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Lecturas Docente Lic. Zulima Garcia

El hombre que volvió a caminar por tratamiento con células de su nariz El búlgaro Darek Fidyka, de 40 años, se levantó de su silla de ruedas. Así fue el procedimiento.

Después de 12 años de investigación, cirujanos en Polonia, en

colaboración con científicos de Londres, encontraron la fórmula que

podría ayudar a levantarse a pacientes que, tras sufrir un desgarramiento

total de la espina dorsal, terminaron postrados en una silla de ruedas.

Darek Fidyka, un bombero búlgaro de 40 años que no camina desde hace

cuatro luego de ser acuchillado por el exmarido de su compañera, se

convirtió en el primer hombre en recuperarse mediante una técnica de

regeneración de la médula espinal.

De acuerdo con un informe sobre el tema publicado en Cell

Transplantation, el tratamiento se logró con el uso de células madre

obtenidas de la nariz del propio paciente, denominadas células de glía

envolvente olfativas, que ayudan a que las fibras nerviosas en el sistema

olfativo se renueven de forma continua.

Fidyka fue operado en Polonia por un equipo de médicos dirigido por el

cirujano Pawel Tabakow, de la Universidad de Wroclaw. En una primera

intervención, los especialistas le quitaron uno de los bulbos olfatorios y

cultivaron las células.

Luego, a los 15 días, las trasplantaron en la médula espinal.

Los investigadores pusieron 100 microinyecciones de células olfativas por

encima y por debajo de la lesión.

“La operación suministra un puente que permite a las fibras nerviosas

seccionadas crecer sobre el vacío”, explicó Geoffrey Raisman.

La primera señal que el bombero tuvo de que el procedimiento fue

exitoso ocurrió cuando notó que había crecido músculo en el muslo

izquierdo.

A los seis meses ya estaba dando pasos, apoyado en barras paralelas, con

soportes para las piernas y acompañado por un fisioterapeuta.


Pasados dos años desde el tratamiento, Fidyka es capaz de caminar fuera

del centro de rehabilitación apoyándose en un caminador. Además,

recuperó sensibilidad en el intestino y la vejiga, y función sexual. Ahora

puede, de hecho, tener una vida más normal e incluso conducir un

automóvil.

Los científicos creen que parte del excelente resultado del procedimiento

se debe a que se usaron con éxito los propios bulbos olfativos de Fidyka, lo

que eliminó el riesgo de que su cuerpo rechazara el trasplante.

Vale la pena anotar que el tratamiento se consideró imposible durante

muchos años, a grado tal que Raisman considera que este avance es “más

impresionante que los primeros pasos del ser humano en la Luna”.

Por su parte, Fidyka declaró, en el programa Panorama, de la BBC, que

cuando el movimiento comienza a volver “uno se siente revivir, es como si

naciera nuevamente. Es una sensación increíble, difícil de describir”.

El bombero reconoció que desde un principio sabía que sería un proceso

difícil y muy prolongado, pero confesó que nunca se conformó con la idea

de pasar el resto de sus días en una silla de ruedas.

Con el fin de no generar falsas expectativas, los científicos aclararon que,

pese al éxito en este caso, la experiencia debe repetirse antes de poder

asumir que siempre será tan efectiva la regeneración de la médula.

Con información de BBC Mundo y AFP


Científicos logran avance para conocer las causas de la infertilidad Confían en la posibilidad de que mujeres que se han sometido a quimioterapia puedan concebir.

Investigadores lograron crear, por primera vez en un laboratorio, células

germinales primordiales de humanos, lo que puede dar respuesta a las

causas de la infertilidad.

Aunque este tipo de células ya se habían reproducido en laboratorio en el

caso de los roedores, hacerlo con las humanas era un desafío al que han

hecho frente científicos de la Universidad británica de Cambridge y del

Instituto Weizmann de Ciencias en Israel.

