La microbiota intestinal y el consumo de drogas de abuso

Desde hace tiempo sabemos que existe el “eje intestino-cerebro”, una vía de comunicación bidireccional entre el cerebro de mamíferos y las bacterias alojadas en el intestino que definen la llamada microbiota intestinal

Por un lado, existen factores que impactan sobre el funcionamiento del cerebro que afectan a la microbiota intestinal. Por otro, existen alteraciones en la estructura y la diversidad de esta microbiota que influyen, de manera directa o indirecta, en el cerebro. Algunos de estos factores como la dieta, el ambiente, el consumo de probióticos, el estrés o el consumo de drogas de abuso, entre otros, se ilustran en la siguiente imagen.

Recientemente, se han encontrado evidencias de que algunos trastornos de ansiedad o enfermedades neuropsiquiátricas como la depresión o la adicción a sustancias de abuso que se pensaban exclusivamente asociados a cambios en nuestro cerebro, están relacionadas con cambios en la microbiota intestinal. A su vez, se ha observado que existen enfermedades intestinales que modifican el humor de las personas que las padecen. 

Esta nueva asociación entre cerebro y microbiota intestinal ha despertado mucho interés en el campo de  las Neurociencias.

Estudiando los cambios en el cerebro generados por el consumo de cocaína o pasta base de cocaína en ratas, en el Departamento de Neurofarmacología Experimental junto con investigadores del Departamento de Microbiología del Instituto, hemos descubierto que el tratamiento repetido con cocaína también afectaba profundamente la estructura y diversidad de su microbiota

Sabiendo que el eje intestino-cerebro es bidireccional, nos preguntamos: 

1) ¿Será que la administración de bacterias potencialmente probióticas (beneficiosas para la microbiota intestinal) atenúa/disminuye los efectos sobre la conducta provocados por la cocaína en cerebro? 

2) ¿Será que la administración de bacterias potencialmente probióticas restaura los cambios de la microbiota intestinal afectada por la cocaína?

3) ¿Será entonces la microbiota intestinal un posible sitio terapéutico para el manejo de la adicción a drogas de abuso?.

El conocimiento que vayamos generando sobre este tema, tanto desde el Instituto como de la comunidad científica en general, podría cambiar la manera en que pensamos  la adicción a las drogas, hasta ahora asociada a cambios en el cerebro. 

¿Qué podemos encontrar dentro de Cannabis?

Actualmente, existe una gran demanda de información sobre los efectos que pueda tener el consumo de Cannabis, tanto por su uso medicinal como uso adulto. A partir de que su consumo fuera legalizado por el Estado uruguayo en 2013, su presencia es cada vez más común en las conversaciones y la vida de los uruguayos. A su vez, esto ha generado un cambio paulatino en la percepción social que se tiene de la planta. Pero, ¿de qué hablamos cuando nombramos a Cannabis (Cannabis sativa)

Dado que es una planta sumamente versátil podemos estar hablando de ella porque se utiliza para fabricar suplementos nutricionales, cosméticos, aceites esenciales, alimento para el ganado, papel, textiles, materiales de construcción, combustible, entre otros productos que se pueden obtener a partir de ella. Sin embargo, es su capacidad única de producir ciertos compuestos cannabinoides lo que la trae a las conversaciones, le ha creado su mayor fama y ha mantenido el interés popular por miles de años, a través de varias civilizaciones. 

Desde 2018, en el Departamento de Biología Molecular del Instituto, el grupo de investigación dirigido por la Dra. Astrid Agorio estudia la capacidad que tienen variedades cultivadas en Uruguay de producir THCA (ácido delta-9-tetrahidrocannabinólico) y CBDA (ácido cannabidiólico). Estos dos compuestos cannabinoides, únicos de la planta, son de gran interés, ya que las formas oxidadas que se obtienen a partir de ellos (THC y CBD, respectivamente) tienen efecto psicoactivo (en el caso del THC) o sirven para uso medicinal (en el caso del CBD y en menor medida del THC). 

Asimismo buscan la capacidad que tienen estas variedades de producir aún otro compuesto que ha ido cobrando importancia en los últimos años, llamado ácido cannabicrómico (CBCA). Este último es uno de los más de 120 cannabinoides producidos por Cannabis y se cree que puede colaborar en la defensa de  la planta de Cannabis frente a microorganismos patógenos. 

