Mensaje Bioquímico XLII, 2018
Editorial
Dra. Marietta Tuena Sangri
Departamento de Bioquímica y Biología Estructural, Instituto de Fisiología Celular; UNAM.
Circuito Exterior, Zona de Investigación Científica. Ciudad Universitaria, Ciudad de México, CP 04510
Tel. +52 (55) 5622-5629
El problema de los refugiados en el mundo de hoy
Dr. Andrés Alfonso Ramírez Silva
Funcionario del Alto Comisionado de las Naciones Unidas para Refugiados, periodo 1987-2016 Batan 19, Col. Lomas de San Angel Inn, CP 01790 Tel. +52 (55) 4360-7051
Resumen
El texto describe las tres categorías de personas inscritas en la dinámica de movilización poblacional, tanto a nivel internacional como a nivel de país, elucidando las causales peculiares inmediatas que subyacen en el origen del desplazamiento relacionado con cada caso, y distinguiendo sus características específicas enmarcadas en el ámbito del derecho internacional. Describe también las causas políticas de raíz que se esconden detrás de las crisis humanitarias, con énfasis en que los problemas humanitarios que enfrentan las víctimas del desplazamiento forzado exigen una solución política, en tanto el fenómeno es expresión de contradicciones antagónicas de carácter político. El artículo termina haciendo un repaso sintético de la evolución de las principales crisis de refugiados a nivel global a lo largo de los últimos sesenta y seis años, desde que fue creado el Alto Comisionado de las Naciones Unidas para los Refugiados (ACNUR) y se hizo operativ0.
Rol neurotóxico de la proteína prión y de las cinasas Src en males priónicos y de Alzheimer
Dr. Edward Málaga Trillo
Laboratorio de Neurobiología del Desarrollo, Departamento de Biología, Universidad Peruana Cayetano Heredia.
Av. Honorio Delgado 430, San Martín de Porres, Lima, Perú, Tel. +51(1)319-0000, Ext. 233246
Resumen
Los trastornos neurodegenerativos asociados al envejecimiento son, por el momento, mortales e incurables. Si bien todos ellos se caracterizan por la agregación de proteínas mal plegadas en el tejido nervioso, la búsqueda de mecanismos patológicos comunes se dificulta debido a que no existe relación estructural o funcional aparente entre las proteínas involucradas en cada enfermedad. Notablemente, estudios recientes indican que el amiloide beta -causante del mal de Alzheimer- ejerce su actividad neurotóxica a través de la proteína prión, responsable a su vez del mal de Creutzfeldt-Jakob. Este sorprendente hallazgo reveló que dolencias clínicamente tan disímiles comparten mecanismos de neurotoxicidad, y resalta la necesidad de comprender cómo la proteína prión activa las vías celulares y moleculares que desencadenan la muerte neuronal. Usando el modelo del pez cebra, nuestro laboratorio ha demostrado que la proteína prión regula el complejo mecanismo por el cual las cinasas de la familia Src controlan la actividad de importantes proteínas de comunicación celular, y que esta cascada celular se ve alterada en presencia del amiloide beta. Con la base en estas observaciones, el presente artículo examina el rol de la proteína prión y las cinasas Src en la neurodegeneración priónica y de Alzheimer.
Las cutinasas como una herramienta valiosa para la
descontaminación de residuos plásticosca
Dra. Carolina Peña Montes
DeparUnidad de Desarrollo e Investigación en Alimentos (UNIDA), Instituto Tecnológico de Veracruz (ITVER), Tecnológico Nacional de México (TNM)
Calz. Miguel Ángel de Quevedo 2779. Veracruz, Veracruz, México. CP 91897, Tel. +52 (229) 934-1478
Resumen
En la actualidad, el consumo de envases de plástico tiene un gran impacto ambiental global, ya que en 2016 la producción mundial de plásticos fue de 335 millones de toneladas, y sólo en América Latina, se produce el 5%. Aunado a esto, la generación de residuos sólidos urbanos (RSU) en México en el año 2012, referente a los plásticos, fue de 4.59 millones de toneladas, lo que representa el 10.98% del total de RSU. Dado que se trata de un problema ambiental importante, se han buscado alternativas para acelerar la degradación de los plásticos, como el desarrollo de polímeros biodegradables y / o el uso de enzimas. Recientemente la degradación enzimática de plásticos derivados de poliésteres como el PET ha cobrado importancia. Las cutinasas son enzimas que pueden degradan polímeros complejos naturales y sintéticos.
