Investigadores de la UEx Antonio González y Patricia Santofimia

Estudios del grupo de investigación de Fisiología Celular de la UEx demuestran que la melatonina induce la muerte de células malignas del páncreas y protege, a su vez, las células sanas
La melatonina es una gran aliada de nuestra salud. Esta hormona, producida por la glándula pineal, contribuye a regular nuestro ritmo biológico y ayuda, por ejemplo, a conciliar el sueño. Trabajos realizados por diferentes grupos de investigación han podido demostrar que la melatonina también se sintetiza en otros tejidos del organismo y que se encuentra, además, en determinadas frutas y plantas. Pero sus alcances beneficiosos van aún más lejos. Investigadores de la Facultad de Veterinaria de la Universidad de Extremadura han estudiado concretamente dichos efectos positivos de la melatonina en células sanas y tumorales del páncreas.
Los resultados de la investigación muestran que la acción de la melatonina mejora la funcionalidad de las células sanas del páncreas cuando éstas son atacadas por sustancias pro-oxidantes, como el peróxido de hidrogeno, o en situaciones en las que sufren estrés oxidativo. Además, ya en un estudio previo, estos mismos investigadores del grupo de investigación de Fisiología Celular (FICELL) de la Universidad de Extremadura habían observado el efecto deletéreo que produce la melatonina en las células tumorales de este órgano, ya que favorece la muerte de las células malignas. Así lo demostraron los experimentos realizados en la línea tumoral celular AR42J.
“Observamos entonces que la melatonina, a unas concentraciones farmacológicas con un rango desde 10 μM hasta 1 mM, inducía muerte celular en líneas tumorales pancreáticas”, afirma el investigador de la UEx, Antonio González Mateos. “Sin embargo, no conocíamos el impacto que esa misma concentración podía tener en las células sanas del páncreas. Por ello, iniciamos experimentos con células de páncreas de ratón y los resultados han sido muy prometedores, ya que esas mismas concentraciones de melatonina presentan al mismo tiempo un efecto protector sobre las células sanas”, explica el experto.
Doble efecto protector de la melatonina

Este efecto protector se traduce en una reducción de aquellas agresiones que generan estrés oxidativo relacionado con el inicio de posibles resultados inflamatorios y degeneraciones celulares, que pueden dar lugar a alteraciones en el funcionamiento de la glándula, incluyendo el desarrollo de tumores. Los ensayos también han confirmado esta relación en el caso de pancreatitis. “El páncreas, en su función exocrina, se encarga de la síntesis y liberación de enzimas, como por ejemplo la amilasa pancreática. Estas enzimas participan en la digestión de los alimentos en el intestino, y la pancreatitis puede ser la consecuencia de una alteración en la regulación de su secreción, que desencadene una posible auto-digestión de la misma por estas enzimas. Es muy importante, por tanto, la protección que hemos encontrado que ejerce la melatonina en estos casos”, señala Patricia Santofimia Castaño, investigadora del grupo FICELL, que ha realizado su tesis precisamente sobre los efectos de la melatonina en las células sanas del páncreas exocrino.
En esta misma línea, el equipo de investigadores ha estudiado, además, la acción de la melatonina sobre las células pancreáticas estrelladas, responsables de la fibrogénesis en este tejido. Diversos estudios han señalado que, con su crecimiento y el desarrollo de tejido conectivo, este tipo celular facilita el crecimiento tumoral una vez que se ha instaurado, protegiendo las células malignas contra la radiación y los agentes quimioterápicos. Los resultados del grupo FICELL demuestran que la melatonina, en estudios in vitro, ralentiza la velocidad de crecimiento de este tipo celular.
Por tanto, la melatonina no solo induce la muerte de células tumorales en el páncreas, sino que también protege a las células sanas frente al estrés oxidativo, y previene de cambios mayores que podrían ser la base de procesos inflamatorios o cancerosos en el páncreas exocrino.

Los investigadores Jesús Lozano (UEx) y José Pedro Santos (ITEFI-CSIC)

Gracias a la nanotecnología y la inteligencia artificial es posible detectar y clasificar, a partir del olor, los gases contaminantes presentes en el aire
Investigadores de la Universidad de Extremadura, en colaboración con otras instituciones, trabajan en sistemas electrónicos que permiten clasificar y controlar los gases contaminantes que se encuentran en el aire de las ciudades, como herramienta para el estudio del cambio climático. En este marco de cooperación ya han desarrollado varios prototipos de “nariz electrónica“, un dispositivo portátil compuesto por un conjunto de sensores que, del mismo modo que la nariz humana, puede simular respuestas olfativas y percibir cualquier compuesto o combinación de compuestos de un olor.

 
La nariz electrónica funciona mediante redes neuronales artificiales que se inspiran en el funcionamiento de nuestro cerebro y permiten a este mecanismo electrónico aprender, mediante técnicas de procesado de tipo supervisado, en un software de reconocimiento de patrones. La nariz clasifica en función de lo que ha aprendido y el olor se convierte así en referente para la clasificación de los contaminantes ambientales.

