La Verdad

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Fecha: noviembre 7, 2017
CRISPR para ignorantes
José Antonio Lozano Teruel 07-11-2017 | 12:01 | 0

El jueves 9 de noviembre el microbiólogo e investigador alicantino Francisco Juan Martínez Mojica será nombrado Académico de Honor de la Real Academia de Medicina y Cirugía de la Región de Murcia. Su discurso lo titula “Diálogos bacteria-virus. Discusiones letales, acuerdos vitales”. El Dr Mojica viene figurando en los últimos años en las quinielas de los Nobel de Medicina y de Quimica por su hallazgo, en 1993, de unas misteriosas secuencias repetitivas en el ADN de unos organismos unicelulares de las salinas de Santa Pola.  Se bautizaron como CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, en español, Repeticiones Palindrómicas Cortas Agrupadas y Regularmente Interespaciadas, que derivaron, desde el año 2013, en el desarrollo del sistema CRISP/Cas, un maravilloso sistema de edición de genes que está permitiendo agregar, interrumpir o sustituir las secuencias de genes específicos, en los seres vivos, de un modo relativamente simple. Todo ello es suficiente justificación para intentar explicar de modo sencillo, para los lectores comunes, lo que es esta nueva técnica revolucionaria y sugerir algunas de sus aplicaciones.

mogica

Un poco de historia. Muchas personas consideran que el descubrimiento científico más importante del siglo XX tuvo lugar el 25 de abril de 1953 cuando la revista NATURE publicó un pequeño artículo de dos páginas, escrito por James D. Watson y Francis Crick, en el que basándose en estudios cristalográficos de rayos X de Maurice Wilkins y Rosalind Franklin. describían la estructura en doble hélice del ADN, nuestro material genético, sugiriendo además el posible mecanismo de copia/multiplicación/descendencia de la biomolécula. En palabras de Watson “una estructura tan bonita tenía por fuerza, que existir”. El acontecimiento marcó un antes y un después en la Biología por sus diversas y profundas aplicaciones en todos los campos. Sirvió de base para abordar y resolver cuestiones científicas inalcanzables hasta entonces: proponer el mecanismo molecular de la herencia de los genes, asistir al nacimiento de la Biología Molecular, completar la secuenciación de los 3.200 millones de bases del Proyecto Genoma Humano e iniciar la era postgenómica, con el nacimiento y desarrollo de las nuevas ciencias “ÓMICAS”: Genómica, Transcriptómica, Proteómica, Epigenómica, Metabolómica, Metagenómica, Farmacogenómica, Farmacometabolómica, etc, así como el inicio de muchas aplicaciones: ADN recombinante, transgénicos, clonaciones, intentos de Terapia Génica. Dos comentarios adicionales en esta fascinante historia de poco más de 50 años. El primero, que el Nobel de Medicina se le adjudicó a Watson, Crick y Wilkins, mientras que Rosalind Franklin fue olvidada. El segundo, que la gran esperanza era la lucha contra las enfermedades, sobre todo las miles de ellas que son genéticas o con componentes genéticos. Desgraciadamente el sueño de la Terapia génica, sustituir los genes “enfermos” por genes “sanos” en gran parte quedó como un deseo, no como una realidad, debido a las dificultades prácticas experimentales para conseguir esa sustitución de genes.

Pues bien, también muchos científicos y expertos piensan que el sistema CRISP y sus derivaciones biomédicas, podría ser considerado como el acontecimiento científico más importante del siglo XXI y sus consecuencias y derivaciones afectaran de modo importante y, esperemos que positivo, a toda la humanidad. No en balde, en el presente año 2017 ya se han publicado más de 12.000 investigaciones sobre CRISPR/Cas9 en revistas científicas internacionales y están en marcha en todo el mundo multitud de ensayos clínicos para comprobar su utilidad para luchar contra un gran número de enfermedades. Intentemos explicar el tema de un modo muy sencillo.

