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Ciencia

COVID-19: Los datos científicos para su posible tratamiento y/o prevención

Un anticuerpo neutralizante parece ser una manera de atacar al coronavirus, pero es un arma de doble filo, ya que el bloqueo de este receptor podría afectar la funcionalidad del hígado.

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Desde el primer caso reportado en Diciembre del 2019 en Wuhan, China, varios han sido los esfuerzos de la ciencia para abordar este problema de salud pública. Hasta el 7 de abril del 2020 existen 1.421.022 casos reportados en todo el mundo, los cuales contemplan tanto a los casos activos, muertes y recuperados. Esto ha llevado a múltiples naciones ha aunar directrices en investigación para descubrir los mecanismos de infección que caracterizan al virus y, de esta manera, encontrar un posible sistema de prevención y/o tratamiento para esta enfermedad.

El SARS-CoV-2, perteneciente a la familia de virus denominados coronavirus que provocan los clásicos síndromes respiratorios (MERS y SARS), tienen una tasa de identidad genética con el SARS-CoV del 79%, virus que provocó la crisis en la salud en los años 2002 y 2003 por su alta tasa de mortalidad.

En la siguiente gráfica puedes observar cómo ha sido el contagio de estos virus entre animales y personas:

gráfica

Los coronavirus llegan al humano al tener contacto con ciertos animales. En específico enfermedad del coronavirus agudo severo síndrome respiratorio (SARS-CoV) y el coronavirus del síndrome respiratorio de Oriente Medio (MERS-CoV), se transmitieron a humanos desde murciélagos de gatos de civeta y camellos de dromedario, respectivamente. El SARS-CoV-2 2019 era probable transmitirlo a los humanos a través de pangolines que se venden ilegalmente en los mercados chinos. | Gráfica: Fan, Y.; Zhao, K.; Shi, Z.-L.; Zhou, P. Bat Coronaviruses in China. Viruses 2019, 11, 210

Conocer la similitud de estos virus con la COVID-19 (del inglés Coronavirus Disease 2019) ha permitido establecer un precedente en cuanto a los posibles blancos terapéuticos para la prevención de la enfermedad.

Según la revisión bibliográfica publicada en marzo de este año por Rabi y colaboradores en la revista científica Pathogens, señala que el virus tiene un sistema para infectar a la células humanas similar a la del virus de la influenza.

Esta aproximación permite tomar como objeto de estudio al receptor que facilita que el virus inicie sus mecanismos de replicación al interior del organismo. Es así, que en anteriores casos de epidemias causadas por betacoronavirus, varios medicamentos antivirales como la ribavirina, lopinavir-ritonavir y darunavir, mostraron prometedores resultados in vitro, no obstante, no se ha demostrado su efectividad para el caso del SARS-CoV-2.

Por otra parte, se ha determinado que el periodo de incubación de este virus es entre los 2 a 14 días después de haber contraído el virus. Sin embargo, se aclara que el periodo más probable de presentar sintomatología es cercano a los 5 a 6 días post exposición al virus.

Lo anterior sería fundamental para entender el ciclo replicativo de la cepa, y por ende, encontrar algún agente que pueda combatir los efectos que provoca el virus en el organismo. De esta manera, se ha barajado la posibilidad de construir un anticuerpo neutralizante dirigido al receptor ACE-2 (del inglés Angiotensinogen converter Enzyme 2), bloqueando así la unión de una proteína de la superficie viral y prevenir la entrada de virus en las células. No obstante, el bloqueo de este receptor podría afectar la funcionalidad del hígado.

gráfica

Las proteínas de superficie del coronavirus se unen a los receptores de la enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE-2) en la superficie de la célula diana; (B) la serina proteasa transmembrana de tipo II (TMPRSS2) se une y escinde el receptor ACE-2. En el proceso, la proteína espiga se activa; (C) La proteína ACE-2 escindida y la espiga activada facilitan la entrada viral. La expresión de TMPRSS2 aumenta la absorción celular del coronavirus.

