Genética de la resistencia a antibióticos de uso común.

Científicos de la Universidad de Sevilla (US) estudian genes de bacterias responsables de la resistencia a quinolonas, uno de los grupos de antibióticos más utilizados en humanos en la actualidad. Para ello, el grupo dirigido por el catedrático Álvaro Pascual Hernández ha recibido un incentivo de 155.580 euros, dentro de las ayudas concedidas por la Consejería de Economía, Innovación y Ciencia a Proyectos de Excelencia.


A lo largo de la década de los sesenta del siglo pasado, se introdujo en la práctica clínica un compuesto de alta capacidad antimicrobiana: el ácido nalidíxico. A partir de éste, y mediante distintos procedimientos químicos, la comunidad científica diseñó un gran número de nuevas moléculas con mayor actividad: las fluoroquinolonas.

Las quinolonas se usan en el tratamiento de gran variedad de infecciones intrahospitalarias y comunitarias. Por su actividad frente a enterobacterias, principales causantes de infecciones urinarias, se utilizan y resultan eficaces para combatir estas infecciones. Sin embargo, el principal problema del uso de este nuevo conjunto de moléculas ha sido la rápida aparición de resistencias a las mismas.


Hoy día, las quinolonas son uno de los grupos de antibióticos más utilizados en humanos
La resistencia a quinolonas está mediada por mutaciones cromosómicas en los genes que codifican las enzimas topoisomerasas, que constituyen la diana de este grupo de antimicrobianos. En 1998, Álvaro Pascual y Luís Martínez, investigadores del Departamento de Microbiología (Medicina) de la Universidad de Sevilla publicaron en la revista The Lancet, el primer mecanismo de resistencia a quinolonas mediado por plásmidos en una cepa clínica de K. pneumoniae -aislada en Alabama (EE.UU.)- mediada por el gen qnr (quinolone resistance), y, actualmente, denominado qnrA.

"Ha sido descrito en plásmidos de pesos moleculares cuyo tamaño oscila de 54 a 180 Kb, encontrados en aislados clínicos de K. pneumoniae y E. coli, principalmente, y en otras enterobacterias", subraya Álvaro Pascual Hernández, responsable del proyecto de excelencia Prevalencia, caracterización funcional y relevancia clínica de la resistencia a quinolonas mediada por proteínas pentapeptídicas en enterobacterias y bacterias Gram-positivas.

Más resistente

Según el investigador, este nuevo mecanismo de resistencia produce un efecto sumatorio sobre los anteriormente mencionados (mutaciones cromosómicas), y en consecuencia un aumento significativo del nivel de resistencia a estos antimicrobianos. "Este descubrimiento realizado por nuestro grupo de investigación supuso la primera descripción de resistencia a quinolonas mediada por plásmidos, lo que asociado al amplio uso actual de las quinolonas para el tratamiento de numerosas infecciones, podría conducir a un rápido aumento de la resistencia a estos antimicrobianos mediante mecanismos de diseminación horizontal en los próximos años", asegura el investigador.

Sin embargo, en estudios recientes se ha descrito por primera vez la aparición de resistencia a quinolonas mediadas por plásmidos a través del gen qnrA en España y resto de Europa, lo que parece indicar la amplia distribución de este mecanismo identificado actualmente en cepas clínicas aisladas en América, Asia y Europa. La prevalencia de este mecanismo de resistencia es, sin embargo, desconocida. En España, la resistencia en E. coli de origen urinario a ácido nalidíxico y fluoroquinolonas ha aumentado hasta un 30% y 20%, respectivamente.

La mayoría de las resistencias a quinolonas en estos microorganismos se debe a la aparición de mutaciones cromosómicas y nada se sabe sobre la prevalencia y dispersión de genes qnr en bacterias como E. coli, K. pneumoniae, "Todo ello justifica la necesidad de un estudio de prevalencia que nos permita conocer la importancia de este fenómeno en Andalucía, España y otros países europeos". Asimismo, según los expertos, existe escasa información sobre el papel de qnr en bacterias Gram-positivas.

