lunes, 12 de octubre de 2015

El premio nobel de medicina 2015: la lucha contra las enfermedades parasitarias

Por: María G. Velarde Aguilar y Gilda Y. Andrade Michel

Ha llegado uno de los eventos más esperados del año para la comunidad científica mundial, la semana en la que la Real Academia de Ciencias Sueca da a conocer a los galardonados del Premio Nobel en sus distintas categorías: Medicina y Fisiología, Física, Química, Literatura, de la Paz y Economía.

Aunque para la premiación habrá todavía que esperar hasta el 10 de diciembre, cuando es el aniversario luctuoso de quien fuera su fundador, Alfred  Nobel, el inventor de la dinamita, que después de darse cuenta de que su descubrimiento era utilizado en la guerra, creó una fundación para administrar sus bienes y otorgar financiamiento a las investigación con mayor utilidad para la humanidad (ver edición Semanal de “El Comentario” número 140, páginas 22 y 23).

Ganadores del premio Nobel de medicina, Youyou Tu, Satoshi Omura y William Campbell
En esta ocasión el premio Nobel de Medicina será otorgado, a las terapias que han revolucionado el tratamiento de algunas de las enfermedades parasitarias más devastadoras para la humanidad: la Malaria, la ceguera de los ríos y la filariasis linfática. Lla china Youyou Tu descubrió la artemisina, un fármaco que ha reducido significativamente la mortalidad de personas que padecen Malaria. Por su parte, el irlandés William C. Campbell y el japonés Satoshi Omura descubrieron la avermectina, fármaco que ha reducido radicalmente la incidencia de la ceguera de los ríos y la filariasis linfática ambas producidas por nemátodos (gusanos redondos).

La lucha contra la Malaria

La Malaria es una enfermedad causada por un organismo de una sola célula (unicelular) del género Plasmodium, transmitido de persona a persona por  los mosquitos del género Anopheles. Una vez que se encuentran dentro del cuerpo humano, invade las células sanguíneas, causando fiebre y en casos severos daño cerebral y la muerte. Cada año unos 200 millones de personas se enferman de Malaria y medio millón muere, la mayoría niños y mujeres embarazadas.

La distribución de la ceguera de los ríos, la filariasis linfática y la malaria es similar y se muestra en color azul.
La manera tradicional con la que se trataba la Malaria era la cloroquina o la quinina, pero con pocos resultados. Hacia finales de los años 60s los esfuerzos por combatir la Malaria habían fallado y la enfermedad estaba en repunte. En esa época, la ahora laureada Youyou Tu se basó en la medicina tradicional china y desarrolló una terapia novedosa a partir de los extractos de la planta Artemisia annua, la cual había sido utilizada por milenios para la cura de fiebres. Tu fue la primera en demostrar que el componente activo de A. annua, posteriormente llamada artemisina, era efectivo al matar rápidamente los parásitos causantes de la malaria en etapas larvarias.

Youyou Tu purificó a la artemisina a partir de la planta Artemisia annua, la cual demostró ser un efectivo fármaco contra la malaria.

Hoy en día la artemisina es el fármaco más efectivo y potente para tratar la Malaria, y es utilizado a lo largo de todo el mundo. Al ser utilizado en una terapia combinada con otros fármacos, se estima que reduce la mortandad por Malaria hasta en un 20% de manera general, y más del 30% en niños. Esto significa que tan solo en África se están salvando 100,000 vidas cada año.

La batalla contra los nemátodos parásitos

Los nemátodos (gusanos redondos) son un grupo de organismos que causan enfermedades en casi un tercio de la población mundial, particularmente África, Asia y América. Ejemplo de ello son la ceguera de los ríos (oncocercosis) y la filariasis linfática (elefantiasis).

La oncocercosis es provocada por el gusano Onchocerca volvulus y se transmite por la picadura de moscas negras, que se crían en ríos rápidos y arroyos. Una vez que se encuentran dentro del cuerpo, las larvas migran a la piel, los ojos y otros órganos. Entre los síntomas se encuentran la comezón intensa y lesiones en la piel, algunas personas presentan lesiones en los ojos, lo que puede provocar discapacidad visual y ceguera permanente.

