Por desgracia, la seda natural no pueden ser convenientemente obtenida por las arañas en cultivo porque son muy territoriales y agresivas. Para desarrollar un proceso más sostenible, ¿Es posible producir masivamente seda artificial manteniendo las asombrosas propiedades de la seda original? Eso es algo que los científicos del Instituto Superior Coreano de Ciencia y Tecnología (KAIST) en Daejeon querían saber. Su método fue muy similar a lo que esencialmente hacen las arañas: primero expresaron las proteínas recombinantes de la seda y en segundo lugar, convertir las proteínas solubles de la seda en fibras insolubles a través del hilado.

Para la expresión de las proteínas de la seda de araña, produjeron el gen de la seda de araña mediante síntesis química, y luego lo insertaron en un vector de expresión para la bacteria Escherichia coli. Inicialmente, la bacteria se negó a la tarea desafiante de producir la proteína de la seda debido a las características únicas de la proteína, como su gran tamaño (285 kDa), la naturaleza repetitiva de la estructura de la proteína, y la abundancia parcial del aminoácido glicina. Para superar las dificultades utilizaron los sistemas de ingeniería metabólica aumentando los componentes principales de la síntesis de proteínas de la seda de araña. Mediante esta novedosa metodología lograron producir esta proteína, la mayor que jamás se haya expresado heterólogamente en esta bacteria.

Pero esto era sólo el primer paso. El equipo cultivó las células en alta densidad para la producción masiva de la proteína recombinante de la seda de araña. Entonces, el equipo desarrolló una forma simple y fácil de procesar  hasta la purificación de la proteína recombinante. La proteína purificada de la seda de araña puede ser hilado hasta obtener hermosas fibras. Estas fueron comparadas con fibras sintéticas en sus propiedades mecánicas en los tres parámetros críticos que representan la fuerza mecánica de una fibra, la extensibilidad y la rigidez.

“Hemos ofrecido una plataforma completa para la producción masiva de seda de araña nativa. Esta plataforma nos permitirá tener mejores aplicaciones industriales y biomédicas para la seda de araña. Por otra parte, muchos otros biomateriales parecidos a la seda, como la elastina, el colágeno, el lino, la resilina y otras proteínas que tienen características similares a la proteína de la seda de araña podrían obetenerse exitosamente mediante esta metodología.

Referencia

Xiao-Xia Xia, Zhi-Gang Qian, Chang Seok Ki, Young Hwan Park, David L. Kaplan, and Sang Yup Lee. Native-sized recombinant spider silk protein produced in metabolically engineered Escherichia coli results in a strong fiber. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2010; DOI: 10.1073/pnas.1003366107

Científicos estadounidenses han descubierto que la exposición al ADN extracelular (eDNA) como consecuencia de la muerte celular detiene la capacidad de adhesión de las células que permanecen vivas. Esto evita que las células se unan a las biopelículas bacterianas donde hay bacterias muertas. Es decir, las células se vuelven más pegajosas y por lo tanto más propensos a escapar de la colonia adonde las condiciones pueden ser mejores.

El inofensivo Caulobacter viven en lugares muy pobres en nutrientes, por ejemplo en ambientes acuáticos como lagos, ríos, e incluso el agua del grifo. Al igual que muchas otras bacterias, las biopelículas de Caulobacter forma agrupaciones de células en una matriz pegajosa producida por las propias bacterias. Las bacterias en biopelículas son más resistentes a los depredadores y los antibióticos, y se ven menos afectadas por el estrés ambiental. Sin embargo, si las condiciones ambientales empeoran, quedarse atrapado en la biopelícula puede ser una desventaja para las bacterias que la forman.

Esto presenta un problema especial para Caulobacter. En 2006, el microbiólogo Yves Brun, investigador principal del proyecto, y sus colegas de la Universidad Brown demostraron que el pegamento de azúcar y proteínas que las bacterias utilizan como matriz de la biopelícula es el más fuerte pegamento conocido en la naturaleza. Una vez que una célula se une a la colectiva, queda atrapada ahí.

Caulobacter resuelve el problema de quedarse atascado en condiciones de pobreza mediante la producción de un clon de sí mismo a través de la replicación celular. La célula madre heroicamente se queda atrás. Sin embargo, la célula hija, llamada Enjambre comienza su vida con un flagelo, que le permiten moverse a través del agua. La hija tiene la opción de la natación para distanciarse de su madre y sus parientes en la biopelícula, o de establecerse en el biofilm mismo donde nació.

