21 mayo, 2018

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Las curiosas etiquetas para los alimentos GM en Estados Unidos

Hace un par de años, el gobierno de Barack Obama promulgó la "Ley Nacional de Divulgación de los Alimentos elaborados por Bioingeniería" en Estados Unidos. Se le encargó a la Secretaría de Agricultura (USDA) que reglamente y establezca los estándares del etiquetado de manera participativa [más información aquí]. El mes pasado, la USDA ha puesto en consulta pública una primera propuesta, la cual he revisado y aquí les comento algunos puntos interesantes.

Lo más llamativo del documento son las alternativas de las etiquetas oficiales con las cuales se identificarán a los alimentos que contengan componentes derivados de Organismos Genéticamente Modificados (OGM).

La primera muestra las letras "BE" —las siglas de "Bioengineered"— sobre un ambiente natural. Una colina verde, una planta y un cielo despejado. Irónicamente, es muy similar al logotipo usado por su antagonista "Non GMO Project". No hay una traducción directa de "Bioengineered" al español pero básicamente es "elaborado por bioingeniería". Esto ya ha levantado muchas críticas dado que las personas desconocen el significado de este término, por lo que si se busca en informar al consumidor, esta no sería la forma más adecuada porque podría llevar a confusión.

Alternativa 1. Fuente: USDA.
La segunda alternativa se parece a un girasol, aunque también me pareció un tributo al imperio Inca. Lo interesante del logotipo es la línea curva debajo de "be", que busca parecer una cara feliz. De esta manera, se busca genera una mayor empatía con el consumidor.

Alternativa 2. Fuente: USDA.
La tercera alternativa se parece en algo a la segunda. También es circular, pero mucho más minimalista. Se mantiene la línea curva en la parte inferior, asemejándose más a un emoticón de carita feliz ":)" que a un símbolo que haga referencia a que el producto contiene ingredientes genéticamente modificados.

Alternativa 1. Fuente: USDA.
No hay dudas que la industria de alimentos ha participado en la elaboración de estos logotipos. Lo que se busca es que no se vea al etiquetado como una advertencia, sino como un sello que muestre algo positivo con el fin de no causar temor o rechazo en los consumidores.

Pero, para saber qué etiquetar, antes se debe definir ¿qué es un alimentos elaborado por bioingeniería?. Para ello ha dos posiciones en consulta: i) que el alimento contenga material genético que ha sido modificado a través de técnicas del ADN recombinante; o ii) que el alimento haya sido producido por bioingeniería, incluyendo los productos refinados.

En el primer caso, muchos alimentos altamente procesados o refinados como un aceite de soya o harina de maíz, que hayan sido producidos a partir de OGM, no podrían ser diferenciados de sus contrapartes elaboradas con productos convencionales. Los niveles de ADN presentes en el alimento serían prácticamente indetectables y no serían etiquetados como tales. En el segundo caso, no importa si el alimento contiene o no ADN recombinante. El hecho de haber sido elaborado a partir de un OGM basta para etiquetarlo como tal. Para ello, los controles deberán implementarse sobre las materias primas, al momento de la elaboración de los productos.

El documento también presenta tres alternativas de umbrales de tolerancia de OGM sobre el cual un alimento llevará esta etiqueta: 0,9% o 5% del peso de un determinado ingrediente o 5% de peso total del producto. El primero es similar a lo aplicado en la Unión Europea, donde cada ingrediente se analiza de manera independiente y si la presencia del OGM supera el umbral establecido, el producto es etiquetado. Los otros dos, sobre todo el tercero, es el que más le conviene a la industria, dado que muy pocos alimentos serían etiquetados.

Otro punto interesante de la propuesta es que las pequeñas empresas, con ingresos menores a 2,5 millones de dólares al año, no estarían obligados en etiquetar sus productos así hayan sido elaborados a partir de un OGM. Este punto de corte deja fuera al 74% de las empresas productoras de alimentos y el 45% de las empresas productoras de suplementos nutricionales. Parece mucho pero esto se traduce en menos del 4% de los alimentos y suplementos comercializados en EEUU.

Finalmente, el documento propone dos listas de OGM sobre los cuales se realizará el etiquetado. La primera es de los OGM ampliamente adoptados en EEUU como el maíz (92%), la soya (94%), la canola (90%), la remolacha azucarera (100%) y el algodón (93%); y, el segundo, es de los OGM con menor porcentaje de adopción como manzanas, maíz dulce, papaya, papa y calabaza. Cualquier alimento que sea o esté elaborado a partir de estos productos deberá ser etiquetado, teniendo en cuenta los umbrales establecidos.