La elefantiasis es una enfermedad causada por nemátodos que son transmitidos por mosquitos, en el cuerpo humano provocan inflamación escrotal y de las extremidades posteriores, lo que provoca discapacidad permanente. Se estima que 25 millones de hombres padecen la enfermedad genital y más de 15 millones sufren la inflamación de extremidades.

Satoshi Omura es un microbiólogo japonés experto en el aislamiento de productos naturales, particularmente de las bacterias Streptomyces, las cuales habitan en el suelo y producen un gran número de sustancias antibacterianas, entre las que se encuentran la bien conocida estreptomicina. Omura aisló nuevas cepas de Streptomyces que parecían ser muy promisorias contramicroorganismos patógenos.

La avermectina, demostró tener efecto contra los nemátodos parásitos. Posteriormente fue modificada a ivermectina para mejorar su efecto.

Al otro lado del mundo, en Estados Unidos, William C. Campbell, un experto en parasitología,  estudió la eficacia de las cepas aisladas por Omura y descubrió que el componente de una de las cepas era muy efectivo contra parásitos de animales tanto domésticos como de importancia económica. Ese componente fue llamado avermectina, y posteriormente fue modificado químicamente para que fuese más potente y recibió el nombre de ivermectina. Este último fue probado en humanos con excelentes resultados contra las larvas de los gusanos (microfilarias).

Publicado en la edición semanal de El Comentario  
lunes 12 de octubre de 2015 
Número 225, páginas 24-25

Fuentes:

1.  The 2015 Nobel Prize in Physiology or Medicine - Press Release. Nobelprize.org
2.  Organización mundial de la salud- http://www.who.int/es

Fotografías:

www.nobelprize.org

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lunes, 21 de septiembre de 2015

Semillas para el “Arca de Noé”

Por Gilda Y. Andrade Michel y María Guadalupe Velarde Aguilar

¿Imaginas un mundo sin frijoles, sin maíz o sin trigo? Pues déjame decirte mi estimado lector que puede ser posible y lo que fortalece esta posibilidad es entre otras cosas, la vulnerabilidad de algunos cultivos, los suelos erosionados, las condiciones de sequía, la contaminación ambiental, la pérdida de hábitat y la introducción de plantas exóticas. Aunque suene apocalíptico, en nuestros días hay que tener un plan de emergencia para asegurar un futuro en el que nuestros tataranietos puedan disfrutar de unos frijoles de la olla con sus respectivas tortillas y su chile molcajeteado.

Semillas para el futuro
Para evitar la extinción de especies de plantas, los científicos ya tienen su plan de emergencia que consiste en el resguardo de semillas, ya sea en una colección o banco donde se depositen (libres de impurezas y bajo condiciones especiales); o mediante su cultivo en campo. Existen más de 1500 bancos en aproximadamente 150 países.

Destrucción de colecciones
Las condiciones que debe tener una colección, son entre otras, una temperatura muy baja, ambiente estéril y baja humedad. Muchas colecciones muy importantes en el mundo se han perdido a causa de daños por guerras, saqueos, fenómenos naturales o por el mal funcionamiento de equipos que mantienen baja temperatura y humedad; por eso la comunidad científica apoyada por la ONU propuso la creación de una colección especial.

A prueba de catástrofes
La Bóveda Global de Semillas de Svalbard también conocida como “la Bóveda del fin del mundo” tiene una ubicación muy al Norte del globo terráqueo (se planeó en un lugar remoto para conferirle seguridad), dentro de una montaña en una Isla de Noruega. Sus instalaciones están diseñadas a prueba de fallos ya sea ocasionados por la naturaleza o por el hombre. Otra característica de esta bóveda es que se encuentra en una zona geológica estable, con bajos niveles de humedad y por encima del nivel del mar (en caso de inundaciones).

