¿Por qué la peste fue tan letal?

La peste bubónica ha matado a más de 200 millones de personas durante el curso de la historia, siendo la infección más devastadora de todos los tiempos. Sin embargo, se sabe muy poco acerca de las bases moleculares de su virulencia.

Recientemente, investigadores de la Universidad de Chicago han descubierto que una sola mutación genética es la causante de que la bacteria de la peste (Yersinia pestis) sea mucho más virulenta y letal que cualquiera de sus especies parentales.

Esto se debe a que la bacteria de la peste, necesita de iones de calcio (Ca²⁺) para poder crecer a nuestra temperatura corporal, pero, cuando el Ca²⁺ no está disponible, empieza a producir una gran cantidad de aspartato. Y ¿qué provoca que el aspartato se empiece a acumular?

Y. pestis evolucionó a partir de su antecesor Y. pseudotuberculosis en los últimos 20.000 años, sugiriendo que su alta letalidad se refleja en algunos cambios genéticos.

Se descubrió que una mutación provocó que la bacteria no pueda producir una enzima llamada aspartasa. Esta enzima está presente en casi todas las bacterias, pero curiosamente se encuentra ausente en muchos microorganismos patógenos como las Mycobacterias patógenas del hombre, entre ellas la Francisella tularensis (causante de la tularemia) y las bacterias del género Rickettsia.

La aspartasa digiere el ácido aspártico, pero como esta enzima no está presente en Y. pestis, se produce mucho más aspartato de lo que es requerido por la persona infectada, causando un desiquilibrio en la proporción de aminoácidos. Este descubrimiento da otra perspectiva hacia nuevos tratamientos enfocados en remover las cantidades extra de ácido aspártico del cuerpo.

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El "caballo de Troya" de los virus

Los virus utilizan una serie de trucos y disfraces para poder invadir a las pobres células, pero científicos del Instituto de Bioquímica de Zurich ETH han descubierto una manera insólita de cómo un virus puede infectar una célula. El virus Vaccinia, conocido por ser el virus utilizado en las vacunas contra la viruela, es sumamente grande y rechoncho, por lo tanto necesita de una estrategia especial para poder infiltrarse en las células y poder reproducirse. Este virus se aprovecha del mecanismo celular de eliminación de residuos para infectar a las células.

Pero ¿cómo puede lograr esto? Gracias a la fosfatidilserina. Vaccinia lo que hace es acumular estos fragmentos de membrana celular de la célula muerta, conteniendo la fosfatidilserina, en su superficie. La célula como es tonta, no se da cuenta que tras esa inofensiva capa de residuos celulares muertos está escondido el virus, y lo ingiere sin pensarlo dos veces. El proceso de ingestión se da vía macropinocitosis.

Cuando una célula muere, sus vecinas ingieren todos sus restos, a pesar de no ser macrófagos (los verdaderos especializados en ingerir estos desechos para su degradación). Este comportamiento ha sido analizado por mucho tiempo en Vaccinia y se observó que la célula reconoce los desechos dejados por células muertas, gracias a una molécula especial ubicada en la superficie interna de la membrana celular llamada PAK kinasa.

El virus Vaccinia se mueve hacia la célula gracias a las extensiones filamentosas ricas en actina, una vez que está cerca a la membrana celular de la célula, induce la formación de una invaginación, usando una señal de "¡ábreme la puerta!", dándose una reacción en cadena dentro de la célula que finaliza en la formación de la vesícula que captura al virus incorporándolo a la célula.

Explicándolo en términos épicos, los virus vienen a ser los griegos que quieren entrar a Troya (las células), pero tienen unas murallas impenetrables (membranas celulares), así que los virus (griegos) vieron que los restos de las células muertas pasaban sin dificultad, así que idearon un plan: hacerse pasar como desechos de células muertas. Entonces, se cubrieron de estos restos para poder entrar fácilmente (caballos de troya). Los troyanos vienen ha ser las proteínas que transmiten las señales para que abran la puerta de la membrana celular (permitan el paso del virus al interior de la célula). Uno de los troyanos es la PAK kinasa. Se determinó que si esta enzima no está presente, el truco del virus no funciona porque la célula no forma ninguna invaginación. Y ya ps los Virus (griegos) una vez dentro de la célula empiezan a causar todos los desmanes para los que están programados en su amterial genético.

