Manipulación genética

PLANTAS TRANSGENICAS CON MAYOR TOLERANCIA AL ESTRES ABIOTICO

Los experimentos llevados a cabo por el Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA), han permitido descubrir, gracias a la manipulación genética, nuevas Plantas transgénicas que presentan mayor tolerancia a estrés abiótico.

La invención puede englobarse dentro del campo de la ingeniería genética y de la fisiología vegetal. Se refiere al desarrollo de nuevas herramientas genéticas para la mejora de plantas de interés agronómico frente a condiciones ambientales adversas que limitan su rendimiento. De forma más concreta esta invención se fundamenta en la utilización del factor de transcripción, CDF3, para generar plantas transgénicas que presenten mayor tolerancia simultánea a diferentes tipos de estrés abiótico.

Las plantas durante su desarrollo tienen que enfrentarse a condiciones ambientales adversas que afectan negativamente tanto a su crecimiento como a su productividad, y que provocan cambios muy importantes en diferentes aspectos de las plantas: fisiológicos, morfológicos, bioquímicos y moleculares. En términos generales, los tipos de estrés abiótico más comunes, a los que se enfrentan las plantas son, las temperaturas extremas, la sequía y los suelos salinos. De hecho se estima que, a nivel global, el 22% de la tierra cultivable presenta problemas de salinidad (FAO 2004) y además en la actualidad se está observando que las áreas afectadas por la sequía y las temperaturas extremas se están expandiendo de una forma rápida y se presume que seguirán creciendo debido en parte a los efectos del cambio climático.

EXPERIMENTOS - PLANTAS ESTRES ABIOTICO

Cuando una planta es sometida a un estrés de tipo abiótico, se ha observado que una gran cantidad de genes cambian sus niveles de expresión, lo que provoca, de forma general, cambios en los niveles de proteínas y metabolitos, muchos de los cuales tienen una función protectora frente al estrés.

Estos genes se pueden catalogar, de forma general, en dos grupos:

1) genes que codifican para proteínas que están implicadas en el desarrollo de la tolerancia

2) genes que codifican proteínas con función reguladora.

En la invención se ha descubierto que la sobreexpresión en plantas del gen CDF3 de Arabidopsis thaliana, que codifica para un factor de transcripción del tipo DOF, hace que dichas plantas presenten una mayor tolerancia a distintas condiciones ambientales adversas simultáneamente, tales como una mayor tolerancia a la deshidratación, al exceso de sales en el medio y a temperaturas extremas (frío y calor). Por lo tanto, estos resultados demuestran que el factor de transcripción de tipo DOF, CDF3, puede utilizarse como una nueva herramienta para la mejora de la tolerancia a diversos tipos de estrés a la vez. Así la invención describe plantas transgénicas que sobreexpresan el gen CDF3 de A. thaliana y que presentan una mejora de la tolerancia a diversos tipos de estrés abiótico simultáneamente.

Las plantas transgénicas pueden ser de cualquier género y especie, preferentemente que tengan interés agronómico, tales como maíz, arroz, tomate, patata, etc.

FUENTE | OEPM

USO DE DENDRIMEROS COMO ANTIVIRALES

Los experimentos llevados a cabo por la Universidad de Alcalá de Henares han culminado con la siguiente invención: Dendrímeros carbosilanos con un núcleo polifenólico y su uso como antivirales.

La  invención se refiere a macromoléculas altamente ramificadas sintetizadas a partir de un núcleo polifenólico, denominadas dendrímeros, de estructura carbosilano y funcionalizados en su periferia con grupos aniónicos que dan a la macromolécula una carga neta negativa. Además, la invención se refiere a su procedimiento de obtención y sus usos en biomedicina.

Los dendrímeros son moléculas hiperramificadas de construcción arborescente, de tamaño y estructura tridimensional bien definidos y que poseen unas propiedades químicas uniformes debidas en parte a su baja polidispersidad. La naturaleza y propiedades de los dendrímeros se pueden controlar actuando sobre el núcleo de crecimiento del dendrímero, sobre las unidades o ramas de crecimiento o sobre la periferia del dendrímero que es susceptible de incorporar una variedad muy grande de grupos funcionales.

EXPERIMENTOS - ANTIVIRALES BIOMEDICINA

En la última década se ha empezado a investigar el potencial de los dendrímeros en aplicaciones biomédicas, descubriendo su utilidad en campos como por ejemplo terapia génica, donde el dendrímero actúa como un vehículo de transporte no viral de biomoléculas tratando de optimizar el efecto terapéutico de estas.

