Vacuna contra la VDVB

Una vacuna desarrollada por investigadores argentinos promete evitar la pérdida de miles de millones de dólares que provoca el virus de la diarrea viral bovina (VDVB) en la producción de carne y leche tanto en la Argentina como en el resto del mundo.

“Este virus genera un significativo número de muerte y abortos en las vacas”, afirmó a la Agencia CyTA-Leloir el doctor Andrés Wigdorovitz, coordinador del Área de Vacunas del Instituto de Virología del Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas (CICVYA) del INTA.

Junto con Demian Bellido, Andrea Pécora, María Marta Vena y María José dus Santos, también del INTA, y José Ángel Martínez Escribano, de la empresa ALGENEX España, desarrollaron Vedevax: la primera vacuna recombinante que previene la infección por VDVB. “La probamos en vacas y terneros y fue efectiva”, destacó Wigdorovitz.

Por su relevancia, el desarrollo de los científicos obtuvo el primer premio del Concurso INNOVAR, organizado por el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva para reconocer desarrollos científicos y tecnológicos innovadores que respondan a necesidades sociales. En esta edición se presentaron más de 1.300 proyectos de los cuales 45 resultaron galardonados en once categorías.

La vacuna argentina tiene una particularidad que supera a versiones anteriores y genera lo que Wigdorovitz define como una “atracción fatal”: por un lado, posee una de las proteínas del virus que mayor capacidad tiene de generar una respuesta de defensa protectora; por el otro, incorpora un anticuerpo de simple cadena que direcciona la proteína al sistema inmune, lo que facilita su encuentro. 

Por cada peso que se invierte en vacunas, el productor ahorra diez, afirmó el investigador del INTA. “Muchas veces quienes se dedican a la cría de ganado para venta de carne y leche sienten que esa inversión es un gasto, pero a largo plazo pueden tener grandes pérdidas económicas. Es preciso promover una toma de conciencia al respecto”, dijo.

Nanopartículas contra el bioterrorismo

Unos científicos han desarrollado un sistema de suministro de nanopartículas para el antibiótico moxifloxacin que mejora enormemente la eficacia del fármaco contra la tularemia neumónica, un tipo de neumonía causada por la inhalación de la bacteria Francisella tularensis.

La bacteria Francisella tularensis es altamente infecciosa y, por sus características, ha sido clasificada como potencial agente bioterrorista de primer nivel por la red estadounidense de Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC). Su potencial uso bioterrorista la convierte pues en una amenaza no solo para la salud pública sino también para la seguridad nacional.

La Francisella tularensis sobrevive y se multiplica dentro de los macrófagos (un tipo de células del sistema inmunitario), especialmente los del hígado, el bazo y los pulmones.

El moxifloxacin es un tratamiento potente contra la tularemia, pero tiene efectos secundarios cuando es administrado como fármaco de propagación libre en el torrente sanguíneo. El equipo de Jeffrey Zink y Marcus Horwitz, del Instituto de Nanosistemas de California (CNSI), dependiente de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA), Estados Unidos, se propuso maximizar la eficacia del tratamiento reduciendo al mismo tiempo sus efectos secundarios.

Estos científicos han desarrollado nanopartículas de sílice mesoporosa. Las nanopartículas están llenas de poros vacíos profundos. Se colocan las nanopartículas en una solución con el fármaco durante la noche, de manera que se llenen los poros con las moléculas del fármaco. Luego se procede a bloquear las aperturas de los poros en la superficie de las nanopartículas con moléculas llamadas nanoválvulas, sellando el fármaco dentro de cada nanopartícula.

Cuando se inyectan las nanopartículas cargadas con fármaco en el animal infectado, en este caso un ratón, el fármaco permanece en las nanopartículas hasta que alcanzan su objetivo: los glóbulos blancos llamados macrófagos. Los macrófagos ingieren nanopartículas en compartimientos cuyo medio interno es ácido. Las nanoválvulas, que están diseñadas para abrirse en respuesta a entornos de acidez elevada, liberan entonces el fármaco.

Terapia para la regeneración de heridas externas causadas por la diabetes

Ante las ulceraciones que presentan los pacientes con diabetes, científicos de la Facultad de Ciencias Químicas de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP), en México, crearon un talco cicatrizante que regenera la piel y evita infecciones cutáneas, llamado Nanoderma.

