Mensaje Bioquímico XLIII, 2019
Editorial
Dra. Saldaña Balmori Yolanda del Socorro
A cien años de su aparición. El origen y diseminación de la pandemia de influenza en México, 1918
Dra. América Molina del Villar
Centro de Investigaciones y Estudios Superiores en Antropología Social, CONACYT, Juárez 87, Col. Tlalpan centro,
Alcaldía Tlalpan, CDMX, CP 14000 Tel. +52 (55) 55739066 Ext 1148
Resumen
El año de 1918 no solo marcó el fin de la Primera Guerra Mundial, sino también la aparición de la más grave pandemia de la era moderna: la influenza. En unos cuantos meses, de octubre a diciembre, la enfermedad se propagó por todo el mundo. Esta pandemia también afectó fuertemente a nuestro país y ocurrió en un periodo todavía convulso originado por la Revolución Mexicana. El objetivo de este trabajo es analizar las repercusiones demográficas de la influenza en México, en particular en la capital del país, lugar que unos años atrás fue disputada por las distintas facciones revolucionarias. El estudio tiene dos objetivos particulares: primero, mostrar el impacto de la pandemia en la población. Cabe decir que el brote de 1918 tuvo características similares a la influenza H1N1 de 2009: un virus recombinado de origen aviar, porcino y humano que cobró un gran número de víctimas entre jóvenes y adultos. El otro tema es analizar la respuesta médica para contener la enfermedad, la cual revela el desconocimiento que existía sobre la etiología del padecimiento. Una serie de medidas de aislamiento, clausura de teatros, colegios, cuarentenas y de higiene fueron hasta el momento la única manera de frenar los contagios. Lo mismo ocurrió con la publicidad de diversos medicamentos y remedios paliativos para aminorar los síntomas de la gripe. El descubrimiento eidentificación del virus se obtuvo hasta el año de 1933 gracias al microscopio electrónico. El trabajo se apoya en documentos históricos, estadísticas médicas, actas de los registros civiles de defunción, en la prensa de la época y bibliografía especializada.
Bocetos evolutivos del genoma humano
Dr. Víctor Valdés López
Laboratorio de Biología Molecular y Genómica, Facultad de Ciencias, UNAM
Avenida Universidad 3000 Circuito
Exterior S/N, Col. Ciudad Universitaria, Coyoacán, CDMX, CP 04510 Tel. +52 (55) 5622-4831
Resumen
Como el resto de las especies, los humanos somos el resultado de miles de millones de años de evolución. En este proceso se ha ido modelando nuestra anatomía, fisiología, bioquímica, etc. La huella queda en los genomas. En particular los humanos compartimos un último ancestro con nuestros parientes actuales más cercanos, los chimpancés, el cual vivió hace aproximadamente seis millones de años. Durante el devenir evolutivo subsecuente se fueron seleccionando las características que modelaron a nuestra especie. No tenemos todas las respuestas a los detalles particulares, pero hoy se pueden asociar algunos cambios genéticos con estos procesos. Aunque compartimos un 99% de identidad molecular con los chimpancés, en el 1% restante se pueden encontrar diferencias clave. Hace aproximadamente dos y medio millones de años ocurrieron cambios en dos genes de nuestros ancestros que dieron lugar al desarrollo de más neuronas y sinapsis en el cerebro. Casi al mismo tiempo ocurrieron cambios en otro gen que nos llevó a un importante cambio de dieta. Por su lado, un gen asociado al habla fijó dos sustituciones que refinaron nuestra capacidad de comunicación. Estos cambios ocurrieron en el ancestro de los humanos anatómicamente modernos y los neandertales –de los cuales llevamos su huella genética-. Actualmente los humanos seguimos acumulando cambios en el genoma que se correlacionan con aspectos muy específicos de cada población humana.
Productos naturales de origen fúngico, una fuente potencial de ligantes de calmodulina con actividad citotóxica
Dr. José Rivera Chavez
Departamento de Productos Naturales, Instituto de Química, UNAM
Av. Universidad 3000, Col. Copilco, Coyoacán, CDMX, CP 04510 Tel. +52 (55) 5622-4450
Resumen
La calmodulina (CaM) es considerada la principal proteína reguladora de calcio en células eucariontes. Esta proteína juega un papel muy importante en la transducción de señales intracelulares de calcio, y por lo tanto, regula numerosos procesos fisiológicos y patológicos. En el cáncer, por ejemplo, la CaM se encuentra implicada en el desarrollo y progresión de tumores. En este contexto, el presente trabajo de investigación se desarrolló como parte de un programa multidisciplinario encaminado a la obtención de antagonistas de la CaM de origen natural (metabolitos secundarios de hongos microscópicos) con actividad citotóxica contra diversas líneas celulares tumorales. Así, el estudio químico de la especie Paecilomyces sp. permitió el aislamiento de la militarinona A (1). El producto 1 se caracterizó utilizando diversas técnicas espectroscópicas y espectrométricas. Estudios de apagamiento de la fluorescencia extrínseca, utilizando el biosensor hCaM-M124C-mBBr, indicaron que el producto 1 se une de manera directa a la CaM; la magnitud de la constante de disociación se encuentra en el orden de concentraciones nanomolares. Estudios de citotoxicidad in vitro contra diversas líneas celulares (MDA-MB-231, MDA-MB-435 y OVCAR3) indicaron que el compuesto 1 es un excelente agente citotóxico. Finalmente, los estudios de acoplamiento molecular permitieron proponer que el compuesto 1 se une a la CaM de manera no clásica en un sitio similar al del antitumoral KAR-2, un derivado semisintético del antitumoral vinblastina.
