Diseñan páncreas que ofrece terapia más eficaz para la diabetes tipo 1

 Aumenta la supervivencia celular, la sensibilidad a la glucosa y la secreción oportuna de la insulina

 

Un equipo de investigadores del Hospital Brigham y de Mujeres, en colaboración con colegas de la Universidad Harvard y la Facultad de Medicina de la Universidad de Massachusetts, en Estados Unidos, diseñó un páncreas bioartificial mejorado que ofrece la posibilidad de tratamiento más rápido y eficaz para los pacientes de diabetes tipo 1, según publican en la revista Proceedings, de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos.

Más de 40 millones de personas en el mundo padecen diabetes mellitus de tipo 1, enfermedad autoinmune en la que las células beta productoras de insulina del páncreas son destruidas por el sistema inmunitario.

Existen varios métodos de tratamiento nuevos y emergentes para esa afección, como los dispositivos de macroencapsulación (DEM), compartimentos diseñados para albergar y proteger las células secretoras de insulina. Como una armadura, salvaguarda a las células de su interior de los ataques (del sistema inmunitario del huésped) al tiempo que permiten la entrada y salida de nutrientes para que las células sobrevivan.

Pero esos dispositivos tienen varias limitaciones y la ampliación para su uso en humanos ha sido un reto. Ahora los investigadores diseñaron uno mejorado por convección (ceDEM), que puede bañar continuamente las células con los nutrientes que necesitan y mejorar la capacidad de carga celular, al tiempo que aumenta la supervivencia celular, la sensibilidad a la glucosa y la secreción oportuna de insulina. En modelos preclínicos, respondió de forma rápida a los niveles de azúcar en la sangre a los dos días de ser implantado.

Mayor viabilidad

"Gracias a los recientes avances, estamos cada vez más cerca de disponer de una fuente ilimitada de células tipo beta que puedan responder a la glucosa segregando insulina, pero el siguiente reto es introducir esas células en el cuerpo de forma mínimamente invasiva y que tengan una longevidad con una función máxima . Nuestro dispositivo demostró una mayor viabilidad celular y un retraso mínimo tras el trasplante. Es una sólida prueba de concepto preclínica para este sistema".

Los DEM actuales son dependientes de la difusión: los nutrientes se difunden a través de la membrana exterior del dispositivo y sólo un número de células puede recibir nutrientes y oxígeno y, a su vez, secretar insulina, aseguró Jeff Karp, autor correspondiente y doctor e investigador principal y catedrático distinguido de anestesiología clínica, medicina perioperatoria y del dolor.

El ceDEM se diseñó para proporcionar nutrientes por convección a través de un flujo continuo de fluido a las células encapsuladas, lo que permite que múltiples capas de células crezcan y sobrevivan. El prototipo del equipo cuenta con dos cámaras: una de equilibrio (EqC), que recoge los nutrientes del entorno y una celular (CC), que alberga las células protegidas.

La EqC está encerrada en politetrafluoroetileno, membrana semipermeable con poros que permiten la entrada de fluidos, y otra interior adicional que rodea el CC permite el transporte selectivo de nutrientes y protege contra las respuestas inmunitarias.

"El dispositivo ceDEM tiene el potencial de ser un sistema autónomo que no requeriría la recarga y sustitución constantes de los cartuchos de insulina", aseguró Kisuk Yang, autor principal del estudio y ex becario posdoctoral en el Laboratorio Karp y ahora profesor de la Universidad Nacional de Incheon, en Corea del Sur.

Expertos de Perú utilizarán microalgas para reducir la contaminación de lagos

Lima. Unas pequeñas algas verdes pueden ayudar a purificar las aguas de los lagos de Perú, contaminados con residuos minerales.

Un equipo de nueve biólogos peruanos desarrolla un experimento consistente en la recolección de microalgas, que luego son fortalecidas con nutrientes y oxígeno en un laboratorio de Lima, para después ser llevadas de vuelta a lagos y ríos contaminados por la minería para purificar sus aguas.

"Estas microalgas recibieron por casi dos años nutrientes para fortalecerlas con el propósito de que absorban los contaminantes minerales", explicó el biólogo Enoc Jara Peña, jefe del equipo de investigación de la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos, la más antigua de América.

Los nutrientes son nitrógeno, fósforo y potasio, que además ayudan a las microalgas a reproducirse más rápido.

"Los trabajos están centrados por ahora en la reproducción masiva de las fortificadas microalgas", precisó Jara, quien desde hace una década investiga el uso de hongos, plantas o enzimas para restaurar suelos y aguas.

El científico explicó que estas microalgas pasaron su prueba de fuego al vencer "en dura lucha" a microorganismos que contaminaban el lago Junín y que los biólogos habían llevado al laboratorio limeño para la investigación.

