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Universitarios desarrollan herramientas de cómputo para habilitación neurológica-UNAM

 
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08 de julio de 2016

Con la aplicación de nuevas tecnologías, incluida la realidad virtual, neurofisiólogos e ingenieros en cómputo del Instituto de Fisiología Celular (IFC) de la UNAM desarrollan herramientas de software y hardware, encaminadas a apoyar las terapias de rehabilitación neurológica en pacientes con algún tipo de discapacidad derivada de un daño neurológico, como quien ha sufrido un accidente cerebrovascular (ACV) o padece la enfermedad de Parkinson. Continue reading Universitarios desarrollan herramientas de cómputo para habilitación neurológica-UNAM

Secuenciación del ADN procesa material genético en 30 días; antes, hasta en 10 años-UNAM

 
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25 de abril de 2016

Descifrar la estructura del ADN, portador de la información genética (1953), fue un hecho histórico. Significó una transición hacia la biología molecular, pues la determinación del código genético permitió entender el dogma central de la biología: la transcripción de esa información en una molécula mensajera que era traducida en una proteína funcional. Continue reading Secuenciación del ADN procesa material genético en 30 días; antes, hasta en 10 años-UNAM

Encapsulan vacunas en cristales de proteínas para evitar su refrigeración y caducidad

 
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22 de agosto de 2010

Una de las ventajas de la nueva generación de vacunas que podrán desarrollarse dentro de cristales proteicos, es que serán más duraderas, y su transporte y conservación más económicos, señaló Luis Vaca Domínguez, del IFC.
Una de las ventajas de la nueva generación de vacunas que podrán desarrollarse dentro de cristales proteicos, es que serán más duraderas, y su transporte y conservación más económicos, señaló Luis Vaca Domínguez, del IFC.

• En su laboratorio, Luis Vaca Domínguez, del Instituto de Fisiología Celular de la UNAM, aísla y modifica microcristales de virus para utilizarlos como recipientes de los inóculos
• Con una patente en trámite, la tecnología está en proceso de transferencia a una empresa mexicana

A partir de una estructura cristalizada de proteínas, desarrollada por los virus para sobrevivir mientras encuentran un hospedero, el investigador Luis Vaca Domínguez, del Instituto de Fisiología Celular (IFC) de la UNAM, ha desarrollado una tecnología para “encapsular” vacunas, y así evitar su refrigeración y caducidad.

Desde hace 18 años, el médico y doctor en Ciencias Biomédicas por esta casa de estudios, trabaja con el virus Autographa californica, principal plaga del gusano de la seda.

Vaca Domínguez extrae del microorganismo la proteína poliedrina –que con su forma de poliedro lo dota de estabilidad–, la cual aísla, modifica y clona en su laboratorio para utilizarla como cápsula o recipiente de vacunas.

“Como parte de su proceso evolutivo, los virus han desarrollado estas proteínas que se cristalizan y adquieren una estructura que los protege del ambiente, la temperatura y la luz, mientras llegan a un hospedero para sobrevivir y reproducirse”, explicó.

Un cristal es una estructura organizada, ordenada y estable desde las moléculas internas hasta su parte exterior. En la naturaleza existen algunos macroscópicos, como los de la sal y el azúcar, y microscópicos, como los que Vaca Domínguez y sus colaboradores generan en el Departamento de Biología Celular y del Desarrollo del IFC.

“Los que desarrollamos, a partir de una proteína única: la poliedrina, son muy pequeños, de una a cinco micras, y tienen la capacidad de formar cristales de forma espontánea”, señaló.

Dentro de esa estructura el virus permanece en un estado de suspensión, sin contacto con el ambiente externo. Es esta ventaja la que se busca conservar cuando habiten las vacunas, para evitar que se refrigeren y caduquen.

“En el cristal únicamente residen baculovirus (con forma de bastón o báculo, como Autographa californica), pues hay mecanismos muy sofisticados que impiden que cualquier otro microorganismo ingrese; con ese control, el virus asegura que no le ganen su casa”, detalló.

