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Compuestos marinos, una alternativa contra el alzheimer

  • 30 abril 2015
  • Autor: Cinvestav
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Compuestos marinos, una alternativa contra el alzheimer
Los esfuerzos científicos por descubrir nuevos compuestos útiles en terapias contra el Alzheimer han llevado a los investigadores a buscar alternativas en distintos ambientes, incluso en el mar. Tal es el caso de los briozoos, un filo de animales marinos con apariencia de musgo que producen compuestos conocidos como frustraminas, sustancias que inhiben enzimas reguladoras del sistema colinérgico, que a su vez se relacionan con procesos de memoria y aprendizaje. Por ello, investigadores del Departamento de Química del Cinvestav han desarrollado métodos de síntesis para esta familia de frustraminas, a fin de llevar a cabo estudios biológicos detallados sin afectar el equilibrio ecológico de ecosistemas frágiles, como es el hábitat de los briozoos. De acuerdo con Martha Sonia Morales Ríos, responsable de la investigación, durante el proceso de degeneración neurofibrilar que caracteriza a la enfermedad de Alzheimer se produce una disminución notable en los niveles de neurotransmisores colinérgicos, lo que se ha relacionado con pérdida de neuronas colinérgicas en regiones del cerebro implicadas en los procesos de memoria y aprendizaje. Por ello, hasta ahora los únicos tratamientos farmacológicos que actualmente se administran para la mejora cognitiva de los pacientes son los llamados fármacos colinérgicos. De allí la importancia de sintetizar las frustraminas en el laboratorio. “Al contar con pocos gramos de las flustraminas puras, que representan varias toneladas del organismo marino (briozoos), está en la posibilidad de continuar realizando estudios biológicos detallados, con la posibilidad de ampliar las investigaciones a otros posibles blancos terapéuticos en el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer”, apuntó Morales Ríos. Los fármacos colinérgicos retrasan la evolución de los síntomas de la enfermedad de Alzheimer, pero no actúan sobre las lesiones cerebrales que siguen su evolución. Por ello, los científicos confían en encontrar nuevas líneas terapéuticas orientadas a limpiar los depósitos de proteína beta-amiloide que se acumulan en el cerebro de los pacientes con Alzheimer, desarrollando una nueva serie de fármacos conocidos como los inhibidores de beta-sacretasa. “Ese es el efecto que buscamos que tengan las frustraminas obtenidas por síntesis química o la de sus análogos, por lo que continuamos realizando estudios biológicos, en colaboración con el Departamento de Farmacología del Cinvestav. Los resultados de esta investigación son sin duda de interés para la industria farmacéutica,” comentó la investigadora. De hecho, Morales Ríos ha sido merecedora a diversos reconocimientos por parte del sector académico y de la industria farmacéutica por sus estudios en torno a las sustancias obtenidas de especies marinas, como es el caso de los premios Canifarma, en 2008, y el de Investigación Médica “Dr. Jorge Rosenkranz”, en 2009. El último de ellos fue el Premio de la Academia Iberoamericana de Farmacia 2014, otorgado por su trayectoria de más de tres décadas en la investigación y aporte a la formación de recursos humanos en el área farmacéutica. El reconocimiento, que consta de 3 mil euros, fue entregado el pasado 27 de enero en la Universidad de Sevilla, España.

