EL UNIVERSAL Viernes 6 de octubre de 2017 CULTURA E17

PROYECTO UNAM Texto: Fernando Guzmán Aguilaralazul10 @hotmail.com

Teoría y análisis cinematográficoEl Instituto de Investigaciones Filológicas de la UNAM invita al público engeneral al XVI Congreso Internacional. Teoría y Análisis Cinematográfico.Literatura y Cine, que se llevará a cabo los días 26 y 27 de octubre en el citadoinstituto (Circuito Mario de la Cueva s/n, en Ciudad Universitaria). Informe sen el correo electrónico s e p a n c i n e 2 0 1 7@ g m a i l.c o m

E S P E

C I A L Maíz transgénico

en alimentosd e r i va d osSegún una investigación encabe-zada por Elena Álvarez-Buylla, delInstituto de Ecología y el Centrode Ciencias de la Complejidad dela UNAM, y publicada en la revistaAgroecology and Sustainable FoodSystems, 82% de los alimentos de-rivados del maíz (tortillas, tosta-das, harina, cereales y botanas) co-lectados en supermercados delpaís contiene secuencias recom-binantes de maíz transgénico. És-te ha sido modificado genética-mente para resistir plagas y tolerarel herbicida glifosato, el cual fueclasificado por la OMS como pro-bable cancerígeno.

CORT

ESÍA

UN

AM Detectan fallasn e u ro m oto ra sen bebésUna herramienta que permite de-tectar fallas neuromotoras en be-bés recién nacidos y hasta de seismeses de edad fue desarrollada porFelipe Martínez Matehuala yAdrián Elías Jiménez, científicosde la Unidad Biomecánica del Ins-tituto de Neurobiología, c a m pu sJuriquilla de la UNAM. Único en sutipo, este equipo está soportado ensensores, cámaras y reproducciónde movimientos en computadora,y facilita a los expertos en neuro-desarrollo la corrección de fallasmotrices, las cuales, según cálcu-los, se presentan en alrededor de10% de los casos examinados.

Contra bacteriasresistentes a fármacos

Por el uso indiscrimi-nado de antibióticosconvencionales, laresistencia de diver-sas bacterias patóge-nas a múltiples fár-macos va en aumen-to, con lo cual las op-ciones terapéuticas

se están agotando muy de prisa.“En febrero pasado, la Organización Mundial

de la Salud (OMS) emitió esa alerta, pero desdehace 10 años ya se tenían noticias de la farma-corre sistencia”, advierte Ramón Garduño-Juá-rez, investigador del Instituto de Ciencias Físicasde la UNAM.

La lista de patógenos prioritarios resistentes aantibióticos incluye 12 familias de las bacteriasmás peligrosas para la salud humana. De acuer-do con la OMS, las de prioridad crítica son es-pecialmente peligrosas en hospitales, residen-cias de ancianos y entre pacientes atendidos conventiladores y catéteres intravenosos.

Acinetobacter, Pseudomonas y varias entero-bacterias como Klebsiella, Escherichia coli, Se-rratia y Proteus, que causan infecciones graves,y a menudo letales, han adquirido resistencia alos carbapenémicos y las cefalosporinas de ter-cera generación, que son los mejores antibió-ticos disponibles para combatir las bacteriasmultirre sistente s.

En una carrera contra el tiempo, científicos detodo el mundo estudian unas moléculas mul-tifuncionales conocidas como péptidos antimi-crobianos (PAMs), que prometen ser los antibió-ticos más eficaces contra dichas bacterias.

“De todos los reinos de la naturaleza (Anima -lia, Plantae, Fungi, Protista y M o n e ra ) se hanaislado 2 mil 846 PAMs (la mayoría, del Anima -lia). Sin embargo, sólo una decena de ellos estábajo estrictas pruebas clínicas en laboratoriosfarmacéuticos de todo el mundo. Aún no existeen el mercado uno con actividad bactericida.”

En los institutos de Biotecnología y de Cien-cias Físicas de la UNAM, investigadores trabajanen el diseño de PAMs más efectivos y específicospara combatir bacterias patógenas.

Primera línea de defensaLos PAMs, primera línea de defensa de los seresvivos, han coevolucionado con los microbios,que todavía no han aprendido a defenderse dela capacidad bactericida de estos péptidos quese sintetizan en los ribosomas de una gran va-riedad de células.

