Colección de ESMOS

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https://repositorioinstitucional.buap.mx/handle/20.500.12371/16196

En este proyecto estamos recibiendo diversos tipos de trabajos como charlas científico-académicas, artículos de opinión, artículos de divulgación, infografías, ponencias de enseñanza académica, descripción de fotografías científicas, notas de clase, entre otras formas de divulgación. Tanto estudiantes como profesionistas de cualquier parte del mundo que desean compartir conocimiento científico pueden participar. Todos los trabajos son revisados por miembros del comité editorial y si cumplen con los estándares de calidad son publicados en nuestra plataforma. El URL de la plataforma es el siguiente: https://sites.google.com/view/esmosbuap/

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ITU en mujeres embarazadas: una amenaza común y peligrosa
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2025-03-05) Alvarez Demeza, Fanny Griselda; Flores Meneses, Dominga Emiliana; https://orcid.org/0009-0009-6595-8141; https://orcid.org/0009-0003-1982-8799
Durante el embarazo, las mujeres sufren cambios anatómicos y hormonales significativos que debilitan su sistema inmunológico, lo que aumenta la susceptibilidad a infecciones, incluidas las infecciones del tracto urinario (ITU) [1]. A nivel mundial, las ITU representan entre el 13 % y el 33 % de los casos de bacteriuria asintomática y son la segunda patología más frecuente en mujeres embarazadas, con una incidencia estimada entre el 5 % y el 10 % durante el embarazo [2]. Escherichia coli Uropatógena (UPEC) es el principal agente causante de las ITU. Este patógeno utiliza diversos factores y estrategias de virulencia que le permiten colonizar el tracto urinario y persistir a pesar de las defensas del huésped, como las fimbrias (Tipo 1 y P), que facilitan la adhesión a las células del huésped, la invasión tisular, la formación de biopelículas y la inducción de citocinas [3, 4]. La exposición a antibióticos puede influir significativamente en UPEC, lo que frecuentemente conduce al desarrollo de resistencia antimicrobiana [5]. Esta resistencia puede ocasionar una mayor morbilidad, tratamientos prolongados, hospitalizaciones extendidas y una dependencia de antibióticos de amplio espectro. Las complicaciones derivadas de UPEC y su resistencia incluyen pielonefritis aguda, choque séptico materno, nacimientos prematuros, bajo peso al nacer, corioamnionitis y un aumento de la morbilidad tanto materna como neonatal [1]. El manejo adecuado de las ITU durante el embarazo se ve obstaculizado por el aumento de la resistencia a los antibióticos. Las altas tasas de tratamientos empíricos inadecuados, prescritos sin pruebas de susceptibilidad, contribuyen al desarrollo de infecciones más complejas de tratar [6]. En este contexto, estudios recientes han demostrado que la resistencia de E. coli a amoxicilina supera el 88 %, la resistencia a cefazolina es superior al 50%, y la resistencia a ciprofloxacino alcanza el 47.13 %. No obstante, la nitrofurantoína sigue siendo altamente eficaz, con una resistencia de apenas 1.40 %. Este patrón de resistencia subraya la necesidad de ajustar las terapias empíricas y realizar pruebas de susceptibilidad antes de prescribir antibióticos. La resistencia antimicrobiana en E. coli Uropatógena constituye un desafío considerable en el tratamiento de las ITU durante el embarazo. La implementación de terapias basadas en pruebas de susceptibilidad es crucial para mitigar la morbilidad materna y neonatal [7]. Asimismo, el uso racional de los antibióticos resulta esencial para prevenir la diseminación de cepas resistentes y asegurar la eficacia de los tratamientos. Por lo tanto, la vigilancia constante y la actualización de los protocolos clínicos son esenciales para un manejo adecuado de las ITU en mujeres embarazadas.
Los biorreactores en la fermentación en estado sólido
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2025-01-17) Pérez-Anaya, Galilea; Sánchez-Minutti, Lilia; https://orcid.org/0009-0003-9674-3465; https://orcid.org/0000-0003-4739-5196
Función general de los biorreactores: La fermentación es un proceso metabólico que realizan algunos microorganismos para obtener energía y desde el punto de vista operativo ha sido clasificada en estado sólido (FES) y líquido (FEL). La FEL implica el crecimiento de microorganismos en un medio de líquido, mientras que la FES implica su crecimiento sobre partículas sólidas húmedas [1], con humedad suficiente, pero sin flujo libre de agua [2]. El avance de la tecnología ha permitido crear sistemas o dispositivos llamados biorreactores donde es posible llevar a cabo la FES y FEL. En estos sistemas se controlan las condiciones fisicoquímicas de crecimiento, tales como: temperatura, pH, humedad, agitación, concentración de oxígeno, entre otras. Clasificación y descripción de los biorreactores de FES: Los biorreactores de la FES han sido clasificados en cuatro grupos de acuerdo con el tipo de mezclado y aireado: En el grupo 1 están los biorreactores de bandeja que se caracterizan porque el lecho es estático y el aire circula alrededor de la cama sin mucha fuerza. Están compuestos por bandejas de materiales como plástico, madera, bambú o metal, las cuales permanecen fijas mientras el aire circula a través de ellas y son comúnmente empleados a pequeña escala [2]. En estos, la disipación de calor es baja y no se garantizan las condiciones de esterilidad [3]. En el grupo 2 están los biorreactores de lecho compacto, donde el lecho es mixto: se mezcla por ejemplo una vez al día y el aire sopla con fuerza a través de la cama. Están formados por contenedores tubulares rellenos con partículas con aireación forzada desde arriba, abajo o en el centro [2] y pueden utilizarse para estudios de velocidad de flujo de aire [4], sin embargo, la compactación del lecho puede dificultar el control de la temperatura y humedad [3]. En el grupo 3 están los biorreactores de tambor y de tambor giratorio donde el lecho se mezcla continuamente y el aire circula alrededor de la cama sin que lo atraviese sin fuerza. Estos biorreactores mezclan la biomasa sobre un eje central [3], pero la agitación constante puede dañar la estructura del sólido o causar ruptura celular [4]. Se utilizan en procesos donde el control de la temperatura no es estricto y no se generen aglomerados de biomasa. Finalmente, en el grupo 4 se encuentran biorreactores de lecho fluidizado gas-sólido, tambor oscilante y aireados por agitación, caracterizados porque el lecho se agita y el aire sopla con fuerza a través de la cama [1]. Los de lecho fluidizado constan de un recipiente vertical alto y una parte superior ancha, las partículas sólidas se mueven por la inyección de aire en el fondo del biorreactor, ayudando a controlar su temperatura, aunque algunas partículas forman aglomerados que no fluidizan [2, 3]. Estos biorreactores son utilizados en procesos donde se requiere altos niveles de asepsia [4]. Los de tambor oscilante tienen tres tambores concéntricos y perforados, el sustrato se encuentra entre el tambor medio e interior y el aire ingresa a través del tambor interior moviendo los sólidos al tambor exterior. La mezcla se realiza con el movimiento de tambor exterior a tres cuartos de vuelta, son utilizados en procesos a pequeña escala y una limitante es el daño de la biomasa ocasionado por la agitación y el poco volumen de sustrato utilizado en el tambor. Finalmente, los biorreactores aireados con agitación son cilindros con una placa perforada en el fondo y un agitador mecánico en su interior, en estos biorreactores, los sólidos se asientan sobre la placa y se sopla aire desde abajo de la misma, la agitación se puede realizar con un mezclador planetario o helicoidal y esta puede ser intermitente o continua lo que conlleva una alta presión neumática, por lo que son utilizados en procesos donde no se generan aglomerados de biomasa. Retos actuales y conclusión: A pesar del avance de la ciencia y tecnología, el diseño de biorreactores para la FES enfrenta retos significativos, como los problemas que origina la ampliación de la escala, dado que esto provoca la acumulación de calor en el lecho y aunque el problema puede resolverse con el mezclado mecánico, muchos microorganismos son sensibles a este. Otro reto es la dificultad de separación de la biomasa del soporte o matriz [1]. Resolver estos desafíos es crucial para optimizar su uso y ampliar las aplicaciones industriales de la FES.