Por último, el grupo también se enfoca en entender cuáles son los factores y mecanismos que permiten la síntesis de dichos compuestos en diferentes tejidos y momentos específicos del crecimiento de la planta. 

Para realizar estos estudios, utilizan muestras donadas por autocultivadores uruguayos con licencia de cultivo de plantas, que son analizadas posteriormente en el laboratorio mediante un método desarrollado por el grupo de investigación, utilizando la técnica de PCR en tiempo real o final. 

Estos estudios nos permiten comprender mejor cómo el Cannabis sintetiza cannabinoides y, por lo tanto, pueden ayudar a los productores para hacer manejos dirigidos del cultivo según los usos específicos que se le quiera dar.

Dado que Uruguay se posiciona dentro de los mayores exportadores de Cannabis para uso medicinal en el mundo, el estudio de las genéticas que se utilizan y su capacidad de producir CBDA en grandes cantidades es de suma importancia a nivel país

Los productos que se generan a partir de las extracciones de CBD (tras oxidar CBDA) son utilizados para tratar enfermedades como la epilepsia, autismo y algunos tipos de cáncer, por lo que es imprescindible asegurar que posean la mejor calidad posible como es un alto nivel de CBD y poco o nada de THC.

Texto: Lucía Vignale, Astrid Agorio y Rocío Ramírez

Créditos de las imágenes: Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente Estable

Omar y Omar, diálogo entre dos investigadores eméritos del Instituto

Introducción al video, por el Profesor Titular de Investigación del IIBCE, Ángel Caputi:

El 23 de mayo de 2021, Clemente Estable cumpliría 127 años. Recordando esa efeméride, el 17 de marzo de 2004,  el Senado y la Cámara de Representantes de la República Oriental del Uruguay, reunidos en Asamblea General, decretan la ley Nº 17.749 de artículo único: Declárase el 23 de mayo de cada año “Día del Investigador, de la Ciencia y la Tecnología”.  

Para celebrarlo el Instituto que Estable fundara y que ha sido un pilar fundamental en el desarrollo de la Ciencia en el Uruguay quiere compartir públicamente los recuerdos de dos Profesores eméritos de la Institución: El Dr. Omar Trujillo-Cenóz, alumno directo de Estable, quien con sus activos 88 años alcanza el récord de 68 años de trabajo científico diario en la Institución, y el Dr. Omar Macadar, formado en la Facultad de Medicina, quien se integra a la institución en un momento crítico para la Ciencia en el país.

Los Omares conforman a principio de la década de los 80 una dupla de trabajo, que además de sus frutos científicos, desarrolla una labor importante en la formación de jóvenes científicos en un momento en el cual no existían los programas de Maestría y Doctorado. Utilizan como elemento integrador de distintas disciplinas un modelo experimental de estudio del sistema nervioso, los peces eléctricos.   En su reconocimiento, la especie autóctona más abundante fue denominada Gymnotus omarorum (el gymnoto de los Omares). 

Dejan además, una impronta fundamental para el desarrollo científico del país al final del siglo XX y en los primeros años del presente siglo a través de la ideación de un programa común para el desarrollo de todas las ciencias básicas, cuya elaboración lideran junto con otros científicos del Instituto y de la Universidad de la República en las salas y corredores de este Instituto, al retornar al régimen democrático entre 1984 y 1986.  

Dejemos que ellos nos cuenten algunos detalles…   

Qué estamos leyendo en el Día internacional del libro y el derecho de autor 2021

¡Feliz día internacional del libro!

Los libros son una gran compañía y un apoyo fundamental para aprender y amenizar estos tiempos difíciles. Como dijo Joan Margarit, Premio Cervantes 2019, “La libertad es una librería”. 

Para conmemorar esta iniciativa de Unesco que se festeja oficialmente desde 1995, este año queremos contarles qué están leyendo algunos de nuestros investigadores. Les compartimos la lista que armamos especialmente. ¡A leer!