Las fuentes de los PAMs son muy variadas. Enla piel humana forman parte del sistema inmu-ne innato, ya que son sintetizados por las célulasepiteliales; en las plantas están sobre las hojas;también se localizan en el veneno de los ala-cranes, el cual contiene toxinas que pueden cau-sar la muerte a un individuo no tratado, enzi-mas, péptidos con función antibiótica y anal-gésica, así como muchas otras proteínas cuyafunción es desconocida hasta la fecha.

En el Instituto de Biotecnología, un grupo decientíficos encabezado por Gerardo Corzo yLourival Possani ha descubierto moléculas conactividad bactericida y citotóxica contra bacte-rias y células eucariontes en el veneno del ala-crán de Durango (Centruroides suffusus) y delalacrán africano Pandinus imperator. Están ca-racterizadas como PAMs, ya que se intercalanentre la membrana celular de las bacterias y lascélulas eucariontes, y la rompen; al hacerlo, éstalibera el contenido de su citoplasma hacia el ex-terior, o sustancias de fuera entran en las células.Es claro que estas moléculas tienen una poten-cial aplicación médica para el tratamiento de in-fecciones bacterianas.

El PAM aislado del veneno del alacrán Cen -truroides suffusus es el Css54, y los PAMs aisla-dos del veneno del alacrán Pandinus imperatorson la Pandinina1 (Pin1) y la Pandinina2 (Pin2).Se ha demostrado que estos PAMs son eficacescontra cepas microbianas de bacteriasGram-positivas como Enterococcus faecalis, Ba-cillus subtilis, Staphylococcus aureus y Staphy -lococcus epidermis, y contra bacterias Gram-ne-gativas como Pseudomonas aeruginosa y Esche -

richia coli, así como contra el hongo C andidaalbicans, agente patógeno causante de infeccio-nes de los tractos digestivo y respiratorio, y dela piel. Sólo la Pin2 (de 24 residuos de aminoá-cido) ha mostrado una fuerte actividad hemo-lítica en los glóbulos rojos.

“Como la Pin2 presenta, además de su acti-vidad bactericida, una importante actividad he-molítica, Gerardo Corzo y sus colaboradores di-señaron el péptido Pin2GVG, que posee una me-nor o nula actividad hemolítica”, apunta Gar-duño -Juárez.

El Css54 (de 25 residuos de aminoácido) hasido caracterizado experimentalmente. Comoes una molécula citotóxica, Gerardo Corzo y suequipo la han probado en ratones y conejos. Losresultados han sido tan prometedores que yapatentaron este conocimiento y lo transfirierona los Laboratorios Silanes. También se han pro-bado mezclas de concentraciones bajas deCss54 con antibióticos convencionales para po-tenciar el efecto de estos últimos.

Un problema mayúsculo lo representan lasbacterias Gram-negativas, ya que tienen la ca-pacidad de encontrar nuevas formas de resistira los tratamientos con múltiples antibióticos ypueden transmitir material genético que permitea otras bacterias hacerse farmacorresistentes.

“Como se ha descrito, la parte experimentalde la acción de estos PAMs está bien caracte-rizada, no así los detalles a nivel molecular y/oatómico. Estamos estudiándolos con métodoscomputacionales que nos permiten analizar loscambios estructurales, dinámicos y energéticosque ocurren cuando un PAM interactúa con unamembrana celular.”

Experimentos in silicoIn vitro o in vivo se ha demostrado que la Pin2mata cepas de bacterias y los glóbulos rojos.Ahora bien, ¿cómo lo hace, cuál es su mecanis-mo molecular de acción, cómo penetra las bac-terias y causa su lisis (proceso de ruptura de lamembrana celular de células o bacterias queproduce la salida del material intracelular)?

En busca de respuestas, Garduño-Juárez y suscolaboradores hacen experimentos in silico conuna novedosa metodología llamada dinámica

molecular, la cual consta de un conjunto de mé-todos teóricos y técnicas computacionales muysofisticadas para modelar, imitar y predecir elcomportamiento de macromoléculas.

Con este “microscopio virtual”, que tiene altaresolución espacial y temporal, los investigado-res del Instituto de Ciencias Físicas pueden ha-cer modelos y realizar simulaciones del meca-nismo de formación de poros de los PAMs Pin2y Pin2GVG.

Número constanteLos modelos se construyen lo más apegados ala realidad. Consisten en una bicapa de fosfo-lípidos (simula la membrana celular de bacte-rias Gram-negativas y Gram-positivas), una ovarias moléculas de Pin2 o Pin2GVG, moléculasde disolvente (generalmente agua) y contraio-nes para mantener neutro el sistema.