En el genoma bacteriano hay regiones en las que la secuencia de los 4 nucleótidos (las 4 unidades básicas de la molécula de ADN) puede leerse igual en un sentido que en el otro, es decir, son palíndromos (como la frase palindrómica: Anita lava la tina). Se trata de segmentos cortos, que se repiten varias veces y se encuentran separados por otras secuencias diferentes llamadas espaciadores, es decir, en el genoma bacteriano hay repeticiones palindrómicas separadas por un espaciador seguido por otra repetición y así sucesivamente. Estos bloques se encuentran unidos a una región especial denominada secuencia líder, y todo el conjunto se denomina CRISPR.

Cuando un virus ataca a una bacteria, introduce en ella su ADN, que se reproduce utilizando la maquinaria biológica bacteriana y puede llegarse a la destrucción del huésped. Pero las bacterias cuentan con el maravilloso sistema defensivo CRISPR: las regiones CRISPR se asocian a su vez con genes que sintetizan enzimas nucleasas, en particular las llamadas Cas, que poseen capacidad de cortar e inactivar los ácidos nucleicos invasores, ajenos a la bacteria.

La secuencia es la siguiente: la presencia del ADN viral activa el complejo CRISPR, y se sintetizan cadenas cortas de ácido ribonucleico (ARN) que reconocen y asocian a sitios específicos del ADN viral.  El CRISPR/Cas actúa de modo que las Cas cortan en sitios específicos la molécula del ADN viral, como una tijera molecular, y con ello inactiva al ADN agresor, y además se consigue que  la bacteria conserve una especie de memoria genética al respecto.

Desde 2013, las científicas Jennifer Doudna y Emmanuelle Charpentier fueron capaces de recrear la técnica en el laboratorio, de manera simple y barata, usando moléculas guía de ARN que pueden identificar cualquier región del ADN,  ya no solo de bacterias, sino de cualquier especie, tanto hongos como plantas, animales, humanos, etc. para realizar cortes, con ayuda de una enzima particular llamada Cas9 (ahora  ya existen conocen otras enzimas más precisas). Pero no sólo se puede cortar el ADN “indeseable” sino que es posible introducir secuencias específicas en los sitios del corte con lo que se puede modificar casi a voluntad el genoma de todo tipo de células, crear animales y plantas transgénicas, modelos para ensayar nuevas drogas y, eventualmente, abordar con posibilidades reales la soñada Terapia Génica. Como es lógico ello da origen también a consideraciones bioéticas de importancia. Por ello esta técnica no sólo merece ser considerada uno de los mayores avances científicos de 2015, tal como reconocieron las revistas NATURE y SCIENCE, sino posiblemente del presente siglo. Y esperemos y deseemos que, cuando llegue, la hora del Nobel, no vuelva a ocurrir lo que sucedió con Franklin, en el caso de la estructura doble hélice del ADN, es decir, que esta vez se reconozca el papel pionero del prof. Mojica.

Por último, e importante, lo que indica el prof. Musunuru, en la más reciente revisión que se ha publicado respecto al sistema CRISPR/Cas9: “La edición CRISPR-Cas9 del genoma destaca como un ejemplo claro de cómo la ciencia básica aparentemente esotérica (la investigación del sistema inmune bacteriano) puede resultar en importantes Implicaciones clínicas. Debido al arduo trabajo de muchos investigadores, el sistema CRISPR-Cas9 ha recorrido ya un largo camino en solo 4 años y en los próximos años es esperable que el esfuerzo considerable que se está realizando signifique el éxito de la implementación de CRISPR-Cas9 para la edición terapéutica del genoma somático”.

 

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https://goo.gl/8bT7Pw

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Antifibrinolítico a tiempo
José Antonio Lozano Teruel 07-11-2017 | 11:56 | 0

Anualmente, mueren más de 2 millones de personas en todo el mundo por hemorragia extracraneal traumática, a menudo como resultado de lesiones y violencia en los traslados al hospital. Además, la hemorragia postparto (sangrado excesivo después del parto) es la principal causa de muerte materna en el mundo, afectando a unas 100.000 mujeres al año.