Anita Aisenberg

Título del libro 1: Poesía

Autora: Violeta Parra 

Titulo del libro 2: Novela Gráfica: Marie Curie

Autora: Alice Milani

José Roberto Sotelo 

Título del libro 1: Azogue (Quicksilver) 

Autor: Neal Stephenson

Título del libro 2: The Worthing Saga 

Autor: Orson Scott Card 

Macarena González

Título del libro: Gambito de Dama 

Autor: Walter Davis

Pablo Zunino

Título del libro 1: La Peste

Autor: Albert Camus 

Título del libro 2:

Autor: Como polvo en el viento

Autor: Leonardo Padura 

Cecilia Scorza 

Título del libro 1: Todo esto te daré

Autora: Dolores Redondo

Título del libro 2: La buena suerte

Autora: Rosa Montero

Inés Ponce de León

Título del libro: El gaucho insufrible

Autor: Roberto Bolaño 

Astrid Agorio

Título del libro: La reina en el palacio de las corrientes de aire

Autor: Stieg Larsson

Laura Quintana

Título del libro 1: Devenires

Autor: Gerardo Sarachu Trigo

Título del libro 2: Viralata 

Autor: Fabián Severo

Nombre: Silvia Olivera

Título del libro: Las pequeñas memorias 

Autor: José Saramago

Karina Antúnez

Título del libro 1: Las lágrimas de la diosa Maorí

Autora: Sarah Lark 

Título del libro 2 (lectura familiar): El diario de Ana Frank 

Autora: Adaptación del original por Mar Teruel

Título del libro 3 (lectura familar): Cuentos de buenas noches para niñas rebeldes

Autoras: Elena Favilli y Francesca Cavallo 

Claudia Piccini 

Título del libro: La mano izquierda de la oscuridad 

Autora: Ursula K. Le Guin 

Susana González 

Título del libro 1: Un paseo por la vida de Simone de Beauvoir

Autora: Carmen G. de la Cueva 

Título del libro 2: Autobiografía

Autor: Charles Darwin

Título del libro 3: Mujeres del Alma mia

Autora: Isabel Allende

Mariana Cosse

Título del libro 1: Un recodo en el río

Autor: V. S. Naipaul

Título del libro 2: Crónica del pájaro que da cuerda al mundo

Autor: Haruki Murakami

Carlos Toscano-Gadea

Título del libro: La sangre manda

Autor: Stephen King 

Leticia Bidegaray

Título del libro: Páginas de sangre: La enigmática historia de un cadáver, una mansión en ruinas y un juicio insólito