La revista Cell publicó el estudio y destacó que esta es “la primera vez que

células humanas han sido programadas para situarse en un estado tan

temprano de desarrollo” como el de células germinales primordiales (PGC,

por su sigla en inglés), de las que derivan óvulos y espermatozoides.

Los resultados de este estudio pueden ayudar a dar respuestas a las

causas de los problemas de fertilidad, comprender mejor los primeros

estados del desarrollo embrionario y, potencialmente, permitir el

desarrollo de nuevos tipos de tecnología reproductiva.

“La creación de células germinales primordiales es uno de las primeras

fases en el desarrollo temprano de los mamíferos”, explicó uno de los

autores del estudio, el doctor Naoki Irie, del Wellcome Trust/Cancer

Research UK Gurdon Institute de la Universidad de Cambridge.

Las PGC aparecen durante las primeras semanas del crecimiento

embrionario, cuando las células madre embrionarias del óvulo fertilizado

empiezan a diferenciarse en varios tipos de células básicas. Una vez esas

células primordiales son “especificadas”, siguen su desarrollo hacia células

precursoras de espermatozoides o de óvulos “de una manera bastante

automática”, según el doctor Jacob Hanna, del Instituto Weizmann.

Los investigadores descubrieron que un gen conocido como SOX17 es

fundamental para lograr que las células madre humanas se conviertan en


PGC, una sorpresa para ellos, pues en el caso de los ratones el equivalente

de ese gen no interviene en el proceso. El estudio demostró además que

las PGC también pueden lograrse a partir de células adultas

reprogramadas, como las de la piel, lo que permitirá avanzar en el

conocimiento de la línea germinal humana, la infertilidad y algunos tipos

de tumores.

Hanna destacó que lograr la PGC es solo el primer paso para crear

espermatozoides y óvulos humanos.

Fuente EFE.


Científicos de la UNAM desarrollan un nuevo método para producir antibióticos

Un grupo de compuestos químicos llamados imidazoles, ampliamente

utilizados para combatir alergias, hongos e hipertensión arterial, ahora

pueden producirse mediante una ruta más barata, eficiente y limpia

gracias a un nuevo método desarrollado y patentado por Juventino García

Alejandre, profesor de la Facultad de Química (FQ) de la UNAM, en

México.

Experto en catálisis, el doctor en química explora una tendencia mundial,

la química verde, que impulsa procesos más eficientes con menos residuos

contaminantes.

El trabajo fue uno de los 10 reconocidos por el Programa de Fomento al

Patentamiento y la Innovación (PROFOPI), una iniciativa de la

Coordinación de Innovación y Desarrollo (CID) de esta casa de estudios

para vincular desarrollos científicos con la sociedad y la industria. Con otra

investigación, dedicada a la devulcanización de llantas, García Alejandre

obtuvo el primer lugar del concurso.

“Dos de los proyectos que hemos patentado encontraron eco en este

programa. Es un estímulo. Muchos investigadores nos centramos en

producir artículos científicos o tesis, y no vemos que, si se le da un

enfoque de aplicación, podemos proteger los desarrollos y vincularnos con

la sociedad. Si esto se reconoce da mucho gusto y es un camino para

conectarnos con la industria”, dijo.

Los imidazoles son compuestos que tienen una forma de pentágono, con

dos nitrógenos y tres carbonos. “Esa estructura básica puede modificarse

con el uso de diferentes sustituyentes. En nuestro proyecto utilizamos los

llamados tri-sustituidos, pues a ese pentágono le añadimos tres grupos

más”, detalló.


Juventino García Alejandre, profesor de la Facultad de Química de la

UNAM. (Foto: UNAM)

Su estructura pentagonal está presente en muchos medicamentos, por

ello, los imidazoles son de gran interés farmacéutico. “De los que nosotros

preparamos, al menos uno se usa como antimicótico, pero la diferencia es

que nosotros hacemos ese mismo mediante una nueva reacción y en un

solo paso, a partir de materias primas, como el níquel, que son baratas”,

explicó.