También se han descrito aplicaciones de los dendrímeros como agentes de contraste de imagen en resonancia magnética nuclear o transporte de boro 10 en la terapia de captura de neutrones utilizada en determinados tumores. Sin embargo, es bastante reciente el descubrimiento de que los dendrímeros por sí mismos pueden tener una actividad biológica, actuando así por ejemplo como agentes antibacterianos o antivirales.

Un primer aspecto de la invención se refiere a un dendrímero carbosilano que comprende:

a) un núcleo polifenólico,

b) al menos una generación,

c) una capa externa, que consiste, total o parcialmente, en unidades iguales o diferentes del grupo de fórmula general (I):

Experimentos - antivirales

Los dendrímeros de la invención pueden tener aplicación en diferentes campos de la biomedicina, entre los que cabe destacar su utilización como agentes terapéuticos, antivirales, antibacterianos o antipriónicos. Además de su actividad microbiocida, también tienen actividad antiinflamatoria, haciendo que mejore sus propiedades profilácticas puesto que la probabilidad de contagios frente a VIH aumentan significativamente en presencia de procesos de irritación vaginal o inflamatorios. Está claro que un buen microbicida tópico vaginal debe prevenir de la infección por el VIH y mantener íntegra la barrera vaginal epitelial. ...seguir leyendo este experimento »

NUEVO METODO PARA CUIDAR A LOS CITRICOS DE PLAGAS

Los experimentos llevados a cabo en la industria alimentaria, concretamente para evitar las enfermedades de los cítricos, por el INSTITUTO VALENCIANO DE INVESTIGACIONES AGRARIAS, ha permito desarrollar un nuevo método para conseguir resistencia frente a enfermedades de los cítricos causadas por insectos, por hongos u omicetos o por bacterias o nematodos.

La invención se refiere a un método para conseguir resistencia frente a enfermedades de los cítricosbcausadas por insectos, por hongos u omicetos o por bacterias o nematodos, especialmente aplicable en el ámbito de la fitopatología, entomología, infecciones de hongos, infecciones de bacterias, tecnología post-cosecha, podredumbres, patógenos de plantas, industria agroalimentaria, características organolépticas, mejora de aroma, mejora de sabor.

EXPERIMENTOS - INDUSTRIA ALIMENTARIA CITRICOS

Las plantas producen una amplia gama de metabolitos secundarios, muchos de los cuales son compuestos volátiles emitidos por las hojas, las flores, las raíces y los frutos con diferentes funciones entre las que se encuentran las de actuar como moléculas señalizadoras en las interacciones de las plantas con otras plantas del entorno o con zonas distantes de la zona emisora de la misma planta, de defensa frente a insectos plaga y frente a patógenos, como atrayentes de insectos predadores de herbívoros en las hojas y en las raíces, como atrayentes de insectos polinizadores por las flores, o como atrayentes de dispersores de semillas por los frutos.

Además, los compuestos volátiles emitidos por las flores contribuyen de forma fundamental al éxito reproductivo de las plantas y a su supervivencia en ecosistemas naturales. Por último, los aromas de las plantas, y más concretamente de sus frutos, han contribuido enormemente a la selección de los mejores genotipos y a su utilización por el hombre con fines nutricionales, medicinales e industriales.

En los últimos tiempos,  se ha avanzado considerablemente en el conocimiento de las rutas biosintéticas, en la clonación de genes reguladores importantes, en la purificación de enzimas implicadas y en el descubrimiento de los mecanismos reguladores que conducen a la formación de estos compuestos volátiles y a su emisión por los diferentes tejidos u órganos de las plantas. Consiguientemente, se ha propuesto la utilización de los conocimientos adquiridos para la mejora de las plantas mediante ingeniería genética con fines principalmente agronómicos y nutricionales.

Los cítricos son los árboles frutales de mayor importancia económica en el mundo, ...seguir leyendo este experimento »

RECUBRIMIENTOS BIOACTIVOS PARA APLICACIONES BIOMEDICAS

Varios experimentos realizados por el CSIC, Centro Superior de Investigaciones Cinetíficas, han culminado con el desarrollo de recubrimientos electroestirados bioactivos para aplicaciones biomédicas.

