Computadoras Biológicas:

En una investigación que ha costado cinco años de trabajo y que inaugura un nuevo campo científico, dos equipos de la Universitat Pompeu Fabra (UPF) han creado una computadora biológica.  El objetivo es más ambicioso: hacer operaciones de computación que están fuera del alcance de los ordenadores convencionales. Concretamente, operaciones de computación biológica. Lo cual podría ser útil para regular sistemas biológicos, desde células aisladas hasta ecosistemas enteros, pasando por organismos pluricelulares como el cuerpo humano y el tratamiento de sus enfermedades.  Entre las posibles aplicaciones medioambientales, Ricard Solé, director de la parte teórica de la investigación, cita como ejemplo la laguna de Venecia. “Es un sistema altamente contaminado en el que, siempre que se han intentado soluciones del tipo de poner barreras, el sistema las ha sorteado y el problema ha persistido. Pero con la biología sintética y la computación biológica podemos pensar en ofrecer soluciones adaptativas”, es decir, en crear microorganismos que se adapten a las condiciones de la laguna y las corrijan.


Las células de sus experimentos actúan del mismo modo que las puertas lógicas en un circuito electrónico convencional. Por ejemplo, han diseñado un circuito celular en que hacen falta dos estímulos para producir una respuesta: es la puerta lógica AND (llamada así por la conjunción inglesa que significa y). Otro circuito en que hace falta uno de los dos estímulos: la puerta lógica OR (por la conjunción que significa o). Un tercer circuito en que hace falta que no se dé ninguno de los dos estímulos: la puerta lógica NOR (ni). Y así hasta completar todos los tipos de puertas lógicas posibles, según los resultados de la investigación presentados en la edición electrónica de la revista Nature.  Según los resultados presentados en Nature, con tres tipos de células manipuladas genéticamente de maneras distintas es posible construir computadoras biológicas que realicen más de cien funciones distintas. Y con cuatro tipos de células, se pueden superar las doscientas funciones.


antes de que la computación biológica fructifique en productos comerciales, falta demostrar que estos cultivos celulares son estables a largo plazo. A diferencia de los circuitos electrónicos convencionales, los sistemas biológicos tienen una molesta tendencia a reproducirse y a morir. Por ahora, los investigadores han conseguido que el sistema sea estable durante nueve generaciones –lo que, en células de levadura, equivale a 36 horas.  Para que esta nueva tecnología pueda aplicarse con fines médicos implantándola en el cuerpo humano, como proponen los investigadores para la diabetes, falta resolver también el problema del rechazo inmunitario.


Actualmente, Un equipo de investigadores británicos y japoneses asegura que en un futuro podrían construirse computadoras biológicas mediante el uso de bacterias magnéticas.  Se trata de microorganismos que se alimentan de hierro y generan pequeños imanes en su interior, similares a los que contienen los discos duros de las computadoras.  La investigación, llevada a cabo por científicos de la Universidad de Leeds y la Universidad de Agricultura y Tecnología de Tokyo, pretende diseñar computadoras más rápidas que las actuales.


A medida que avanza la tecnología y los componentes de las computadoras son cada vez más y más pequeños, se hace más difícil el producir sistemas electrónicos en una nanoescala.  Así que los investigadores buscan soluciones en la naturaleza haciendo uso de los microbios.


En su estudio, los científicos usaron la bacteria Magnetospirillummagneticum. Es un organismo que usualmente vive en entornos acuáticos, bajo la superficie de estanques o lagos donde el oxígeno es escaso.  Estas criaturas nadan arriba y abajo siguiendo las líneas de los campos magnéticos de la Tierra, alineándose con ellos como la aguja de una brújula, en búsqueda de concentraciones de oxígeno.  Cuando la bacteria ingiere hierro, unas proteínas en su interior interactúan con el metal para producir diminutos cristales del mineral magnetita, el más magnético de la Tierra.  Tras estudiar el modo en que los microbios recolectan, dan forma y posicionan a estos nanoimanes dentro de su cuerpo, los investigadores copiaron el método y lo aplicaron en el exterior de la bacteria, "cultivando" así imanes que en el futuro podrían usarse para fabricar discos duros.


Además de usar microorganismos para producir imanes, los científicos lograron crear pequeños cables eléctricos hechos con organismos vivientes.  Generaron tubos en escala nano hechos con la membrana de células artificiales cultivadas en el laboratorio con la ayuda de una proteína presente en las moléculas de lípidos humanas.  Además de en computación, estos cables biológicos podrían usarse también en cirugía porque son enormemente biocompatibles.






