¿Cómo se generan los anticuerpos que se usan en el laboratorio? (II)

En una entrada anterior se habló de la forma más común de la obtención de anticuerpos, los anticuerpos policlonales.En este caso vamos a hablar del segundo tipo de anticuerpos más comunes, los monoclonales.

La ventaja de los anticuerpos monoclonales es la especificidad y la producción ilimitada. Los anticuerpos monoclonales detectan un único epítopo, al contrario de lo que ocurría con los anticuerpos policlonales en que la inmunización del animal daba lugar a un antisuero con una batería de anticuerpos capaz de detectar multitud de epítopos.

¿Cómo se obtienen los anticuerpos monoclonales?

En primer lugar y tal y como ocurre con la obtención de anticuerpos policlonales hay que obtener el antígeno purificado e inyectarlo en un animal.

Una vez se ha obtenido la respuesta inmune se extraen del bazo del animal linfocitos que ya habrán sido activado por el antígeno. Si estos linfocitos se cultivasen en placas morirían al poco tiempo. Para que esto no ocurra los linfocitos se fusionan con células de mieloma dotándolas de inmortalidad, en este caso ya se pueden mantener de forma permanente en cultivo.

Mediante diluciones seriadas al final se consigue tener un sólo linfocito por pocillo de cultivo, de esta manera se consigue multiplicar los linfocitos, capaces de producir anticuerpos frente a un epítopo diferente. Posteriormente estos clones se pueden ensayar para ver cuál es el que detecta nuestro epítopo de interés y una vez detectado esta línea celular se puede mantener sin ningún tipo de problema con el paso del tiempo.

La ventajas frente a los policlonales dependen del experimento que se quiera realizar. En ocasiones conviene distinguir proteínas en las que tan sólo difiere un dominio y en este caso los anticuerpos monoclonales al ser más específicos, ya que sólo reconoce un epítopo, nos permitirá trabajar con mayor precisión que con los policlonales permitiendo incluso diferenciar entre esteroisómeros.

Ir a: ¿Cómo se generan los anticuerpos que se usan en el laboratorio? (I)

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La higuera y su característica forma de polinización

El mundo vegetal esconde a menudo curiosidades de lo más variopintas. Una de las cosas que siempre me ha maravillado son las formas de polinización que podemos encontrar, entre ellas aquellas que implican otros organismos como pájaros, murciélagos o la típica que todos conocemos de insectos.

Hoy me centraré en un ejemplo curioso, la polinización de la conocida como higuera o Ficus carica, aunque puede darse también en otros ejemplares del género Ficus.

Paralelamente al desarrollo del ciclo vital de esta planta, se desarrolla el ciclo de su polinizador, una avispa de pequeño tamaño del género Blastophaga. Aunque hay higueras que son partenogenéticas y dan frutos sin necesidad de polinización, en otros casos, la presencia de esta avispa es de vital importancia para la salida de los frutos.

Ficus carica, presenta sólo flores femeninas con el estilo largo (longistilas), de modo que para que se lleve a cabo la polinización tiene que darse la polinización cruzada con otra higuera silvestre que tenga flores masculinas y femeninas, ambas fértiles.

Las avispas hembras, entrarán en las inflorescencias para depositar los huevos, de manera que al llegar al interior puede encontrarse con que haya flores con el estilo largo o flores con el estilo corto (en donde las avispas ponen sus huevos ya que su ovopositor únicamente les permite ponerlos en estas flores). Una vez depositados los huevos, los machos serán los primeros en emerger e intentar excavar un túnel de salida.

A continuación saldrán las hembras a la vez que las flores masculinas maduran, se produce la fecundación de las avispas y las hembras fecundadas salen cargadas de polen para ir a otra higuera en la que si no hay flores longistilas no podrá depositar los huevos, pero sí polinizar.

Este es un ejemplo más de la complejidad de las relaciones que pueden existir en la naturaleza, en la que dos especies que vienen de reinos diferentes, confluyen en un mismo punto, tras una relación de seguramente millones de años, para llevar a cabo su reproducción y asegurar la perpetuidad de su especie.

¿Cómo se generan los anticuerpos que se usan en el laboratorio? (I)

Hoy en día en los laboratorios de biología molecular, histología, fisiología…el uso de anticuerpos para la detección de moléculas están a la orden del día y forman parte de diferentes técnicas.