Es bien conocido que la evolución de los genes de resistencia está condicionada por la presión antibiótica, que se traduce en la aparición de nuevas variantes con sensibilidad reducida. Si los genes qnr siguen este patrón evolutivo, el incremento en la resistencia a quinolonas mediado por estos genes, podría ser dependiente no sólo de los niveles de expresión, sino también de cambios genéticos tanto en el promotor del gen como en la región codificante. Por este motivo, estudios de mutagénesis serían de gran utilidad para determinar la evolución de este mecanismo de resistencia.

Modelo experimental

Para valorar la relevancia in vivo de estos genes se utilizará un modelo experimental de neumonía murina desarrollado por el Servicio de Enfermedades Infecciosas del Hospital Virgen del Rocío de Sevilla.

"Este modelo es idóneo para estudios de eficacia comparativa de diferentes antimicrobianos y nos permitirá estudiar diferentes parámetros (concentración de microorganismos en pulmón, esterilidad o no de los tejidos estudiados, tasa de supervivencia de animales infectados, aparición de cepas mutantes durante el tratamiento) en grupos de animales sometidos a diferentes pautas terapéuticas", subrayan los responsables del proyecto.

De esta forma se puede estimar la importancia de factores dependientes tanto del microorganismo (presencia o no de qnr) como de los antimicrobianos empleados (propiedades farmacocinéticas, esencialmente), y permitirán determinar la relevancia clínica de este nuevo mecanismos de resistencia a quinolonas.

Fuente: Andalucía Investiga.

Peter Tyack: El intrigante sonido de los mamíferos marinos

Peter Tyack de Woods Hole habla de una maravilla oculta del mar: el sonido subacuático. En el escenario de la Misión Azul explica las formas asombrosas en que las ballenas usan sonidos y canciones para comunicarse a través de cientos de kilómetros de océano.

Fuente: TED, Ideas Worth Spreading.

Carter Emmart hace una demo de un atlas 3D del Universo

Durante los últimos 12 años, Carter Emmart ha estado coordinando los esfuerzos de científicos, artistas y programadores para crear una visualización tridimensional completa de nuestro Universo conocido. Él hace una demo de este viaje impresionante y explica cómo se está compartiendo con instalaciones en todo el mundo.

Fuente: TED, Ideas Worth Spreading

Evolución - La forma (2)

Los organismos vivos han librado una batalla por la supervivencia que ha durado cientos de millones de años. El resultado es que muchas especies han evolucionado cambiando su forma. Desde el tiburón martillo hasta el ornitorrinco, nuevas formas pueden significar mayor posibilidad de supervivencia.

Desde que la tierra comenzó a hospedar vida, casi el 99% de todas las especies han desaparecido. Esta nueva serie de History examina las similitudes de las especies actuales y sus diferencias con las extinguidas.

Genes de la longevidad

Identificación de 150 marcadores que distinguen a los centenarios

La gran mayoría de las personas centenarias tiene un grupo de características genéticas comunes y distintas de las demás personas, han encontrado científicos italianos y estadounidenses. Este descubrimiento indica la posibilidad de que cada individuo pueda en el futuro saber si posee la capacidad genética potencial para vivir muchos años, aunque el estilo de vida y el ambiente sean factores muy importantes también.

Paola Sebastiani, del Departamento de Bioestadística en la Escuela de Salud Pública de la Universidad de Boston , y sus colegas estudiaron los genomas de 1.055 personas con edades de 100 o más años, y 1.267 personas en un grupo de control, e identificaron 150 marcadores genéticos que son diferentes entre el 90% de los centenarios y los otros individuos elegidos al azar.

"Se cree que una vejez saludable refleja la influencia combinada de factores ambientales, incluidas las elecciones sobre el estilo de vida, y factores genéticos", señala el artículo publicado en Science. Entre los componentes del estilo de vida identificados por estos autores se incluyen la dieta, el ejercicio y el consumo de productos de tabaco. "La importancia de los factores ambientales en la supervivencia hasta una edad avanzada la ilustra el hecho de que la expectativa de vida promedio es de 88 años entre los miembros de la Iglesia Adventista del Séptimo Día", explicó Sebastiani. "Estas personas por exigencias de su religión tienen una conducta beneficiosa para su salud, que lleva a un envejecimiento saludable".