Es importante ver estas discusiones y comentarios ya que en el Perú también contamos con una norma que establece el etiquetado de alimentos GM que a la fecha no es reglamentada y, por lo tanto no es aplicada.

Fuente | Office of the Federal Register.

18 mayo, 2018

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El asesino en serie de los anfibios bajo la mira

Los anfibios del mundo están viviendo un verdadero apocalipsis. Poblaciones enteras están siendo diezmadas. Algunas especies se han extinto y otras están seriamente amenazadas. Y, como en una verdadera película de terror, un patógeno es el responsable, posiblemente, el peor de toda la historia en cuanto a su impacto sobre la biodiversidad. Su nombre, Batrachochytrium dendrobatidis (de cariño Bd). ¿Dónde y cuando apareció este asesino? ¿Cómo se propaga? Son algunas de las interrogantes que pretende resolver un estudio publicado en Science la semana pasada.

Ranas muertas en los Pirineos franceses debido a Bd. Foto: Matthew Fisher.
Bd es un hongo que ataca directamente la piel de los anfibios (que es por donde estos animales respiran, intercambian electrolitos y regulan el pH), alimentándose de las proteínas que la componen. La piel alrededor de las articulaciones se hace trizas y se desprende hasta que pierden el equilibrio homeostático del cual no pueden recuperarse. Al cabo de unos días, mueren de un ataque cardiaco.

Este problema fue detectado por primera vez a inicios de la década de 1970 y no fue hasta 1990 que se dieron cuenta que estas "muertes enigmáticas" eran un fenómeno global. Recién en 1997 se describió por primera vez a Bd y se estima que más de 695 especies de anfibios son afectadas hoy en día.

La mayor parte de las muertes por Bd se atribuyen al linaje panzooótico global (BdGPL) distribuido por todos los continentes. Sin embargo, esta es una característica bastante inusual porque los agentes patógenos son muy específicos con sus hospederos.

Un grupo internacional de investigadores, liderados por el Dr. Simon O'Hanlon del Imperial College de Londres, analizaron y compararon el ADN de 234 aislamientos de Bd de diversas partes del mundo, con el fin de determinar su origen.

El reporte indica que las muestras de Bd colectadas en la península de Corea mostraban una mayor diversidad genética que las de cualquier otra parte del mundo. Se le llamó linaje BdASIA-1 y era completamente diferente a los otros cinco linajes descritos previamente. Este resultado sugería que Corea era el punto de partida del hongo asesino.

Los investigadores también demostraron que las diversas cepas de Bd pueden mezclarse entre sí, generando otras más virulentas y mejor adaptadas a las zonas donde viven. Esto explicaría por qué cada vez son más las especies de anfibios afectados por este hongo.

Relaciones genéticas entre todas las cepas de Bd estudiadas. Fuente: Science.
Utilizando la velocidad a la cual los genes de Bd adquieren cambios en su secuencia (tasa de mutación), pudieron identificar que el ancestro del BdGPL surgió en Asia a inicios del siglo XX y se diseminó por todo el mundo en la década de 1950. Hasta ese momento, el hongo había coexistido por millones de años sin problemas con la fauna local asiática. 

De acuerdo con O'Hanlon y su equipo, el comercio mundial de anfibios que se dio a partir de esa década, ya sea para realizar pruebas de embarazo (test de la rana), carne o mascota, así como también la Guerra de Corea (muchos soldados y equipos entraban y salían de la zona de conflicto), diseminó a Bd por todos los rincones del planeta, llegando a lugares donde los anfibios nunca antes habían sido expuestos a este hongo y, por ello, eran muy sensibles a su infección.

La advertencia que nos dan los investigadores es que si no se regula adecuadamente el comercio internacional de animales y no se establecen los controles sanitarios adecuados, se puede alimentar catástrofes ecológicas de esta magnitud. Lamentablemente, a pesar de las regulaciones establecidas a nivel mundial, las ranas comercializadas en tiendas de mascotas de varios países presentan muchas cepas de Bd, incluyendo la temible BdGPL.

Si bien existen ciertos fungicidas que han demostrado efectividad tratando infecciones por Bd, es muy difícil aplicar esto en los ambientes naturales, por lo que las poblaciones silvestres de anfibios siguen siendo exterminados.

Referencias:

O’Halon, S. et al. (2018). Recent Asian origin of chytrid fungi causing global amphibian declines. Science 360 (6389):621-627 doi: 10.1126/science.aar1965

National Geographic, Science.

15 mayo, 2018

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¿Cómo la temperatura determina el sexo de los reptiles?