Esta investigación se refiere a una composición bioactiva obtenida mediante la técnica de electroestirado y que consta de un polímero. Además, la invención también describe un procedimiento de incorporación de esta composición a modo de recubrimiento sobre una matriz plástica para obtener materiales compuestos para su uso en implantes biomédicos y en ingeniería de tejidos.

Este proceso se fundamenta en la creación de una elevada diferencia de potencial entre un capilar, el cual contiene una solución polimérica, y un soporte metálico, sobre el cual se depositan las fibras. En función de los parámetros del equipo y las características de la solución polimérica, no sólo se pueden obtener fibras, sino también otras morfologías tales como láminas, tubos y esferas. La principal actividad investigadora del uso de este tipo de estructuras ultrafinas está siendo enfocada a su uso como materiales bioactivos, tales como nanofibras antimicrobianas.

EXPERIMENTOS - BIOMEDICINA

Debido al reducido diámetro de las fibras electroestiradas, mayoritariamente submicro-métrico, los recubrimientos basados en redes de estas fibras poseen una alta similitud morfológica con la superficie de tejidos como huesos, piel, músculos, así como paredes de ciertos órganos. Además, estas fibras pueden ser biocompatibles y biodegradables, con lo que si además no son citotóxicas (no resultan dañinas para las células), pueden ser también reabsorbibles metabólicamente de forma natural por el cuerpo. De este modo, el funcionamiento biológico de un tejido, que está regulado por ciertas señales biológicas, puede ser controlado para favorecer la actividad celular sobre la superficie de estos materiales.

Mediante estudios experimentales in vitro se ha podido demostrar que el crecimiento de líneas celulares sobre los recubrimientos electroestirados está favorecido. El objetivo final de los recubrimientos electroestirados en el campo de la ingeniería de tejidos generalmente es el de producir un soporte o andamio (“scaffold”) para el crecimiento celular. De esta forma, órganos y tejidos dañados pueden ser parcialmente recubiertos por fibras electroestiradas para remplazarlos temporalmente hasta que las propias células sean capaces de poblar y sintetizar de nuevo el tejido original.

Sin embargo, uno de los problemas más frecuentes de las interfases basadas en fibras electroestiradas es la dificultad de asegurar la unión entre el implante y su recubrimiento, lo que puede comprometer la futura integridad del implante. De hecho, una insuficiente fijación entre ambos podría limitar muy considerablemente su aplicación dado que podrían no resistir la manipulación durante la cirugía o las posteriores cargas in vivo.

La invención que nos presenta el CSIC se refiere a una composición bioactiva obtenida por un procedimiento de electroestirado que comprende al menos un polímero que se selecciona entre poliésteres, policetonas, polisacáridos, proteínas estables térmicamente o cualquiera de sus mezclas.

Las policetonas de la composición bioactiva se seleccionan de una lista que comprende: poliéter éter cetona (PEEK) y poliéter éter cetona sulfonado (S-PEEK). Las proteínas de la composición bioactiva se seleccionan de una lista que comprende: zeína, proteína de soja y cualquiera de sus combinaciones. Los polisacáridos de la composición bioactiva se seleccionan de una lista que comprende: celulosa, quitosano y cualquiera de sus combinaciones. De forma adicional, la composición bioactiva contiene preferiblemente al menos un material biocerámico, siendo más preferiblemente hidroxiapatita u otros minerales basados en calcio o fósforo, especialmente indicado para su aplicación en tejidos óseos.

En un segundo aspecto, esta investigación nos presenta un procedimiento de obtención de la composición descrita anteriormente, que comprende las siguientes etapas:

A) Homogenización de una composición precursora que comprende un polímero que se selecciona entre un poliéster, una policetona, una proteína estable térmicamente, un polisacárido o cualquiera de sus combinaciones, y al menos un disolvente, siendo el disolvente más preferiblemente orgánico, un alcohol y aún más preferiblemente hexafluoro-2-propanol.

B) Electroestirado estático o dinámico de la composición precursora obtenida en la etapa (a) aplicando una diferencia de potencial entre el capilar que contiene la composición y el colector sobre el que se deposita, el cual está opuestamente cargado. El alto voltaje aplicado es capaz de generar un chorro (“jet”) del polímero previamente disuelto, que en su transcurso se alarga, endurece y seca (se evapora el disolvente de forma prácticamente completa) para ser recogido en el colector en forma de fibra u otra estructura de tamaño ultra-fino.

C) Tratamiento de esterilización de la composición obtenida en la etapa (b).

