Archivo por meses: marzo 2025

Científicos del IDiBE estudian el potencial de las estrategias alternativas basadas en nanomateriales y fitoquímicos para tratar las infecciones por resistencias a antibióticos

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Investigadores del Instituto de Investigación Desarrollo e Innovación en Biotecnología Sanitaria de Elche (IDiBE) publican una revisión sobre el potencial de la nanotecnología combinada con compuestos vegetales para combatir a las bacterias resistentes a los antibióticos tradicionales. La inversión en este campo será fundamental para afrontar la futura pandemia por resistencias a antibióticos.

La siguiente pandemia está cada vez más cerca. Esta vez, tendrá como protagonistas a las bacterias. De hecho, la Organización Mundial de la Salud (OMS) ya ha catalogado la resistencia a antibióticos como una de las 10 principales amenazas de salud pública a las que se enfrenta la humanidad. Los estudios estadísticos sobre salud pública confirman la tendencia ascendente de muertes por esta causa a nivel global.

Cultivo de Staphylococcus aureus visto a través de microscopio electrónico. Fuente: Wikipedia.

Las cifras con alarmantes. Según el reconocido Informe O’Neill, publicado en 2016 por el Instituto Nacional de Salud de Reino Unido, habrá más muertes por infecciones bacterianas que por cáncer para el año 2050, con 10 millones de fallecidos por esta causa. Asimismo, la revista The Lancet ha cifrado en 1,27 millones de muertes por infecciones multirresistentes durante el 2019, reforzando así la previsión realizada por el Informe O’Neill.

Mientras tanto, centros de investigación como el IDiBE poseen su propia línea de estudio sobre antimicrobianos combatir esta pandemia. Se encuentran dentro del Grupo de Investigación de Diseño y Desarrollo de Moléculas Bioactivas.

Dentro de este grupo, el Dr. Enrique Barrajón Catalán ha sido uno de los autores de un artículo que recoge los esfuerzos que se han realizado hasta la fecha para aunar nanotecnología y fitoquímicos, es decir, sustancias químicas de origen vegetal con un prometedor potencial antimicrobiano.

Esta revisión exhaustiva resalta el enorme desconocimiento a día de hoy sobre la variedad y potencial de la mayoría de las moléculas bioactivas vegetales, como los polifenoles o los flavonoides. Estas sustancias con probada capacidad antibacteriana precisan que su actividad sea potenciada encapsulándolas en el interior de nanofibras y nanopartículas.

Abstract gráfico de la revisión realizada por el IDiBE. Fuente: artículo publicado.

Así, los nanomateriales permiten salvar las limitaciones farmacocinéticas y la baja disponibilidad de fitoquímicos como la curcumina, proveyéndola de una mayor estabilidad y convirtiéndose así en un binomio con grandes posibilidades para el tratamiento de infecciones bacterianas.

La revisión destaca el quitosano, un polímero de origen natural para crear nanopartículas, con alta biocompatibilidad, biodegradable y con capacidad de ser originado por «síntesis verde» (un proceso de fabricación que minimiza la cantidad de residuos derivados y el peligro para el medioambiente).

Sin embargo, la bibliografía sobre los fitoquímicos como agentes antimicrobianos es todavía escasa. La combinación de nanotecnología y fitoquímicos promete resultados positivos, aunque es preciso «seguir investigando sobre sus mecanismos de acción, evaluar la seguridad y toxicidad de estos binomios y continuar hacia la etapa de estudios in vivo», señalan en las conclusiones de la revisión del IDiBE. A este respecto, el grupo posee otra línea de investigación de nuevos fitoquímicos para el tratamiento de infecciones multirresistentes, con varios extractos vegetales prometedores para la creación de nuevos antibióticos y patentes de diferentes combinaciones sinérgicas.

Fotografía de la familia de las jaras, una de las especies de arbustos en estudio. Fuente: Ecología Verde.