Las heridas en personas con diabetes suelen tardar en sanar y la humedad que se genera empeora las lesiones; sin embargo, con el talco se activa un proceso de cicatrización llamado angiogénesis que consiste en la recuperación de vasos sanguíneos, evita que la herida crezca y se llegue a la amputación de extremidades, comentó el doctor Miguel Ángel Hernández Espinosa, titular de la investigación.

El talco creado por científicos del Departamento de Investigación en Zeolitas del Centro de Investigaciones en Ciencias Microbiológicas (ICUAP), es un material híbrido compuesto por dos fases: la primera es orgánica y consiste en el extracto de la planta Tournefortia cuya función es cicatrizar el tejido; la segunda es inorgánica y se conforma de minerales llamados zeolitas, las cuales se encargan de adsorber la humedad.

El doctor en Físico-Química de Superficies dijo que existen polímeros y otros tipos de materiales nanoestructurados que sirven para cicatrizar, pero no funcionan con la potencia que lo hace dicho talco. El precio de esas sustancias es elevado y poco accesible “pueden llegar a costar hasta 15 mil pesos por kilos, 50 veces más que el talco desarrollado en Puebla”.

Hernández Espinosa explicó que el tipo de heridas que presentan las personas con diabetes generalmente son húmedas y segregan o supuran, en este caso Nanoderma seca el área y acciona las bases activas de la planta Tournefortia con el fin de regenerar el tejido. Además de curar lesiones de pie diabético ha demostrado resultados exitosos en llagas.

El investigador también aseguró que para ayudar a que la sustancia funcione con rapidez, los pacientes deben seguir una dieta libre de carnes rojas, grasas, mantener sus índices de glucosa estables, una higiene óptima y la mejor disposición. “Eso marca la diferencia, si quieren mantener sus salud estable deben seguir esos parámetros”.

Los casos que hemos tratado han sido asombrosos, detalló el investigador. Por ejemplo: una persona llegó a la clínica de la Facultad de Ciencias Químicas con ulceraciones en las dos piernas, desde la espinilla hasta el talón y en siete meses se desinflamaron las extremidades, las heridas dejaron de supurar, oler mal y se logró que volviera a caminar de manera casi “normal”. El tratamiento lo inició en marzo de este año y se espera que para diciembre esté en condiciones de usar una tobillera”.

Vacuna contra el SARS

El síndrome respiratorio agudo grave (SRAG), también conocido por sus siglas en inglés SARS (de Severe acute respiratory syndrome), es una neumonía atípica que apareció por primera vez en noviembre de 2002 en la provincia de Cantón, China. Se propagó a las vecinasHong Kong y Vietnam a finales de febrero de 2003, y luego a otros países a través de viajes por medio aéreo o terrestre de personas infectadas. La enfermedad ha tenido una tasa promedio de mortalidad global cercana a un 13%.

En un estudio publicado hoy en la revista PLOS Pathogens, científicos del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC (CNB-CSIC), en España, explican cómo han conseguido modificar el virus del SARS para desarrollar una vacuna segura y 100% eficiente contra la enfermedad.

Ya en 2014, en el laboratorio del CNB liderado por el investigador Luis Enjuanes desarrollaron un primer candidato a vacuna. Este prototipo consistía en el virus del SARS vivo al que se le había eliminado el gen E de la envuelta para que permaneciera atenuado. Los científicos demostraron que esta vacuna proporcionaba una protección total en modelos animales de ratón frente a la reinfección por el virus virulento.

“Sin embargo, posteriormente detectamos un problema de seguridad con este candidato a vacuna, dado que con la replicación del virus en células o en ratones acumulaba cambios y revertía a su estado virulento. Esto significaba que nuestra vacuna no era segura”, explica Enjuanes.

La razón de esta reversión era que, al eliminar el gen E, también se eliminaba un motivo proteico muy importante para la replicación del virus y este evolucionaba hasta recuperarlo.

Patología de pulmón de ratones infectados con SARS-CoV con y sin el motivo PBM en la proteína E. 

Para evitar que esto ocurriera, en lugar de eliminar el gen E completamente, los científicos han eliminado pequeños fragmentos que no destruyen el motivo esencial para el virus. Así, han conseguido un virus atenuado que no recuperara su virulencia.

Además, con la intención de reforzar la seguridad de la vacuna, han introducido pequeñas deleciones en un segundo gen muy alejado del primero. De esta manera es muy poco probable que el virus sea capaz de recuperar su capacidad patogénica.

“Al entender los mecanismos moleculares que confieren patogenicidad al virus y evaluar la estabilidad genética in vivo hemos obtenido una vacuna muy prometedora contra el SARS que, además de ser eficiente, es segura” concluye Enjuanes.