Fuente: La Vanguardia, BBC Mundo

Esquizofrenia: identificación genética a través de la piel

La Esquizofrenia es un diagnóstico psiquiátrico en personas con un grupo de trastornos mentales crónicos y graves, caracterizados por alteraciones en la percepción o la expresión de la realidad.Un equipo del Instituto Salk de Estudios Biológicos (La Jolla, California) ha logrado, gracias a la reprogramación celular, estar un paso más cerca de comprender la biología que se esconde tras esta enfermedad. Y ha constatado que, sin duda, la esquizofrenia es "un trastorno genético". El equipo, que publica su investigación en la revista Nature, aisló células de la piel de cuatro esquizofrénicos. Utilizando las técnicas de reprogramación las convirtieron en células iPS (células pluripotenciales inducidas), que se caracterizan porque se pueden transformar en cualquier tipo celular del organismo y las cultivaron para que se transformaran en neuronas. Esta técnica permite retroceder en el tiempo y llevar células adultas a un estado simliar al de las células madre embrionarias.

Repitieron el mismo proceso con personas sanas y después, compararon las neuronas conseguidas de unos y otros. "Encontramos que las neuronas de los esquizofrénicos eran diferentes y se conectaban peor entre sí", indica Kristen Brennand, otra de las autoras. "Nadie sabe hasta qué punto los factores ambientales pueden contribuir al desarrollo de la esquizofrenia, pero al fabricar este modelo hemos podido sacar ese aspecto de la ecuación y centrarnos sólo en las causas genéticas y biológicas", señala la investigadora. Así, "identificamos casi 600 genes cuya actividad estaba mal regulada en las neuronas aisladas de los pacientes esquizofrénicos. El 25% de estos genes ya se habían relacionado con la enfermedad anteriormente, pero los otros no", dice Brennand.

También aprovecharon este modelo, que es la primera vez que se consigue de una enfermedad mental compleja, para probar la eficacia de los fármacos. Tras administrar diversos antipsicóticos descubrieron que sólo loxapina aumentaba la capacidad de las neuronas para establecer conexiones con sus vecinas y también afectaba a la actividad de varios genes.

Asimismo, este modelo, que es una de las principales aplicaciones de las células iPS, se puede repetir con otras enfermedades mentales que siguen siendo un misterio, como el autismo o el trastorno bipolar. Ya se hizo algo similar hace un mes para el Parkinson.

Fuente: El Mundo, Wikipedia.

Se descubren daños y complicaciones en terapia con células madre

Científicos descubrieron una complicación, nunca antes vista, en un paciente sometido a terapia con células madre. El paciente, un adulto con enfermedad renal, sufrió daños en el tejido después de que las células madre fueron inyectadas en el riñón. Posteriormente murió a causa de una infección, informa el estudio publicado en Journal of the American Society Nephrology. Los investigadores creen que la terapia con células madre podría provocar el desarrollo de masas en las arterias y la médula ósea, y se desconocen cuáles podrían ser los efectos a largo plazo. Los científicos de las universidades de Chulalongkorn en Tailandia, y de Toronto, en Canadá, advierten que es necesario tener cautela con estos tratamientos. Y agregan que aunque potencialmente las terapias con células madre son muy prometedoras, todavía sigue habiendo una brecha amplia entre la investigación y la clínica. Los tratamientos con células madre son considerados como el "Santo Grial" de la medicina para muchas enfermedades. Esta terapia, que consiste en utilizar células madre de la sangre, por lo general ha sido vista como segura y actualmente se están llevando a cabo muchas investigaciones para utilizarla en el tratamiento de distintas enfermedades.

Se ha demostrado en estudios pasados que es posible "reprogramar" a las células madre adultas, tomadas de la médula ósea, para que se conviertan en una variedad de células específicas, incluidas células de riñón. Y los estudios con animales habían demostrado que la inyección directa de estas células madre en los órganos, era un procedimiento seguro. La nueva investigación, sin embargo, descubrió una complicación que nunca antes había sido descrita. El caso, que involucró a una paciente adulta con enfermedad renal severa y estaba siendo tratado en una clínica privada, recibió una inyección directa de sus propias células madre en sus riñones. A los pocos meses, uno de los órganos sufrió una hemorragia y fue necesario extirparlo. Los científicos de Tailandia y Canadá -que estuvieron involucrados en la extirpación y análisis del riñón- descubrieron que la paciente no se había beneficiado con el tratamiento sino había desarrollado masas, compuestas de una mezcla de células arteriales y de médula ósea, en los sitios de la inyección. Eventualmente, el otro riñón también falló y la paciente murió a causa de una infección.