Finalmente, encontrar un tratamiento efectivo contra la enfermedad se ha vuelto una tarea engorrosa debido a la esa variabilidad del 21% de esta cepa viral, que cambia por completo la forma en la que el virus actúa en el organismo. Es más, se ha descubierto que existen individuos asintomáticos que son vectores de contagio y que presentan una sintomatología atenuada significativamente de la enfermedad.

Es por ello que el llamado a prevenir es fundamental por parte de los expertos, para que de esta manera favorecer los esfuerzos que ayudarían a combatir esta enfermedad.

Ciencia

¿Por qué siempre se nos escapan las moscas?

Una mosca vuela alrededor de nuestra cabeza y aterriza cerca; la observamos con cuidado, calculamos la distancia y lanzamos lo que creemos que es un golpe perfecto. Esfuerzo inútil.

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El inicio del vuelo, es decir, el despegue y la estabilización inmediata, constituye un desafío para cualquier animal volador. El despegue exige generar en poco tiempo una enorme potencia para ganar altitud, mientras que estabilizar el vuelo requiere respuestas rápidas a las perturbaciones. El equilibrio entre velocidad y estabilidad hace que las moscas utilicen despegues rápidos pero inestables cuando se ven amenazadas, y despegues más lentos y estables cuando buscan comida o inician el vuelo voluntariamente.

Una mosca vuela sigilosa alrededor de su cabeza y aterriza cerca. Agarra un matamoscas o enrolla el periódico, la observa con cuidado, calcula la distancia y lanza lo que cree que es un golpe perfecto. Esfuerzo inútil. No importa lo rápido que sea; casi siempre la mosca será más rápida, conseguirá evitar su golpe pretendidamente maestro y se irá de rositas.

Como ha podido comprobar cualquiera que intente leer en una terraza durante el verano, las moscas son extraordinariamente rápidas para escapar cuando están posadas sobre superficies sólidas y son capaces de maniobrar en vuelos acrobáticos que provocarían la envidia de los pilotos de combate. No es casualidad.

Puede que carezcan del cerebro de los vertebrados, pero la evolución ha dotado a la modestas (y molestas) moscas domésticas con unas capacidades de percepción, velocidad y maniobrabilidad tales que hace que sean extraordinariamente buenas para detectar y evitar los ataques por rápidos que sean.

Los halterios

Además de su visión ultrarrápida, en esa extraordinaria capacidad de respuesta juegan un papel esencial sus alas traseras modificadas, los halterios. Estos les permiten hacer despegues súbitos en el último momento, cuando el peligro inminente se cierne sobre ellas.

Las moscas domésticas (Musca domestica) son dípteros, algo que quizás sugiera equívocamente que solo poseen dos alas. No es exactamente así. Tienen cuatro, pero mientras que la mayor parte de los insectos voladores despegan impulsándose con las patas y poseen cuatro alas adaptadas para sostenerlas e impulsarlas durante el vuelo, las alas traseras de los dípteros ni sustentan ni baten, porque se han transformado en pequeñas estructuras parecidas a palancas mazudas, los halterios (Figura 1).

Anatomía de una mosca doméstica mostrando los calípteros (5) y un halterio (10). Fiestoforo.

Gracias a una irrigación directa y electrotónica de una neurona motora directriz, los halterios, que funcionan a la vez como giróscopos y metrónomos, envían información en tiempo real hacia las alas, lo que permite al insecto percibir los giros corporales y estabilizar el cuerpo mientras vuela.

El calíptero

Los dípteros, de los que se han descrito más de 150 000 especies, se encuentran en casi todos los hábitats terrestres del mundo, excepto en la Antártida. En un grupo tan numeroso, la clasificación es compleja. Un grupo de dípteros, entre los que se cuentan las moscas comunes, tienen los halterios protegidos por una prolongación de las alas delanteras en forma de lóbulo, el calíptero (Figura 1), de donde deriva el nombre del grupo: caliptratos.