Después de tres años, Ramón Garduño-Juá-rez y su equipo apenas han empezado a com-prender el mecanismo de acción de estosPAMs. Han observado que, para formar porosen la membrana celular, no actúan en solita-rio, sino que se oligomerizan en aquélla, es de-cir, se agregan de manera ordenada a partir demonómero s.

Cuando se agrega la Pin2, el oligómero for-mado interactúa o perturba la membrana ce-lular y la rompe, formando poros temporales detipo toroidal, es decir, agujeros como donas, cu-yo diámetro interno tiene dimensiones adecua-das para permitir el escape de agua y contraio-nes de las células.

Otro tipo de PAMs se agrega para formar po-ros como barriles de petróleo, cuyo diámetrointerior es mucho más grande, de nanómetrosa micras; o bien, poros de carpeta que formanuna especie de globitos que encapsulan las mo-léculas de grasa de la membrana celular (for-mada de fosfolípidos) y producen agujeros másgrande s.

“Del tamaño y de la forma del diámetro, y dela traslocación de los monómeros de los PAMsen el interior de las células, donde entran encontacto con otros blancos moleculares, depen-de que éstas se vacíen (se escape el líquido in-tracelular) o que aquéllos interfieran con el me-tabolismo de la bacteria, causando su lisis omuer te”, señala Garduño-Juárez.

Después de experimentar con dos, tres, cua-tro, cinco… 12 o más moléculas de Pin2 o dePin2GVG, Garduño-Juárez y sus colaboradoresobservaron que éstas forman los poros cuandose agregan en un “número mágico”. No han di-cho cuál es porque aún no se publica; pero es unnúmero constante de moléculas de Pin2 o dePin2GVG. Con todo, para diseñar, in silico, PAMsmás efectivos y específicos contra bacterias y nohemolíticos (que no maten los glóbulos rojos), elcamino aún es largo.

“Debemos hacer otros experimentos compu-tacionales para descifrar la complejidad físi-co-química de los PAMs, cuya actividad está li-gada a su estructura, a su secuencia de aminoá-cidos, al número de sus cargas positivas y ne-gativas, a la composición lipídica de la mem-brana blanco, a la forma en que se agregan... Da-do que cada uno de los PAMs reportados puedepresentar un mecanismo diferente para la for-mación de poros, o cualquier otro mecanismoaún no observado, todavía hay muchos pará-metros por descifrar antes de proyectar algo quesea útil. Una vez que se tenga esta informaciónse podrá diseñar, in silico,un nuevo PAM, el cualhabrá que probarlo en el laboratorio (in vitro ein vivo) y, finalmente, pasar las diferentes fasespre- clínicas.”

S u p e r fá r ma cosPara Garduño-Juárez y muchos científicos detodo el mundo, los PAMs prometen ser, por sucapacidad antimicrobiana, no sólo los nuevosantibióticos, sino fármacos más efectivos quelos derivados de hongos, como las penicilinas(vancomicina, eritromicina...), o de las sulfas(compuestos químicos), como el sulfatiazol.

No sólo se podrían curar patologías que losactuales antibióticos ya no pueden combatircon tanta eficacia como antes. También sepodrían diseñar PAMs que actúen contra cé-lulas cancerosas o sirvan para evitar infeccio-nes bucales e incluso para tratar aguas resi-duales estancadas, donde se forman natasconstituidas por películas de bacterias alta-mente patógenas.

“Conocer todos los detalles físico-químicosasociados a la acción antimicrobiana de losPAMs permitiría controlar este tipo de fenóme-nos, aunque para ello habrá que trabajar ardua-m e n te”, finaliza. b

E S P E

C I A L

Bacterias E s ch e r i ch i acoli, vistas alm ic ro sco p io.

“Debemos hacer otrosexperimentos computacionalespara descifrar la complejidadfísico-química de los PAMs”RAMÓN GARDUÑO-JUÁREZInvestigador del Instituto de Ciencias Físicasde la UNAM

Científicos pumasestudian elmecanismo deacción de los péptidosa nt i m ic rob i a no s,que prometen serlos antibióticos máse f icac e s

EL DATO

Mo d e l o s . Mecanismos de acción más comunesde los péptidos antimicrobianos que interac-cionan con membranas: (A) modelo poro debarril, (B) modelo alfombra y (C) modelo porotoroidal. Las moléculas de PAMs se representancon los cilindros negros. Figura adaptada deltrabajo de Chang et al. (Biochim. Biophys. Acta,1758, 9: 1184-1202).