Asimismo, el grupo de Barrajón trabaja con arbustos del género Cistus, comúnmente conocidos como cistáceas o jaras. El grupo se ha especializado en la extracción, caracterización y optimización de los compuestos bioactivos de estas jaras para luego someterlos a estudios de actividad antimicrobiana. Esta investigación se ha realizado en colaboración con los servicios de microbiología del Hospital de Alicante y el Hospital de Elche, probando que estos fitocompuestos funcionan óptimamente en infecciones por Staphylococcus aureus resistente a meticilina, una de las bacterias más problemáticas actualmente.

Esta revisión se ha realizado en paralelo a dos tesis doctorales sobre el diseño de nanoestructuras con la mayor capacidad de encapsulación posible y la selección de los fitoquímicos idóneos con actividad antimicrobiana.

La revisión mencionada se ha publicado en la revista Polymers.

Científicos de la Universidad de Texas El Paso construyen imágenes 3D de la arteria carótida

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Mediante resonancia magnética, los Investigadores del Laboratorio de Fisiología Clínica Aplicada, CAPh Lab por sus siglas en inglés, en la Universidad de Texas El Paso pudieron construir imágenes en 3D de la arteria carótida. Esta innovadora metodología permite investigar el flujo sanguíneo a través de la visualización y medición de la geometría vascular, elementos clave para reconocer el riesgo de accidentes cerebrovasculares. El estudio, publicado en la revista Bioengineering, es en si pequeño pero plantea grandes preguntas que sugieren futuras direcciones en el análisis de flujo sanguíneo para así comprender mejor la dinámica de esta parte crucial del sistema circulatorio.

Según el Centro para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) de Estados Unidos, casi 800.000 personas en Estados Unidos sufren un derrame cerebral cada año. De estos, cerca del 90% fueron accidentes cerebrovasculares isquémicos, en los que se bloquea el flujo sanguíneo al cerebro. Debido a la prevalencia y el impacto de estos eventos, la investigación sobre la dinámica del flujo sanguíneo en la arteria carótida, la que transporta sangre al cerebro, es imperativa para comprender y predecir estos eventos potencialmente incapacitantes. El CAPh Lab de la Universidad de Texas El Paso hace precisamente eso, busca comprender esta dinámica inmensamente compleja y estudiar cómo el ejercicio podría evitar o disminuir la evolución de los factores de riesgo. Dr. Alvaro N Gurovich, Director del Departamento de Fisioterapia y Ciencias del Movimiento e Investigador Principal del CAPh Lab, apunta que “Estos estudios son para encontrar respuestas en la prevención y tratamiento de accidentes isquémicos como el infarto cardíaco y los accidentes vasculares encefálicos. Los hallazgos de este estudio específico más los hallazgos anteriores podrían ayudar a tratar esta patología más eficientemente.”

Al crear una sección transversal de las áreas de interés del modelo 3D, los investigadores obtuvieron mediciones precisas de las partes de la arteria donde el flujo sanguíneo puede verse alterado o perturbado, concretamente el área donde se bifurca la carótida. Aunque el estudio fue bastante pequeño, con sólo 20 participantes en total, esta metodología no invasiva permite estudiar áreas clave de una arteria cuya obstrucción puede ser catastrófica. 

El artículo resalta entre sus resultados el mayor tamaño de la bifurcación en hombres que en mujeres, pero afirma que al ser similar la presión local sanguínea pueden haber otros factores que se deben estudiar y es necesaria una población de estudio más grande y diversa para proponer relaciones entre patrones en la geometría de la carótida por factores demográficos y tratamientos o diagnósticos diferenciados. 

De la investigación geométrica a la evaluación del riesgo

Un factor importante de riesgo de accidente cerebrovascular isquémico es la acumulación de grasa y colesterol que crean un estrechamiento de la vía sanguínea,  patología denominada aterosclerosis. Actualmente, se suele usar un angiograma para ver si los vasos sanguíneos están estrechados o bloqueados, pero el método utilizado en este estudio sugiere nuevas fronteras. Los angiogramas son algo invasivos, ya que requiere el uso de tintes químicos inyectados en el torrente sanguíneo que pueden ser rastreados por una máquina de rayos X, pero el método presentado por el CAPh Lab elimina la necesidad de químicos que pueden causar problemas para el paciente.