Para hacer la preparación convencional se emplea una metodología

química conocida, que resulta cara, contaminante y poco eficiente.

“Llevamos a cabo un proceso más eficiente y de alto rendimiento. Más

que el resultado, lo que cambiamos fue el camino, llegamos al imidazol en

un solo paso”, añadió.

Esta ruta para lograr el antibiótico se inscribe en la química verde, pues

genera pocos residuos. “Usamos nitrilos, que son contaminantes, pero los

transformamos y los convertimos en fármacos de uso conocido.

Prácticamente no afectamos el ambiente, pues no se origina residuo

mayor y todos los átomos que usamos en la reacción forman parte de los

productos, así que es un proceso de economía atómica”.

Entonces, se obtienen imidazoles ya conocidos y también otros

novedosos. “Nos interesa lograr nuevas generaciones de antibióticos y

fármacos en general para combatir la resistencia en los pacientes”,

abundó.

Con este método, ya patentado, se pueden hacer otros productos,

además de los farmacéuticos, como intermediarios químicos y

preparación de materiales. “Una de nuestras premisas es usar

metodologías baratas en un país pobre”, finalizó. (Fuente: UNAM/DICYT)


Diseñan hidrogeles que atacan células cancerígenas

Los hidrogeles son materiales que usualmente se utilizan en objetos

cotidianos como lentes de contacto o pañales, con el fin de controlar la

humedad. Sin embargo, ingenieros químicos de la Universidad de

Guadalajara (UdeG), en México, desarrollaron una nueva tecnología a

base de nanopartículas termosensibles (nanohidrogeles) para emplear

esos materiales en el campo de la biomedicina, como una alternativa que

logre la liberación controlada de fármacos contra el cáncer.

El profesor del Departamento de Química de la UdeG, Eduardo

Mendizábal Mijares, comentó que “se usan nanohidrogeles cargados de

fármacos y se inyectan al paciente. Con la característica que mientras

pasan a través del torrente sanguíneo el medicamento no es detectado ni

atacado por el sistema inmune, esto debido a sus características físicas y

químicas que las hacen compatibles con el cuerpo”.

La idea es que el medicamento al estar dentro de los nanohidrogeles se

transporte directamente a las células cancerígenas y que allí se libere el

fármaco, sin dañar otras zonas del cuerpo, porque los hidrogeles ofrecen

la posibilidad de dosificar una infinidad de sustancias activas en el sitio

deseado y pueden ser administrados como hidrogeles secos o hinchados

mediante diferentes rutas: oral, nasal, bucal, rectal, transdérmica, vaginal,

ocular y parental. La liberación del fármaco puede ser por un aumento de

volumen, por cambios en pH, en la temperatura.

El desarrollo de la UdeG también agrega partículas magnéticas a los

nanopolímeros que componen los hidrogeles a fin de producir un campo

que eleve la temperatura necesaria para destruir las células cancerígenas.


La investigación, del también miembro del Sistema Nacional de

Investigadores Nivel III, consistió en desarrollar nanohidrogeles

termosensibles que por medio de la técnica de polimerización (unión) de

mezclas de monómeros con diferentes características químicas y físicas,

logró una reacción química y formar un conjunto de pequeñas esferas

llamadas polímeros.

Hidrogeles que atacan células cancerígenas. (Foto: DICYT)

Los nanohidrogeles han demostrado tener muy buenas características de

biocompatibilidad con el organismo humano, debido principalmente a sus

propiedades físicas, que los hacen semejantes a los tejidos vivos,

especialmente por su alto contenido en agua, su consistencia blanda y

elástica, así como su baja tensión interfacial que no permite absorber

proteínas de los fluidos corporales.