Los anticuerpos para el uso en laboratorio se diferencian en policlonales y monoclonales. Los policlonales constituyen una batería de anticuerpos capaces de detectar distintos epítopos de un mismo antígeno, mientras que los monoclonales sólo son capaces de detectar un epítopo. ¿Cuáles son mejores? Pues, depende del uso y de la técnica, en unas ocasiones nos convendrá la detección de distintos epítopos, como por ejemplo cuando hagamos una inmunocitoquímica sobre un tejido histológico fijado en que los epítopos de interés pueden quedar desnaturalizados por el fijador (en este caso tener varios anticuerpos que detecten diferentes epítopos es ventajoso) pero otras veces nos interesa diferenciar incluso a nivel de dominios o esteroisómeros y en este caso convienen más los monoclonales.

¿Cómo se obtienen los anticuerpos policlonales?

Son los más habituales en el laboratorio. En primer lugar hay que purificar lo máximo posible el antígeno, en el caso de que sea una molécula antigénica pero no inmunogénica (es decir incapaz de inducir la respuesta inmune) se utilizará una proteína que funcione como carrier, como por ejemplo la albumina bovina.

Una vez purificado el antígeno y preparado para inyectar con adyuvantes, etc es hora de elegir el animal. Normalmente para la producción de anticuerpos primarios se utiliza rata o conejo porque se requiere una menor cantidad de suero. La vía de inoculación es algo que varía y que se determina de forma empírica.

Una vez se inyecta el antígeno la respuesta inmunitaria adaptativa que es la que va a dar lugar a los anticuerpos va a pasar por distintas fases. 

En primer lugar va ha haber una fase de retardo o fase lag. Esta fase corresponde al tiempo que necesitan los linfocitos B para ser activado. La siguiente fase es la de crecimiento exponencial con un aumento brusco de los anticuerpos, en esta fase la producción de anticuerpos es mayor que la de degradación. Posteriormente se llega a una fase estacionaria en donde la síntesis es igual a la degradación, es el punto de mayor concentración de anticuerpos. Y finalmente llega la fase de decaimiento en donde la degradación de los anticuerpos supera a la síntesis y baja la concentración. Por tanto hay tendencia a pensar que el mejor momento para extraer el antisuero del animal es durante la fase estacionaria pero no es así.



Si después de el proceso de inmunización primaria se pone una segunda dosis del mismo antígeno se repiten las mismas fases que en el proceso de inmunización primaria pero de forma distinta. La fase lag es mucho más corta, la fase exponencial es mucho más violenta y la cantidad de anticuerpos es mucho mayor,  y la fase de decaimiento es mucho más lenta que en la inmunización primaria permitiendo así tener mayor cantidad de anticuerpos. A este fenómeno se le llama hiperinmunización y se debe al efecto de la memoria de los linfocitos B, además la hiperinmunización permite la selección de anticuerpos de mayor afinidad si se reduce la concentración del antígeno en las segundas inmunizaciones ya que se seleccionarán aquellos clones de linfocitos B que compitan mejor por el antígeno, es decir aquellos que tengan receptores con mayor afinidad por el antígeno y que después secretarán en forma de anticuerpos cuando se hayan diferenciado a células plasmáticas.

Durante la meseta de la hiperinmunización es cuando se debe obtener el suero del animal ya que la concentración de anticuerpos será mayor.

¿Cómo se obtienen los anticuerpos monoclonales?

Esto mejor lo dejaremos para la segunda parte de la entrada y que será publicada en unos días. 

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Consultorio sexual para todas las especies

“El sexo me obsesiona. Noche tras noche tengo sueños eróticos y la sola visión de una hembra atractiva me enloquece. Pero lo peor de todo es que el pene se me ha puesto verde ¿Estoy enfermo? Ésta es la carta que un elefante africano

angustiado envía al consultorio sexual de la doctora Tatiana. Como él, otras especies preocupadas por sus problemas sexuales como las abejas, los leones, los chimpancés, los grillos, las percas, las mantis religiosas, los zopilotes o las hienas, escriben a la doctora Tatiana para que les informe y les aconseje sobre sus citas amorosas: cuándo hay que practicar la necrofilia, cómo tener un parto siendo virgen, cuándo conviene comerse a un amante o qué hacer con un pene de quita y pon”.

 

Consultorio sexual para todas las especies, es un ensayo de Olivia Judson, la cual nos acerca la variedad y diversidad de prácticas o hábitos sexuales que existen en el mundo natural y proporciona al lector un panorama general de la biología evolutiva del sexo. La curiosidad reside en que en cada capítulo, hay una especie que le pregunta a la doctora Tatiana sobre algún hecho relacionado con el sexo, y ella le responde explicándole el porqué de las cosas y las costumbres animales, haciendo referencia en varias ocasiones a la especie humana.

En el transcurso del libro vamos asistiendo a la evolución del sexo en las especies, hasta acabar haciendo una reflexión, sobre si realmente el sexo es necesario.

