CREAN UN 'NANOASESINO' INTELIGENTE DE ACEITE DE CANELA CONTRA BACTERIAS Y OTROS PATÓGENOS

Un equipo de investigadores de la Universidad Politécnica de Valencia (UPV) y del CIBER de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN) ha desarrollado un 'nanokiller' (nanoasesino) inteligente basado en un componente del aceite esencial de canela (cinamaldehído) para utilizarlo como agente antimicrobiano. Los resultados de este estudio han sido publicados en la revista Biomaterials Advances. Este nuevo nanodispositivo representa un avance significativo en la lucha contra las bacterias y otros patógenos que representan una amenaza cada vez mayor para la salud pública y el medio ambiente. El cinamaldehído, un compuesto extraído del aceite esencial de canela, ha demostrado tener propiedades antimicrobianas muy efectivas, pero su volatilidad y baja solubilidad en agua han limitado su aplicación hasta ahora.

Gracias al proceso de encapsulación desarrollado por el equipo de investigadores, el cinamaldehído se ha vuelto más estable y concentrado, lo que ha permitido aumentar significativamente su actividad antimicrobiana. Hasta el momento, el nuevo nanodispositivo ha mostrado una gran eficacia contra microorganismos patógenos como Escherichia coli, Staphylococcus aureus y Candida albicans.

Los investigadores destacan que este nanokiller podría aplicarse en múltiples ámbitos, como la eliminación de patógenos en alimentos, aguas residuales y en el tratamiento de infecciones nosocomiales, que son las que se adquieren durante estancias hospitalarias. Estas infecciones representan un grave problema de salud pública, ya que pueden ser difíciles de tratar y aumentar los costos del sistema de salud.

El equipo del grupo NanoSens del IDM-CIBER ha destacado que la aplicación de este 'nanoasesino' sería muy sencilla. Según la investigadora del Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM) Andrea Bernardos, se podría "crear un spray y hacer una formulación basada en agua y otros compuestos y aplicarlo directamente." Esto permitiría una fácil implementación en diferentes contextos, desde entornos agrícolas hasta establecimientos de salud.

Uno de los aspectos más destacables de este nanodispositivo es que mejora significativamente la eficacia del cinamaldehído encapsulado en comparación con el compuesto libre. Según los datos, el nuevo nanodispositivo es unas 52 veces más eficaz contra Escherichia coli, unas 60 veces más eficaz contra Staphylococcus aureus y unas 7 veces más eficaz contra Candida albicans. Esto se debe principalmente a la disminución de la volatilidad del cinamaldehído gracias a su encapsulación en una matriz de sílice porosa y al aumento de su concentración local cuando se libera por la presencia de los microorganismos.

Además, el uso de este nanodispositivo permite una reducción significativa de la dosis biocida requerida en comparación con el cinamaldehído libre. En el caso de las cepas bacterianas (Escherichia coli y Staphylococcus aureus), la reducción es de aproximadamente el 98%, mientras que para la cepa de levadura (Candida albicans), la reducción es del 72%. Esto representa una importante ventaja en términos de eficacia, seguridad y sostenibilidad.

Los investigadores destacan que este tipo de dispositivos que contienen biocidas naturales (como los componentes del aceite esencial), cuya liberación está controlada por la presencia de patógenos, podrían aplicarse también en campos como la biomedicina, la tecnología de alimentos, la agricultura y muchos otros. Esto abre la puerta a una amplia gama de aplicaciones que podrían transformar la forma en que abordamos los problemas relacionados con las infecciones microbianas en diversos ámbitos.

Fuentes: El Mundo, 20 Minutos

EL PETRÓLEO Y SUS RESIDUOS INDUCEN LA METAMORFOSIS EN INVERTEBRADOS MARINOS

Un equipo de investigadores, en colaboración con el Instituto Universitario de Investigación en Acuicultura Sostenible y Ecosistemas Marinos ECOAQUA, ha descubierto que el petróleo y sus residuos pueden desencadenar rápidamente la metamorfosis en invertebrados marinos. Esto altera los ciclos biológicos de su desarrollo, afectando negativamente su supervivencia y capacidad de encontrar un lugar adecuado para establecerse.

Dirigido por Rodrigo Almeda, este estudio, realizado en conjunto con varios centros, es el primero en demostrar cómo los productos derivados del petróleo pueden influir en la metamorfosis de larvas de invertebrados marinos.