Rol funcional y estructural de la agregación de enzimas en filamentos: el caso de las nitrilasas
Dra. Georgina Garza Ramos Martínez
Departamento de Bioquímica, Facultad de Medicina, UNAM Facultad de Medicina. Universidad Nacional Autónoma de México, Apdo. Postal 70159, Coyoacán, Ciudad de México, CP. 04510 Tel +52 (55) 5623-2275
Resumen
La oligomerización es una propiedad física común de las proteínas y representa una característica ventajosa en los sistemas biológicos. Algunas enzimas pueden formar polímeros de gran tamaño, en los cuales múltiples subunidades se ensamblan en estructuras filamentosas regulares. Enzimas como la piruvato descarboxilasa de Neurospora crassa o la nitrilasa de Arabidopsis thaliana, forman filamentos que son parte esencial e integral del citoesqueleto, funcionando a su vez como catalizadores eficientes. En este escrito se dan ejemplos de enzimas cuya actividad está regulada por cambios en su estructura cuaternaria, como la acetil-CoA carboxilasa o algunas nitrilasas bacterianas. La oligomerización de la nitrilasa de Rhodococcus sp. V51B se modula por la longitud del extremo C-terminal. El truncamiento favorece cambios conformacionales que modifican las superficies de interacción entre subunidades llevando a una estructuración de la enzima en filamentos helicoidales regulares. El cambio en la agregación de las enzimas se manifiesta como un aumento en la estructura secundaria, en la estabilidad térmica y en la actividad enzimática. Los filamentos catalíticos de las nitrilasas constituyen un prototipo ideal para el desarrollo de diversas estructuras supramoleculares estables y su implementación en procesos biotecnológicos.
La proteína de mielina y linfocitos y la mucina-1 en un modelo de expresión transgénica
Dr. Roberto Lara-Lemus
Departamento de Investigación en Bioquímica, Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias “Ismael Cosío Villegas” Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias “Ismael Cosío Villegas”, Calzada de Tlalpan No. 4502, Col. Sección XVI, Tlalpan, Ciudad de México CP 14080 Tel. +52(55)5487-1705
Resumen
Las mucinas son glicoproteínas de alto peso molecular cuyos glicanos están unidos mediante enlaces α-O-glicosídicos. Existen mucinas que son secretadas y otras unidas a la región apical de la membrana plasmática. De las mucinas ancladas a la membrana, la mucina 1 ha sido ampliamente estudiada debido a su asociación con procesos neoplásicos. Por otra parte, la proteína de mielina y linfocitos participa en la formación y estabilización de los microdominios ricos en esfingolípidos y colesterol, en el transporte de algunas proteínas a la membrana apical de células polarizadas, y posee actividad antioncogénica en varios tipos de adenocarcinoma. Nosotros generamos líneas celulares con la expresión transgénica estable de cada una de estas proteínas lo que nos permitió establecer que existe una relación entre MAL y MUC1.
La importancia de la microbiota cervicovaginal en cáncer cervicouterino
Dr. Vicente Madrid Marina
Dirección de Infecciones Crónicas y Cáncer, Centro de Investigación sobre Enfermedades Infecciosas (CISEI), Instituto Nacional de Salud Pública (INSP). Instituto Nacional de Salud Pública, Universidad No. 655, Col. Santa María Ahuacatitlán, Cuernavaca, Morelos. CP 62100 Tel: +52 (777) 329-3056
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.
