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ALEACIÓN METÁLICA BIOCOMPATIBLE PARA PRÓTESIS DENTALES, CRANEALES Y DE CORAZÓN

DESARROLLAN ALEACIÓN METÁLICA BIOCOMPATIBLE PARA PRÓTESIS DENTALES, CRANEALES Y DE CORAZÓN

El material de cobalto-cromo es más económico y más biocompatible y resistente a la corrosión que los aceros inoxidables o el titanio; su durabilidad estimada es de 100 años  ———

Se trata de la primera vez que en nuestro país se utiliza la técnica de solidificación rápida para aplicaciones biomédicas en aleaciones metálicas base cobalto ————

El equipo científico encabezado por Julio Juárez Islas, coordinador del Programa Universitario de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la UNAM, desarrolló una aleación metálica de cobalto-cromo para prótesis e implantes, más económica, biocompatible y resistente a la corrosión que los aceros inoxidables o el titanio.

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Mediante el empleo de una técnica poco utilizada en México: la solidificación rápida, los universitarios han obtenido un material con mejores propiedades mecánicas, útil para prótesis dentales, craneales y de corazón, con una durabilidad estimada de 100 años.

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Es la primera vez que en nuestro país se utiliza ese método (que permite bajar de dos mil grados a temperatura ambiente en fracciones de segundo) para aplicaciones biomédicas; a escala mundial no hay reportes de una investigación similar, por lo que podría tratarse del primer grupo científico en realizarla.

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Una vez que se obtuvo el material con las características idóneas –que permite el crecimiento de tejido mineral más rápido que las aleaciones base titanio o los inoxidables–, se trabaja en la instalación del centro de maquinado (se ubicará en el Instituto de Investigaciones en Materiales) para iniciar con la fabricación de nueve implantes dentales (actualmente se tiene una preforma) de diferentes tamaños, mismos que se implantarán en seres vivos

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Al mismo tiempo, iniciará el proceso de patente del procedimiento para la obtención de las piezas, indicó Julio Juárez Islas.

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Este proyecto, recordó, surgió de una visita de integrantes del Instituto Nacional de Cardiología “para que los apoyáramos en la fabricación de aleaciones con cobalto, como componente principal, y níquel, hierro, molibdeno, cromo, carbono y silicio, para la fabricación de pequeños alambres que al unirse forman un implante cardiaco”.

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No existe compañía nacional alguna que los produzca. Los implantes dentales, sustitutos artificiales de la raíz de un diente, se importan de Alemania, Estados Unidos e Italia, incluso de algunos países latinoamericanos, como Colombia, apuntó.

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Fue así que se originó la aleación, pero en ella se generaron compuestos intermetálicos en regiones llamadas dendritas, que producen grietas en el material.

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“Se encontró que al incrementar la velocidad de enfriamiento o al retirar la mayor cantidad de calor posible de un material que se solidificará, se pueden suprimir las regiones interdendríticas segregadas”.

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Así, los universitarios buscaron un método para tener una aleación que haga ese proceso de manera rápida y que permita contar con preformas sin segregaciones. “Hicimos una fusión y solidificación en donde se utiliza un horno de inducción al vacío, en el que se pueden fundir hasta 50 kilogramos base cobalto. Iniciamos la fusión de las aleaciones en crisoles de alúmina, vaciados por gravedad; luego usamos moldes en forma de ‘V’ o rectangulares. Posteriormente se harán cilíndricos, para evaluarlos”.

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Los implantes dentales tienen un diámetro máximo de cinco milímetros y una longitud de 15. En cambio, las prótesis para cráneo –cada vez con mayor demanda debido al incremento en la práctica de deportes extremos– son más grandes.

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Lo que lleva más detalle y requiere mayor diseño en los moldes son las prótesis para corazón (de 2.2 centímetros de diámetro, dos de altura y 0.5 mm de espesor), que llegan a tener un costo de 30 mil dólares. Los procesos de producción varían, acotó.

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“Nuestra idea es que el proceso de fabricación sea tan económico que la Universidad pueda donar piezas a pacientes de escasos recursos que así lo requieran”, comentó Juárez Islas.

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Para llevar a cabo la aportación y desarrollar el material participan expertos del posgrado de la Facultad de Odontología, así como metalúrgicos, ingenieros, físicos y médicos.

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El grupo ha comprobado no sólo la mayor biocompatibilidad de la aleación, sino la mejor osteointegración y durabilidad, estimada en 100 años porque “es muy difícil que un paciente viva más que eso. Un infante no puede recibir una prótesis que dure medio siglo, porque la esperanza de vida es cada vez mayor. La funcionalidad de los materiales depende de su resistencia a la corrosión y éstos han probado serlo”.

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El coordinador explicó que para que este material se coloque en humanos debe cubrir las normas de la Secretaria de Salud y de la Comisión Federal para la Protección contra Riesgos Sanitarios; el trámite y las pruebas tardarán entre uno y dos años.

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Ana Laura Ramírez Ledesma, José Jorge Cayente Romero y Marco Antonio Aguilar Méndez, estudiantes de doctorado los dos primeros, y de maestría, el último, en el Programa de Posgrado en Ciencia e Ingeniería de Materiales, participan en el proyecto.

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Ramírez Ledesma analiza la solidificación rápida en las aleaciones cobalto-cromo y las microestructuras obtenidas a partir del proceso de fusión en el molde en forma de ‘V’.

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“Caracterizamos las muestras por medio de microscopía electrónica de barrido”. Así, ha podido determinar que conforme aumenta el contenido de cromo, más allá del 20 o 25 por ciento, aparecen precipitados y fases secundarias en las regiones interdendríticas.

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Los alumnos también realizan pruebas con rayos X y de tensión, fatiga, desgaste e impacto, para establecer las propiedades mecánicas de la aleación de interés.

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En tanto, Cayente Romero explicó la importancia de entender cómo se alían los materiales y la forma en que se enfrían, con la finalidad de mejorarlos. Asimismo, cómo puede contribuir su textura para que se fije mejor el implante.