Avances y aplicaciones de las enzimas, modelos biológicos y matemáticos en la Colección de Esmos 2023
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2025-01-11) Morales-García, Yolanda Elizabeth; Quintero-Hernández, Verónica; Pineda-Pineda, Jair de Jesús; Rivera-Urbalejo, América Paulina; Muñoz-Rojas, Jesús; https://orcid.org/0000-0003-0376-034X; https://orcid.org/0000-0002-1856-8134; https://orcid.org/0000-0003-0589-2418; https://orcid.org/0000-0002-6452-6808; https://orcid.org/0000-0002-1151-9778
La "Colección de Esmos 2023" ha sido una recopilación excepcional de trabajos dedicados a explorar y explicar diversos aspectos de las enzimas y su impacto en la biotecnología, la salud humana, y el medio ambiente. Desde la NADPH oxidasa hasta los miRNAs como biomarcadores, estos trabajos abarcan una amplia gama de aplicaciones e implicaciones para la investigación y la sociedad en general. Sin embargo, otro tipo de trabajos también se publicaron en la plataforma para su divulgación científica, como por ejemplo modelos biológicos y matemáticos. Este manuscrito editorial destaca la relevancia de estos conocimientos para estudiantes, investigadores y el público en general.
Tetraciclinas: no solo dañan a las bacterias
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2024-12-03) Valencia-Macías, Genaro Miguel; Ruíz-Coronado, Mariana; Mendoza-Badillo, Mariana; Laguna-Morales, Olíblish Mariel; Granados-Bernardo, Carlos Eliú; https://orcid.org/0009-0005-5787-4096; https://orcid.org/0009-0000-8200-3122; https://orcid.org/0000-0003-0051-0329; https://orcid.org/0000-0001-7413-7294; https://orcid.org/0000-0002-8529-0259
Las tetraciclinas fueron descubiertas a inicios de 1940 y son conocidas como agentes bacteriostáticos por su actividad antimicrobiana al inhibir la síntesis de proteínas del receptor [1, 2]. Su mecanismo de acción inicia al atravesar la membrana externa de la bacteria hospedadora mediante difusión pasiva con el fin de llegar al citoplasma donde se unirá al ribosoma inhibiendo la síntesis de proteínas evitando la unión del sitio aminoacil del ARNt a la unidad 30S del ribosoma [3]. Este grupo de medicamentos incluye tanto productos naturales (primera generación: clortetraciclina y oxitetraciclina) como versiones semisintéticas [4]. Varios estudios han demostrado que los productos farmacéuticos en el entorno acuático pueden afectar a los organismos, causando toxicidad, genotoxicidad, alteración de procesos endócrinos y desarrollo de resistencia a patógenos; principalmente los productos naturales son los que llegan a causar más problemas en la salud. En particular, estudios específicos sobre la tetraciclina indican que es un compuesto altamente persistente que puede acumularse en suelos [5] y su uso desmedido puede causar biomagnificación [6]. Además de su desecho constante a cuerpos de agua, suelo y sedimento, puede provocar alergias en los consumidores, lesiones orgánicas y toxicidad crónica [3, 7], y las dosis altas producen acumulación de residuos en los tejidos. A la fecha, la administración en humanos es diferencial: las tetraciclinas de primera generación requieren de una dosis mayor (resistencia por bacterias) a comparación de las 6-desoxitetraciclinas (de segunda generación: metaciclina, sanciclina y doxiciclina) dada su estabilidad y el alargamiento de su semivida [3, 8, 9]. Sin embargo, aún con las dosis establecidas, existen grupos con contraindicaciones: por insuficiencia renal y toxicidad hepática en mujeres embarazadas (riesgo para el feto); en los niños solo se recomienda en casos de hipoplasia del esmalte dental y decoloración permanente de los dientes [3, 10, 11]. Es por ello que la FAO (Food and Agriculture Organization) establece ciertos rangos de IDA (Ingesta Diaria Admisible) en animales, así como LMR (Límites Máximos de Residuos en μg/kg) que son variables para diferentes animales (así como en sus tejidos) destinados a consumo humano [12]. A su vez, dependiendo del uso que se les dé a las tetraciclinas, la FDA (Food and Drug Administration) establece ciertas dosis: ya sea como agente terapéutico, tratamiento de enfermedades o como promotor de crecimiento [13]. Algunas acciones preventivas ante esta acumulación son: no tomar antibióticos a base de tetraciclinas junto con anticonceptivos hormonales, anestésicos fluorados, alcohol etílico o penicilinas; administrarse por periodos no muy prolongados y con dosis adecuadas; fomentar la creación de normas de regulación de antibióticos en todas las áreas y el consumo humano [3, 14]. Para minimizar el riesgo de crear resistencia microbiana, en lugar de administrar antibióticos en las industrias del sector secundario (se puede mejorar la higiene, usar vacunas preventivas, entre otros), es necesario sustituirlos con el uso de probióticos, fitoproductos, péptidos antimicrobianos y dar un tratamiento adecuado de aguas residuales [15]. Los lugares adecuados de desecho de tetraciclinas y los antibióticos en general son en la basura o depósitos en farmacias, hospitales, clínicas y tiendas de autoservicio [3, 14].
Combatiendo enfermedades desde la computadora: Acoplamiento y dinámica molecular en el descubrimiento de nutracéuticos
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2024-10-03) Astorga Huerta, María Elena; https://orcid.org/0009-0004-5631-2617
La charla aborda un ejemplo de las múltiples aplicaciones de las herramientas computacionales en la biotecnología, específicamente en el descubrimiento de nutracéuticos y está basada en un artículo cuyo título traducido es: “Acoplamiento molecular multiobjetivo basado en estructuras y simulación dinámica de genistina, una isoflavona derivada de la soya, como posible inhibidor de las proteínas de señalización del cáncer de mama” [1]. Los nutracéuticos son sustancias que proporcionan beneficios médicos o de salud, como prevención y el tratamiento de enfermedades, que además pueden considerarse alimentos o un componente de los alimentos. En la charla se aborda el estudio de la genistina, una isoflavona que puede ser encontrada en la soya como posible inhibidor de las proteínas de señalización del cáncer de mama, el tipo de cáncer más frecuente y la causa más común de muerte por cáncer en mujeres a nivel mundial [2]. Dentro de las herramientas computacionales que se utilizaron para llevar a cabo el estudio, basado en estructuras y simulación dinámica, se encuentran el docking o acoplamiento molecular, predicción de parámetros ADME (Absorción, Distribución, Metabolismo y Excreción), farmacocinética y dinámica molecular [3, 4]. Las proteínas de señalización del cáncer de mama que se sometieron a docking molecular en Autodock Vina para estudiar su interacción con la genistina fueron ER-alfa y ER-beta receptores de estrógeno, HER 2 receptor-2 del factor de crecimiento epidérmico humano, MUC1 glicoproteína de la superficie celular, CRMP-2 la proteína mediadora de respuesta a colapsina tipo 2 y CA 15-3 antígeno 15.3 del cáncer de mama. Los resultados de farmacocinética y parámetros ADME mostraron que en una primera aproximación teórica basada en comparación de estructuras, la genistina cumple con todos los parámetros requeridos para un excelente fármaco novedoso. De los resultados de docking se analizaron las energías de interacción, número y tipo de interacciones con los residuos aminoacídicos, así como comparación con los controles tanto negativos como positivos de cada proteína, y la de mejores resultados fue CA 15-3 por lo que a este complejo CA 15-3-genistina se aplicaron cálculos de dinámica molecular. En conclusión, los resultados obtenidos in silico muestran que la genistina tiene potencial como agente anticancerígeno para continuar con su estudio de forma experimental y este es sólo un ejemplo cómo las herramientas computacionales pueden ser un primer filtro en el descubrimiento de fármacos y nutracéuticos para hacer el proceso de búsqueda más rápido y con máximo aprovechamiento de recursos.
