Naturaleza y Biología

Algas verde – azuladas

El verano ya casi está tocando a su fin, pero todavía quedan algunos días para disfrutar del calor…

Este fin de semana ha hecho sol, he ido al lago, a falta de mar, pero no me he podido bañar. El cartel que llevaba todo el verano prohibiendo el baño seguía allí: “Debido a la proliferación de algas verde-azuladas, el baño está prohibido, bajo su propio riesgo”.

¿Pero qué son estas algas verde-azuladas, por las que no nos podemos bañar?

Contrariamente a lo que el nombre y la apariencia podrían sugerir, no son algas, sino bacterias sin núcleo celular. Su color también puede variar dependiendo de la especie; a menudo aparecen más verdes que azules.

El Instituto Leibniz para la Investigación del Mar Báltico en Warnemünde, Alemania, escribe que las bacterias probablemente pertenecen al grupo más antiguo de organismos. “Tienen burbujas de gas en sus células que les dan flotabilidad para que floten en la superficie cuando el mar está en calma.

La mayoría de las más de mil especies diferentes de cianobacterias son inofensivas para la salud, y sólo huelen un poco cuando se descomponen. Sin embargo, algunas forman toxinas. Por esta razón, los bañistas deben tener cuidado cuando las algas verde-azuladas proliferan a gran escala en un lago o en el mar.

¿Qué problemas de salud pueden causar?

Si las algas verde-azuladas entran en contacto con la piel y las mucosas, las personas sensibles pueden experimentar irritación, urticaria, conjuntivitis o dolor de oídos. Si se ingiere el agua, también existe el riesgo de síntomas como náuseas, vómitos, diarrea, fiebre, pero también enfermedades respiratorias. El riesgo aumenta si el cuerpo entra en contacto con las toxinas durante varios días seguidos.

¿Qué aguas están especialmente amenazadas?

Las algas verde-azules encuentran condiciones de vida particularmente buenas en aguas ricas en nutrientes, de flujo lento, estancadas o rezagadas.

Se pueden encontrar en el agua durante todo el año, pero en invierno permanecen en hibernación. Las cianobacterias no comienzan a crecer adecuadamente hasta que alcanzan una temperatura de 10 grados centígrados.

Si hay mucho sol y las temperaturas permanecen muy cálidas, las bacterias pueden multiplicarse repentinamente y a gran escala. Este fenómeno se conoce como floración de algas verde-azuladas, o “bloom”. El alto contenido de fósforo y nitrógeno también favorece su desarrollo masivo. Cuando se produce la “floración”, las bacterias flotan en colonias en la superficie del agua y, por lo tanto, se asemejan a una alfombra….y el baño está prohibido.

¡Buen inicio de semana!

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Curiosidades, Neurociencia

¿Y si tuvieras bacterias en el cerebro… y no fueran malas?

¡Feliz comienzo de semana concienzudXs!

Hasta ahora teníamos la idea de que el cerebro, al igual que el resto del sistema nervioso central, es un sistema inmunoprivilegiado y de difícil acceso para células circulantes de la sangre y organismos patógenos, ya que está recubierto por una capa llamada barrera hematoencefálica que, como su nombre indica actúa como una barrera entre la sangre y el sistema nervioso.

Históricamente se ha considerado que las bacterias son un gran enemigo del sistema nervioso, ya que producen infecciones y enfermedades muy graves, como la encefalitis o la meningitis, que nos pueden llevar a la muerte.

En los últimos 10 años, se ha empezado a hacer un cambio de mentalidad en la investigación en neurociencia, en el que si bien las bacterias que se infiltran al sistema nervioso serían “malas”, porque, como hemos mencionado, son patógenas, habría otras bacterias que podrían estar relacionadas o incluso ser beneficiosas o modificar enfermedades del sistema nervioso, como son la microbiota que forma parte de nuestra flora intestinal. De hecho, esta última afecta a nuestra salud actuando a nivel de diferentes órganos del cuerpo, no sólo del cerebro, sino que controlan nuestro peso, riesgo de padecer ciertas enfermedades, e incluso se han relacionado con depresión y ansiedad. De manera que hay una nueva corriente de investigación en neurociencia que se encarga del estudio de cómo esta microbiota afecta a multitud de enfermedades neurodegenerativas, entre las que se encuentran la esclerosis múltiple, el Parkinson o el Alzheimer.

Sin embargo, y contra todo pronóstico, la semana pasada se publicó una noticia que va a dar un vuelco al mundo de la neurociencia, y es que, según un estudio que científicos de la Universidad de Alabama mostraron en la Society for Neuroscience (un congreso que ha congregado a más de 8.000 neurocientíficos de todo el mundo) han encontrado pruebas de que ¡hay bacterias viviendo en nuestro cerebro!