El lago Junín o Chinchaycocha está situado a unos 200 kilómetros al noreste de Lima, a 4 mil metros de altitud, y es el segundo más grande de Perú después del Titicaca, compartido con Bolivia.

De 530 kilómetros cuadrados, es el lago más contaminado en el país por residuos de minerales.

Procedimiento

Luego de ser reproducidas y fortalecidas las algas en Lima en recipientes con aguas contaminadas del Junín, se realizará una segunda etapa cerca del lago.

Los científicos montarán un laboratorio para conseguir toneladas de microalgas, que luego serán vertidas al lago. Después se realizarán el seguimiento y evaluaciones para ver los avances en el proceso de descontaminación.

Lo mismo harán en el río San Juan, afluente del lago, cuyas aguas han cambiado de color a raíz de la contaminación.

"Ya han tenido buenos resultados en laboratorio de la descontaminación de aguas del lago. Las microalgas absorbieron los metales", destaca Jara.

La minería es el motor de la economía peruana, pero ha tenido impactos ambientales adversos en el entorno del lago Junín.

Los dos principales símbolos del lago, el ave zambullidor de Junín (Podiceps taczanowskii) y la rana gigante (Batrachophrynus macrostomusse), están en peligro de extinción por la contaminación.

"Las amenazas (a estas ranas) van desde la contaminación minera, aguas servidas y caza para consumo", señaló el ecologista Luis Castillo, de la ONG Grupo Rana.

Alan Chamorro, de la ONG Ecoan, dijo que se considera al zambullidor de Junín especie crítica.

"Se han contabilizado unas 350 aves, tras un trabajo arduo de especialistas y la ONG para recuperarlas, pero en 2000 sólo habían unas 50", indicó.

Para colocar nuevamente las algas en el lago Junín, el equipo de biólogos necesita financiamiento.

"Si contáramos con el apoyo del gobierno, de las regiones o de las empresas mineras de la región de Pasco que arrojan sus desechos a los ríos y que sus aguas van a dar al lago, se podría descontaminar en unos 10 años", expuso Jara.

El equipo ha ganado fondos para investigación en concursos. "Ese dinero lo usamos para adquirir equipos y financiar expediciones", sostuvo el experto.

Además, el grupo recibe un aporte de 21 mil dólares anuales de la universidad. "Nos sirve para seguir avanzando, pero nos faltan más recursos", destacó.

El equipo científico hasta ahora sólo ha trabajado en la parte andina, pero ha "identificado plantas que pueden combatir los suelos deteriorados por la minería" en la región amazónica de Madre de Dios, centro de la minería ilegal en Perú, puntualizó Jara.

El mismo método también podría servir para limpiar las aguas del Titicaca, el lago navegable más alto del mundo (3 mil 800 metros sobre el nive del mar), que recibe desechos mineros y aguas servidas de Perú y Bolivia.

"Lo primero es realizar una investigación para determinar los tipos de plantas y de algas que se pueden utilizar para descontaminar el lago" Titicaca, concluyó el biólogo.

El cambio climático hace menos nutritivo el pan que comes

Varios estudios alertan de la pérdida de nutrientes de los cereales bajo condiciones atmosféricas con mayor concentración de dióxido de carbono

Que el cambio climático ya está afectando a la climatología y las condiciones en las que la vida se desarrolla en la biosfera no es nada nuevo. Desertificación, sequías y temporales son los primeros fenómenos que vienen a la cabeza cuando se habla de las consecuencias del calentamiento global provocado por la actividad humana, pero sus efectos van mucho más allá.


Recientes estudios señalan hechos como el cambio de hábitat de bancos de miles de peces hacia aguas más frías, la migración de especies de anfibios a zonas más altas o la desaparición de familias enteras de insectos a medida que se modifican las condiciones en los lugares en los que habitan. La llamada sexta extinción masiva de especies está en pleno auge y, con cada hábitat modificado, con cada especie desaparecida, se producen nuevas consecuencias para las cadenas tróficas —los caminos invisibles a través de los que se transfieren sustancias nutritivas entre las diferentes especies— del a menudo frágil equilibrio medioambiental. Un círculo vicioso extremadamente difícil de frenar.


El Homo sapiens no se salva de todos estos procesos. Y las plantas de las que se alimenta tampoco. De entre todas las sustancias de las que ingerimos para poder desplazarnos, pensar y seguir realizando todas esas actividades que producen el cambio climático, los cereales son alimentos clave. Su alta cantidad en hidratos de carbono es básica para la vida humana. Miles de millones de personas dependen de ellos. De hecho, se asocia a la domesticación de plantas como el trigo, el arroz, el maíz, la cebada, la avena o el centeno la aparición de la civilización.


