Entretextos No.14 by Moisés Rojas

Publicación cuatrimestral de Promoción de la Cultura y la Educación Superior del Bajío, A.C.

Año 5 Número 14 Agosto 2013 - Noviembre 2013

ISSN: 2007-5316

C iencia

y tecnología del siglo XXI

Entrextextos Revista electrónica cuatrimestral de Promoción de la Cultura y la Educación Superior del Bajío A.C. PROCESBAC. Blvd. Jorge Vértiz Campero #1640 Col. Cañada de Alfaro, C.P. 37238 León, Gto. Teléfono 01 (477) 710 06 00 ext. 2010. www.leon.uia.mx Distribuida por la Universidad Iberoamericana León P. Marco Antonio Bran Flores S.J. Rector

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ENTRETEXTOS,Año 5, No. 14, agosto 2013 - noviembre 2013, es una revista electrónica cuatrimestral editada por Promoción de la Cultura y la Educación Superior del Bajío A.C., a través de la Universidad Iberoamericana León, por conducto del Centro de Difusión Cultural. Blvd. Jorge Vértiz Campero #1640, Col. Cañada de Alfaro, C.P. 37238, León, Gto. Tel. (477) 710 06 00 ext. 2010, www.leon.uia.mx, area.editorial@leon.uia.mx Editora responsable: Diana Cárdenas Garza. Reserva de Derechos al Uso Exclusivo No. 04-2012-110717104500-203, ISSN 2007-5316, ambos otorgados por el Instituto Nacional del Derecho de Autor. Las opiniones expresadas por los autores no necesariamente reflejan la postura del editor de la publicación. Queda estrictamente prohibida la reproducción total o parcial de los contenidos e imágenes de la publicación, sin previa autorización de Promoción de la Cultura y la Educación Superior del Bajío A.C., PROCESBAC.

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Directora del Centro de Difusión Cultural

María Luisa Martínez Medel Santiago Alférez Rayas Luis Adolfo Torres González Ma. Luisa Martínez Medel Miguel Angel Guerrero Ramos Alfonso Totosaus

Judith Castellanos-Moguel María Teresa Núñez-Cardona Thelma Falcón-Bárcenas Raúl Venancio Díaz Godoy Diana Cholico-González Rafael Ríos Vera M. P. Gonzalez Muñoz Ricardo Navarro Imelda Saucedo Mario Avila-Rodríguez Marcela Angélica de la Fuente Hernández Jorge Ángel Marcos Viquez Mauricio Adrián Orozco Mena José Osman Franco Gallardo Josefina Rodríguez Karla Elizabeth Flores Martínez Rafael González Alvarez

4 6 12 18 24

32 37

Miriam V. Flores Merino

Gerardo Alfonso Anguiano Vega

Olimpia Rodríguez León Viridiana Alvarado Carrillo Luis Adolfo Torres González Mayra Mónica Pizano Nava

Editorial El papel de la nutrigenómica en la expresión de genes de cáncer de mama

Ética de alimentos: La ingeniería genética como herramienta para alimentar/ controlar al mundo Enemigos invisibles: Hongos y partículas en la atmósfera, efectos sobre la salud

Líquidos iónicos: Hacia el desarrollo de sistemas sustentables de separación

Sobre-genética: ¿Algo mejor que la huella digital?

Espacios Vacíos / "La belleza de lo efímero" Obra fotográfica de Olivia Vela Análisis de la metilación del ADN como parte del diagnóstico general del cáncer de mama Nano-elasticidad de los biomateriales en la ingeniería de tejidos Biomarcadores moleculares: La nueva herramienta en la biotecnología médica y ambiental Obesidad y nutrigenómica

