La pregunta Naukas 2014 – Ignacio López Goñi

La pregunta Naukas 2014

¿Cuál será el avance o descubrimiento de la ciencia que más va a cambiar el mundo en los próximos años?

Ingeniería microbiana: manipular microorganismos para combatir enfermedades infecciosas y células cancerosas

En estos últimos años se han descrito nuevas estrategias de manipulación de microorganismos para combatir enfermedades humanas. La dificultad para  encontrar nuevos antibióticos unida al aumento de patógenos multirresistentes, hacen prioritario el desarrollo de nuevas estrategias antimicrobianas. Ya se ha diseñado un sistema de ingeniería microbiana que permite detectar y matar a Pseudomonas aeruginosa, una bacteria patógena que causa cerca del 10% de todas las infecciones hospitalarias, es especialmente grave en pacientes con las defensas débiles, y es resistente a muchos antibióticos.

Este sistema emplea como vehículo otra bacteria, una Escherichia coli no patógena, que actúa como un auténtico “kamikaze” bacteriano, que es capaz de detectar la presencia de Pseudomonas, activar una proteína que hace que Escherichia coli estalle y se lise (se suicide), y soltar así una sustancia tóxica antimicrobiana que lleva en el interior y que mata a Pseudomonas. Según este sistema, Escherichia coli solo estalla y libera su toxina cuando está en presencia del patógeno Pseudomonas. Además, esta toxina no afecta a otros microbios, lo que significa que este tratamiento no debería matar a otras bacterias beneficiosas. Todavía no se ha probado en infecciones experimentales, si funciona se podría pensar en administrarlo como bebida probiótica a pacientes inmunocomprometidos para prevenir la infección con Pseudomonas. Cabe pensar que este mecanismo “kamikaze” podría ser modificado para activarse frente a otros patógenos y combatir otras infecciones.

Otro ejemplo reciente se basa en la manipulación en este caso de un virus. Imagínate que fuésemos capaces de desarrollar un vehículo lo suficientemente inteligente que se dirigiera de manera selectiva sólo a las células cancerígenas, sin afectar al resto de células sanas, y les inyectará sólo a ellas una toxina que las matara: una auténtica “bala mágica” contra el cáncer. Pues más o menos eso ya se ha conseguido modificando genéticamente el virus vaccinia, un viejo conocido empleado durante muchos años como vacuna para erradicar la viruela. Han diseñado una nueva cepa del virus para que sea capaz de localizar, atacar y destruir las células tumorales. Este virus está diseñado para reproducirse de forma selectiva sólo en células tumorales, pero no en el tejido normal. Esto abre la posibilidad de que se pueda introducir de manera selectiva sustancias terapéuticas en tumores sólidos en humanos.  Se ha fabricado la “bala mágica” que en el futuro quizá podamos modificarla a medida para que sea efectiva contra los distintos tipos de cáncer.

Con estas investigaciones todavía no se ha conseguido curar a ningún enfermo, pero demuestran que ya somos capaces de modificar determinadas bacterias y virus para emplearlos como vehículos que se dirigen solo contra los patógenos o las células del tumor, sin afectar al resto de células sanas. El límite de las posibilidades futuras de esta tecnología solo lo pone nuestra imaginación.

3 Comentarios

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MarinaMarina

Al hilo de esta magnífica entrada, me preocupa mucho las técnicas médicas de diagnóstico y acabo de leer esta noticia que me gustaría compartir aquí y que he obtenido en el siguiente enlace y dice:

“Científicos norteamericanos desarrollan una técnica que podría evitar el riesgo que entrañan algunas pruebas diagnósticas del cáncer a partir de nanopartículas de hierro permiten detectar tumores sin radiación”.

http://www.tendencias21.net/Nanopart...a31247.html

Eduardo A. RaadEduardo A. Raad

Para manipular microorganismos, genes y demás, no bastan nuevas técnicas, sino ademas es necesario armonizar la teoría evolutiva clásica basada en mutaciones aleatorias, con los últimos descubrimientos. Se ha demostrado que dicha teoría de las mutaciones aleatorias no logra justificar una gran cantidad de fenómenos evolutivos observados. Es mas, la cada vez mas abrumadora evidencia del efecto sobre la evolución que tienen las Mutaciones Dirigidas por el Estrés (SDM) hace necesario un estudio amplio y serio. El siguiente trabajo, que se explica por si mismo, trata sobre este respecto y está disponible para “Peer review” . Por favor solicite a

Eduardo A. Raad
arcasol@gmail.com

Abstracto
Es demostrada un nuevo mecanismo de evolución de las especies mediante un sistema de modelización matemático basado en funciones emulativas de varios fenómenos observados en la evolución biológica. Últimos hallazgos evidencian la existencia de “mutaciones hereditarias dirigidas por el estrés” o Stress Directed Mutations. Utilizar dichas “mutaciones dirigidas por el estrés” como función común en modelos de evolución biológica, parece simplificar la complejidad de la simulación y permite obtener resultados consistentes con el comportamiento de la evolución observada en organismos reales. Esta técnica matemática emula el comportamiento de organismos cuyas generaciones evolucionan frente a simulaciones de medioambientes provistos de nichos ecológicos compuestos por entornos inmediatos identificados en tiempo, espacio y presión selectiva. Mediante algoritmos genéticos evolucionarios diseñados bajo esta teoría se logran exitosas simulaciones de fenómenos de micro y macro evolución tales como la “resistencia a los antibióticos” y el efecto “cuello de botella” respectivamente, entre otros. La nueva teoría permite fabricar algoritmos capaces de simular la generación de árboles filogenéticos a partir de un hipotético “ancestro común” (LUCA). También se determina que, al conmutar la función de “mutaciones dirigidas por el estrés” por una “aleatoria”, se degrada totalmente el desempeño del algoritmo. Personas versadas en el arte encontraran gran utilidad en aplicar esta nueva teoría a la investigación de la evolución biológica en relación con eras geológicas, paleontología, paleoclimática, morfología, filogenética, biología molecular, medicina y demás.

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