¡Bienvenidos al nanomundo! (Charla)

Tuve la inmensa suerte de que me invitaran a dar la ponencia científica de las IV Jornades Científiques (virtuals) del Cicle de Laboratori Clínic i Biomèdic de Jesuïtes - el Clot. Fue una experiencia chulísima el profundizar en la temática escogida por mí (la nanomedicina), aprender a grabarme con el programa OBS Studio (¡gracias Saül Pascual!) y responder las inteligentes preguntas de los asistentes. Desde aquí me gustaría dar las gracias a los organizadores, especialmente a Tresa :)

Aunque en prácticamente todas las diapositivas he incluido las referencias, hay un par que se me han escapado o que merecen dedicarles un poco de espacio. Mi libro de cabecera para preparar esta charla ha sido El nanomundo en tus manos de José Ángel Martín-Gago, Carlos Briones, Elena Casero y Pedro A. Serena (¡muy recomendable!).

´Vía

También me gustaría confesar que "he robado" sin dar crédito una imagen de la genial charla de Carlos Briones en Naukas Bilbao 2014, El tamaño sí que importa... sobre todo en el nanomundo. Hela aquí:

Es necesario mencionar que mucho del contenido de la charla se debe a mi estancia en el grupo Nanomol del ICMAB-CSIC donde durante muchos años he hecho mi tesis doctoral. Vayan por delante mis agradecimientos.

A continuación incluyo todas las referencias que aparecen en la charla, para facilitar su búsqueda y lectura. Y antes de incluir el enlace del vídeo, me gustaría decir que hay muchos errores, incorrecciones y seguramente herejías que se deben a mí únicamente. Pido disculpas por adelantado.

Y ahora sí, creo que no me dejo nada... Espero vuestras críticas y que lo disfrutéis tanto como yo haciéndolo :D

Referencias

Bueno, D. (2020). Peptide functionalized nanoliposomes for biomolecule intracellular delivery , prepared using compressed CO2. (Mola autocitarse, ¿a qué sí xD)

Campaña, A. L., Florez, S. L., Noguera, M. J., Fuentes, O. P., Puentes, P. R., Cruz, J. C., & Osma, J. F. (2019). Enzyme-Based Electrochemical Biosensors for Microfluidic Platforms to Detect Pharmaceutical Residues in Wastewater. https://doi.org/10.3390/bios9010041

Ferrer Tasies, L. P. (2016). Cholesterol and compressed CO2: a smart molecular building block and advantageous solvent to prepare stable self-assembled colloidal nanostructures. TDX (Tesis Doctorals en Xarxa). Retrieved from http://www.tdx.cat/handle/10803/384637%0Ahttp://www.tesisenred.net/handle/10803/384637?locale-attribute=es

Kreuter, J. (2007, February 22). Nanoparticles-a historical perspective. International Journal of Pharmaceutics. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2006.10.021

Krukemeyer, M., Krenn, V., Huebner, F., Wagner W, & R, R. (2015). History and Possible Uses of Nanomedicine Based on Nanoparticles and Nanotechnological Progress. J Nanomed Nanotechnol, 6(6), 336. https://doi.org/10.4172/2157-7439.1000336

Lacroix, L., & Carrey, J. (2008). A frequency-adjustable electromagnet for hyperthermia measurements on magnetic nanoparticles. The Review of Scientific Instruments, (October). https://doi.org/10.1063/1.2972172

Martín-Gago JA, Briones C, Casero E. y Serena P.A., El nanomundo en tus manos, Editorial Crítica 2014.

Molina, A. A., Angel Méndez-Rojas, M., Angulo-Molina, A., & Aguilera-Portillo, G. (2016). Nanomedicine: Small Steps, Big Effects. In B. I. Khariso, O. V. Kharissova, & U. Ortiz-Mendez (Eds.), CRC Concise Encyclopedia of Nanotechnology (1st ed.). CRC press. Retrieved from https://www.researchgate.net/publication/287998133

Neuwelt, E. A., Várallyay, P., Bagó, A. G., Muldoon, L. L., Nesbit, G., Nixon, R., Neuropathology, R. N. (2004). Imaging of iron oxide nanoparticles by MR and light microscopy in patients with malignant brain tumours, 456–471. https://doi.org/10.1111/j.1365-2990.2004.00557.x

Pérez, E., Martinez, M., Veciana, J., Ratera, I., & Guasch, J. (2018). Artificial 3D Culture Systems for T Cell Expansion. Nano Today. https://doi.org/10.1021/acsomega.8b00521

Soares, S., Sousa, J., Pais, A., & Vitorino, C. (2018). Nanomedicine: Principles, properties, and regulatory issues. Frontiers in Chemistry, 6(AUG), 1–15. https://doi.org/10.3389/fchem.2018.00360

Zhang, L., & Webster, T. J. (2009). Nanotechnology and nanomaterials : Promises for improved tissue regeneration, 66–80. https://doi.org/10.1016/j.nantod.2008.10.014

En Naukas: Liposomas, ¿medicina del futuro?

