Cien años después de la «bala mágica»

La exhaustiva utilización de los antimicrobianos antibacterianos en nuestra sociedad ha conllevado el incremento de la prevalencia de cepas bacterianas patógenas en diferentes ambientes, incluyendo el nosocomial. Estas cepas aumentan de forma importante el riesgo sanitario para animales y hombres, así como un incremento en el coste de la aplicación de programas de antibioterapia. En 2016, los Dres. Wencewicz y Shapiro de la Universidad de Washington en Sto. Louis han ideado e implementado una nueva estrategia para el control de las «superbacterias» multirresistentes, consistente en el diseño de antimicrobianos contra determinados factores de virulencia de los patógenos bacterianos. El procedimiento se ha estudiado en los sideróforos (mecanismos de captación de hierro) de un patógeno oportunista Gram-negativo, Acinetobacter baumannii. Aunque solo se ha desarrollado un antimicrobiano antivirulencia contra los sideróforos, hay esperanzadoras perspectivas de que puedan diseñarse nuevos antimicrobianos contra otros factores de virulencia, como por ejemplo, enzimas degradadotas de antibióticos, cápsulas bacterianas, bombas de eflujo, proteínas de adhesión, etc.

Enfermedades raras con angiogénesis desregulada

Las enfermedades raras son un conjunto sumamente heterogéneo de varios miles de patologías que tienen como único vínculo su baja prevalencia (menos de 5 casos por cada 10.000 habitantes, según la definición empleada por la Unión Europea, UE). Cada una por separado afecta a un pequeño porcentaje de la población (y ese ha sido el principal motivo por el que han estado insuficientemente atendidas hasta hace relativamente pocos años). Sin embargo, en global afectan a un 5-7% de la población de países desarrollados, lo que se traduce en cerca de 30 millones de afectados en la UE-27 (más de 3 millones en España) […]

figura1

Un caudaloso río de carbono

La ruta de biosíntesis del aminoácido fenilalanina, así como las posteriores rutas que conducen a la biosíntesis de un amplísimo abanico de compuestos de gran interés biológico y económico, son responsables de uno de los mayores flujos metabólicos en la biosfera. Paradójicamente, los mecanismos metabólicos y la regulación de estas rutas han sido insuficientemente estudiadas en décadas pasadas en parte debido a la complejidad de las mismas. En los últimos años se han producido avances significativos en nuestro conocimiento de estas rutas y su regulación a distintos niveles. Estos avances suponen la base para futuras mejoras biotecnológicas en áreas tan diversas como la generación de biomasa, la mejora de cultivos de interés nutricional o la producción de madera.

figura1

Una asignatura pendiente: la normalización de la RT-qPCR

En los últimos años, la biología molecular ha pasado por una serie de revoluciones técnicas. La RT-qPCR es una técnica con un papel principal en una de estas revoluciones. Desde su aparición, los análisis de expresión génica se han vuelto cuantitativos, más baratos y más rápidos, por lo que son más populares en la comunidad científica, difundiendo su uso por todos los laboratorios. Sin embargo, la técnica no es tan sencilla como la mayoría de los investigadores piensan. La incorrecta implementación de la RT-qPCR conduce a resultados inconsistentes e irrepetibles. Sin embargo, incluso en este momento, hay investigadores haciendo esfuerzos para reorientar esta situación estableciendo una serie de directrices como en el caso de las normas MIQE. Uno de los temas más problemáticos es la estimación de la expresión génica mediante la normalización de los resultados crudos de RT-qPCR. Por lo general, casi todos los investigadores consideran que la normalización se debe realizar utilizando genes de referencia con expresión estable en cada condición o tejido, los denominados genes «constitutivos». Sin embargo, este concepto ha sido superado por la experiencia que muestra que la selección de los genes de normalización debe lograrse a través de procedimientos experimentales siguiendo un «código de buena conducta» como las directrices MIQE.

Antibióticos, algo más que armas defensivas y de ataque

El descubrimiento de los antibióticos abrió una nueva era en la medicina al reducir las muertes por infecciones. Pero, además, los antibióticos actúan en el ambiente mejorando la eficacia biológica de la bacteria que los produce. Ejercen varios efectos a concentraciones por debajo de la inhibitoria, actuando en un proceso de hormesis, es decir, desencadenado distintas respuestas en función de la concentración. Estas respuestas incluyen la formación de biopelículas, la movilidad bacteriana y las funciones nutricionales. Estos nuevos descubrimientos deben cambiar la visión antropocéntrica que tenemos de los antibióticos.

figura1

La evolución de ácidos nucleicos in vitro: desde la investigación sobre los orígenes de la vida a las aplicaciones biotecnológicas

Gracias al desarrollo de la selección in vitro de ácidos nucleicos se han descubierto nuevas capacidades funcionales del RNA, aumentando así la plausibilidad de la hipótesis del «Mundo RNA». Esta metodología también ha permitido obtener aptámeros de RNA y ssDNA, que se unen a diferentes moléculas diana con elevada afinidad y especificidad. Actualmente, los aptámeros…

figura1

Mejora de especies forestales mediante transformación genética

Los bosques son componentes esenciales del ecosistema y desempeñan un papel fundamental en el cambio climático. El pino marítimo (Pinus pinaster Ait.) es la especie más extendida en el mediterráneo occidental y actualmente forma parte de numerosos programas de reforestación. Nuevas herramientas biotecnológicas para la mejora del pino marítimo, tales como la embriogénesis somática (ES), ofrecen nuevas oportunidades en el campo de la propagación in vitro e ingeniería genética. La ES proporciona una de las vías principales para la mejora genética de especies forestales y una poderosa herramienta para incrementar la producción y calidad de la madera.

figura3

Envejecimiento Cerebral: ¿Un proceso irreversible?