Las conclusiones revelan que estas sustancias pueden desencadenar rápidamente procesos biológicos relacionados con la transformación de estas larvas. Específicamente, la metamorfosis inducida por los compuestos químicos del petróleo podría tener efectos perjudiciales en la supervivencia y el reclutamiento de los invertebrados marinos, al impedirles seleccionar adecuadamente su hábitat para crecer y desarrollarse. Hasta el 80% de los invertebrados marinos tienen larvas planctónicas que desempeñan un papel crucial en el reclutamiento bentónico, es decir, en la incorporación y supervivencia de los animales asociados a los fondos marinos, así como en el funcionamiento de los ecosistemas marinos.

Los experimentos realizados en microcosmos expuestos a contaminantes, combinados con análisis microscópicos, demostraron que la metamorfosis inducida por el petróleo afectaba a larvas de erizos de mar (equinodermos) y caracoles marinos (gasterópodos). Esto sugiere que este fenómeno no es exclusivo de un grupo particular de invertebrados, sino que podría ser generalizado.

Algunas especies de invertebrados, como los erizos de mar, desempeñan un papel fundamental en la estructura y función de los ecosistemas costeros, lo que amplifica el impacto de la alteración del ciclo de vida causada por el petróleo.

Las conclusiones del estudio señalan que estas sustancias pueden acelerar los procesos biológicos que regulan los cambios en el desarrollo de estos animales, perturbando así los tiempos naturales y el ciclo de la metamorfosis. Esta transformación, inducida artificialmente por los componentes químicos del petróleo, podría tener efectos adversos en la supervivencia y el reclutamiento de los invertebrados marinos al interferir con su capacidad para elegir adecuadamente dónde establecerse y crecer.

Este efecto del petróleo en el ciclo de vida de los invertebrados no se había observado hasta ahora y los investigadores advierten del profundo impacto que esto tiene en las poblaciones de invertebrados marinos y la biodiversidad de los ecosistemas costeros, tanto en Canarias como a nivel global, dado el incremento de la contaminación de los litorales por vertidos de petróleo, derivados petroquímicos y otros residuos.

Fuentes: SINC, Sector Marítimo

ESTA ESPECIE DE ARAÑA MARINA ES CAPAZ DE REGENERARSE EXTREMIDADES, INTESTINOS Y MÁS.

Un reciente estudio revela que una especie de araña que vive en el mar tiene la sorprendente capacidad de regenerar sus extremidades, intestinos e incluso el ano en caso de amputación. Este hallazgo ha despertado gran interés en el campo de la ciencia, ya que hasta ahora se creía que la regeneración de tejidos solo era posible en las extremidades de ciertos artrópodos, como arácnidos y crustáceos. Sin embargo, se ha descubierto que estas arañas marinas, conocidas como Pycnogonum lotirale, pueden regenerar no solo sus patas, sino también su aparato excretor y órganos reproductivos.

Así lo indica un estudio, publicado este lunes en la revista científica estadounidense Proceedings of the NationalAcademy of Sciences PNAS. La capacidad de regeneración no es algo común, aunque hay especies, como los nudibranquios, más conocidos como babosas marinas, capaces de generar un cuerpo completamente nuevo. Las arañas marinas y otros artrópodos - animales invertebrados con esqueleto externo también pueden regenerar partes de su cuerpo. El 90% de las arañas marinas de la investigación logró sobrevivir a largo plazo

Este fenómeno podría tener aplicaciones importantes en medicina, especialmente en el desarrollo de soluciones para tratar heridas y lesiones que involucren desgarros. La capacidad de estas arañas marinas para reconstruir y recuperar partes perdidas de su cuerpo en la misma posición original es un rasgo único y sorprendente. Los investigadores ahora se enfocarán en comprender los mecanismos detrás de esta regeneración axial en las arañas marinas, que muestra un grado de complejidad desconocido hasta ahora en los artrópodos.

Este descubrimiento podría abrir nuevas líneas de investigación con el potencial de beneficiar a la medicina humana. Aunque no implica la posibilidad de reconstruir extremidades humanas amputadas, podría conducir al desarrollo de fármacos que aceleren la curación y cicatrización de heridas. Sin embargo, es importante tener en cuenta que esta fascinante especie de araña marina no se encuentra en peligro de extinción. Aun así, debido al interés científico que ha despertado su capacidad de regeneración, es posible que se realicen más estudios en el futuro, aunque se deberá asegurar un manejo adecuado y sostenible para no afectar su población.