 
Tratamiento de datos de forma remota a través de Internet

Sin embargo, la nariz electrónica tiene una capacidad de procesado y memoria limitada, y no permite el acceso remoto ni compartir los resultados. Ahora, y en el marco de un nuevo proyecto de investigación denominado TEMINAIR, los investigadores de la Universidad de Extremadura han diseñado una aplicación web para el procesamiento y clasificación de datos on-line, y cuyos resultados han sido publicados en la revista Advances in Intelligent Systems and Computing.
De esta manera, el tratamiento de la información se realiza en conexión a una página web y a un servidor, lo que proporciona más capacidad de procesado y memoria, así como, la clasificación de los datos de forma remota. Además, el servidor facilita al usuario mayor potencial de cálculo y la posibilidad de implementar algoritmos más complejos”, explica Jesús Lozano Rogado, profesor de la UEx e investigador principal del proyecto, Micro y nanosensores para monitorización de la calidad del aire y control medioambiental del Programa Estatal de Investigación, Desarrollo e Innovación Orientada a los Retos de la Sociedad.
El equipo de investigadores está ahora trabajando en la organización de los datos en la nube y en el desarrollo de una aplicación para los smartphones. Este avance ofrecerá muchas ventajas para su transferencia a la sociedad al ser una herramienta que permitirá a otros usuarios e investigadores obtener datos para la evolución del cambio climático.

 
Proyecto TEMINAIR

El proyecto TEMINAIR, que acaba de comenzar, tiene varios objetivos. Uno de ellos, es desarrollar sensores de gas avanzados para la detección de contaminantes ambientales responsables del cambio climático. “Los sensores se basan en las propiedades de unos materiales que al absorber cierto tipo de gases cambian alguna propiedad. Miden el cambio de una propiedad eléctrica, que se calcula como un cambio de tensión, de resistencia o frecuencia”, describe el investigador José Pedro Santos Blanco del ITEFI-CSIC. Esto permite obtener una “huella digital” del gas o conjunto de gases que se perciben por el olor. Nuestro objetivo son los principales contaminantes atmosféricos cuya monitorización es obligatoria por la normativa europea, tales como, el sulfuro de hidrógeno, monóxido de nitrógeno, el ozono amoniaco y los BTEX (benceno, tolueno, etilbenceno y xileno), entre otros.

 
Para optimizar los sensores, los investigadores están trabajando con diversos materiales avanzados, el grafeno, nanohilos y nanofibras de óxido de estaño, óxido de zinc y polímeros con distintas estructuras. El objetivo es el despliegue de estos sensores en gran número a través de redes de sensores y nodos mediante dispositivos que se conecten al móvil.
Asimismo, TEMINAIR pretende concebir sistemas de instrumentación y de procesado avanzados para extraer la información de los sensores y así determinar, cuantificar y clasificar los gases. Los investigadores de la Escuela de Ingenierías Industriales de la UEx son los responsables de esta labor de instrumentación precisa.
El proyecto TEMINAIR lo están llevando a cabo un equipo de investigadores en consorcio coordinado por la Universidad de Barcelona y en el que participan, además, la Universidad de Extremadura, la Universidad Politécnica de Cataluña, el Instituto de Microelectrónica de Barcelona, el CEIT y el Instituto de Tecnologías Físicas y de la Información “Leonardo Torres Quevedo” (ITEFI) del CSIC en Madrid.

Ejemplar de tejo en Garganta de las Meñas

Los incendios, el pastoreo y las altas temperaturas han propiciado la fragmentación de las poblaciones de tejos y las dificultades para la polinización. Además, se ha demostrado que la germinación en estos ambientes marginales se ve afectada porque los roedores consumen casi la totalidad de las semillas.

Muchos árboles acompañan cuentos y leyendas populares. El tejo es una de estas especies, considerada sagrada para los celtas y envuelta en un especial halo de misterio gracias a su longevidad, puede vivir hasta 2.000 años, y las propiedades medicinales de algunos de sus componentes, el taxol, un alcaloide utilizado en el diseño de fármacos anticancerígenos.

El tejo, Taxus baccata L, es el único árbol catalogado como especie en peligro de extinción por el Gobierno de Extremadura, según el Decreto 37/2001. Esta especie ha sido objeto de investigación por parte del Grupo Investigación Forestal de la Universidad de Extremadura en el marco de su línea de investigación relativa a la biología y conservación de especies relictas.

El objetivo, iniciado en 2002, ha permitido al grupo estudiar la conservación de más de veinte especies arbóreas amenazadas, con la finalidad de remediar el estado de conservación desfavorable, a través de proyectos financiados en una primer etapa por el Gobierno de Extremadura y desde 2006 mediante convocatorias del Plan Nacional de I+D.

Unos 200 ejemplares en Extremadura

Los resultados del estudio advierten que el tejo vive en un ambiente marginal y en condiciones desfavorables en Extremadura. Son poblaciones fragmentadas, separadas por largas distancias que impiden la polinización necesaria para la regeneración de la especie. “El tejo es una especie relativamente común en el nordeste de Europa. En el sur de Europa y Norte de África se hace cada vez más raro debido a las sequías, los incendios forestales y el pastoreo excesivo. Todo ello ha acentuado el declive y aislamiento de la especie”, afirma el experto de la UEx, Fernando Pulido, responsable de esta investigación.