Desde hace mucho tiempo se había observado que los dípteros caliptratos no solo usan los halterios durante el vuelo, sino que también los hacen vibrar mientras deambulan, aunque los entomólogos ignoraban por qué. Para averiguarlo, un grupo de investigadores grabó imágenes a velocidades de hasta 3 000 fotogramas por segundo para filmar diferentes especies de moscas dípteras durante el despegue.

En este vídeo gif de Alexandra Yarger se puede observar a cámara lenta el despegue ultrarrápido de un moscardón caliptrato de la familia Calliphoridae.

Observaron que las moscas caliptratas se propulsaban unas cinco veces más rápido que las moscas de otros grupos. Despegaban a una media de siete milisegundos y lo lograban con un solo batido de alas. Ninguno de los caliptratos tardó más de catorce milisegundos en despegar. En comparación, los despegues de moscas de otros grupos consumieron alrededor de 39 milisegundos y exigieron al menos cuatro batidos de alas (Figura 2).

Comportamientos locomotores en familias de moscas. A. Tdespegue: Tiempo en milisegundos (ms) transcurrido desde el inicio de la flexión de patas al despegue. B. Naleteo: número de aleteos antes de que las patas pierdan contacto con el suelo durante los despegues espontáneos. Cada punto de datos representa una especie individual dentro de su familia codificada por colores (datos promedios de 1 a 15 individuos por especie, y de 1 a 3 despegues por animal). Modificada a partir de Yarger et al. (2020).

A continuación, los investigadores amputaron los halterios. Las caliptratas amputadas tardaron mucho más en despegar, mientras que el tiempo de despegue no se vio afectado en las moscas amputadas de otros grupos carentes de calípteros. La estabilidad durante el despegue también se vio afectada con la amputación, pero solo en las moscas caliptratas, cuyos torpes intentos de vuelo acababan ineludiblemente en un aterrizaje forzoso. Esos comportamientos anómalos prueban que entre las caliptratas los despegues rápidos y estables exigen el uso de los halterios.

Poder escapar de la depredación es una gran ventaja para cualquier animal, algo que han logrado con enorme éxito las moscas caliptratas, como ponen de relieve las 18 000 especies descritas en el grupo, cuatro veces más que las descritas en mamíferos, el doble de las especies conocidas de aves, y aproximadamente el 12 % del conjunto de los dípteros.

Hacer un despegue para escapar exige una perfecta sincronización entre velocidad y estabilidad. Los caliptratos parecen haber encontrado una manera de contrarrestar la pérdida de estabilidad mediante el uso de los halterios, lo que les permite lograr fugas mediante despegues más rápidos y estables que los que pueden ejecutar muchas otras especies de moscas.

Otras acrobacias

Los halterios no son el único secreto para el éxito escapista de las moscas. Una vez que una mosca vuela, puede ejecutar increíbles maniobras acrobáticas.

Las moscas de la fruta del género Drosophila pueden cambiar de rumbo en menos de una centésima de segundo, unas 50 veces más rápido del parpadeo de un ojo humano y, como puede verse en este vídeo, son capaces de girar hasta 90 grados para volar boca abajo y maximizar su fuerza de escape.

Fuga típica de una Drosophila situada sobre un prisma de vidrio que replica su imagen en ángulo recto. El estímulo que provoca la fuga se acerca por delante de la mosca (lado derecho de las imágenes). Los puntos blancos marcan los puntos de la cabeza y el abdomen utilizados para determinar el centro de masas (círculo blanco y negro) en tres momentos temporales: inicio del estímulo (T0), inmediatamente antes del salto (Tpre), y el momento del despegue después del salto (Tsalto). El punto rojo marca el punto de contacto con la superficie del par de patas mesotoráxicas (las que proporcionan el empuje de despegue) en T0. Las moscas saltan hacia atrás en respuesta a los estímulos que se avecinan frente a ellas y saltan hacia adelante cuando se acercan por detrás. Además, las moscas reposicionan activamente su centro de masas alejándose lejos de la dirección del estímulo que se aproxima. ms: milisegundos transcurridos desde el inicio del estímulo. Modificada a partir de Card y Dickinson (2008).