Al desarrollar estos materiales se logró la absorción de grandes cantidades

de agua sin perder su forma, así como la capacidad para retener el calor a

una temperatura de entre 37 y 42 grados. Mediante la combinación de

polimerización en emulsión y microemulsión sintetizaron hidrogeles

estructurados que presentan grados de hinchamiento y propiedades

mecánicas mejores que los hidrogeles convencionales, destacó el

investigador.

Estos materiales son empleados principalmente en el área biomédica

como instrumentos de diagnóstico, en membranas, recubrimientos,

microcápsulas, implantes para aplicaciones de corto o largo alcance y en

sistemas de liberación controlada de fármacos. También para regenerar

tejidos o fracturas se utilizan los hidronanogeles como sustratos para el

crecimiento de células.

Si bien ya se emplean medicamentos blanco molecular contra el cáncer, lo

novedoso del trabajo de la UdeG es que se utilicen materiales como lo son

los nanohidrogeles para atacar células o tejidos cancerígenos sin dañar

partes sanas del cuerpo. (Fuente: AGENCIA ID/DICYT)


Las primeras moléculas útiles para la vida que estuvieron disponibles en la Tierra

Por primera vez, unos químicos han producido con éxito moléculas

comparables a aminoácidos y todas ellas poseyendo la misma quiralidad, a

partir de bloques de construcción sencillos y dentro de una sola cámara de

experimentación. ¿Pudo ser así como surgió de manera natural la vida en

la Tierra o en el espacio?

A algunas moléculas se las encuentra en dos variantes quirales que, como

las manos, son imágenes especulares entre sí. La naturaleza tiende a usar

predominantemente en sus construcciones biológicas una sola variante,

ya que usar ambas crea problemas graves. Aunque las moléculas son

químicamente idénticas, el efecto biológico de las dos imágenes

especulares puede diferir enormemente. Debido a las distintas

interacciones con las moléculas en nuestros cuerpos, como el ADN o los

azúcares, esto puede significar la diferencia entre un veneno y una

medicina o nutriente.

Por qué predomina una variante sobre otra en la naturaleza y cómo

empezó esta tendencia que evitó la peligrosa coexistencia común de

ambas, ha venido siendo un enigma para la ciencia. Después de todo, cada

vez que los químicos producen las mismas moléculas, obtienen una

mezcla de ambas variantes.

Puede que el enigma se haya resuelto o esté a punto de ello, gracias a la

nueva investigación realizada por el equipo del astroquímico René

Steendam, de la Universidad Radboud en la ciudad de Nimega (Nijmegen),

Países Bajos. Estos científicos han conseguido producir moléculas análogas

a aminoácidos, todas ellas con una misma quiralidad, a partir de una

disolución de una cetona y una amina. Su método podría ser similar a los

procesos que tuvieron lugar en la “sopa” primordial de la que se formaron


los primeros seres vivos de la Tierra. La viabilidad de este escenario

ejecutado por Steendam y sus colaboradores fue propuesto por primera

vez por el físico F.C. Frank in 1953.

Una investigación de Kenso Soai presentada en 1995 logró llevar a la

práctica por vez primera el proceso, pero solo funcionó después de

agregar al inicio una pizca del producto levógiro (“zurdo”) o una pizca del

dextrógiro (“diestro”).

El experimento comienza con reactivos sin quiralidad. Estos reaccionan

para producir tanto productos levógiros (S, azul) como dextrógiros (R,

rojo). Tras la cristalización, un proceso transforma todas las moléculas a la

misma quiralidad. (Imagen: Universidad Radboud)

Ahora, Steendam y sus colegas han dado un paso crucial: Han actualizado

el concepto de Frank y han descubierto un método de síntesis asimétrica

espontánea que tiene lugar en ausencia de moléculas levógiras o

dextrógiras.


En una única y sencilla reacción química dentro del mismo vaso de

precipitados, estos científicos han conseguido que a partir de una

situación inicial sin quiralidad, se llegue a una situación final que es un 100

por cien levógira o un 100 por cien dextrógira.