Autor: Thomas Harding 

Federica Moreno 

Título del libro: La hora de los hipócritas

Autor: Petros Markaris

Verónica Gonnet

Título del libro: El poder del ahora

Autor: Eckhart Tolle

Miguel Simó

Título del libro: Las otras caras de Piria

Autor: Eduardo Cuitiño

Natalia Bajsa

Título del libro 1: Hongos. Guía visual de especies en Uruguay

Autor: Alejandro Sequeira

Título del libro 2: Manual de Cocina

Autores: Instituto Crandon

Nadia Kacevas

Título del libro: Negro como el mar

Autora: Mary Higgins Clark

Vanessa Amarelle

Título del libro: El atlas de las nubes

Autor: David Mitchell

Angeline Saadoun

Título del libro: La mística de la feminidad

Autora: Betty Friedan

Patricia Vaz

Título del libro: La Fundación 

Autor: Isaac Asimov

Susana Castro

Título del libro 1: Caliban y la Bruja

Autora: Silvia Federici

Título del libro 2: El mago de Lublin 

Autor: Isaac Bashevis Singer

Elena Fabiano

Título del libro 1: Historias de Cronopios y Famas

Autor: Julio Cortázar 

Título del libro 2: El increíble viaje de las plantas 

Autor: Stefano Mancuso

Título del libro 3: Sensibilidad e inteligencia en el mundo vegetal 

Autores: Stefano Mancuso y Alessandra Viola

Alejandra Kun 

Título del libro: Los Pacientes del Doctor García

Autora: Almudena Grandes

Laura Fuentes

Título del libro 1: La vida secreta de los árboles 

Autor: Peter Wohlleben

Título del libro 2: La sociedad del cansancio 

Autor: Byung-Chul Han 

María Castelló

Título del libro: El hombre en busca de sentido 

Autor: Viktor Frankl

Francisco Garagorri

Título del libro: Lo que queda del día

Autor: Kazuo Ishiguro

Raúl Platero

Título del libro: El Señor de los Anillos 

Autor: J. R. R. Tolkien

Mariana Trillo 

Título del libro 1: Los cuatro acuerdos toltecas

Autor: Miguel Ruiz 

Título del libro 2: A través del tiempo 

Autor: Brian Weiss 

Paola Scavone

Título del libro 1: The dark lady of DNA

Autora: Brenda Maddox

Título del libro 2: La ridícula idea de no volver a verte

Autora: Rosa Montero 

Título del libro 3: Almanaque Mundial del Uruguay

Autores: Ignacio Alcuri y Martin Otheguy

Patricia Bovio

Título del libro: Cerveza artesanal, elaboración propia

Autor: Ferdinand Laudage

Ángel Caputti

Titulo del libro1: Marx

Autor: Juan Grompone

Título del libro 2: Rebelión en la granja

Autor: George Orwell

Título del libro3: La condición humana

Autor: Hannah Arendt

Compromiso con la equidad

Cada año nos comprometemos más con la equidad de género. ¿Qué significa esto? Que venimos realizando acciones concretas para fomentar la participación de más niñas y mujeres en la ciencia, visibilizar el trabajo de nuestras investigadoras y analizar las causas de la importante desigualdad que existe, al menos, entre hombres y mujeres. 

Este año además, apostamos fuerte a obtener la Certificación del Modelo de Calidad en Equidad de Género* en el Instituto, entre otras acciones internas para propiciar cambios reales en esa dirección. En paralelo, somos parte de una iniciativa de cooperación junto a la red de centros de investigación CERCA de Catalunya, España, para elaborar políticas institucionales con perspectiva de género en el ámbito académico; es decir, para implementar acciones concretas que logren disminuir o erradicar situaciones de inequidad.

Varias investigadoras del Instituto celebrando el 11 de febrero de 2018.

Antecedentes 

En 2016 fuimos convocados desde la Oficina de Planeamiento y Presupuesto para participar del proyecto SAGA de Unesco, a través de la Mesa Interinstitucional de Mujeres en Ciencia, Tecnología, e Innovación. De esta Mesa de trabajo han derivado eventos de análisis e intercambio de información, y publicaciones como el último informe en febrero de 2020. 

Desde el 2018 nos hemos sumado a iniciativas internacionales de visibilización de la brecha de género y de promoción de la cultura y educación científicas como el 11 de Febrero, Día Internacional de la Mujer y la Niña en la Ciencia, y el Día Internacional de las niñas en las TIC.  

Además, cada año, en el #8M, Día Internacional de la Mujer, remarcamos nuestro compromiso por la equidad. 

En este año tan especial, desde la Comisión de Género del Instituto** estamos organizando varias actividades para seguir avanzando. Durante la semana que comienza el lunes 8 de marzo, compartiremos publicaciones para visualizar los problemas de inequidad dentro del Instituto. En lo que queda del mes, convocaremos a un conversatorio de mujeres científicas bajo la consigna de la ONU para el 2021: “Mujeres líderes: Por un futuro igualitario en el mundo de la Covid-19” (detalles a confirmar). 

Por último, aunque quizás lo más importante, en la interna celebraremos un Seminario para compartir el trabajo que estamos realizando hacia la Certificación de Calidad con Equidad de Género y reconformaremos la propia Comisión de Género, para que, justamente, sea más equitativa. 

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*El Modelo de Calidad con Equidad de Género 

La Comisión de Género del IIBCE en coordinación con el Consejo Directivo del Instituto, está elaborando y gestionando la puesta en marcha de acciones orientadas a incorporar la perspectiva de género en la gestión organizacional. Para ello necesitamos iniciar el proceso de Certificación con Equidad de Género. En este momento, esperamos la firma del convenio entre el Ministerio de Educación y Cultura y el Ministerio de Desarrollo Social – Inmujeres. Mientras tanto, la Comisión está relevando posibles problemas de inequidad dentro de nuestra Institución, hacia la elaboración de estrategias para revertirlas. 