Origen y consecuencias de la inestabilidad genómica
Síndromes de inestabilidad cromosómicaanzada
Dra. Sara Frías
Laboratorio de Citogenética, Instituto Nacional de Pediatría/ Unidad de Genética de la Nutrición, Instituto de Investigaciones Biomédicas, UNAM. Instituto Nacional de Pediatría, Torre de Investigación, 6º. Piso, Insurgentes Sur 3700-C, Col. Insurgentes Cuicuilco, Coyoacán, Ciudad de México. CP 04530 Tel +52(55) 1084-5533
Resumen
El DNA es nuestro patrimonio genético, es la única molécula que no puede reemplazarse a lo largo de toda la vida celular y se encuentra expuesto a diversos agentes que lo dañan, tanto endógenos como exógenos; se estima que una célula humana presenta entre 104-105 lesiones en el genoma por día, que pueden derivar en mutaciones, si no son restauradas, por lo que para mantener la homeostasis, nuestras células tienen toda una batería de mecanismos que se encargan de identificar, señalizar y reparar las lesiones del DNA; se calcula que los genes que intervienen para mantener la integridad genómica son cientos y si fallan pueden ser letales o conducir a síndromes de inestabilidad genómica. Existen diversos tipos de lesiones y de mecanismos de reparación; las rupturas de doble hebra del DNA (DSB) son de las más deletéreas para la célula y de no repararse, o repararse erróneamente, se genera daño estructural y numérico en los cromosomas, resultando en una variedad de inestabilidad genómica que es la inestabilidad cromosómica y ésta genera un fenotipo celular y clínico anormal. Los síndromes de inestabilidad cromosómica más estudiados son la Ataxia telangiectasia, el Síndrome de Nijmegen, el Síndrome de Bloom y la Anemia de Fanconi, todos ellos enfermedades raras que tienen en común malformaciones congénitas, alteraciones inmunológicas, envejecimiento prematuro y un riesgo muy elevado de desarrollar cáncer. Además de esto, cada uno de ellos tiene características particulares que se relacionan con el defecto génico específico. El estudio de estas enfermedades ha generado conocimiento sobre los mecanismos de reparación del DNA en humano, lo cual ha repercutido en un mejor diagnóstico, pronóstico y tratamiento de estos pacientes, pero también en el avance y en el conocimiento de la biología del cáncer y su tratamiento.
La señalización de RAC/PAK como blanco terapéutico para diversas enfermedades
Dra. Daniela Araiza Olivera Toro
Departamento de Química de Biomacromoléculas, Instituto de Química, Universidad Nacional Autónoma de México. Instituto de Química, Circuito Exterior s/n, Ciudad Universitaria, Coyoacán, Ciudad de México. CP 04510, Tel. + 52 (55)5562-24612
Resumen
La vía de señalización RAS/MAPK se encarga de regular una serie de procesos celulares como la proliferación, diferenciación y supervivencia. Las mutaciones somáticas de esta vía se presentan en el 30% de los diferentes tipos de cáncer como el de páncreas, colon, tiroides, pulmón y melanoma. Sin embargo cuando las mutaciones de esta vía se presentan en la línea germinal se producen síndromes causados por anormalidades del desarrollo conocidas como Rasopatías. Se sabe que PAK es requerida para la activación de ERK, parte de la vía de RAS. Nosotros decidimos evaluar a PAK1 y su activador RAC1 como potenciales blancos terapéuticos en las Rasopatías y el melanoma. Utilizando al pez cebra como modelo de estudio, decidimos analizar si las consecuencias fenotípicas causadas por la sobreactivación de la vía de RAS durante el desarrollo podían ser bloqueadas por pequeñas moléculas inhibidoras de PAK. Introduciendo genes de ganancia de función tales como BRAF, KRAS y RAC1 en embriones con una sola célula de pez cebra, se produjo un fenotipo similar a las Rasopatías caracterizado por anormalidades del desarrollo. Dicho fenotipo fue revertido por pequeñas moléculas inhibidoras de PAK. Por otro lado estudiamos el efecto de estos inhibidores en líneas de melanoma que presentaban mutaciones en BRAF, PREX y/o RAC1. El tratamiento con los inhibidores de PAK y RAC disminuyó la proliferación, migración y crecimiento tumoral. Estos datos sugieren que PAK1 puede ser utilizado como un blanco terapéutico para patologías relacionadas con mutaciones en RAC1 y PAK1.
Sistemas de amplificación isotérmica para la detección molecular de los virus zika, dengue y chikungunya
Dra. Rosalía Lira Carmona
Laboratorio de Virología. Unidad de Investigación Médica en Enfermedades Infecciosas y Parasitarias, UMAE Hospital de Pediatría, CMN Siglo XXI, Instituto Mexicano del Seguro Social (IMSS). Unidad de Investigación Médica en Enfermedades Infecciosas y Parasitarias, Av. Cuauhtémoc 330 Col. Doctores. Del. Cuauhtémoc, Ciudad de México, C.P. 06720. Tel.: +52(55) 5627-6900 Ext. 22407.