De todos modos otros datos, incluida la observación común de que la longevidad extraordinaria se presenta en familias, apuntan a factores genéticos en un envejecimiento saludable y, especialmente, en la prolongación de la vida entre 10 y 30 años más allá de los 80. Son muchos los genes que están involucrados en una vida larga, por lo cual los autores han desarrollado un modelo que computa la probabilidad de que una persona alcance una longevidad extraordinaria sobre la base de 150 marcadores genéticos. Mediante este modelo los investigadores pudieron pronosticar, con un 77% de acierto, si una persona podría vivir hasta los 100 años de edad, pero reconocen que todavía queda mucho por saber sobre la influencia de los genes en la longevidad individual.

Fuente: El País-

Microscopio para ver detalles de media milmillonésima de metro

El ministro de energía de EEUU, Steven Chu, descubre una nueva técnica para medir la distancia entre moléculas

Una nueva técnica de microscopia óptica, capaz de distinguir detalles de media milmillonésima de metro (medio nanómetro) y eficaz para observar moléculas biológicas en acción y medir la distancia entre ellas, ha sido desarrollada por tres científicos en EE UU. Para hacerse una idea de la resolución obtenida basta tener en cuenta que un cabello mide unos 100 nanómetros de diámetro, por lo que la resolución obtenida supone un hito en microscopia óptica, y llega de la mano de un científico poco común, Steven Chu, de 62 años, no sólo por su Premio Nobel de Física (1997), sino porque, desde hace año y medio, es el ministro de Energía de Estados Unidos.

No es el primer artículo científico que el máximo responsable del Departamento de Energía (DOE) publica en Nature desde que asumió el cargo; ya lo hizo el pasado febrero, en colaboración con otros dos investigadores. Por si hay alguna duda acerca de la dirección de esta investigación por parte de Chu, es él el contacto definido por la revista como responsable del trabajo, y el correo electrónico de referencia es de el ministro (the secretary) , en la sede central del DOE.

Existen técnicas como la de microscopia electrónica y la de efecto túnel, por ejemplo, para ver objetos minúsculos, incluso átomos individuales, pero tienen la pega, para muchas aplicaciones, de que hay que someter la muestra a condiciones especiales como ultraalto vacío o congelación. En el caso de muestras biológicas, esto significa que no están en su ambiente, en sus condiciones naturales cuando uno las observa. La ventaja de la microscopia óptica es que no se necesitan esas condiciones especiales y se pueden observar los detalles de las muestras en su ambiente; la desventaja es que se tiene menos resolución. Y ahí es donde apunta, con gran éxito, el trabajo de Chu (Universidad de Stanford) y sus colegas.

Cuando uno mira con un microscopio óptico cosas minúsculas tiene que contar con un límite físico: las cosas no pueden ser mucho más pequeñas que la longitud de onda de la luz, porque entonces no se pueden, no se tiene resolución. Este límite llamado de difracción está en torno a 200 nanómetros y partir de ahí hay que recurrir a técnicas especiales, como marcar lo que uno quiere ver con moléculas fluorescentes. Chu y sus colegas se saltan con mucho ese límite de difracción gracias a un complejo truco mecánico/óptico en su microscopio, con moléculas marcadoras fluorescentes y un sistema de retroalimentación para ajustar la imagen de la muestra en el detector. Ellos explican en Nature cómo logran medir distancias entre moléculas con una resolución de medio nanómetro, lo que significa, explica mejorar en un orden de magnitud la capacidad de la microscopia óptica hasta ahora.

Fuente: El País.

Evolución - La forma (1)

Los organismos vivos han librado una batalla por la supervivencia que ha durado cientos de millones de años. El resultado es que muchas especies han evolucionado cambiando su forma. Desde el tiburón martillo hasta el ornitorrinco, nuevas formas pueden significar mayor posibilidad de supervivencia.

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La empresa apoidea instala en Córdoba la primera colmena digital de España.

Esta instalación, ubicada en el Centro de Referencia Apícola de Andalucía, en el Campus de Rabanales (Córdoba), ya se puede consultar por Internet en la web www.e-ruche.fr.