En la Península Ibérica y en Extremadura, el tejo habita en zonas húmedas de montaña cerca de arroyos. “En este sentido, su inaccesibilidad se convierte en su mejor protección frente a la amenaza del fuego y pastoreo”, sugiere Pulido.

En un primer momento de la investigación, los expertos de la UEx han identificado y localizado en torno a 200 ejemplares en un inventario y mapa de esta especie en Extremadura. Esta localización previa ha permitido llevar a cabo el estudio en las tres zonas con una densidad de población relativamente alta, en torno a 20 y 30 árboles: Nuñomoral en las Hurdes, que acoge la reserva más grande de tejos, Garganta de Cuartos en Losar de la Vera y Garganta de los Papúos en el Valle del Jerte.

Enemigos del tejo

“La peculiaridad del tejo es que hay árboles “machos” que generan polen pero no frutos, y árboles “hembras” que producen sólo frutos”, explica Pulido. Para que la especie se reproduzca, el polen tiene que llegar hasta los ejemplares productores de frutos y polinizarlos. Sin embargo, y así lo ha demostrado el equipo de la UEx, las grandes distancias entre los ejemplares obstaculizan la polinización.

Para llegar a esta conclusión dividieron los árboles en dos grupos, el primero polinizado de manera natural y el segundo polinizado artificialmente. Esta metodología ha permitido a los investigadores comprobar que los tejos polinizados de forma artificial multiplicaron por tres la producción de frutos. Así, queda probado que es la ausencia de polen y no otros factores, la causa detrás de la disminución de frutos.

Además, los investigadores han encontrado otro problema añadido a la polinización y que afecta también a la regeneración de la especie en ambientes marginales. Los frutos del tejo están formados por un arilo rojo que envuelve la semilla. Su vistoso color atrae a los pájaros y mamíferos que comen la parte carnosa y blanda del fruto, expulsando así la semilla. De esta manera, los animales favorecen la diseminación de las semillas y su germinación, ya que se trata de una especie gimnosperma, como los pinos y abetos.

Sin embargo, los investigadores han comprobado que el consumo de las semillas por parte de los roedores impide en muchos casos la germinación de estas. Así es el caso sobre todo en poblaciones marginales de tejos donde las tasas de recogida de semillas por los roedores ascienden hasta un 92,5%, mientras que en grandes concentraciones los valores registrados son de 65,4%.

La consecuencia de la marginación ecológica es evidente. Sin polinización no hay frutos, y por tanto, tampoco semillas, y sin semillas no se produce la regeneración y nacimiento de nuevos árboles. “Los tejos que sobreviven en Extremadura son ejemplares viejos, se están muriendo y la población no se regenera, de manera similar a lo que está ocurriendo a las encinas en la dehesa extremeña”, señala Fernando Pulido. Ahora sólo falta aplicar las medidas de mitigación propuestas por los expertos para favorecer la regeneración de la especie.

 
Referencia:
R. Sanz & F. Pulido. “Pollen limitation and fruit abortion in a declining rare tree, the Eurasian yew (Taxus baccata L.): A reproductive cost of ecological marginality”. Plant Biosystems (2014) doi: 10.1080/11263504.2014.976290
R. Sanz & F. Pulido. Post-dispersal seed depletion by rodents in marginal populations of yew (Taxus baccata): consequences at geographical and local scales. Plan Species Biology (2014) doi: 10.1111/1442-1984.12030

Taller de ciencia de los alimentos en la edición de 2013

Hoy es un día especial, celebramos La Noche Europea de los Investigadores. Por tercer año consecutivo, la Universidad de Extremadura organiza, bajo el lema “Científicos para un futuro mejor”, la gran cita de la sociedad con la ciencia y la investigación.  Enmarcada dentro del programa de I+D Horizonte 2020 de la Comisión Europea  con el objetivo de promover y popularizar las carreras científicas, La Noche Europea de los Investigadores es una oportunidad única para  conocer a los científicos y su trabajo. #ERN14 será trending topic gracias a la participación de 300 ciudades europeas, entre ellas Badajoz y Cáceres.

Se trata de una ocasión excelente para disfrutar en familia o con los amigos de la ciencia y la tecnología, gracias a un amplio y entretenido programa de divulgación científica. No habrá otro día igual. Niños, jóvenes o mayores, todos podemos participar y encontrar, sin duda, las actividades que nos interesan dentro del variado y extenso programa de la universidad extremeña que se puede consultar en la web http://culturacientifica.unex.es.

Los espacios universitarios de Badajoz y Cáceres serán el escenario de talleres prácticos de ciencia, experimentos, juegos, visitas a los laboratorios, exposiciones y charlas divulgativas. Constituirán, asimismo, el lugar de encuentro entre el  público y los investigadores, alumnos y personal de la universidad que ese día colaboran para que la fiesta europea de la ciencia y tecnología sea un éxito en Extremadura.