En esta imagen de microcopía obtenida por el Dr. Roberts se puede ver cómo hay bacterias  (estructuras ovaladas, algunas de ellas con precipitados negros) a la izquierda de una célula sanguínea (la célula gris oscuro de la derecha).

Este descubrimiento supone un cambio de paradigma, porque implicaría que tenemos una “microbiota” propia del cerebro viviendo dentro de él, incluso dentro de sus células. El estudio es preliminar, y los propios autores no descartan que, al haberse realizado en cerebros de cadáveres, estos podrían haberse contaminado. Sin embargo, la posibilidad de que una población de bacterias residente en el cerebro pudiera influir los procesos cerebrales en condiciones fisiológicas y patológicas ha generado una gran expectación.

El estudio en sí se realizó en 34 cerebros, la mitad provinientes de personas sanas y la mitad de personas que padecían de esquizofrenia. Al analizarlos en detalle se han encontrado con que hay bacterias en cada uno de esos cerebros, y que están distribuidas a lo largo de los cerebros, no sólo en regiones localizadas (lo que sugiere que no se trata de una contaminación).

Al encontrarse con este “descubrimiento” decidieron hacer una prueba con ratones de laboratorio, y lo que encontraron les dejó alucinados: los cerebros de ratones normales (con microbiota en su tracto intestinal ) tenían bacterias en el cerebro, mientras que aquellos que no tenían microbiota en su tubo digestivo no tenían bacterias en el cerebro. Es más, las bacterias que encontraban en el cerebro eran de tres grupos de la microbiota de los ratones normales: Firmicutes, Proteobacteria, y Bacteroidetes.

Este descubrimiento ha hecho que inicien una nueva línea de investigación para descubrir cómo han llegado al cerebro esas bacterias y cuál es su función allí. ¿Serán benignas? ¿Serán patógenas?

¡Os mantendremos informados!

Si queréis ampliar un poco esta información aquí tenéis un link de libre acceso a la noticia publicada en Science: https://www.sciencemag.org/news/2018/11/do-gut-bacteria-make-second-home-our-brains

Naturaleza y Biología

¿Puede hablar el intestino con el corazón a través del sistema inmune?

¡Buenos días concienzud@s!

Las bacterias que residen sobre nuestra piel y dentro de nuestros cuerpos, como por ejemplo en el intestino, vagina, etc., son conocidas por tener una influencia significativa en nuestra salud. Una nueva investigación, sobre la que hablaremos a continuación, sugiere que eliminar la microbiota intestinal (el conjunto de microorganismos que viven en nuestro intestino) podría mejorar el funcionamiento del corazón y disminuir potencialmente el daño cardíaco debido a una insuficiencia cardíaca.

Esta investigación se basa en la idea de que los microorganismos que viven en el tracto gastrointestinal afectan a la insuficiencia cardíaca, al aumentar la producción de linfocitos T, un tipo de célula del sistema inmunitario. Los investigadores encontraron que los ratones con insuficiencia cardíaca inducida redujeron dicha insuficiencia si fueron tratados con un cóctel  de antibióticos de amplio espectro durante 5 semanas, para esterilizar el intestino (OJO! No hacer en casa!). Sigue leyendo “¿Puede hablar el intestino con el corazón a través del sistema inmune?”

Naturaleza y Biología

La primavera y el campo

A quien le guste el campo y el monte está de suerte, porque la primavera es una de las estaciones más idoneas para disfrutar de la Naturaleza. Los días son largos y los fines de semana apetece salir a pasear por el campo, y desconectar de la ciudad.

Desgraciadamente (en algunos casos), no somos los únicos seres vivos a los que nos gusta disfrutar del campo; quizá alguno ya conozca a nuestro invitado de hoy, la garrapata.

Los ixodoideos (Ixodoidea) son una superfamilia de ácaros, conocidos vulgarmente como garrapatas. Son ectoparásitos hematófagos, es decir, que se alimentan de sangre, y son vectores de numerosas enfermedades infecciosas entre las que destaca la enfermedad de Lyme. Son los ácaros de mayor tamaño.

Este post no es para asustar a nadie, pero es para dar a conocer una de las enfermedades que pueden transmitir estos pequeños animales.

 

Sigue leyendo “La primavera y el campo”

Descubrimientos y Tecnología

Otra historia serendípica: Gram y su técnica para teñir bacterias

Hoy hablaremos de una historia serendípica, una más en Ciencia. Se trata de una técnica que revolucionó el campo de la Microbiología y que, después de más de 100 años, todavía se sigue utilizando en los laboratorios: la tinción de Gram.

Hans Christian Gram nació en 1853, y estudió Botánica en la Universidad de Copenhague. Sus estudios sobre plantas le acercaron a las bases de la farmacología y al uso del microscopio. Recién cumplidos los 30 años, se graduó en la facultad de Medicina y se estableció en Berlín. Al principio, su trabajo consistía en analizar muestras de sangre de pacientes, siendo el primero en describir un rasgo característico de la anemia, la macrocitosis, es decir, un aumento de tamaño de los glóbulos rojos.