Minúsculos e ingeniosos vehículos farmacéuticos: nanoliposomas
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2024-11-13) Marcial-Reyes, Diana Belen; https://orcid.org/0000-0003-1264-0083
En las últimas décadas la nanotecnología ha incrementado su relevancia en distintas disciplinas, como la medicina donde se ha generado una nueva área conocida como nanomedicina. Esto ha producido una aceleración en el diagnóstico, la obtención de imágenes y el tratamiento de muchas enfermedades [1]. Por otra parte, también ha podido desarrollar nanosistemas que son capaces de mejorar el dinamismo de fármacos, su especificidad, biodisponibilidad y estabilidad física para lograr su liberación controlada [2]. Un nanoliposoma es la versión nanométrica de un liposoma con un tamaño de (30-100 nm) [3], formados por la autoorganización de fosfolípidos, como fosfatidilcolina, fosfatidiletanolamina y fosfatidilglicerol. Los fosfolípidos confieren una naturaleza anfifílica que le otorga el potencial de atrapar y liberar una enorme variedad de compuestos hidrofílicos e hidrófobos fungiendo como un novedoso vehículo para fármacos que contiene múltiples ventajas; entre ellas destacan la reducción de toxicidad y efectos secundarios, mayor estabilidad, biocompatibilidad, biodegradabilidad, mayor relación superficie-volumen, mejor solubilidad y orientación precisa [4]. Sin embargo, presenta desventajas como una reducción en la capacidad de almacenamiento, un destino in vivo sin comprender completamente, uso de tensoactivos en su fabricación y de energía mecánica que puede degradarlos. Para su preparación se utilizan métodos que involucran solubilizar los lípidos en solventes orgánicos, secarlos en una solución orgánica, dispersarlos en medios acuosos, purificar el producto y analizarlo. Actualmente se utilizan alrededor de quince formulaciones liposomales donde la FDA (de sus siglas en inglés "Food and Drug Administration") ha aprobado su uso para distintas afecciones como infecciones fúngicas y microbianas, terapia contra el cáncer, administración de vacunas y analgésicos [5]. El voriconazol (VCZ) es un antifúngico de tipo triazol de amplio espectro, es utilizado en terapia contra varios tipos de micosis sistémicas incluyendo Candida albicans; que es un patógeno oportunista que provoca enfermedades mortales. El problema que supone VCZ es que su solubilidad en agua es limitada por lo que es difícil crear formulaciones intravenosas. Actualmente existe una presentación comercial VFEND que causa varios problemas clínicos como nefrotoxicidad, hemólisis y toxicidad hepática. Es por ello que el estudio realizado por Veloso y colaboradores en la Federal University of Goiás, Goia, Brazil desarrollaron la preparación y caracterización de una formulación de VCZ atrapado en nanoliposomas para administración intravenosa [6]. Esta formulación liposomal (LVCZ) estuvo compuesta de fosfatidil colina y colesterol y fue preparada mediante hidratación de una película lipídica seguido de extrusión. Se realizaron dos ensayos, un ensayo de susceptibilidad in vitro utilizando 8 tipos de hongos incluyendo C. albicans, y un ensayo in vivo con ratones macho que se volvieron neutropénicos, posteriormente se les inyectó por vía intravenosa 100 µL de solución salina con C. albicans para ser infectados, después fueron agrupados en 3 tratamientos, el grupo 1 fue tratado con placebo, el grupo 2 fue tratado con VFEND y el grupo 3 fue tratado con LVCZ siendo sumistrada por vía intravenosa en solución salina. Después de 24 h de tratamiento se extrajeron riñones y el hígado para análisis histopatológicos. El análisis estadístico se realizó con el Sotfware GraphPad Prism versión 5.01. Sobre la caracterización se obtuvieron nanoliposomas de un diámetro de 95, 31, 27 nm, morfología esférica como vesículas, carga relativamente neutra y una eficiencia en el atrapamiento del 80%. Sobre su farmacocinética se observó que en niveles sanguíneos de VCZ administrados a través de los liposomas fue mayor que VFEND en cualquier momento y su metabolismo se desaceleró ralentizando la formación del metabolito VNO que es tóxico. Por otra parte, en su distribución tisular se encontró que las concentraciones de VCZ permanecieron durante 12 h por encima del MIC, tras la administración de formulación LVCZ. De acuerdo con estos resultados, la formulación demostró ser muy eficaz in vivo, obtuvo una biodistribución que indica que el nanoliposoma puede penetrar en los tejidos más afectados por la infección, pudiendo además atravesar la pared del hongo y logrando entrar en la membrana celular donde puede liberar grandes cantidades de VCZ. Por lo que se atacó directamente al hongo y se disminuyó su patogenicidad. Por último, con este estudio, se demostró que la capacidad antifungicida de VCZ podría mejorarse si éste queda atrapado y es distribuido por nanoliposomas. Además de que la nueva formulación que produjeron es biocompatible, biodegradable, especifica y resulta en una alternativa innovadora para el tratamiento antifúngico intravenoso de infecciones producidas por C. albicans.
Resistencia antimicrobiana en Escherichia coli
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2024-10-02) Mota González, Alejandro; Diaz Roldan, Ivonne Michelle; https://orcid.org/0009-0000-8520-3971; https://orcid.org/0009-0006-6068-5680
Combatir las bacterias patógenas actualmente se han convertido en un desafío, ya que presentan una alta resistencia a antibióticos por lo cual algunos antibióticos del mercado farmacéutico han presentado una nula inhibición contra éstas. Las causas de este fenómeno se deben ya sea al uso inadecuado por el paciente, diagnósticos incorrectos o pruebas microbianas no impuestas, que han generado estas consecuencias. Por lo tanto, los fenotipos de resistencia a antibióticos resaltan la importancia de realizar pruebas de sensibilidad o resistencia a antibióticos en microorganismos, para generar un adecuado uso en el manejo de las infecciones bacterianas. Estas prácticas son esenciales para combatir eficazmente este desafío global en la salud pública; como es el caso de E. coli [1]. En esta infografía se muestra un ejemplo de la obtención del perfil de susceptibilidad de cepas aisladas del río Nexapa y se discute brevemente su resistencia.