Roxana Contreras Lobato

Juan Carlos Raya Pérez

Cucharadas de Luna / Genomas

Nuestros próximos temas

Separata / La Evolución Educativa: Hacia una nueva matriz cognitiva

El avance tecnológico en el siglo XXI ha permitido desarrollos impresionantes en muchos campos de la salud y la tecnología. Actualmente la presencia de nuevas enfermedades hace evidente la importancia en la investigación científica y tecnológica desde un aspecto multidisciplinario con un sentido de servicio integral a la humanidad. En el caso de Nutrición Molecular, específicamente la Nutrigenómica, la investigación interdisciplinaria ha sido fundamental para resolver problemas de enfermedades crónicas que involucran a nutriólogos, químicos, ingenieros y médicos; ya que es una ciencia que desde el conocimiento molecular de los componentes de la dieta contribuye a la salud, al conocer la expresión de genes y síntesis de proteínas de acuerdo con la constitución del genoma de cada persona. Asimismo, la indagación y manipulación de la materia a escalas muy pequeñas (nanométricas y micrométricas) ha hecho posible que la ingeniería genética se convierta en una herramienta para alimentar al mundo y comprobar mayores beneficios para la sociedad, con el propósito de lograr una mejor calidad de vida. La contaminación ambiental aprueba plantear estrategias para identificar, alertar, prevenir y proteger a la población más vulnerable, como sustituir el uso de solventes que son agresivos al medio ambiente por otros compuestos con propiedades diferentes, como el uso de líquidos iónicos de baja presión de vapor. Estos problemas ambientales e industriales han sido importantes en la innovación de sistemas de sustentabilidad. La Bionanotecnología proporciona respuesta más rápida a la identificación de enfermedades actuales, auxiliándose de la información que se tiene de la maravillosa molécula que contiene la información de lo que somos y lo que heredamos, es decir el ADN. Algunas enfermedades tan complejas como el cáncer de mama nos conduce a investigar la metilación del ADN como parte del diagnóstico general de esta enfermedad, esto solo se puede lograr con los nuevos equipos de tecnología de vanguardia como el microscopio electrónico, el espectrofotómetro de Ramman, equipos para microarreglos, etc., con los que actualmente se cuenta en los laboratorios de Bionanotecnología y con los que se pueden identificar átomos y moléculas a escalas manométricas. De esta manera, se promueve un cambio benéfico en la práctica clínica actual y sobre todo una aportación a las enfermedades crónicas que tanto están dañando a la población mexicana. Por otra parte, la Nanomedicina propone soluciones de impacto en plantas y salud humana. Investigaciones realizadas para obtener las propiedades de los biomateriales en ingeniería de tejidos han favorecido a la medicina regenerativa y al diseño de nuevos fármacos y medicamentos más dirigidos. Otra herramienta usada en la Biotecnología son

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los biomarcadores moleculares que indican la presencia de alteraciones patológicas e incluso a evaluar la posible respuesta de un individuo ante procedimientos terapéuticos. Estos grandes avances sólo pueden ser posibles con un trabajo interdisciplinario, donde se complementen todos los conocimientos de muchas profesiones para lograr un fin común: calidad y armonía humana en nuestro planeta. Por otra parte, como separata en este número de Entretextos, ponemos a consideración de nuestros lectores un artículo que analiza y cuestiona los efectos del Movimiento Educativo Abierto, el cual está promoviendo un cambio hacia una educación que contempla el desarrollo y utilización de los Recursos Educativos Abiertos (REA), hecho que abre el horizonte de una nueva matriz cognitiva, asunto no menor para personas e instancias educadoras ante la democratización del conocimiento. En la sección literaria “Cucharadas de Luna” compartimos algunos poemas de la colección “Genomas”, escritos por Juan Carlos Raya Pérez, académico investigador en biotecnología y poeta. Mientras que en “Espacios Vacíos” disfrutamos parte de la obra fotográfica de Olivia Vela, fragmentos de naturaleza, con la emoción de las formas, los colores, la vida.