Son 11 los centros de la UEx, a los que se han sumado a Agencia Estatal de Meteorología (AEMET) en Badajoz y el Centro de Cirugía de Mínima  Invasión Jesús Usón en Cáceres, los que han diseñado las mejores actividades, adaptadas a todas las edades para acercar la ciencia y la tecnología importantes en nuestra vida cotidiana. Talleres que llevarán a cabo, además, los propios investigadores, porque el 26 de septiembre es su noche y la de todos los que tenemos curiosidad, sed de conocimiento y nos cuestionamos las cosas. Aprenderemos y descubriremos ciencia gracias a la pasión y la vocación que, sin duda, los científicos nos “comunican” y transmiten durante el desarrollo de los talleres. Nos llena de satisfacción observar cómo cada año el público que se acerca a la universidad es más numeroso y quién sabe si entre esos niños y jóvenes hay una vocación latente para la ciencia esperando despertar y crecer.

@martafallola

Servicio de Difusión de la Cultura Científica de la UEx

El investigador de la Universidad de Extremadura Alfonso Marzal está llevando a cabo desde hace dos años un programa de formación de investigadores peruanos en el estudio de la malaria aviar en varias regiones de Perú, gracias al apoyo de instituciones como la National Science Foundation (NSF) de Estados Unidos. Aunque el objetivo del programa es investigar cómo afecta la deforestación del bosque amazónico a la prevalencia de la malaria en aves, los resultados de esta colaboración formativa y científica han mostrado un dato inquietante, la aparición de un linaje de malaria aviar nunca antes descrito en América del Sur.

Se trata de la especie invasora Plasmodium relictum SGS1, responsable del 39% de las infecciones de malaria aviar analizadas y que se encuentra en 8 especies de aves hospedadoras de las regiones de Lima y Huanuco en Perú. La introducción de Plasmodium relictum fuera de su hábitat nativo está detrás del declive global e incluso extinción de numerosas especies. Así, según explica Alfonso Marzal, este peligroso linaje está emparentado con el patógeno responsable de la desaparición del 70% de las aves silvestres en Hawái.

La malaria es una enfermedad infecciosa emergente y la creciente expansión del patógeno Plasmodium relictum ha motivado que la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (UICN) clasificara a este parásito en la lista de las 100 especies invasoras mundiales más peligrosas. Muy activo en amplias zonas de Europa, África y Asia, el linaje Plamodium relictum SGS1, que se transmite por el mosquito del género Culex, ha sido descrito por primera vez en América del Sur gracias a este estudio, cuyos primeros resultados ya han sido publicados en la revista Biological Invasions. La detección de este parásito en la región de Huanuco apunta, además, a que ha traspasado la barrera natural de la cordillera de los Andes y que está a las puertas de la Amazonia, amenazando la fauna forestal.

Para el investigador de la UEx, estudiar el comportamiento de la malaria en aves es fundamental “porque nos indica de manera fidedigna cómo evoluciona la enfermedad en condiciones naturales, según los cambios que se produzcan en el medio ambiente. Las fluctuaciones socio económicas y las diferencias en la asistencia sanitaria en nuestra sociedad hacen difícil los estudios de prevalencia de la enfermedad en seres humanos, mientras que el análisis del comportamiento de malaria aviar proporciona datos más fiables. Además, estos datos nos pueden dar indicios sobre la evolución de la enfermedad en el hombre”, explica Marzal. Hay que tener en cuenta que uno de los principales problemas globales de la malaria es su creciente resistencia a los fármacos como la cloroquina, primaquina y artemesina. Ante las defensas del hospedador, el parásito ha desarrollado armas cada más virulentas que pueden favorecer la propagación de la enfermedad.

Campañas de sensibilización y formación

Por ello, la principal labor de este investigador es trabajar con las comunidades indígenas y formar, a través de cursos y en el propio campo, a estudiantes en la captura de aves, extracción de sangre, mediciones, etc. Porque “proteger el bosque amazónico es proteger la salud de nuestros hijos y las futuras generaciones con independencia de donde vivamos”, reivindica el investigador.

Una de las estrategias de los cetáceos consiste en mantener bajo el efecto Doppler de sus emisiones acústicas para evitar ser localizados por las orcas. Además,  conocer este efecto puede ayudar a prevenir las colisiones de las  orcas con los barcos

En el mar, todos los días se libra una batalla por la supervivencia. Cetáceos como las ballenas, delfines, marsopas o zifios, utilizan auténticas estrategias para no ser detectados por su más temible depredador, la orca o ballena asesina.

Una de estas tácticas, investigada mediante modelos matemáticos por la Universidad de Extremadura, consiste en mantener muy bajo el efecto Doppler de sus emisiones acústicas en función de su movimiento natatorio. De esta manera, sus depredadores no pueden así localizar su posición exacta ni calcular la distancia que les separa.