Algunos ejemplos destacables de comportamientos sexuales curiosos serían las conductas homosexuales que algunos perros y vacas llevan a cabo con individuos de su mismo sexo, ácaros que a los dos minutos de nacer ya se inician en el sexo, la pederastia que llevan a cabo algunos topos, la masturbación en iguanas jóvenes para eyacular en la hembra lo más rápido posible para que una iguana adulta no los aparte…

Trata además temas como la promiscuidad en machos y hembras y nos muestra cómo en la naturaleza existen también organismos con hábitos completamente contradictorios a otros presentes en otras especies, como por ejemplo la comadreja macho que busca comadrejas hembras jovencitas y sin embargo el chimpancé busca una hembra madura. Ambos son estrategias reproductivas, pero que se contradicen de una especie a otra.

También aparecen casos de sexo a cambio de algo, como el del saltamontes común, que ofrece sexo a cambio de comida o la blanca verdinervada, una mariposa del prado, que busca amantes vírgenes que le obsequian con un paquete de esperma que supone un 15% del peso del insecto y que contiene, además de espermatozoides, nutrientes.

“Querida doctora: ayer vi que una hembra chimpancé fornicaba con ocho machos distintos en quince minutos. En otra ocasión, una se repartía entre siete machos y se lo montaba con ellos un total de 84 veces en ocho días. ¿Por qué son tan guarras?”

Esta es una de las peculiares y sorprendentes consultas que los animales preguntan a la Doctora Tatiana. Fue la primera que leí al ojear el libro.

Dado el título tan sugerente que tiene y la reseña de la parte de detrás del libro, sentí la necesidad de leerlo y enterarme de todas las curiosidades que envuelven el reino animal por lo que al sexo respecta. Me ha parecido un libro muy interesante que además de los conocimientos que aporta a nivel de curiosidades, también ofrece una visión del sexo que va mucho más allá de la del ser humano, una vez más, no somos los más originales de entre todas las especies, ni somos muy diferentes a algunas de ellas. En definitiva, un libro muy divertido de leer, que hará reflexionar sobre más de un tema y apto para todos los públicos (adultos). ¿A qué esperas para enterarte de todo?

El citoesqueleto y el cáncer de mama

Gracias a un artículo recomendado por uno de mis profesores de biología celular he podido leer este artículo que me parece realmente curioso.

El cáncer de mama es el tipo de cáncer diagnosticado con más frecuencia en las mujeres. En muchas ocasiones el cáncer acaba extendiéndose por metástasis afectando a otros tejidos y otras partes del organismo y en ese momento el tratamiento se complica hasta el punto de que el 90% de las metástasis acaban siendo letales.

El citoesqueleto forma parte de la estructura de nuestras células y está presente en todas ellas. Está formado por un conjunto de proteínas que se clasifican como estructurales y que quedan divididas en tres grupos: filamentos intermedios, microtúbulos y filamentos de actina. Las funciones del citoesqueleto son diversas, pero una de ellas, en la que participan los dos últimos tipos citados es la motilidad celular. En este caso,en el cáncer de mama, nos interesan los filamentos de actina.



Los filamentos de actina están en dos formas actina G (globular) y actina F que es resultado de la polimerización de diferentes unidades de actina G en presencia de GTP.

Se ha visto que en las células cancerígenas los filamentos de actina están organizados formando lamelipodios, filopodios e invalipodios. Seguro que a muchos de vosotros os suenan los lamelipodios ya que son protrusiones de membrana que se observan durante el desplazamiento de la célula tal y como ocurre con el desplazamiento ameboide.

Ejemplo de desplazamiento ameboide:

 



En este caso las las células cancerosas emiten sus filopodios mediante la polimerización de esta actina, posteriormente se anclan a la matriz extracelular mediante uniones de tipo focal y despolimerizan los filamentos de actina arrastrando la célula hacia adelante, una vez despolimerizados se rompen las uniones focales y se repite el ciclo avanzando entre los tejidos.

 
Por el camino estas células liberan  mitógenos, citoquinas…que inducen la proliferación descontrolada de otras células vecinas dando lugar a nuevas células cancerosas.  En este artículo que he podido consultar se reconocen algunas de las proteínas que participan en los mecanismos de señalización para la polimerización de la actina y la formación de los lamelipodios abriendo nuevas esperanzas para la elaboración de fármacos que interaccionen con dichas proteínas, frenen el desplazamiento de las células y por tanto ralenticen la metástasis.

Bibliografía:

Jiang, P., Enomoto, A., and Takahashi, M., 2009. Cell biology of the movement of breast cancer cells: intracellular signalling and the actin cytoskeleton. 284: 122 – 130

 

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Lapas en peligro de extinción

Pese a que esta información es de una conferencia a la que asistí hace un par de años, me ha parecido interesante recuperarla a modo de curiosidad, ya que en ella destaca el trabajo de campo de un biólogo y el proceso de conservación

de una especie un tanto diferente a las típicas especies protegidas a las que estamos acostumbrados a ver.