Banco de germoplasma del Jardín Botánico Universitario
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2024-09-25) Nicanor Barbosa, Amanda Denisse; Robles Ramos, Ana Carolina; https://orcid.org/0009-0007-9636-8107; https://orcid.org/0009-0006-0817-754X
Debido a la importancia en la seguridad ambiental, así como una respuesta a la pérdida de biodiversidad se crearon los bancos de germoplasma. Por ello, el Jardín Botánico Universitario de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla inició una colección con el apoyo de Botanic Gardens Conservation International. De acuerdo con un boletín de la universidad hasta 2021 la colección resguardaba 10 especies y más de 40 mil semillas [1]. Estos bancos son áreas o espacios donde se preserva material genético, mediante colecciones de semillas. Su objetivo es conservar la biodiversidad a largo plazo [2]. Su importancia reside en evitar la pérdida de la diversidad genética causada por diversos factores como lo son: ambientales, físicos, biológicos o por actos provocados por actividades antropogénicas. Dicha diversidad vegetal, sustenta el funcionamiento de ecosistemas y es uno de los principales soportes para la vida en nuestro planeta [3]. Para su posterior resguardo es importante llevar a cabo una caracterización morfológica ya que esto permite describir características cuantitativas y cualitativas de las semillas [4], dichas características ayudan a medir la variabilidad genética de una colección mediante el uso de descriptores definidos [5]. Después se llevan a cabo pruebas de viabilidad para las semillas, en el banco de germoplasma del JBU se llevan a cabo 3 pruebas fundamentales. · Prueba de flotación: Se fundamenta en el peso específico de cada semilla. Consiste en llenar un recipiente con etanol al 96% y dejar reposar las semillas durante 30 minutos. Las semillas vanas flotarán, mientras que las maduras y viables se hundirán [6]. · Prueba de corte: Consiste en un corte longitudinal por la mitad de la semilla, con el fin de poder observar las condiciones del embrión. Si este presenta un color blanco o tonalidades color crema, la semilla es viable mientras que, si el color es amarillo intenso o café, la semilla es vana [7]. · Prueba de tetrazolio: Las semillas se mantienen en total oscuridad sumergidas por 24 horas en una solución de tetrazolio en concentraciones del 0.75%-1%. La prueba se fundamenta en una reacción de óxido-reducción por parte del indicador de tetrazolio con el propósito de indicar la respiración celular [8]. Al finalizar las pruebas, si el resultado es exitoso, se almacenan en el Laboratorio de Ecofisiología y Conservación donde pueden perdurar de 30 hasta 150 años en las condiciones adecuadas [1]. Palabras clave: Bancos de germoplasma; seguridad ambiental; semillas; viabilidad de semillas; almacenaje de semillas.
Proteínas microbianas sostenibles: un enfoque prometedor
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2024-07-22) Espejo Venegas, Víctor Hugo; https://orcid.org/0000-0002-7446-943X
En un mundo que enfrenta desafíos cada vez mayores en términos de seguridad alimentaria, sostenibilidad ambiental y demanda creciente de proteínas, la búsqueda de fuentes alternativas de proteínas se ha vuelto imperativa. Entre las diversas alternativas, las proteínas microbianas han surgido como una opción prometedora. Los microorganismos, como bacterias, hongos y levaduras, tienen el potencial de transformar materias primas sencillas en proteínas ricas en nutrientes. Los intentos de producir proteínas microbianas (MP; por sus siglas en inglés), a gran escala, conocidas como proteínas unicelulares (SCP; por sus siglas en inglés) en la actualidad, han despertado un gran interés; ya que responde a un escenario cambiante: por el impacto negativo de la industria ganadera, precios en aumento de la harina de pescado y la presión ambiental asociada con la producción de soja están revitalizando la exploración de alternativas microbianas [1]. La producción biotecnológica de SCP, es un campo en constante evolución que busca abordar las crecientes demandas alimentarias y la necesidad de fuentes sostenibles de proteínas. La elección del microorganismo adecuado es importante para optimizar el proceso biotecnológico. Los microorganismos se seleccionan considerando factores como los requerimientos de oxígeno, generación de calor durante la fermentación, tasa de crecimiento, tolerancia a la temperatura y al pH, entre otros [2]. Entre los microorganismos utilizados, se destacan las microalgas, bacterias, levaduras y hongos. Las microalgas, especialmente Arthrospira y Chlorella, son ricas en proteínas, aunque su consumo humano puede requerir tratamientos específicos debido a la presencia de pared celular. En cuanto a los hongos, Fusarium venenatum ha sido comercialmente exitoso en la producción de una alternativa a la carne conocida como QuornTM. Las levaduras, como Saccharomyces cerevisiae, son ampliamente utilizadas y tienen la ventaja de crecer en diversos sustratos [1]. La elección del sustrato también es fundamental en la producción de SCP. Se han utilizado diversos recursos, desde fuentes ricas en mono y disacáridos hasta residuos agroindustriales como suero, pulpa de remolacha y desechos de la industria papelera. La transformación de desechos, como el suero de la industria láctea, en biomasa microbiana representa una forma efectiva de reducir la carga ambiental y producir proteínas valiosas [3]. El proceso de producción de Proteínas Microbianas (SCP) involucra la preparación de un medio adecuado, la prevención de la contaminación, la producción de microorganismos deseados y la separación de la biomasa para su procesamiento [1]. Se puede realizar mediante fermentación sumergida, semisólida o en estado sólido, cada una con sus ventajas. La elección del sustrato y la fuente de nitrógeno es crucial, y se busca maximizar el crecimiento celular de manera económica. Las proteínas microbianas, enmarcadas en la estrategia Food 2030 de la Unión Europea, ofrecen soluciones a desafíos alimentarios y medioambientales hasta 2030. Producidas a partir de residuos agroindustriales que benefician la agricultura, producción de alimentos, piensos, protección ambiental, salud humana, ciencia, economía y sociedad. Para que así existan enfoques futuros que incluyan tecnologías para identificar metabolitos, mejorar cepas microbianas y optimizar bioprocesos [1]. El cultivo de microorganismos tiene un potencial significativo para transformar los sistemas alimentarios, superando paradigmas en las áreas sensoriales, nutricionales, ambientales y sociales de las proteínas tradicionales. Aunque aún exploramos estas posibilidades, tanto consumidores como la industria buscan soluciones innovadoras. Se espera que la industria de proteínas alternativas experimente tendencias como el reconocimiento de beneficios ambientales, innovación computacional, productos híbridos y exploración de diversas fuentes de proteínas. Factores como apoyo gubernamental, inversión, avances científicos y aceptación del consumidor impulsarán el crecimiento hacia un suministro alimentario más sostenible. Aunque el crecimiento exacto es incierto, las partes interesadas avanzan hacia un futuro alimentario más sostenible [4].
Azufre, ¿amigo o enemigo?