Los liposomas constituyen una de las plataformas más prometedoras en nanomedicina. De forma breve, son vesículas esféricas formadas por una doble capa lipídica en la que la parte polar de las moléculas se sitúa hacia el interior de la vesícula, y la parte apolar hacia el exterior. Sus ventajas abarcan desde que están compuestos de materiales biodegradables y no tóxicos para la célula, hasta que al llevar el fármaco encapsulado en su interior lo protege de la degradación enzimática; el fármaco encapsulado se libera lentamente consiguiendo una acción prolongada; y además interacciona con la célula para internalizarse antes que el fármaco libre; y los liposomas se pueden dirigir a un sitio específico del cuerpo, aumentando la eficacia del tratamiento. ¿Estamos, entonces, ante la medicina del futuro?

Sigue leyendo en Naukas

Referencias

Chen, C., Han, D., Cai, C., & Tang, X. (2010). An overview of liposome lyophilization and its future potential Journal of Controlled Release, 142 (3), 299-311 DOI: 10.1016/j.jconrel.2009.10.024

Ministerio de Sanidad: No a la aprobación de la homeopatía sin demostrar su efectividad

Siguiendo con la gente de #NoSinEvidencia, aquí podéis apoyar una petición en Change: Ministerio de Sanidad: No a la aprobación de la homeopatía sin demostrar su efectividad

#Nosinevidencia

Yo también me uno (y os invito a hacer lo propio) a este imprescindible Manifiesto:

La evidencia científica es uno de los pilares sobre los que se asienta la medicina moderna. Esto no siempre ha sido así: durante años, se aplicaron tratamientos médicos sin comprobar previamente su eficacia y seguridad. Algunos fueron efectivos, aunque muchos tuvieron resultados desastrosos.

Sin embargo, en la época en la que más conocimientos científicos se acumulan de la historia de la humanidad, existen todavía pseudo-ciencias que pretenden, sin demostrar ninguna efectividad ni seguridad, pasar por disciplinas cercanas a la medicina y llegar a los pacientes.

Los firmantes de este manifiesto, profesionales sanitarios y de otras ramas de la ciencia, periodistas y otros, somos conscientes de que nuestra responsabilidad, tanto legal como ética, consiste en aportar el mejor tratamiento posible a los pacientes y velar por su salud. Por ello, la aparición en los medios de comunicación de noticias sobre la apertura de un proceso de regulación y aprobación de medicamentos homeopáticos nos preocupa como sanitarios, científicos y ciudadanos, y creemos que debemos actuar al respecto. Las declaraciones de la directora de la Agencia Española de Medicamentos y Productos Sanitarios (AEMPS) asegurando que “no todos los medicamentos homeopáticos tienen que demostrar su eficacia” y que “la seguridad no se tiene que demostrar con ensayos clínicos específicos” no hacen sino aumentar nuestra preocupación.

Por lo tanto, solicitamos:

1. Que no se apruebe ningún tratamiento que no haya demostrado, mediante ensayos clínicos reproducibles, unas condiciones de eficacia y seguridad al menos superiores a placebo. La regulación de unos supuestos medicamentos homeopáticos sin indicación terapéutica es una grave contradicción en sí misma y debe ser rechazada. Si no está indicado para nada ¿para qué hay que darlo?.
2. Que la AEMPS retire de la comercialización aquellos fármacos, de cualquier tipo, que pese a haber sido aprobados, no hayan demostrado una eficacia mayor que el placebo o que presenten unos efectos adversos desproporcionados.
3. Que el Ministerio de Sanidad, Servicios Sociales e Igualdad y el resto de autoridades sanitarias persigan a aquellas empresas que atribuyen cualidades curativas o beneficiosas para la salud a sus productos sin haberlo demostrado científicamente.
4. Que el Consejo General de Colegios de Médicos de España / Organización Médica Colegial, en cumplimiento del artículo 26 del Código de Deontología Médica, desapruebe a los facultativos que prescriban tratamientos sin evidencia científica demostrada.

¡¡¡¡¡Vuelta al cole!!!!!

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Sí, julio y agosto son dos meses de desbandada, la actividad bloguera es inversamente proporcional a la playa y demás costumbres veraniegas. Aunque siempre se puede practicar la mirada del bloguero. Es cierto que depende del lugar al qué viajemos, tendremos más o menos cobertura, acceso a Internet, y todas las excusas que se os ocurran. Pero que conste que en ¡Jindetrés, sal! ya lidiaron con un ¡mes de agosto! y triunfaron a base de biología. En cualquier caso, el primer tirón de orejas es para mí misma, que no he participado en mi propia edición, así que no os puedo reñir demasiado, lo dejaremos para otra ocasión.