Resumen
Los sistemas de amplificación isotérmica de ácidos nucleicos son procesos simples rápidos y eficientes que amplifican secuencias de un templado específico a una temperatura constante. La amplificación isotérmica mediada por asa es una técnica de alta especificidad y eficiencia, que utiliza una DNA polimerasa termofílica con actividad de helicasa, y un grupo de primers novedosamente diseñados para amplificar la secuencia blanco. Los virus dengue, chikungunya y zika son arbovirus, que comparten vectores, distribución geográfica y síntomas; por lo que es urgente el desarrollo de métodos diagnósticos que permitan detectar diferencialmente estos virus con alta sensibilidad. Nuestro grupo de investigación ha desarrollado un sistema de detección diferencial de los virus dengue, chikungunya y zika, utilizando un sistema de amplificación isotérmica, obteniendo un ensayo rápido, eficiente, y sensible, que además de poder realizarse en los sitios de atención primaria, requiere infraestructura mínima, lo que representa una aplicación valiosa en el campo del diagnóstico de enfermedades virales emergentes.
El galio como un nuevo antimicrobiano para combatir infecciones causadas por bacterias resistentes a antibióticos
Resumen
El alarmante aumento en la incidencia de multiresistencia a antibióticos de bacterias patógenas de importancia, ha propiciado la búsqueda de nuevos antimicrobianos eficaces para combatir las infecciones. Entre estos nuevos antimicrobianos se encuentra el galio: un metal con diversas aplicaciones en la medicina como la radiodetección de tumores y el tratamiento de la hipercalcemia asociada a cáncer de hueso. Los efectos antimicrobianos del galio [III] se basan en su similitud fisicoquímica con el hierro [III], con la principal diferencia de que el galio es estable y no se puede óxido reducir. Por lo que interfiere con el transporte del hierro mediado por sideróforos y desplaza al hierro en diversas enzimas implicadas en procesos vitales como la respiración, la defensa contra el estrés oxidante y la replicación del DNA. Debido a esta combinación de efectos, el galio presenta propiedades antimicrobianas promisorias tanto in vitro como in vivo en modelos de infección en animales, siendo igualmente eficaz en cepas de Pseudomonas aeruginosa y Acinetobacter baumannii tanto sensibles como resistentes a antibióticos. Según la OMS, estas dos bacterias son de las más problemáticas y para las cuales se requieren nuevas opciones terapéuticas. En el presente artículo se discuten las propiedades antimicrobianas del galio, así como los mecanismos de tolerancia y resistencia a este metal descritos a la fecha y sus efectos sobre la virulencia bacteriana.
Estudiando un motor molecular a nivel de moléculas individuales
Dr. Braulio Gutiérrez Medina
División de Materiales Avanzados y Biología Molecular, Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica (IPICYT). Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica, A.C., Col. Lomas 4ª Sección, San Luis Potosí, San Luis Potosí, CP 78216 Tel. +52 (444) 834-2000
Resumen
Durante las últimas décadas se han desarrollado tecnologías que permiten estudiar macromoléculas a nivel individual. En el IPICYT hemos construido una de estas herramientas, un sistema de micro-manipulación por láser conocido como pinzas ópticas, por medio del cual logramos medir los desplazamientos y las fuerzas desarrollados por una proteína motora llamada cinesina al desplazarse sobre microtúbulos. Realizamos experimentos de transporte in vitro empleando cinesinas individuales o grupos de ellas unidas a un mismo cargamento (una microesfera). Al incrementar el número de motores sobre un mismo cargamento, encontramos eventos de transporte con desplazamiento y fuerza considerablemente mayores a los correspondientes a cinesinas individuales. Sin embargo, los valores promedio de desplazamiento o fuerza se modifican tan solo de manera marginal. Estas observaciones sugieren que el transporte efectuado por la cinesina involucra principalmente a motores individuales.