Cinvestav diseña un kit para detectar cáncer de forma temprana

  • 30 abril 2015
  • Autor: Cinvestav
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Cinvestav diseña un kit para detectar cáncer de forma temprana
En la actualidad, la detección del cáncer se da mayormente cuando los síntomas se manifiestan y no en las primeras etapas cuando es menos complejo combatirlo, por ellos, investigadores del Cinvestav trabajan en la creación de un kit de diagnóstico para identificar en fases tempranas la presencia de un tumor, con tan sólo una muestra de sangre. Luis Marat Álvarez, científico del Cinvestav ha estudiado desde hace años a los microARNs (microRNAS o miRNAs por sus siglas en inglés), es decir, moléculas pequeñas de ácido ribonucleico (encargadas de transferir la información genética) que en la última década se han descubierto como reguladores maestros de la expresión génica, pero que ante la presencia de cáncer se encuentran alterados. De acuerdo con Marat Álvarez, “la propuesta es poner el ácido nucleico extraído de una muestra de tejido la cual nos dé una señal para saber si tiene alguna alteración o no”. Por lo pronto la investigación está enfocada en la detección de cáncer cervical. Incluso, en el Laboratorio de Terapia Génica del Departamento de Genética y Biología Molecular del Cinvestav, dirigido por el experto, el estudio de los microARNs va más allá de la detección, pues se busca modificar las células cancerosas para detener su generación, evitando el desarrollo de la enfermedad y, por otro lado, intentar llevar la célula anormal hacia una muerte programada (apoptosis), con la finalidad de que ya no provoque daño. “El foco de la investigación es profundizar en la biología molecular de microARNs que se encuentran alterados en cáncer cervical y analizar cuál es su función, con el objetivo de crear una terapia dirigida a inhibir su expresión e impedir la progresión de la enfermedad”, explicó el investigador, pionero en este tipo de trabajo científico en México. “Hemos estudiado dos microARNs describiendo sus blancos moleculares, y actualmente estudiamos otro que, más que un microARN, es un circuito regulador al parecer alterado en ciertas células de cáncer cervical, pero necesita mayor investigación y análisis clínicos”, explicó Álvarez Salas. En un tumor canceroso las células adquieren características que no tiene una célula normal, proliferan demasiado, tienen un metabolismo alterado y evaden el sistema inmune, entre otras alteraciones, y en todas éstas hay microARNs implicados. Entonces, la idea de la terapia (génica) es impedir que las células sigan desarrollando características anormales mediante la modificación o silenciamiento de la expresión de miRNAs claves para el proceso de transformación maligna. Cuando ciertos miRNAs se expresan de manera diferente en una célula normal se identifican y se toman como blanco para destruir la célula cancerosa; describir esta regulación celular ha permitido completar un esquema de fallas que ocurren cuando una célula normal se transforma en una tumoral. Además, los miRNAs son silenciadores génicos por excelencia y su función principal es impedir la expresión de los genes asociados a actividades regulatorias; inhiben la traducción de las proteínas, es decir, silencian genes (no necesariamente prenden o apagan los genes) e intervienen en su capacidad de expresión, con lo cual determinan la realización de su función.