Tratamiento eficiente contra la malaria

La química farmacéutica china Tu Youyou desarrolló una terapia totalmente eficaz contra la malaria mediante la modificación del proceso de extracción de una sustancia activa presente en la planta de ajenjo china Artemisia annua.

La artemisinina —también conocida como qinghaosu— y sus derivados a son una familia de fármacos que poseen la acción más rápida de todas los medicamentos comunes contra la malaria falciparum.Los tratamientos que contienen derivados del la artemisinina (terapias de combinación de artemisinina, ACTs) son hoy día el tratamiento estándar a nivel mundial para la malaria. El componente principal de la artemisinina es aislado de la planta Artemisia annua, una hierba descrita en la Medicina tradicional china.

Químicamente, la artemisinina es una lactona sesquiterpénica que contiene un puente peróxido inusual. Se cree que es este peróxido el responsable del mecanismo de acción de la droga. No se conoce ningún otro componente natural con un puente de peróxido similar.

Las terapias que combinan la artemisinina con algún otro fármaco antimalaria son los tratamientos preferidos no sólo por su efectividad, sino también por su tolerancia por parte de los pacientes.

Los fármacos elaborados con la sustancia activa artemisinina son el tratamiento más eficaz y seguro contra la malaria, una enfermedad que afecta a cerca de 200 millones de personas al año y mata a más de 500.000, principalmente niños africanos

La utilización de este medicamento se ha incrementado también en tratamientos contra la malaria vivax, y además se ha convertido en un tema de investigación en los estudios de tratamiento de cáncer.

La Artemisinina representa una nueva clase de agentes antipalúdicos que matan rápidamente a los parásitos de la malaria en una etapa temprana de su desarrollo, lo que explica su potencia sin precedentes en el tratamiento de la malaria severa.

Aplicación móvil para detectar cáncer de mama

Con el propósito de ofrecer una alternativa para la detección temprana de cáncer de mama, becarios del Centro de Tecnología e Innovación (Ctin) desarrollan una aplicación para dispositivos móviles o computadoras que, por medio de una cámara termográfica, permita identificar la presencia de tumores.

Basado en el análisis de imágenes termográficas y datos clínicos, con el uso de técnicas de visión e inteligencia artificial, estos jóvenes mexicanos plantean un método complementario no invasivo para la detección oportuna de este padecimiento, sobre todo en el sector primario de atención médica.

Thermy es el nombre del software que analizará las imágenes capturadas por la cámara infrarroja que muestra los patrones de calor y el flujo sanguíneo del cuerpo. Así detecta el proceso de angiogénesis que se presenta en el crecimiento de tumores producto de la formación de vasos sanguíneos nuevos a partir de los preexistentes, representado en aumento de temperatura. 

El equipo que desarrolla la app trabaja en la creación del algoritmo a partir de la base de datos sobre el cáncer de mama de la Universidad Federal Fluminense de Brasil.

Una vez que comprueben que tiene un éxito superior al 80 por ciento, el equipo de investigación conformará su propia base de datos con la toma de alrededor de 200 muestras de pacientes mexicanas para comprobar su efectividad en la población de México.

Regeneración dental

Un equipo de científicos de la Universidad de Harvard ha logrado impulsar la regeneración del tejido óseo maxilar mediante la exposición láser de las células madre de los dientes para que se desarrolle la dentina, el tejido duro parecido al hueso que se encuentra debajo del esmalte y constituye la mayor parte de la masa de un diente.

Según un informe de la Universidad de Harvard, solo son necesarios cinco minutos de exposición al láser para que comience el proceso de curación dentro de la boca. Doce semanas después, la nueva dentina se habrá formado. Este nuevo descubrimiento científico podría significar el fin de empastes y prótesis dentales, e incluso servir de base para procedimientos como la cicatrización de heridas y la regeneración ósea, entre otros.

Experimentación exitosa 

Para corroborar la teoría, el equipo recurrió al dentista Praveen Arany de los Institutos Nacionales de Salud (NIH) de Estados Unidos, quien taladró pequeños agujeros en los molares de ratones y trató la pulpa que contiene las células madre adultas con láseres de poca intensidad.

Aplicó una capa temporal y mantuvo a los animales confortables y sanos, y luego de 12 semanas, los rayos x de alta resolución confirmaron que el tratamiento de láser incentivó la formación de dentina.

Luego realizaron un estudio para determinar el mecanismo molecular exacto responsable de los efectos regenerativos en el tratamiento láser, y descubrieron que la proteína reguladora ubicua conocida como TGF-β1 es clave en el incentivo a las células para que produzcan dentina.