Conservando a bajas temperaturas
Esta colección tiene la particularidad de aprovechar el permafrost (capa de hielo que permanece congelada) y la roca gruesa para mantener a bajas temperaturas las muestras; todas las semillas que se encuentren almacenadas tendrán la función en un futuro, de servir como garantía para el consumo de alimentos a nivel mundial  asimismo representarán una fuente de semillas de una gran variedad de cultivos que tienen éxito en la actualidad y podrán satisfacer las demandas alimentarias de la población futura.


¿Espacio suficiente?
La Bóveda de Svalbard tiene la capacidad de almacenar hasta 4.5 millones de variedades de diferentes cultivos, cada cultivo contendrá 500 semillas en promedio, esto significa que es posible almacenar 2.5 mil millones de semillas. En la actualidad ya tienen 830 mil muestras de varios países; algunas de alimentos básicos como el maíz, arroz, trigo, variedades de frijol y papa, sorgo, berenjena, lechuga y cebada.

Proceso largo de selección
Para completar la colección, se requiere de mucho trabajo, porque el proceso comienza desde la selección de los cultivos en campo pasando por la separación de la semilla de mejor calidad de sus frutos, la limpieza y verificación de su viabilidad bajo microscopio, técnicas de secado, colocación en una colección y transporte hacia la Bóveda en Noruega; una vez en la temperatura ideal (-18 °C), se deben empaquetar correctamente dentro de bolsas de papel aluminio de tres capas,  se sellan en dependencia del tipo de semilla, siempre manteniendo bajos niveles de humedad y temperatura para que las semillas tengan actividad metabólica baja manteniéndolas viables durante períodos de tiempo prolongados (hasta mil años).



¿Qué tipo de semillas se pueden guardar en esta colección?
A pesar de que en un principio se almacenaron sólo las de importancia para la seguridad alimentaria y la agricultura mundial sostenible, en febrero de este año se depositaron las primeras semillas de árboles de bosque, de este modo se abren las puertas a una vasta gama de especies vegetales. Cada país o institución tiene derecho a depositar y retirar sus semillas, las semillas que allí se guardan son “copias de seguridad” esto quiere decir que se reciben semillas que ya estén resguardadas en otra colección. Esto representa una importante alternativa para la lucha contra la extinción de especies vegetales.

Alternativa más accesible
En India también tienen una colección de semillas aprovechando las condiciones permafrost. Se encuentra al oeste del Himalaya en Chang-La a 5360 metros sobre el nivel del mar, el rango de temperatura a la que se encuentraes de -4 a -40 °C, y la humedad es menor al 20%, estas condiciones son idóneas para guardar semillas por un largo período de tiempo además está de más fácil acceso que la de Noruega.

En México
En nuestro país existen más de 18 colecciones entre ellas podemos encontrar a la Colección de Semillas de la Facultad de Estudios Superiores (FES) Iztacala de la UNAM, que desde hace ya más de 10 años almacena alrededor de 1300 especies de plantas nativas del desierto mexicano. También contamos con una colección de reciente creación en Jalisco (2012): el Centro Nacional de Recursos Genéticos perteneciente a la SAGARPA con alrededor de 20,500 semillas mexicanas y extranjeras de importancia agrícola y forestal.









Publicado en la edición semanal de El Comentario  
Lunes 21 de septiembre de 2015
Número 222, páginas 15 a 17

Fuentes:
Juárez, C. 2011. Tesoro en el Congelador. UNAMirada a la Ciencia.
Imágenes:
Photopin
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lunes, 7 de septiembre de 2015

Códigos de barras para catalogar la vida

Por: María G. Velarde Aguilar y Gilda Y. Andrade Michel


El pasado 18 de agosto dio inicio la 6ta Conferencia Internacional de los Códigos de Barras de la Vida, en las instalaciones de la Universidad de Guelph en Ontario, Canadá. Y durante una semana, científicos de todas partes del mundo intercambiaron experiencias  e información relacionada con la identificación de especies biológicas, a través de códigos de barras genéticos.

Es por ello que aprovechando este importante acontecimiento, en esta ocasión queremos platicar acerca de esta importante iniciativa, cuyo objetivo principal es catalogar la vida de nuestro planeta, y en la cual nuestro país ha sido un elemento muy importante desde sus inicios.