Patella ferruginea es una lapa endémica del mediterráneo occidental que ha sido catalogada como especie en peligro de extinción.

Javier Guallart junto con la colaboración de todo un equipo de biólogos, está trabajando y realizando estudios en Chafarinas. Esta lapa pertenece al filo Mollusca y a la clase Patellidae.

Gracias a los fósiles encontrados, se ha determinado que apareció en el neolítico y poco a poco ha ido cambiando su distribución geográfica.

Las causas de esta regresión se deben a la elevada tasa de recolección (tanto para uso alimentario, como cebo para la pesca, para el coleccionismo…) y su accesibilidad (debida a su gran tamaño). Todo ello ha ido provocando una alteración de hábitats que junto con la baja capacidad de dispersión de esta lapa, ha llevado a que desde el año 1986 se considere especie protegida y por tanto, el Estado se compromete a redactar un plan de estudio para que no se produzca su total extinción y desaparezca del catálogo de especies protegidas.

Este equipo de científicos, se encarga de revisar todo lo que se sabe acerca de esta lapa y está investigando acerca de todas las técnicas necesarias para introducir esta especie, puesto que únicamente está presente ya en Ceuta, Melilla y en las Islas Chafarinas, un refugio nacional de caza, en donde podemos encontrar aproximadamente unos 5 ejemplares por metro de costa, lo cual permite la aparición de juveniles todos los años.

Uno de los primeros aspectos en el estudio de Patella ha sido acerca de la reproducción. Patella ferruginea se considera hermafrodita proterándrica, esto significa que cuando alcanza la madurez sexual cambia su sexo, primero son machos y luego hembras. Se sabe que únicamente se reproduce una vez al año y posee fecundación externa con larvas. Los huevos son bastante grandes y la vida larvaria es corta, lo que explica la baja capacidad de dispersión natural. Al introducir esta especie en hábitats nuevos, intentando por tanto la dispersión artificial, la mayoría de ejemplares murieron ya que los traslados son difíciles de llevar a cabo.

Uno de los objetivos de la metodología con la que se trabaja consiste en averiguar un poco más acerca del ciclo reproductor, para ello se capturan unos 140 ejemplares por año y se sexan mediante técnicas no letales. Una técnica empleada, consiste en realizar una pequeña biopsia, con la que mediante la extracción de una pequeña cantidad de gónada, puede observarse si se trata de ovocitos o por el contrario de espermatocitos. No existe ninguna característica identificatoria del sexo a simple vista en cuanto a la morfología o al tamaño.

Estudios sobre la distribución del tamaño respecto al sexo han desmentido la idea de que durante los primeros estadios de vida sea macho y posteriormente sea hembra. Existe la opción de que siendo hermafroditas, tengan sexos separados, aunque todavía hoy, no se tiene este aspecto claro.

Otro aspecto desmentido ha sido la idea de la baja fecundidad debida al pequeño tamaño de los ovocitos. Comparaciones con otras especies de lapas han determinado que los ovocitos de Patella tienen el mismo tamaño y la misma tasa de fecundidad que el resto de lapas.

Actualmente se está investigando la posibilidad de llevar a cabo la fecundación artificial o la cría de ejemplares, puntos clave para la repoblación de zonas y el cese de protección por peligro de extinción.

Reglas y consejos sobre la investigación científica, Los tónicos de la voluntad

Este título es el que le asigna Ramón y Cajal a éste libro en el que pretende dar consejo a todos aquellos jóvenes que desean iniciarse en la investigación científica.

Siempre me ha fascinado Cajal, muchos de vosotros sabéis que soy bastante  aficionado a la histología y él sin duda marcó un hito en la historia, en sus grabados se pueden ver dibujos fascinantes e incluso cosas tan sorprendentes como el dibujo de un núcleo celular con doble envoltura membranosa. ¿Cómo conocía este aspecto con la tecnología de aquella época?

En este libro publicado por primera vez en 1898 Cajal intenta establecer y desmenuzar a aquellos que se inician en la investigación científica diferentes aspectos y puntos del método científico, cómo hay que pensar cómo dejar florecer los pensamientos más profundos y aplicarlos en una bancada de laboratorio. No solo desea modelar al principiante como científico si no también como persona, explica el modo de vida que debe seguir un hombre de ciencia e incluso qué tipo de mujer le conviene más para poder alcanzar sus objetivos, además anima a aquellos que a pesar, de no tener una mente prodigiosa como otros, tienen una gran perseverancia que es una de las bases para ser un gran investigador.