La llave de la casa

Aunque de manera natural el cristal es “una casa con una aduana estricta y de alta seguridad” que solamente acepta a un virus como habitante, Luis Vaca Domínguez ha apostado por la estrategia de introducir vacunas con estructura muy distinta a los baculovirus.

En vez de violar las reglas de resguardo, el universitario ha dedicado gran parte de su trabajo a buscar “la llave”, que encontró en un fragmento de aminoácidos, constituyentes de las proteínas.

“Después de mucho tiempo, logramos descubrir que hay una secuencia en una proteína del virus que es como la llave de la casa. Si tomamos esa serie de 25 aminoácidos, y se la ponemos a cualquier proteína que queramos, automáticamente tenemos la visa para entrar al cristal”, dijo.

Hace año y medio, Vaca Domínguez y sus colaboradores hicieron el hallazgo, y con ello pueden continuar su estrategia de entrar a la casa de cristal con otro habitante: una vacuna que evite enfermedades en los seres humanos.

Actualmente, la tecnología está en trámite de patente, y el investigador está en pláticas con una empresa mexicana interesada en la transferencia tecnológica para producir la primera inoculación dentro del cristal.

“El proceso lo hemos desarrollado por varios años con apoyo de la UNAM, pero más recientemente hemos contado con apoyo del Instituto de Ciencia y Tecnología del DF (ICyTDF), que también tiene participación en la actual negociación”, aclaró.

Vacunas de nueva generación

Una de las ventajas de la nueva generación de vacunas que podrán desarrollarse dentro de cristales proteicos, es que serán más duraderas, y su transporte y conservación más económicos.

“Hemos creado cápsulas de diversos tamaños y formas, algunas son cúbicas y menos estables, así que si se inyectan al torrente sanguíneo de un animal de prueba, en unos días se desintegra, pero la inoculación ya está en el organismo”, expuso.

El potencial de esta tecnología es enorme, pues el cristal también permitirá controlar la liberación de la vacuna dentro del torrente sanguíneo, así como integrar inóculos en cristales que se coman, como la sal o el azúcar.

“Para cada una tendremos que buscar la llave precisa, pero el mecanismo para hacerlo ya lo conocemos”, añadió.

Hasta ahora, Vaca Domínguez ha probado dentro del cristal una vacuna experimental contra la enfermedad de Aujeszky, también conocida como pseudorrabia, que afecta a cerdos y conejos, y a futuro se podrá intentar contra la amibiasis, la malaria y la influenza.

Créditos: UNAM. DGCS-496/unam.mx

Asocian el inicio y progresión del cáncer con cambios en la “envoltura” del ADN

 
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Félix Recillas Targa, del Instituto de Fisiología Celular de la UNAM.
Félix Recillas Targa, del Instituto de Fisiología Celular de la UNAM.

• Dentro de las células, el material genético está enrollado en la cromatina, desde donde interacciona con varias proteínas

• En el Instituto de Fisiología Celular, el grupo encabezado por Félix Recillas Targa descubrió que algunos cambios en esa estructura pueden desarrollar la enfermedad

• El hallazgo fue publicado en las revistas internacionales “Cancer Research” y “Oncogene”

En años recientes, científicos de todo el mundo han rastreado el origen del cáncer en las mutaciones genéticas.

Pero un nuevo estudio encabezado por Félix Recillas Targa, del Instituto de Fisiología Celular (IFC) de la UNAM, reveló que el inicio y progresión de esa enfermedad puede darse en la “envoltura” del ADN, una estructura llamada cromatina, sin que se produzcan defectos genéticos.

“El ADN no está desnudo dentro del núcleo de las células, está envuelto en la cromatina, una estructura cuyo

El ADN no está desnudo dentro del núcleo de las células. Está envuelto en la cromatina.
El ADN no está desnudo dentro del núcleo de las células. Está envuelto en la cromatina.

funcionamiento es como una liga que contiene información genética. Si esa liga se compacta y se concentra, no se puede leer el ADN, pero si se relaja y se estira sí puede leerse”, explicó el investigador.