Puedes escuchar el reportaje  de 4 minutos sobre esta investigación en el espacio de cultura científica, Tubo de Ensayo . Y, si quieres saber más sobre el efecto Doppler, la serie Big Bang Theory te lo explica en este vídeo

Los resultados del estudio,  apuntan, por tanto, a que existe un efecto Doppler muy bajo en el 85% de las especies de cetáceos de las 69 analizadas, como medida de protección frente a los depredadores.

“El efecto Doppler es el cambio de frecuencia de onda que ocurre cuando un animal se mueve y emite sonido al mismo tiempo. Por delante del animal las ondas se comprimen y el sonido es más agudo, mientras que por detrás, las ondas se alargan y el sonido es más grave”, explica Daniel Patón, profesor en la Universidad de Extremadura y coordinador de la investigación.

En un medio de escasa visibilidad, tridimensional y amplio como el mar, que un depredador localice a su presa es muy difícil. “Pero, las orcas son auténticas centrales de escucha del sonido, ya que su oído detecta un enorme intervalo de frecuencias, y captan desde infrasonidos por debajo de 200 Hz hasta sonidos superiores a los 20.000 Hz”, afirma Daniel Patón.

Cualquier cambio en las múltiples frecuencias de sonido que hay en el mar advierte de la presencia de un animal. Por tanto, los cetáceos intentan minimizar su detección por las orcas y tiburones a base de adaptar su señal a la velocidad que tienen en ese momento.

Así, a partir del análisis matemático de las llamadas de ecolocalización de 69 especies de cetáceos, obtenidas de diversas fuentes internacionales, los investigadores han buscado un patrón común en la gran variabilidad de comunicación de estas especies, que constituyen, sin duda, el grupo animal de mayor complejidad acústica que existe.

El modelo matemático ha sido realizado teniendo en cuenta la temperatura del agua, su salinidad, profundidad, velocidad de natación y frecuencia fundamental de emisión de estos animales. Los investigadores han descubierto que la mayoría mantiene baja la frecuencia de onda de su movimiento y que sólo 15 especies tienen efecto Doppler alto.  

Para Daniel Patón, estas 15 especies no necesitan minimizar su efecto Doppler porque disponen de otros recursos alternativos para escapar a los depredadores.

Este es el caso de las ballenas hocicudas o zifios que permanecen mudas por encima de 200 m de profundidad, principal área de caza de las orcas. Estas ballenas serían detectadas por las orcas fácilmente si emitieran en superficie, ya que su efecto Doppler puede superar los 1.000Hz.

Los delfines del género Lagenorhynchus, para escapar de los depredadores, se desplazan a velocidades muy altas, en grupos muy numerosos y emiten en frecuencias de sonido muy variables.

Por último, las especies del género Cephalorhynchus nadan en grupos pequeños pero su velocidad es superior a la de las orcas. Es el caso de los Cephalorhynchus heavisii que se desplazan a más de 44 km/h por el agua y su efecto Doppler puede superar los 4.000Hz. Su velocidad, pequeño tamaño, maniobrabilidad, agilidad y los hábitats tropicales y costeros que frecuentan dificultan su captura por las orcas.

Según el  científico, los resultados de esta investigación pueden dar lugar a dos aplicaciones importantes para la preservación de estas especies: evitar las colisiones de las orcas y cetáceos con los barcos gracias a una mejor detección de estas especies y, ya desde un punto de vista científico, estudiar cómo va modulando el efecto Doppler a lo largo del día en especies concretas colocándoles un localizador de GPS que al mismo tiempo graba.

@martafallola

Para la realización de este estudio, los datos han sido obtenidos, entre otros, de la Agencia Norteamericana del Océano y la Atmósfera (NOAA) y su web DOSITS (http://www.dosits.org/audio/marinemammals), de Macauly Library de la Universidad de Cornell (http://macaulaylibrary.org/), el Laboratorio Acústico de la Universidad de Oregón y su web Mobysound (http://www.mobysound.org), y la Fundación Oceanográfica Scripps y su web Voices in the Sea  (http://cetus.ucsd.edu/voicesinthesea.org)

Referencia:

Daniel Patón, Roberto Reinosa, María del Carmén Galán, Gloria Lozano, Margarita Manzano (2014). “Maintaining of low Doppler shifts in cetaceans as strategy to avoid predation”. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology 455 (2014) 50–55.

Ejercicios acuáticos en la Facultad de Ciencias del Deporte

De acuerdo con los resultados de una investigación de la Universidad de Extremadura, son necesarios 8 meses de ejercicios acuáticos especiales, con una frecuencia de dos días por semana, para rebajar la respuesta inflamatoria y mejorar el bienestar de las pacientes afectadas de fibromialgia.

La Fibromialgia es una enfermedad de origen todavía incierto, a pesar de estar tipificada desde 1992 en el Manual Internacional de Enfermedades de la Organización Mundial de la Salud. No obstante, sus síntomas son bien conocidos: dolor crónico, fatiga intensa, problemas de sueño, dolores de cabeza, depresión, que provocan que 700.000 personas vean mermada su calidad de vida en España, en especial las mujeres. Se estima que por cada hombre hay 21 mujeres afectadas.