El Modelo de Calidad con Equidad de Género es una herramienta diseñada para lograr la reducción de brechas de género en el ámbito laboral por medio de acciones planificadas y procedimientos que apuntan a transformar las estructuras de trabajo y la gestión del personal en forma más justa y equitativa. A través de ella, el Inmujeres reconoce a organizaciones públicas y privadas que desarrollan en sus ámbitos laborales un sistema de gestión de calidad con equidad de género que visibiliza inequidades de género, planifica y cumple anualmente acciones para su eliminación. 

Constituye además, una guía que establece un conjunto de requisitos cuyo cumplimiento permite desarrollar progresivamente estructuras de trabajo más justas y eficaces, desde un enfoque de igualdad de género. 

Inspirado en la estructura de la normalización técnica internacional (en particular las normas ISO 9000 de gestión de calidad y la norma de responsabilidad social empresarial SA 8000), es una suerte de “estándar de igualdad de género” en el ámbito laboral, evaluable por el Instituto Nacional de las Mujeres.

**Conformación actual de la Comisión de Género del Instituto: María Castelló, Jessika Urbanavicius, Anabel Fernández, María José Gonzalez, Claudia Etchebehere.

Rocío Ramirez Paulino – @rRo12
Comunicación institucional y divulgación científica – IIBCE

Iván González trabajando en el Río Uruguay.

¿Cómo controlar a las especies invasoras de forma natural?

En los últimos 3 años, los peces nativos han sido protagonistas de una línea de investigación del Departamento de Ecología y Biología Evolutiva del Instituto, que busca descifrar su potencial para controlar al mejillón dorado asiático, y mitigar alguno de sus impactos ecológicos negativos. 

Mejillón dorado asiático. Crédito de la imagen: Ivana Silva e Iván González.

Este mejillón, cuyo nombre científico es Limnoperna fortunei, llegó desde Asia y continúa expandiéndose por América del Sur, alterando la estructura y el funcionamiento de los  ecosistemas de agua dulce

Presentación de Ivana Silva y su trabajo. Video de la serie “Quiénes somos…” en nuestro canal de Youtube.

Aunque se ha reportado que varias especies de peces nativos pueden consumir al mejillón dorado, aún se desconoce el impacto que pueden tener sobre sus poblaciones, y los efectos de esta interacción sobre otros niveles del ecosistema.

Presentación de Iván González, parte del equipo que investiga la ecología del mejillón dorado, especie considerada invasora en Uruguay, en el ciclo #ideasuy de la Agencia Nacional de Investigación e Innovación.

Gracias a un proyecto financiado por la Agencia Nacional de Investigación e Innovación, la Comisión Académica de Posgrado de la Udelar más apoyos del PEDECIBA, Ivana e Iván, 2 investigadores de este Departamento y del Polo de Ecologia Fluvial del CENUR Litoral Norte de Paysandú, junto con un equipo de investigadores de la Universidad de la República y el Museo Nacional de Historia Natural, estudiaron la estructura del ensamblaje de peces del Río Uruguay para establecer quiénes eran las especies que consumían este mejillón. 

Para hacerlo, analizaron la dieta de estos peces a través de su contenido estomacal, y la contribución del mejillón a su biomasa. Sumado a esto, realizaron un experimento de exclusión de depredadores en el bajo Río Uruguay (en Las Cañas, dpto. de Río Negro), para determinar hasta qué punto los peces controlan la población de esta especie invasora.

En este video vemos a varios investigadores colocando las jaulas metálicas para excluir los peces en el fondo del Rio Uruguay.
Trabajo de laboratorio: extracción el contenido estomacal de una de las especies de peces del Río Negro.

Como resultado de su trabajo, encontraron que alrededor de 1/3 de las especies de peces del conjunto estudiado (28 de 81 especies) consumieron mejillón dorado, y 10 de estas especies consumieron al invasor de forma frecuente y abundante; esto constituyó más del 10% del volumen de su dieta. Asimismo, reportaron que el 14% de la biomasa total de estos peces proviene del consumo y asimilación del mejillón. 

Por otra parte, a través del experimento de exclusión de peces in situ estos investigadores encontraron que los peces son capaces de reducir en un 69% la densidad, 87% la biomasa y en un 30% el tamaño corporal promedio de mejillones asentados. Por tanto, demostraron que los peces tienen el potencial de moderar las poblaciones de este invasor. 