Pero su riqueza no es solo los hidratos de carbono que contienen. Fibra, lípidos, proteínas, sales minerales o vitaminas del grupo B son algunos de los nutrientes que podemos encontrar en ellos. Nutrientes que, según una investigación firmada por una quincena de científicos de Australia, China, Estados Unidos y Japón, y publicada recientemente en la revista Science, están viéndose alterados por la mayor proporción de dióxido de carbono (CO2)


MÁS DIÓXIDO DE CARBONO, MENOS NUTRIENTES


La investigación, centrada en el arroz, alimento básico de más de 3.000 millones de personas, señala que, a mayores niveles de CO2, menor cantidad de proteínas, minerales y vitaminas esenciales para los humanos se encuentra en los granos. La actividad humana ha elevado la concentración atmosférica de dióxido de carbono de las 280 partes por millón de la era preindustrial a las 410 actuales. Tal como señala Kristie L. Ebi, una de las científicas a cargo del estudio, en un artículo firmado por ella misma, “si las tasas de emisión globales continúan en su camino actual, las concentraciones atmosféricas podrían alcanzar más de 1.200 partes por millón para el año 2100, incluyendo el metano y otras emisiones de gases de efecto invernadero”.


Bajo esa hipótesis, la investigación expuso a diferentes cepas de arroz a altas concentraciones de CO2. El resultado: “Nuestros datos muestran por primera vez que el arroz cultivado a las concentraciones de dióxido de carbono en la atmósfera que los científicos esperan que el mundo alcance en 2100 tiene niveles más bajos de cuatro vitaminas B clave”, vitaminas necesarias para que el cuerpo realice algunas de sus funciones básicas.


Sus conclusiones respaldan trabajos como el publicado en 2014 por una veintena de científicos en Nature titulado Increasing CO2 threatens human nutrition (El incremento de C02 amenaza la nutrición humana), en el que se señala que determinados tipos de grano cultivados en ambientes con altas concentraciones de dióxido de carbono tienen menos minerales como el zinc o el hierro, así como menor cantidad de proteínas.


Dada la dependencia de tantos miles de millones de personas de cereales como el arroz, el problema podría tener “un impacto desproporcionado en la salud materna e infantil en los países más pobres dependientes del arroz”, señala Ebi en su texto. Según el estudio publicado en Nature, si continúa el ritmo de aumento de CO2, en 2050 alimentos como el arroz, el trigo, la cebolla o las patatas perderán entre un 6% y un 14% de proteínas y la dieta diaria habrá perdido, de media, más de un 5% de sus valores nutricionales.


EL TRIGO NO SE SALVA


Este cambio en la concentración de minerales básicos para la vida en el arroz afecta igualmente al trigo, tal como remarca el estudio en el que participa Ebi. No solo eso, al igual que el arroz, el cereal básico en España sintetiza menos proteínas al reducir la cantidad de minerales en sus granos, al mismo tiempo que produce más hidratos de carbono. Tal como recuerda la investigadora, 2.000 millones de personas en el mundo tienen deficiencias de micronutrientes como el hierro, el zinc y el yodo. La ausencia del primero puede producir anemia, mientras que la del segundo puede alterar el normal crecimiento de la persona o debilitar el sistema inmunológico, entre otras anomalías.


El arroz cultivado por los científicos para su estudio contenía, de media, una reducción del 17% de vitaminas B1 y B2, del 13% de B5, del 30% de B9, del 10% de proteínas, del 8% de hierro y del 5% de zinc. Si bien, se registraron aumentos de los niveles de vitamina E. Teniendo en cuenta que 600 millones de humanos obtienen más del 50% de sus calorías y proteínas diarias del arroz, las consecuencias sobre los niveles de desnutrición global pueden ser importantes.


EL SECANO EN ESPAÑA


En España varios estudios llevan alertando años de los cambios en el crecimiento y el rendimiento de los cereales. Una investigación de la Universidad de Córdoba publicada en Climatic Change en 2015, que analizaba 30 años de datos de la Agencia Estatal de Meteorología, recogía que los cereales de invierno habían adelantados sus fases de floración. En concreto, tras analizar 26 localizaciones de la península y Balears, el trigo había adelantado a un ritmo de tres días por año su floración entre 1986 y 2012, mientras que la avena la había anticipado en un día por año.


Por su parte, el estudio del proyecto europeo AgriAdapt remarcaba el año pasado que los cereales de secano de invierno, que suponen la mayoría de la superficie de cultivo del Estado, tendrán un rendimiento menor a causa del calentamiento global, algo que no solo ocurrirá a estos cereales, sino también al maíz o a la vid.

 

PABLO RIVAS
@CEBOTWIT

Publicado enMedio Ambiente