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Casi listo el detector mexicano del gran colisionador

  • 9 marzo 2015
  • Autor: Cinvestav
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Casi listo el detector mexicano del gran colisionador
El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) es el dispositivo experimental más impresionante de la historia: un anillo de 27 kilómetros de circunferencia, a 100 metros bajo tierra, donde se hacen chocar protones con la finalidad de analizar las partículas resultantes mediante una serie de detectores de alta tecnología. En cada evento se hacen colisionar 600 millones de protones por segundo; sin embargo, sólo 400 millones de estos contactos son estudiados porque en ellos se destruyen en su totalidad las micropartículas. Con el propósito de analizar los 200 millones de colisiones por segundo restantes, científicos mexicanos encabezados por Gerardo Herrera Corral, investigador del Departamento de Física del Cinvestav, propusieron el diseño, construcción e instalación de un nuevo detector en el experimento ALICE, (A Large Ion Collider Experiment), dedicado a recrear el origen del universo. Este nuevo detector denominado Alice Difractive (AD), está compuesto de dos segmentos y analizará un tipo de interacción de los protones que no se habían estudiado antes, en la que no se presenta una colisión de manera frontal, sino que se da de manera rasante generando radiación, sin llegar a destruir los protones. Las dos partes de este nuevo detector ya fueron instaladas por el equipo mexicano, donde también participa Ildefonso León Monzón, de la Universidad de Sinaloa. En este momento, todas las partes del detector se encuentran en la fase de conexión con la electrónica para empezar a realizar las pruebas de lectura y tener listo todo el equipo al momento que reinicie su operación el LHC en marzo, después de su paro técnico por mantenimiento. En el 2009, los físicos del Cinvestav empezaron el proyecto y para el 2014 se sumaron 11 grupos, con un total de 27 científicos. La propuesta del grupo mexicano medirá las colisiones difractivas que representan 30% del total de colisiones generadas en cada evento del LCH. “Mucha gente piensa que aquí se pude manifestar física nueva”, explicó Herrera Corral, y añadió que existe la posibilidad de producir el Bosón de Higgs en los choques difractivos. A decir de Herrera Corral, conseguir este propósito sería una expectativa muy novedosa y revolucionaria, con la ventaja de que aparecería un Higgs limpio, sin la radiación aparecida en las colisiones frontales. El grupo mexicano en ALICE es la principal participación de Latinoamérica en el Gran Colisionador, “tenemos propuestas propias funcionado, es algo que no tiene precedente en la historia de la ciencia en el país”, sostuvo.