El mejillón dorado se adhiere a varios tipos de superficies provocando un impacto negativo incluso la actividad productiva del país.

Finalmente, también registraron que los peces, a través de la depredación sobre el mejillón, contribuyen a mantener las abundancias de grupos de invertebrados bentónicos nativos como gasterópodos y dípteros, que parecen verse afectados por la presencia del mejillón en el fondo del río. 

Iván e Ivana y equipo publicaron sus hallazgos principales en 2 artículos recientes: el primero en enero 2020, en la revista Journal of Applied Ecology (revista de Ecología Aplicada de la Sociedad Ecológica Británica) y otro recién en octubre de 2020 en la revista Hydrobiologia

Estos trabajos destacan la necesidad de preservar las comunidades de peces nativos, particularmente en América del Sur, donde muchas especies migratorias vulnerables son depredadores clave para mantener la biodiversidad de los ecosistemas de agua dulce.

Patrimonio científico 2020

El sábado 3 de octubre de 2020 vivimos una jornada de puertas abiertas (IIBCE Abierto) diferente, aunque con la misma alegría, entusiasmo y compromiso de siempre. Un compromiso que tenemos desde hace 20 años con toda la ciudadanía. Y con la cultura, la educación y el Patrimonio del Uruguay, que este año se centró en la figura Dr. Manuel Quintela y sus contribuciones a la sociedad uruguaya, en particular en los ámbitos de la salud y la medicina.

La Pandemia que estamos viviendo por la COVID-19 marcó nuevas reglas que no dudamos en implementar para poder recibir a las familias que se acercaron al Instituto como siempre, con muchísimas ganas de aprender y compartir conocimientos con nosotros.

Recibimos casi 140 visitantes por turnos, para que cada grupo pudiera recorrer los 5 stands que preparamos, además de la actividad artística de cierre que organizamos para cada turno. Fue un verdadero gusto encontrarnos unas vez más en casa y conversar cara a cara sobre la ciencia que hacemos en Uruguay, y los últimos avances en nuestras investigaciones, también en torno a la COVID-19.

Sabemos que muchas personas quisieron y no pudieron venir, y para eso creamos 5 recorridos virtuales que pueden ver en nuestro canal de youtube y varios enlaces (a los que se podía acceder también desde cada stand como códigos QR) para que una buena parte de nuestros contenidos estén disponibles en la red.

Por ejemplo, los contenidos del Departamento de Ecología Biología Evolutiva o los de varios grupos de investigación en Neurociencias.

Los cierres artísticos también están disponibles, ya que los transmitimos en vivo y los guardamos en nuestro canal aquí.

Para seguir compartiendo nuestro patrimonio y conocer un poco nuestra historia, aquí también les compartimos 3 enlaces especiales por los que accedemos a 3 imágenes de la exposición fotográfica que disfrutamos en nuestro hall de entrada desde que cumplimos 90 años. En cada enlace-imagen podrán explorar una a una (haciendo click para abrir y cerrar) las fotos históricas del Instituto: imagen izquierda, imagen central e imagen derecha del hall respectivamente.

El IIBCE Abierto es un espacio para vivir la ciencia en familia que organizamos desde hace 20 años. 

En 2020 cumplimos 20 años construyendo ciudadanía científica, y desde el 2016, celebrando el Patrimonio científico. Y vamos por más, porque el compromiso no descansa. Porque creemos que con más y mejor investigación, con más conocimiento compartido, nos enriquecemos como individuos, como sociedad y como país.

Y como si esto fuera poco en esta jornada de Patrimonio encendimos el Faro de la Ciencia: un símbolo y una realidad que nos muestra el camino que marcó Clemente Estable hacia un Uruguay donde el desarrollo humano es la base del desarrollo social y del país, con el conocimiento como bandera.

La realidad que nos mostró Clemente Estable es la misma de hoy.
Debemos cuidar e invertir en nuestro Patrimonio científico, más aún en momentos de crisis sanitaria, cuando urgen las respuestas y soluciones.