María Luisa Martínez Medel

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a l e d l e p a p El igenómica de nutr expresión de r a e l c n n e á c e d s e n e g Santiago Alférez Rayas* a m Luis Adolfo Torres González** ma Ma. Luisa Martínez Medel*** Miguel Angel Guerrero Ramos****

Sombras (fragmento)

Introducción

*Estudiante de la Licenciatura en Nutrición y Ciencia de los Alimentos, Universidad Iberoamericana León santiago.alferez.rayas@gmail.com

**Coordinador del Cuerpo de Investigación en Tecnología y Ciencias Aplicadas, Universidad Iberoamericana León adolfo.torres@leon.uia.mx

***Coordinadora de la Licenciatura de Ingeniería en Bionanotecnología, Departamento de Ciencias Básicas, Universidad Iberoamericana León marialuisa.martinez@leon.uia.mx

*****Cirujano Oncólogo, Hospital Regional de Alta Especialidad del Bajío (HRAEB) maguerreror@yahoo.com.mx

El Proyecto Genoma Humano (PGH) nació en un marco de revolución científica propuesto en la década de los ochenta con el objetivo de descifrar el conjunto de las instrucciones genéticas del ser humano, es decir, el mapa de los genes y sus marcadores funcionales basándose en el análisis de secuencias y en los niveles de transcripción o expresión de genes. El PGH inició formalmente en 1990 y finalizó en 2003, con la colaboración académica internacional. Este hecho ha marcado una nueva página en la historia científica, ya que abrió un amplio abanico de desarrollos biotecnológicos y biomédicos en el mundo. A partir de esta hazaña científica nace la nutrigenómica como ciencia que investiga la relación entre la dieta y la expresión de los genes (para la síntesis de proteínas específicas). Esta disciplina incluye la aplicación de la tecnología genómica para investigar fenómenos de alimentación y nutrición, y la influencia del genoma en los componentes de la dieta y la alimentación basados en la expresión génica, es decir, en el proceso por el cual la información almacenada del ácido desoxirribonucleico (ADN) se utiliza para dirigir la síntesis de un producto funcional específico como la proteínas o el ácido ribonucleico (ARN).

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Esta ciencia implica entender qué genes son inducidos y cuáles inhibidos frente a un determinado nutriente, manteniendo un enfoque de investigación integral con la transcriptómica, la proteómica y la metabolómica, es decir, con todo el conjunto de redes y mecanismos de conexión entre proteínas, metabolitos y genes en los humanos.

influye para la prevención de distintos tipos de cáncer. Las vitaminas y minerales que necesitamos en nuestra dieta son llamados nutrimentos inorgánicos, que a diferencia de los macronutrimentos, como las proteínas, lípidos e hidratos de carbono, son necesarios para que el metabolismo y bioquímica funcione en armonía y de los cuales necesitamos alrededor de 40 nutrimentos inorgánicos.

De teorías básicas de nutrición se sabe que para un correcto funcionamiento celular es necesario que exista un equilibrio a nivel molecular y bioquímico. La homeostasis celular puede verse influida por agentes medioambientales como compuestos bioactivos de la dieta. Estos compuestos emitirán señales que serán detectadas por los sistemas sensores celulares, los cuales dirigirán la respuesta celular y en consecuencia se alteran determinadas funciones metabólicas e incluso la fisiología celular alterando también la expresión génica y proteica.

La dieta influye para la prevención de distintos tipos de cáncer Existe evidencia científica que demuestra que las deficiencias de algunas vitaminas y minerales conducen a daños en el ADN (Mac Gregor, 2000). El hecho de que algunos componentes de la dieta juegan un papel clave en la regulación de la expresión genética está fuera de dudas. El genoma humano es sensible al entorno nutricional, de forma que, algunos genes pueden modificarse en respuesta a los componentes de la dieta, ya sean de origen vegetal o de origen animal (Marti, 2005).

En investigaciones recientes de nutrición molecular se ha descubierto que la dieta

Dieta y cáncer El perfil genómico de cada persona se determina en el momento de la concepción. Todas las personas somos un tanto diferentes desde el punto de vista genómico y reaccionamos de manera distinta a los alimentos e incluso a los fármacos; esto nos confiere individualidad y es responsable de las características específicas entre cada individuo. Existen Ave Azul

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muchos factores ambientales, pero el factor al que estamos expuestos de manera continua a lo largo de nuestra vida es la ingesta de alimentos; por ello, los hábitos dietéticos representan el factor ambiental más importante en la modulación de la expresión de genes, de ahí la gran importancia que tiene la nutrición con la genómica.