Cinvestav desarrolla sistema de radioterapia, emite menor radiación

  • 15 abril 2015
  • Autor: Cinvestav
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Cinvestav desarrolla sistema de radioterapia, emite menor radiación
Un nuevo sistema de radioterapia desarrollado por el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav), Unidad Monterrey, ofrece tratar tumores malignos de forma precisa usando rayos-X de energía 1000 veces menor a la empleada en las técnicas actuales, lo que también se traduce en un menor costo, al alcanzar sólo 10 por ciento del valor que actualmente tienen los equipos de radioterapia. Esta tecnología utiliza el principio empleado en la obtención de radiografías por contraste, solo que en lugar de obtener imágenes ataca las neoplasias con la misma efectividad que la radioterapia actual. Desde hace siete años el equipo de investigación del Cinvestav, dirigido por Héctor M. Garnica Garza, estudió las consecuencias de incorporar la solución de medio de contraste en los tumores y después aplicar dosis de radiación, con lo que demostraron que así se absorben mejor los rayos X. Basados en los resultados de sus investigaciones, los expertos del Cinvestav decidieron crear un nuevo sistema de radioterapia capaz de emplear energías en el orden de 100 a 200 kiloelectrón-volts, tales como las empleadas en sistemas de radiografía actuales. “Había reportes de que los pacientes sometidos a procedimientos de imagenología, que emplean medios de contraste basados en yodo para resaltar las zonas a estudiar (suministrados vía intravenosa), mostraban daños en los tejidos debido a la radiación. Lo que hicimos fue emplear ese mismo principio para tratar a los tumores malignos”, explicó Garnica Garza. La solución de yodo, al tener un alto número atómico, es capaz de absorber más rayos-X cuando estos son emitidos a bajas energías debido a un principio físico conocido como efecto fotoeléctrico, en el cual un átomo absorbe por completo la energía de los rayos-X. El diseño del nuevo aparato hace uso de un brazo robótico para guiar de manera precisa la fuente de rayos-X; pero también incorporaron un sistema de monitoreo en tiempo real que permita al operador visualizar al tumor durante la sesión. “Uno de los problemas más comunes que suceden durante la radioterapia es que el tumor queda fuera del campo de radiación debido a que el paciente se mueve por su misma respiración. Por ello, incorporamos un sistema de análisis de imagen que permite a los brazos robóticos que emiten los haces de rayos-X seguir el movimiento del tumor en tiempo real y en tres dimensiones, de tal manera que siempre lo estén irradiando adecuadamente”, explicó Garnica Garza. De acuerdo con el experto del Cinvestav Unidad Monterrey, su sistema de radioterapia puede emplearse para atender cualquier tumor cancerígeno, y tras obtener una patente nacional y otra otorgada en Estados Unidos estima empezar a trabajar en modelos comerciales, en colaboración de inversionistas, para producirlos con un costo que podría ascender al medio millón de dólares por unidad; es decir, 10 por ciento del valor que actualmente tienen los equipos de radioterapia que alcanzan un precio de hasta 5 millones de dólares. “Esos costos podrían ser un aliciente para reducir el déficit que existe en México y otros países en desarrollo en materia de atención médica por radioterapia, ya que el hacer produciendo un sistema más barato es posible que un mayor número de hospitales pueden adquirirlo a fin de atender a más población”, concluyó Garnica Garza.

Desarrolla el Cinvestav simulador quirúrgico

  • 15 abril 2015
  • Autor: Cinvestav
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Desarrolla el Cinvestav simulador quirúrgico
Científicos del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) trabajan en el desarrollo de un sistema virtual de entrenamiento para médicos, que les permita adquirir habilidad, experiencia y seguridad para la realización de operaciones. En un ambiente similar al de un videojuego, los cirujanos pueden practicar en este sistema, el cual está conformado por una pantalla donde se muestra el tejido blando. Además, el usuario puede sentir la imagen por medio del dispositivo háptico (equipo que traslada una sensación de presencia al operador) y cortar el tejido con el mismo dispositivo, pero sintiendo la incisión. El sistema desarrollado por el grupo de neurocomputación del Cinvestav Unidad Guadalajara, liderado por el científico Félix Francisco Ramos Corchado, está basado en un software llamado Sofa-framework. Este proyecto comenzó en Francia y se liberó para que los especialistas que lo deseen puedan tener acceso a él sin problema, bajo las reglas de software de código abierto, ya que uno de sus propósitos es promover la colaboración entre grupos de investigación de todo el mundo. Ramos Corchado mencionó que la principal ventaja que tienen con respecto a otros desarrollos similares es que la tecnología aplicada en el Cinvestav es completamente original, ya que modificaron algunos algoritmos empleados en la simulación de corte de tejidos blandos y el resultado es un software de una calidad superior a la del estado del arte. Por el momento el software está pensado para entrenamiento de médicos en cirugías laparoscópicas, es decir, intervenciones de mínima invasión, en el corte de tejidos blandos (hígado, estómago, tumor y otros). Nuestro sistema daría la posibilidad al practicante de realizar un corte o una sutura tantas veces sea necesario hasta que el usuario domine la técnica, sin la necesidad de sacrificar animales, señaló el investigador del Cinvestav. Además, se tendrán diferentes configuraciones o casos, y el usuario podrá ser evaluado para que observe las consecuencias de sus acciones, que serán calificadas como correctas e incorrectas, a fin de lograr un avance en su preparación. El simulador de cirugías virtuales está dirigido a médicos, instituciones de la salud y educativas. Aunque por el momento no pueden hablar de un costo, ya que el avance es de 70 por ciento y está a nivel de prototipo, sus desarrolladores consideran que podría alcanzar los 100 mil pesos.