Los medicamentos antifibrinolíticos como el ácido tranexámico, el ácido aminocaproico y la aprotinina evitan que los coágulos sanguíneos se descompongan por lo que reducen el sangrado. Se han utilizado durante muchos años para reducir el sangrado menstrual abundante y, a menudo, se administran durante la cirugía para reducir la necesidad de transfusiones de sangre.

En concreto, el ácido tranexámico, es el constituyente de medicamentosantifibrinolíticos relativamente baratos como la amchafibrina para el tratamiento y la prevención de las pérdidas de sangre asociadas a un sangrado anormal excesivo.

La importante revista médica LANCET, publica hoy una interesante investigación sobre su administración, confirmando su eficacia, pero demostrando que cada minuto puede ser importante cuando se trata de evitar sangrados severos, por ejemplo tras un trauma o un parto. Ello es el resultado de un metanálisis sobre más de 40,000 pacientes, demostrando que la probabilidad de muerte debido a la pérdida de sangre se redujo en más del 70% si el medicamento, de bajo costo y fácil disponibilidad, se administra inmediatamente después de la lesión o el nacimiento, pero que las posibilidades de supervivencia disminuyen un 10% por cada 15 minutos de retraso, de modo que si se administra después de 3 horas ya no se observa ningún beneficio.

Según el profesor Ian Roberts de la Escuela de Higiene y Medicina Tropical de Londres, Reino Unido, responsable de la investigación “El ácido tranexámico es seguro, barato, de fácil administración y no necesita refrigeración. La mayoría de las muertes por hemorragia ocurren unas horas después del inicio del sangrado. El tratamiento oportuno tiene el potencial de salvar miles de vidas adicionales cada año”. Sería relativamente sencillo que los responsables sanitarios tuvieran presente el resultado de la investigación para realizar las recomendaciones oportunas.

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http://dx.doi.org/10.1016/S0140-6736(17)32455-8

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El cambio climático y la preciada trufa negra
José Antonio Lozano Teruel 07-11-2017 | 11:54 | 0

La trufa negra es uno de los productos gastronómicos con más personalidad del mundo. Escondida bajo tierra y envuelta en un aura de leyenda, la trufa negra (Tuber melanosporum) es un hongo que se encuentra asociado a las raíces de la encina. Son muy escasas y su alto valor gastronómico hace que sean un bien codiciadísimo, considerada “el diamante negro” de los montes. Este “diamante negro”, del tamaño de una nuez, se saborea con algunos platos especiales o sencillamente en pequeños trozos sobre una rebanada de pan tostado con mantequilla, con huevos en tortilla. Lo importante es permitirle emanar todo su perfume en el plato.

Como ejemplo, en Madrid. el evento gastronómico Madrid Fusión organiza cada año una subasta benéfica de trufas y hace un par de años el chef Andrea Tumbarello (del restaurante Don Giovanni, de Alba (Italia) logró hacerse con la trufa negra más grande, de 560 gramos, por 6.200 euros. El precio usual ronda los 2.000-3.000 euros por kilogramo.

Las trufas negras crecen bajo tierra en una relación simbiótica con el sistema de raíces de los árboles en suelos con alto contenido de caliza. Se encuentran principalmente en el norte de España, el sur de Francia y el norte de Italia, donde son olfateados por perros o cerdos entrenados. Si bien pueden formarse naturalmente, muchas trufas se cultivan inoculando plántulas de roble o avellana con esporas y plantarlas en suelos calcáreos. Incluso a través del cultivo, no hay garantía de que las trufas crecerán. Las de la región francesa del Périgord tienen ganada una muy merecida fama. El “cavage” o recogida de las trufas es todo un arte y el “caveur” o recogedor distingue su presencia por la ausencia de vegetación alrededor de los árboles truferos  en los lugares donde se elevan las moscas truferas (una especie que pone sus huevos  por encima de la Trufa) o donde la detecta un perro o cerdo entrenado en el cavage que detectan el olor de la Trufa, enterrada de 5 a 30 cm. Aunque los humanos han estado comiendo trufas durante siglos, sabemos muy poco sobre cómo crecen y cómo interactúan con sus árboles huéspedes, ya que el sistema es subterráneo y no podemos ver cómo las trufas se ven afectadas por diferentes condiciones ambientales, o incluso cuando es el mejor momento para regarlas.