Cuestión de vista

Las moscas también tienen una visión excepcional que les ayuda a planificar sus saltos para alejarse de una amenaza inminente. Aproximadamente 200 milisegundos antes del despegue para escapar de un ataque, las moscas de la fruta utilizan la información visual para ajustar su postura y fijar el rumbo que las conducirá hasta un lugar seguro (Figura 3).

Los cerebros de los animales perciben el paso del tiempo procesando imágenes a velocidades conocidas como “tasa de fusión de parpadeo”, un término que describe la cantidad de imágenes que les llegan al cerebro por segundo. El implante de electrodos en los fotorreceptores de los ojos de las moscas demostró que su tasa de fusión de parpadeo era de 400 veces por segundo, mientras que la para los humanos es de aproximadamente 60. Esto significa que el movimiento que nosotros percibimos como “normal” para una mosca es una secuencia en cámara lenta.

Con todas estas ventajas integradas, no es de extrañar que la mosca que intenta aplastar logre escapar. Si quiere tener una idea cabal de los fundamentos aerodinámicos del vuelo de las moscas, mire este vídeo.

Podrá aprender que para mejorar la habilidad para abatir moscas con un golpe de, pongamos, un periódico enrollado, lo que hay que hacer es apuntar al lugar probable al que se dirija la mosca y no al sitio donde aparentemente está descansando, porque no lo está: su capacidad de fusión de parpadeo está casi siempre al acecho.

Apunte un poco hacia adelante para anticiparse hacia dónde va a saltar la mosca. No hay otra. Claro, que también puede dejarla en paz, porque, como usted, tiene derecho a buscarse la vida, aunque moleste un poco.The Conversation


Manuel Peinado Lorca, Catedrático de Universidad. Departamento de Ciencias de la Vida e Investigador del Instituto Franklin de Estudios Norteamericanos., Universidad de Alcalá

This article is republished from The Conversation under a Creative Commons license. Read the original article.

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Inmunólogo responde: ¿Cuál es la efectividad de la primera dosis de las vacunas de Pfizer y Moderna?

Es una pregunta que los inmunólogos escuchan con frecuencia. La evidencia disponible invita a la tranquilidad.

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A medida que las vacunas contra la covid-19 llegan a más personas, algunos se preguntan si podríamos retrasar la segunda dosis de las vacunas de Pfizer y Moderna para permitir que más personas se vacunen más rápidamente. Y, por lo tanto, qué seguridad nos daría la primera.

Como inmunólogo, escucho esta pregunta con frecuencia. La respuesta es que una sola dosis es muy eficaz, pero yo añadiría que, aun así, hay que ponerse las dos. Sin embargo, la cuestión es importante, no solo para su salud personal, sino también para la salud de cada país.

Las enfermeras se preparan para vacunar a los trabajadores médicos.

Trabajadores médicos vacunan a miembros del personal médico contra la COVID-19 el 20 de diciembre de 2020, en Tel Aviv. Amir Levy/Getty Images

Buenas noticias del extranjero

Un estudio reciente realizado en Israel demostró que una dosis única de la vacuna de la covid-19 de Pfizer es altamente eficaz, hasta un 85 %.

El Centro Médico Sheba informó de su experiencia con la vacunación de sus casi 10 000 empleados con la vacuna de la covid-19 de Pfizer.

La vacunación allí comenzó el 19 de diciembre de 2020, que coincidió con la tercera ola en Israel. Los investigadores se fijaron en la tasa de reducción de la infección por SARS-CoV-2 y de la covid-19 tras la vacunación. Hasta el 24 de enero de 2021, 7 214 trabajadores sanitarios de ese país habían recibido una primera dosis y 6 037 habían recibido la segunda.

En total hubo 170 casos de infección entre el 19 de diciembre de 2020 y el 24 de enero de 2021. De ellos, 89 personas, o el 52 %, no estaban vacunadas. 78 personas, o el 46 %, dieron positivo después de la primera dosis. Tres, o el 2 %, dieron positivo después de la segunda dosis.

