Mensaje Bioquímico XLIX, 2025

La inmunología es una ciencia relativamente reciente, que ha hecho grandes aportaciones al conocimiento científico y médico. Su enseñanza en la Facultad de Medicina de la Universidad Nacional Autónoma de México ha evolucionado en paralelo con los avances científicos, educativos y tecnológicos, lo que le ha permitido consolidarse como una asignatura independiente en la formación de los estudiantes de medicina a partir del Plan Único de Estudios de 1993.
Desde ese momento, la Coordinación de Inmunología ha promovido la innovación educativa, mediante el uso de las tecnologías de la información y la comunicación, destacando el aula virtual y las redes sociales, así como las diferentes actividades de desarrollo académico, difusión y divulgación de la ciencia, obteniendo con ello el reconocimiento de la comunidad académica, lo cual le ha permitido también colocarse como referente en la formación de recursos humanos dentro y fuera de la Facultad de Medicina.

El aumento de patógenos multirresistentes plantea un desafío crítico para la salud pública global, con implicaciones particularmente complejas en el contexto mexicano. Este manuscrito revisa los avances recientes en epidemiología molecular, entendida como el análisis de los determinantes genéticos y proteicos que confieren resistencia antimicrobiana, más allá de los perfiles fenotípicos convencionales de aislados clínicos. El estudio de datos genómicos disponibles permite profundizar en los mecanismos moleculares subyacentes y detectar posibles blancos terapéuticos. No obstante, se evidencia una limitada producción de estudios sistemáticos en México, lo que restringe la capacidad de anticipación y respuesta frente a la diseminación de estos agentes. Este trabajo enfatiza la urgencia de fortalecer la vigilancia genómica e incorporar herramientas de epidemiología molecular en las políticas sanitarias, como componente esencial para contener la expansión de infecciones resistentes en el país.

La cadena respiratoria acopla la transferencia de electrones con el bombeo de protones a través de la membrana interna mitocondrial, lo que genera una fuerza protón motriz que es utilizada por la ATP sintasa para la producción de ATP. Los complejos respiratorios involucrados en este proceso pueden asociarse entre sí para la formación de supercomplejos y respirasomas, los cuales se propone, tienen funciones estructurales, de regulación de la producción de especies reactivas de oxígeno, y de mejorar la eficiencia catalítica, entre otras. Con la descripción de las estructuras de alta resolución de los supercomplejos de eucariotes de diferentes linajes evolutivos, es evidente que existe una conservación en la asociación de los complejos respiratorios. A diferencia de los complejos I, IV y V, el complejo III mitocondrial presenta un alto nivel de conservación estructural entre diferentes linajes de eucariotes, adicionalmente, este complejo se localiza en el centro de los respirasomas, por lo que podría tener un papel fundamental como andamio de los mismos.

La citocromo c oxidasa es la enzima encargada de transformar el oxígeno que inhalamos en agua. Es una enzima compuesta por 13 subunidades y varios grupos prostéticos. La citocromo c oxidasa se localiza en la membrana plasmática de bacterias y en la membrana interna de la mitocondria y forma parte de la fosforilación oxidativa. En este proceso se produce la mayor parte de las moléculas de adenosín trifosfato (ATP) que contienen la energía que las células requieren para todas sus funciones. Si una parte de este proceso falla, entonces las células no podrán producir las cantidades de ATP que requieren y se desarrollarán patologías. Por eso es tan importante estudiar a la mitocondria y a los complejos de la fosforilación oxidativa, así como a las enfermedades asociadas a las fallas en este proceso. En el presente trabajo hablaremos de la citocromo c oxidasa y de lo que entendemos a la fecha de cómo se ensambla esta enzima en los eucariontes. Nuestro laboratorio estudia los mecanismos de biogénesis de la subunidad más grande de esta enzima, la subunidad I (Cox1). Esta subunidad no sólo contiene el sitio catalítico de reducción de oxígeno de la enzima, sino que es también un centro de nucleación para incorporar el resto de las subunidades del complejo enzimático. Cox1 se codifica en el DNA mitocondrial, la proteína se sintetiza en los ribosomas localizados en la matriz mitocondrial y debe insertarse en la membrana interna mitocondrial, adquirir sus grupos prostéticos y ensamblarse con el resto de subunidades, unas provenientes del citosol y otras también codificadas en el genoma mitocondrial. La síntesis y el ensamblaje de Cox1 son procesos acoplados, de tal forma que si algo falla en el ensamblaje de la citocromo c oxidasa, entonces la síntesis de Cox1 disminuye. En este trabajo discutiremos lo que sabemos sobre los mecanismos de esta intrincada regulación síntesis/ensamblaje de Cox1.