En las aves y mamíferos existen cromosomas específicos que determinan el sexo de un individuo (X, Y, Z, W). Solo depende de cuáles heredas de tus progenitores. Sin embargo, en algunas especies de reptiles, el sexo está determinado por la temperatura a la cual se incuban los huevos.


Por ejemplo, si los huevos de la tortuga de orejas rojas (Trachemys scripta elegans) se incuban a 26ºC, todos los descendientes serán machos. Y si se incuban a 32ºC, todos serán hembras. A una temperatura de 29ºC, la proporción será casi la misma. No obstante, en la naturaleza es común ver más hembras que machos. Esto se debe a que las tortugas suelen desovar en las playas donde nacieron, cuyas temperaturas son por general más cálidas.

A pesar que la determinación del sexo por temperatura se conoce hace más de 50 años, el mecanismo genético y molecular que está detrás de este fenómeno todavía no ha sido dilucidado.

El año pasado, un grupo de investigadores chinos, liderados por el Dr. Chutian Ge, observaron que la expresión del gen Dmrt1 en los embriones de T. scripta, antes del desarrollo de las gónadas, daba como resultado tortugas macho. Pero no quedaba claro por qué este gen se activaba cuando la temperatura de incubación era menor a 29ºC.

Ge y su equipo siguieron investigando y, de acuerdo a un estudio publicado la semana pasada en Science, el gen Kdmb6 sería el responsable.

Resulta que Kdmb6 codifica una proteína que provoca cambios epigenéticos la histona H3. Las histonas son un grupo de proteínas que se unen formando un carrete sobre el cual se enrolla el ADN. De esta manera, todo el material genético de un organismo —que puede medir algunos metros— cabe dentro del reducido espacio del núcleo de las células. Sin embargo, para que un gen pueda ser leído y expresado, el ADN debe estar desenrollado.

Los grupos metil (CH3-) y acetil (CH3-CO-) pueden unirse a las histonas. Estas pequeñas moléculas funcionan como etiquetas, indicando el lugar donde el ADN debe estar enrollado (inactivando genes) o desenrollado (activando genes). A esto se le llama cambios epigenéticos.


Los investigadores chinos vieron que, a temperaturas menores de 29ºC, el gen Kdmb6 se expresaba. La proteína KDMB6 quitaba los grupos metil (CH3-) de la histona H3, provocando que el ADN se desenrolle. Esto exponía la región promotora del gen Dmrt1, activándolo. De esta manera, el embrión empezaba a desarrollar gónadas masculinas, determinando el sexo de la tortuga. Por el contrario, a temperaturas superiores a 29ºC, Kdmb6 no se expresaba y Dmrt1 seguía inactivo, dando como resultado crías hembras.

También se ha observado que el gen Jarid2 interviene en la determinación de sexo. A 32ºC se expresaba una cantidad suficiente como para unirse a la proteína PRC2, que también modifica la Histona H3, incorporándole grupos metilo, es decir, promoviendo su enrollamiento para inactivar el gen Dmrt1. A 26ºC, Jarid2 se volvía más activo pero retenía una porción de ADN no codificante (intrón). Aún se desconoce su función de JARID2(IR), pero es probable que también intervenga en el desarrollo de tortugas machos.


Los científicos han alertado que el cambio climático podría tener un efecto significativo sobre las poblaciones de reptiles cuyo sexo está determinado por la temperatura. Podría causar un aumento de hembras, que amenazarían la existencia de algunas especies.

09 mayo, 2018

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VIDEO: ¿Cómo infecta el VIH nuestras células?

A inicios de la década de 1980, se describe por primera vez el virus de inmunodeficiencia humana (VIH), el cual es responsable de causar el Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida (SIDA). En el Perú, se estima que al menos 70.000 personas están infectadas por el VIH, de las cuales la cuarta parte no lo saben. Esto se debe a la forma de infección de este virus, que puede pasar desapercibida por muchos años, provocando que la persona portadora no reciba tratamiento y siga infectando a otras. Esta es una de las razones de que cada año haya 2600 nuevos casos de VIH.

Llevamos cerca de 40 años estudiando el VIH, pero aún existen muchas preguntas por resolver. Sin embargo, gracias a los avances en la biología molecular y la animación por computadora, hoy podemos representar gráficamente cómo actúa este virus una vez ingresa a nuestro cuerpo.



Este video fue desarrollado por investigadores del consorcio CHEETAH y el HIGMS, y muestra todo lo que sabemos del VIH a la fecha. Adicionalmente, se cuenta con ilustraciones detalladas elaboradas por David S. Goodsell de cada paso del proceso infeccioso.