Sin embargo, al menos valorad el legado que otros valientes nos han dejado a lo largo de estos calurosos meses, porque si no equivoco: ¡tenemos al menos ocho nuevos participantes! Y ya que esta es la edición honorífica de los becarios, me satisface decirles que todos han sacado 'Cum laude' en divulgación, así que solo nos queda que repitan muchas veces más en los próximos Carnavales (estáis avisados, no me hagáis recurrir a amenazas xDD). En total ha habido 26 entradas de 15 blogs distintos, que paso a presentaros a continuación, para que como yo, aprendáis mucha, mucha biología.

El Carnaval empezó pisando fuerte: Abaritz nos enseña que la biología puede ser también un vehículo para denunciar situaciones injustas en  El negocio del hambre, pero es que la biología puede ser también la solución a muchos problemas, como cuenta en La despensa de África

La señorita Tate ha sido una de las protagonistas del Carnaval, Luis Moreno con el lema de Chemistry helps biology nos habla del gran químico Pauling y sus principales contribuciones a la ciencia. Y no es el único ejemplo de la relación entre química y biología de este Carnaval. Disfruten de La pizarra de Pauling.

¿Quién sería capaz de capturar una luciérnaga para mostrarnos la belleza de este increíble insecto, y explicarnos qué reacciones químicas emplea para producir su luz característica y cómo la podemos imitar químicamente? El nuevo tío Tungsteno en La luciérnaga y la magia de los peróxidos.

Dentro de este curso express de biología en el que nos matriculamos allá por julio, ScyKness explica con todo detalle Entendiendo un Western Blot (o al menos intentándolo), y ya estáis tardando en pasaros por allí.

Como becarios de biología, también es muy interesante que Ángel Rodríguez nos enseñe a construir un cariotipo: Tiene cromosomas la cosa.

Otra buena lección para becarios:  ¿qué sería de la labor de campo de los naturalistas sin el cuaderno de campo? La memoria en el cuaderno de campo de Darwin.

El tamaño no importa: al menos cuando estamos en el campo de la bioquímica.

¿Tienes claro el término 'especie'? ¿Seguro? Puede que las bacterias te den una sorpresa... Las bacterias del intestino pueden generar nuevas especies por J.J. Gallego en Micro Gaia 

Y hablando de becarios, una imprescindible reflexión del DrLitos acerca de la función y el papel que tiene el becario de investigación: Los primeros serán los últimos.

Exosomas de "depósito de desperdicios" a "mensajeros clave": Su existencia se conocía desde hace ya más 30 años, pero durante mucho tiempo se pensaba que sólo eran una especie de contenedores de los desperdicios celulares. En los últimos años, se ha encontrado que también actúan como mensajeros, llevando información clave a tejidos lejanos en el cuerpo, en los que pueden alterar su fisiología.

Para todos aquellos que hayan elegido la montaña como lugar de vacaciones, antes de salir al campo, deberían echar un ojo a las 5 plantas que debes evitar este verano. ¿Qué hace un profesor en vacaciones? No tienes más que pasarte por Moles y bits a leer todas las entradas de estos últimos meses: Camuflaje químico a nivel de neurotransmisores; La visión, ese preciado don, partiendo de Erastótenes, un recorrido evolutivo y fisiológico hacia la visión; Malotes de la química: trióxido de arsénico: una impresionante muestra de cómo la ciencia puede dar una profundidad insospechada a la literatura en Madame Bovary; La flor más grande del mundo: los compuestos químico que atraen a las moscas y otros insectos para la polinización; El color del otoño, que cada vez está más cerca tiene una explicación muy química y muy biológica.

¿Alguna vez te habías parado a considerar cuántos factores científicos  intervienen en algo tan prosaico como nadar? Ahora puedes disfrutar de "Biomecánica de la natación" especial mundial de natación BCN 2013 por @JoseMaBio.

¿Qué relación existe entre la genética y la nutrición? Parece que está relacionada con esta pregunta: ¿Te has quedado con hambre, te frío un huevo (I) y (II)? Descubre la epigenética de la mano de Sergio Pomares. ¿A qué huele?, a través de esta entrada iremos desgranando poco a poco cómo somos capaces de percibir los distintos olores que nos rodean, tanto buenos como malos y el papel del cerebro en este proceso.

Optogenética, una técnica para iluminar los genes: no sé a vosotros pero a mí me parece un claro ejemplo de que la realidad (en este caso, la ciencia y la biología), muchas veces superan la ficción.

Córneas de cobre: "Señoras y Señores van a ser espectadores de una primicia mundial. Van a ser testigos de la dura patología que sufre el cuerpo de Miguelito en boca de sus principales protagonistas: “Un mensajero químico” y “su cerebro”. Sus diálogos nos dejarán traslucir la gravedad y la evolución de su enfermedad. Una enfermedad que va deteriorando la salud del niño poco a poco, de forma lenta e insidiosa, invadiendo todo a su paso". MªJesús nunca decepciona... En A mordiscos: aprendiendo de nucleótidos, de una enfermedad rara que nos recuerda al Doctor Jekyll y Mr Hyde.