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Aguilar Méndez determina la influencia de los tratamientos térmicos en aleaciones cobalto-cromo para dar las propiedades mecánicas adecuadas. “Probamos con tratamientos a diferentes tiempos con la finalidad de homogenizar el material y bajar la dureza, de otro modo se requeriría usar cortadoras o equipos especiales y eso incrementaría los costos de los implantes y prótesis. Que sea lo más barato posible para que sirva a más personas”

FUENTE: Boletín UNAM-DGCS-274   —- Ciudad Universitaria — 11 de mayo de 2014

Educación y cultura, Posgrados, Salud, Social, Política y economía

PROPIEDADES ANTITUMORALES EN COMPUESTOS DE ANÉMONAS

Más de una decena de compuestos provenientes de una anémona marina abundante en el Caribe mexicano han mostrado, a nivel experimental, tener propiedades antitumorales, por lo que algunos podrían convertirse en un futuro en fármacos contra el cáncer.

En estudios realizados en células de cultivo, varios polipéptidos de la especie Bunodeopsis globulifera han actuado directamente contra células tumorales, sin afectar a las sanas, afirmó Judith Sánchez Rodríguez, investigadora de la Unidad Académica Sistemas Arrecifales Puerto Morelos, del Instituto de Ciencias del Mar y Limnología (ICMyL) de la UNAM.

Oceanóloga y doctora en ciencias naturales, toxicología y farmacología marina, la científica universitaria estudia la química de los productos naturales marinos, a partir de organismos de los mismos con gran potencial como agentes terapéuticos.

“Nuestro trabajo consiste en aislar, purificar y caracterizar polipéptidos activos en Cnidarios, en especial anémonas y medusas del Caribe mexicano”, dijo en entrevista.

Tan sólo de la anémona Bunodeopsis globulifera (B. antilliensis), que mide entre cinco y 20 milímetros (mm), la investigadora y sus colaboradores han identificado la presencia de 60 a 70 compuestos, de los cuales entre 10 y 15 tienen actividad antitumoral. “Muchos están combinados, así que buena parte del trabajo consiste en aislarlos, caracterizarlos y, al mismo tiempo, medir su actividad”, detalló.

Hasta ahora han buscado compuestos neurotóxicos, que tienen efecto en los canales iónicos y citolíticos, estos últimos relacionados con la destrucción de células.

“En algunos hemos encontrado actividad antitumoral de suma importancia y en otros antimicrobiana, antiparasitaria y de sensibilidad a células beta, que pueden servir como promotores para la liberación de insulina”, comentó.

Los compuestos con potencial deben ser secuenciados y encontrar el blanco molecular por este medio; Sánchez Rodríguez y su grupo de colaboradores trabajan en conjunto para lograr este objetivo.

Con tres años de investigación, un apoyo PAPIIT de la UNAM y un proyecto CONACyT, han analizado mezclas de proteínas de las que han aislado entre 60 y 70 péptidos, hasta llegar a los 15 con mayor potencial farmacéutico, que se probarán en fases más avanzadas.

“Ya con la secuencia, buscamos hacer la síntesis de los compuestos, porque definitivamente no se pueden extraer directamente y acabar con el recurso natural”, explicó.

Los compuestos presentes en las anémonas tienen una estructura parecida a los que se encuentran en alacranes, utilizados por expertos de la UNAM como fármacos. Actualmente los universitarios laboran para identificar al receptor con el que actúan. También trabajan para conocer su peso molecular y otras características de las proteínas.

Aunque de las anémonas extraen muchos compuestos que purifican en el laboratorio y estudian para conocer su secuencia y actividad específica, eso no significa que todos puedan llegar a ser un fármaco, aclaró.

“Para que un medicamento pueda salir al mercado tiene que pasar por pruebas estrictas, primero celulares, luego con mamíferos pequeños y grandes y realizarse pruebas clínicas de diferentes fases”, remarcó.

Para los científicos es difícil saber cuántos compuestos pudieran tener ese potencial, pues aunque avanzan en la purificación, aún tienen mezclas de varios compuestos. “También se monitorea el efecto, para saber si un compuesto trabaja solo o en sinergia con otros”.

Una particularidad de su estudio es que deben monitorear la actividad de cada compuesto mientras lo purifican. “Las proteínas son bastante lábiles y pueden perder su actividad fácilmente con un cambio de temperatura o de pH, por ejemplo. Por eso, ante cada cambio debemos probar la actividad y tener la certeza de que ésta no se pierde”, precisó.

Estudio para diabetes

Otra investigación paralela la realizan con la anémona Aiptasia pallida, en la que han encontrado compuestos que promueven la liberación de insulina en las células beta, algo muy prometedor para desarrollar un futuro medicamento para tratar la diabetes.

“Éste, menos avanzado que el anterior estudio, lo realizamos en colaboración con la investigadora Marcia Hiriart y su grupo de investigación, del Instituto de Fisiología Celular y observamos la selectividad que tienen varios compuestos para liberar insulina”,

FUENTE:Boletín UNAM-DGCS-145  - Ciudad Universitaria. - 12 de marzo de 2014.

Salud, Social, Política y economía

DESARROLLAN POLIURETANO BIOCOMPATIBLE PARA USO BIOMÉDICO

Para evitar las infecciones que muchos pacientes adquieren al insertárseles sondas, válvulas o cualquier material implantable en su cuerpo, Franklin David Muñoz Muñoz desarrolló –durante su estudio de doctorado en la UNAM– una metodología para modificar o funcionalizar materiales de uso biomédico como el poliuretano.

Para ello utilizó radiación de alta energía, de tal manera que sus parámetros de biocompatibilidad y citotoxicidad se alteraran de forma negativa. Un objetivo específico era incluir funcionalidades que permitieran interaccionar con un antibiótico para, posteriormente, lograr una liberación controlada, en especial sobre los sitios de implante.