Fuente: BBC

Tratamiento Chileno contra el Cáncer de Próstata

Se denomina cáncer de próstata al que se desarrolla en uno de los órganos glandulares del sistema reproductor masculino llamado próstata. El cáncer se produce cuando algunas células prostáticas mutan y comienzan a multiplicarse descontroladamente. Éstas también podrían propagarse desde la próstata a otras partes del cuerpo, especialmente los huesos y los ganglios linfáticos originando una metástasis.

Esta afección puede causar dolor, micción dificultosa, disfunción eréctil, entre otros síntomas.

El médico urólogo Diego Reyes explica que si hay algo que caracteriza a los pacientes que padecen de cáncer es la incesante búsqueda de nuevos tratamientos que les ayuden a mejorar o les entreguen mayor tiempo de vida. Pese a esto, reconoce que le sorprendió que casi una decena de personas llegaran hasta la empresa biotecnológica Oncobiomed a solicitar una vacuna terapéutica contra el cáncer de próstata que desarrolló con el equipo del Laboratorio de Inmunología Tumoral del Instituto de Ciencias Biomédicas de la U. de Chile, sin que aún se haya publicitado. La vacuna es parte de una innovadora y revolucionaria terapia que promete cambiar la forma de tratar el cáncer en el mundo. Usa el sistema inmune del propio paciente para combatir el tumor. A diferencias de las vacunas que conocemos, éstas no se usan para evitar una enfermedad, sino para atacarla. Está pensada para pacientes que no tienen ninguna opción terapéutica para darles una mayor sobrevida. Es un tratamiento similar al Provenge, la primera vacuna de este tipo aprobada por la FDA la semana pasada. Pero con una diferencia importante: en vez de actuar con una línea tumoral, lo hace con tres. Un tema no menor para un mal que cada año mata a 22 mil chilenos y que en los últimos 15 años ha duplicado sus víctimas.

La vacuna ya pasó las pruebas de tolerancia, toxicidad y seguridad: no hubo efectos secundarios en los pacientes. Ahora está en la primera fase de prueba en humanos con 20 enfermos. ¿Resultado? El 70% presentó una respuesta inmune. Esto significa que en 14 pacientes el antígeno prostático -que refleja la cantidad de tumor que está dando vueltas por el organismo- bajó en algún momento del tratamiento y, además, se estabilizaron las lesiones provocadas por la metástasis. "Si el antígeno presenta una baja significa que el tratamiento está causando efecto", explica Reyes.

Aunque aún no es posible establecer el tiempo de sobrevida que ofrece la vacuna -para lo que se requiere un seguimiento de tres años- hay un factor de medida objetiva, llamado tiempo de duplicacion del antígeno, que entrega señales positivas. "Mientras más rápido se duplique el antígeno empeora el escenario, porque significa que el tumor también está creciendo más rápido. Si la duplicación demora menos de tres meses, ese paciente tiene una alta probabilidad de morir en un año. Si tarda más de 10 meses, la enfermedad está estable. Si bien la vacuna ya puede ser usada clínicamente, Eugenio Rivas, gerente de Oncobiomed, dice que la idea es obtener la validación de este tratamiento con un ente regulador internacional, sea la FDA o no. Mientras, Oncobiomed ha dado el tratamiento a casi una decena de pacientes (cuesta $ 2.500.000) y suman requerimientos desde el exterior.

Fuente: Wikipedia, La Tercera

CÉLULAS MADRE; mejoran la respuesta inmune ante el SIDA

El SIDA (síndrome de inmunodeficiencia adquirida) es la quinta causa importante de muerte en las personas entre 25 y 44 años de edad en los Estados Unidos, pero en 1995 ocupaba el número uno. Alrededor de 25 millones de personas en todo el mundo han muerto a causa de esta infección desde el comienzo de la epidemia y, en 2006, había alrededor de 40 millones de personas alrededor del mundo viviendo con VIH/SIDA. El virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) causa el SIDA. Este virus ataca al sistema inmunitario y deja al organismo vulnerable a una gran variedad de infecciones y cánceres potencialmente mortales.