Receptores acoplados a proteínas G y sus múltiples facetas
Resumen
Los receptores acoplados a proteínas G constituyen una de las familias más abundantes de proteínas de membrana. Son sensores del medio externo (luz, olores, sabores) y del interno (iones, hormonas, neurotransmisores, factores de crecimiento, autacoides). Participan en el mantenimiento de la homeostasis así como en la génesis y desarrollo de diversas enfermedades. Además son el blanco del 20-30% de los fármacos de uso cotidiano. Durante los últimos años, el avance en el conocimiento ha sido importante con avances que se presentarán a grandes rasgos en esta revisión incluyendo: a) su posible origen evolutivo en hongos y plantas y su proliferación hasta los mamíferos, b) avances en su clasificación por grupos o clases, c) cristalización y conceptos actuales de los cambios conformacionales que ocurren durante la activación e interacción con las proteínas G, d) cambios en los paradigmas farmacodinámicos incluyendo: agonistas totales, agonistas parciales, agonistas sesgados, antagonistas, agonistas inversos, moduladores alostéricos e inductores de la internalización, e) fosforilación, otras modificaciones post-traduccionales y su impacto en el destino celular de este tipo de receptores.
Estudio integral de cirrosis y carcinoma hepatocelular
Resumen
La cirrosis es una enfermedad degenerativa caracterizada por daño crónico e irreversible del tejido hepático: distorsión de su arquitectura, pérdida de funciones e inestabilidad cromosómica. Por otro lado, el carcinoma hepatocelular está asociado a procesos de desdiferenciación y proliferación descontrolada; de los cuales el 80% de los casos estan relacionados con cirrosis. Dichos padecimientos, son dos problemas de salud pública en lo que no se dispone de métodos de detección temprana ni un tratamiento efectivo. Estudios previos con adenosina señalan su efecto al prevenir y revertir la cirrosis, destacando la regulación del estado energético, redox y metilaciones. Por lo cual, en nuestro grupo de trabajo desarrollamos un derivado del nucleósido, IFC-305 más efectivo a menor dosis. El estudio del transcriptoma revela que el tratamiento con este compuesto permite la recuperación de la expresión de 150 genes entre ellos: fibrogénicos, adipogénicos, inmunológicos y funcionales. Estudios sobre la regulación de la expresión génica indican efectos epigenéticos dados por IFC-305 como son la metilación del promotor de Col1 y la desacetilación del promotor de PPARγ. Al estudiar el proceso inmunológico en cirrosis se encontró que el IFC-305 tiene un efecto antiinflamatorio y promueve la reparación del tejido al aumentar los macrófagos M2. En el hepatocarcinoma se vio que el compuesto tiene un efecto antiproliferativo al inhibir la timidilato sintasa, la ruta HGF/c-Met, aumenta el inhibidor de la proliferación p27 y de manera muy importante, revierte el daño integral de la mitocondria inducido en el cáncer hepatocelular. Todos estos resultados apoyan el potencial terapéutico del IFC-305 en el tratamiento de cirrosis y del cáncer hepatocelular.
Historia del Departamento de Bioquímica de la Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autónoma de México
Resumen
El Departamento de Bioquímica de la Facultad de Medicina de la Universidad Nacional Autónoma de México, nació a mediados del siglo pasado. Sus fundadores fueron una media docena de entusiastas profesores que encabezados por el Dr. José Laguna, de tal suerte que en unos 15 años ya todos tenían su línea de trabajo y sus discípulos. Actualmente, algunos de ellos son investigadores reconocidos en su especialidad. En el Departamento de Bioquímica se atienden actualmente cerca de 3,000 estudiantes anualmente; dos terceras partes durante el primer año de sus estudios al cursar la materia de Bioquímica y Biología Molecular y el resto son los estudiantes que están inscritos en el segundo año de la carrera cursando la materia de Inmunología. El área correspondiente a la difusión de la cultura en la disciplina ha sido muy prolífica ya que desde hace más de 40 años se inició un programa de apoyo al resto de profesores de Bioquímica del País, con el Taller de Actualización Bioquímica (TAB), asumiendo el liderazgo de los temas de vanguardia en Bioquímica, bajo el cobijo de la Universidad Nacional Autónoma de México. Después de esta actividad, que reúne al año entre una y dos centenas de profesores durante varios días de trabajo, han venido otras, como es la publicación del contenido de los trabajos del Taller en la publicación anual “Mensaje Bioquímico”; además la publicación de la “Revista de Educación Bioquímica” que aparece trimestralmente y está orientada a la difusión de temas de actualidad en la disciplina. Sumado a la producción de diversos materiales didácticos y con el apoyo que ofrecen las nuevas tecnologías de la información, el Departamento de Bioquímica de la Facultad de Medicina refrenda su compromiso con la formación de nuestros estudiantes y profesores.