Bajo la tutoría de Emilio Bucio Carrillo, investigador del Instituto de Ciencias Nucleares (ICN) de esta casa de estudios, Muñoz Muñoz, químico colombiano (quien cursó maestría y doctorado en Ciencias Químicas en esta casa de estudios) mejoró un poliuretano comercial, de marca registrada Tecoflex®, al modificar su estructura interna para conferirle sensibilidad a estímulos como la temperatura y pH.

Por este desarrollo, ya patentado, ganó la edición 2013 del Premio IIM-UNAM a la Mejor Tesis Doctoral en el Área de Ciencia e Ingeniería de Materiales, que desde hace 18 años otorga el Instituto de Investigaciones en Materiales (IIM) de esta universidad.

La investigación se realizó en el Laboratorio de Macromoléculas del Departamento de Química de Radiaciones y Radioquímica del ICN, en colaboración con el Departamento de Farmacia y Tecnología Farmacéutica de la Facultad de Farmacia de la Universidad Santiago de Compostela, de España.

Con frecuencia, los polímeros convencionales con los que están hechos varios dispositivos de uso biomédico se relacionan a la generación de infecciones en pacientes durante un proceso quirúrgico o una estancia hospitalaria, pues son fácilmente colonizados por bacterias presentes en este medio, como Staphylococcus aureus, que como la mayoría, tienen la capacidad de poblar rápidamente la superficie de los materiales y formar biocapas o biopelículas, mecanismo que las hace impermeables a la acción de los antibióticos.

Ello conduce a un problema de salud pública que abarca no sólo los altos niveles de mortalidad y morbilidad, sino también el incremento de los costos del tratamiento (debido al reemplazo inmediato del dispositivo infectado) y de la estancia hospitalaria, así como la necesidad de una nueva administración de antibióticos con un aumento en sus dosis, explicó Muñoz en entrevista.

Irradiar para modificar la estructura

Para modificar e incorporar nuevas funcionalidades en el poliuretano comercial, ese material fue sometido al irradiador Gamma-Beam 651 PT del ICN. Con ese proceso se promovieron reacciones de injerto y entrecruzamiento para formar sistemas de redes interpenetrantes con respuesta dual a los cambios de temperatura y pH en medios fisiológicos.

Las modificaciones fueron optimizadas para maximizar la interacción entre el material y los fármacos, como la vancomicina –antibiótico usado para combatir bacterias gran-positivas–; con ello se logra liberar la sustancia de manera controlada y localizada específicamente en los sitios de inserción. Con este método se pudo inhibir el crecimiento bacteriano sobre catéteres y láminas del material propuesto.

Escogimos el material Tecoflex® por sus ventajas frente a otros polímeros en aplicaciones biomédicas, como son su alta biocompatibilidad y baja toxicidad, para comprobar que un uso adecuado de la radiación gamma sirve como herramienta para dotar de nuevas y múltiples funciones especializadas a estos materiales, sin alterar negativamente sus parámetros.

Además, hemos avanzado en la meta de reinsertar el uso en aplicaciones biomédicas, de otros polímeros que actualmente son descartados por su susceptibilidad a la colonización bacteriana, como son el polipropileno y el polietileno, detalló.

Las infecciones bacterianas se adquieren con frecuencia en procesos quirúrgicos, posoperatorios o por una asepsia inadecuada sobre las puntas del implante expuesto al medio, lo que implica un riesgo para los pacientes que necesitan convivir a diario con esta clase de dispositivos. “Con estos nuevos materiales buscamos que un sistema implantable, como un catéter, extienda su vida útil después del proceso de inserción y así atravesar con éxito las primeras 24 horas de aplicación, periodo de alta vulnerabilidad para esta clase de dispositivos”, acotó.

Con el nuevo insumo, en las primeras horas de uso los dispositivos empiezan a liberar las sustancias bioactivas, para evitar la colonización durante el proceso quirúrgico.

Tras la irradiación, el material fue modificado con componentes químicos sensibles a estímulos, que liberan o absorben sustancias farmacológicas en respuesta a las condiciones del medio. “El material fue optimizado de tal manera, para que según los valores de temperatura o pH del paciente la sustancia sea liberada de forma local en el organismo, al migrar desde su superficie. Por otro lado, el uso de radiación implica que otros precursores e iniciadores de reacción, considerados como contaminantes en muchos materiales diseñados para aplicaciones biomédicas, sea omitido”

FUENTE: Boletín UNAM-DGCS-131 – Ciudad Universitaria - 5 de marzo de 2014.

Educación y cultura, Posgrados, Salud

La piel humana

La piel es el órgano más grande del cuerpo humano, entre otras funciones actúa como un aislante del medio que nos rodea, contribuye a la hidratación de los órganos internos y sintetiza la vitamina D, que ayuda a reforzar el sistema óseo e inmune.

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De ahí la importancia de mantenerla en las mejores condiciones, en particular en época invernal, en la que las bajas temperaturas, las calefacciones, la contaminación y la poca humedad del ambiente afectan la humectación natural, indicó Gladys Guadalupe León Dorantes, dermatóloga y académica de la Facultad de Medicina (FM) de la UNAM.

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“La piel es la interfase entre el organismo y el medio ambiente, siempre está sujeta a las condiciones del clima, es decir, a temperatura, humedad relativa, corrientes de aire y radiación ultravioleta, por lo que posee diversos mecanismos para mantener un equilibrio u homeostasis”.

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La epidermis tiene su propia barrera (capa córnea o lo que muchos denominan, de manera errónea, células muertas), que junto con una serie de lípidos cumple la función de proteger y mantener la humedad, lo que evita que se inflame, explicó.

Sin embargo, algunos procesos naturales como la edad, el género y la exposición a climas extremos modifican y dañan esa barrera por la pérdida de humedad.

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También contribuye el uso de agua muy caliente durante el baño diario en épocas de frío, la aplicación de jabones fuertes que desengrasan más la piel y quitan la protección natural, además de la costumbre de utilizar zacates u otros elementos abrasivos. “Desprender a la piel de esa barrera en forma prematura, provoca la pérdida de protección y, en consecuencia, se deseca e inflama”.

