EL VIH, MOLÉCULA A MOLÉCULA

Cada año, la revista Science, y la Fundación Nacional de Ciencia de Estados Unidos, patrocinan un concurso internacional de ciencias e ingenierías (Science and Enginereeing Visualization Challenge), que busca premiar a la mejor animación, en 3D, que haga alusión a un tema en específico. En la edición de 2010, el jurado otorgó el primer premio a los creadores del primer modelo más detallado jamás realizado del virus de la inmunodeficiencia humana.

Modelo, en 3D, del virus VIH./Fuente: www.scientificamerican.com

Esta imagen se la debemos a un equipo dirigido por el ruso Ivan Konstanttinov, que analizó datos publicados en más de un centenar de revistas científicas para representar digitalmente el virus del modo más real posible. La imagen se ha representado con un código de dos colores: el naranja para representar las proteínas del virus, y, el gris, para las tomadas del hospedador.

En el este enlace podéis apreciar la imagen con más detalle e, incluso, rotarla 360º.

Una nueva cepa de E. Coli

Investigadores del Instituto de Genómica de Pekín y de la Universidad de Hamburg-Eppendorf han señalado que esta nueva cepa, que ya ha causado al menos 25 muertes en Europa (24 en Alemania y uno en Suecia), no es fruto de una mutación sino que ha surgido de un cruce de dos cepas ya conocidas. El 80% de los genes de esta nueva cepa los aporta E. coli 0104 y el resto, provienen de otra cepa, que aporta entre otros el gen vtx2a que codifica la toxina shigatoxina 2. Esta toxina provoca una reacción autoinmune que agrava la enfermedad. Además presenta otros genes que la hacen resistente a diferentes antibióticos.

Estas características la hacen más agresiva que las cepas ya conocidas de E. coli enterohemorrágico (EHEC). Como ya hemos dicho presenta resistencia a un alto número de antibióticos, es capaz de adherirse mejor al intestino para permanecer más tiempo en el interior del organismo y, también, produce una toxina más virulenta. Además, la infección evoluciona rápidamente hacia la insuficiencia renal.

Este tipo de intercambio o adquisición de material genético es bastante habitual en bacterias, lo que aumenta considerablemente su variabilidad genética y, en algunos casos, resulta un serio problema para la salud pública.

¿Pero es posible eliminar las bacterias de los alimentos?  Sí, para eso disponemos de los biocidas. Pero a pesar de la amplitud de uso de este tipo de sustancias, en el ámbito alimentario se ha decidido, por el momento, establecer un uso restringido. Recientemente se ha presentado en sociedad un nuevo producto biocida compuesto por polvo de vidrio que, según asegura el investigador del CSIC José Serafín Moya, ha demostrado ser eficaz para luchar con un amplio espectro de microorganismos. El autor de esta investigación asegura que el polvo de vidrio "fulmina en 24 horas las bacterias de cualquier cepa de E. coli, pues destruye la membrana celular. Una vez que la rompe, la bacteria muere".

¿Estaremos ante el biocida universal que, además de económico, no es tóxico para la salud ni para el medio ambiente? El tiempo lo dirá.

Las bacterias de las hamburguesas: E. coli O140:H y O157:H7

     

      De las más de 200 variedades de bacteria Escherichia coli que existen, las cepas O140:H y O157:H7 son típicas del intestino de las vacas. No son patógenas para ellas, en vacas son tan inocuas como para nosotros son las cepas típicas humanas. Pero provocan una peligrosa infección cuando llegan al intestino humano. Estas cepas, pertenecientes al grupo de cepas de E. coli enterohemorrágicas (ECEH, que causan diarreas con sangrado en el intestino, fiebre, vómitos y más adelante fallo renal e incluso la muerte), producen una toxina llanada shiga y son contaminantes ocasionales de la carne mal manipulada. 

      La vía de contaminación mas habitual por este microorganismo suele ser el consumo de alimentos que hayan entrado en contacto con materia fecal de animales portadores de E. coli, bien de forma directa (carne con heces en el matadero) o indirecto, en el proceso de manipulación y transporte (agua contaminada con heces que se usa posteriormente para lavar los alimentos o para limpiar los almacenes).