La empresa de base tecnológica Apoidea ha puesta en marcha esta mañana en Córdoba la primera colmena digital de España, una instalación que permitirá monitorizar por Internet una estación de una familia de abejas, -Apis mellifera-, con el objetivo de estudiar en tiempo real la repercusión de la calidad medio ambiental sobre la vida de las abejas.

“Las abejas pueden ofrecer información sobre la concentración de metales pesados, la radiactividad o los pesticidas y por este motivo se utilizan como herramienta de estudio para testar, por ejemplo, los posibles efectos tóxicos de un nuevo producto fitosanitario que una empresa quiere sacar al mercado. Por ley, tienen que realizar una serie de ensayos y demostrar que no son perjudiciales para la salud ni el medio ambiente y para ello se emplean abejas. En nuestro caso, utilizamos la colmena para el efecto contrario. Estudiamos el comportamiento de una colonia de abejas y la evolución de su ciclo biológico para conocer la calidad medioambiental de un punto concreto”, explica José Antonio Ruiz Martínez, director de Apoidea.

Esta colmena digital forma parte del proyecto de I+D titulado Desarrollo y puesta en marcha de una red de estaciones de biomonitoreo con colonias de Apis mellifera para la evaluación a tiempo real de la contaminación urbana en el municipio de Córdoba, financiado por el Ministerio de Medio Ambiente, Medio Rural y Marino y el Ayuntamiento de Córdoba.

Cómo funciona

A través de diferentes sensores y equipos (compuesto por 19 sensores y una webcam) se visualizará a través de Internet el comportamiento de esta colonia de abejas, en la que en habitan en verano entre 25.000 y 30.000 abejas mientras que en invierno se reducen a unos 5.000 ejemplares. Además, se observrá la evolución de su ciclo biológico con la recogida de datos sobre el nivel de pecoreo de la colonia, la mortalidad natural o la producida por plaguicidas, el peso de la colonia, la temperatura en el nido de cría y otros datos meteorológicos del entorno.

Con toda esta información recogida se elaborarán mapas urbanos de bioseguridad ambiental, que "sirven para identificar aquellas partes del territorio más seguras para vivir, más apropiadas para planificar determinados usos del territorio o prevenir posibles daños o deterioros ambientales", asegura Ruiz.

Para la instalación de esta estación piloto única en España, Apoidea ha contado con la colaboración del IUT de Bourges de la Universidad de Orleans (Francia).

Red Nacional de Biomonitoreo

Esta primera colmena digital no será, en cambio, la única con la que cuente Córdoba. El director del proyecto prevé instalar una nueva colmena con estas mismas características en el Zoológico de la ciudad para el próximo año. Además, espera ampliar la instalación de este tipo de estaciones por toda la geografía española y crear una Red Nacional de Biomonitoreo para hacer un seguimiento del Síndrome de Despoblamiento, así como de la evolución y repercusiones del Cambio Climático.

“La NASA ya utiliza el pesaje de las colmenas para estudiar las consecuencias del cambio climático. En concreto, analizan las variaciones en los periodos de flujo de néctar, relacionados con el adelanto de floraciones por el aumento de las temperaturas”, señala Ruiz.

Fuente: Andalucía Investiga.

El 'somnífero' de la regeneración neuronal indica cómo el ejercicio retrasa el envejecimiento cerebral

Tres equipos consiguen reprogramar por primera vez células sanguíneas

Las células madre que existen en el cerebro están inactivas hasta que una señal les hace dividirse y formar neuronas pero hasta ahora se sabía poco del somnífero que las mantiene dormidas. Científicos españoles que han formado equipo con el del prestigioso neurólogo Fred Gage, del Instituto Salk, han identificado la señal que impide que se multipliquen las células madre en el cerebro, lo que, creen estos investigadores, lo protege de una proliferación exagerada que pudiera dar lugar a tumores y mantiene una reserva de células madre durante toda la vida.

