos derivados del petróleo, los científicos acaban de descubrir que un microorganismo de Sudamérica produce poli-beta-hidroxibutirato (PHB), un compuesto biodegradable de interés en las industrias alimentaria, farmacéutica, cosmética y del embalaje. Este hallazgo contribuiría notablemente a la sostenibilidad del planeta.

La protagonista es la bacteria Bacillus megaterium uyuni S29, una cepa que produce la mayor cantidad de polímero del género, la cual se ha localizado en los ojos de agua del famoso salar de Uyuni, en Bolivia. Esta cepa es considerada la mayor productora de bioplásticos que podría revolucionar los nuevos avances e investigaciones de biotecnología ambiental.

Debido a la alta concentración de sal, el salar de Uyuni situado a unos 3650msnm presenta ambientes muy extremos que favorecen la acumulación intracelular de PHB, un material de reserva que la bacteria utiliza en épocas de escasez de nutrientes.

Científicos de la  Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) y de la Universidad Tecnológica de Graz (Austria) consiguieron que el bacilo produzca en el laboratorio cantidades significativas del compuesto en condiciones de cultivo similares a las de la industria. La técnica se publica en las revistas "Food Technology & Biotechnology" y "Journal of Applied Microbiology".

Según la doctora Marisol Marqués de la UPC, el biopolímero resultante tiene propiedades térmicas diferentes a los PHB convencionales, lo que hace que se pueda procesar de una forma más fácil, independientemente de su aplicación.

La investigadora reconoce que los costes de producción de los biopolímeros son, en general, todavía elevados y no competitivos si se comparan con los polímeros convencionales, aunque se está avanzando en este sentido.

El equipo consiguió, por primera vez, reducir el elevado peso molecular del PHB mediante enzimas lipasas, así como utilizar el biopolímero para formar nano y microesferas cargadas con antibiótico para poder controlar su difusión por el organismo.

REGENERAN LA RETINA EN RATONES MEDIANTE REPROGRAMACIÓN NEURONAL

Investigadores del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona han conseguido regenerar la retina en ratones utilizando reprogramación neuronal. En este momento hay varias líneas de investigación que exploran la posibilidad de regeneración de los tejidos a través de la reprogramación celular. Uno de los mecanismos que se estudian es la reprogramación a través de la fusión celular.

La investigadora Pia Cosma y su equipo han utilizado el mecanismo de fusión celular para reprogramar las neuronas de la retina. Este mecanismo consiste en la introducción de células madre de la médula ósea en la retina dañada. Las nuevas células no diferenciadas se fusionan con las neuronas de la retina y éstas adquieren la capacidad de regenerar el tejido.

Pia Cosma, jefe del grupo de Reprogramación y Regeneración del Centro de Regulación Genómica, explica que por primera vez se ha conseguido regenerar la retina y reprogramar sus neuronas a través de la fusión de células in vivo. Se ha identificado una vía de señalización que, una vez activada, permite a las neuronas ser reprogramadas a través de su fusión con células de médula ósea . Este descubrimiento es importante no sólo por las posibles aplicaciones médicas para la regeneración de la retina, sino también para la posible regeneración de otros tejidos nerviosos.

El estudio, publicado por la revista Cell Reports, demuestra que la regeneración del tejido nervioso por medio de la fusión de células es posible en los mamíferos y describe esta nueva técnica como un mecanismo potencial para la regeneración de tejido nervioso más complejo.

El grupo que dirige Pia Cosma, se centrará ahora en determinar si este descubrimiento se produce de la misma manera en un número mayor de ratones, con la intención de descartar efectos colaterales futuros.

Esta investigación se encuentra en las primeras etapas, pero ya hay laboratorios interesados ​​en ser capaz de continuar con el trabajo y llevarlo a un nivel más aplicado.

UNA ELABORACIÓN MAS BARATA DE BIOCOMBUSTIBLE A TRAVÉS DE HONGOS

Unos ingenieros genéticos han encontrado un truco gracias al cual ciertos hongos pueden ser usados para la producción de biocombustibles a un costo mucho menor que anteriormente.

Es bastante fácil obtener biocombustible a partir de vegetales ricos en almidón, pero esto coloca la producción de combustible en competencia directa con la producción de alimentos. Fabricar biocombustible a partir de lignocelulosa es por lo tanto una opción mejor.

La lignocelulosa de residuos de madera o paja es la materia prima renovable más común del mundo, pero, debido a su estructura compleja, es significativamente más difícil de usar para elaborar biocombustibles que el almidón.

Los desechos de lignocelulosa pueden ser usados para producir biocombustible solamente si las cadenas largas de celulosa y xilanos pueden ser escindidas con éxito, de manera que el resultado sea un conjunto de moléculas de azúcares más pequeñas. A tal fin, se utilizan hongos que, por medio de una señal química específica, pueden ser inducidos a producir las enzimas necesarias. Sin embargo, este procedimiento es muy caro.

La situación va ahora a cambiar drásticamente. Especialistas de la Universidad Tecnológica de Viena en Austria han estado investigando el "interruptor" molecular que regula la producción de enzimas en el hongo. Y han descubierto cómo aprovecharlo.

Trichoderma reesei es un organismo involucrado en la degradación de la biomasa celulósica y hemicelulósica. Por consiguiente, las enzimas correspondientes se utilizan comúnmente en diferentes tipos de industrias, y recientemente ganaron una importante importancia para la producción de biocarburantes de segunda generación. Muchas cepas de T. reesei industriales actualmente en uso se derivan de la cepa Rut-C30, en el que la expresión de celulasa y hemicelulasa es liberada de la represión de catabolitos de carbono.

Sin embargo, sustancias inductoras son todavía necesarias para una cantidad satisfactoria de la formación de proteínas.

Como resultado del trabajo realizado por el equipo de Robert Mach y Christian Derntl, ahora es posible fabricar hongos genéticamente modificados que produzcan las enzimas necesarias de modo totalmente independiente, haciendo así mucho más barata la producción de biocombustible.

Ellos reportaron de una cepa de T. reesei, que presenta un alto nivel de expresión de xilanasa sin importar si se utilizan sustancias inductoras (por ejemplo, D-xilosa, xilobiosa). Ademas, encontraron que una única mutación puntual en el gen que codifica el regulador de xilanasa 1 (Xyr1) es responsable de esta fuerte desregulación de la expresión de endoxilanasa y, ademas, un muy elevado nivel basal de expresión de celulasa. Sólo el uso de soforosa como inductor todavía conduce a una ligera inducción de la expresión de celulasa. 

El dominio regulador donde se encuentra la mutación descrita es sin duda un objetivo de investigación interesante para todos los organismos que también dependen de ciertas condiciones de inducción.