El lenguaje es un poco enrevesado y barroco, del estilo de los escritos de aquella época, pero para nada complicado de entender y te traslada directamente a aquella época.

Al final del libro Cajal analiza la situación de la Ciencia en la España de la época y las dificultades de la sociedad para avanzar y aceptar los nuevos descubrimientos. Incluso alienta al gobierno de la época a cómo deberían organizar las Universidades, Academias, etc. para que la investigación en España estuviese por lo menos al mismo nivel que  los países más punteros del momento, Alemania y Francia.

Si nos detenemos a leer esta parte en verdad la situación en España no ha cambiado mucho desde entonces. Os animo a que leáis esta fantástica obra.

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El origen de la inmunología

Si bien es cierto que muchos  de los grandes descubrimientos científicos son fruto del desarrollo del saber popular éste sería un buen ejemplo.

Si bien es cierto que mediante la sabiduría popular ya desde la antiguedad se  intuía que había algo que daba inmunidad ante ciertas patologías  ya que los supervivientes de las enfermedades infecciosas graves rara vez volvían a contraer la enfermedad.  Tucídides en relación a la terrible peste que azotó Atenas observó que aquellos que atendían a los enfermos eran individuos que ya habían padecido la enfermedad y que habían conseguido superarla.

Incluso en China durante la Edad Media eran comunes los intentos de controlar las infecciones mediante la inducción de formas menores de la enfermedad por ejemplo inhalando un polvo elaborado a partir de costras de viruela…

Estos y muchos más ejemplos permanecieron arraigados a la tradición popular durante el paso de los siglos y no fue hasta 1796 cuando Edward Jenner, quien hoy en día es considerado como padre de la inmunología, elaboró los primeros experimentos como tales.

Jenner era un médico rural el Gloucestershire, le sugirió a una de sus pacientes que podía padecer la viruela ya que tenía los signos de la enfermedad, entre ellos pústulas en las manos, pero ella dijo que era imposible ya que ya había contraído la viruela vacuna en su etapa de ordeñadora. Una vez más estaba ante otra tradición popular, o ¿tal vez no?

Las vacas padecen también una enfermedad con los mismos síntomas que la viruela pero, a diferencia de la viruela humana, esta era mucho menos virulenta y las vacas sobrevivían.

Jenner decidió hacer una serie de experimentos para intentar confirmar lo que el saber popular decía. Extrajo líquido de las pústulas de las vacas y lo inyectó en un niño al que posteriormente puso en contacto con enfermos de viruela y no enfermó, las vacas podían contribuir a la inmunización frente a la viruela, Jenner sin casi conocer la repercusión que esto tuvo años después había inventado la primera vacuna.

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MED 152, La importancia de la metagenómica

Ayer tuve la oportunidad de asistir a un pequeño, pero excelente, seminario de Carlos Pedrós del Instituto de Ciencias del Mar, impartido en el Instituto Cavanilles de Biología Evolutiva. En realidad el seminario trataba de el genoma de Polaribacter sp. MED152. Pero ha sido un ejemplo excelente de todo lo que la metagenómica puede aportar a la biología actual.

En realidad ya conocía esta bacteria cuando el año pasado hice un seminario  acerca de las proteorrodopsinas. En realidad MED 152 es resultado de un análisis metagenómico de una muestra de agua extraída en el mediterráneo (la 152) y que al parecer corresponde a una especie del género Polaribacter perteneciente al orden de las flavobacterias.

Es un microorganismo más de los que se añaden a la lista de aquellos que se han podido secuenciar en muestras marinas y que son difíciles de cultivar en el laboratorio porque sus condiciones de vida son difíciles de reproducir. Esta bacteria, además de por otras muchas cosas, se caracteriza también por poseer los genes necesarios para la síntesis de proteorrodopsina.

Las proteorrodopsinas son proteínas con 7 tramos transmembrana que poseen en su estructura una molécula de retinal. Estas proteorrodopsinas tienen la capacidad de bombear protones al exterior de la célula cuando son excitadas mediante una longitud de onda determinada (espero hacer en un futuro no muy lejano una entrada que hable de forma más detallada de éstas).

Aparte de los genes para la proteorrodopsina se han visto muchos genes relacionados con la luz, como por ejemplo los genes para la ruta de síntesis de los beta carotenos, de ahí ese color calabaza tan llamativo que podemos ver en la primera imagen. Pero aparte de estos genes necesarios en muchas ocasiones para protegerse frente ciertas radiaciones se han encotrado genes de sensibilidad a la luz como histidín quinasas que activan cascadas de fosforilación para transducir la señal hasta el DNA y allí desarrollar una respuesta efectora.