Fuente | Science.

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Los microARNs

El dogma central de la Biología Molecular nos dice que, "toda la información genética está almacenada como ADN, que es transcrito a moléculas de ARN para finalmente ser traducido a proteinas", pero existen ciertos herejes, como los microARNs (miARN), que no se rigen bajo este dogma, ellos son pequeñas moléculas de ARN de 21 a 25 nucleótidos, que aparte de no codificar para proteína alguna, se unen al ARNm bloqueándolos y evitando que se traduzcan a proteínas. En otras palabras participan la regulación de la expresión genética a nivel postranscripcional.

Pero, en que momento se une el miARN al ARNm?, hasta hace poco lo científicos creían que esta unión se daba después de haberse unido el ribosoma al ARNm, osea, una vez empezada la traducción, el miARN se unía al ARNm que estaba siendo traducido y bloqueaba el avance del ribosoma, tal como lo pueden apreciar en el video. Pero, "como siempre", los científicos estaban equivocados. El Laboratorio Hentze (asociada a la EMBL), desarrolló una prueba, recreando las condiciones reales de los embriones de la mosca de la fruta. Al añadir ARNm al tubo de prueba observó que, los miR2-un importante miARN presente en la mosca de la fruta- se unía al ARNm antes del inicio de la traducción, incluso antes del ensamblaje de las subunidades de los ribosomas, y que el complejo ARNm-miARN se veía muy similar al complejo ARNm-Ribosoma, es por esta razón que los científicos, al ver este complejo, pensaban que la traducción ya se había iniciado y que los miARN deberían interferir en una etapa posterior del proceso.

Como pudimos apreciar, los miARNs pueden regular la expresión genética, pero que tal si por ahí unos miARNs defectuosos bloquean los ARNm que codifican para proteínas importantes para nuestra supervivencia, o que no bloqueen las proteínas que deberían ser bloqueadas? La canción¡¡, es por esta razón que los miARNs están relacionados con algunas enfermedades, cánceres y desarrollo de tumores. En la figura (Nature Medicine 11, 712-714, 2005) se ve que la sobreexpresión de los miARNs puede amplificar su efecto, bloqueando la traducción de genes supresores de tumores, o una subexpresión de los miARNs por metilaciones en el ADN que lo codifica, podría resultar en un incremento de la expresión de un oncogen, debido a que no puede bloquear su traducción.

Los miARNs también pueden ser buenos y malos, entre los buenos se ha observado que ciertos miARNs pueden suprimir la sobrexpresión de un gen llamado HMGA2 que está relacionado con la creación de ciertos tumores como la fibroides uterina, la formación del tejido graso, así como la obesidad inducida por la dieta.

También se creían que los miARNs sólo se encontraban en animales y plantas, pero hace un año, se encontró por primera vez en un organismo unicelular: Chlamydomonas reinhardtii, que es una alga verde. Debido a la pequeña longitud de estos fragmentos de ARN, no se han podido encontrar secuencias conservadas en plantas, animales y algas, a pesar que estos miARNs encontrados en esta alga verde han mostraron ser funcionales en ciertas plantas. Los procariotas no tienen miARNs propiamente dichos, ellos poseen los pequeños ARNs (sARNs), que también actúan en la regulación de la expresión genética, pero al no formar un pre-miARN y la enzima Dicer no está presente, no son considerados miARNs, un ejemplo más de discriminación en el micromundo celular.

Y por si fuera poco, también los miARNs juegan un papel importante en la regeneración de tejidos y órganos en ciertos animales como las salamandras y los peces zebra. Un estudio en la universidad de Duke demostró que los peces zebra podían regenerar sus aletas cuando las pierden o se dañan (ScienceDaily Marzo18, 2008). Esto lo logran bajando los niveles del miARN miR-133. Algunos creen que los mamíferos podrían tener esta misma capacidad de regeneración de tejidos, pero que han sido silenciados en el transcurso de la evolución.