La subunidad ζ de Paracoccus denitrificans es una uñetatrinquete o inhibidor unidireccional del nanomotor F1FO-ATPasa
Dr. José de Jesús García Trejo
Departamento de Biología, Facultad de Química, UNAM Edificio E Circuito escolar s/n Col. Ciudad Universitaria, Coyoacán, CDMX, CP 04510, Tel. +52 (55) 5622-3899
Resumen
El sentido de la vida ya no solo lo dicta la dirección de 5´ a 3´ de la ADN polimerasa, sino también el de las manecillas del reloj, dado que así gira el rotor del nanomotor F1FO-ATP sintasa (visto desde el canal de protones FO a la parte catalítica F1), para sintetizar la mayoría del ATP en todos los seres vivos. Esta rotación sintética la impulsa la energía del gradiente de protones de mitocondrias, cloroplastos y bacterias, el cual se colapsa en anoxia, isquemia, anaerobiosis, desacoplamiento, o en la oscuridad en organismos fotosintéticos, y así la enzima tiende a girar “de reversa” en contra de las manecillas del reloj como F1FO-ATPasa para consumir al ATP celular de manera letal. Varios inhibidores naturales de la enzima bloquean la actividad “reversa” de F1FO-ATPasa, y nuestro grupo descubrió el inhibidor presente en Paracoccus denitrificans y demás α-proteobacterias denominándolo subunidad ζ. Recientemente resolvimos su función, estructura y mecanismo inhibitorio. La subunidad ζ resultó ser un inhibidor unidireccional tipo uñeta-trinquete (o matraca) pues bloquea la rotación “reversa” contra las manecillas del reloj de la F1FO-ATPasa sin afectar el giro “hacia delante” en el sentido de las manecillas del reloj de F1FO-ATP sintasa. Este mecanismo unidireccional lo comparten otros inhibidores naturales de la enzima (ε bacteriana e IF1 mitocondrial) y tiene aplicaciones importantes en el diseño de nuevos antibióticos.
Potencial terapéutico de la deshidroepiandrosterona para los trastornos psiquiátricos y neurológicos
Dr. Iván Pérez Neri
Departamento de Neuroquímica. Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía, Insurgentes Sur 3877, Col. La Fama, Tlalpan, CDMX, CP 14269 Tel. +52 (55) 5606-3822
Resumen
La deshidroepiandrosterona (DHEA) es un intermediario en la síntesis de hormonas sexuales que tiene efectos benéficos en diferentes enfermedades. Diversos estudios sugieren que el esteroide modula los sistemas de neurotransmisión monoaminérgicos. Nuestro grupo de investigación ha analizado el metabolismo de las monoaminas en las dos principales regiones cerebrales innervadas por los núcleos dopaminérgicos mesencefálicos: el cuerpo estriado (CS) y el núcleo accumbens (NAc); ambos están relacionados con el movimiento voluntario y la motivación. En el CS, la DHEA redujo el metabolismo de la dopamina. El esteroide inhibió la actividad total de MAO en el NAc. El metabolismo de serotonina aumentó en el NAc por el tratamiento con la DHEA. El contenido de noradrenalina tendió a aumentar en el NAc. Este artículo discute la relevancia de dichos resultados para la enfermedad de Parkinson, la agresividad y la ingesta de alimentos.