Los primeros aminoácidos levógiros, protagonistas de la vida, podrían

haber sido producidos de esta forma, tanto en la Tierra como en cualquier

otro lugar del universo con las condiciones adecuadas. La química, en

esencia, funciona igual en todas partes del cosmos.


Reciclar heces humanas para elaborar el combustible de una nave espacial La NASA sigue acariciando la idea de volver a enviar astronautas a la Luna, esta vez en el marco de una presencia más constante, a través de sucesivas permanencias en una base lunar. Como parte de estos planes, la agencia busca reducir el peso de las naves espaciales que abandonan la Tierra. Históricamente, las heces y algunos otros residuos generados durante el vuelo espacial no han servido para nada. En las naves de la NASA se ha acostumbrado a almacenar tales residuos en contenedores que luego se queman con su contenido a medida que atraviesan la atmósfera de la Tierra durante la reentrada. Para misiones de larga duración, sin embargo, sería poco práctico llevar todos esos residuos almacenados de vuelta a la Tierra. Tirarlos en la superficie de la Luna podría ser una opción, aunque no resulta demasiado aceptable por muchas razones. Buscando un modo de deshacerse de tales residuos que aporte alguna utilidad más que la de la mera eliminación, la agencia espacial estadounidense llegó a un acuerdo con la Universidad de Florida en Estados Unidos para desarrollar y poner a prueba ideas. En este marco, el equipo de Pratap Pullammanappallil, profesor en la citada universidad, y Abhishek Dhoble, ahora en la Universidad de Illinois en el mismo país, ha inventado un proceso para reciclar heces humanas de tal modo que el resultado sea útil en la elaboración del combustible de una nave espacial. Aunque pueda parecer un tanto escatológico o extravagante, lo cierto es que la idea permitiría solucionar un problema y ayudar a solventar otro. Además, tal como sucede con otras tecnologías originalmente desarrolladas para la astronáutica y que después han tenido aplicaciones en infinidad de otros campos, el proceso ideado por Pullammanappallil y sus colegas también se podría emplear en la Tierra, como una manera de convertir residuos de esa clase en combustible. Se puede obtener metano a partir de restos de comida, envases alimentarios y heces humanas. Y el metano puede utilizarse como combustible para cohetes.


Pratap Pullammanappallil, junto a un digestor anaeróbico utilizado en un proceso que él y su equipo han desarrollado a raíz del interés de la NASA por hallar un método práctico de convertir heces humanas en combustible para cohetes. (Foto: Amy Stuart, UF

La nueva investigación indica que es factible obtener de tales residuos a bordo de una nave espacial o dentro de una base lunar suficiente metano para evitar tener que cargar desde nuestro planeta una parte muy importante del combustible necesario para el viaje de regreso a la Tierra desde la Luna. Los experimentos realizados muestran que el proceso podría producir, a partir de una tripulación típica, unos 290 litros de metano por día, y el ciclo de elaboración se completaría en tan solo una semana. Para el nuevo proceso, se ha creado un digestor anaeróbico especial. En el proceso, que mata los patógenos de las heces humanas, la descomposición de la materia orgánica genera biogás, una mezcla de metano y dióxido de carbono. Esto brindaría un abastecimiento crucial de combustible para los cohetes de la nave espacial. Empleado en la Tierra, el proceso generaría combustible que podría ser utilizado para calefacción, generación de electricidad o transporte. El proceso de digestión también produciría unos 757 litros (200 galones) de agua no potable, anualmente, a partir de todos los residuos. Se trata de


agua aprisionada dentro de la materia orgánica, que se libera a medida que ésta se descompone. A través de electrólisis, el agua de este tipo puede ser descompuesta a su vez en hidrógeno y oxígeno, y los astronautas pueden respirar este último como suministro de reserva. El dióxido de carbono exhalado y el hidrógeno pueden ser convertidos en metano y agua en el proceso.

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