Es una bacteria marina y se ha visto que uno de los complejos de la cadena de transporte electrónico bombea sodio en lugar de protones y que está adaptada a vivir sobre superficies, tienen los genes necesarios para la motilidad por reptación, así como genes para la degradación de biopolímeros, al parecer viven asociados a pequeñas partículas de materia orgánica, cuando los nutrientes escasean pueden utilizar las proteorrodopsinas para la generación de gradiente de protones y utilizar la poca materia orgánica de la que disponen para el anabolismo, como por ejemplo las reacciones anapleróticas en el ciclo del ácido cítrico…

Estos son algunos de los datos que se han aportado durante la conferencia, pero si bien es cierto los análisis fisiológicos que se han hecho para averiguar estas características son inexistentes, todo, o casi todo, se ha deducido a partir de la comparación de secuencias, con secuencias que conocemos y sabemos qué codifican y porqué codifican determinadas proteínas, en eso consiste realmente la metagenómica, en secuenciar con genomas completos y comparar con lo que ya conocemos. De una secuencia de nucleótidos AGCTGCGA…se ha deducido la vida de la bacteria, cómo obtiene la energía o qué sustratos utiliza como fuente de carbono,  tan sólo a partir de su secuencia.

De aquí la importancia y el mundo de posibilidades que ha abierto la metagenómica en el campo de la biología. Los avances en tecnología de la secuenciación han dado lugar a nuevas posibilidades a la hora de secuenciar genomas completos con mayor rapidez y eficiencia, eso junto con procesadores cada vez más rápidos y complejos facilitan aún más la comparación con diferentes bases de datos y la obtención de resultados, sin duda, sorprendentes. 

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Contaminación y aterogénesis

Hace unos días  que leí esta noticia en mis consultas matutinas a los principales periódicos del país, así que me decidí ir a la raíz de la noticia y buscar el artículo que ha sido publicado con este título: Ambient Air Pollution and the Progression of  Atherosclerosis in Adults.

Ya se habló en otra entrada acerca del riesgo de formación de placas de ateroma cuando se discutió el posible efecto de las isoflavonas como prevención para el aumento de colesterol.

En este caso parece ser que han encontrado una relación estrecha entre la polución y el riesgo de padecer problemas cardiovasculares por el estrechamiento de los vasos.
 
Hasta el momento no se había realizado ningún estudio en humanos de esta magnitud, pero si en ratones y otros pequeños mamíferos, en los que sí se ha observado que a mayor polución menor diámetro en los vasos.

Para el estudio se han utilizado cinco casos clínicos en los que se midió el grosor de la túnica íntima/media (ver estructura) de la arteria carótida, el objetivo de estas medidas no eran la del artículo, se tomaron como un dato más para otros estudios pero los investigadores han aprovechado la existencia de estos datos para usar a estos individuos como elemento de estudio.

Cinco años después de los primeros estudios clínicos de los pacientes se midió de nuevo el grosor de la túnica media/íntima (CIMT) mediante métodos no invasivos, y además se estableció el lugar de residencia habitual para ver la distancia de sus viviendas a las grandes autovías (en el área de los Ángeles) y medir el nivel PM 2.5 que mide el nivel de partículas contaminantes de 2.5 um que van pululando por la atmósfera.

Estas pequeñas partículas son expulsadas por los vehículos, sobre todo aquellos que utilizan el diesel como combustible, y se ha comprobado que en aquellas autovías que son utilizadas como ruta de camiones el número de partículas es muy alto ya que en Norte América los vehículos particulares suelen utilizar gasolina como combustible.

Estas pequeñas partículas entran a través de las vías respiratorias y llegan al sistema alveolar, por su pequeño tamaño (capaces de pasar a los capilares) y porque algunas de ellas tienen capacidad óxido reductora activan el sistema inflamatorio y aumentan la aterogénesis aumentando posteriormente el riesgo de padecer problemas cardiovasculares.


Uno de los principales problemas con los que se han encontrado los investigadores es el tamaño poblacional, sólo 5 pacientes…además hay que tener en cuenta que estos 5 pacientes estaban en tratamiento por problemas cardiovasculares y eso complica distinguir si los cambios en el diámetro son producidos por la polución u otros factores, aunque parece ser que estos lo han conseguido. Ahora quieren ampliar la muestra y repetir el experimento.

Pero esto me plantea a mí una pregunta, ¿Estaremos haciendo bien en España en comprar nuestros coches particulares con motores diesel? Si bien es cierto que el combustible es más barato…¿qué precio pagaremos en un futuro?