Unión del VIH (arriba) con las células T (abajo). David S. Goodsell (2015).
Estas representaciones gráficas también son de mucha utilidad para identificar nuevos compuestos que protejan a las células T de la infección por este virus y así obtener tratamientos mucho más efectivos.

09 febrero, 2018

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Un hongo que puede simular la red vial de Tokio

Si alguna vez siembran una colonia de Physarum polycephalum, un hongo filamentoso tipo ameba, podrán ver que tiene una forma muy peculiar de crecimiento.

A diferencia de los hongos más comunes como Penicillium o Aspergillum, que tienen un crecimiento del tipo radial formando capas circulares que crecen a partir del centro de la placa petri, el Physarum lo hace como un árbol, con muchas ramificaciones como si fueran las venas de un sistema circulatorio. Lo interesante de ello es que puede formar patrones similares a una red vial. Es decir, busca la forma más eficiente (rápida y directa) de llegar de un punto a otro.


Lo que se ve en la imagen es una colonia de Physarum (en color amarillo) creciendo durante un día dentro de una placa petri con un medio de cultivo sin nutrientes. En vista que el hongo evita las zonas muy iluminadas, un grupo de investigadores japoneses utilizaron un haz de luz para delimitar la zona de crecimiento del Physarum, la cual tenía la forma de la línea costera de la ciudad de Tokio. Adicionalmente, colocaron dentro de la placa petri zonas puntuales ricas en nutrientes en los lugares donde habrían suburbios y zonas residenciales.

Durante las primeras horas, el hongo crecía como una mucosa amorfa. Pero a medida que pasaba el tiempo, empezó a tomar la forma de una compleja red de conexión buscando la manera más rápida y directa de alcanzar las zonas ricas en nutrientes para poder sobrevivir.

Anteriormente, ya se había demostrado que Physarum tenía la capacidad de encontrar el camino más rápido hacia una fuente nutritiva dentro de un laberinto. Los sistemas de conexión que establece este hongo son muy eficientes y altamente balanceados en cuanto al costo de producción. Ellos evitan gastar energías creciendo por todo el medio de cultivo, por lo que buscan un sistema de conexión tubular directo hacia las fuentes nutritivas.

Estas redes de conexión tienen características asombrosas. Por ejemplo, la longitud total de la red es cercana a la mínima distancia posible requerida para unir todos los puntos distribuidos en un mismo espacio. Asimismo, la distancia promedio para unir dos diferentes puntos también es muy corta y poseen una gran capacidad para eludir obstáculos como si fueran ingenieros diseñando pistas que eviten pasar sobre fallas geológicas.


Los investigadores compararon las redes formadas por Physarum (A, B y C) con las redes viales de Tokio y sus principales ciudades y suburbios adyacentes (D), observándose una gran similaridad entre ellas. Adicionalmente, estas redes fueron comparadas con otras desarrolladas por las computadoras (E y F).

Debemos recordar que las redes de transporte son una parte muy importante en la infraestructura y desarrollo de un país, sobre todo en una sociedad industrial como la nuestra.Por ello, es importante facilitar y hacer más eficiente el transporte de personas, recursos, materias primas, energías e información. Además, esto no solo es aplicable para carreteras o vías férreas, sino también, para cables de alta tensión de luz que transportan la energía eléctrica desde las centrales hasta las ciudades. 

Referencia:

Tero, A., Takagi, S., Saigusa, T., Ito, K., Bebber, D., Fricker, M., Yumiki, K., Kobayashi, R., & Nakagaki, T. (2010). Rules for Biologically Inspired Adaptive Network Design Science, 327 (5964), 439-442 DOI: 10.1126/science.1177894

[Entrada publicada originalmente el 22 de enero de 2010]

08 febrero, 2018

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A través de Instagram generan conciencia sobre la extinción de especies

Sean Gallagher es un fotógrafo y cineasta que está aprovechando su popularidad en las redes sociales para llamar la atención mundial sobre la crisis de la extinción de especies. A través del hashtag #everydayextinction en Instagram ha logrado convocar a 25 fotógrafos de vida silvestre, fotorreporteros y científicos aficionados a la fotografía para que muestren al mundo esta problemática, que día a día y de manera silenciosa le roba las especies a la naturaleza.

Su iniciativa surgió tras leer La sexta extinción: Una historia nada natural (2015) de Elizabeth Kolbert. Este libro le mostró cuán severa era esta crisis y cómo estaba afectando a toda la biodiversidad mundial. "Decidí que quería centrar más mi trabajo en la difícil situación de la biodiversidad y utilizar la fotografía y el cine para comunicar mejor este tema al público", comenta Gallagher en una entrevista.