Sistema mexicano permite mejorar la funcionalidad de software y hardware a nivel mundial

  • 15 abril 2015
  • Autor: Cinvestav
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Sistema mexicano permite mejorar la funcionalidad de software y hardware a nivel mundial
Un pantallazo azul en Windows 8, el círculo rojo de la muerte del Xbox 360 o apps que marcan error en dispositivos móviles son algunos de los problemas que terminan con la vida de los equipos, que podrían evitarse si antes de lanzarlos al mercado se comprobara su funcionamiento. Con el objetivo de cambiar este paradigma, un investigador mexicano diseñó un programa que permite evaluar y garantizar la eficacia de cualquier software y hardware, con el menor número de pruebas, a fin de lograr un producto libre de errores. José Torres Jiménez, investigador del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN, Unidad Tamaulipas, creó un depósito de información digital de covering arrays, objetos matemáticos que permiten realizar el menor número de pruebas y garantizar la cobertura de la funcionalidad de componentes de software y hardware. Su eficacia garantiza la detección de casi el cien por ciento de los errores, logrando obtener mejores productos. Por ejemplo, al diseñar un software de computadora debe probarse en diferentes equipos, sistemas operativos, procesadores y demás opciones de configuración, a fin de asegurar su eficacia. El mexicano explicó que un covering array es una matriz (semejante a una hoja de cálculo) los renglones representan un experimento y cada columna una variable a controlar. Esta interpretación permite que los covering arrays sean aplicados a cualquier área de la ciencia, como la física, matemática, medicina o química. Los covering arrays, diseñados por el doctor en Ciencias Computacionales, tienen la particularidad de indicar con gran precisión el número necesario de pruebas a realizar, con respecto a una exhaustiva (que prueba todas las configuraciones). Puede disminuirse el test hasta un 99 por ciento, con lo que logra un ahorro de tiempo, esfuerzo, costo y la garantía de la funcionalidad de los productos. Los diez años de preparación para desarrollar distintos covering arrays le abrieron las puertas al investigador del Cinvestav Tamaulipas para recibir una invitación del National Institute of Standards and Technology (NIST) en Washington DC, Estados Unidos y realizar una estancia de investigación. Su estadía en la capital del país vecino no sólo le dio acceso a trabajar con súper computadoras que operan con decenas de miles de microprocesadores cores al mismo tiempo, sino que también existe interés por parte del NIST en aplicar los covering arrays del mexicano para comprobar la efectividad tanto del hardware como del software de dependencias del gobierno estadounidense. Asimismo, el profesor invitado en la división de matemáticas y ciencia computacional del NIST comentó que este tipo de pruebas las deberían hacer todas las compañías desarrolladoras de software para evitar fallas y efectos colaterales ocasionados por su mal funcionamiento, aunque actualmente muchas empresas no están aplicando los covering arrays para mejorar sus procesos de desarrollo. Por otro lado, antes de partir a Washington DC, el doctor Torres Jiménez realizó la transferencia de un programa de cómputo a la compañía Svam International (que se dedica al desarrollo de productos y servicios en tecnologías de la información), el llamado “SvamCA” genera covering arrays, a la medida y le ha permitido a la compañía mejorar sus procesos de desarrollo de software. Al utilizar este sistema se determinan las variables a controlar, los valores de cada factor y se decide el grado de cobertura deseado, como los procesadores o equipos de cómputo. Con esta información se obtiene el covering array, se realizan las pruebas, luego el análisis, se verifican los resultados y se corrigen los errores. La garantía de funcionalidad obtenida puede ser cerca del 100 por ciento. Paralelamente al trabajo del NIST, el investigador del Cinvestav tiene colaboraciones en el centro Security Business Austria de Viena, en la Universidad Estatal de Arizona y Popayán en la Universidad del Cauca en Colombia, estas colaboraciones han ampliado la labor de propici
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