“Parece que un producto de la muerte celular puede ayudar a estas células a elegir en que entorno vivir y determinar si éste es un buen lugar para instalarse”, dijeron los autores

Como ocurre a menudo en la ciencia, el descubrimiento fue el resultado de la serendipia.

Primero vieron si las bacterias estaban produciendo algo que les permitía cambiar entre estos dos estados muy diferentes de la vida bacteriana, quedarse donde nacieron en la biopelícula o dispersarse para colonizar nuevas superficies. Encontramos que el DNA liberado por las células muertas, producto de la lisis, se vinculaba directamente al disco adhesivo de las células del recién nacido haciéndolo menos pegajoso.  Es decir, es como tener una sustancia pegajosa en su yema del dedo y cubrirlo con polvo – una vez que el disco adhesivo está recubierta con el eDNA, no puede adherirse a una nueva superficie, por lo que la célula es más probable que nade en busca de otros nichos.

Los investigadores no saben con certeza si la conducta de escape de las células es el resultado de un accidente – un accidente feliz de que el disco de fijación y eDNA interactuan – o si la interacción representa un proceso activo que se ha modificado y ajustado a través de la selección natural. Independientemente, más células se mueren en peores ambientes, produciendo más eDNA, y estimulan más la dispersión de las nuevas células.

¿Qué mejor manera de detectar si el medio ambiente es malo para la especie que ser sensible a las muertes de sus parientes cercanos? En general, las biopelículas son buenas para las bacterias. Pero cuando sus hermanos empiezan a morir a tu alrededor, sabes que es hora de encontrar un lugar mejor para vivir “.

“¿Cómo Caulobacter discriminar entre sus hermanos de ADN de otro ADN en el medio ambiente?” Kysela preguntó. “Está claro que hay algo especial acerca del DNA de Caulobacter, ya que las células ignoran la natación con el ADN de especies no relacionadas. Todo lo que hemos visto hasta ahora indica que hay algo en la secuencia particular del ADN de Caulobacter que es responsable, pero aún estamos descubriéndolo.

Una gran cantidad de especies bacterianas alternan sus vidas entre las biopelículas y la vida libre. Será interesante ver si estas especies también responde a su propio ADN.

Referencia

Cécile Berne, David T. Kysela, Yves V. Brun. A bacterial extracellular DNA inhibits settling of motile progeny cells within a biofilm. Molecular Microbiology, 2010; DOI:10.1111/j.1365-2958.2010.07267.x

En un nuevo informe de investigación publicado en línea en el diario FASEB estos científicos utilizaron ratones para demostrar que una cepa específica de Lactobacillus reuteri disminuye la fuerza de las contracciones musculares en los intestinos en cuestión de minutos de exposición. Esta bacteria ocurre naturalmente en el intestino de muchos mamíferos y se pueden encontrar en la leche materna humana. Este descubrimiento sugieren que el aumento de la inla gesta de esta bacteria puede ayudar a aliviar los síntomas de una amplia gama de trastornos digestivos, como el síndrome del intestino irritable, enfermedad inflamatoria intestinal, los trastornos funcionales del intestino y el estreñimiento.

“Científicamente los nuevos enfoques nutricionales intentan corregir el desequilibrio potencial de las bacterias en el intestino y así promover una mejor salud y posiblemente restaurar la salud en las enfermedades asociadas a estos desequilibrios”, dijeron los autores.

Para hacer este descubrimiento, los científicos expusieron a la bacteria Lactobacillus reuteri a pedazos del intestino delgado  tomado de los ratones sanos y de los ratones no tratados previamente. La bacteria fue introducida en una solución salina caliente que fluye a través del lumen del intestino y la presión causada por las contracciones naturales se midieron antes, durante y después de agregar la bacteria. La relajación del tejido muscular liso se comparó con la acción de la bacteria. Los investigadores también probaron la actividad eléctrica de las células nerviosas sensoriales presentes en el intestino.

Esta investigación muestra que la relación entre los humanos y los microbios puede ser beneficiosa para ambos. De seguro este nuevo Lactobacillus encuentará un lugar en los innumerables productos probióticos que se ofrecen hoy dia en el mercado.