Tras siete años de investigación en su laboratorio del IFC, Recillas y sus colaboradores encontraron que ciertos cambios en la estructura de la cromatina ocasionan que no se expresen proteínas que regulan el encendido de dos genes supresores de tumores en humanos, llamados p53 y Retinoblastoma.

Al no encenderse los genes supresores, se abre el paso al cáncer, aunque no se produzca una mutación genética.

“En el estudio de ese padecimiento, generalmente se piensa que al mutar un gene se adquiere un defecto genético. Pero si no se puede abrir o cerrar correctamente el paso de ADN, no se obtiene el producto de ese gene y se puede desarrollar cáncer. Eso es lo que nosotros indagamos: defectos que llevan a diferentes enfermedades, entre ellas el cáncer, sin que ocurran defectos genéticos”, detalló.

Con los hallazgos de su investigación, el académico universitario y su equipo publicaron recientemente dos artículos: uno en la revista Cancer Research y otro en Oncogene.

Expresión genética

El instructivo para producir todas las proteínas del organismo es el ADN, una molécula enrollada que, si se estirara, mediría de dos a cuatro metros lineales.

Para que el genoma quepa en el interior del núcleo celular, cuyo diámetro es de 10 micrómetros, se produce un complejo mecanismo de compactación.

Dentro del núcleo celular, el ADN tiene contactos moleculares con una serie de proteínas, conocidas como histonas.
Dentro del núcleo celular, el ADN tiene contactos moleculares con una serie de proteínas, conocidas como histonas.

“Dentro del núcleo celular, el ADN tiene contactos moleculares con una serie de proteínas, conocidas como histonas, que forman estructuras llamadas nucleosomas, alrededor de las cuales está enrollado el ADN, formando la estructura de compactación que es la cromatina, es decir, toda la envoltura”, detalló Recillas.

Este complejo sistema de compactación es un obstáculo serio para la expresión genética, pues las proteínas que la controlan requieren tener acceso para unirse a ciertos tipos específicos de ADN, llamados “secuencias blanco”.

“Cuando la información genética de cada gene es expresada mediante la síntesis de un ácido ribonucleico mensajero (ARNm), la estructura de la cromatina de esos genes y sus regiones aledañas se modifican, descompactándose y permitiendo el acceso a las proteínas que las controlan”, señaló Recillas.

Epigenética y tratamiento

El estudio de Recillas –único en el país– busca entender los procesos de apertura y cerrado que ocurren en la estructura de la cromatina, los cuales permiten el encendido o apagado de la expresión genética.

Este trabajo se inscribe dentro de un área en la frontera del conocimiento, llamada epigenética (del griego “en” o “sobre” la genética), que avanza de la genética clásica para indagar cambios heredables de la función génica que se producen sin modificaciones en la secuencia del ADN.

“Errores a nivel de la cromatina pueden ser la causa de varias enfermedades, sin que tengan un origen genético. Es decir, aunque algunas patologías no necesariamente sean consecuencia de una mutación, provienen de la incapacidad para leer su información genética”, precisó.

Esto significa que varias enfermedades, entre ellas el cáncer, están vinculadas directamente con alteraciones epigenéticas que tienen un impacto directo sobre el funcionamiento de los genes.

“Actualmente se considera que al menos un 50 por ciento de los tumores tienen al menos algún origen epigenético, donde genes encargados de controlar la proliferación celular están silenciados. Por eso nos interesa abordar esos mecanismos de regulación desde la epigenética”, señaló.

Además de entender a profundidad cómo se expresa la información genética, la investigación de Recillas tendrá futuras aplicaciones, al poder proponer nuevas estrategias de diagnóstico y tratamiento contra tipos específicos de cáncer, mucho más dirigidas y eficientes de las que existen hasta ahora.

Créditos: UNAM. DGCS -224/ unam.mx