Las alergias pueden favorecer el desarrollo de padecimientos crónicos: Cinvestav

  • 9 marzo 2015
  • Autor: Cinvestav
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Las alergias pueden favorecer el desarrollo de padecimientos crónicos: Cinvestav
Las alergias afectan a 40 por ciento de la población mundial y en general no tienen cura, pues los fármacos disponibles sólo controlan los síntomas y no resuelven el problema inmunológico de fondo. Sin embargo, no someterse a tratamiento médico puede favorecer el desarrollo de enfermedades crónico-degenerativas y desencadenar afecciones severas como asma o fibrosis pulmonar. Pese a que las alergias son muy comunes y hay terapias para minimizar sus efectos (fármacos, vacunas, entre otros), se desconocen los detalles de los mecanismos moleculares que las desencadenan, por lo que investigadores encabezados por Claudia González Espinosa, del Departamento de Farmacobiología del Cinvestav, estudian este proceso para identificar blancos terapéuticos a fin de mejorar los tratamientos actuales. González Espinosa ha estudiado los mecanismos de activación de las células cebadas (CC) -localizadas en la piel, las mucosas del tracto digestivo y el aparato respiratorio-, que son responsables del inicio de las alergias, caracterizando a dos proteínas: las cinasas Fyn y Lyn que pueden utilizarse como blanco terapéutico. Pero de acuerdo con la experta, "aún hay que evaluar más detalladamente su papel, pues no se pueden inhibir esperando resultados positivos, porque pueden tener otra función y se ocasionaría un efecto colateral". Dichas proteínas inician una cascada de eventos que culmina con la salida de sustancias que provocan la inflamación. Esas células inician la reacción inflamatoria alérgica cuando reconocen a los anticuerpos del tipo IgE (inmunoglobulina tipo E) unidos a los alérgenos a través de un receptor específico. Explicó que las CC tienen en su superficie receptores para anticuerpos que reconocen a los alérgenos (polvo casero, granos de polen, alimentos, entre otros) y que reaccionan a los complejos de anticuerpo-alérgeno secretando citocinas pro-inflamatorias para alertar al organismo. En una respuesta inmune normal contra algún patógeno, el organismo debe producir inmunoglobulina tipo G, para proteger al organismo, pero las personas alérgicas producen inmunoglobulina tipo E contra sustancias no dañinas (alérgenos). Cuando se activan las CC, se produce una reacción de inflamación, es decir, enrojecimiento de la parte afectada, comezón, dolor, y aumento en la temperatura local. Estos síntomas se pueden manifestar promoviendo la constricción del músculo bronquial, el lagrimeo de los ojos y la producción de moco, dependiendo de donde se presente el alérgeno. Sin embargo, la integrante del Sistema Nacional de Investigadores Nivel II aclaró que el papel fisiológico de las células cebadas no es provocar alergias, sino que son fundamentales en el sistema inmune, pues son clave en la defensa contra las bacterias, virus y hongos. Destacó que entender la fisiología de las CC es muy importante, por ello "estamos probando inhibidores de las moléculas blanco en modelos animales, con el fin de encontrar mejores terapias para las enfermedades alérgicas. Incluso, podrían utilizarse contra las alergias fármacos que ya existen en el mercado para otros fines", señaló la científica del Cinvestav. Claudia González Espinosa, ganadora del Premio Nacional de Investigación de la Fundación Glaxo Smith-Kline y Funsalud en 2013, destacó que algunas alergias desaparecen con la edad, debido a que se dejan de producir ciertas hormonas, o la persona se aleja del alérgeno responsable de su afección, pero lo más aconsejable es que al detectar que se tiene este padecimiento, el paciente se someta a tratamiento médico. Hay varios factores que llevan a que una persona desarrolle alergias, desde la predisposición genética (condición que se conoce como atopia), hasta la historia de estímulos inmunológicos que haya tenido una persona. Existe, por ejemplo, una hipótesis que propone que la ausencia de exposición a bacterias en la infancia ocasiona una mayor probabilidad de desarrollar alergias en la edad adulta, por lo que es necesario seguir investigando sobre los mecan

Revelan claves para detener la metástasis

  • 9 marzo 2015
  • Autor: Cinvestav
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Revelan claves para detener la metástasis
El 98 por ciento de los decesos en cánceres no detectados a tiempo son debidos a la metástasis, es decir, la propagación de células malignas hacia órganos o tejidos cercanos al tumor primario, por lo que entender este proceso ayudaría a evitar la muerte de miles de personas. Por ello, investigadores del Cinvestav, encabezados por Isaura Meza, del Departamento de Biomedicina Molecular, desde hace cinco años se han interesado en entender los procesos que intervienen para que las células cancerosas se conviertan en células metastásicas. Luego de identificar los genes, como el SNAIL1, que se están expresando en el proceso de señalización que antecede a la metástasis -señaló la pionera en México en el estudio del citoesqueleto-, el siguiente paso será entender cuál es el mecanismo que regula su expresión. “Esto nos permitirá tener una idea más clara de la diferencia entre las células que empiezan la metástasis y las que no, con el objetivo de buscar una forma para mantener un tumor ‘encapsulado’”. La científica detalló que luego de varias pruebas realizada in vitro con células de cáncer mamario expuestas a la citocina pro-inflamatoria IL-1β, observaron cómo se activa una cadena de reacciones químicas (llamadas vías de señalización), que inician cambios a varios niveles en la conducta de las células que preceden a la metástasis, es decir, la transformación que sufren al desprenderse de un tumor canceroso e invadir otros órganos. Dicha vía, identificada por primera vez en el caso de cáncer mamario, fue reportada por la investigadora del Cinvestav y su grupo de trabajo en la revista Cancer Letters en septiembre pasado, sentando un importante precedente en este tipo de estudios. Esta “involucra varios pasos, desde cambios estructurales en las células que les permiten desprenderse de otras en el tumor, su desplazamiento hacia la matriz extracelular por adquisición de formas que les permiten la migración a otros sitios en el organismo, la síntesis de proteínas especiales, la expresión de ciertos genes, así como el apagamiento de otros, la participación de varias enzimas, particularmente las que fosforilan y desfosforilan a las proteínas, entre otros”. La integrante del Sistema Nacional de Investigadores Nivel III comentó que otra de las claves ha sido entender el funcionamiento y organización del citoesqueleto en las células tumorales, ya que al ser inducidas por la citocina inflamatoria a sufrir una transición hacia células metastásicas, requieren de la maquinaria celular que les permitirá moverse y migrar a otros sitios y que es precisamente proporcionada por el citoesqueleto. En este nivel se presentan los primeros indicios de malignidad y por lo tanto sería factible proponer terapias que se anticipen o detengan la metástasis y así impedir el desarrollo de nuevos tumores en el organismo. Por lo pronto ha iniciado una búsqueda utilizando la metodología de secuenciación masiva de los genes que se expresan en las células inducidas a la metástasis, para buscar otros que pudieran estar involucrados en la transición, comentó la también miembro de la Academia Mexicana de las Ciencias. Sin embargo, Isaura Meza aclaró que las citosinas son importantes para nuestro organismo, “ya que son sustancias involucradas en regular las defensas del mismo ante agentes patógenos. Se localizan en los sitios donde hay inflamación y las hay de dos tipos: proinflamatorias y anti inflamatorias. “Ante la presencia de un agente extraño al cuerpo éste reacciona y secreta citosinas proinflamatorias como una forma de alerta, al tiempo que secreta citosinas antiinflamatorias para controlar el proceso de inflamación. Cuando la respuesta del sistema inmune no es buena, la inflamación sale de control y causa daño en los tejidos que puede conducir a una enfermedad. Este sería el caso que estudiamos en un tumor canceroso”, dijo. Por último, la profesora Emérita del Cinvestav añadió que otro logro de la investigación fue la clonación de células cancerígenas del tumor mamar