 ¿A qué nadie se esperaba que la tímida Calpurnia asomara su cabecita por otro blog distinto del cuaderno? No es la única sorpresa en Platanistoideae

Terminamos con un final apoteósico, de Anaxágoras a Arrhenius Tres visiones para el origen de la vida y una misma idea: panspermia por José Luis Moreno.

Por cierto, este post se llama "vuelta al cole", porque señoras y señores, ya es hora de que asumamos nuestros deberes blogueros para este gran @biocarnaval, y nos pongamos a divulgar sin ton ni son, en la edición número XXV en el blog Ser vivo, ¡por Darwin y Wallace, espero veros a todos allí!

Nanomundo de la nanomedicina

La plata es un agente antimicrobiano tópico usado para ayudar a la cicatrización de heridas, y que se está investigando para tratar la dermatitis atópica. Hay muchos apósitos comerciales que presumen de contener plata nanocristalina y, por ello, que tienen actividad bactericida en un amplio espectro, pero actualmente se intuye que la plata es esencial para el organismo Staphylococcus aureus, que sería el verdadero responsable de la curación de la herida. Aunque también se están empezando a usar nanopartículas de plata para tratar enfermedades del tracto gastrointestinal con inflamación.

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Las nanopartículas de plata entrarían dentro de la clasificación de partículas nanoscópicas inorgánicas, frente a otras formulaciones basadas en el carbono (fullerenos y nanotubos de carbono), y los conjugados poliméricos, dendrímeros y liposomas u otras composiciones lipídicas. Las nanopartículas inorgánicas más habituales en nanomedicina son las de oro, plata, los óxidos de hierro, las nanopartículas de sílice, y los quantum dots.

Al final estos nanotransportadores son materiales nanométricos (diámetro 1-100 nm) que pueden llevar múltiples fármacos y/o agentes de imagen; y que se investigan para aplicaciones como drug delivery, imagen, ablación fototérmica de tumores, detección de apoptosis, etc.

Las nanopartículas de oro se conjugan con proteínas y pueden ser reconocidas por los receptores celulares, siendo una forma de cuantificar la endocitosis en zonas tumorales (por el efecto EPR). Además hay algunas de estas que además de acumularse en tumores, se pueden activar por medio de un láser NIR (infrarrojo cercano) y así permiten la fotoablación del tejido tumoral sin dañar apenas el tejido sano circundante.

Las nanopartículas de óxido de hierro (SPIONs) están formados por un núcleo con partículas magnéticas (suele ser magnetita, o Fe₃O₄) recubierta con polímeros como el dextrano; y se emplean como agentes de imagen en la resonancia magnética. Al igual que el oro, también se pueden usar para ablación de tumores.

La introducción de las nanopartículas en nanomedicina plantea varios retos: se sabe que la toxicidad de los elementos o compuestos cambia con el tamaño y la forma; y más o menos se cumple que las partículas más pequeñas suelen ser más bioactivas pero también puede aumentar su toxicidad.

Las técnicas de imagen clínica han avanzado dramáticamente con la introducción de las técnicas SPECT/CT y PET. Los isótopos son importantes herramientas para diagnóstico y para monitorizar la terapia en enfermedades neurodegenerativas, inflamación y cáncer. Con el desarrollo de la nanotecnología, se ha abierto un nuevo campo que se conoce como “theranostics” o teranóstica y que consiste en fundir el método de diagnóstico con el tratamiento administrando un único medicamento. El campo “theranostic” está creciendo espectacularmente con el desarrollo de sistemas de distribución como liposomas, micelas, dendrímeros, nanotubos de carbono, que se pueden combinar con agentes de imagen (oro, plata, óxido de hierro y quantum dots).

Fuente

Los nanocristales semiconductores conocidos como quantum dots (QD) son nanopartículas fluorescentes, que ofrecen ventajas espectrofluorimétricas sobre las tradicionales moléculas orgánicas. Los QD tienen características de fluorescencia, 1020 veces más brillantes que las tintas orgánicas convencionales y además tienen una mejor fotoestabilidad. Esto les convierte en potenciales agentes de imagen en aplicaciones de diagnóstico basadas en fluorescencia. La mayoría de los tipos de QD se preparan originalmente en disolventes orgánicos; así que son insolubles en medios acuosos y por tanto en medios biológicos. Se ha conseguido funcionalizar los QD con ligandos más polares, pero que también reducen la fluorescencia y fotoestabilidad. Así que se planteó como alternativa transportar el QD en el interior de liposomas.

Los liposomas son, a día de hoy, la mejor forma establecida clínicamente de sistemas a escala nanométrica que se han usado para distribuir fármacos citotóxicos y antifúngicos, genes, vacunas, y también agentes de imagen.