Papel de las especies reactivas de oxígeno en el desarrollo del sistema nervioso central
Dr. Julio Morán Andrade
Instituto de Fisiología Celular, UNAM, Circuito Exterior s/n, Cd. Universitaria, Col. Copilco, Coyoacán, CDMX, CP 04510 Tel. +52 (55) 5622-5616
Resumen
Las especies reactivas de oxígeno son moléculas altamente reactivas que pueden tener efectos nocivos en las células y en los organismos y su sobreproducción se ha asociado a numerosas patologías y al envejecimiento. Sin embargo, recientemente se ha sugerido que estas moléculas participan en la regulación de la fisiología celular y de múltiples eventos patofisiológicos. Se sabe que estas especies reactivas participan en la modulación de la respuesta inmune de los neutrófilos y macrófagos, la regulación del tono vascular y de la concentración de oxígeno, la producción de óxido nítrico y la muerte celular programada, entre otros. En el sistema nervioso central, también se ha sugerido un papel de las especies reactivas de oxígeno en procesos como la diferenciación neuronal, el crecimiento neurítico, la orientación axonal, la proliferación y la muerte celular programada (apoptosis), entre otros. El objetivo de esta revisión es resumir y discutir los avances en el estudio de la participación de estas moléculas en los diferentes procesos del desarrollo del sistema nervioso central.
Técnicas de microscopía avanzada
Dr. Alejandro López Saavedra
Unidad de Microscopía Avanzada, Unidad Biomédica de Investigación en Cáncer, Instituto Nacional de Cancerología UNAM. Av. San Fernando 22, Col. Sección XVI, Tlalpan, C.P. 14080, CDMX. Tel +52 (55) 56280400, ext. 20011.
Resumen
Desde sus comienzos la microscopía ha sido una herramienta para visualizar objetos que son invisibles o indistinguibles para el ojo humano. Hoy en día, el avance tecnológico, científico y computacional ha convertido a la microscopía en un instrumento capaz de contestar preguntas científicas complejas, ya que se puede estudiar estructuras subcelulares, la dinámica de organelos y hasta de proteínas específicas. Las técnicas de iluminación en el campo de la microscopía también han avanzado, la primera técnica usada fue iluminación de campo claro por luz transmitida, técnica que a la fecha se sigue usando. En luz transmitida se desarrollaron a su vez técnicas de contraste al grado de poder observar células vivas, aunque estas sean prácticamente translucidas. Las técnicas mas avanzadas de iluminación han permitido usar luz reflejada para ver fluorescencia y fuentes de láser para iluminar de forma más precisa una zona de interés en la muestra y para disminuir la iluminación de fondo o de fuera de foco. En los últimos 300 años la resolución de una imagen en microscopía fotónica se ha visto limitada por la difracción de la luz y aun usando un objetivo con la mas amplia apertura angular y un medio de inmersión con el índice de refracción mas alto posible, la resolución llega a un máximo de 200 nm. Sin embargo, los avances mas recientes han permitido superar esta barrera a través del uso de algoritmos matemáticos y de nuevas formas de iluminar la muestra, de manera que ahora se puede llegar a una resolución de hasta 10 nm. En el presente texto se irán revisando características y fundamentos de las más avanzadas técnicas de microscopía.
Inmunoterapia antitumoral e ingeniería de tejidos
Dr. Gabriela Piñón Zarate
Laboratorio de Inmunoterapia e Ingeniería de Tejidos, Facultad de Medicina, UNAM. Av. Universidad 3000 Col. Ciudad Universitaria, Coyoacán, CDMX, CP 04510, Tel. +52 (55) 5623-2192 gabrielapinon@unam.mx
Resumen
La inmunoterapia contra el cáncer se basa en el uso de moléculas o células del sistema inmune para la eliminación de las células tumorales y entre las opciones que se han empleado en este tipo de terapia destaca el uso de antígenos tumorales, ligandos de TLRs, citocinas, terapia adoptiva de linfocitos T, células dendríticas y anticuerpos. Así, el éxito de las diferentes terapias dependerá de varios factores intrínsecos como el grado de avance de la enfermedad, la presencia de un ambiente inmune tolerogénico, el grado de maduración o activación de los linfocitos y/o de las células dendríticas, la vida media de las moléculas empleadas, entre otros. En el caso de la inmunoterapia se ha tenido un éxito relativo, sin embargo y gracias a los múltiples ensayos realizados, se conoce cuales son las alternativas de inmunoterapia más favorables. Con el fin de perfeccionar estas alternativas, en los últimos años se han usado estrategias que se basan en la ingeniería de tejidos, como el uso de andamios, células y factores de crecimiento con el fin de alcanzar un microambiente cercano al de un tejido específico. En el caso del uso de andamios, la inmunoterapia los ha adoptado utilizando materiales sintéticos y naturales que ayudan a que las moléculas empleadas puedan liberarse de forma mínima, no se degraden, permitan la migración y la activación del sistema inmune mediante la interacción de las células con los efectores. Haciendo uso de andamios en diversos proyectos, se ha observado hasta un 100% de sobrevida en ratones con cáncer inducido, permitiendo inducir la migración de macrófagos, células dendríticas y linfocitos, los cuales pueden ser activados en el andamio y así migrar a los órganos linfoides en el caso de los macrófagos y las células dendríticas, o al estroma tumoral en el caso de los linfocitos. En este trabajo se resumen las alternativas que han sido empleadas en la inmunoterapia contra el cáncer y como se han ido perfeccionando mediante la ingeniería de tejidos.