FUENTE:

Künzli, Nino, Jerrett, Michael, Garcia-Esteban, Raquel, Basagaña, Xavier, Beckermann, Bernardo, Gilliland, Frank, Medina, Merce, Peters, John, Hodis, Howard N., and Mack, Wendy J., 2010. Ambient Air Pollution and the Progression of Atherosclerosis in Adults. Public Library of Science. 5: 90-96

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Von kossa y azul alcián

 

El haber terminado los exámenes me ha permitido desenpolvar aquellas preparaciones que tuve el placer de realizar durante las prácticas de Técnicas microscópicas.

Una de las preparaciones que mejor resultaron dieron fueron las que utilizamos la técnica de von Kossa y Azul alcián. Ambas técnicas son de tipo histoquímico. En el caso de von Kossa se produce una reacción en que las preparaciones que contengan fosfato cálcico, como son las que presentan mineral óseo, con el nitrato de plata conducen a la formación de un fosfato de plata, en presencia de luz la plata se reduce a plata metálica, de color marrón/negro y es fijada con un fijador como el tiosulfato sódico como ocurriría con un revelado fotográfico de los tradicionales.

Por otro lado el azul alcián tiñe específicamente mucopolisacáridos como por ejemplo los que se depositan durante la deposición de la matriz cartilaginosa. Ya hablamos del cartílago en una antigua entrada en donde se describió la estructura histológica y que recomiendo que leáis para comprender mejor esta entrada.

En este caso la técnica ha sido aplicada sobre un embrión de ratón. El objetivo es observar el proceso de deposición de matriz ósea en la transición de cartílago a hueso. Durante la embriogénesis el primer esqueleto que se forma es de tipo cartilaginoso, y posteriormente la entrada de osteoblastos a la matriz inician la deposición de matriz ósea sobre la cartilaginosa, y en esta predomina el fosfato cálcico, de manera que al aplicar el von Kossa en estas zonas se observará el precipitado negro/marrón de la plata, mientras que en las zonas en las que aún quede cartílago quedará el tejido teñido de azul.

Realicé unas cuantas capturas con la cámara CCD del microscopio y los resultados fueron los siguientes:

1. Vista general de zonas esqueléticas del embrión (4X):

 

En ambas fotos se puede ver la transición del cartílago de color azul y la zona de precipitado de fosfato cálcico que mediante esta técnica se representan mediante un precipitado metálico.

2. Más detalles de la zona de osificación:



 
En estas capturas se pueden ver los condrocitos rodeados ya de matriz ósea y en la segunda foto el perfil de algunos osteoblastos.

Recordad que si hacéis clic sobre las fotos podréis verlas más ampliadas.

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Un moho mucilaginoso Imita el sistema ferroviario de Tokio

Esta noticia y el artículo correspondiente salió publicado a finales de enero, pero por los exámenes y cuestiones de trabajo han hecho que me haya percatado hasta ayer cuando un compañero de laboratorio, Lucas, me advirtió de su existencia.

El experimento ha sido realizado por investigadores japoneses y británicos con el hongo mucilaginoso o Physarum polycephalum . Este moho es característico por su gran movilidad, su ciclo vital pasa por una fase de plasmodio en la que es capaz de desplazarse en busca de nutrientes y de condiciones óptimas para la vida, recuerda en pare al Dyctiostelium discoideum del que ya se habló en una antigua entrada. Incluso llega a dar bastantes problemas a la hora de cultivarlo ya que puede salirse de las placas y contaminar placas vecinas…

En este caso en el experimento se han colocado copos de avena localizados de forma específica como las ciudades que rodean la capital japonesa. Posteriormente se hizo un inoculo del moho en la parte central y vieron que el  moho se autoorganizaba, extendía y formaba una red comparable en eficiencia, fiabilidad y costo con la estructura ferroviaria de la red de Tokio.

Este moho crece en forma de red interconectada como estrategia para la búsqueda de nutrientes y explotación de nuevos recursos. Incluso es capaz de encontrar la ruta más corta a través de un laberinto hasta llegar a la fuente de alimentación. 
 
Los investigadores han realizado un modelo matemático para el crecimiento y formación de las redes entre las fuentes de alimento para aplicarlas posteriormente al diseño de redes de transporte.

En esta página podéis leer la noticia al completo y más amplia:



http://www.plataformasinc.es/index.php/esl/Noticias/Un-moho-crece-como-el-sistema-ferroviario-de-Tokio

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Histoquímica y genes repórter

 

Cuando queremos detectar algún tipo de actividad enzimática en microscopía óptica se recurre a la histoquímica, que consiste en utilizar sustratos alternativos a los originales (ya sea de forma directa o por una reacción acoplada) para que dé algún tipo de pigmentación o coloración que pueda ser detectada por microscopía óptica, y si el cromógeno tiene carácter metálico o afinidad por éstos se puede detectar también mediante microscopía electrónica.