Nanoagujas

Un equipo de investigadores del Houston Methodist Research Institute de EEUU y del Imperial College de Londres ha desarrollado una clase de dispositivos nanométricos descriptibles como agujas inyectoras (nanoagujas), que impulsan a nuevos vasos sanguíneos a desarrollarse. La técnica, probada con éxito en ratones, en un futuro podría ayudar a hacer que órganos y nervios dañados se reparen a sí mismos, y a que órganos trasplantados prosperen con un riesgo de rechazo mínimo. Esto permitirá personalizar tratamientos para cada paciente, lo que proporciona una infinidad de posibilidades para la detección, el diagnóstico y la terapia de alteraciones en el organismo.

Esto serviría, por ejemplo, para curar zonas de la piel quedamas (las nanoagujas reprogramarían las células de esas áreas para que la lesión se recuperase con tejido funcional, en lugar de formar una cicatriz) o para cubrir órganos e implantes incorporados al cuerpo, y así promover su integración sana en el organismo.

La imagen muestra una célula humana individual (marrón) sobre un “bosque” de nanoagujas (azul). Esta espectacular imagen fue captada por los investigadores usando microscopía electrónica.

Funcionamiento y características 

Las nanoagujas funcionan liberando ácidos nucleicos a un área específica. Estos ácidos son los componentes básicos de todos los organismos vivos; y se encargan de codificar, transmitir y expresar la información genética. Los científicos están investigando formas de utilización de estos ácidos para reprogramar las células y que estas lleven a cabo diferentes funciones.

Las nanoagujas, por otra parte, son pequeñas estructuras porosas que actúan como una esponja, para cargar significativamente más ácidos nucleicos que cualquier estructura sólida. Esto hace que sean más eficaces en la liberación de su carga útil. Pueden penetrar en la célula, sin pasar por su membrana externa, para liberar los ácidos nucleicos sin dañar o matar a la célula.

Por último, las nanoagujas están hechas de silicio biodegradable, lo que significa que se pueden dejar en el cuerpo sin riesgo tóxico. El silicio se degrada en aproximadamente dos días, dejando sólo una cantidad insignificante de una sustancia inofensiva llamada ácido ortosilícico.

• El grupo de investigación aspira ahora a desarrollar un material similar a un vendaje flexible que contenga a las nanoagujas, para su aplicación en distintas partes del cuerpo, interna o externamente. En el área cubierta con este vendaje, las nanoagujas liberarían los ácidos nucleicos necesarios para reparar y restablecer la programación celular.

La imagen muestra células humanas (en verde) en nanoagujas (naranja). Los nanoagujas han inyectado ADN en los núcleos de las células (en azul). La imagen fue tomada por los investigadores con microscopía óptica. 

Experimentación y resultados 

En un experimento descrito en la revista Nature Materials, el equipo de científicos ha demostrado que se pueden liberar ácidos nucleicos de ADN y ácidos nucleicos de interferencia (siRNA) en células humanas, en laboratorio y con la ayuda de sus nanoagujas.

También han demostrado que se pueden suministrar ácidos nucleicos en los músculos del lomo de ratones, con esta misma técnica. En este caso, tras siete días, se produjo un incremento de seis veces en la formación de nuevos vasos sanguíneos en el ratón.

Además, esos nuevos vasos sanguíneos siguieron formándose durante un período de 14 días. La técnica, por otro lado, no causa inflamación u otros efectos secundarios dañinos.

Espermatozoides in vitro

Científicos franceses lograron crear espermatozoides in vitro a partir de células madre testiculares, una primicia mundial que, según este equipo de expertos, podría revolucionar a largo plazo el tratamiento de la infertilidad masculina. Desde aquel anuncio, el proyecto avanzó, se registraron patentes y presentaron la publicación de sus trabajos a una revista científica. Todo aquello con el aval del Centro Nacional francés de Investigaciones Científicas (CNRS).

Para lograrlo se necesitaron 20 años de investigaciones que permitieron alcanzar las condiciones de cultivo en las que pudieron transformarse espermatogonias -células inmaduras presentes en todos los varones, incluso en los impúberes, y que bajo condiciones normales se vuelven células espermáticas a partir de la pubertad- en espermatozoides. 

Se demostró que los espermatozoides pueden crearse a partir de tejidos obtenidos por biopsia de los testículos de hombre pero el proceso es relativamente complejo y su duración es de 72 días. Con muy pocos milímetros cúbicos de tejido testicular es posible crear un número más que suficiente de espermatozoides para realizar una fecundación in vitro que permita dar nacimiento a un niño.