Hans Christian Gram (Fuente: http://www.unesco.org)

Ya en 1884, mientras examinaba tejido de pulmón procedente de pacientes que habían fallecido por neumonía, Gram descubrió que ciertos tintes eran captados y retenidos con mayor facilidad por ciertas bacterias. En un primer paso, realizó un frotis con unas muestras que tenía, esto básicamente quiere decir que puso unas gotas de sangre sobre un portaobjetos de vidrio, y acto seguido lo pasó sobre la llama producida por un mechero. A continuación, vertió algunas gotas de cristal violeta sobre la muestra y, después de enjuagar con agua, añadió la solución de Lugol (es una solución de triyouduro de potasio), que actuó como mordiente para fijar el colorante. Finalmente, lavó el cristal con la muestra con etanol y acetona para eliminar los restos del tinte. Ciertas bacterias (en concreto los Pneumococos, Streptococcus pneumoniae y Klebsiella pneumoniae) retuvieron el color, mientras que otras bacterias aparecieron blanqueadas o descoloridas por el alcohol. A las primeras, las que retenían el color, se les denomina hoy en día Gram positivas, mientras que las segundas, se las conoce como Gram negativas. La explicación “científica” viene a continuación.

Tinción de Gram, en la que podemos observar bacterias Gram positivas (morado) y bacterias Gram negativas (rosa).

La tinción de Gram se basa en la capacidad de la pared celular de las bacterias para retener el colorante cristal violeta. Las paredes celulares de los microorganismos Gram positivos tienen una mayor cantidad peptidoglicanos y un menor contenido de lípidos que las bacterias Gram negativas. Cuando se añade la solución de Lugol, el cristal violeta forma un complejo con el yodo, de manera que el tinte no se puede eliminar fácilmente. El tratamiento posterior con el decolorante (en este caso una mezcla de etanol y acetona) disuelve la capa de lípidos de las células Gram negativas, a la vez que cierra los poros de la pared celular de las bacterias Gram positivas, ayudando a retener más aún el colorante (ese complejo formado por el yodo y el cristal violeta). El tiempo de decoloración de las bacterias es un paso crítico en esta tinción, por lo que un tiempo demasiado largo eliminará todo el tinte.

Detalle de la pared celular de bacterias Gram positivas y Gram negativas. Como podemos observarr, las Gram positivas tiene una mayor cantidad de peptidoglicanos, favoreciendo la incorporación del tinte. (Esquema: microbioenergetica.squarespace.com)

 

Gram nunca utilizó contratinción, que consiste en añadir a un frotis unas gotas de fucsina o safranina, para que las bacterias Gram negativas aparezcan de un color rosado. Este paso se lo debemos al patólogo alemán Carl Weigert.

El descubrimiento de Gram ocurrión en 1884, durante los años dorados de la microbiología clínica.  Fue entonces cuando Petri inventó sus placas para cultivar bacterias (1887), el agar para crecer las bacterias (1881), y Pasteur y Koch estaban en su momento álgido, descubriendo la etiología de numerosas enfermedades.

En 1892 ya era catedrático de la Universidad de Copenhague, y ya en el siglo XX, recibió numerosas condecoraciones, como la Cruz del Comandante Dannebrog (1912), o la Medalla de oro al Mérito en 1924. Gram se retiró en 1923 y falleció en 1938, a la edad de 85 años.

Como decía antes, la tinción de Gram es una técnica que hoy en día se sigue utilizando, más allá de lo que el propio Gram dijo sobre ella: “Soy consciente de que todavía es [una técnica] muy defectuosa e imperfecta”.

La serendipia, es decir, un descubrimiento o un hallazgo afortunado e inesperado que se produce cuando se está buscando otra cosa distinta, existe en Ciencia, pero también se tiene que poseer la habilidad para reconocer que se ha hecho un descubrimiento importante aunque no tenga relación el objeto de estudio.

 

Esperamos que os haya gustado, ¡os deseamos un feliz comienzo de semana!

Descubrimientos y Tecnología

La rapamicina y su descubrimiento

¡Hola concienzud@s!

Hoy os vamos a hablar de las peripecias que a veces se esconden detrás de un gran descubrimiento. Muchos lo pueden tachar de serendipia, es decir, un hallazgo que se hace de manera casual o accidental, o bien de genialidad por parte del investigador. Concretamente, el post de hoy tratará sobre cómo fue descubierta la rapamicina. Este compuesto, conocido también como Rapamune® (sirolimus), fue el primero de una nueva clase de agentes inmunosupresores desarrollados para la prevención del rechazo de órganos tras el trasplante renal.