Bueno, los miARNs están de moda, cada día se descubren nuevas cosas con respecto a ellos, se ha demostrado que forman parte importante en la diferenciación de las celulas madre, por ejemplo mR-1 y mR-133 están envueltos en la diferenciación de las células madre a células del corazón, así como en algunas enfermedades del corazón como se ve en la figura (Nature 407, 389-390, May 24, 2007).

Hay mucha información en internet así que no sean flojos y busquen no más, que ya me cansé.

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Manual básico para entender los artículos científicos

Muchos de nosotros, como buenos biólogos que somos, leemos muchos artículos científicos (los famosos papers), y nos hemos percatado que existen ciertas frases que se repiten en casi todos los artículos científicos. Estas frases no son usadas así por así, sino que son un conjunto de palabras estratégicamente ubicadas para esconder o decir con palabras más bonitas otra cosa que no es, en este paper, digo en este post, recapitularemos esos famosos eufemismos.

1. "Desde hace tiempo se sabe . . ."
Esta frase se presenta generalmente en las introducciones de los papers o reviews, el cual significa: "No me dio la gana de buscar la referencia original . . ."

2. "El presente artículo es de gran importancia técnica y práctica..."
También se presenta en las introducciones la cual significa: "El presente artículo solo lo hice para obtener mi PhD . . ." o "El presente trabajo solo me importa a mi . . ."

3. "Aunque ciertos comportamientos aún no los podemos explicar..."
Presentado en las conclusiones quiere decir: "Nos aburrimos del trabajo y no hicimos más experimentos que nos permitieran entender por completo el problema..."

4. "Se usó el reactivo X porque mostraba los efectos deseados . . ."
Aparece genralmente en los materiales y métodos y a veces en las discusiones, significa: "Se usó el reactivo X porque teníamos un montón en el laboratorio y no sabíamos que hacer con el..."

5. "Usamos XY concentrado"
Esto quiere decir: "No sabemos a que concentración estaba XY, pero debe ser alta porque lo echamos directamente de la botella"

6. "Las pruebas se hicieron por triplicado"
Esto significa: "Hicimos el experimento 3 veces para asegurarnos que uno salga bien"

7. "Se escogieron 3 casos para un análisis más detallado"
Aparece genralemente en los resultados y significa: "Como no entendimos los resultados de los otros casos, nos quedamos con los que si entendíamos" o también puede significar: "Sólo 3 muestras cayeron dentro de la recta, si usabamos los demás no nos salía una recta"

8. "La muestra se manipuló con cuidado"
Significa: "Casi se nos cae la muestra" o "Se derramó un poquito de la muestra, pero no importa, no afecta a los resultados"

9. "La muestra se manipuló con extremo cuidado"
Significa: "La muestra se nos cayó al suelo y tuvimos que repetir todo el experimeto" o "La muestra se cayó al suelo pero felizmente no se derramó ni se rompió"

10. "Aunque en la Figura 1 no se aprecia claramente"
Significa: "No usamos fotoshop" o "En la figura 1. no hay nada pero intentamos hacerte creer que hay algo"

11. "En la Figura 1. se puede apreciar claramente"
Significa: "Usamos fotoshop" o "Esa banda que aparece en el gel fue retocada con Corel PhotoPaint 13.0"

12. "Los resultados típicos muestran..."
Que quiere decir: "Presentamos los mejores resultados que obtuvimos..."

13. "Seguramente en periodos más largos..."
Significa: "No tuve paciencia suficiente para esperar..."

14. "Datos no mostrados" el famoso "Data not shown"
Significa: "Los resultados salieron tan horribles que no los publicamos..." o "Nos inventamos o retocamos los datos ya que los originales salieron mal..." o "Nunca obtuvimos algun resultado pero debemos poner algo"

15. "Se sugiere / Al parecer / Posiblemente"
Significa: "En mi opinión..."

16. "Investigaciones complementarias serían necesarias..."
Significa: "No entendemos nuestros resultados..."

17. "Agradecemos a XX por la ayuda prestada y a YY por sus comentarios..."
Esto aparece en los agradecimientos al terminar el artículo y quiere decir: "XX hizo todo el trabajo y YY fue el único que entendió los incoherentes resultados..."