Esta técnica de electroestirado de fibras permite obtener a escala submicro- o nano-métrica fibras a partir de una composición precursora. El electroestirado comparte las características tanto del electropulverizado como de la solución convencional el hilado en seco de fibras. El proceso es no invasivo y no requiere el empleo de química de coagulación o altas temperaturas para producir la producción de las fibras. En el electroestirado, las fibras producidas se encuentran prácticamente libres de disolvente. En algunos casos pueden quedar trazas de los mismos, no obstante durante el proceso térmico de la etapa (c), éstas suelen ser completamente eliminadas de forma que ningún solvente es transferido al producto final.

FUENTE | OEPM

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CELULAS MADRE PLURIPOTENCIALES OBTENIDAS DE LOS DIENTES

Los experimentos llevados a cabo por la Universitat Internacional de Catalunya, en relación a la terapia celular con células madre, han culminado en la obtención  de células madre pluripotenciales, a partir de la pulpa dental. Con capacidad de diferenciarse en tejidos de las tres capas embrionarias, endodermo, mesodermo y ectodermo.

La investigación está relacionada con células madre pluripotenciales obtenidas de la pulpa dental de pacientes de diferentes edades y su aplicación en la regeneración de tejidos.

EXPERIMENTOS CON CELULAS MADRE

Una de las ventajas, que han descubierto con estos experimentos, es que las células de la invención están siempre presentes en los humanos, independientemente de la edad de los mismos, aunque la proporción disminuya. Las células madre obtenidas a partir de este tejido expresan preferiblemente los marcadores CD13, SSEA4 OCT3/4 y CD105, lo cual indica que dichas células son de tipo pluripotencial.

Además, se ha comprobado que las células madre pluripotenciales aisladas a partir de pulpa dental, tienen la capacidad de diferenciarse a tejidos procedentes de cada una de las tres capas embrionarias. Esto las hace de interés en el campo de la cirugía, y en particular en el campo de la reconstrucción de tejidos, tales como óseo, neuronal y hepático.

Así, este nuevo avance en la ciencia, se refiere en un primer aspecto a una célula madre pluripotente caracterizada porque se obtiene a partir de la pulpa dental y expresa al menos los genes NANOG, SOX2, y expresa los marcadores SSEA4, OCT3/4 y CD105.

Una característica significativa de estas células madre es que la fuente de donde provienen, la pulpa dental, es de fácil extracción sin acarrear los problemas de extracción que presentan las células de la médula ósea. Pues tienen un tamaño pequeño, entre 5 y 8 micras. Además no presentan anomalías de cromosomas o cambios estructurales durante el cultivo, elemento muy importante para su aplicación como terapia celular para la regeneración de tejidos.

Por otro lado, las células de la invención son células madre pluripotenciales adultas. Que sean adultas es de especial importancia ya que ...seguir leyendo este experimento »

FERULA DE DESCARGA PARA PREVENIR Y ALIVIAR EL BRUXISMO

Los experimentos realizados por Jorge Oyanedel Neira, dirigidos a buscar una forma de prevenir y aliviar a las personas que sufren bruxismo,  le han permitido desarrollar una férula de descarga para prevenir y aliviar los efectos del bruxismo.

La Articulación Témporo Mandibular (ATM) tiene dos puntos de contacto bien definidos: el cóndilo mandibular y la superficie craneal donde se aloja. Ambas juegan un papel importante en el síndrome llamado bruxismo. Este consiste en rechinar los dientes durante la noche. Este proceso desgasta los dientes y es causa no solo de inflamación gingival y pérdida de piezas dentarias.

 

EXPERIMENTOS - BRUXISMO

También puede relacionarse con dolores de cabeza y afecciones dolorosas de etiología aparentemente desconocida. Anatómicamente ambas superficies de contacto están separadas por un disco (menisco) que permite el movimiento y mantiene una distancia fisiológica.

El proceso natural de la masticación tarda normalmente unos treinta minutos y luego la encía descansa para recuperar su oclusión. El bruxismo sin embargo, mantiene activo el proceso masticatorio durante largos períodos durante la noche lo que afecta todo el sistema masticatorio produciendo inflamación y desgaste.

Muchos síntomas dolorosos, tales como un tipo de neuralgia de trigémino, dolor migrañoso o acúfenos, vértigo y otros, podrían ser explicados por este fenómeno lesional aparentemente provocado por el bruxismo.