Cinvestav usa amaranto para potenciar el efecto de los bioinsecticidas agrícolas

  • 9 marzo 2015
  • Autor: Cinvestav
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Cinvestav usa amaranto para potenciar el efecto de los bioinsecticidas agrícolas
Científicos del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) usan el almidón extraído del amaranto para mejorar la efectividad de bioinsecticidas utilizados en el sector agrícola. En el proyecto participan investigadores de las unidades Irapuato, Querétaro y Zacatenco del Cinvestav, en el que emplean almidones obtenidos del amaranto para encapsular esporas y cristales de una bacteria llamada Bacillus thuringiensis , que es actualmente el bioinsecticida más utilizado a nivel comercial. Fernando Martínez Bustos, colaborador de la investigación, refiere que el Bacillus thuringiensis es utilizado desde hace algunas décadas en el campo; sin embargo, la efectividad de su persistencia está sujeta a las condiciones climatológicas y a su exposición a los rayos ultravioleta del sol, lo que ha resultado una limitante para su eficiencia durable. Por ello, dijo el investigador adscrito al Cinvestav Unidad Querétaro, con esta investigación se buscó desarrollar un material para proteger a este bioinsecticida de diversos factores ambientales adversos y que pudiera adherirse mejor a las diversas partes de las plantas. “Nos dimos a la tarea de evaluar el almidón del amaranto como agente encapsulante porque se trata de un polímero biodegradable de dimensiones pequeñas (el granulo mide entre una y tres micras), económico y que tiene la facilidad de adherirse a las hojas de las plantas. Pero tuvimos que modificarlo químicamente para conferirle un carácter hidrofóbico (repelente al agua) y pudiera proteger más al bioinsecticida y ser persistente en el ambiente”, expuso Martínez Bustos. Explicó que las microcápsulas de almidón pueden liberar el bioinsecticida con diversos mecanismos como la presencia de agua o humedad en el medio ambiente, y así erradicar la plaga cuando consume el bioinsecticida. El componente activo de las microcápsulas presenta su efecto tóxico después de ser ingerido por insectos en su estado larvario. Las protoxinas se liberan en el interior de la larva y perforan su intestino, provocando la muerte. Por su parte, Jorge Ibarra Rendón, investigador del Cinvestav Unidad Irapuato, quien se encargó de realizar las pruebas, comentó que la formulación de Bacillus thuringiensis encapsulado en almidón de amaranto tuvo buenos resultados a nivel laboratorio, por lo que la siguiente etapa es aplicarlo en el campo para conocer su comportamiento. “El análisis consistió en exponer el bioinsecticida con muestras de larvas de un insecto llamado Manduca sexta o gusano de cuerno del tabaco a nivel de laboratorio, donde se pudo comprobar que la toxicidad de la bacteria continuaba siendo letal para la plaga. Es decir que no perdía efectividad al estar encapsulada con el almidón del amaranto”, comentó Ibarra Rendón. El grupo de investigadores decidió aplicarlo con larvas de gusano de tabaco debido a que se trata de una plaga con características similares a otros insectos que afectan a productos agrícolas, como tomates o papas. Ahora se realizarán pruebas de campo para comprobar que las microcápsulas de almidón de amaranto sirven como protector. En la investigación también participó Josefina Barrera Cortés, del Departamento de Biotecnología del Cinvestav, quien estuvo encargada de proveer el componente activo de la microcápsula: el complejo esporas-cristales del Bacillus .