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Por ello, indicó que no es conveniente tallarla con aditamentos y productos abrasivos. Cada 28 días, en promedio, se regeneran por sí mismas las células de este órgano, “es una falacia eso de que hay que retirar las células muertas, este proceso sólo se recomienda en enfermedades cutáneas específicas”.

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En una piel normal y sana no hay necesidad de tallar con zacates, cepillos o esponjas; tampoco es recomendable utilizar jabones agresivos que retiren por completo la grasa natural, pues ésta permite mantener un equilibrio en la cantidad de agua.

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Además, al paso de los años la epidermis se hace defectuosa; en personas de 60 años y más adquiere una apariencia resquebrajada, escamosa y hasta roja, sobre todo en las piernas.

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Para restituir la barrera epidérmica en época invernal, la universitaria recomendó el uso de dermolimpiadores o syndets, que higienizan la piel pero dejan ciertos lípidos y respetan los corneocitos (células superiores que forman la capa protectora de la epidermis); asimismo, aplicar cremas hidratantes como cold cream, elaborada a partir de aceites y agua de rosas, entre otras sustancias.

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Aunque en invierno es menor la sensación de sed, deben ingerirse al menos ocho vasos de agua al día y consumir alimentos antioxidantes, en particular cítricos, abundantes en México en la estación invernal.

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Es necesario proteger la piel con bloqueadores solares, pues los rayos solares también afectan en esta época del año y por su altitud, la radiación solar en la Ciudad de México representa un riesgo para la salud.

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La práctica de fotoprotección debe ser constante a cualquier edad y casi en todo momento. “Debemos protegernos, sobre todo si se registran altos índices de radiación y de partículas suspendidas. El Sol es necesario para sintetizar la vitamina D, pero sólo requerimos 15 minutos de exposición; en general, podemos estar con menor riesgo bajo los rayos hasta las 10 de la mañana y después de las cuatro de la tarde “, abundó.

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En dermatología se ha visto un incremento en el número de individuos que padecen cáncer de piel, incluso en jóvenes de 20 años de edad, porque se ha abusado de la exposición a la radiación solar. “Debemos revertir ese problema, enseñar a la gente a ser juiciosa e inteligente ante las posibles agresiones a nuestra piel”

FUENTE: Boletín UNAM-DGCS-074 - febrero de 2014

Educación y cultura, Salud

MÉTODO DE DIAGNÓSTICO PARA IDENTIFICAR TRES VIRUS RESPIRATORIOS

En la Facultad de Medicina, Rocío Tirado detecta en muestras de pacientes los virus sincitial respiratorio, metapneumovirus y parainfluenza humanos, principales causantes de este tipo de males en bebés, niños y ancianos

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Para identificar a tres virus causantes de enfermedades respiratorias, emparentados entre sí y cuyos síntomas se confunden con frecuencia, Rocío Tirado Mendoza, técnica académica de la Facultad de Medicina (FM) de la UNAM, desarrolló un método diagnóstico que precisa, a nivel molecular, de cuál de ellos se trata.

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A partir de líneas celulares y secuencias genéticas, la química farmacéutica bióloga, maestra en biología celular y doctora en ciencias biomédicas por esta casa de estudios, detecta los virus sincitial respiratorio, metapneumovirus y parainfluenza, todos en sus variantes humanas.

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“Se trata de los tres microorganismos causantes de las principales enfermedades respiratorias y tienen como blanco principal a los ancianos y a la población infantil, de cero a cinco años”, indicó la universitaria en entrevista.

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El sincitial respiratorio humano es el agente número uno de bronquiolitis, bronquitis y neumonía en niños de cero a dos años. Causa alrededor de 160 mil decesos anuales en el orbe, 10 mil de ellos en adultos mayores.

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El metapneumovirus humano es un microorganismo descubierto en Holanda en 2001, por lo que aún no se tiene una estadística global confiable. “Aunque se describió hace pocos años, hay evidencia de su existencia en generaciones anteriores. A nivel mundial, es responsable del ocho por ciento de las infecciones en adultos mayores y tiene un índice de mortalidad de siete por ciento, cifra corta porque es de reciente descubrimiento”, precisó.

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En tanto, el virus parainfluenza humano –distinto del de la influenza estacional y otros como el AH1N1, que en 2009 provocó una epidemia en la Ciudad de México— también causa bronquitis, bronquiolitis y algunos tipos de neumonía, aunque muchas cifras de su frecuencia se confunden con otros virus respiratorios.

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Sin vacunas ni diagnósticos certeros

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“Para ninguno de estos microorganismos existen vacunas ni antivirales. Además, en México la red de vigilancia epidemiológica no indica cuál de estos virus se presentan con mayor frecuencia, qué edades son las más afectadas y otras tendencias”, señaló Tirado Mendoza.

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Los tres virus son estacionales y afectan generalmente en la época invernal, pero se desconoce cuál de ellos afecta más a la población nacional, aunque a nivel mundial es el sincitial respiratorio. “Falta investigación para conocer el flujo de movimiento de estos microorganismos en el país”, alertó.

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Incluso, en los grandes hospitales nacionales (públicos y privados) no se tienen establecidos los métodos diagnósticos específicos para estos virus. “Ello y la similitud de los síntomas en los tres casos dificulta un diagnóstico certero, lo que es delicado en niños con daño respiratorio previo, asma o desnutrición”, subrayó.

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Aislamiento viral y tipificación

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En el Laboratorio de Biología de Microorganismos, adscrito al Departamento de Microbiología y Parasitología de la FM, la universitaria trabaja, a partir de muestras humanas obtenidas mediante exudado faríngeo, en el aislamiento viral y la genotipificación de esos microorganismos.

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“Inicialmente establecimos una colaboración con el Instituto Nacional de Referencia Epidemiológica (INDRE), después ampliamos la colaboración con el Hospital Adolfo López Mateos del ISSSTE para la obtención de muestras biológicas de los pacientes, con el propósito de llevar a cabo la detección y genotipificación de cada uno de estos virus”, apuntó.