Esto coincide con un nuevo análisis de los datos del ensayo clínico de fase 3 publicado en 2020 en el New England Journal of Medicine. En ese estudio, el 52 % de protección de la primera dosis incluía infecciones que se produjeron en los primeros 10 días después de la vacunación, cuando no se esperaría que la vacuna hubiera tenido tiempo de generar anticuerpos protectores contra la espícula del coronavirus.

Utilizando los datos del estudio publicado de la vacuna de Pfizer, Public Health England determinó que la eficacia de la vacuna era del 89 % durante los 15-21 días posteriores a la primera dosis y antes de la segunda dosis en el día 21. El rango de eficacia se situó entre el 52 % y el 97 %.

Para los días 15-28, o hasta la primera semana después de la segunda dosis, la protección de la primera dosis se estimó en un 91 %. El rango para esto fue entre el 74 % y el 97 %. No se espera que una segunda dosis confiera inmunidad en ese tiempo.

Conclusión

¿Qué sabemos entonces? Los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades instan a la gente a recibir las dos dosis de las vacunas Pfizer y Moderna. Usted debería estar tranquilo, ya que incluso después de una sola dosis de cualquiera de esas vacunas, tiene niveles muy altos de protección dado que su cuerpo tiene tiempo para crear inmunidad, alrededor de una semana.

La segunda dosis programada de estas vacunas las hace aún más efectivas, pero en una época en la que los suministros de vacunas son limitados, hay mucho que decir acerca de dar prioridad a la primera dosis para el mayor número de personas.

William Petri, Professor of Medicine, University of Virginia

This article is republished from The Conversation under a Creative Commons license. Read the original article.
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Científicos: Hay un futuro en nuestra basura

Los procesos de biorrefinería permiten recuperar aquello a lo que no podemos dar uso y devolverlo a la vida útil. Nos permiten avanzar hacia la economía circular y un nuevo equilibrio planetario.

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La maravillosa burbuja en la que habitamos se encuentra en un momento crítico. Pero, aunque muchos nos alertan, continuamos con nuestra economía basada en el perpetuo crecimiento. Es como aquella locomotora de los hermanos Marx que continuamente pedía “¡más madera!, ¡más madera!”.

Sin embargo, la última lección aprendida demuestra que esta locomotora puede pararse en seco y hacernos descarrilar. Y no es necesario que ocurran cataclismos o que dioses enojados nos vengan a pedir cuentas, ni siquiera que exploten guerras injustas con líderes genocidas. Un simple organismos inanimado (o no, hay controversia en ello) con una pequeña secuencia de ARN nos ha dejado KO demostrándonos lo frágiles que somos.

Un equilibrio roto


Pero las crisis son también fuentes de oportunidad. Ahora más que nunca la humanidad debe dar un paso hacia su madurez social y entender que nuestra relación con los ecosistemas es fundamental.

En este momento, querido lector, le pedimos un esfuerzo: no imagine solo un ecosistema formado por animales, bosques, ríos, mares, etc. Imagine que su casa, su calle, su ciudad, la casa rural que frecuenta para relajarse y, sin duda alguna, nuestras industrias son también parte de esos ecosistemas.

La suma de todos estos componentes desempeña un importante papel en los balances de la biosfera y tienen que ajustarse a diario.

Hasta la primera revolución industrial hemos mantenido un equilibrio más o menos razonable entre la humanidad y la Tierra. Sin embargo, el desarrollo exponencial de nuestro estilo de vida (al menos en los países del llamado primer mundo) lo ha desequilibrado todo y, sin duda alguna, nuestro planeta se está deteriorando.

Un gran indicador de que algo no marcha bien lo encontramos en nuestros residuos.