Los virus, debido a su tamaño nanoscópico, pueden parecer entidades simples; sin embargo, algunos virus son estructuralmente muy complejos. Observarlos mediante microscopía óptica ha sido un reto formidable debido a su tamaño, que es varias veces menor que la longitud de onda de la luz visible. Los avances recientes en microscopía de superresolución nos han permitido explorar en detalle los aspectos estructurales de cada virus. En este sentido, este trabajo presenta ejemplos de los avances más recientes de nuestro grupo de investigación en la identificación de gradientes de proteínas estructurales en virus individuales mediante microscopía de localización de moléculas individuales.

La obesidad resulta de un desequilibrio energético donde la ingesta supera el gasto calórico. Un factor importante en este proceso es el tejido adiposo pardo, el cual, gracias a su abundancia de mitocondrias y la proteína desacoplante UCP1, disipa energía en forma de calor en lugar de almacenarla. Se ha descubierto que el tejido adiposo blanco puede transformarse en tejido adiposo beige, el cual es semejante al tejido adiposo pardo, mediante un proceso llamado browning, aumentando así el gasto energético. Inicialmente, se identificó que la irisina, una miocina, estimula este proceso, previniendo el aumento de peso. Más recientemente-, se ha hallado que ciertos compuestos bioactivos, como la genisteína de la soya, también promueven el browning. Este compuesto incrementa la expresión de UCP1, eleva la actividad mitocondrial y mejora la tolerancia a la glucosa, reduciendo la ganancia de peso.Además, hay evidencia de que la microbiota intestinal podría potenciar el efecto termogénico de la genisteína. Estos hallazgos sugieren que ciertos compuestos dietarios podrían ser herramientas útiles en el tratamiento de la obesidad y sus consecuencias metabólicas.

La metabolómica ha surgido como una herramienta poderosa en salud pública, ofreciendo nuevas perspectivas sobre los mecanismos de enfermedades, el descubrimiento de biomarcadores y la medicina de precisión. A través de la metabolómica, es posible rastrear cambios moleculares a lo largo del tiempo relacionados con condiciones proinflamatorias que, en última instancia, conducen al desarrollo de enfermedades. Mi equipo de trabajo ha involucrado en investigación en el campo de metabolómica durante ocho años, contribuyendo significativamente a la comprensión de los cambios metabólicos en condiciones como la diabetes mellitus gestacional (DMG), trastornos de salud neonatal, sepsis y enfermedades metabólicas crónicas. Mediante la integración de enfoques avanzados de espectrometría de masas y bioinformática, nuestros estudios contribuyen a detección temprana de enfermedades, la evaluación de riesgos y las estrategias de intervención, lo que en última instancia mejora los resultados en salud y reduce las cargas económicas. El presente trabajo describe las contribuciones de estos estudios, destacando su impacto en la práctica clínica, la epidemiología y las políticas de salud pública.

Introducción: La microbiota intestinal desempeña un papel crucial en el mantenimiento de la salud durante el crecimiento y el desarrollo en la infancia. La desnutrición crónica pediátrica, caracterizada por retraso en el crecimiento, se ha relacionado con un mayor riesgo de sobrepeso, obesidad y enfermedades crónicas en la edad adulta. La microbiota intestinal podría mediar esta asociación
Objetivos: Este trabajo tuvo como objetivos: 1) destacar la diversidad de protocolos para generar modelos de Trasplante de Microbiota Fecal en ratones, centrándose en el enfoque de limpieza intestinal con polietilenglicol; 2) demostrar la utilidad de los ensayos de PCR de viabilidad para evaluar la composición taxonómica y la viabilidad bacteriana en inóculos fecales; y 3) validar la efectividad de un modelo de microbiota humanizada basado en limpieza intestinal, utilizando muestras fecales de niños escolarizados clínicamente sanos y con desnutrición crónica.

Métodos: Se utilizó un inóculo fecal de niños con desnutrición crónica (I-DN), evaluando su viabilidad mediante densitometría y PMA-seq. Se compararon ratones que recibieron microbiota de donantes con desnutrición (D-HFFr) y donantes sanos (C-HFFr), exponiéndolos a una dieta alta en grasa y fructosa.