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2024-07-21) García Tovar, Lucero; Percino-Flores, Diana; Girón Pérez, María del Carmen; https://orcid.org/0009-0004-5190-2204; https://orcid.org/0009-0003-8894-9869; https://orcid.org/0009-0004-2573-5027
Dentro del ecosistema que nos rodea, transcurren diversos ciclos biogeoquímicos que funcionan como un circuito donde un nutriente se mueve entre los componentes biótico y abiótico de los ecosistemas [1]. El azufre es esencial para la vida, ya que forma parte de las proteínas y es uno de los diez elementos químicos más abundantes de toda la corteza terrestre [3]. El azufre está presente en los ecosistemas en diferentes formas químicas, por ejemplo, en la corteza terrestre podemos encontrarlo en las formas de sulfuros metálicos (piritas), sulfatos de calcio y magnesio, mientras que en los sedimentos oceánicos como sulfatos inorgánicos y sulfuro de dimetilo, en el suelo y el agua podemos encontrar sulfatos y sulfitos, en el aire encontramos dióxido de azufre (SO2) o como contaminantes del agua encontramos sulfuro de hidrógeno y sus formas ionizadas (HS-, S2-) [2, 3] todos estos componentes pueden ser tratados y obtenidos con la ayuda de bacterias reductoras de azufre. Las bacterias reductoras de azufre (como Desulfoviobrio o Desulfobacterium) en participación con otras bacterias anaeróbicas fermentadoras, participan en la reducción de sulfatos utilizando correctos donadores de electrones dependiendo del costo energético que conlleva su adquisición [2]. Cuando el azufre está presente en la corteza terrestre, principalmente en la geósfera, forma grandes depósitos volcánicos o se queda almacenado en forma de minerales de sulfato en los sedimentos. Con la erosión, se disuelve en el agua del suelo y toma la forma de ion sulfato (SO42-), siendo absorbido fácilmente por las raíces de las plantas. La mayor parte del azufre en la atmósfera existe formando SO2 (dióxido de azufre) al combinarse con el oxígeno. La naturaleza recicla azufre cuando un animal o planta muere y otros animales se alimentan de ellos continuando el ciclo [3]. Eventos naturales como la actividad volcánica y la descomposición de las plantas, emiten SO2 a la atmósfera. Sin embargo, los ciclos biogeoquímicos se han visto afectados por la actividad industrial, con eliminación de residuos contaminantes, la quema de gas natural y otros combustibles fósiles han aumentado el porcentaje de SO2 en la atmósfera, constituyendo un 80% de toda la contaminación por azufre, principalmente en las grandes ciudades, provocando problemas de olores provenientes de masas de agua superficiales contaminadas, lluvia ácida, corrosión de estructuras de acero y hormigón, lixiviación y migración de metales pesados y componentes ácidos de los sedimentos, etc [5]. El exceso de azufre en la atmósfera, en forma de SO2, también resultará en cambios severos en la hidrósfera y, algunos organismos, como el plancton y los invertebrados, pueden verse gravemente afectados [2, 3]. Para contrarrestar el impacto que tiene el desequilibrio de azufre en el medio ambiente, recientemente se han desarrollado alternativas biotecnológicas basadas en la estimulación de la fijación del SO2 con el uso de microorganismos oxidantes de azufre [2]. La intervención de diferentes bacterias quimioautótrofas, como especies del género Acidithiobacillus, oxidan el H2S o el azufre elemental (S) y forman sulfatos, que pueden ser aprovechados por las plantas [3]. Las bacterias oxidantes de azufre son quimiolitotróficas, las cuales obtienen energía directamente de las reacciones de oxidación, donde el oxígeno, los sulfatos o sulfitositos sirven como aceptores finales de electrones, entre las que encontramos a Thiobacillus, Sulfolobus, Thermothrix, Beggiatoa y Thiothrix, también conocidas como bacterias oxidantes de azufre incoloras; son la mejor opción biotecnológica para la biorremediación, particularmente por su mayor tasa de oxidación de sulfuros, sus bajos requisitos nutricionales y su extremadamente alta afinidad por los sulfuros y el oxígeno [4]. Estas propiedades les permiten competir con éxito con la oxidación química de sulfuros tanto en el entorno natural como en biorreactores con un suministro limitado de oxígeno. Una aplicación relevante del uso de microorganismos para la eliminación de azufre se encuentra en la industria automotriz, con la biotransformación de los residuos de aceites de lubricación que cambian su composición química después de cumplir su vida útil dentro del motor, concentrando altos niveles de azufre y metales pesados. Para contrarrestar este efecto se plantea el manejo de microorganismos capaces de metabolizar dicho azufre, dando como productos finales la formación de biomasa bacteriana y H2O [6], disminuyendo el impacto que podría causar los desechos al medio ambiente. Por todo lo anteriormente descrito, es importante resaltar la importancia de estimular la investigación, creación e implementación de diversas técnicas de biorremediación que contrarresten los efectos nocivos que causa el desequilibrio en los ciclos biogeoquímicos, como es el caso del ciclo del azufre. De igual forma, es necesario impulsar la concientización de la población ante este fenómeno, para que sean partícipes del cambio social que se necesita, mientras más personas se sumen a pequeños cambios para disminuir las emisiones de azufre a la atmósfera, más rápido podremos sanar la amistad perdida entre nosotros y el equilibrio del azufre en la tierra.
Agua biomimética como sustituto en los articulos de belleza
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2024-07-19) Robles Sánchez, Ana Priscila; https://orcid.org/0009-0009-3760-4645
Basado en la patente: soluciones y composiciones de agua biomimética, su uso como y en productos para el cuidado de la salud y la belleza y los métodos para prepararlos. Autor: Cólico Miroslav. Desde hace miles de años, se han utilizado diferentes tipos de productos de belleza en diferentes civilizaciones como el antiguo Egipto, el imperio romano, la nobleza inglesa, entre otros, donde claramente dichos productos contenían ingredientes tóxicos que perjudicaban a la salud. El objetivo principal de la ponencia de agua biomimética es dar conciencia a la comunidad científica, y al público en general la importancia de utilizarla en los productos de higiene y belleza del mercado, ya que como es bien sabido, muchos de los componentes microbicidas de los productos comerciales como alcoholes en el maquillaje suelen causar irritabilidad, ardor, resequedad, etc. Hay agentes microbicidas inorgánicos que también se han descrito y utilizado en productos para el cuidado de la belleza, el peróxido de hidrógeno ha sido el más popular, por demás, se han descrito otros agentes que liberan lentamente oxígeno naciente. El agua biomimética se utiliza de forma microbicida con numerosos oxidantes diferentes a base de cloro, al pH deseado en los productos de salud y belleza, con el fin de reducir o anular el uso de alcoholes, aceite y surfactante. El procedimiento que se utiliza para lograr este propósito es preparar mezclas de agua a base de agua de oxidantes e hipoclorito puro. El método utiliza electroquímica para producir agua activada con numerosos oxidantes a base de cloro, luego se le agrega peróxido de hidrógeno a esa solución y el pH se ajusta en 6, se puede usar filtros catalíticos de cloro o dispositivos de rociado de aire para eliminar el exceso de cloro libre. El potencial redox de dicha agua puede variar entre 1300 mV y 650 mV. Si se necesita estabilidad a largo plazo, los mejores resultados se logran con el agua con pH alrededor de 5.5 y potencial redox alrededor de 750 mV. Esta agua es estable durante más de un año. Esta agua es la que se utiliza como sustituto en los artículos de belleza.