Las vesículas liposoma consisten en bicapas lipídicas únicas o múltiples concéntricas (llamadas lamelas) que encapsulan un compartimiento acuoso. La biocompatibilidad, biodegradabilidad, toxicidad reducida, y la capacidad de manipular su tamaño y superficie comprenden el perfil excepcional que ofrecen los liposomas en comparación con otros sistemas de distribución. Como inconvenientes, cabe señalar el alto coste de producción, oxidación rápida de algunos fosfolípidos, y la falta de propiedades de liberación controlada de los fármacos encapsulados.

Las vesículas lipídicas bicapa se usaron primero como mímesis y modelo de membranas biológicas. La demostración de sus propiedades de encapsulación, y la notable semejanza estructural entre liposomas y membranas celulares en micrografías electrónicas, llevan a la conclusión de que los lípidos forman parte de las barreras de permeabilidad de membranas biológicas. La flexibilidad en la manipulación de tamaño y de composición de las vesículas lipídicas ha permitido su uso como modelo de membranas de plasma, y después como modelo de células vivas y para entender muchos fenómenos fisiológicos, como la difusión a través de membranas y las respuestas a varios agentes farmacológicos. Además, la posibilidad de reconstruir proteínas en la membrana lipídica que han sido estudiadas para el diseño de biosensores y así detectar y estudiar la interacción entre pequeñas moléculas y ligandos con los receptores de membrana plasmática. Los liposomas sirven como “contenedores químicos”: recipientes de reacción a nanoescala. Las dimensiones ultra-pequeñas del volumen de reacción puede conducir a la mezcla difusional rápida permitiendo el estudio de la cinética química rápida.

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Y ya existen medicamentos comerciales de formulaciones liposómicas como el Doxil ® que contiene doxorubicina que es un potente anticancerígeno. Después de localizar el lugar del tumor a través del efecto EPR, la capa de fosfolípidos exteriores liberan un agente anti-angiogénico, y la nanopartícula polimérica interior libera un agente de quimioterapia en respuesta a la hipoxia local (escasez de oxígeno).

Esta entrada participa en el XXV Carnaval de la Química alojado en el blog “ISQCH – Moléculas a reacción

Bibliografía

Duncan, R., & Gaspar, R. (2011). Nanomedicine(s) under the Microscope Molecular Pharmaceutics, 8 (6), 2101-2141 DOI: 10.1021/mp200394t

Peer D, Karp JM, Hong S, Farokhzad OC, Margalit R, & Langer R (2007). Nanocarriers as an emerging platform for cancer therapy. Nature nanotechnology, 2 (12), 751-60 PMID: 18654426

Davis, M., Chen, Z., & Shin, D. (2008). Nanoparticle therapeutics: an emerging treatment modality for cancer Nature Reviews Drug Discovery, 7 (9), 771-782 DOI: 10.1038/nrd2614

Hemoglobina y anemia en H. sapiens

(Fuente)

La ciencia es una herramienta tan poderosa que nos permite viajar en el tiempo, y eso es lo que vamos a hacer hoy: primero nos desplazaremos hacia el siglo XIX, donde en plena controversia sobre si las proteínas eran sólidos o no, se observó en torno a 1840 que la hemoglobina cristalizaba a veces, y pronto se estandarizó el método de cristalización de manera que W. Preyer en 1871 publicó la cristalización de la hemoglobina de casi 50 especies. La diferencia morfológica entre los cristales de hemoglobina de diferentes organismos proporcionó por primera vez evidencia contundente acerca de la especificidad en la expresión proteica entre las especies. Además, se encuentra entre las primeras proteínas cuyo peso molecular fue determinado correctamente. Si quieres conocer más detalles acerca de esta proteína, te recomiendo visitar este enlace. Pero lo que sí tienes que tener claro, es que contiene hierro que está relacionado con el transporte de oxígeno por nuestro cuerpo (que proporciona energía a nuestras células).

(Fuente)

El metabolismo del hierro es, por eso, muy importante. Los átomos de hierro se reciclan en nuestro cuerpo, pero con la menstruación o las heridas podemos perder bastante, por lo que está previsto que lo obtengamos para reponer de nuestra dieta. El problema del hierro es que tenemos verdaderos problemas para absorberlo a partir de los alimentos (por cierto, para que no pienses que todo se arregla comiendo lentejas, este vídeo). Así que a veces, podemos tener anemia. La anemia ferropénica (por falta de hierro) se describe clásicamente como una anemia microcítica. Esta patología se descubre en el siglo XIX, cuando Ralph Stockman en Edimburgo establece las bases del hierro medicinal. Si te ha tocado tomar hierro, es probable que el médico te haya recomendado tomarlo en ayunas y con zumo de naranja, ¿por qué? Para ayudar a nuestro cuerpo a absorber el hierro: aunque en nuestro organismo lo necesitamos en forma de Fe(II), resulta que solo lo absorbemos en forma de Fe(III), así que si lo tomamos con un zumo 'ácido' aseguramos que entre en nuestro organimo en forma 'oxidada' de Fe(III).