Resultados: La viabilidad del inóculo fue del 67.62% por densitometría y del 69.6% por PMA-seq. Los ratones D-HFFr mostraron mayor susceptibilidad a la obesidad y una mayor área bajo la curva en la prueba de tolerancia oral a la glucosa en comparación con los C-HFFr.
Conclusión: Estos hallazgos subrayan el papel de la microbiota del donante en la modulación del fenotipo metabólico y resaltan la utilidad del modelos de Trasplante de Microbiota Fecal para estudiar relaciones causales entre la microbiota intestinal y la salud. La viabilidad obtenida en los inóculos fue suficiente para generar efectos dependientes de la microbiota fecal en los ratones receptores.

El aumento mundial de la obesidad y las enfermedades asociadas son un importante problema de salud pública. La evidencia disponible ha demostrado que las alteraciones de la microbiota intestinal podrían estar implicadas en la patogénesis de la obesidad y los trastornos asociados. Uno de los factores que mayormente impactan en la conformación, diversidad, riqueza de especies y funcionalidad de la microbiota intestinal es la dieta y, a la inversa, la microbiota intestinal afecta la forma en que el huésped responde a ésta. Específicamente, la contribución de la dieta para modular la microbiota intestinal es crucial para orquestar la comunicación entre el hospedero y el huésped. Tradicionalmente, las asociaciones entre la dieta y la salud se habían centrado principalmente en un único nutrimento o alimento. Se sabe que los alimentos y sus nutrimentos tienen efectos sinérgicos, lo que complica la detección del efecto de un sólo alimento o nutrimento. Desde principios de la década del 2000, el enfoque para cuantificar las exposiciones alimentarias ha pasado de los nutrimentos o alimentos individuales al estudio de los patrones de alimentación para representar de forma más completa la totalidad y complejidad de la dieta. La identificación de un patrón de alimentación puede revelar una asociación más fuerte con un indicador particular de salud. Un patrón de alimentación poco saludable, con alto contenido en grasas, alimentos ultraprocesados, bajo consumo de frutas, verduras, leguminosas y cereales integrales, puede provocar disminución de la diversidad microbiana, reducción de la síntesis de metabolitos que mantienen la permeabilidad intestinal y la mucosa intestinal ocasionando aumento de la translocación bacteriana y de los lipopolisacáridos lo que puede desencadenar endotoxemia, inflamación subclínica crónica y trastornos metabólicos.

Aunque el metabolismo y la inmunidad se han clasificado como campos de investigación distintos durante mucho tiempo, estudios recientes han demostrado que el concepto de inmunometabolismo tiene una estrecha relación con las células inmunitarias. El inmunometabolismo se define como el estudio de la relación entre el perfil metabólico de las células inmunitarias y su función, y viceversa. La alteración del metabolismo de las células inmunitarias en respuesta a la activación es muy importante para su función. En un contexto infeccioso, las células inmunitarias experimentan una reprogramación metabólica. Por ejemplo, el ciclo del ácido tricarboxílico (TCA) está muy regulado en las células inmunitarias activadas. Por el contrario, el metabolismo de los ácidos grasos aumenta en las células reguladoras, como las células T reguladoras. En el contexto de los tumores, el inmunometabolismo de las células inmunitarias presentes en el microentorno tumoral desempeña un papel importante en la regulación del crecimiento de las células cancerosas. El objetivo del inmunometabolismo es comprender si estas vías pueden acelerarse o desacelerarse para modular la función de las células implicadas en las respuestas inmunitarias.

Este artículo describe los mecanismos neuronales que controlan el impulso de comer, resaltando la interacción entre la percepción sensorial (gusto y quemestesis) y las señales fisiológicas internas de hambre y saciedad. Explora cómo los omnívoros aprenden a identificar alimentos seguros y nutritivos a través del eje lengua-intestino-cerebro, resolviendo la paradoja del omnívoro. Se explica que la percepción del sabor dulce es engañosa respecto al valor nutricional, mientras que la absorción intestinal de nutrientes informa directamente al cerebro sobre la ingesta calórica, independientemente del gusto. Las neuronas AgRP, también conocidas como las “neuronas del hambre”, promueven la búsqueda de alimento al integrar señales exteroceptivas (visión, olor y sabor) e interoceptivas (absorción de nutrientes y el estado de hambre) para predecir y actualizar el contenido calórico del mismo, delineando una lógica del hambre en la cual comemos para silenciar su actividad, ya que esta resulta molesta. La vía hedónica en el hipotálamo lateral modula la alimentación por placer y aversión. Finalmente, se discute cómo la obesidad altera estos sistemas, afectando la respuesta de hambre y saciedad, y deteriorando la capacidad para aprender el valor nutricional de los alimentos, lo que podría fomentar el consumo excesivo. Por todo esto, se aboga por confiar en las señales internas de hambre y saciedad en lugar de solo poner atención al sabor dulce, especialmente en el entorno alimentario actual con opciones hiperpalatables, pero poco nutritivas.