La población mundial está envejeciendo rápidamente. El envejecimiento cerebral conlleva un deterioro de la memoria y la función cognitiva, que no se asocian con una pérdida masiva de neuronas sino con cambios sinápticos y con una reducción de la población de células madres/progenitoras neurales y del proceso de neurogénesis. La edad es el principal factor de riesgo para desarrollar la enfermedad de Alzheimer (AD), un trastorno neurodegenerativo devastador que culmina en un estado de demencia y total dependencia de los pacientes y para el cual aún no existe un tratamiento farmacológico efectivo…

La lucha contra el envejecimiento: un problema científico y filosófico

No hay por el momento una explicación simple y unánimemente aceptada de las causas del envejecimiento. Es posible que no exista siquiera una explicación única, y que las causas del envejecimiento tengan orígenes muy diversos. No obstante, el avance en el conocimiento de estas causas, por diversas que sean, abren las puertas para proporcionar un alargamiento significativo de la vida. Pero esto genera preguntas de orden moral y social a las que conviene encontrar respuestas.

Figura2

¿Es posible el rejuvenecimiento celular?

El envejecimiento es un proceso gradual e intrínseco de las células influenciado por las condiciones de vida, donde se altera la homeostasis celular. La generación de iPSCs permitió reprogramar e incluso, rejuvenecer las células. Por otro lado, las herramientas de edición genómica como CRISPR/Cas9 junto con cambios en el medio de cultivo podrían usarse para producir iPSCs de individuos envejecidos. En este artículo se muestra cómo estas dos tecnologías revolucionarias podrían emplearse para tratar enfermedades asociadas al envejecimiento.

¿Podría la restricción calórica prolongar la vida en humanos?

La restricción calórica, o la reducción de la ingesta calórica sin malnutrición, es actualmente una de las intervenciones más interesantes y controvertidas en el campo de la biogerontología. Es conocida por ser la única que extiende la vida máxima en una amplia gama de especies, incluyendo mamíferos. Varios experimentos han demostrado la eficacia de la restricción calórica. Sin embargo, los efectos secundarios y las implicaciones a largo plazo están aún por determinar en los humanos. A continuación exponemos algunos de los experimentos más importantes realizados hasta el momento en mamíferos y discutimos sobre el impacto potencial que este tipo de intervenciones tendrían en la sociedad futura.

Figura 2. El tiburón de Groenlandia (Somniosus microcephalus). Este es el vertebrado más longevo conocido, ya que se ha estimado la edad de algunos ejemplares en 400 años. Imagen de dominio público. Fuente: NOAA Okeanos Explorer Program.

Envejecimiento animal

Hacemos una revisión del concepto de envejecimiento en los Metazoos y mostramos la existencia de una gran diversidad de casos que impiden establecer una regla general para este concepto en el Reino Animal. Describimos casos de especies en las que no existe envejecimiento, otras que muestran senescencia insignificante y otras en las que se producen fenómenos de senescencia con disminución o desaparición de la fecundidad. Discutimos también las distintas hipótesis para explicar la conservación evolutiva de procesos de senescencia que disminuyen la aptitud del individuo, así como los mecanismos fisiológicos implicados en dichos procesos.

libro

Orígenes. El universo, la vida, los humanos

Orígenes. Si algo ha llamado especialmente la atención a la humanidad son las cuestiones relativas al origen del Universo, a la aparición de la vida en la Tierra y al origen del humano moderno. Unas preguntas cruciales que van mucho más allá del ámbito de la ciencia. ¿Cómo surgió el Universo a partir del vacío dando lugar al espacio, al tiempo, a la energía y a la propia materia? ¿Qué tipo de reacciones tuvieron lugar en la Tierra primitiva para que la vida emergiera a partir de compuestos químicos sencillos? ¿Ha podido emerger la vida en otros lugares del Universo? ¿Cómo se produjo ese aumento de la complejidad para dar lugar a la aparición de organismos multicelulares? Y por supuesto ¿cómo surgimos nosotros?

Tres individuos en una misma línea filogenética: una estructura musical muy simple (arriba), procedente de una población ancestral en el proceso evolutivo; una composición con una mayor complejidad (partitura central); y el resultado final (abajo), adaptada a los requisitos de duración, instrumentación y validez interpretativa que se entregaron a Iamus.

Nada tiene sentido en ingeniería si no es a la luz de la evolución

Suele asumirse que la evolución es un proceso exclusivo de la materia viva, sin embargo, tiene valor explicativo en otros campos, y también utilidad en ingeniería. La computación evolutiva es un prometedor campo de la ciencia informática, que se apoya en conceptos como la selección de los más aptos, la codificación genética y su variación por mutación o recombinación sexual. Los algoritmos evolutivos se aplican a problemas de diseño, donde aportan novedad, explorando múltiples soluciones en paralelo, frente a la estrategia «vertical» del cerebro. Esta capacidad inventiva convierte a la computación evolutiva en la estrategia de inteligencia artificial más apta para modelar una de las facetas más humanas: la creatividad artística. Iamus es un ordenador diseñado en la Universidad de Málaga y programado por un equipo multidisciplinar de investigadores para que aprendiese el lenguaje musical y las técnicas de composición. El lanzamiento de su primer álbum fue recibido con una mezcla de admiración, escepticismo y temor; iniciando en los medios una profunda discusión en torno a la naturaleza misma del arte. Que Iamus pueda componer obras de calidad humana es consecuencia de su origen bioinspirado, donde las estructuras musicales capturan muchos de los atributos propios de la compleja materia viva.