Las células madre se transformaron en la nueva esperanza para los enfermos de sida. Esto, luego que investigadores de la Universidad de California-Los Ángeles (Ucla) lograran utilizar estas células para convertirlas en lifocitos citotoxicos especificos para matar las celulas infectadas con el virus VIH. Este virus ataca a cierto tipo de células del sistema inmune llamadas linfocitos CD4+, que son las encargadas de enviar al organismo las señales que activan la respuesta inmune. Su destrucción debilita de manera progresiva la capacidad del paciente para defenderse de otro tipo de infecciones, lo que finalmente produce su muerte.

Los investigadores utilizaron otro tipo de linfocitos, los T citotóxicos, que extrajeron de la sangre de personas infectadas con el virus del sida. Estos linfocitos T citotóxicos son células asesinas tan especializadas que pueden matar a otras células infectadas sin dañar a las que se encuentran en su entorno. De los linfocitos extrajeron una molécula clave: TRC o receptor de linfocitos T, que permiten a los linfocitos detectar la presencia de sustancias extrañas en el organismo y atacarlas. Posteriormente, extrajeron células madre hematopoyéticas, presentes en la médula ósea y encargadas de producir la sangre. Estas células fueron manipuladas en laboratorio, donde se les insertó la molécula TRC y se indujo su diferenciacion en linfocitos T citotóxicos al ser isnertadas en tejidos de timo humano.

Fuente: latercera.com

Leishmaniasis: se burla de nuestro sistema inmune

La leishmaniasis es una enfermedad zoonótica causada por diferentes especies de protozoos del género Leishmania. Las manifestaciones clínicas de la enfermedad, van desde úlceras cutáneas que cicatrizan espontáneamente hasta formas fatales en las cuales se presenta inflamación severa del hígado y del bazo. La enfermedad por su naturaleza zoonótica, afecta tanto a perros como humanos. Sin embargo, animales silvestres como zarigüeyas, coatíes y osos hormigueros entre otros, son portadores asintomáticos del parásito, por lo que son considerados como animales reservorios.

El agente se transmite al humano y a los animales a través de la picadura de hembras de los mosquitos chupadores de sangre pertenecientes a los géneros Phlebotomus del viejo mundo y Lutzomyia del nuevo mundo, de la familia Psychodidae. En Colombia este tipo de mosquito es mejor conocido como palomilla.

La forma cutánea de la enfermedad (Leishmaniasis cutánea) en humanos, también conocida en Perú como uta se caracteriza por la aparición de úlceras cutáneas indoloras en el sitio de la picadura las cuales se pueden curar espontáneamente o permanecer de manera crónica por años. La resolución de la enfermedad puede presentarse después de un tratamiento sitémico consistente en la aplicación intramuscular de fármacos basados en antimonio (antimoniato de meglumina - Glucantime - y estibogluconato de sodio - Pentostam -) durante 20 a 30 días.

Científicos británicos descubrieron cómo los parásitos que causan la leishmaniasis pueden burlarse del sistema inmune.

El parásito, dice la investigación llevada a cabo en el Colegio Imperial de Londres, produce un gel con el cual engaña a las células especializadas del sistema inmune para que lo alimenten en lugar de atacarlo.

Actualmente no hay una vacuna que proteja contra la enfermedad y aunque existen tratamientos no siempre son efectivos ni están disponibles en las áreas donde más se necesitan.

Fuente: Wikipedia

Sangre a Partir de Células Madres

Advanced Cell Technology, equipo científico de Massachusetts, informó que las células madres embrionarias podrían utilizarse para cultivar glóbulos rojos, lo que llevaría a la creación de fuentes ilimitadas de sangre.

Las células maestras de cuerpo pueden reponer tejidos muertos. Si son tomadas de embriones de pocos días son especialmente poderosas y tienen la capacidad de producir otras células.

Los médicos esperan poder usarlas algún día para proveer trasplantes a la medida de los pacientes y estudiar diversas enfermedades. Un problema es que el sistema inmune pueda rechazar los tejidos crecidos, a partir de las células madres de otra persona.

Un equipo trabajo abre camino a trasplantes intracerebrales contra enfermedades degenerativas, vasculares o traumáticas que afecten la corteza del cerebro.
Otros equipos ya fabricaron neuronas de una parte de la corteza mediante células madres embrionarias, aunque la identidad de las células obtenidas sigue siendo incierta.

(Fuente: www.latercera.cl)