18. "Xxxx et al. 1997"
Las referencias encontradas en los artículos ponen el apellido del investigador seguido de et al. (colaboradores), esta frase significa: "Los colaboradores hicieron todo el trabajo pero Xxxxx era director del proyecto, jefe del laboratorio o el que dio la plata para hacer la investigación"

Existen otras frases típicas de los artículos científicos, pero estas son las que más se repiten.

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¿Por qué el virus de la gripe es más infeccioso en invierno que en verano?

Alguna vez se han preguntado ¿por qué es más frecuente la gripe en invierno pero más fuerte en verano? Un grupo de científicos del NIH dieron con la respuesta a esta interrogante.

Muchos conocen la estructura de los virus, la cual es muy sencilla: el ADN o ARN (dependiento si es un virus o retrovirus) rodeado por una cápside de proteína y cubierto por una capa lipoproteica. Pero lo que no se sabía hasta ahora es que la envoltura elástica del virus de la gripe, a temperaturas bajas, se endurece, dando así una gran protección al virus cuando pasa de una persona a otra. A temperaturas altas, como ahora en el verano, este gel protector se derrite pasando a una fase líquida, la cual no puede protege al virus de la desecación y de las condiciones ambientales, debilitándolo y haciéndole perder su virulencia.

Los investigadores del NIH realizaron sus experimentos con cuyes, los cuales se enfermaron de gripe con mayor frecuencia a bajas temperaturas. Además se valieron de técnicas sofisticadas de resonancia magnética y describieron detalladamente como evoluciona la membrana externa de estos virus a los cambios de temperatura. Esta capa externa estaba formada principalmente por lípidos, lo cual explicaría que cuanto mayor es la temperatura, más fluido será. Se demostró que a temperaturas cercanas a 0ºC, esta envoltura se endurecía y gelificaba, y que a partir de 15ºC, empezaba a derretirse. 

Todos saben que este virus se disemina por el aire, al estordunar y toser. En el invierno, las bajas temperaturas le permiten mantenerse viables en el aire por un largo periodo de tiempo, gracias a este gel protector que acabamos de mencionar. Una vez que entra al aparato respiratorio de una persona, el calor de nuestro cuerpo hace que se derrita esta envoltura permitiendo que el virus infecte a todas las células que encuentre en su camino. Para que se entienda mejor es como meter un "chin-chin" o unas "lentejitas" a la boca y dejarlo por unos segundos ahí, sentirán que poco a poco la cascarita protectora se derrite dejando salir el chocolate que hay dentro. 

Pero en el verano, las altas temperaturas derriten esta capa protectora y el virus se deseca al exponerse al aire. Entonces ¿por qué las gripes que te agarran en el verano son las peores? Lo que pasa es que existen algunos virus que son más resistentes que otros. A pesar de las altas temperaturas son capaces de mantenerse viables en el aire por un buen tiempo, y al ser más resistentes las infecciones serán más fuertes.

Este nuevo descrubimiento abrirías las puertas a nuevas investigaciones y maneras de controlar este virus, que cada vez se hace más resistente y es el candidato más fuerte para desatar una pandemia.

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Se descubre un "sexto sentido" para las calorías

Muchas veces hemos escuchado hablar del "sexto sentido", pero Ivan Araujo y colegas encontraron que el cerebro puede sentir las calorías en las comidas, independientemente del mecanismo del gusto. Estos resultados fueron publicados ayer en Journal Neuron y son de gran importancia para exliplicar los mecanismos que llevan a la obesidad.

Primero modificaron genéticamente un ratón de laboratorio haciéndolo insensible al sabor dulce (sweet-blind) quitándole los receptores para este sabor. Luego vieron las diferencias en el comportamiento de los ratones en respuesta a sus preferencias por una solución azucarada (calórica) y una solución con sucralosa (no calórica). Los resultados mostraron que los ratones sweet-blind mostraron preferencia por la solución de azúcar, que era la del contenido calórico. Es decir, los ratones a pesar de no sentir el sabor dulce, prefirieron la sustancia que presentaba más calorías.