Los transportadores de iones en la membrana plasmática y en los organelos intracelulares controlan la homeostasis iónica de la célula que es esencial para la mayoría de las funciones celulares. Durante la fecundación, el espermatozoide sufre cambios fisiológicos, bioquímicos y moleculares, que le permiten alcanzar y fecundar al óvulo. Los flujos iónicos, por ejemplo, de Ca2+, K+, H+, Na+, Cl- y HCO3-, regulan muchos de estos cambios. Por consiguiente, alteraciones genéticas que conduzcan a la deficiencia o mal funcionamiento de los trasportadores de iones, impide al espermatozoide fecundar al óvulo, comprometiendo la fertilidad masculina. Nuestro laboratorio ha estudiado como estos flujos iónicos le permiten al espermatozoide adquirir la capacidad de fecundar al óvulo. En este capítulo intentamos resaltar aquellas entidades que participan en tres de los cambios más importantes que lleva a cabo el espermatozoide de humano y de ratón durante su viaje en el tracto reproductor femenino. Estos son el batido flagelar, la capacitación y la reacción acrosomal. Todavía hay mucho por investigar para comprender la fecundación.

El sistema dopaminérgico está regulado por el sistema circadiano, por lo que las respuestas de reforzamiento y hedónicas muestran un patrón circadiano con respuestas más intensas asociadas a la noche en roedores nocturnos. El agua azucarada y una bebida de alcohol diluido al 10% administrados diariamente crean en roedores conductas tipo adictivas, específicamente el escalamiento que se observa como un aumento progresivo en el monto ingerido. También se desarrollan conductas tipo atracón y activación conductual en anticipación al momento estimado de acceso. El presente estudio tiene como finalidad determinar si estas 3 conductas muestran una modulación circadiana e hipotetizamos que en roedores nocturnos estas conductas se manifestarían con mayor intensidad por la noche. Durante 3 semanas, ratas Wistar machos adultas se expusieron a acceso limitado de 3 horas a: una botella adicional con agua, agua azucarada al 10 % o alcohol al 10 %. Se monitorearon el escalamiento, el desarrollo de conducta de anticipación y de atracón. Observamos que efectivamente las 3 conductas se manifiestan con mayor intensidad por la noche que en el día y que estas fueron a su vez de mayor intensidad al azúcar vs. el alcohol. Sin embargo, cuando se calculó la proporción de cambio para cada fase del día, el porcentaje de cambio fue mayor durante el día que representa la fase de descanso de los roedores. Estos hallazgos aportan evidencia de la contribución del sistema circadiano para el desarrollo de las conductas tipo adicción.

El riñón lleva a cabo varias funciones homeostáticas: elimina sustancias tóxicas y productos de desecho del metabolismo, regula el volumen de agua y la composición salina de los líquidos corporales, participa en el metabolismo óseo mineral y en el balance ácido-base (A-B). En este trabajo se describe cómo el riñón elimina los ácidos no volátiles y el amonio provenientes del catabolismo de las proteínas, así como los mecanismos de transporte que participan en las nefronas. Al respecto, destacan los canales catiónicos activados por hiperpolarización y nucleótidos cíclicos (HCN) que nuestro grupo de investigación ha identificado como nuevos actores moleculares en la homeostasis ácido-base regulada por el riñón. También se discute la fisiopatología de la Acidosis Tubular Renal (ATR), así como los casos que hemos documentado en México.