Universidad de Guelph, sede de la 6ta Conferencia Internacional
de los Códigos de Barras de la Vida

ADN para identificar especies

La identificación y descripción de nuevas especies es una de las tareas medulares de la biología, con la taxonomía como disciplina encargada de dicha labor, sin embargo, dada la enorme diversidad de la vida (más de 1 millón 729 mil especies descritas, aunque se calcula que puede haber 10 millones o más) no es tarea fácil.

De hecho, se requiere un cierto grado de experiencia e inversión considerable de tiempo para poder realizar la identificación de una especie por métodos tradicionales como la observación de características morfológicas de los especímenes. Además, estos métodos tienen la enorme desventaja de que la identificación de especies se basa en ejemplares completos, adultos, en algunos casos sólo en machos, y en el caso de las plantas en las inflorescencias, por lo que si se cuenta con un ejemplar fragmentado, una larva, un bulbo, una hembra, etc., prácticamente es imposible identificar el espécimen en cuestión.

Es por ello que en los últimos años el uso del ADN (ácido desoxiribonucleico) como herramienta de identificación de especies ha tenido un gran auge dentro de la comunidad científica debido, entre otras cosas, a su rapidez, bajo costo y a que es un método muy sensible y poco invasivo, que requiere de utilizar sólo una pequeña cantidad de tejido que puede provenir de sangre, pelos, plumas, hojas, etc.

¿Códigos de barras?

El ADN tiene la ventaja de estar presente en cada célula de los seres vivos, permanece constante a través del desarrollo, puede preservarse durante mucho tiempo bajo condiciones adecuadas, y algunas regiones de su secuencia varían lo suficiente para distinguir a una especie de otra.

En el año 2003, el investigador canadiense Paul Hebert y sus colaboradores, tomando en consideración las bondades de esta molécula, e inspirados en cómo un código de barras identifica a cada producto en el supermercado, dieron a conocer la idea de utilizar un pequeño fragmento de ADN, de aproximadamente 650 nucleótidos, para identificar especies de una forma fácil y rápida, y crear una base de datos internacional donde investigadores de todo el mundo aporten conocimiento acerca de la biodiversidad de sus países.

Dicha iniciativa recibe el nombre de Códigos de Barras de la Vida (Barcode of Life) y a tenido gran aceptación e impulso a través de todo el mundo, de modo que a la fecha se han obtenido códigos de barras de 280,872 especies de animales, 102,309 de plantas, 27,858 de hongos y 5,744 de protistas (organismos unicelulares).

Esta herramienta de identificación de especies es útil no sólo para los científicos, sino también para la sociedad, puesto que se puede utilizar para detectar fraudes en la industria alimenticia o herbolaria; para detectar tráfico ilegal de especies que no puedan ser reconocidas a simple vista (ver número 142); para investigaciones forenses en las que esté implicado algún animal o planta, por ejemplo determinar muertes causadas por plantas venenosas; o para detectar plagas en las fronteras y evitar que se expandan a otros países.

¿Qué hay de México?


Participantes mexicanos en la 6ta Conferencia Internacional de Códigos de Barras

Desde el 2010 en México se creó una red formada por más de 100 científicos de todo el país, que participan en la creación de códigos de barras de especies mexicanas. El trabajo que han realizado ha sido tan destacado que México ocupa el décimo lugar a nivel mundial en cuanto a generación de códigos de barras.


La gran labor de nuestro país en esta iniciativa se vio reflejada en su nutrida participación durante la 6ta Conferencia Internacional de Códigos de Barras, en la que se presentaron más de 15 trabajos acerca de diversos grupos biológicos como abejas, mosquitos, nemátodos, peces, mamíferos y plantas.



Publicado en la edición semanal de El Comentario  
lunes 7 de septiembre de 2015 
Número 220, páginas 22-23 


Fuentes:

1.  Oceguera-Figueroa, A. y León-Régagnon, V. 2009. Códigos de Barras para identificar a los seres vivos. Revista ¿Cómo ves? 131: 10-14.   
2. www.barcodeoflife.org

Fotografías:

Maria G. Velarde 

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