Ahora viajemos más atrás en el tiempo... hasta el Pleistoceno nada menos... Para ver cómo el hierro está vinculado a una dieta carnívora. 

La hiperostosis porótica es una patología ósea asociada con la anemia. Los huesos craneales afectados por esta muestran adelgazamiento o destrucción de la bóveda externa, así como lesiones que parecen emanar a partir de la hipertrofia del diploe, que se produce en bebés y niños pequeños a través de los efectos combinados de hipoferremia (inducida por la ingestión de leche materna con poca vitamina B12 o pérdida de B12 por el destete) e infecciones gastrointestinales. 

(Vía)

Algunos investigadores, argumentan que la anemia causada por deficiencia de hierro no basta para explicar la producción masiva de células rojas de la sangre que provoca la expansión de las cavidades de la médula en la hiperostosis porótica, y que la sobreproducción de células rojas de la sagre vista en anemias hemolíticas y megaloblásticas es  más probable como causa próxima de la patología. Otros sugieren que la hiperostosis porótica está relacionada con la hipoferremia en la presencia de altas cargas de patógeno y por tanto, no es perjudicial sino ventajoso para adaptarse a ambientes altamente patogénicos. 

Como la hiperostosis patogénica se ha documentado entre poblaciones con una dieta rica en hierro, se plantea que esté más relacionada con parásitos antes que con anemia. Pero, también esta hiperostosis porótica se ha documentado frecuentemente en niños humanos de aproximadamente la misma edad que el ejemplar del estudio, en regiones libres de malaria. Así que se concluye que el estrés nutricional severo es una fase clave en el desarrollo de nuestros ancestros. Los individuos probablemente sufrían una forma de anemia relacionada  con la deficiencia en la dieta de vitamina B12 (cobalamina) y B9 (ácido fólico). Este diagnóstico se mantiene como una excepción importante en el registro fósil de homínidos, donde se documentan abundantemente incidencias de defectos en el esmalte dental indicando estrés físico  en nuestros ancestros. 

A pesar de que la anemia por deficiencia hierro se desarrolla en humanos modernos a partir de comunidades que tienen altas parásitos en el intestino (y los homínidos fueron probablemente expuestos a una gran variedad de parásitos intestinales) la falta de documentación  de hiperostosis porótica entre simios, a pesar de estar expuestos a cargas similares o incluso superiores, aumenta la probabilidad de que la condición anémica documentada en esté relacionada con la dieta.

(Vía)

Incluso los primates vegetarianos especializados como los gorilas requieren recursos dietéticos no herbáceos  para cultivar el intestino bacteriano que puede, a su vez, sintetizar cobalamina. 

Las observaciones sugieren que si OH 81 (el ejemplar de estudio) era todavía lactante en la aparición de su anemia, la dieta de su madre sería deficiente en B12. Si, OH 81 ya había sido destetado quiere decir que el componente de carne de su dieta es inadecuado. Para las personas tradicionales, el destete es una fase crítica en el ciclo de vida, el tiempo en el que el niño no solo pierde la inmunidad pasiva de su madre sino que cuando está expuesto a nuevas fuentes de infecciones potenciales y experimenta normalmente un decrecimiento en la entrada calórica así como deficiencias nutricionales significativas. Debido a su alta tasa de crecimiento los niños requieren más hierro y vitaminas que en otras edades. El crecimiento y mantenimiento del cerebro requiere de altas entradas de proteínas, calorías y vitaminas B solubles en agua (especialmente B12).

Se documentó geológicamente la tendencia a secarse que terminó con la desaparición del lago Olduvai en los últimos años. Este cambio en el clima pudo contribuir a la escasez de recursos y, por ende, al estrés nutricional de los homínidos. Eso no quita que haya evidencia arqueológica (en forma de herramientas y huesos) confirmando la importancia de comer carne en la evolución humana.

Esta entrada participa en la XIX Edición del Carnaval de Biología, organizado por La Fila De Atrás, blog perteneciente a @MyrRB

(Fuente)

Referencias

Domínguez-Rodrigo M, Pickering TR, Diez-Martín F, Mabulla A, Musiba C, Trancho G, Baquedano E, Bunn HT, Barboni D, Santonja M, Uribelarrea D, Ashley GM, Martínez-Ávila Mdel S, Barba R, Gidna A, Yravedra J, & Arriaza C (2012). Earliest porotic hyperostosis on a 1.5-million-year-old hominin, olduvai gorge, Tanzania. PloS one, 7 (10) PMID: 23056303
Internet (general)

Killip et al., Iron Defficiency Anemia

Moreno, Luis, El cuaderno de Calpurnia Tate

Peñuela, O., Hemoglobina: una molécula modelo para el investigador Colombia Médica Vol. 36 Nº 3, 2005

Estrés... y ¿Alzheimer?

Es importante distinguir el deterioro cognitivo leve (DCL) que suele cursar a demencia (tipo Alzheimer o de otro tipo) con el tiempo, del envejecimiento normal o sano. Con el envejecimiento natural, se producen pérdidas de memoria que no suelen ser incapacitantes.