      Aunque, esta bacteria, es de origen animal, tiende a fijarse en las hojas de espinacas. lechugas, rúcula, coles, tomates o en la superficie de los alimentos, donde es capaz de sobrevivir de 10 a 20 días. Para que las bacterias hagan ese viaje de la inocuidad a la patogeneicidad se requieren dos errores consecutivos en la manipulación de la carne. Dado que el origen es siempre fecal, requiere que la carne se infecte en el proceso de evisceración, generalmente por una mala manipulación en el matadero; si después se cocina poco -o si se mezcla con otros alimentos que se van a comer crudos- la bacteria puede llegar al intestino humano.

 

      Las bacterias E. coli son muy sensibles al calor, y esto también caracteriza a las cepas enterohemorrágicas. Incluso una carne contaminada en el matadero sería inocua si estuviera bien cocinada. Si la carne -previamente contaminada en el matadero- se manipula cruda en una mesa y después se hace una ensalada sobre la misma mesa sin haberla limpiado previamente, las bacterias de la carne pueden acabar contaminando los alimentos que no se van a cocinar antes de su consumo.

      La OMS recomienda que se observen las máximas reglas de higiene posible, no solo en la preparación y consumo de alimentos sino en la cadena de producción ya que es muy importante que los productores utilicen agua limpia en los cultivos para que no se pueda producir contagio a través de agua que pueda estar contaminada con bacterias fecales de un animal.

La toxina botulínica

La toxina botulínica es una neurotoxina elaborada por una bacteria anaeróbica Gram positiva denominada Clostridium botulinum. La ingestión de alimentos contaminados por toxina botulínica preformada produce botulismo, una enfermedad que se caracteriza por el desarrollo de alteraciones vegetativas (sequedad de boca, náuseas y vómitos) y parálisis muscular progesiva. En ocasiones, la ingestión de mínimas cantidades de toxina puede ser fatal y provocar la muerte del paciente por parálisis de la musculatura respiratoria. Su dosis letal es de 9,4 nanogramos/kg, es decir que 0,00005 mg matarían a una persona de 100 kg.

La primera aplicación clínica de la infiltración local de toxina botulínica se realizó en 1977 como tratamiento corrector del estrabismo. Desde entonces, su uso se ha extendido no solo en el ámbito médico sino también en otras áreas como en la estética. En medicina se usa especialmente para el tratamiento de las distonías, trastornos del movimiento en los cuales contracciones sostenidas de los músculos causan torceduras y movimientos repetitivos o posturas anormales. También se están realizando estudios experimentales y clínicos para aplicar la toxina botulínica en el tratamiento de la hiperhidrosis (sudoración excesiva) y la sialorrea (excesiva formación de saliva).

El nombre comercial de esta toxina es el Botox.  ¿Quién no ha oído hablar de este producto antiarrugas?Esta toxina segregada por C. botulinum, con efectos paralizantes en los músculos, para la eliminación de arrugas debe inyectarse sólo en el tercio superior del rostro, pues si no podría afectar a los gestos, los movimientos faciales o a la respiración. Algunos de los primeros beneficiarios del Botox comprobaron que no sólo rejuvenecía su aspecto, sino que también atenuaba su dolor de cabeza. Para que sea efectiva esta toxina como analgésico se aplica en el entrecejo, las sienes o la nuca, las zonas donde suele dar comienzo la jaqueca o la migraña. La relajación muscular que produce esta neurotoxina  produce el alivio.

Nuevo uso: arma biológica

Debido a que es la primera toxina biológica autorizada para ser usada en tratamientos de enfermedad humana, también, puede ser usada como arma biológica en nubes de aerosol o agregada en los alimentos.  Varios grupos terroristas han recurrido a su uso como arma biológica dispersando aerosoles en múltiples sitios de Tokio e instalaciones militares norteamericanas. Estos ataques fallaron por mala técnica microbiológica, deficientes equipos generadores de aerosoles o sabotaje interno.



"House" ha sacado a la luz el lupus, una enfermedad que la gente oculta

Hoy se celebra el Día Mundial del Lupus, una enfermedad crónica autoinmune que afecta a 5 millones de personas en el mundo, sobre todo mujeres jóvenes en edad fértil, por eso las asociaciones de enfermos reclaman "aumentar la sensibilización social, mejorar los servicios de salud para los pacientes, fomentar la investigación de las causas y cura, así como potenciar el diagnóstico precoz y los tratamientos y emprender estudios sobre el impacto global que afecta al enfermo y a su entorno".

¿Pero que es el lupus? Si os digo que es una enfermedad autoinmune, probablemente no os diga mucho. Vayamos poco a poco.