Según explica Scholtz, el hallazgo invita a continuar investigando en este campo. "Pueden hacerse pruebas con una gran cantidad de especies diferentes", declara el autor del estudio, "quizás los mecanismos que descubramos en los artrópodos nos ayuden en tratamientos médicos tras la pérdida de una extremidad, un dedo, en humanos. Esta es siempre la esperanza", añade.

Fuentes: Mundo Deportivo, La Vanguardia

EL HALLAZGO QUE REESCRIBE LA EDAD DE PIEDRA.

El descubrimiento en la cascada de Kalambo ha revolucionado nuestra comprensión de la Edad de Piedra al encontrar una estructura de madera que data de hace medio millón de años. Este hallazgo desafía la concepción tradicional de nuestros ancestros de la Edad de Piedra como simples y primitivos, demostrando que poseían habilidades avanzadas y creatividad para trabajar con la madera. Una estructura de madera antigua en las orillas de un río en Zambia ha transformado la comprensión que los arqueólogos tenían sobre la vida de nuestros ancestros primitivos. 

Este hallazgo, publicado en la revista Nature, revela que las personas de la Edad de Piedra ya utilizaban la madera para construir refugios, desafiando la idea previa de que vivían vidas simples y nómadas.

El profesor Larry Barham, de la Universidad de Liverpool, lidera el proyecto de investigación "Raíces profundas de la humanidad", y su equipo excavó y analizó la madera descubierta. Este hallazgo sugiere que nuestros antepasados antiguos eran más sofisticados de lo que se pensaba, demostrando su inteligencia, imaginación y habilidades para crear estructuras innovadoras con madera.

Los investigadores de las Universidades de Liverpool y Aberystwyth han identificado esta estructura en Kalambo, que plantea interrogantes sobre su propósito: ¿era una plataforma elevada para observar la cascada, una pasarela para cruzar el río o los cimientos de una ciudad de madera? Lo que sí es seguro es que la estructura tiene una antigüedad de 476.000 años, lo que la convierte en un logro significativo realizado mucho antes de lo que se creía posible para los homínidos de esa época.

El profesor Larry Barham, del Departamento de Arqueología, Clásicos y Egiptología de la Universidad de Liverpool, ha destacado la importancia de este descubrimiento al cambiar nuestra percepción sobre nuestros antepasados más antiguos. Este hallazgo desafía la noción tradicional de la "Edad de Piedra" al demostrar que estas personas utilizaron su inteligencia, imaginación y habilidades para crear algo innovador con la madera, transformando su entorno para mejorar su calidad de vida.

El descubrimiento despierta sorpresa entre los expertos, ya que hasta ahora se pensaba que el uso de la madera por los primeros humanos estaba limitado al fuego y a la fabricación de herramientas como lanzas. La excelente preservación de la madera en las laderas del río ha permitido este hallazgo significativo. Aunque no se han encontrado fósiles humanos en el lugar, se especula que la estructura pudo haber sido construida por especies como Homo erectus o Homo naledi, que habitaban la región del sur de África en esa época. Los artefactos de madera han sido trasladados al Reino Unido para su preservación y pronto regresarán a Zambia para su exhibición.

Este descubrimiento en las cascadas de Kalambo tiene el potencial de enriquecer nuestro conocimiento sobre las antiguas técnicas de talla de madera, artesanías e interacciones humanas con el medio ambiente, proporcionando una nueva perspectiva sobre la evolución y creatividad de nuestros ancestros en la Edad de Piedra.

La madera requiere condiciones excepcionales para su conservación, algo que ha conseguido en Kalambo, con altos y permanentes niveles de agua, por eso los autores sugieren que se debería reexaminar el uso de los árboles en la historia.

En resumen, este hallazgo arqueológico en Kalambo nos invita a reconsiderar nuestras ideas preconcebidas sobre la evolución humana y la capacidad creativa e innovadora de nuestros antepasados en la Edad de Piedra.

El Mundo, BBC

ORGANOIDES CEREBRALES PARA DESVELAR LOS ENIGMAS GENÉTICOS DEL AUTISMO

El uso de organoides cerebrales, desarrollados en laboratorio a partir células madre humanas pluripotentes está abriendo nuevas vías para investigar distintos trastornos y enfermedades que afectan al cerebro humano. La técnica desarrollada permite examinar un conjunto completo de genes reguladores transcripcionales claves asociados con el autismo, dentro de un único organoide cerebral.