De entrada la histoquímica plantea ya una serie de problemas, porque si nuestro objetivo es diferenciar estructuras el tejido debe fijarse de manera que se conserve al máximo la estructura y en el caso de la microscopía electrónica la ultraestructura, pero muchas veces estos fijadores se basan en la formación de enlaces covalentes entre ciertos residuos de la cadena peptídica, como por ejemplo entre residuos de Lys en el caso de los aldehídos. Esto puede afectar a la actividad enzimática ya que los cruzamientos pueden alterar (o no) el centro activo y eliminar cualquier posibilidad de reacción dando lugar a un falso negativo. Lo más recomendable en la mayoría de los casos es recurrir a la bibliografía o poner a prueba tu propio protocolo, por que al fin y al cabo si nuestro enzima es capaz de soportar agresivos procedimientos de fijación e inclusión pero que conservan al máximo la estructura, ¿por qué no utilizarlos?.

Soy consciente que el título trata también sobre genes repórter y ¿alguna relación tendrán con la histoquímica no? Pues si la tienen.

Los genes “repórter” o testigo, son genes que se utilizan para detectar la transcripción y traducción de otros genes que por su naturaleza no son visibles al microscopio., la relación que guardan con la histoquímica es que muchas veces el producto de este gen testigo es un enzima que se puede detectar con un sustrato cromogénico.

Hay que tener en cuenta que un buen gen  testigo no debe estar presente en el  organismo de estudio ya que así nos evitaremos falsos positivos, o bien si existe de forma endógena que este se pueda bloquear de forma específica. La utilización de un gen testigo requiere la manipulación del genoma, mediante técnicas de clonación al embrión o al propio zigoto se le debe incorporar el gen para su posterior expresión i revelado.

Un ejemplo de gen testigo bastante utilizado es el gen de la beta galactosidasa, es archiconocido (por el operón lac de E. coli), no está presente en la mayoría de los organismos de estudio y además tiene sustratos cromogénicos y fáciles de detectar en microscopía óptica, como por ejemplo el X-gal que por la actividad galactosidasa del enzima da lugar a un producto de color azul, si sois lectores asiduos del blog lo recordaréis por su uso en el vector puC de E. coli del que ya hablamos en otra entrada.

Yo mismo he tenido la oportunidad de usar este gen testigo en prácticas de la asignatura de Técnicas Microscópicas. En este caso usamos el gen lacZ asociado al gen de la Mhc, la cadena pesada de miosina de D. melanogaster. Por tanto las moscas transgénicas expresaban un gen quimérico Mhc.-lacZ. en la misma ORF de transcripción de la miosina se transcribía el gen lac, dando lugar a betagalactosidasa en aquellos tejidos en donde se exprese este gen.

La cadena pesada de miosina tiene una elevada tasa de transcripción en el músculo, ya que forma parte de los sarcómeros y es la encargada de dar el golpe de potencia durante la contracción muscular.

Para revelar el gen testigo en las moscas las anestesiamos y cortamos la cabeza y el abdomen, dejando tan sólo el tórax con el objetivo de ver los paquetes de musculatura esquelética que participan en el movimiento de las alas. Tras unos minutos de incubación con X-Gal lavamos con tampón y simplemente montamos sobre porta y cubre aplastando la mosca o haciendo lo que se conoce como squash. Hemos obtenido los siguientes resultados (si hacéis clic sobre la imagen se abrirá otra ventana con la imagen en tamaño original para más detalle):

1. Vista general del tórax:

 

El azul que se puede ver al final de las patas es el resultado del revelado con X-gal, la musculatura de las patas es la única que ha dado coloración azul y lo más probable es que la musculatura del tórax no haya quedado también en azul porque la solución de revelado no haya penetrado en su interior correctamente.

2. Detalle de los paquetes musculares de las patas:



En esta captura a 40X ya se puede observar con más detalles los paquetes de fibras musculares incluso el bandeado que existe entre las zonas de solapamiento de actina-miosina en el sarcómero, que son más oscuras y las que sólo hay actina, que son las bandas claras. Aquí tenéis el detalle más ampliado:

3. Detalle del paquete de fibras:

Por cierto, ¿alguna vez no os habéis planteado por qué las moscas tienen tanta facilidad para adherirse a cualquier superficie? Creo que con esta foto tendréis la respuesta:

  Con esas minúsculas uñas las moscas son capaces de adherirse a cualquier rugosidad de la superficie.











Este ha sido tan sólo un ejemplo de uso de genes testigo pero hoy en día son la base fundamental en muchos campos de la investigación biológica ya que son los únicos capaces de mostrar a nuestros ojos lo que está ocurriendo en las células.

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