Las enfermedades autoinmunes afectan al sistema inmunitario. Y una característica de este sistema es su capacidad para diferenciar las moléculas del propio organismo de las extrañas, contra las que reacciona. A este fenómeno lo denominamos tolerancia inmunológica.

Esta tolerancia se consigue durante el desarrollo embrionario por diversos mecanismos; uno de los más importantes es la delección clonal, proceso que elimina los linfocitos inmaduros T y B autorreactivos, capaces de reaccionar contra las propias estructuras. Este proceso se desarrolla en los órganos linfoides primarios, en especial el timo..

A veces, estos mecanismos fallan y se rompe la tolerancia a lo propio; entonces, el sistema inmunitario, con anticuerpos producidos por los linfocitos B o mediante los linfocitos T,ataca las células del propio organismo y causa las enfermedades autoinmunes.


Las enfermedades autoinmunes se dividen en dos grandes grupos:

• Enfermedades órgano específicas, en las que los anticuerpos se dirigen contra un determinado órgano o un tipo celular concreto de un órgano determinado. Algunas de estas enfermedades son la diabetes mellitus, la anemia perniciosa, la miastenia grave, la esclerosis múltiple,...

• Enfermedades no órgano-específicas o sistémicas, en las que los anticuerpos se dirigen contra estructuras diseminadas por todo el organismos. Algunas de ellas son el lupus eritematoso, la artritis reumatoide, etc.

• Algunas enfermedades, como la cirrosis biliar primaria, la hepatitis autoinmune, etc., son difíciles de englobar en uno u otro grupo.
  

Si queréis más información sobre esta enfermedad, podéis leer estos artículos que han aparecido en la prensa: Unas 2.000 mujeres vascas de 15 a 40 años sufren lupus o enfermedad de 'House'.

Llega la vida sintética

¿Biología sintética? Suena a ciencia ficción, de esa en que un científico loco juega a ser dios.

El pasado mes de mayo un grupo de científicos, encabezados por J. Craig Venter, anunció la construcción de la primera bacteria con ADN artificial. Se trata de un paso de gigante en la carrera para crear nuevos seres en el laboratorio, que surge de tras una serie de pasitos.

En junio de 2007, el equipo encabezado por John Glass, del Instituto Venter, conseguía transformar la bacteria Mycoplasma capricolum en otra, Mycoplasma mycoides. Para ello, aislaron y purificaron el genoma completo (una molécula circular de ADN) de la bacteria Mycoplasma mycoides y lo introdujeron en células de una especie cercana, Mycoplasma capricolum. Convirtieron así a una bacteria de una especie en una de otra especie.

Y en enero del año siguiente, Venter y H. Smith- premios Nobel, en 1978- anunciaban la creación del primer ADN sintético a partir de Mycoplasma genitalium.

El pasado mes de mayo daban el paso final: la creación por primera vez de un organismo sintético. Para fabricar Mycplasma mycoides JCVI-syn 1.0- o Synthia, como la han bautizado cariñosamente sus creadores. Lo que han hecho estos investigadores ha sido reprogramar una célula de la bacteria Mycoplasma capricolum, introduciéndole el genoma completo de otra especie, Mycoplasma mycoides, y lograr que viviera y se reprodujera establemente. La gracia de este experimento consiste en que el genoma transplantado había sido fabricado de manera completamente sintética, a partir de la información almacenada en una computadora.

Células artificiales creadas por Craig Venter. Science

Las bacterias así obtenidas crecen y se reproducen, nada más. Aunque conceptualmente Synthia no aporta nada, desde el punto de vista tecnológico es un gran avance, especialmente, por la dificultad que supone manipular grandes trozos de ADN.

Hay investigadores empeñados en ir más lejos: construir vida desde cero, para sí comprenderla.

¿Será, por fin, el ser humano capaz de crear vida diseñada a su antojo? Las altas instancias de la iglesia católica italiana han mostrado su perplejidad y su inquietud por la creación de la primera célula viva dotada de un genoma sintético. ¿Tú qué opinas?

Una fotografía...(saca tus propias conclusiones)

Ya se que este vídeo no es de Biología, pero me gustaría que lo vieseis. Es un corto de unos cinco minutos y se titula "La fotógrafa". ¡¡Impresionante!!.

El "suicidio" moral de la humanidad al olvidar la ética para pasar a la "estética"...

Que cada uno de vosotros saque sus propias conclusiones de este corto, que bien podría ser un documental muy representativo sobre aquello en lo que nos estamos convirtiendo...