La Fibromialgia se caracteriza, en parte, por una respuesta inflamatoria del organismo alterada. Las pacientes presentan mayores niveles de estrés sistémico que induce a las células inmunitarias un estado de activación sin tener que luchar en principio contra nada.  Un estudio realizado en 2009 por el Grupo de Investigación “Inmunofisiología: estrés, ejercicio físico, envejecimiento y salud” de la Universidad de Extremadura, ya identificó cuatro marcadores de los niveles inflamatorios del organismo alterados en personas que padecían fibromialgia.

Estos mismos científicos comprobaron, asimismo, que tras un programa especialmente diseñado de 4 meses de ejercicios acuáticos (con tres sesiones semanales) en pacientes mujeres, dichos marcadores disminuían.

Ahora, una investigación reciente de este grupo, coordinado por Eduardo Ortega Rincón, ha querido valorar no sólo los marcadores de inflamación sistémicos y de estrés, sino también cómo responden en la fibromialgia los neutrófilos, una de las células inflamatorias más importante que circula en nuestra sangre.

Neutrófilos, monocitos, macrófagos en los tejidos, participan en la respuesta inflamatoria a través de la respuesta innata o inespecífica de la célula frente a un antígeno. Si este complejo mecanismo de respuesta inflamatoria no está bien regulado puede dar lugar a patologías de carácter crónico.

Para evaluar el papel de los glóbulos blancos neutrófilos, los investigadores han ampliado el periodo de ejercicios de 4 a 8 meses, con dos sesiones semanales. Los resultados son concluyentes, “el programa de ejercicios rebaja la respuesta inflamatoria, disminuye la sintomatología así como los marcadores de inflamación sistémicos, en este caso de la interleuquina-8, y de estrés. Y muy importante, se observa también una reducción de la respuesta inflamatoria que desarrollan los neutrófilos que no va encaminada a la destrucción de un antígeno, pero no perjudica la capacidad de destrucción de patógenos por parte de la célula. Por tanto, se producen adaptaciones anti-inflamatorias al cabo de 8 meses de ejercicios, 4 meses no es suficiente”, afirma Eduardo Ortega.

Así, son necesarios al menos 8 meses de ejercicios regulares para disminuir el estado inflamatorio y mejorar, de esta manera, el bienestar de las mujeres afectadas por fibromialgia. Pero, no cualquier actividad física, ciertas prácticas pueden ser contraproducentes.

En esta investigación, los ejercicios acuáticos han sido diseñados en colaboración con profesionales en Ciencias del Deporte, supervisados por un fisioterapeuta, y de acuerdo con los protocolos que recomienda el ACR (Colegio Americano de Reumatólogos, por sus siglas en inglés). Las sesiones fueron posibles gracias también a la colaboración de centro Aquarecord en Badajoz.

Mientras que la ciencia contribuye a despejar las claves de las enfermedades inflamatorias y autoinmunes, también nos está ayudando a mejorar nuestra calidad de vida. Esta investigación es un ejemplo de ello.

Referencia:

M.E. Bote, J.J. García, M.D. Hinchado, E. Ortega. “An exploratory study of the effect of regular aquatic exercise on the function of neutrophils from women with fibromyalgia: Role of IL-8 and noradrenaline”. Brain, Behavior, and Immunity. http://dx.doi.org/10.1016/j.bbi.2013.11.009  

Investigadora de la UEx

¿Crees que invertir en ciencia es invertir en futuro?  ¿Quieres colaborar con científicos españoles y ayudarles a desarrollar sus proyectos?  Si la respuesta a estas preguntas es afirmativa, puede que te interese Apadrina la Ciencia, la iniciativa de seis comprometidos investigadores del CSIC, dirigida a promover la participación ciudadana en la recaudación de fondos para la investigación en general, y que ya cuenta con el apoyo de 150 investigadores de toda España.

Juan José Sanz Ezquerro, uno de los científicos promotores del proyecto, explica que “la ciencia es el motor de progreso de cualquier sociedad.  Estamos convencidos de que tenemos que ser más proactivos y proponer vías alternativas de tipo solidario o benéfico, muy frecuentes en otros países europeos, para que la gente interesada en ayudar a la investigación disponga de un instrumento para canalizar esa solidaridad”. De esta reflexión surge el proyecto sin ánimo de lucro, Apadrina la Ciencia.

Los ciudadanos interesados en realizar una labor solidaria pueden efectuar donaciones a través de la web pública Apadrina la Ciencia. “Apelamos a la solidaridad de la gente, cualquier aportación es necesaria, sumando las donaciones de muchas personas se pueden lograr grandes objetivos”. En función de los fondos obtenidos se concretarán las acciones en convocatorias públicas y trasparentes. “Por ejemplo, estas acciones pueden ser becas para investigadores que acaban de finalizar su tesis doctoral y que necesitan concluir experimentos importantes, o investigadores que quieran abrir una nueva vía de investigación”, matiza Sanz. Como garantía de dicha transparencia y equidad, las solicitudes presentadas en estas convocatorias públicas serán sometidas a un comité de expertos independientes para su evaluación.