generar cambios y tener una conciencia preventiva del cáncer a través de la ingesta adecuada de los alimentos junto con la modificación de otros hábitos ambientales que pueden contribuir a la prevención de muchas enfermedades y no solo del cáncer (Lund, 2007). Aunque el cáncer es el resultado de mutaciones a nivel celular en los cuales los genes reguladores de la división celular (oncogenes) están mutados y son originadas por la interacción con factores ambientales, se considera que la nutrición y la alimentación podrían tener un efecto sustancial en el riesgo de cáncer, para calcular dicha contribución es necesario considerar la interacción con otros factores de riesgo. Por ello, es importante atribuir que los componentes de los alimentos (macronutrimentos, micronutrimentos y nutrimentos inorgánicos) son esenciales para la prevención del cáncer.

El cáncer de mama es la segunda causa de muerte en mujeres entre 30 y 54 años El gran vínculo que existe entre el cáncer y la dieta podría deberse a factores en los alimentos y en especial a la adición de potenciadores de sabor, colorantes y conservadores que cambian la naturaleza de los mismos y que a su vez nosotros consumimos, lo cual repercute directamente en nuestros genes provocando la modificación de su expresión génica y así contribuir a que se desarrollen ciertas enfermedades (Reszka, 2006).

Expresión de genes de cáncer de mama y su relación con la suplementación de micronutrimentos en la dieta

La dieta es un factor ambiental que representa uno de los principales factores exógenos (factores que provienen del ambiente exterior), además de la actividad física, alta exposición a la radiación solar y componentes carcinogénicos en los alimentos. La alimentación que puede ser evaluada con dieta específica, representa una de las principales actividades del hombre a través de las cuales se proporcionan sustancias que son digeridas, absorbidas y metabolizadas por el organismo. Por ello se concluye que la dieta es uno de los principales factores exógenos o ambientales; los cuales son modificables a través de la conducta humana. Por lo tanto, esto permite

La nutrigenómica como ciencia pretende proporcionar un conocimiento molecular (genómico) sobre los componentes de la dieta que contribuyen a la salud, mediante la alteración de la expresión génica según la constitución genética individual. En México, el cáncer de mama a partir del año 2006 es la segunda causa de muerte en mujeres entre 30 y 54 años (Secretaría de Salud, 2001). El cáncer de mama constituye uno de los primeros ejemplos a la traducción de la investigación genómica a las aplicaciones en nutrición. Actualmente, las investigaciones se han orientado al

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desarrollo de técnicas moleculares y análisis por microarreglos de ADN para detectar las diferencias de expresión entre miles de genes simultáneamente y así crear perfiles que indiquen el estado de avance de la propia enfermedad (Ferguson et al., 2011).

de investigación en Tecnología y Ciencias Aplicadas de la Universidad Iberoamericana León, el cual se ha dado a la tarea de realizar estudios sobre el efecto de ciertos micronutrimentos en la modificación de la expresión de genes asociados a enfermedades crónicas. Para el caso de cáncer, se han realizado búsquedas de genes responsables del cáncer de mama, encontrándose alrededor de 80 genes involucrados en esta enfermedad. Asimismo, se han analizado sus respectivos niveles de expresión por microarreglos y su relación con el consumo de selenio. También se investiga la agrupación de las redes de genes mediante la aplicación del procedimiento matemático,Análisis de los Componentes Principales (PCA) para la expresión del gen o genes y de esta manera se construye una red de interacción entre los genes determinando la relación de la inhibición de estos genes con la suplementación de selenio o algún otro micronutrimento (Torres et al., 2012). Asimismo, se ha estudiado cómo algunos micronutrimentos tienen un efecto específico para la prevención del cáncer de mama, por ser un poderoso antioxidante, además de que está correlacionado fuertemente con determinado grupo de genes, como se observa en la Tabla 1.