Referencia

Bingxian Wang, Yu-Kang Mao, Caroline Diorio, Michael Pasyk, Richard You Wu, John Bienenstock, and Wolfgang A. Kunze. Luminal administration ex vivo of a live Lactobacillus species moderates mouse jejunal motility within minutes. FASEB J., DOI: 10.1096/fj.09-153841

El Santo Grial y la esencia misma de la Astrobiología son las investigaciones de la posible existencia de vida en otros planetas. La búsqueda de vida particularmente en Marte sigue siendo un objetivo declarado del Programa de Exploración de la NASA. A fin de preservar los ambientes prístinos,  las naves espaciales que visitan Marte están sujetos a una esterilización diseñado para evitar la contaminación de la superficie marciana.

Pese a los esfuerzos de esterilización para reducir la carga biológica en las naves espaciales, algunos estudios recientes han demostrado que diversas comunidades microbianas permanecen en el momento del lanzamiento. La naturaleza estéril de as instalaciones de montaje de la nave garantiza que sólo las especies más resistentes sobreviven, incluyendo Acinetobacter, Escherichia coli, Estafilococos y Estreptococos.

Un grupo de investigadores de la Universidad de Florida Central replicaron las condiciones de Marte mediante la inducción de la desecación, hypobaria, las bajas temperaturas y la radiación UV. Durante el estudio de una semana se encontraron con que Escherichia coli un contaminante potencial de las naves espaciales, probablemente puede sobrevivir pero no crecer en la superficie de Marte si fuera protegido de la radiación UV por finas capas de polvo o nichos con protección UV en las naves espaciales.

“Si la supervivencia microbiana a largo plazo es posible en Marte, a continuación, pasadas y futuras exploraciones de Marte puede proporcionar el inóculo microbiano para la siembra en Marte de la vida terrestre”, dicen los investigadores. “Por lo tanto, una diversidad de especies microbianas deben ser estudiadas para caracterizar su potencial de supervivencia a largo plazo en Marte”.

Referencia

B. J. Berry, D. G. Jenkins, A. C. Schuerger. Effects of Simulated Mars Conditions on the Survival and Growth of Escherichia coli and Serratia liquefaciens. Applied and Environmental Microbiology, 2010; 76 (8): 2377 DOI: 10.1128/AEM.02147-09

La rapamicina (a mi me gusta llamarla rapanuicina), es un fármaco inmunosupresor utilizado para prevenir el rechazo en el trasplante de órganos, y especialmente en los trasplantes de riñón. Originalmente fue desarrollada como un agente antifúngico, sin embargo, su gran éxito vino cuando se descubrió que tenía potentes propiedades inmunosupresoras y antiproliferativas. Desde entonces se ha demostrado que prolonga la vida de los ratones y también puede ser útil en el tratamiento de ciertos cánceres.

Científicos de la Universidad de Texas han descubierto en un modelo murino de la enfermedad de Alzheimer que esta droga de la Isla de Pascua capaz de “rescatar” el déficit de memoria y de aprendizaje en estos ratones.
El estudio, publicado en el Journal of Biological Chemistry, ofrece la primera evidencia de que el medicamento es capaz de revertir el Alzheimer en un modelo animal. Las lesiones en estos ratones modelos son similares a los observadas en los cerebros de las personas que mueren con la enfermedad de Alzheimer y la rapamicina fue capaz de reducir estas lesiones en el cerebro de los ratones.

“Nuestros hallazgos pueden tener una implicación clínica profunda”, dijeron los autores. “Debido a que la rapamicina es un droga aprobada por la FDA, un ensayo clínico como terapia contra la enfermedad de Alzheimer podría comenzar con bastante rapidez.”

Durante 10 semanas los ratones modelo con la enfermedad de Alzheimer fueron alimentados con rapamicina. Al final de las 10 semanas, los ratones fueron examinados en un artefacto llamado el laberinto de Morris, una especie de piscina en miniatura utilizada para evaluar el aprendizaje y la memoria en los roedores. Al final de las pruebas de comportamiento, los cerebros de los ratones fueron analizados para determinar los efectos de la rapamicina sobre las lesiones que indican la enfermedad de Alzheimer.

Si bien queda por determinar si los resultados obtenidos en los ratones podría traducirse en los humanos, estos hallazgos pueden conducir a una nueva intervención terapéutica para el tratamiento de Alzheimer.