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Entre sus análisis destaca la comparación de cada muestra con cepas virales de referencia por ensayos de RT/PCR, que son amplificaciones de secuencias genéticas previamente establecidas. “Tenemos seleccionados los genes que nos interesan para cada uno de los virus y podemos hacer identificación y aislamiento preliminar, que luego confirmamos con ensayos moleculares”, explicó la especialista, con 23 años de experiencia en este ámbito.

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Propuesta metodológica para evaluar la actividad virucida de productos desinfectantes

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Tirado Mendoza propone que, con su método, las empresas farmacéuticas interesadas prueben la actividad virucida de sus productos desinfectantes. “Con la metodología establecida en el laboratorio es factible realizar esas pruebas (es decir, la eficiencia de un agente para destruir un virus) en algunos desinfectantes”.

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Estos virus tienen una envoltura exterior vulnerable a detergentes y solventes orgánicos, que afectan su estructura y disminuyen su capacidad infectiva.

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Los desinfectantes podrían desarrollarse en gel, alcohol o gotas, según su uso: para bebés, para limpiar las manos o para desinfectar superficies. “La idea es utilizar el método y los cultivos celulares, a fin de confrontar su eficiencia”

FUENTE: Boletín UNAM-DGCS-059  -  Ciudad Universitaria - 30 de enero de 2014

Educación y cultura, Posgrados, Salud, opinión

Tips para ingenieros. Relleno sanitario y composteo. Parte 1. Autor David Gómez Salas

En las ciudades, con frecuencia se presentan el problema de la disposición de la basura orgánica y el problema de la disposición de lodos orgánico provenientes de las plantas de tratamiento de aguas residuales.  Se presenta a continuación un ejemplo de solución: Establecer un relleno sanitario que cuente con una planta para hacer composta. La planta de composteo permite producir abono orgánico.

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Residuos sólidos urbanos, Salud, Tratamiento de aguas residuales

Prevención contra la gastritis, úlcera péptica y cáncer

Hacia 1983, John Robin Warren y Barry Marshall, médicos e investigadores australianos, descubrieron que la causante de muchas de las gastritis y de las úlceras pépticas era la bacteria Helicobacter pylori, ligada al desarrollo de cáncer gástrico, segunda causa de muerte en el mundo dentro de las enfermedades neoplásicas (en 1994, la Agencia Internacional de Investigación del Cáncer la clasificó como un carcinógeno del grupo 1).

En la actualidad, se calcula que 50 por ciento de la población del planeta está infectada con H. pylori, y según un estudio de 1998, el 66 por ciento de los mexicanos es seropositivo.

De ese 50 por ciento, la mayor parte permanecerá asintomática o padecerá gastritis leve, y de ese porcentaje, de 10 a 15 por ciento desarrollará una úlcera péptica.

Esta última se clasifica en úlceras gástricas y duodenales. H. pylori es responsable del 80 por ciento de las primeras, y de casi 95 por ciento de las segundas. Con respecto al cáncer gástrico, de uno a tres por ciento de los infectados corre riesgo de desarrollarlo.

Irma Romero Álvarez, investigadora del Departamento de Bioquímica de la Facultad de Medicina (FM) de la UNAM, dirige un estudio de la actividad anti-Helicobacter pylori de extractos y compuestos aislados de diversas plantas medicinales mexicanas.

Al principio, con el apoyo de científicos del Instituto de Biología (IB), Romero Álvarez y sus colaboradores identificaron tanto las plantas comerciales que se vendían en el Mercado de Sonora, como las colectadas por ellos para combatir trastornos gastrointestinales o de dolor de estómago, y escogieron las que tenían mejor actividad anti-Helicobacter pylori. Desde entonces las analizan para tratar de discernir cómo actúan.

“Trabajamos en el laboratorio con la bacteria in vitro y probamos la actividad gastroprotectora y antiinflamatoria de las plantas medicinales en ratones. Nuestra investigación, que lleva varios años, es básica y multidisciplinaria: también participan investigadores de la Facultad de Química (FQ) y del IB, así como del Cinvestav del Instituto Politécnico Nacional”, añadió.

Entre las plantas medicinales analizadas por los universitarios están el cuachalalate, la hoja del aguacate, estafiate, hierba del cáncer, yerbabuena, chirimoya, algunos epazotes, árnicas, y la chupandilla.

La primera fue el cuachalalate, porque es una de las más famosas. En la FQ ya se habían estudiado sus propiedades gastroprotectoras y antiinflamatorias, pero no se sabía si tenía un efecto anti-Helicobacter pylori.

En cuanto a la chupandilla, hallaron que se usaba como adulterante del cuachalalate. Científicos del IB les dijeron que, debido a la escasez de esta última, los vendedores suelen complementarla con un poco de la primera.

“Al estudiarla por separado, nos dimos cuenta de que, incluso, era más activa que el cuachalalate para eliminar a la bacteria in vitro. De este modo decidimos analizarla a profundidad porque no había muchos estudios químicos, microbiológicos, gastroprotectores, ni antiinflamatorios”.

Fraccionaron la chupandilla con distintos solventes y observaron, en primer lugar, la actividad anti-Helicobacter pylori de sus extractos; luego vieron su toxicidad, pues para pasar a una fase posterior es necesario saber si son tóxicos o no.

Así detectaron dos extractos: uno hexánico, que tiene una adecuada actividad contra la bacteria, y propiedades antiinflamatorias y antiulcerosas importantes, pero del que se obtienen pequeñas cantidades, y otro metanólico, que tiene menos actividad anti-Helicobacter pylori y propiedades antiinflamatorias que el hexánico, pero es un excelente gastroprotector y de él se pueden extraer cantidades importantes.

“Lo que queremos es comprobar si las propiedades que se les atribuyen son ciertas, y a partir de ahí, tratar de aislar los compuestos que podrían llegar al mercado como un nuevo antibiótico, aunque sabemos que las probabilidades de que un compuesto obtenido por nosotros llegue son bajas”, reconoció Romero Álvarez.

Actualmente, los extractos de plantas reciben apoyo, porque la ONU se percató que la gente sigue con su uso como una fuente alternativa de medicamentos.