Algunas fotos son realmente crudas, por ejemplo, la caza de rinocerontes para quitarles sus cuernos, pero es lo que ocurre todos los días en el continente africano, incluso dentro de los Parques Nacionales. Sin embargo, también se muestran fotos que nos dan cierto optimismo porque hay muchas instituciones y personas que vienen trabajando para evitar que muchas especies desaparezcan de la faz de la Tierra.

"Al utilizar la fotografía para comunicar la difícil situación de la biodiversidad, esperamos alentar el diálogo sobre las causas, los efectos y las soluciones a la crisis de extinción", puntualiza Gallagher.


Imagen del cráneo de un mono capuchino marrón (Sapajus apella), una especie que se encontraba en los bosques ubicados hacia el este de los Andes, en la cuenca del río Orinoco. Hoy en día, su hábitat esta seriamente amenazado por la deforestación para la agricultura y ganadería. Además es comercializado ilegalmente como mascota.


Elefantes haciendo trucos en un zoológico de Colombo, capital de Sri Lanka.


La iguana jamaiquina fue redescubierta en 1990 y, desde entonces, un exitoso programa de repoblamiento viene funcionando.


En el Centro de Investigación y Conservación de China, los investigadores se visten de pandas para hacer seguimiento a los pandas criados en cautiverio y liberados a su ambiente natural.

07 febrero, 2018

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¿Por qué las esporas no activan nuestro sistema inmunológico?

No nos damos cuenta, pero estamos rodeados por millones de esporas de hongos (conidios) que permanecen suspendidas en el aire todo el tiempo. En su mayoría pertenecen a los géneros Cladosporium, Penicillium, Alternaria y Aspergillus. Las respiramos todo el tiempo, pero, ¿por qué, en la mayoría de personas, no generan una respuesta inmunológica al ingresar al organismo?

 Esporas de Aspergillus niger bajo el microscopio. Fuente: Wikimedia Commons.

De por sí, estos hongos pueden llegar a causar serias infecciones como la aspergilosis, provocando una respuesta inmunológica mediante la expresión de ciertas moléculas estimuladoras, como la CD80, y de antígenos que inducirán la secreción de las citoquinas como la HLA-DR, generando una respuesta inflamatoria.

Los centinelas de toda esta cascada de reacciones son las células dendríticas. Pero, cuando los hongos están en forma de esporas no causan ningún tipo de respuesta inmunológica ni estimulan las células dendríticas a pesar que poseen los mismos componentes que activan dichas respuestas. ¿Será que algo estará bloqueando estos receptores volviendo a las esporas inmunológicamente inertes?

Investigadores del Instituto Pasteur estudiaron los conidios de Aspergillus fumigatus y observaron que estaban cubiertas por unas hidrofobinas llamadas RodA unidas a su pared celular, la cual desaparecía a medida que las esporas germinaban.

Las RodA purificadas no inducían la maduración de las células dendríticas ni la activación de las células CD4+T responsables de la producción de citoquinas; a diferencia de la Aspf1, que es la proteína más inmunogénica que posee este hongo. En otras palabras, las hidrofobinas RodA eran inmunológicamente inertes.

Para confirmar si la presencia de RodA es la responsable de la ausencia de respuesta inmonológica inactivaron el gen rodA en A. fumigatus. En este caso, las esporas generadas por el hongo mutante estimulaban a las células dendríticas y activaban la producción de citoquinas, tanto in vitro como en ratones de laboratorio. También se realizaron las mismas pruebas con las hidrofobinas de las conidias de otras especies de hongos, obteniendo los mismos resultados. 

Y ¿qué pasa con las personas alérgicas a las esporas? En esos casos, serían otros los componentes de los hongos que inducirían la respuesta del sistema inmunológico.

Para terminar, este estudio es de vital importancia desde un punto de vista terapéutico. Usando la nanotecnología podemos crear nanopartículas y nanorobots, recubiertos por hidrofobinas del tipo RodA, para poder inocularlos en los pacientes sin generar algún tipo de respuestas inmunológica. De esta manera, se podría tratar tumores muy dificiles de extirpar, llevar los fármacos a los tejidos deseados, tratar infecciones intestinales o pulmonares, etc.

Referencia:

Aimanianda, V., Bayry, J., Bozza, S., Kniemeyer, O., Perruccio, K., Elluru, S., Clavaud, C., Paris, S., Brakhage, A., Kaveri, S., Romani, L., & Latgé, J. (2009). Surface hydrophobin prevents immune recognition of airborne fungal spores Nature, 460 (7259), 1117-1121 DOI: 10.1038/nature08264

[Entrada publicada originalmente el 2 de setiembre de 2009].