La expresión de genes por microarreglos de ADN es un tema de vanguardia para investigar las redes complejas de genes y su relación con la nutrición. El cáncer de mama es una enfermedad compleja, caracterizada por la heterogeneidad de las alteraciones genéticas y la influencia de diversos factores ambientales. Por lo tanto, se convierte en uno de los primeros ejemplos para aplicaciones de la investigación genómica nutricional. Recientemente, se han publicado a nivel mundial algunos artículos que muestran los efectos de micronutrimentos sobre la transcripción de genes asociados al cáncer de mama como es el caso del GPX. Por ejemplo, se han realizado investigaciones donde el selenio que está implicado en la defensa del organismo contra el estrés oxidativo y participa en varios procesos celulares (Jaworska et al., 2012). Un ejemplo de este aporte en nutrigenómica ha sido el que desarrolla el cuerpo

Genes y cáncer de mama Estudio

Genes

Resultados

Jaworska, K. et al.

GPX1 GPX4 TXNRD2 BRCA1 TP53

Identificación de genes relacionados con el metabolismo del selenio, incluyendo la glutatión peróxidasa (GPX) y tiorredoxina reductasas (TXNRD) que a su vez están involucrados con el cáncer de mama.

Lubiński, J. et al.

Tabla 1. Principales genes que responden al metabolismo del selenio

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Entre los avances más recientes de esta investigación está la revisión de algunos genes responsables del cáncer de mama en bases de datos internacionales. Se han identificado numerosos factores involucrados en la carcinogénesis mamaria. La mayoría corresponden a alteraciones genómicas, como cambios en los niveles de expresión de los genes BRCA1, BRCA2, ERBB2, GPX1, GPX4, y activación de oncogenes como el TP53 e inactivación de genes supresores de tumores en canceres esporádicos.

La investigación en nutrición ha pasado de la epidemiología a la biología molecular y la genómica. La nutrigenómica se ha convertido en un campo multidisciplinario de la ciencia nutricional, que compromete investigaciones que tienen como objetivo saber cómo la dieta puede influir en la salud del individuo. Existen en la actualidad estudios que comprueban con fundamento científico que los compuestos bioactivos como el selenio pueden interactuar con los genes que afectan a los factores de transcripción, expresión de proteínas y producción de metabolitos. Estas nuevas tecnologías de expresión nos permitirán comprender las intrincadas redes de interacción entre genes y nutrientes, orientándonos cada vez más hacia el concepto de las dietas de diseño individual.

Conclusión La relación entre la dieta y el cáncer de mama es un tema complejo que requiere ser abordado desde distintos enfoques y con una visión integradora i n t e rd i s c i p l i n a r i a . D a d o q u e l a s alteraciones que desencadenan el cáncer ocurren a nivel de ADN y de otros procesos moleculares, el avance en las técnicas genómicas y de la nutrición molecular permitirá entender cómo los componentes que aporta la dieta participan en los diferentes estados de la carcinogénesis.

El consumo de selenio y otros micronutrimentos en pacientes con cáncer de mama podría contribuir de forma benéfica por la propia modificación de su expresión génica. La investigación de nutrigenómica basada en el análisis de microarreglos podría resolver significativamente algunos problemas de salud en México.

REFERENCIAS Ferguson, L.R. y Karunasinghe, N. (2011). “Nutrigenetics, nutrigenomics, and selenium”. Frontiers in genetics, Vol. 2, No. 15, p. 15. Jaworska, K. et al. (2012).“Selenium and genotypes as marker of risk in BRCA1 mutation carriers”. Hereditary Cancer in Clinical Practice, No. 10 (Suppl1):A8,Annual Conference on Hereditary Cancers Szczecin, Poland. Lubinski, J., et al. (2012).“Prospective observation of breast/ovarian cancer risk in BRCA1 carriers depending on serum selenium level optimized with diet”. Hereditary Cancer in Clinical Practice. No. 10 (Suppl 1):A11”, Annual Conference on Hereditary Cancers Szczecin, Poland.