Estructura química de la rapamicina (Fuente: http://www.seara.ufc.br)

 

Durante 1964, una expedición científica canadiense viajó a la Isla de Pascua, o Rapa Nui, como se conoce también a la isla y a la etnia que habita en ella, para recolectar muestras de plantas y suelos. Posteriormente, la expedición compartió sus muestras de suelo con científicos de laboratorios de investigación de Ayerst en Montreal (en la actualidad Wyeth Laboratories Research Inc.) donde en 1972 el Dr. Suren Sehgal identificó y aisló un nuevo compuesto químico que contenía potentes propiedades antifúngicas, procedente de la bacteria Streptomyces hygroscopicus. El Dr. Sehgal y su equipo descubrieron rápidamente que el compuesto también suprimía la respuesta del sistema inmunológico. Enviaron una muestra del fármaco al Instituto Nacional del Cáncer para realizar diferentes pruebas, donde se descubrió que el fármaco funcionaba muy bien contra tumores sólidos. Como habréis podido deducir, el nombre del compuesto se debe al nombre nativo de la isla de Pascua.

Ubicación de la Isla de Pascua (Rapa Nui)

Desgraciadamente, debido a las prioridades corporativas, la administración de la empresa no quería buscar drogas basadas en este compuesto. Cerraron las instalaciones en Montreal, despidieron al 95% del personal y trasladó a un pequeño grupo de investigadores a Princeton (New Jersey, EEUU). El Dr. Sehgal persistió en sus esfuerzos por desarrollar fármacos basados ​​en la rapamicina, reviviendo la investigación en 1987 con el respaldo de una nueva dirección después de la fusión de Wyeth y Ayerst.

La rapamicina se desarrolló como un inmunosupresor por el Dr. Sehgal y su laboratorio y ahora se estima que genera para la compañía miles de millones de dólares. El fármaco también se usa bajo licencia de Johnson & Johnson para recubrir los stents usados ​​en pacientes con fallo cardíaco para prevenir el bloqueo arterial posterior. La rapamicina también tiene otras aplicaciones, como prevenir el rechazo de los islotes pancreáticos trasplantados, una cirugía que se realiza como un tratamiento para la diabetes. Además es un compuesto que se utiliza para el tratamiento de diferentes tipos de cáncer. Los médicos recomendabann Rapamune para su uso en combinación con ciclosporina y corticosteroides para la prevención del rechazo agudo de órganos en pacientes trasplantados de riñón. Los resultados de los ensayos clínicos demuestran que la rapamicina, en combinación estos dos compuestos, reduce las tasas de rechazo agudo en un 60% en comparación con los grupos control. Actualmente, se utilizan derivados de la rapamicina para la prevención del rechazo, suministrando tacrolimus y micofenolato mofetilo.

Esperamos que os haya gustado la historia, ¡feliz semana!

 

Referencias:

Seto B (2012). Rapamycin and mTOR: a serendipitous discovery and implications for breast cancer. Clinical and Translational Medicine 1:29.DOI: 10.1186/2001-1326-1-29.

Li J, Kim SG, Blenis J (2014). Rapamycin: one drug, many effects. Cell Metab 19(3):373-9. doi: 10.1016/j.cmet.2014.01.001.

Naturaleza y Biología

Biodepuración

Esta semana os mostramos el innovador sistema de biodepuración de aguas residuales y ríos denominado aQuarQ, que ha sido desarrollado por la empresa española OGESA y recientemente premiado en la Feria del Agua SMAGUA 2016.

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Sistema aQuarQ en balsa de residuos

El sistema consiste en la instalación, en balsas de residuos, de plantas helófitas (familia  gramíneas) que se distribuyen en una lámina flotante de polietileno con una estructura que favorece el entramado de las raíces. Además, el sistema contiene bacterias nitrificantes, que actuan a modo de filtro transformando el amonio de las aguas residuales en nitratos, gracias al oxígeno que aportan las raíces de las plantas. Estos nitratos a su vez serán asimilados por las plantas, cerrándose el ciclo del nitrógeno. Una vez depurada el agua, podrá ser reincorporada al ecosistema en los cursos altos de los ríos.

Para el desarrollo de dicho sistema de depuración fue necesario un estudio previo, en colaboración con la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC), consistente en la modelización matemática, hidráulica y cinética de las reacciones de nitrificación para un desarrollo óptimo del sistema. Todos los municipios españoles de menos de 5000 habitantes, y que hasta la fecha utilizaban sistemas más costosos y perjudiciales para el medio ambiente, podrán beneficiarse de este avance biotecnológico.

Como podréis observar se trata de un gran ejemplo de investigación y desarrollo de un sistema sostenible que utiliza recursos naturales. Esperamos que os haya parecido interesante. ¡Buen fin de semana!