Los primeros indicios de la lactancia pudieron haber ocurrido hace 200-310 millones de años. El impacto que tiene la lactancia fue descrito por Carlos Darwin al sostener que la composición de la leche está relacionada con la sobrevivencia de la descendencia. La práctica de la lactancia ha sido reconocida como la estrategia más costo efectiva en salud pública que mejora la salud materno-infantil. La lactancia materna es un modelo de alimentación nutritivo, sostenible y culturalmente pertinente, además de ser amigable con el ambiente, de manera directa la lactancia no necesita energía eléctrica, ni de utensilios, no genera gases de efecto invernadero, ni basura. Para promover la práctica de lactancia es necesario crear estrategias de promoción desde la etapa prenatal, a fin de lograr su inicio en la primera hora de vida del bebé. El apoyo a la lactancia comienza con la generación de programas de estudio y capacitación; sin embargo, en México se ha documentado la carencia de formación práctica en temas de lactancia dirigidos a personal de salud. En ese sentido, es urgente contar con programas universitarios y de capacitación, basados en la evidencia científica, en los que se aborden, entre otros temas los aspectos prácticos, físicos, emocionales, biológicos, sociales, de política pública y culturales, con perspectiva de género, de la lactancia materna. En México, en el ámbito universitario, se carecen de programas de promoción, apoyo y protección de la lactancia, lo cual es fundamental para mejorar la equidad educativa y profesional de mujeres trabajadoras y estudiantes, así como promover la salud del binomio madre-hijo. El Instituto de Salud Pública de la Universidad Veracruzana está comprometido con la promoción, el apoyo y la protección de la lactancia materna; desde 2012 se han llevado a cabo actividades de consejería, cursos y talleres, así como participado en abogacía y protección de la lactancia mediante colaboraciones intersectoriales.

Antecedentes: El cáncer de mama sigue siendo una de las principales causas de mortalidad en mujeres a nivel mundial. La terapia neoadyuvante (NAT) se utiliza para reducir la carga tumoral y mejorar los resultados quirúrgicos, sin embargo, la variabilidad en la respuesta limita su eficacia. Por ello, la metabolómica junto con la inteligencia artificial ha surgido como una estrategia prometedora para mejorar la tasa de sobrevida de las pacientes con cáncer de mama.
Objetivo: Este estudio tuvo como propósito desarrollar y validar un modelo predictivo basado en metabolitos circulantes y aprendizaje automático, para predecir la respuesta a la NAT y contribuir a la personalización del tratamiento.
Métodos: Se realizó un estudio retrospectivo en 20 mujeres con cáncer de mama que fueron clasificadas como respondedoras o no respondedoras tras recibir NAT. Se analizaron los metabolomas plasmáticos mediante espectrometría de masas dirigida. Se aplicaron algoritmos de aprendizaje automático para generar y validar un modelo predictivo.

Resultados: Se identificaron 15 biomarcadores significativos, incluyendo acilcarnitinas y aminoácidos. El modelo predictivo más efectivo alcanzó una precisión del 99.3% y un Área Bajo la Curva (AUC) de 0.998 con un 95% de confianza. Estos resultados muestran su potencial como una herramienta para la gestión futura de pacientes.
Conclusiones: Este estudio refuerza el papel de la metabolómica en la medicina personalizada, permitiendo la identificación efectiva de biomarcadores metabólicos asociados con la respuesta a la NAT. La integración de este modelo en la práctica clínica podría optimizar los tratamientos, mejorando los resultados en pacientes con cáncer de mama.

El desarrollo de resistencia a terapia y recurrencia del cáncer es el reto más grande a vencer en la lucha contra el cáncer. El cáncer colon-rectal tiene alta incidencia y mortalidad y en general se diagnostica en etapas avanzadas, cuando ya hay resistencia a tratamiento. El microambiente tumoral (MT) involucra la estrecha interacción y comunicación entre las células tumorales con las de su entorno. Existe evidencia de la presencia de ligandos Wnt, de factores inducibles por hipoxia, de TGF-beta, y de otros mediadores en el contenido de las vesículas extracelulares (Evs), que participan en la generación de resistencia al tratamiento y en la promoción de metástasis.
Las células troncales cancerosas (CTCs) presentes en el tumor juega un papel esencial en la promoción de estos procesos, ya que no solamente tienen mecanismos muy eficientes de reparación de daño al DNA y de expulsión de agentes citotóxicos, sino porque pueden pasar a un estado de quiescencia que les permite sobrevivir y adaptarse a condiciones estresantes. La terapia convencional está dirigida a eliminar a células en activa proliferación, por lo que al entrar a quiescencia las CTCs escapan a los agentes tóxicos y además adquieren un estado de “privilegio inmune”. Existe evidencia de que las vías de señalización Wnt, TGF-beta, LPA y las de los factores inducibles por hipoxia están implicadas en la regulación de la entrada/salida del estado de quiescencia, por lo que en este trabajo describiremos de qué manera estas vías regulan a las CTCs para inducir resistencia y para generar tolerancia inmune al tumor. El conocimiento derivado del estudio de estas vías de señalización puede proporcionar herramientas muy valiosas para revertir la resistencia al tratamiento y para eliminar selectivamente a las células troncales cancerosas persistentes, ambos procesos cruciales para evitar la recurrencia del tumor.