En el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer hay factores de riesgo genéticos, pero sobre todo ambientales como el grado de educación (está demostrado que a mayor nivel de estudios, hay más recursos funcionales para no perder la memoria: ¡¡¡hay que mantenerse activos intelectualmente!!!), el ejercicio físico y el estrés. Hay factores como la edad y también de tipo hormonal: por ejemplo, en situaciones de estrés, liberamos una hormona suprarrenal llamada los glucocorticoides. 

(Fuente)

¿Qué tiene que ver el estrés con el envejecimiento, y con el Alzheimer? Se puede identificar una respuesta física inespecífica, denominada el Síndrome General de Adaptación en la que se distinguen dos fases:

1) Reacción de alarma (fase inicial): se produce la activación del sistema simpático con adrenalina y noradrenalina, aumenta la atención, y el cuerpo está preparado para luchar o huir.

2) Fase de resistencia (si el estrés sigue): se activa el ventrículo del hipotálamo produciéndose la liberación de glucocorticoides que son supresores del sistema inmune.

Si el estrés es crónico provoca otros síntomas como fatiga, hipertensión, infarto, osteoporosis y amenorrea. Y también se producen alteraciones del sistema nervioso hacia ansiedad y depresión. 

Lo que está comprobado es que una situación de estrés continuada causa la atrofia del árbol dendrítico, siendo un proceso reversible siempre que el estrés revierta. Si no lo hace... puede llegar a convertirse en muerte neuronal de las neuronas que forman el hipocampo, y esto sí que es irreversible.

Los glucocorticoides inhiben el transportador de glucosa, de manera que las neuronas se quedan sin alimento. Los glucocorticoides son liposolubles y atraviesan la barrera hematoencefálica si no están unidas a proteína transportadora (la transportina, y la albúmina en menor proporción). Se ha detectado que pacientes de Alzheimer presentan más cantidad de cortisol en líquido cefalorraquídeo que los pacientes control (población de edad avanzada pero que tienen un envejecimiento normal), lo que no se sabe es si esto es causa o consecuencia, pero los corticoides tienen muchos efectos secundarios y sobre la memoria. Se sabe que la depresión puede ser un predictor de la demencia, ya sea de Alzheimer o Parkinson, incluso antes de los síntomas motores. 

Cuando se da demencia + depresión puede deberse a una reacción psicológica a la pérdida de memoria. Sin embargo, también puede deberse a factores biológicos: un déficit de noradrenalina, déficit de dopamina, disminución de serotonina (la falta de estos neurotransmisores produce depresión). Son importantes los antecedentes familiares y personales. 

(Vía)

El cortisol afecta al hipocampo reduciéndolo, sobre todo al lado derecho. Este efecto es tanto mayor cuanto  más dure la depresión sin tratar. La depresión es un factor de mal pronóstico, ya que hay más riesgo de pasar de un DCL a demencia, y tiene una peor respuesta al tratamiento farmacológico de la demencia, así que urge un diagnóstico precoz.

Los episodios depresivos en demencia pueden remitir naturalmente sin tratamiento, pero es mejor no arriesgar. Además, el tratamiento depresivo ayuda a mejorar la demencia aunque no sea tan intenso como en otras personas (se evita tratar a las personas con depresión demencial con fármacos anticolinérgicos). La depresión en este contexto aumenta el deterioro y el sufrimiento, acelerando el curso de la demencia.

Referencias

Todo esto y mucho más lo aprendí en el III Curso de Demencias Neurodegenerativas y Alzheimer (en concreto en la conferencia del profesor César Venero)

Angelucci, L. (2000). The glucocorticoid hormone: from pedestal to dust and back European Journal of Pharmacology, 405 (1-3), 139-147 DOI: 10.1016/S0014-2999(00)00547-1



  Este post participa en el XVII edición del Carnaval de Biología

Y. pestis

Estoy irremisiblemente enganchada a la serie Navy NCIS que echan en la Sexta. En un capítulo, el agente especial Di Nozzo abre una carta supuestamente de mor y aspira un fino polvillo, que no es ántrax sino una bacteria modificada genéticamente para resistir cualquier antibiótico de Y. pestis. Esta se ha mantenido viva gracias a la humedad del sobre y ha pasado los controles ya que alguien depositó un beso con pintalabios cuyo componente mayoritario era plomo.

(Vía)

La peste alcanzó los niveles de pandemia en la Edad Media, pero no solo, en algunos países como India se han producido dos brotes de epidemia en la India, y también hay casos esporádicos en lugares campestres de Estados Unidos o México. En la novela Los novios de Manzoni, se describe la epidemia que tuvo lugar en Italia: los métodos de prevención, los lugares en que se ponía en cuarentena a los enfermos, la horrible figura de los enterradores que recogían a los enfermos, y los síntomas devastadores de la enfermedad. También, en el libro y película homónima de Las llaves del reino, se cuenta la gran epidemia que afectó a China, cómo se propagó, la ayuda occidental recibida, métodos de protección un poco más avanzados aunque no siempre surtan efecto.