La investigación, que se publica en la revista especializada Cell Stem Cell, revela la importancia de la proteína BMP en el proceso y puede ser clave para comprender la interacción entre el ejercicio, el envejecimiento y la neurogénesis. El hipocampo es una zona del cerebro vital para la memoria y es una de las dos zonas en las que se ha demostrado que se generan nuevas neuronas a lo largo de la vida. También resulta especialmente vulnerable a la degeneración relacionada con el envejecimiento. Hacer ejercicio de forma regular no sólo frena el deterioro del hipocampo sino que mejora la capacidad de aprendizaje y la memoria en los adultos.

"A partir de ahora podemos empezar a jugar con este mecanismo para comprender cómo el ejercicio influye en el cerebro que envejece", dice Gage en un comunicado del instituto. Helena Mira, del Instituto de Salud Carlos III en Madrid, es coautora junto con Gage del trabajo, en el que también participan científicos de la Universidad de Valencia y del Centro de Medicina Regenerativa en Barcelona. "Ya conocíamos mucho de cómo se desarrollan las neuronas pero no estaba claro cómo decidían las células madre neuronales empezar a dividirse", explica Mira.

Células sanguíneas

En la misma revista, otro famoso científico lidera un equipo que ha conseguido reprogramar células de la sangre, procedentes de muestras congeladas, para pasarlas a un estado similar al embrionario. Rudolf Jaenisch y sus colegas del Instituto Whitehead han obtenido estas células iPS de una nueva fuente, la sangre, que es común y accesible pero que hasta ahora se había resistido a los esfuerzos de los investigadores. Sin embargo, no son los únicos, porque otros dos equipos (uno también de Boston, EE UU y otro japonés) presentan el mismo logro en la revista.

Como es posible multiplicarlas en laboratorio estás células derivadas de las sanguíneas se pueden utilizar para estudiar los mecanismos moleculares y genéticos de enfermedades de la sangre y otros trastornos, señalan los científicos.

Las células iPS se reprograman mediante la inserción de cuatro genes en el ADN de la célula adulta. La investigadora Judith Staerk, primera firmante del artículo con Jaenisch, consiguió hacerlo con células sanguíneas de un banco de sangre introduciendo los cuatro genes juntos, en vez de hacerlo por separado.

Como es natural, no todas las células de la muestra volvieron a la infancia. La sangre se compone de glóbulos rojos que transportan el oxígeno, glóbulos blancos que forman parte del sistema inmune y plaquetas que producen la coagulación. Sólo se pueden reprogramar los glóbulos blancos, porque los otros dos tipos de células no tienen núcleo ni, por tanto, ADN, y de los glóbulos blancos sólo se consiguió la reprogramación de las células T y unas pocas de las mieloides, mientras que no hubo éxito con las células B. Los otros dos equipos comunican también la reprogramación de células T.

Fuente: El País.

El Universo, más allá del Big Bang (y 10).

El universo empezó con una violenta y cegadora explosión que lanzó todo al caos. Desde entonces, nuestros grandes pensadores han tratado de estudiar ese caos para buscar el orden, la lógica y las respuestas al interrogante de nuestro origen. Aprendimos a descifrar las pistas cósmicas de cómo llegamos a existir, avanzando paso a paso, de revelación en revelación. Aristóteles nos dijo que el mundo era redondo. Tolomeo concibió un sistema de planetas, estrellas y sol, mientras que Copérnico puso al sol en el centro de ese sistema. Galileo lo confirmó y Newton explicó lo que lo mantenía unido. Einstein ofreció una perspectiva sobre lo que lo impulsó. Finalmente, Edwin Hubble planteó que todo empezó con el "Big Bang". Durante este espacio conoceremos cómo varias culturas creen que empezó el mundo y cómo terminará todo... y lo que vendrá después. Además, con la utilización de extraordinarios gráficos generados por ordenador recrearemos el asombroso momento en el que todo se inició. En resumen, este documental excepcional plantea una de las grandes preguntas de la historia: ¿Dónde empezó todo?

La concepción sobre el origen de nuestro planeta ha ido cambiando a lo largo de la historia. Esta serie documental explora las intrigas acerca del origen del universo y, según diversas culturas, cómo será el final. Se incluyen entrevistas con los físicos, ingenieros e historiadores más relevantes del momento respecto a esta teoría universalmente aceptada.

Serie documental emitida por History Channel.