Luego se hizo un análisis de los cerebros con técnicas que solo lo veríamos en documentales. Se observó que los circuitos de recompensa, en los ratones sweet-blind, fueron encendidos con la ingesta de la solución azucarada (calórica). Estos análisis demostraron que los niveles de dopamina se incrementaron en el cerebro, activando los circuitos de recompensa. Estos circuitos de recompensa producen sensaciones intensas de placer y satisfacción. Además, estudios electrofisiológicos mostraron que las neuronas de la región de recompensa de alimentos (el llamado núcleo accumbens, que también se activa con la nicotina y algunos estupefacientes), se activaron con la ingestion de calorías, independientemente del gusto. Cada sesión de alimentación (exposición a las soluciones calórica y no calórica) duró 1 hora y se observó que la preferencia por la solución azucarada se dio después de los 10 primeros minutos.

Con todos estos resultados se poidría concluir que los mecanismos que se dan en el cerebro no están codificadas exclusivamente como respuesta a los sensores relacionados con los impactos hedónicos (de placer) de los alimentos, sino que también pueden llevarse a cabo previamente por funciones aun no identificadas de detección de señales metabólicas y gastrointestinales.

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Adopta un microbio

Hace algún tiempo, teníamos un link hacía una página de una australiana, que con gran ingenio, mostraba a los diferentes microorgnismos en forma de caricaturas, hasta las especies más mortales y devastadoras se veían tan inofensivas y amigables que te daba ganas de adoptar a una de ellas. Cada microbio se presentaba amigablemente con todas sus caracteristicas más resaltantes, para que después no digan que no te avisaron que era peligroso. El blog se llamaba "adoptamicrobe" (adopta un microbio). Lamentablemente cuando Emma Lurie, autora del blog, entró al campo de los virus, dejó de postear y ofertar a estos microorganismos, pero aún así dejó más de 90 caricaturas. Aquí haremos un recuento de algunas de ellas.

Bacillus anthracis

Forma esporas que puedes vivir en el suelo por años y aún así puede ser peligrosas. Es causante del antrax (carbunco) matando a humanos y caballos. Puede actuar de 3 formas, por contacto directo con la piel, provocando necrosis, por inhalación provocando resfríos y fiebres y en los intestinos por comer carne cruda. Se transmite a través de cartas, sobres anónimos, por el aire acondicionado, los vectores más conocidos son los carteros, FedEx, UPS, Serpost, etc.

Helicobacter pylori

Vive en la capa mucosa del estómago, famosa porque causa ulceras gástricas y duodenales, a ella deben Marshall & Warren su Premio Nobel del 2005, minimo le corresponde un 50% de las ganancias. También es causante de algunos casos de cánceres estomacales. No es necesario que la adoptes ya que casi 1 de cada 2 personas en el mundo la tienen. Como demostró Marshall que ella era la causante de las úlceras?, el muy vivo se tomó un caldo rico en H. pylori, después de unos días emepzaron a aparecer las úlceras, fue así como demostró su teoría. Esto demuestra todo lo que puede hacer alguien por unos cuantos millones de dólares. Y tu que harías?

Escherichia coli

La famosa E. coli, usada para todo tipo de investigaciones en la actualidad, vive libremente dentro de nuestro tracto digestivo, sin causarnos daño alguno, pero si se presenta en las vías urinarias puede generar graves infecciones, o si se presenta en grandes concentraciones puede causar diarreas sangrantes debido a la toxicidad del Lipido A de su membrana externa. Es el microbio más estudiado y manoseado de toda la historia.

Bacillus thuringiensis

El famoso B. thuringiensis usado para la producción de las plantas transgénicas resistentes a insectos, gracias a una endotoxina llamada Bt, que forma cristales dentro de los insectos matándolos. Es inocuo para el hombre y vive en los cultivos y en los ríos.

Yersinia pestis

La causante de la muerte negra (la peste bubónica) que devastó a la población europea en el siglo XIV, se dice que aniquiló a casí la tercera parte de la población europea. Las pulgas de las ratas eran los responsables de esparcir esta plaga.

También podremos encontrar algunos virus, lamentablemente la lista es corta, solo unos cuantos de la familia de los Herpesviridae.

Para ver toda la lista de microbios entra a: http://adoptamicrobe.blogspot.com/

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