El cambio climático y la sequía está afectando grandemente el cultivo de la trufa negra y los rendimientos están cayendo, mientras que la demanda mundial sigue aumentando. Se estima que la industria de la trufa superará los 5-000 millones de euros anuales en la próxima década. La pregunta es inmediata: ¿Se podrá adaptar su cultivo a nuevas regiones o países?.

Además, su hábitat mediterráneo se ha visto afectado por la sequía debido al cambio climático a largo plazo, y los rendimientos están cayendo, mientras que la demanda mundial sigue aumentando. Se estima que la industria de la trufa valdrá 4.500 millones de libras anuales en los próximos 10-20 años.

La revista Climate Research publica una investigación de científicos  de la Universidad de Cambridge y de la empresa Mycorrhizal Systems Ltd (MSL) confirmando el éxito obtenido con la recolección de la primera trufa negra cultivada en el Reino Unido como consecuencia del pryecto de investigación Monmouthshire.

Después de nueve años de espera, la trufa fue cosechada en marzo de 2017 por un perro entrenado llamado Bella. El hongo aromático creció dentro del sistema de raíces de un roble mediterráneo que había sido tratado para estimular la producción de trufa. Análisis microscópicos y genéticos adicionales confirmaron que el hallazgo de Bella era de hecho una trufa negra de análoga a las de la región del Périgord (Tuber melanosporum). El árbol huésped es un roble mediterráneo que se plantó en 2008. Antes de la siembra, el árbol se inoculó con esporas de trufa y el suelo circundante se hizo menos ácido por tratamiento con cal.

La primera trufa cosechada en el Reino Unido pesó 16 gramos, y se decidió conservarla para la posteridad, pero en el futuro si, como es esperable,  hay éxito en el cultivo de las “trufas británicas” se procederá a su comercialización

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https://goo.gl/iYLYDG

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La relajante luz azul
José Antonio Lozano Teruel 07-11-2017 | 11:51 | 0

El estrés psicosocial es muy común y tiene efectos negativos sobre la salud y la calidad de vida de las personas, pero investigadores, pertenecientes al BCI Lab (Brain-Computer Interface Lab) de la Universidad de Granada, indican que este tipo de estrés produce ciertas respuestas fisiológicas que pueden ser medidas mediante bioseñales. En colaboración con el Colegio de Educación Especial San Rafael de Granada (Orden Hospitalaria de San Juan de Dios), han demostrado, mediante evaluación objetiva con medidas electrofisiológicas, que la luz azul, frente a la luz blanca convencional, acelera el proceso de relajación después de un proceso de estrés psicosocial agudo. Los investigadores afirman que la luz de este color acelera el proceso de relajación después de un proceso de estrés psicosocial agudo como, por ejemplo, cuando mantenemos una discusión tensa con un amigo, o cuando estamos realizando una tarea y alguien nos mete presión para que la finalicemos cuanto antes. Se trata de un tipo de estrés a corto plazo (agudo) que se produce en las relaciones interpersonales o sociales, por ejemplo, cuando mantenemos una discusión tensa con un amigo, o cuando estamos realizando una tarea y alguien nos mete presión para que la finalicemos cuanto antes.

Los resultados se publican en la revista PlosOne, mostrando que los investigadores sometieron a 12 voluntarios un proceso de relajación (posterior a un proceso de estrés) haciendo uso de la sala de estimulación multisensorial del Colegio de Educación Especial San Rafael. En esta sala, los voluntarios permanecieron tumbados sin ningún tipo de estimulación más que una luz ambiente de color azul (grupo 1) o blanco (grupo 2). Durante toda la sesión, se midieron distintas bioseñales tales como electrocardiograma (para medir la actividad cardíaca) y electroencefalograma (para medir la actividad cerebral). Los resultados obtenidos concluyeron que la luz ambiente azul, frente a la luz blanca convencional, acelera el proceso de relajación.

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https://goo.gl/CvgDVX

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