“Contienen muchos compuestos que pueden tener efecto sobre distintas sintomatologías. En el caso de la gastritis y la úlcera péptica, un extracto que mate a la bacteria, sea gastroprotector y antiinflamatorio, y no cause tantos efectos colaterales, sería quizás un artículo más viable que un nuevo antibiótico. Por eso nuestra idea no es sólo contribuir al desarrollo de un nuevo fármaco, sino poner en manos de la población uno o varios extractos que permitan tratar, directa e integralmente, esos padecimientos”, indicó.

Recientemente, los investigadores realizaron un experimento piloto para ver si el extracto metanólico de la chupandilla podía tener no sólo actividad gastroprotectora, sino resolver la úlcera gástrica. Lo administraron en ratones con úlcera inducida por alcohol y obtuvieron una mejora significativa. Con los datos que recopilen estarán más cerca de pasar a la siguiente etapa, la clínica.

“Nuestra intención es completar los estudios preclínicos en ratones y pasar a la etapa final: la clínica en seres humanos. Para ello necesito asociarme con alguien que trabaje la farmacología de los compuestos que vayamos a probar”, apuntó.

Debido a que a la fecha no hay una vacuna contra H. pylori, otra línea de estudio de Romero Álvarez y sus colaboradores es probar si los extractos y compuestos que han aislado son capaces de inhibir los procesos de colonización de esa bacteria, con lo que incidirían en la prevención de los padecimientos que ocasiona.

FUENTE: Boletín UNAM-DGCS-435 - Ciudad Universitaria - 19 de julio de 2013.

Educación y cultura, Posgrados, Salud

TEJIDO ÓSEO A PARTIR DE CÉLULAS MADRE

Investigadores de la Facultad de Estudios Superiores (FES) Iztacala de la UNAM, desarrollan una línea de estudio para crear tejido óseo, a partir del cultivo de células madre tomadas de la pulpa dental de las piezas temporales o “de leche”, y de los terceros molares, mejor conocidos como “muelas del juicio”, con la intención de tratar defectos óseos como parte de la patología bucodental.

Con este fin, se instalará un laboratorio de ingeniería tisular en la Clínica Odontológica Cuautepec –una de las ocho a cargo de la entidad universitaria-, con apoyo de la Secretaría de Ciencia, Tecnología e Innovación del Distrito Federal (SECITI). Además, impulsará indagaciones en la materia entre los alumnos de licenciatura y posgrado, informó Martín Ascanio Balderas, coordinador de los trabajos.

El universitario indicó que este proyecto, que se encuentra en sus primeras etapas, ha tenido el apoyo institucional de Patricia Dávila Aranda, directora de la FES Iztacala, quien determinó un espacio físico para su desarrollo.

En el lugar, ubicado en la delegación Gustavo A. Madero, se realizará el proyecto La ingeniería de tejidos en las disciplinas odontológicas, en el que también participan José Cano Brown y Carlos Andrés Gallardo, académicos de la FES, asesorados por Raúl Rosales Ibáñez, profesor investigador de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí (UASLP).

Odontólogos del futuro

Los trabajos de ingeniería tisular en odontología aún son incipientes. Refieren a la construcción de tejidos en el laboratorio, a partir de células localizadas en la boca, campo en el cual la UASLP incursionó hace cuatro años, recordó el profesor-investigador de la universidad potosina.

“En conjunto con la FES, estamos por abrir un proyecto similar en la UNAM, para formar a los odontólogos del futuro. Además de contribuir en su formación profesional, pueden desarrollar investigación de alto nivel en esta nueva ciencia, con beneficio para los pacientes”, dijo Rosales Ibáñez.

La colaboración entre la instancia de esta casa de estudios y la UASLP, comenzó en diciembre de 2011, año en que Alberto Jiménez, alumno de la carrera de Cirujano Dentista de Iztacala, asesorado y acompañado por los profesores referidos (de la FES), llevó al laboratorio de ingeniería tisular de Raúl Rosales un tercer molar que fue extraído en la Clínica Odontológica Acatlán; en ese espacio se llevaron a cabo las fases experimentales para obtener las células madre a partir de la pulpa dental.

El laboratorio

El profesor de la FES adelantó que los trabajos tienen el objetivo de estandarizar la técnica para el cultivo de células madre tomadas de la pulpa dental, de ligamento periodontal y del paladar, para crear músculos, huesos o cartílago.

Además, se trabajará en la diferenciación celular y en los andamios tisulares. Posteriormente, se indagarán los avances en animales de experimentación, hasta llegar a su aplicación clínica en pacientes.

En los primeros años, el proyecto estará orientado al linaje osteogénico, para localizar otras zonas de la boca de donde obtener las unidades de cultivo. Es fundamental que las clínicas odontológicas participen en el proyecto, subrayó el especialista en oclusión y prótesis.

La finalidad es que los estudiantes se gradúen con una tesis y la publicación de un artículo indizado, con ranking internacional, para estandarizar la técnica de cultivo de células madre a nivel mundial.

A futuro, podría ser una alternativa en terapias regenerativas. Las instalaciones de Iztacala podrían aportar la piel que requieren los tratamientos de pacientes que sufren quemaduras o huesos para atender fracturas que no sanan.

FUENTE: Boletín UNAM-DGCS-440 Ciudad Universitaria  21 de julio de 2013.

Posgrados, Salud

HAY QUE COMBINAR TERAPIA Y FÁRMACOS PARA DEJAR DE FUMAR

El tabaquismo está asociado a graves daños a la salud, aunque es posible enfrentarlo, se necesita que los consumidores cooperen y encuentren apoyo en tratamientos combinados con terapias y fármacos. En México, al año mueren 60 mil personas por enfermedades relacionados con este problema.

Al ofrecer la conferencia Perspectivas del tratamiento del tabaquismo, del Seminario Adicciones-Un Problema de Salud Pública en México, Guadalupe Ponciano Rodríguez, coordinadora del Programa de Investigación y Prevención del Tabaquismo, de la Facultad de Medicina (FM), informó que en el mundo, mil 300 millones de personas son consumidores de tabaco; mil millones son hombres, y de éstos, 70 por ciento se ubican en China y cerca de 300 millones de mujeres son fumadoras.