Frecuencia del SNP rs405509 del gen ApoE en población pediátrica de San Luis Potosí como posible marcador de riesgo cardiovascular
Dr. Gabriela Montero Morám
Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Autónoma de San Luis Potosí. Av. Dr. Manuel Nava 6 Zona Universitaria, San Luis Potosí, S.L.P., CP 78210 Tel. +52 (444) 826-2300 Ext 6594. gabriela.montero@uaslp.mx
Resumen
Actualmente el país se encuentra ante una problemática importante en salud pública: el aumento en la prevalencia de las enfermedades crónicas no transmisibles (ECNT), lo que ha derivado en un incremento en el gasto económico en materia de salud. Por lo que surge la necesidad de identificar nuevas estrategias de estratificación de riesgo a ECNT y diseñar mejores estrategias de prevención y de tratamiento. En la busqueda de marcadores de riesgo se ha logrado identificar algunos polimorfismos genéticos (SNPs) asociados al aumento de peso y las ECNT. Entre estos SNPs, el rs405509 del gen ApoE ha demostrado incrementar el riesgo a ECNT. Sin embargo, la presencia y frecuencia de este SNP no ha sido reportada en la población pediátrica mexicana. Por ello se realizó la búsqueda del SNP en 359 niños, entre 6 y 19 años del estado de San Luis Potosí. A partir de una muestra salival, se extrajó el ADN genómico, y se hizo secuenciación de muestras por medio de una PCR alelo-específica. Se encontró que el 72.4% de la población presenta algunos de los genotipos de riesgo (AC, CC). Genotipos previamente asociados al riesgo cardiovascular (RCV), dejando así una línea de investigación importante para conocer el efecto de dicho SNP en los marcadores de RCV.
Parvovirus B19: autoensamble y potencial para la construcción de nanobiomateriales
Resumen
Las partículas tipo virus (VLPs) son ensambles moleculares de todos o algunos componentes estructurales de los virus, dejando fuera al material genético. Esto hace que las VLPs conserven la mayoría de las propiedades de estabilidad y reconocimiento de los virus, sin ser infectivas. Las VLPs han sido utilizadas como vacunas con buenos resultados. No obstante, sus aplicaciones pueden ir más allá de las vacunas, y se han usado como andamios para la construcción de nuevos biomateriales mediante la conjugación de moléculas de diversa naturaleza en sus superficies externa e interna. Las VLPs del parvovirus B19 (B19V) se pueden ensamblar in vivo o in vitro, y su potencial tecnológico no ha sido explotado aún. La propia naturaleza de este virus permite la presentación de péptidos en su superficie mediante fusión genética. Sin embargo, el uso esta estrategia no aprovecha completamente su polivalencia estructural. En este trabajo se presentan algunas estrategias que se han abordado para provechar la polivalencia de las VLPs de B19V, y las formas en que se ha logrado la presentación simultánea de más de un elemento heterólogo en su superficie.
Growth of Escherichia coli on amino sugars and the role of NagB allostery
Resumen
Los amino azúcares son una importante fuente de carbono y nitrógeno para las bacterias y son los principales componentes de las paredes celulares bacterianas. La enzima alostérica glucosamina-6P desaminasa, NagB, es la enzima clave que vincula el metabolismo de los amino azúcares con la glucólisis, la ruta general de producción de energía. Debido a su rol en la confluencia de las rutas de biosíntesis y catabolismo de los amino azúcares, NagB está sujeta a varios mecanismos de control. Su nivel de expresión está controlado por el represor transcripcional, NagC. La señal de inducción para NagC es la GlcNAc6P que también es el efector alostérico de la enzima NagB. Hemos intentado comprender cómo la GlcNAc6P coordina los controles transcripcionales y enzimáticos de NagB y demostrar el papel de la regulación alostérica de NagB durante el crecimiento de E. coli.
Evocando a un Profesor
Resumen
En este artículo se describe la experiencia de haber sido estudiante del Profesor Mario Calcagno en la Facultad de Medicina de Montevideo entre fines de la década de los 60 y comienzos de los 70. Hay un especial énfasis en la descripción de los originales y eficaces procedimientos docentes del Profesor Calcagno. También se analizan aspectos relevantes de sus investigaciones enzimológicas y la importancia capital de las regulaciones alostéricas para él y los integrantes del laboratorio. Finalmente se señala la influencia permanente que Mario Calcagno tiene sobre sus estudiantes.