Técnicas de análisis de ADN para reconocimiento post-mortem, una alternativa biotecnológica
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2024-07-19) Nicanor Gaspar, Abigail; https://orcid.org/0009-0004-0960-0958
Existen múltiples investigaciones donde puede ser necesaria la aplicación de las ciencias forenses. Estas incluyen la participación de varias ramas científicas como son: la física, la química, la medicina, la biología, biotecnología, etc. Pero su principal objetivo es el reconocimiento, la identificación y la evaluación de pruebas físicas para procedimientos legales. La reacción en cadena de polimerasa (PCR) permite amplificar más de un millón de veces un ADN obtenido a partir de una región seleccionada del genoma, analizando un determinado número de regiones polimórficas, la probabilidad de que dos individuos sean genéticamente iguales es prácticamente nula. Por ello, puede utilizarse como prueba para ayudar a condenar a un sospechoso de un delito, o para absolver a una persona inocente. Se hace uso de muestras tomadas en el lugar del delito o de los sospechosos, que normalmente son sangre, pelo o fluidos corporales, así se obtiene un perfil de ADN que puede compararse con otros perfiles si es que se cuenta con una base de datos. De este modo, se pueden descubrir conexiones entre distintos lugares del delito, entre personas y lugares del delito. Además, el ADN puede utilizarse para identificar a víctimas de catástrofes, localizar a personas desaparecidas e incluso precisar la procedencia de mercancías objeto de tráfico como marfil o madera. Las repeticiones cortas en tándem del cromosoma X(X-STR) son utilizadas en la identificación forense y en pruebas de parentesco biológico. Actualmente existen varios estudios en los X-STR, sin embargo, el panel incluye varios marcadores del mismo grupo de ligamiento. Al incluir marcadores de diferente grupo de ligamiento la prueba es más eficiente. En el presente trabajo se presenta un estudio de cinco loci X-STR para su aplicación en estudios genéticos forenses en población mestiza del occidente de México. Se tipificaron cinco loci X-STR en 379 muestras de individuos del occidente de México mediante PCR, geles de poliacrilamida al 7% y tinción con plata. Se estimaron las frecuencias alélicas y haploticas, así como los parámetros forenses. En los resultados los datos combinados mostraron un poder de discriminación de 0.999389 y 0.99995 en hombres y mujeres respectivamente. La combinación de la probabilidad media de exclusión fue 0.9998797 para casos de tríos y 0.990701 para dúos. En el sistema Decaplex, sistema usado en diversos reportes, se pueden consultar valores de discriminación en mujeres de 99.9999% y en hombres de 99.9998%, los cuales son resultados muy cercanos al obtenido en el estudio, demostrando que con utilizar solo cinco loci se pueden obtener datos altamente informativos para uso en pruebas forenses. Esta ponencia se basó en las referencias [1-9]
Membrana Janus: sistema bioinspirado de condensación de humedad relativa
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2024-07-10) Carreto-Flores, Lizbeth; Nophal-Carrillo, Ángel Sulim; Castro-Ramírez, Joel; Cruz-Victoria, Juan Crescenciano; https://orcid.org/0009-0003-9651-8567; https://orcid.org/0009-0006-2506-6075; https://orcid.org/0000-0003-0669-4376; https://orcid.org/0000-0002-0358-1985
Los sistemas bioinspirados están basados principalmente en las excepcionales propiedades mecánicas y funcionales de los materiales biológicos [1]. Mediante el uso de algoritmos y sistemas bioinspirados se puede procesar la información necesaria para resolver problemas de diversas áreas de la ingeniería. La aplicación de sistemas bioinspirados para la condensación de humedad relativa, es una alternativa prometedora para la recuperación de agua de la humedad que existe en el ambiente. Con la ayuda de dispositivos electrónicos como: microcontroladores, celdas Peltier, entre otros, se puede lograr de manera eficiente. Las membranas Janus son superficies semipermeables que permiten el paso del agua y son bioinspiradas por las estructuras de recolección de agua de algunas plantas como los cactus, constan de un lado frontal hidrofílico y un lado posterior hidrofóbico [2]. Estas membranas influyen en el comportamiento de las gotas, contribuyendo a la eficacia de los sistemas de condensación y recolección de agua [3]. La recolección de agua mediante niebla en membranas con puntas de forma cónica los hace superiores para la recolección práctica de agua respecto a patrones triangulares [4], el uso de puntas de geometría rectangular puede ser utilizada si no se tienen los medios para construir configuraciones más eficientes [5]. La importancia del desarrollo y aplicación de sistemas de condensación de humedad relativa es muy significativa, ya que la huella hídrica (HH) ha ido en aumento. Según [6], en México, cada habitante utiliza en promedio, mil 441 metros cúbicos por año, casi 200 litros por arriba del promedio mundial, que es de mil 240. El concepto de HH nació como un indicador del uso del agua por Arjen Hoekstra, profesor de la UNESCO, en 2002 y permite conocer la cantidad de agua que aprovecha una persona, un grupo de consumidores, una región, país o toda la humanidad. Por lo anterior, las membranas Janus pueden contribuir significativamente a la sostenibilidad hídrica al incrementar la eficacia de los sistemas de condensación y recolección de agua en diversas aplicaciones desde dispositivos de bajo consumo hasta tecnologías más avanzadas [7]. La celda Peltier es un dispositivo termoeléctrico que mediante el paso de corriente a través de su circuito es capaz de enfriar por un lado y calentar por el otro extremo [8]. Este método, es adaptable a diversas condiciones, gestionando la temperatura de la superficie fría. Esta diferencia de temperatura provoca que la humedad del aire se condense en forma de gotas de agua en la superficie de la membrana. Este enfoque no solo aprovecha los principios termoeléctricos para la condensación, sino que también utiliza membranas especializadas para dirigir y maximizar la captación de las gotas condensadas. Esto destaca el potencial de estos sistemas bioinspirados en el desarrollo de soluciones sostenibles para abordar desafíos relacionados con la disponibilidad de agua en diversos entornos.
¿Qué es la Nanotecnología?
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2024-07-09) García Hernández; https://orcid.org/0009-0006-5831-7811
En esta infografía se describe en qué consiste la nanotecnología y sus aplicaciones. En términos generales la nanotecnología es un campo de la ciencia y la tecnología que se enfoca en la manipulación de la materia a una escala muy pequeña, a nivel nanométrico. Es la manipulación de la materia a una escala casi atómica para crear nuevas estructuras, materiales y aparatos. Esta tecnología promete avances científicos en muchos sectores como la medicina, productos para el consumidor, energía, materiales y fabricación, con una escala de entre 1 y 100 nanómetros. Los materiales de este tamaño presentan propiedades únicas que afectan las reacciones físicas, químicas y biológicas [1-4].
Nanopartículas para uso en nanomedicina
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2024-07-08) García Hernández, Diana Leilani; https://orcid.org/0009-0006-5831-7811
En este video se describe la realización de la síntesis y caracterización de cinco derivados de poli-L-glutamato de gamma-bencilo (PBLG) por polimerización aniónica de apertura de anillo, así como la preparación y caracterización de nanopartículas poliméricas. Los polímeros fueron caracterizados por cromatografía de exclusión de tamaño (GPC/SEC). Ponencia basada en [1].
Rutas de entrada y transporte en el ecosistema. Productos de cuidado personal “Benzofenona-3(BP-3)"
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2024-07-07) Gallardo Cortes, Perla Pamela; Gomez Rodriguez, Elena Daniela; Isidro Coxca, Enrique; Jimenez Quiroz, Evelin Vanesa; Rosas Sacramento, Jazmín; https://orcid.org/0009-0007-5387-9476; https://orcid.org/0009-0000-5640-1397; https://orcid.org/0009-0007-9764-6009; https://orcid.org/0009-0001-5499-785X; https://orcid.org/0009-0005-4409-6969
La Benzofenona-3(BP-3) u oxibenzona, es un compuesto orgánico con olor dulce y de apariencia de color amarillo, se puede producir de forma natural en frutos como la uva y funciona como protector solar en diferentes productos de cuidado personal [1], tiene dos anillos de benceno unidos por un grupo carbonilo, contiene un grupo hidroxilo en el carbono 2 del anillo A y en ese mismo anillo un grupo metoxilo, es un compuesto fotoestable, lipofílico y potencialmente bioacumulativo. Se ha demostrado que BP-3 se degrada en aproximadamente un 4% después de 28 días en el agua, lo que indica su alta persistencia en el medio ambiente acuático [1-8]. BP-3 es un contaminante ambiental generalizado, presente en diversos compartimentos ambientales como el aire y el agua además de depositarse en los alimentos y los envases de plástico, proporcionando rutas adicionales de exposición a los seres humanos, así como a la biota de ecosistemas terrestres y acuáticos a través de las diferentes rutas de transporte. En humanos se absorbe fácilmente por vía dérmica y oral, se han reportado disrupción endocrina (estrogénicos, antiestrogénicos y antiandrogénicos) en pruebas in vitro, además, se ha detectado en muestras de orina, suero y leche materna, Igualmente se ha reportado que son compuestos persistentes y con potencial de bioacumulación en el ambiente acuático afectando en la fecundidad y reproducción en peces [3]. Se estima que las principales fuentes de BP-3 que se depositan en los diferentes compartimentos ambientales provienen de las plantas de tratamiento de aguas residuales y de las actividades recreativas humanas. Los estudios observacionales han demostrado que el uso de productos de cuidado personal (PCP) con BP-3 en general predice una mayor exposición, habiendo identificado crema de afeitar, enjuague bucal / enjuague dental, maquillaje de ojos / entre otros. Además, existen otras fuentes potenciales, como el polvo y el aire, beber agua del grifo, textiles, mariscos y potencialmente, alimentos y bebidas envasados en plástico. Otra de las vías mediante las cual BP-3 puede introducirse a la cadena alimentaria según Couselo-Rodríguez et al. [2], es a través de los microplásticos que lo absorben en sus superficies. La exposición continua y prolongada a filtros UV con compuestos BP-3 puede provocar daños alarmantes a la salud, de acuerdo con Wnuk et al. [6], puede atravesar la barrera hematoencefálica actuando como disruptor endocrino o neurotóxico.