En el Auditorio Fernando Ocaranza, la académica universitaria presentó una proyección estadística en la que indica que del año 2005 al 2030 morirán en el mundo 175 millones de personas a consecuencia del tabaquismo. En cuanto a México, la mortandad es de 60 mil al año; un promedio de 165 decesos por día.

Ponciano Rodríguez detalló que de cáncer de pulmón, bronquios y tráquea, fallecen 90 por ciento de las personas que lo padecen; de enfermedades cerebrovasculares, 51 por ciento; de enfisema, bronquitis crónica y enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), 84 por ciento, y de enfermedad isquémica del corazón, 45 por ciento.

Respecto a los costos asociados al tabaquismo, se contemplan los gastos por atención médica de enfermedades vinculadas, ausentismo laboral, años de vida saludables perdidos y descenso de productividad.

Sólo al considerar el tratamiento para EPOC, en México se gastan 45 mil millones de pesos al año.

De acuerdo a la Encuesta Nacional de Adicciones (ENA) del 2011, la prevalencia del tabaquismo reportó 17.3 millones de mexicanos fumadores. Del territorio nacional, la región norte es la que registra mayor consumo, seguida del centro y el sur. El Distrito Federal tiene un 30.8 por ciento de fumadores.

Según la ENA, en el periodo 2002 a 2011, en la población entre 12 y 65 años de edad, la prevalencia de consumo de tabaco disminuyó en los hombres; se incrementó en los jóvenes, principalmente mujeres entre 13 y 15 años de edad.

La también vicepresidenta de la Comisión de Prevención y Educación del Consejo Mexicano Contra el Tabaquismo, comentó que pese a no contar con cifras oficiales en nuestro país acerca de la nicotina, ésta se encuentra presente en menos de un miligramo en el humo de los cigarrillos.

Después de una inhalación profunda de tabaco, la nicotina tarda entre seis y ocho segundos en llegar al cerebro. Un fumador que consume una cajetilla al día, inhala alrededor de 200 veces el humo de tabaco, al año representan 73 mil “golpes”.

Tratamientos

Ponciano Rodríguez está convencida que para dejar de fumar, no es suficiente el deseo de hacerlo, sino que debe ir acompañado de tratamientos, administración de fármacos y terapias.

“Quienes optan por dejar de fumar enfrentan capítulos del síndrome de abstinencia y algunas de las siguientes manifestaciones: ira, depresión, insomnio, irritabilidad, desaliento, ansiedad, dificultad en la concentración, inquietud, disminución de la frecuencia cardiaca, reducción de tensión arterial, aumento de apetito o peso”, apuntó.

Así como no existen dos fumadores iguales, tampoco se tiene un tratamiento único y efectivo para dejar el hábito. Se pueden administrar medicamentos capaces de reducir los signos y síntomas del síndrome de abstinencia, disminuir el “craving” (deseos incontrolables de fumar), maximizar el éxito inicial y minimizar las recaídas.

A través de los años se han probado muchos medicamentos, algunos con nulos resultados. Puntualizó la importancia de consultar a un especialista que pueda ayudarlos a dejar el consumo del tabaco.

Fuente: Boletín UNAM-DGCS-383 Ciudad Universitaria. 24 de junio de 2013.

Educación y cultura, Salud

ANTICONCEPTIVO MASCULINO REVERSIBLE, SIN HORMONAS NI EFECTOS SECUNDARIOS

Un grupo científico de la UNAM, encabezado por Alberto Darszon Israel, que incluye investigadores del Instituto de Biotecnología (IBt, Claudia Treviño, Lourival Possani y Alejandro Alagón) y del Instituto de Fisiología Celular (IFC, Arturo Hernández Cruz), desarrollan un anticonceptivo masculino reversible, no hormonal, que no genera efectos secundarios.

Se han identificado los canales iónicos CatSper (de calcio) y Slo3 (de potasio), que son exclusivos de los espermatozoides, y necesarios en la regulación de su movilidad, trayecto hacia el óvulo femenino, así como en su fecundación. Darszon Israel y sus colaboradores buscan moléculas específicas que supriman la acción de ambos canales y así lograr infertilidad reversible en los varones.

Autoridad mundial en un área del conocimiento que ha explorado durante 33 años, Darszon fundó en el IBt el Consorcio de Fisiología del Espermatozoide, en el que participan sus colegas Claudia Treviño Santa Cruz y Takuya Nishigaki Shimizu, también líderes académicos. Forman un grupo que indaga la biología de los gametos masculinos y sus características para producirse, moverse por el tracto genital femenino, cruzar la membrana celular del óvulo y fecundarlo.

En pruebas experimentales en ratones, el equipo comprobó que individuos sin ambos canales iónicos son infértiles. Ahora están ante la posibilidad de aplicar su conocimiento en la búsqueda de un anticonceptivo para varones, que espera llegar al mercado.

Control natal en varones

“Existe la necesidad de contar con estrategias diversas de control de la natalidad. Hasta el momento no hay un anticonceptivo masculino reversible que sea eficiente y seguro. El esfuerzo que se haga en esta dirección es valioso, tanto desde el punto de vista clínico, como para la ganadería, la pesca y, de manera importante, para la ciencia básica”, destacó Darszon Israel.

“Es asombroso que hasta ahora la sociedad haya favorecido que los efectos secundarios y la responsabilidad del control de la natalidad recaigan sólo en la mujer, un claro signo de discriminación de género”, consideró.

Actualmente, casi todas las compañías farmacéuticas del mundo han cerrado sus departamentos de investigación en reproducción, pues consideran que la relación costo/beneficio en esa área no es adecuada a sus intereses. “Las instituciones académicas y algunas pequeñas empresas tendrán que continuar con esos análisis”.