Como modelo de estudio, los investigadores han utilizado organoides cerebrales, un sistema celular tridimensional que reproduce, en laboratorio, y hasta cierto punto, el desarrollo del cerebro, en este caso la corteza cerebral humana.

En este sistema, que se ha denominado CHOOSE, cada célula del organoide porta como máximo una mutación en un gen TEA específico.

Investigadores del Instituto de Biotecnología Molecular y la ETH de Zúrich (Suiza) han desarrollado un método llamado CHOOSE, que permite estudiar el efecto de múltiples mutaciones asociadas al trastorno del espectro autista (TEA) en organoides cerebrales humanos.

El biólogo molecular, Jürgen Knoblich, es uno de los pioneros mundiales en el desarrollo de este tipo de organoides. Según comenta a SINC, su grupo lleva trabajando con ellos más de una década.

Los trastornos del neurodesarrollo sean más probables en humanos. Por ejemplo, muchos genes asociados a un alto riesgo de desarrollar TEA son cruciales para el desarrollo del córtex.

Aunque se ha demostrado en estudios clínicos que hay una conexión directa entre diversas mutaciones genéticas y el autismo, todavía falta comprender cómo estas mutaciones afectan negativamente al desarrollo del cerebro. Debido a las características únicas del desarrollo del cerebro humano, los modelos animales ofrecen una utilidad limitada en este aspecto. Según Knoblich, solo un modelo de cerebro humano puede reproducir fielmente la complejidad y las particularidades que encontramos en nuestro propio cerebro. En los últimos años, diferentes estudios han revelado a los trastornos del espectro autista como un desorden del desarrollo complejo y heterogéneo que puede ser causado por mutaciones en diferentes genes. Así, se han identificado más de 100 genes cuya alteración, normalmente mutaciones de novo en heterocigosis (en una de las dos copias del gen afectado), está asociada al autismo.

La función individual de estos genes se conoce en muchos casos. No obstante, no está claro cómo su alteración durante el desarrollo embrionario puede derivar en el abanico de síntomas que muestran las personas con trastorno de espectro autista. Ni cómo influye el perfil genético de cada persona en este trastorno.

Como prueba de concepto, los investigadores eligieron tres genes de riesgo para el autismo: SUV420H1, ARID1B y CHD8. Para determinar el efecto de las mutaciones en estos genes en el desarrollo neuronal, los investigadores obtuvieron organoides cuyas células tenían una copia alterada de SUV420H1, ARID1B o CHD8 y analizaron su progreso en cultivo en las siguientes semanas.

Los investigadores encontraron que la alteración de SUV420H1, ARID1B o CHD8 deriva en un retraso o una aceleración en el desarrollo de ciertos tipos de neuronas. La alteración de SUV420H1 o ARID1B induce una maduración acelerada y expansión prematura de las neuronas inhibidoras gabaérgicas. Los cambios observados pueden derivar, en el contexto del desarrollo cerebral humano, en alteraciones en las conexiones nerviosas.

Los resultados obtenidos para los diferentes organoides cerebrales sugieren que los síntomas clínicos derivan de procesos compartidos relacionados con la diferenciación celular y el establecimiento de conexiones entre circuitos nerviosos.

El proyecto CHOOSE permite rastrear el efecto de mutaciones genéticas a nivel unicelular y trazar la trayectoria del desarrollo celular. Utilizando métodos avanzados de bioinformática, se analiza el impacto de mutaciones conocidas en el autismo en diferentes tipos de células cerebrales. Se identificaron cambios específicos en el desarrollo celular relacionados con 36 genes de alto riesgo para el TEA, así como redes reguladoras de genes comunes. Se encontró que algunos tipos celulares, como los progenitores neurales, son más vulnerables a las mutaciones del autismo, indicando una posible relación temprana en el desarrollo cerebral.

Para validar los hallazgos, se generaron organoides cerebrales a partir de células de pacientes con mutaciones asociadas al autismo, confirmando los defectos de desarrollo observados. Este proyecto se convierte en una referencia importante para los investigadores y tiene aplicaciones más amplias para estudiar genes relacionados con otras enfermedades. El sistema CHOOSE destaca por su versatilidad y transferibilidad.