Aunque los participantes en el estudio no mostraron signos de aterosclerosis, este estudio y otros realizados por el laboratorio sugieren que podría haber formas alternativas de modelar la geometría de estas arterias críticas. En general, este estudio constituye una valiosa aportación a un conjunto más amplio de investigaciones sobre el complejo sistema que afecta el riesgo de sufrir una apoplejía y la salud cardiovascular.

De cara al futuro, el CAPh Lab busca estudiar más dinámicas a escala molecular de las arterias e integrar la inteligencia artificial en el análisis de modelos 3D como los creados para esta investigación. El análisis de la geometría local, junto con la investigación del flujo sanguíneo, podría ayudar a comprender cómo las células utilizan los estímulos locales para enviar señales a otras partes del cuerpo, un proceso también llamado mecanotransducción, que está relacionado con la lucha contra la aterosclerosis.

A Decade On: Challenges in EU Maritime Spatial Planning

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A study reveals the difficulties of global coordination amid diverse national strategies and highlights the challenge of balancing ecosystem protection with the blue economy.

Fourteen researchers working from twelve European countries have analysed how twenty-two EU countries have implemented the Maritime Spatial Planning Directive, adopted by the EU in 2014. Although the Directive has helped many member states develop maritime spatial plans, the sheer diversity of them and their approaches gave rise to challenges in the process.

The research, published in Marine Policy, points out that the Directive provides a common framework that allows each country to design plans in line with their own traditions and administrative structures, national and regional. However, this has led to plans with different objectives that are often difficult to reconcile withing the country, at the sea basin level and with non-EU neighbours. As Leila Neimane, one of the authors of the study, indicates: “This diversity [in national approaches] reflects local needs and traditions, while it has also created coordination problems”.

This map shows if a country has one or more maritime spatial plans. Most of the countries have several plans to adapt to their administrative structures and regional traditions. Source: European MSP Platform.

Apart from reviewing those twenty-two countries’ plans, the researchers surveyed EU competent maritime spatial planning authorities, including maritime spatial planners, to find out what the most recent and common challenges are. One of them is how to keep a balance between environmental conservation and the development of the blue economy (the economic activities associated with the ocean, seas, and coastal regions).

Related to this, the researchers highlight the importance of keeping the adaptative approach as the energy crisis and climate change make countries more aware of offshore renewable energies’ capabilities. Researcher Neimane indicates that adaptation “will be very important because we will face new energy and climate-related pressures in the coming years”.

According to her, “equally important is to assess the social and societal benefits and costs”. Although the Directive requires to consider and to balance economic, environmental, and social needs, ensuring fair representation remains a challenge. Moreover, the analysis notices that some concepts like social sustainability and cultural values can be abstract and difficult to translate into planning policies.

Regarding coherence and other recent challenges of maritime spatial planning, the research shows that there are some aspects that might improve the current situation. For example, the availability of full plans in a common language and data sharing would favour participation and learning from other countries’ processes.

Altogether, the study shows that the implementation of the EU Maritime Spatial Planning Directive has helped countries to create and/or further develop plans that are already pointing out what to improve and will be the basis for future adjustments.

You can check each country’s plans at the European Maritime Spatial Plan Platform web page.