Referencia

Antonella Caccamo, Smita Majumder, Arlan Richardson, Randy Strong, Salvatore Oddo. Molecular interplay between mTOR, Aβ and tau: Effects on cognitive impairments. Journal of Biological Chemistry, 2010; DOI: 10.1074/jbc.M110.100420

Un estudio reciente, publicado en la Revista de Farmacología y Terapéutica Experimental demuestra en ratas que una versión más estable de CocE, el doble mutante o DM CocE, redujo significativamente el deseo por la cocaína y prevenió de la muerte por sobredosis de cocaína.

En el estudio, las ratas fueron entrenadas para autoadministrarse cocaína pulsando un botón en su jaula, imitando la necesidad de dosis regulares de la droga durante la adicción. Las ratas tratadas con la forma mutante DM CocE pulsaron el botón para recibir la cocaína con menos frecuencia, lo que sugiere que la DM-Coce redujo la adicción a la droga.

DM-CocE es muy específica para la cocaína pues cuando se realizaron ls experimentos con un análogo, la dependencia se mantuvo. Los investigadores señalaron que la enzima DM-CocE también proporcionó “una protección duradera” contra los efectos tóxicos de una dosis potencialmente letal.

Aunque los efectos de CocE se puede superar una dosis suficientemente grande de cocaína, los resultados sugieren que CocE tiene un gran futuro como tratamiento para el abuso de drogas.

Ya aparecerán los que quieran hacer probióticos para adictos con bacterias que sobreexpresen esta enzima.

Referencia

Collins GT, Brim RL, Narasimhan D, Ko MC, Sunahara RK, Zhan CG, Woods JH. J Cocaine esterase prevents cocaine-induced toxicity and the ongoing intravenous self-administration of cocaine in rats. Pharmacol Exp Ther. 2009 Nov;331(2):445-55. Epub 2009 Aug 26.

Para ser exactos científicamente deberíamos señalar que fue el tabaco el causante principal de la muerte del “Gitano”. Sus cuatro cajetillas diarias son en definitiva quienes le pasaron la cuenta. Pero, ¿quién le dio el tiro de gracia? ¿Qué es una sepsis y qué bacteria fue la culpable en el caso de Sandro?

En medicina, se entiende por sepsis al síndrome de respuesta inflamatoria sistémica (SRIS) provocado por una infección microbiana grave que causa un daño en los tejidos y órganos. Esta grave respuesta del organismo frente al daño se desarrolla como respuesta a los microbios presentes en la sangre, la orina, el pulmón, la piel u otros tejidos.

En el caso de Sandro la bacteria causante de su infección fatal fue Acinetobacter baumannii, una bacteria que se encuentra frecuentemente en las infecciones en los hospitales y sobre todo en los pacientes debilitados, como Sandro.

Esta bacteria es capaz de sobrevivir en diversas superficies (tanto húmedas como secas) en el ámbito hospitalario. Ocasionalmente son aislados de los productos alimenticios y algunas cepas son capaces de sobrevivir sobre diversos equipos médicos e incluso sobre la piel humana sana. A todo esto habría que añadirle una gran capacidad para resistir los antibióticos.

Curiosamente las especies de Acinetobacter se consideran en general no patogénicas para los individuos sanos. Sin embargo, varias especies persisten en los entornos hospitalarios y causan infecciones graves que ponen en peligro la vida de los pacientes. La mayoría de las infecciones ocurren en individuos inmunocomprometidos.

A Sandro, como a todos los pacientes que son transplantados, para evitar que el sistema inmune rechace el nuevo órgano se les disminuyen su capacidad de defenderse casi a cero. Eso hace que bacterias que usualmente no causarían una infección generalizada, se vuelvan patogénicas en los pacientes inmunocomprometidos. Es como atacar a un enemigo desarmado.

Por su parte la bacteria encontrada en Sandro es la segunda no fermentante más frecuentemente aislada en muestras humanas. El espectro de resistencia de A. baumannii a los antibióticos, junto con sus capacidades de supervivencia lo hacen una amenaza seria para los hospitales, tal como se documenta por los brotes recurrentes incluso en los países desarrollados.

Resumiendo, una combinación fatal de Nicotina y la bacteria Acinetobacter baumannii hizo que se extinguiera una de las artistas más carismáticos de hispanoamérica. Primero la “Negra” Mercedes Sosa y ahora el “Gitano” Sandro. Cuanto los vamos a extrañar !!!

Referencia:

Giamarellou H, Poulakou G. Multidrug-resistant Gram-negative infections: what are the treatment options? Drugs. 2009;69(14):1879-901. doi: 10.2165/11315690-000000000-00000.