Virología vegetal empleada a través de VLP y VNP a la nanobiotecnología médica
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2024-05-24) Trucíos Ávila, Ricardo Damián; https://orcid.org/0009-0005-7761-4347
Un sistema nanobiotecnológico. Idealmente debería ser posible producir partículas de tamaño, estructura y propiedades biofísicas uniformes. Los virus, y en particular las partículas similares a virus (VLP, virus-like particles) no infecciosas, poseen estas características deseables. Autoensamblarse en estructuras definidas de dimensiones conocidas, cierto grado de flexibilidad genética, funcionalización con especies proteínicas y poseen cadenas laterales de aminoácidos reactivos que pueden utilizarse para la conjugación con especies inorgánicas o menos susceptibles. Las VLP son estructuras a nano escala armadas por proteínas virales asembladas que carecen de material genético viral haciéndolas no infecciosas. Las VLP son formulaciones de nanopartículas basadas en virus que pueden utilizarse como componentes básicos de nuevos materiales con diversas propiedades. Los virus vegetales son sistemas ideales para reducir muchos de los riesgos asociados, lo que convierte a las partículas basadas en virus vegetales en plataformas especialmente atractivas para una serie de aplicaciones nanobiotecnológicas. Las VLP constituyen una buena base para la tecnología biomédica. Con el desarrollo de tecnologías basadas en virus vegetales capaces de producir una amplia gama de VLP no infecciosas, las VLP derivadas de plantas constituyen un área de considerable interés. Los avances en biología estructural son importantes para el desarrollo de futuras aplicaciones biotecnológicas. El conocimiento de la estructura tridimensional detallada de las partículas víricas permitió identificar las regiones de bucle expuestas de las proteínas de cubierta que permiten la modificación genética de la proteína de cubierta sin interferir en las interacciones capsoméricas esenciales para el ensamblaje. Los trabajos recientes en el campo de la virología vegetal sintética han conducido al desarrollo de vectores virales "deconstruidos", que pueden utilizarse para producir altos rendimientos de VLP derivadas de virus vegetales en plantas en lugar de en un sistema heterólogo. El término deconstruido se refiere aquí a la eliminación de genes virales no necesarios para altos niveles de transcripción y traducción (como las proteínas de la cubierta viral), dando lugar a vectores que contienen sólo aquellos elementos virales que conducen a un mayor rendimiento de proteínas, como promotores y regiones no traducidas (UTRs por sus siglas en inglés). Los virus filamentosos pueden modificarse para producir estructuras novedosas, alterando las propiedades biofísicas de las nanopartículas resultantes, de interés potencial para las aplicaciones nanobiotecnológicas. Estas estructuras pueden permitir el desarrollo de nanoestructuras de biocatálisis con una elevada superficie para el despliegue eficaz de enzimas. Este tipo de arquitecturas híbridas pueden resultar útiles en futuras aplicaciones nanotécnicas, como los nanocables y los conjuntos de nanobiocatálisis. No sólo pueden alterar propiedades físicas, también afectan al comportamiento in vivo, lo que plantea la posibilidad de elegir arquitecturas específicas con diferentes perfiles farmoquinéticos. Lectura recomendada [1-3].
Antibióticos, probióticos y prebióticos
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2024-05-20) Luna Pérez, Estephanie Elizabeth; https://orcid.org/0000-0002-1601-5712
Algunas palabras con prefijos o sufijos iguales pueden llegar a confundirse, tal es el caso de las palabras antibiótico, probiótico y prebiótico, que, aunque son muy similares hay gran diferencia en el significado de cada una. Un antibiótico es un compuesto cuya función es erradicar o limitar el crecimiento bacteriano, es por ello que son usados para tratar infecciones causadas por bacterias patógenas [1]. Por otro lado, un probiótico se puede definir como un microorganismo que al consumirse en una cantidad adecuada causa un efecto benéfico en el huésped [2], algunos de estos beneficios son: Inhibición de patógenos en tracto gastrointestinal, síntesis de vitaminas (K y del complejo B), mantenimiento de integridad del epitelio intestinal, ayuda al metabolismo de la lactosa, modulación el sistema inmunológico, entre otros [3, 4]. Finalmente, el término “prebiótico” se refiere a los compuestos alimentarios no digeribles necesarios para mantener una composición adecuada de la microbiota intestinal, esto se logra al promover el crecimiento de bacterias que son benéficas para el huésped [5]. Como se mencionó anteriormente los antibióticos son necesarios para erradicar infecciones causadas por bacterias patógenas, pero al ingerirlos también se eliminan bacterias que dan beneficios al huésped, por ello se ha demostrado que es necesario acompañar con probióticos los tratamientos a base de antibióticos, esto debido a que se ha comprobado que se reducen los efectos secundarios causados por este tipo de tratamientos como lo es la diarrea [6]. Mantener la integridad de la microbiota intestinal es necesario para una buena salud, ya que los 100 billones de microorganismos intestinales tienen influencia en tres principales funciones, las cuales son: mantenimiento del sistema nervioso entérico, estimulación del sistema inmunológico y modulación del sistema endocrino. Para preservar esta microbiota es necesario mantener una buena dieta, actividad física, evitar alimentos industrializados y consumir en cantidades adecuadas probióticos y prebióticos [7].