Actividades solidarias

Otra forma de colaboración posible es la recaudación de donativos a través de actividades solidarias de tipo cultural o deportivo. “El pago de la entrada o bien la cesión de instalaciones por parte de una empresa o institución para la celebración de un acto también puede ir destinado a la ciencia.” Este ha sido el caso de la oferta de la cadena de hoteles Petit Palace, que puso a disposición de Apadrina la Ciencia, para la noche del 6 de abril, el precio de 1.000 habitaciones. También, el próximo 26 de junio en los Teatros del Canal en Madrid, la cantidad íntegra recaudada por la venta de entradas de la obra de teatro “El jardín de Venus” se volcará en el proyecto.

Este equipo de investigadores también quieren colaborar en divulgar la ciencia, “nuestro objetivo es promover el acceso tanto a la información como a la educación científica. Por ello, queremos iniciar la labor de divulgación y proponer vídeos que expliquen la importancia de la ciencia, impartir charlas, o llevar a cabo acciones más presenciales y directas como talleres y actividades experimentales”.

Juan José Sanz resalta que están abiertos a comentarios y sugerencias de la gente. Tampoco descartan en un futuro ser intermediarios entre los científicos y la sociedad a través del desarrollo de una plataforma de crowdfunding o mecenazgo, en la cual los ciudadanos puedan realizar microdonaciones a un proyecto científico concreto. “Queremos ser un canal para ofrecer instrumentos de distinto tipo tanto a los científicos como a la sociedad, para optimizar los recursos que la gente pueda donar”, concluye el investigador.

Somos conscientes de que invertir en ciencia es invertir en nuestro futuro.  Los lazos entre ciencia y sociedad son cada vez más estrechos, y son muchas las iniciativas populares, ya sea de tipo solidario o de crowdfunding, que están surgiendo en todo el mundo para ayudar a la ciencia, gracias a las nuevas tecnologías y las redes sociales, reafirmando así la convicción del político y científico  Benjamin Franklin,  “no hay inversión más rentable que la del conocimiento”.

Fuente: National Institutes of Health (NIH)

La secuenciación del genoma humano hace 14 años ha sido uno de los grandes hitos científicos de la humanidad. Conocer nuestra identidad genética ofrece valiosas aplicaciones en el campo de la medicina personalizada y regenerativa, pues permite el desarrollo de tratamientos preventivos y curativos basados en la información biológica de las personas. Esto se traduce en nuevas vías de investigación de enfermedades y en la disponibilidad de fármacos más eficaces con menos efectos secundarios, auténticas dianas terapéuticas.

No sólo se ha secuenciado el genoma humano. El tomate, el garbanzo, la remolacha azucarera, el melón, el pino Taedo, la nuez de mar, el pato, el tiburón elefante, el pez cebra, el gorila, el tigre siberiano son sólo algunos ejemplos de seres vivos cuyo mapa genético ha dejado de tener secretos en los dos últimos años.  Su secuenciación ofrece innumerables ventajas, ya sea para diseñar medidas de conservación de la especie, mejorar la calidad y el sabor de la fruta o porque su genoma resulta muy similar al nuestro. Pero volviendo al ser humano, un avance singular ha sido el proyecto microbioma humano que desde 2007 hasta 2012 secuenció los genomas de las bacterias y microbios que viven en nuestro organismo, con la finalidad de caracterizar el microbioma de adultos sanos y el específico asociado con enfermedades.  La comunidad científica persigue con ello conocer la influencia de los microbios en el desarrollo humano y en nuestra salud.

En el programa de radio de divulgación científica Semillas de Ciencia, tuve la oportunidad de entrevistar al profesor de la UEx, Agustín Muñoz Sanz, jefe del Servicio de Patología Infecciosa del Hospital Infanta Cristina de Badajoz, sobre el papel que juega en concreto el microbioma intestinal en nuestra salud. El microbioma es el conjunto de bacterias o microbiotas que nos habitan con sus genomas, es decir, su información genética. Somos más bacterias de lo que pensamos, las cifras así lo demuestran, “el número de bacterias en nuestro cuerpo es 10 veces superior al número de células humanas. Tenemos diez billones de células y nos habitan en torno a cien billones de bacterias en todo el cuerpo”, explica el experto. Muchos de estos microbios han evolucionado a la vez que las personas, colaborando y perfeccionando el funcionamiento de nuestro organismo, pero otros, sin embargo, están relacionados con enfermedades.

Estos organismos viven con nosotros en el tracto digestivo, la piel, la boca, el tracto respiratorio y el tracto genitourinario. “Las personas desde que nacemos hasta que morimos tenemos nuestro propio microbioma intestinal, es como un DNI genético distinto de los demás. Hay variaciones incluso según el origen geográfico de la persona, no es lo mismo el microbioma de un chino que el de un europeo, o incluso en los niños es diferente si el nacimiento es por vía vaginal o por cesárea, según el niño reciba o no las bacterias de la vagina de la madre.”