El procedimiento ha sido bautizado como “Artistem”, y según Philippe Durand, científico promotor del proyecto, podría resolver "entre el 30% y 50%" de los problemas de infertilidad masculina. 

Regeneración del tejido cartilaginoso

La Secretaría de Ciencia, Tecnología e Innovación (Seciti) del gobierno de la ciudad de México presentó un proyecto que hace posible la reparación de lesiones del cartílago en la rodilla, una de las afectaciones más comunes causadas por accidentes de tránsito, deportivos o laborales.

1. En esta técnica el paciente es sometido a dos cirugías artroscópicas; la primera para tomar la biopsia del cartílago, de la cual se aíslan las células llamadas condrocitos.
2. Luego, al ser cultivadas en el laboratorio, estas se multiplican en millones para luego ser implantadas al paciente en una segunda operación.
3. El tejido nuevo implantado se integra al dañado y regenera la lesión del cartílago, después de hacer este procedimiento, el paciente puede integrarse a sus actividades en 15 días.

Este procedimiento permite resolver lesiones que pueden ser muy incapacitantes, que además de producir dolor, predisponen al desarrollo de osteartristis, que es el desgaste de la articulación y que puede llevar a resultados dramáticos, especialmente en pacientes jóvenes, los cuales podrían requerir de una prótesis con los costos y efectos que esto tiene a largo plazo.

Organoides cerebrales

El equipo liderado desde el Instituto de Biotecnología Molecular (IMBA) de la Academia Austriaca de Ciencias, ha conseguido desarrollar organoides cerebrales (grupos de células organizadas de forma parecida a un órgano natural) partiendo de un cultivo de células madre pluripotentes inducidas (que tienen el potencial de generar la mayoría de tejidos). 

Imagen de un organoide cerebral obtenida mediante microscopía de fluorescencia. En
verde, se observan las neuronas, y en magenta, las células progenitoras.

• Los fragmentos de este tejido se mantienen en un cultivo tridimensional y se embeben en gotas de un gel que actúa de base para que pueda crecer. Para favorecer la absorción de los nutrientes, transferimos después las gotas de gel a un biorreactor giratorio, y en unas tres o cuatro semanas ya están formadas y definidas las regiones cerebrales
• En los organoides cerebrales resultantes se pueden diferenciar regiones como corteza cerebral, retina, meninges o el plexo coroideo (porción del encéfalo que forma el líquido cefalorraquídeo).
• Después de dos meses de desarrollo, los minicerebros alcanzan su tamaño máximo, aunque pueden sobrevivir indefinidamente –en la actualidad hasta 10 meses– en el biorreactor giratorio.Según los investigadores, probablemente, y de momento, no crecen más debido a la falta de un sistema de circulación eficaz que lleve los nutrientes y el oxígeno al interior del organoide.

La investigación con organoides o ha permitido crear un modelo biológico mediante el cual se puede ver cómo se desarrolla una rara enfermedad llamada microcefalia. Los investigadores creen que esta referencia podría ser usada para tratar trastornos como el autismo o ir un poco más lejos en la tarea de comprender qué es la esquizofrenia y cómo curar estas enfermedades que afectan a millones de personas en todo el mundo.

Piel sintética

Científicos de la Universidad de Stanford (California) han desarrollado un prototipo de "piel artificial" mediante  materiales flexibles de semiconductores sensibles al contacto, con la finalidad de reproducir la sensibilidad de la piel humana, este nuevo avanze de la optogenética pretende mejorar la robótica para una mayor precisión y destreza en trabajos rudimentarios además de permitirle al usuario de extremidades prostéticas, erradicar el síndrome del miembro fantasma (afecta a 80% de los amputados).

 

• Los autores lograron convertir la presión estática de un objeto sobre la piel, en señales digitales comparables a los diferentes grados de resistencia mecánica que puede detectar la piel humana.
• Fueron capaces de transferir las señales sensoriales a las células cerebrales de ratones, lo que, según los investigadores, refuerza la esperanza de que las personas que usan prótesis puedan volver a percibir sensaciones en sus extremidades.
• El equipo de Stanford utilizó nanotubos de carbón en los sensores con microestructuras piramidales que, según los investigadores, son muy eficaces a la hora de transmitir las señales desde el campo magnético de objetos próximos al electrodo receptor en una forma que maximiza la sensibilidad.