Un estudio español propone un tratamiento que podría reducir el daño cerebral por ictus

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El estudio sugiere que la inhibición de la enzima AMPK mediante pequeñas vesículas extracelulares podría ofrecer una nueva vía terapéutica contra el ictus isquémico

Alrededor de 120.000 personas sufren un ictus cada año en España y aproximadamente 25.000 mueren a causa de ello, según datos del Ministerio de Sanidad. La incidencia de esta enfermedad es mayor en personas de más de 55 años, por lo que el envejecimiento en curso de la población resultará en un aumento de los casos. No obstante, la edad no es el único factor de riesgo. De hecho, en los últimos años ha habido un aumento del 40% en la incidencia de ictus en adultos jóvenes. Ante esta realidad, el desarrollo de tratamientos que reduzcan sus secuelas tiene el potencial de mejorar la calidad de vida de millones de personas en el mundo. La investigación realizada por grupos del Instituto de Investigación Sanitaria de Santiago y del Centro Singular de Investigación en Medicina Molecular e Enfermidades Crónicas (Santiago de Compostela) va en esta dirección. Si bien aún está en fase experimental, los resultados son prometedores: los roedores tratados experimentaron una reducción del 70% en el tamaño de su lesión cerebral, lo que supuso una clara mejoría en sus capacidades sensoriales, motoras y neurológicas.

El estudio, publicado recientemente en la revista Metabolism, señala que la clave de esta terapia pionera es la inhibición de la enzima AMPK, una molécula que detecta las necesidades energéticas de las células y regula su metabolismo. El agente inhibidor se administra por medio de pequeñas vesículas extracelulares (sEVs, por sus siglas en inglés) de estructura membranosa y tamaño nanométrico. Estas vesículas actúan como pequeños receptáculos naturales capaces de transportar en su interior variedad de componentes celulares. Esto las convierte en una pieza importante de la comunicación celular y en una herramienta efectiva para la administración dirigida de fármacos o moléculas terapéuticas.  

Cabe aclarar que, aunque la estrategia ha demostrado eficacia en modelos animales, aún quedan años de investigación antes de que pueda evaluarse en humanos. Según estimaciones, las pruebas clínicas podrían tardar entre 5 y 8 años en comenzar. Alberto Ouro Villasante, autor principal del estudio, advierte que “es difícil predecir con exactitud los plazos”. Factores como el acceso a financiación, la aprobación regulatoria y los avances tecnológicos “podrían acelerar o ralentizar este proceso”.

La elección de una terapia que pretende regular la enzima AMPK no fue azarosa, se basa en un fenómeno conocido como la “paradoja del fumador”. Se ha observado que quienes fuman pueden tener mejores tasas de recuperación tras un ictus isquémico. Es importante resaltar que esto no significa que fumar sea beneficioso. Por el contrario, el tabaquismo es uno de los factores de riesgo principales de ictus. A través de esta investigación, fue posible demostrar que el efecto neuroprotector del tabaco radica en la nicotina. Los riesgos a la salud asociados a esta substancia hacen que su uso clínico sea inviable. De aquí surge el interés por comprender cuáles son los mecanismos detrás de esta neuroprotección.

Estudios anteriores parecían indicar un vínculo entre la nicotina y la inhibición de la enzima AMPK. Para demostrar esta relación, el equipo administró nicotina y un compuesto activador de la enzima AMPK (AICAR) a roedores. Los efectos neuroprotectores observados gracias a la nicotina desaparecieron. Este resultado confirmó la hipótesis de que la reducción de daño cerebral asociada a la “paradoja del fumador” se debía a la inhibición de la enzima AMPK. Impulsados por emular dicho efecto, evitando los riesgos de la nicotina, este grupo desarrolló esta terapia pionera con sEVs, para la cual ya han solicitado el registro de una patente.

De momento los resultados son alentadores, pero aún quedan muchos desafíos para su aplicación en humanos. Desde garantizar su seguridad, eficacia y escalabilidad hasta evaluar posibles efectos adversos a largo plazo. Uno de los primeros pasos es probar la terapia en modelos más representativos de la población afectada. Mientras que los ensayos preclínicos publicados fueron realizados en animales jóvenes, “la mayoría de los pacientes que sufren un ictus son personas mayores con comorbilidades, lo que puede influir significativamente en la eficacia de cualquier terapia neuroprotectora”, subraya Ouro Villasante. Es por ello que futuros estudios incluirán modelos más representativos.