La basura nos delata


En primer lugar, nuestros desechos revelan que nos hemos convertido en unos derrochadores profesionales. Desde un punto de vista energético, los residuos que vertemos (fundamentalmente residuos orgánicos y plásticos) muestran que producimos más comida de la que necesitamos. Generamos más calorías de las que debemos (no uso la palabra podemos) comer. Por tanto, aquello que ya no queremos o no nos parece apetecible, acaba en inmensos almacenes que denominamos vertederos.

Los residuos alimentarios suponen cerca de un tercio de los alimentos producidos, con un total de 2,96 Gt por año. La huella ambiental de estos residuos equivale a 3,3 Gt de CO₂ equivalente, un consumo de agua de 250 km³ y el uso de 1,4 billones de hectáreas de tierra cultivable.

Los anteriores detalles nos llevan a la segunda cuestión: los residuos que generamos muestran hasta qué punto nuestra sociedad es inmadura. Ningún ser inteligente y equilibrado derrocharía tanto, sobre todo existiendo personas que mueren de hambre.

Los residuos, también fuente de oportunidades


Una vez hemos reflexionado sobre aspectos éticos de nuestra basura, nos vamos a centrar en el aspecto positivo, es decir, en la oportunidad.

Hoy día existen muchas iniciativas que intentan reducir la producción de residuos alimentarios. Sin embargo, ¿qué ocurre con aquellos que no pueden reducirse? Para eso estamos las científicas y los científicos, para pensar cómo darles una segunda vida.

Para que se haga una idea, los residuos alimentarios están formados por proteínas, hidratos de carbono, grasas y fibras. Estos componentes son los bloques esenciales de la naturaleza y sirven, por medio de un sin fin de organismos –algunos tan pequeñitos como una bacteria y otros tan grandes como un elefante–, para generar ciclos como el del carbono, nitrógeno, etc.

La oportunidad viene servida en bandeja: aprender cómo funcionan estos mecanismos e importarlos a nuestra tecnología supondría una gran oportunidad para crear una economía más sostenible.

Métodos para reutilizar los residuos


En los últimos 50 años se han desarrollado tecnologías que intentan aprovechar los residuos para producir una larga lista de productos como combustibles, bioplásticos y sustancias utilizadas en fármacos.

Estos procesos sirven para crear un nuevo tipo de industria que denominamos biorrefinería. Su cometido no difiere del que asociamos tradicionalmente a una refinería: del petróleo (la materia prima) obtenemos combustibles, plásticos, etc. Pero a diferencia de esta, su filosofía consiste en recuperar aquello a lo que no podemos darle más uso y devolverlo a la vida útil, ya sea transformado en combustible u otro producto.

Imagen de Asperguillus awamori degradando basura para producir biodiesel. Author provided

Por ejemplo, un hongo llamado Aspergillus awamori es capaz de degradar basura para producir biodiesel.

Esta nueva industria se centra en la economía circular y nos permitiría volver a encontrar un nuevo equilibrio entre el ecosistema humano y el ecosistema natural.

Si tiene más interés en ver cómo funciona una biorrefinería, no dude en visitar nuestra aula virtual. Allí podrá aprender algunos secretos de la producción de biocombustibles y experimentar sus procesos.

En el grupo BIOSAHE de la Universidad de Córdoba trabajamos en esta línea. Buscamos cómo aprovechar los desechos y cómo poder utilizarlos como combustibles o biomateriales.

Nuestro empeño, al igual que el del resto de la comunidad científica, es crear una ciencia y una utecnología que permitan a la siguiente generación buscar la felicidad y no la supervivencia. Este anhelo nos acompaña desde los albores de nuestro nacimiento como especie y debe de marcar nuestra evolución hacia una consciencia que va más allá de nosotros mismos.The Conversation


Miguel Carmona Cabello, Investigador en el Departamento de Química Física y Termodinámica Aplicada, Universidad de Córdoba; Pilar Dorado, Catedrática en el Departamento de Química Física y Termodinámica Aplicada, Universidad de Córdoba, and Sara Pinzi, Profesora del Departamento de Química Física y Termodinámica Aplicada, Universidad de Córdoba

This article is republished from The Conversation under a Creative Commons license. Read the original article.

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