Canales iónicos, señales eléctricas

Las células invierten una buena parte de su energía para generar diferencias en la concentración de iones (átomos con carga eléctrica) en su interior y exterior. Los canales iónicos permiten el flujo rápido y regulado de los iones a través de las membranas que separan el interior y el exterior celular, dijo.

“Al abrirse y cerrarse en respuesta a señales del exterior o internas, cambian la situación eléctrica de la célula o los niveles de segundos mensajeros como el calcio, que gobiernan el comportamiento celular. El funcionamiento correcto de los canales es crucial para que los animales perciban el mundo externo y para el funcionamiento adecuado de sus órganos”.

La estrategia de inhibir dos canales, uno de calcio y otro de potasio, exclusivos de los espermatozoides, inscribirá al anticonceptivo mexicano en los llamados fármacos de blanco molecular.

“La especificidad es la característica fundamental que debe tener un medicamento para minimizar sus efectos secundarios sobre la salud. Si se encuentra una molécula que inhibe específicamente a una proteína que lleva a cabo un papel fundamental en una célula y sólo se encuentra en ese tipo celular, el fármaco no tendrá efectos en otros tipos celulares. Éste es el caso de los canales iónicos CatSper y el Slo3”, comentó.

Buscan bloqueadores

Actualmente, el equipo de investigación busca entre miles de moléculas a los bloqueadores idóneos para los canales.

Claudia Treviño explicó que “la parte más difícil es contar con un ensayo que nos ayude a localizar al inhibidor, pero ya lo tenemos. Sabemos cómo hacer las pruebas para saber si el fármaco sirve, de una forma rápida y no tan costosa. Ya desarrollamos la metodología para poder probarlo”.

La búsqueda de los bloqueadores ya inició en el IBt con una batería de venenos de alacrán, araña y serpiente caracterizados en esa entidad académica en los laboratorios de los investigadores universitarios Lourival Possani y Alejandro Alagón, expertos en antivenenos.

Los venenos son una mezcla de compuestos que inhiben mayoritariamente, y de forma individual, canales iónicos, así que muchos componentes de aquéllos tienen como blanco a estos últimos. Contamos con una biblioteca con muchos que los atacan. Ya comenzamos a probar péptidos individuales, uno por uno, informó.

Los científicos también buscarán los bloqueadores en una farmacoteca internacional de acceso público, en donde hay miles de moléculas pre-aprobadas para uso humano, que no llegaron al mercado. Quizá alguno de ellos podría inhibir alguno de los canales.

Búsqueda intensiva y automática

Para analizar miles de compuestos, se requiere tecnología especializada para acelerar la búsqueda, como la que utilizan en las farmacéuticas comerciales.

Mediante un convenio con la Secretaría de Ciencia, Tecnología e Innovación del Distrito Federal, el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología y el Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey, a partir del verano un grupo de estudiantes y posdoctorantes de la UNAM se instalará en el Parque Tecnológico del ITESM, ubicado frente a las instalaciones de ese centro de estudios al sur de la Ciudad de México, donde trabajarán con equipos de búsqueda intensiva.

Estos últimos son un Multi Clamp y un Lector de florescencia en placa, que analizan, dentro de pequeños pozos, entre 96 y hasta 380 muestras de moléculas distintas de forma automática. Se trata de los primeros equipos de este tipo que habrá en el país, y se cuenta con la participación de Arturo Picones, experto en estrategias de tamizaje electrofisiológico.

“Se ponen las diferentes muestras en los pocitos y el equipo en cuestión de minutos hace el ensayo, así que podemos analizar miles de muestras en un día”, acotó Claudia Treviño, quien calculó que esta etapa del proyecto puede llevar un par de años, pues además de bloquear al espermatozoide, la molécula elegida debe ser específica y reversible, con la garantía de que se tolere por el organismo.

Comunicación y señalización

Arturo Hernández Cruz, experto en instrumentación, comunicación y señalización de canales iónicos, estudios de fluorescencia y equipo tecnológico del área, participará de manera importante en la optimización de los protocolos para detectar los bloqueadores potenciales.

“El proceso se hace lento si tenemos muchos candidatos para usar como bloqueadores, son cientos de miles de compuestos. Debemos hacer pruebas masivas para muestrear cientos de compuestos al día o más. La tecnología que necesitamos se utiliza de forma rutinaria en las empresas farmacéuticas mundiales que realizan este tipo de trabajo”, remarcó Hernández Cruz.

En su colaboración, el investigador del IFC utilizará metodologías para estudiar la señalización por calcio en los espermatozoides. “Mi aproximación es más fisiológica, queremos entender cómo funcionan las señales que usa para moverse, llegar al óvulo y dar la reacción para que se comuniquen y se acoplen”.

“Nuestro papel, con la metodología que usamos, será útil en el momento que se tenga identificado algún grupo de pocos compuestos candidatos. En el IBt han identificado dos, pero aún deben confirmarlos”, adelantó.

Arturo Picones, que se vinculará al proyecto tras regresar de la Universidad de California, en Berkeley, es experto en el equipo Multi Clamp, que hace registros electrofisiológicos de manera automatizada; ha trabajado en el desarrollo de fármacos en empresas, donde se utiliza este tipo de tecnologías para búsquedas masivas.

Este proyecto es como cumplir un sueño, la meta máxima, compartió ClaudiaTreviño. “Uno siempre desea que lo que hace pueda trascender a la sociedad y tener una aplicación. Aunque hacemos ciencia básica, el deseo de vincularse está ahí, y es muy motivante también para nuestros estudiantes”.

En tanto, Alberto Darszon consideró que la frontera entre ciencia básica y aplicada tiende a desaparecer en este siglo.

“La revolución de las ciencias biológicas es asombrosa e impacta todos los ámbitos de nuestra vida. Más que nunca es fundamental darse cuenta que del desarrollo en ciencia básica dependerá el progreso de la sociedad, si éste va de la mano de la cultura y la evolución de los valores humanos”

FUENTE: Boletín UNAM-DGCS-322   Ciudad Universitaria. 26 de mayo de 2013.

Educación y cultura, Salud

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