El bacilo bacilón vía

Debe su nombre a Alexandre Yersin que de manera simultánea aunque independiente a Shibasahuro Kitasato anunció el aislamiento del organismo causante de la plaga durante la epidemia de Hong Kong en junio de 1984. Yersin desarrolló un antisuero para curar a un paciente en 1896. Posteriormente se descubrió que las ratas y las pulgas eran los transmisores del bacilo. En 1897 se demostró la eficacia de una vacuna. 

El género Yersinia, es miembro de la familia Enterobacteriaceae, consisten en 11 especies, de las cuales tres son patógenos humanos (Y. pestis, Y. pseudotuberculosis, y Y. enterolitica). La especie, Y. pestis, es un cocobacilo gram-negativo. El análisis  cromosómico de DNA a partir del tipo salvaje de Y. pestis y Y. pseudotuberculosis muestra un alto grado de relación. En cambio,  Y. enterocolitica no está relacionada a nivel de DNA.

Para aprender de bacilos y baciles, este vídeo:

Así, las tres formas más comunes de enfermedad, son:

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• Peste bubónica, una infección de los ganglios linfáticos. Es la forma clásica de la enfermedad. Los pacientes suelen tener síntomas como fiebre, dolor de cabeza, escalofríos, inflamación, sensibilidad de los nódulos linfáticos (bubones) a los 2-6 días del contacto con el organismo ya sea por la picadura de la pulga o por exposición de heridas abiertas a materiales infectados. Además, tiene síntomas gastrointestinales como náuseas, vómitos y diarrea. A veces aparecen lesiones en la piel en el lugar inicial de la infección. Los bubones se encuentran en las regiones inguinal y femoral, aunque pueden aparecer en cualquier ganglio.
• Peste pulmonar, una infección de los pulmones: es la forma más rara pero letal que se contagia vía respiratoria por contacto con individuos afectados. Progresa rápidamente de síntomas griposos a una neumonía grave con expectoración de sangre. El período de incubación es de entre 1 a 3 días. La mayoría de los casos actuales se han producido a partir de gatos infectados.
• Peste septicémica, una infección de la sangre: se describe como enfermedad de la sangre sin linfadenopatía palpable. Se parece a otras septicemias causadas por otras bacterias gram-negativas. Los pacientes tienen síntomas similares a la peste bubónica, pero con una mayor incidencia de dolor abdominal. La mortalidad alcanza de un 30 a un 50%, probablemente debido a que los antibióticos usados para tratar cualquier sepsis no son efectivos contra Y. pestis.

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La transmisión entre roedores está asociada con sus pulgas. Las pulgas adquieren Y. pestis a partir de comida de sangre infectada. A los dos días de la comida de sangre infectada, el estómago exhibe aglomeraciones que contienen motas marronáceas de Y. pestis. Se han identificado más de 1500 especies de pulgas, de las cuales alrededor de 31 se han probado que son vectores de la plaga, bajo condiciones apropiadas. Debido a su papel en pandemias previas, X. cheopis (la pulga de rata oriental) es considerada como vector clásico y estándar. A partir de la tercera pandemia, los roedores urbanos (especialmente de ratas) fueron asociados con la transmisión de la peste. 

(Fuente)

Actualmente la mayoría de los casos están clasificados como plaga selvática, contraída a partir de animales salvajes del campo como ardillas, marmotas, jerbos, ratones y conejos. Las complicaciones como septicemia, neumonía y meningitis, pueden aparecer generalmente debidas al retraso de tratamiento. Tanto la forma neumónica como la septicémica son mortales sin tratamiento, mientras que la bubónica tiene una tasa de mortalidad (sin tratamiento) del 40-60% (que es lo que le comunican al jefe Leroy Jethro Gibbs).

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El tratamiento consiste en antibióticos que previenen que la enfermedad se extienda por el paciente y desarrolle neumonía. La estreptomicina es el principal fármaco para tratar la peste, aunque también se emplea tetraciclinas (como terapia profiláctica y en vacunas de prevención para la peste), mientras cloranfenicol se recomienda para la meningitis. Lo que se intenta es controlar la plaga, aunque es complicado dado que hay mucha variedad tanto de vectores como huéspedes animales, así que parece que no se va a conseguir erradicar por completo, aunque claramente sí que se han reducido los casos.

Referencias

http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/000596.htm

ROBERT D. PERRY* AND JACQUELINE D. FETHERSTON (1997). Yersinia pestis—Etiologic Agent of Plague CLINICAL MICROBIOLOGY REVIEWS, 10 (1) DOI: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC172914/pdf/100035.pdf



                                  Este post participa en el XVII edición del Carnaval de Biología

(Para que luego digan que con las series no se aprende)