El Patrimonio que creó Estable en Uruguay sigue vivo gracias al compromiso, la vocación y el esfuerzo de muchas personas, incluidas las que hacemos posible el Instituto. La luz del Faro de la Ciencia está y seguirá encendida, recordándonos, como decía Don Clemente, que

No basta recibir y transmitir la antorcha con honor; cada generación tiene que encender, además, su propia antorcha”.

Nuestro artículo en “Biology Open”, el más leído en agosto :)

Nuestro artículo en la revista Biology Open, de la organización sin fines de lucro de biólogos Company of Biologists fue el más leído del mes agosto. Les contamos de qué trata esta publicación.

Existen algunos factores ambientales, como la disponibilidad de oxígeno, que funcionan como señales externas que regulan el mantenimiento y la diferenciación de las células madre en el cerebro.

En este trabajo, investigadores del Departamento de Biología del Neurodesarrollo del Instituto y la Universidad de Friburgo en Suiza, observaron que la distancia entre una célula y la tráquea (tubo del sistema respiratorio de los insectos) más cercana, es un buen predictor del estado hipóxico (falta de oxígeno) de esa célula. 

Para ello utilizaron un biosensor, es decir, un sensor biológico que consiste en una proteína fluorescente modificada genéticamente para monitorear el estado hipóxico de las células neurales en el cerebro larvario de la mosca de la fruta Drosophila melanogaster.

Figura 1. La imagen muestra un hemisferio del cerebro de la larva de mosca de la fruta (Drosophila melanogaster) donde se identifican dos grandes regiones, el cerebro central (CB) y el lóbulo óptico (OL). Sobre él se muestra un mapa de todas las células del cerebro de la larva (se muestra un único plano, de cientos) y su relación con los tubos respiratorios (traqueolas, líneas grises). Cada celula tiene un codigo de color obtenido con el biosensor, donde los colores mas oscuros, (azul, violeta, rojo) representan menos hipoxia (más oxígeno), y colores hacia el amarillo-blanco más hipoxia (menos oxigeno). En la imagen se observa que las células más cercanas a las traqueolas son menos hipóxicas, y viceversa.

El hallazgo, por increíble que parezca, representa por primera vez la demostración experimental de algo que los biólogos han dado por sentado por más de 300 años, desde que  el biólogo Marcello Malpighi propuso que las traqueolas constituían el sistema respiratorio de los insectos. Hasta hoy, prácticamente no existía evidencia experimental directa de que el oxígeno, y otros gases, difundieran desde la cavidad de las traqueolas a las células de los tejidos circundantes.

Hay más. Este biosensor es muy específico y permite ver los niveles de hipoxia en cada región del cerebro y en cada tipo celular.  Puntualmente, en esta investigación se observaron diferentes niveles de hipoxia en las células madre  ubicadas entre el cerebro central y el lóbulo óptico a lo largo del desarrollo del cerebro de las larvas. El resultado: las células madre neurales en ambas regiones mostraron ser más hipóxicas que las células que se encontraban más diferenciadas, en etapas avanzadas del desarrollo. 

Figura 2. En el panel de la izquierda se muestra un mapa de los neuroblastos (Nb), un tipo de células madre, y a la derecha de las neuronas (Neu). Igual que en la figura 1, cada celula tiene un codigo de color obtenido con el biosensor.

Esto se debe probablemente a que durante la evolución ha resultado favorable seleccionar ambientes protegidos del daño oxidativo que normalmente causa el oxígeno a nivel celular. 

Esta publicación representa un avance en la búsqueda del conocimiento fundamental como elemento de la cultura, para entendernos a nosotros mismos y el mundo que nos rodea, pero también,  por ejemplo, para pensar en un futuro con medicina regenerativa . Para esto necesitamos conocer cómo funcionan y qué rol juegan en el desarrollo cerebral  los llamados “nichos de células madre” dentro del sistema nervioso, donde las células madre se diferencian en células neurales.

De este trabajo surgen además muchas preguntas interesantes, que sin duda abrirán la puerta para muchos descubrimientos por venir. En definitiva, como dijo el Premio Nobel Albert Szent-Györgyi: “Descubrir es ver lo que todos han visto, y pensar lo que nadie ha pensado”.