Hablemos sobre el Triclosán
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2024-05-17) Aniceto Hernández, Evelyn Yeset; Gutiérrez López, Yareli; Luna Méndez, Miriam Yessenia; Limón Bonilla, Alexa; Ulloa Fernández, Juan Pablo; https://orcid.org/0009-0002-8593-930X; https://orcid.org/0000-0002-2075-5051; https://orcid.org/0000-0002-2343-777X; https://orcid.org/0000-0001-8013-628X; https://orcid.org/0009-0002-4879-2046
El triclosán (TCS) es catalogado como un contaminante emergente, corresponde a un fenoxifenol triclorado [5-cloro-2-(2, 4-diclorofenoxi) fenol)]. Es utilizado como desinfectante ya que, posee un amplio espectro bactericida contra bacterias Gram+, Gram‐, hongos y levaduras. En adición, puede degradarse a productos como metiltriclosán [MeTCS, 5-cloro-2-(2, 4-diclorofenoxi) anisol)], que es más persistente, lipofílico, bioacumulativo y estable que el TCS [1]. Se encuentra presente en detergentes, enjuagues bucales, pastas de dientes, toallas húmedas, algunos cosméticos, entre otros. En cada producto la concentración máxima de triclosán no debe ser mayor al 0.3%, y se han realizado estudios sobre la absorción que tiene sobre la piel y su duración en el cuerpo humano, empezando a eliminarse hasta después de aproximadamente 24 horas [2]. La toxicocinética empieza desde la entrada por vía oral, en donde después se absorbe gastrointestinalmente distribuyéndose por el hígado y tejido adiposo, así mismo se elimina solo el 54% después de 4 días de la exposición por vía urinaria. Por otro lado, otra de las vías de exposición principal es la dérmica, ya que se absorbe menos del 10% del contaminante [3]. Estar en contacto con el TCS puede traer varios efectos adversos, de acuerdo a la literatura, menciona que puede presentar: disminución de la memoria y de la microbiota intestinal, insuficiencia cardiaca y arritmias, mayor riesgo de incidencia al cáncer e infertilidad [4]. Al estar contenido en diversos productos de cuidado personal que son enjuagables, la principal ruta de eliminación del TCS es a través del drenaje doméstico [5, 6]. Posteriormente, su llegada al ambiente se debe a descargas de aguas tratadas, e inclusive aquellas derivadas directamente del drenaje, arroyos o ríos [5, 6]; cuyo destino final son los ambientes acuáticos. Por esta razón, en conjunto a su naturaleza lipofílica, se ha encontrado desde concentraciones del orden de los nanogramos hasta microgramos por litro en sedimentos de los diferentes tipos de aguas superficiales [6, 7] y en organismos acuáticos, donde estas concentraciones pueden estar acumulándose en sus tejidos, siendo así la fuente primaria de alimento para más organismos acuáticos, provocando su toxicidad y ocasionando un desbalance en la cadena trófica. El triclosán puede bioacumularse en algas, plantas acuáticas y peces. Además que durante la transformación, se desprenden sustancias más tóxicas, como por ejemplo, 2, 4 diclorofenol y 2, 8 diclarodivensano. El primero ha mostrado efectos tóxicos en diversos sistemas biológicos como las aberraciones cromosómicas, estrés oxidativo, función hepática de peces y distribución [7]. El problema no acaba ahí, ya que se acumula el TCS en los tejidos de los organismos acuáticos transmitiéndoles este contaminante a otras especies marinas siendo estos organismos fuente primaria de alimento. Algunos estudios han demostrado que el triclosán se puede fotodegradar. Cuando proyectamos luz solar o luz ultravioleta sobre la superficie del agua que contiene TCS, hasta el 12% del compuesto disuelto se convertirá en dioxina. Durante el tratamiento del agua potable, el TCS reacciona con el cloro libre para formar dos éteres difenílicos hidroxilados tetra y pentaclorados, 2, 4-diclorofenol, así como cantidades significativas de 2, 4, 6-triclorofenol [8]. De esta manera podemos darnos cuenta que en nuestros productos de uso diario, específicamente los involucrados en nuestro cuidado personal, pueden estar presentes contaminantes. Es por eso que se considera de gran importancia la difusión de esta información, ya que como pudimos notar, aun no se cuentan con regulaciones específicas para este compuesto y queda en nosotros poder hacer notar sus riesgos.
Nanopartículas de TiO2, ¿Aliadas o enemigas de la vida?
(Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, 2024-05-07) Hernándes-Biviano, Hannia Josselín; López González, Sofía; Marcial-Reyes, Diana Belen; Perez Figueroa, Daniel Emmanuel; Pantoja Cruz, José Arturo; https://orcid.org/0000-0001-6872-8856; https://orcid.org/0000-0001-9027-001X; https://orcid.org/0000-0003-1264-0083; https://orcid.org/0009-0001-8418-1720; https://orcid.org/0009-0007-3187-0905
El dióxido de titanio es un mineral y compuesto inorgánico formado por la unión de un átomo de titanio y dos de oxígeno con fórmula química: TiO2, se comporta como semiconductor normalmente en la fase anatasa y rutilo [1]. Es poliforme y existe de forma natural en tres diferentes tipos cristalinos: anatasa, rutilo y brookita. Todas presentan distintas propiedades fisicoquímicas como adsorción y fotorrespuesta que dependen de su estructura tridimensional cristalina, tamaño y porosidad [2]. Existen diferentes métodos para la síntesis y producción de nanopartículas de TiO2 que pueden ser: físicos que requieren alta energía para mantener alta temperatura y presión, o métodos químicos que utilizan sustancias tóxicas como lo son solventes que además generan durante la producción subproductos peligrosos [3, 4]. Por ello, surge la necesidad por desarrollar métodos más sustentables y amigables con el medio ambiente, y con ello se implementa la síntesis verde la cual está compuesta por métodos que emplean extractos de plantas, microorganismos y enzimas simples [3]. De hecho, los resultados sobre estudios en síntesis de NP de TiO2 con extractos vegetales de la especie Echinophora cinerea muestran que estas son menos tóxicas y que llegan a presentarlos en concentraciones relativamente altas [4]. Las nanopartículas de TiO2 han sido sospechosas de causar distintas afecciones, así como un aumento en la respuesta pro-inflamatorio debido a un aumento en la actividad de los macrófagos en los órganos con mayor actividad inmunológica como hígado, bazo o ganglios [5]. Así mismo, estas nanopartículas se han visto relacionadas con alteraciones respiratorias, afecciones cardiovasculares y alteraciones genéticas en personas que tienen exposición constante al uso de materiales cuya composición está formada por TiO2 debido al trabajo desempeñado. A pesar de que encontramos nanopartículas de TiO2 en productos de uso personal como cremas o bloqueadores, no existen estudios que demuestran su toxicidad a un nivel dérmico, siempre y cuando se respeten las concentraciones establecidas. No se descarta que en un futuro pueda existir nueva información sobre la toxicidad de los productos [6]. Pruebas in vitro e in vivo confirman los efectos adversos en el cuerpo humano, como el ciclo celular alterado, constricción de las membranas nucleares y apoptosis. Mostraron que pueden dañar el ADN e interactúan con el epitelio del intestino delgado, responsable de la absorción de nutrientes. La exposición a nanopartículas de TiO2 puede ocurrir por diversas vías, principalmente por inhalación, inyección, piel o absorción en el tracto gastrointestinal. Estudios in vivo han revelado que después de la inhalación o exposición oral, las nanopartículas de TiO2 se acumulan, principalmente en los pulmones, el tracto alimentario, hígado, corazón, bazo, riñones y músculo cardíaco [7]. Adicionalmente, se ha demostrado que alteran la homeostasis de la glucosa y los lípidos en ratones y ratas. La edad también puede ser un factor que juega un papel importante en el efecto nocivo. Como lo indican los resultados de las pruebas en ratas jóvenes y adultas, diferentes grupos etarios requieren diferentes biomarcadores para la detección y seguimiento de la toxicidad de las NP. En ratas jóvenes se observó, inflamación del hígado junto con lesiones cardíacas y activación no alérgica de mastocitos en tejido gástrico. Con el fin de obtener más información sobre la toxicidad del dióxido de titanio se han buscado biomarcadores que permitan el seguimiento de la actividad del compuesto tanto en el cuerpo humano como en animales y plantas; en 2021 se realizó la investigación y seguimiento del incremento del ácido salicílico endógeno y ácido acetilsalicílico en Aloe vera cuando era expuesto a TiO2 , los resultados arrojados mostraron modificaciones en los índices de crecimiento en el alargamiento de las hojas, el peso fresco, el desarrollo de las raíces, entre otros factores, demostrando de esta manera que el TiO2 puede causar modificaciones o alteraciones en los organismos con los que esté en contacto [8].

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