La invención propuesta pretende prevenir las consecuencias del bruxismo aumentando la distancia entre glena y cóndilo mandibular durante el sueño o durante el día como acción terapéutica de curación, mediante un sistema que sirve de almohadilla flexible que amortigua la presión de la acción masticatoria nocturna del bruxismo, de forma que permita la recuperación de la elasticidad de la encía y no afecte la delgada superficie ósea glenoidea-craneal. Previeneademás las molestias de las férulas de estructura fija y rígida.

La férula de descarga para prevenir y aliviar los efectos del bruxismo, se refiere a una estructura de material flexible configurado en un aparato que se introduce en la boca y que coincide con la situación de las arcadas dentarias de manera que al apretar las mandíbulas durante el período de bruxismo durante el sueño, la distancia entre hueso glenoideo y hueso mandibular evita el contacto entre estas superficies. El mantenimiento de este espacio evitará los síntomas y consecuencias dolorosas antes mencionadas.

FUENTE | oepm

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CEPA DE MYCOBACTERIUM AVIUM SUPESPECIES PARATUBERCULOSIS TIPO II

Los experimentos realizados conjuntamente por la Universidad Complutense de Madrid y la St George’s University of London, han culminado con el descubrimiento de una Cepa única de Mycobacterium avium supespecies paratuberculosis tipo II.

La invención se refiere a la primera y única cepa de Mycobacterium avium subespecie paratuberculosis mutante para genes de entrada a células mamíferas. La cepa fue obtenida de un rebaño de cabras que presentaba una forma paucibacilar de la enfermedad de Johne o paratuberculosis.

CIENCIA - EXPERIMENTOS

Además, puede aplicarse en el diseño de nuevos microarrays para estudios de hibridación genómica comparada (HGC) y como sujeto de trabajo en el desarrollo de nuevas vacunas vivas atenuadas.

En este microorganismo, estos genes mce se encuentran repartidos a lo largo de su genoma, formando operones o grupos de seis genes mce y dos genes yrbE, cuyas funciones son la producción de proteínas de unión a sustratos y permeasas para el transporte a través de la membrana celular respectivamente.

El experimento se refiere primer lugar, a la obtención, conservación y uso de una cepa de M. a. paratuberculosis mce mutante natural como material de referencia para validar, estandarizar y llevar a cabo ensayos de virulencia y patogenia.

La nueva cepa ha sido depositada en la Colección Española de Cultivos Tipo (CECT), Universidad de Valencia, Campus de Burjassot, Edificio de Investigación, 46100 Burjassot (Valencia) donde le ha sidoasignado el número de depósito provisional 7530.

La cepa de M. a. paratuberculosis mce mutante natural fue caracterizada mediante la técnica de microarray. Dentro del terreno de la caracterización molecular en M. a. paratuberculosis, el uso de microarrays, está siendo en la actualidad una técnica de amplia difusión dada la gran cantidad de información que proporciona, para la cual solo es necesario el empleo de una pequeña cantidad de ADN ...seguir leyendo este experimento »

ANTICUERPOS MONOCLONALES

Los experimentos relacionados con anticuerpos monoclonales en los trabajos de investigación, realizados por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas, han permitido desarrollar un nuevo método para generar anticuerpos monoclonales que reconocen antígenos de membrana de células progenitoras neurales, anticuerpos producidos por dicho método, y usos.

Las células madre neurales constituyen el origen de todas las células cerebrales, las neuronas y la glia. Las células de glia, inicialmente consideradas como células de soporte, incluyen a los astrocitos, células con forma estrellada e involucradas en diferentes funciones, y los oligodendrocitos, que rodean con mielina los axones de las neuronas para protegerlos. El número de células madre neurales es muy escaso en un cerebro adulto, aunque la neurogénesis se mantiene a lo largo de la vida en ratones y probablemente en humanos.

EXPERIMENTOS - ANTICUERPOS MONOCLONALES

Las células madres neurales se concentran principalmente en unos nichos determinados del tejido nervioso central que son particularmente, la zona subventricular (SVZ) del ventrículo lateral.

El experimento se refiere al empleo de los anticuerpos monoclonales, denominados NILO1 y NILO2, que se unen a marcadores de superficie celular, con el fin de identificar, aislar y enriquecer poblaciones en células progenitoras, incluyendo células progenitoras del sistema nervioso central. También se refiere al método específico para obtener ...seguir leyendo este experimento »

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