Cinvestav Diseña microchip para disminuir muerte en recién nacidos

  • 9 marzo 2015
  • Autor: Cinvestav
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Cinvestav Diseña microchip para disminuir muerte en recién nacidos
Una mala higiene en el hospital o nacimiento prematuro son algunos factores por las que un recién nacido puede contraer sepsis, una enfermedad que en México afecta hasta a 15 de cada mil neonatos, y causa la muerte a 25 por ciento de los afectados. Es por ello que científicos del Cinvestav desarrollan un microchip para detectar la bacteria causante de la enfermedad. Si bien este padecimiento infeccioso puede ser tratado, su éxito está sujeto a un diagnóstico oportuno, objetivo que persigue este desarrollo realizado por José Luis García Cordero, investigador del Cinvestav Unidad Monterrey, al ofrecer resultados del diagnóstico en cuatro horas a partir de pequeñas muestras sanguíneas. Se trata de un dispositivo transparente desarrollado con las mismas técnicas con las que se producen los semiconductores eléctricos, sólo que en lugar de silicio se emplean acrílicos y silicones (similares a los utilizados en la fabricación de lentes de contacto), y en vez de cargas eléctricas lo que pasa por ellos son muestras de suero de sangre del recién nacido. De acuerdo con García Cordero, al circuito se introducen unas microperlas magnéticas hechas de óxido de fierro. "La idea es que las perlas atrapen a las bacterias, por ello están cubiertas de anticuerpos específicos hacia ciertas proteínas que se expresan en la superficie de los microorganismos", señaló. Una vez capturadas las bacterias que pudieran estar relacionadas con la sepsis, se procede a revisar su ADN dentro del mismo chip, con técnicas de PCR y de sondas (microarreglos) para identificar aquellas que causan la enfermedad, y de esa manera se puedan prescribir un tratamiento específico hacia el microorganismo responsable. Hasta ahora, el diagnóstico de la sepsis neonatal se realiza con técnicas de hemocultivo que no identifica con precisión el tipo de bacteria que causa la enfermedad, por lo que los médicos deciden atenderla con un coctel de antibióticos. Además, este método tarda de tres a cinco días en arrojar los resultados, a diferencia del dispositivo que se desarrolla en el Cinvestav Unidad Monterrey, que en tan solo cuatro horas determinaría al patógeno causante de la infección. García Cordero explicó que otra ventaja que presenta el microchip que desarrollan en el Laboratorio de Ciencia y Tecnología de Microfluídica Aplicada es que requiere entre 10 a 100 microlitros de muestra de sangre, equivalente a 10 gotas, por lo que resulta conveniente pues a los recién nacidos no pueden extraerles demasiado fluido. Según el experto del Cinvestav, quien es miembro del Sistema Nacional de Investigadores nivel I, la intención de este proyecto es desarrollar en un lapso de dos años un kit de diagnóstico de sepsis que pueda ser utilizado por personal de clínicas rurales y de primer nivel, que son los lugares donde más se atienden los partos. Por ello, trabajan en simplificar el sistema para que las enfermeras sólo se encarguen de cargar los microchips de diagnóstico con las perlas magnéticas y la muestra de sangre, y el resto del dispositivo opere de forma autónoma a fin de detectar el tipo de bacterias que originan la sepsis neonatal. Cabe destacar que en este proyecto, el Laboratorio de Ciencia y Tecnología de Microfluídica Aplicada trabaja en colaboración con Vianney Ortiz Navarrete, experto del Departamento de Biomedicina Molecular del Cinvestav, y con personal del Instituto Nacional de Perinatología, de la Secretaría de Salud.
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Última actualización: 13 de Diciembre 2017

 

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