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Imágenes tomadas por Martin Baccino-Calace, Daniel Prieto, Rafael Cantera, Boris Egger, Compartment and cell-type specific hypoxia responses in the developing Drosophila brain,

Biology Open 2020 9: bio053629 doi: 10.1242/bio.053629

© 2020. Publicado por The Company of Biologists Ltd bajo licencia CC-BY 4,0 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0

Día de la Genómica en Montevideo

¡Se viene el Día de la Genómica en Montevideo!

En 2020 Uruguay se suma por primera vez al Genomic Day, una iniciativa del Laboratorio de Biología y Sistemas Computacionales del Instituto Oswaldo Cruz de Río de Janeiro.

Inspirado en la iniciativa ‘Teaching the Genome Generation’, desarrollada por The Jackson Laboratory en los Estados Unidos, el Genomic Day comenzó en 2016 para ampliar las acciones de divulgación científica en las escuelas primarias y secundarias.
En esta edición del Genomic Day en Uruguay, habrá más de 15 eventos simultáneos realizados en 12 ciudades brasileñas, además de Mdeo, Buenos Aires, Medellín, Colombia y Lima, Perú. En Uruguay, este evento es organizado por investigadores de nuestro Instituto.
Las conferencias abordarán varios aspectos de la genómica y están dirigidas especialmente a estudiantes de secundaria. Todas las presentaciones serán el 25 de septiembre entre las 9:00 y las 12:00 y se podrán ver en vivo por nuestro canal de youtube en este enlace
¡Nos encontramos el 25! 🙂
Rosana Rodríguez

Develamos algunos mecanismos que conducen a la infertilidad en humanos, y lo publicamos en la revista Human Molecular Reproduction de Oxford University Press

En un trabajo recientemente publicado por el grupo de Biología Molecular de la Reproducción del Departamento de Biología Molecular demostramos la asociación entre una mutación genética y la infertilidad humana.

Se trata de un gen vinculado a la formación del complejo sinaptonémico (CS), una estructura clave en la meiosis, un tipo especial de división celular que ocurre durante la formación de las células reproductoras o gametos (óvulos y espermatozoides). Es de esperar que los defectos en la meiosis estén relacionados con al menos parte de los casos idiopáticos de infertilidad, es decir, cuyas causas son desconocidas, y que constituyen más del 50% de los casos.

Para realizar esta investigación se generaron ratones que portaban una mutación equivalente a la encontrada en humanos infértiles, para su estudio y caracterización. Esta mutación afecta el gen SYCE1, que codifica un componente del mencionado complejo sinaptonémico, clave en la generación de gametos.

Para crear el modelo de estudio de ratón “humanizado” se empleó tecnología de edición genómica de última generación a través del servicio de la Unidad de Animales Transgénicos y de Experimentación del Instituto Pasteur de Montevideo.  Luego  los ratones mutantes fueron caracterizados y comparados con sus compañeros de camada de tipo normal. 

Nuestros resultados apoyaron firmemente el papel causal de esta mutación puntual (cambio de una única “letra” en el ADN) para el carácter infértil encontrado en pacientes humanos, y se pudieron elucidar los mecanismos que conducen a la infertilidad. Además, pudo establecerse que esta mutación, encontrada en principio en mujeres, también causaría infertilidad en varones. 

A) El esquema muestra la mutación de una base encontrada en gen SYCE1 de mujeres infértiles, e introducida en los ratones modelo (flechas: cambio de C>T). B) Se ejemplifican consecuencias principales de la mutación introducida sobre tamaño de gónadas adultas, fertilidad y estructura del complejo sinaptonémico.

En las últimas décadas, la comunidad científica ha observado con preocupación un aumento en los índices de infertilidad humana. En el caso de los gametos femeninos, la mayoría de los eventos fundamentales de su formación en los mamíferos ocurren durante la fase embrionaria, y los posibles defectos se identifican muchos años después, dejando pocas posibilidades para estudiar tanto las causas como los mecanismos de la afección. 

Por eso, estos resultados constituyen un paso importante hacia el conocimiento de las causas de infertilidad aún no descritas.

Esta publicación es producto de un proyecto de investigación desarrollado bajo la responsabilidad de la Dra. Rosana Rodríguez Casuriaga y financiado por la ANII.

Pueden encontrar el resumen de la publicación original aquí.