Según Muñoz Sanz, el microbioma residente en el intestino presenta un gran valor para tomar decisiones terapéuticas, tanto para entender cuestiones de salud como de enfermedad, así por ejemplo, la relación de estas bacterias y sus genes con la arteriosclerosis, con la obesidad y con enfermedades inflamatorias intestinales como la colitis ulcerosa o la enfermedad de Crohn. Estas bacterias ejercen un papel muy importante porque metabolizan los alimentos. “La acción de los alimentos sobre estas bacterias y sus genes, por un lado, y la acción de las bacterias sobre los alimentos “desestructurando” los metabolitos, por otro,  tienen efectos importantes tanto a nivel local como sistémico. De esta manera, participan en funciones inmunitarias de defensa local y reprimen o favorecen la aparición de tumores como el cáncer de colon”, continua el profesor de la UEx y coordinador del grupo “Investigación en Patología Infecciosa“.

Otro aspecto importante del microbioma intestinal tiene que ver con la medicina hospitalaria, debido a la aparición de resistencias bacterianas a los antibióticos en los hospitales. Muñoz Sanz prevé que en un futuro no muy lejano, antes de prescribir un antibiótico, se realice una prueba que permita conocer el microbioma del paciente. “Hay determinados tratamientos antibióticos que causan problemas muy serios en los hospitales por la modificación del microbioma, como en el caso de la colitis pseudomembranosa, donde el antibiótico ha arrasado el microbioma, y puede requerir medidas extraordinarias, pero muy efectivas, como el trasplante de heces de un familiar o una persona cercana, que recarga el intestino con una nueva flora microbiana”.

El microbioma también se puede modificar o manipular para prevenir patologías. En esta dirección se están dirigiendo los ensayos clínicos que buscan la  dieta o el microbioma preciso para que surjan las bacterias que deseamos, específicas contra la obesidad, la producción de la colitis ulcerosa o que eviten el cáncer de colón.

Las bacterias están en el origen de la vida, su conocimiento favorece el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas, que promueven, sin duda, tratamientos más personalizados y eficaces, el camino hacia una medicina que trate el individuo y no sólo a la enfermedad.

Semillas de Ciencia

Este reportaje forma parte del programa sobre medicina personalizada disponible en podcast en la web del espacio. Semillas de Ciencia es proyecto de divulgación de la Ciencia, financiado por FECYT,  coordinado por la Fundación Universidad Sociedad de la Universidad de Extremadura, y llevado a cabo por Onda Campus y el Servicio de Difusión de la Cultura Científica de la UEx, con la colaboración de 22 radios universitarias.

Salmón del Pacífico

En un ambiente no predecible debido a la intervención de factores tan diversos como el clima, el acceso a la comida, los predadores y la actividad humana, entre otros, es posible desarrollar modelos matemáticos de probabilidad que pueden predecir el comportamiento de las poblaciones de animales.  Así, lo han confirmado las conclusiones de un estudio aplicado a los salmones del Pacífico, publicado en la revista Mathematical Biology, y llevado a cabo por investigadores del grupo “Procesos de  ramificación y sus aplicaciones” de la Universidad de Extremadura.

Según explica el catedrático de la UEx y coordinador del grupo, Manuel Molina, los procesos de ramificación son modelos de probabilidad apropiados para la descripción del comportamiento de sistemas cuyos componentes (células, partículas, individuos en general) se reproducen, se transforman o mueren. El propósito de los investigadores es desarrollar modelos matemáticos que hagan posible la descripción del comportamiento de poblaciones de animales  a lo largo del tiempo. Y en particular, estudiar situaciones bajo las cuales se produce la desaparición o la supervivencia de la población, con la finalidad de poder adoptar medidas correctoras.

Estos matemáticos, que ya elaboraron un estudio similar en 2013 relativo al empleo de los procesos de ramificación en las poblaciones de elefante africano, han querido mostrar en este nuevo estudio que este tipo de modelos matemáticos son también aplicables a los salmones del Pacífico (Coho salmon). En este caso, han desarrollado un modelo de ramificación con dos sexos que permite describir la dinámica poblacional del número de hembras, machos y parejas reproductoras, en las sucesivas generaciones, y han determinado las condiciones bajo las cuales se produce la desaparición de la población. Las características de los salmones del Pacífico, hacen que su evolución en el tiempo quede bien descrita a través del modelo desarrollado. “Los estudios simulados llevados a cabo así lo corroboran”, afirma Molina.

Además de en Biología, los procesos de ramificación tienen interesantes aplicaciones en otros campos. “Cabe resaltar sus aplicaciones en Epidemiología para observar la evolución de epidemias, y en otras áreas importantes como Genética, Medicina, Física Nuclear, Demografía y Matemáticas financieras. La generación de conocimiento en una disciplina puede ser de aplicación en otras áreas de la Ciencia”, concluye el investigador.

Referencia:

Manuel Molina, Manuel Mota, Alfonso Ramos. “Mathematical modeling in biological populations through branching processes. Application to salmonid populations”. Journal of Mathematical Biology. DOI 10.1007/s00285-014-0762-2. February 2014