Fuentes: BioTech, Genotipia

UN DIMINUTO ANIMAL ILUMINA LA EVOLUCIÓN DE LAS NEURONAS

En un estudio reciente publicado en la revista Cell,

los científicos han iluminado la historia evolutiva

de las neuronas centrando su investigación en los

placozoos, que son organismos marinos diminutos.

Estos hallazgos ofrecen información valiosa sobre

las primeras etapas del desarrollo neurológico en el reino animal.

Los placozoos son criaturas fascinantes. Son increíblemente simples y minúsculos, aproximadamente del tamaño de un gran grano de arena, y habitan principalmente en mares cálidos y poco profundos. Estos peculiares organismos se alimentan de algas y microorganismos que prosperan en las superficies de las rocas y otros sustratos. Una de las características más notables de los placozoos es su falta de partes u órganos corporales distintos, lo que los convierte en una de las formas de vida más simples del reino animal.

Los placozoos ocupan un lugar especial en el árbol evolutivo. Son uno de los cinco linajes animales principales y han existido en la Tierra desde hace aproximadamente 800 millones de años. Los otros cuatro linajes principales incluyen Ctenophora (medusas), Porifera (esponjas), Cnidaria (corales, anémonas de mar y medusas) y Bilateria (que comprende todos los demás animales más complejos).

Video sobre el movimiento de Trichoplax

La revelación de este estudio es que los investigadores encontraron evidencia convincente que sugiere que las células secretoras especializadas en los placozoos comparten similitudes con las neuronas, que son responsables de transmitir señales en los sistemas nerviosos de animales más complejos. Este hallazgo plantea la posibilidad de que las neuronas de animales más avanzados hayan evolucionado a partir de estas células placozoarias.

Para llegar a estas conclusiones, los científicos emplearon técnicas moleculares y modelos computacionales. Crearon mapas celulares detallados, conocidos como "atlas celulares", para documentar varios tipos de células placozoarias y sus respectivas características genéticas. Además, mapearon las regiones reguladoras del ADN que controlan estos módulos genéticos. Estos mapas proporcionaron una imagen de las funciones de las diferentes células placozoarias y de cómo trabajan juntas en armonía.

El estudio demostró que los nueve tipos de células primarias en los placozoos están interconectados por tipos de células intermedias que pasan de un tipo de célula a otro. Estas células crecen y se dividen, manteniendo el delicado equilibrio de tipos de células esenciales para el movimiento y la alimentación del animal. Además, los investigadores descubrieron catorce tipos distintos de células peptidérgicas, que eran notablemente diferentes de todas las demás células y no mostraban evidencia de formas intermedias o signos de crecimiento o división.

Lo que sorprende especialmente es el sorprendente parecido entre estas células peptidérgicas de los placozoos y las neuronas, aunque las neuronas no aparecieron en animales más avanzados hasta muchos millones de años después. Estas similitudes son exclusivas de los placozoos y no aparecen en otros animales de ramificación temprana como esponjas o ctenóforos.

Las similitudes entre las células peptidérgicas y las neuronas son triples. En primer lugar, los investigadores observaron que estas células placozoarias se diferencian de una población de células epiteliales progenitoras a través de señales de desarrollo que recuerdan a la neurogénesis, el proceso mediante el cual se forman nuevas neuronas en cnidarios y bilaterales. En segundo lugar, descubrieron que las células peptidérgicas poseen numerosos módulos genéticos necesarios para construir la parte de una neurona responsable de enviar mensajes (la estructura presináptica). Sin embargo, no son verdaderas neuronas, ya que carecen de los componentes necesarios para recibir un mensaje neuronal (postsináptico) y de la capacidad de conducir señales eléctricas.

Por último, el equipo de investigación empleó técnicas de aprendizaje profundo para demostrar que las células placozoarias se comunican entre sí a través de un sistema celular en el que proteínas específicas, llamadas GPCR (receptores acoplados a proteína G), detectan señales externas e inician una serie de reacciones dentro del celúla. Estas señales externas están mediadas por, mensajeros químicos empleados por las neuronas en numerosos procesos fisiológicos. Este descubrimiento destaca una conexión fascinante entre los placozoos primitivos y los intrincados sistemas de comunicación neuronal que se encuentran en animales más avanzados.

Fuentes: Ciencia plus, NaturalistaCO.