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Lund, E. (2007).“Cohort profile:The Norwegian Women and Cancer Study – NOWAC – Kvinner og kreft”. Int. J. Epidemiol, Vol. 37, No. 7, pp. 36-41. Mac Gregor, J.T.,Wehr, C.M., Hiatt, R.A., Peters, B. y Tucker, J.D., Langlois RG, Jacob RA, Jensen RH,Yager JW, Shigenaga MK, Frei B, Eynon BP,Ames BN., (2000).“‘Spontaneous’ genetic damage in man: evaluation of interindividual variability, relationship among markers of damage, and influence of nutritional status”. Mutat Res.,Vol. 377, No. 1, pp. 125-135. Marti, A., Moreno-Aliaga, Ma. J., Zulet, Ma. A. y Martínez, J. A. (2005). “Avances en nutrición molecular: nutrigenómica y/o nutrigenética” en Nutr. Hosp. Vol. 337, pp.125-135. Secretaría de Salud, (2001) [citada 2012]. "Registro Histopatológico de Neoplasias Malignas" [database Internet]. Disponible en: http://www.dgepi.salud.gob.mx/diveent/RHNM.htm. Reszka Edyta (2006). “Genetic polymorphism of xenobiotic metabolising enzymes, diet and cancer susceptibility” en British Journal of Nutrition, October, vol. 96, No. 04, pp. 609-619. Torres-Glez, L.A.,Alférez-Rayas, S. (2012).“The role of nutrigenomics in gene expression microarray of breast cancer and selenium intake”, Congress International of Nutrigenomics INCON 2012,AMMFEN 2012.

ISSN: 2007-5316

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: s o t n e m i l a c a i t e é d n É t i c a g e n i e r í a gne ta L a i no h e r r a m i e/ r a t com n e o m d i l n a u pa r a o l a r a l m r t n o c Alfonso Totosaus*

Flor Morada (fragmento)

Resumen Este artículo tiene como objetivo conjuntar diferentes vertientes acerca de la llamada ética de alimentos, en la producción y consumo de alimentos transgénicos. La presencia de corporativos que dominan el mercado global, además de la desconfianza por los consumidores por adquirir alimentos “contaminados”, son dos de las actitudes en contra de este tipo de alimentos. Respecto a esto último, la decisión del consumidor por adquirir estos alimentos y la información que debe proporcionarse derivan en la llamada ética de alimentos, involucrando los derechos de los consumidores y los beneficios para los agricultores, con el fin de combatir el hambre a nivel mundial. Aquí, la ingeniería genética es un claro ejemplo del dualismo bueno/malo que la integración de la ciencia y la tecnología tienen en la sociedad, donde el beneficio de la humanidad debería estar antes que todo.

*Profesor Investigador del Laboratorio de Alimentos, Tecnológico de Estudios Superiores de Ecatepec, SNI nivel 2 alfonso.totosaus@gmail.com

La ingeniería genética se refiere a la modificación y control de la información genética (ADN, ácido desoxirribonucleico) a fin de expresar características diferentes en el organismo original. Las técnicas y alcances actuales de la ingeniería genética están fuera del contexto de este artículo, ya que el enfoque es sobre la aplicación de

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esta ciencia y tecnología molecular como un servicio integral para la humanidad: la producción de alimentos. Desde su aparición, los alimentos transgénicos han pasado por varias etapas, las cuales se pueden clasificar, de acuerdo con Schneider y Schneider (2002), en tres generaciones: la primera generación mejoró la tolerancia a herbicidas y resistencia a insectos en cultivos como maíz; la segunda generación se enfocó a mejorar su calidad nutricional sobre todo para ser usada como forraje, como la soya; y la tercera generación ha sido enfocada a la producción de fármacos y biocombustibles. Ejemplo de esta modificación es la producción de vacunas orales para ser administradas a través de frutas y vegetales (Chargelegue y col., 2001), entre otras aplicaciones enfocadas a la salud (Yonekura-Sakakibara y Saito, 2006). Esto es, la aplicación de esta tecnología debe justificarse en fines no triviales, como la modificación de cultivos para crecer en ambientes áridos o salinos (Polkinghorne, 2000). Efectos de la ingeniería genética sobre la sociedad No obstante, a pesar de todos los beneficios aparentes que la ingeniería genética puede y ha aportado a la sociedad hay cierto recelo acerca de sus bondades y consecuencias. La sociedad ha generado hacia la ingeniería genética tres actitudes principales. Primeramente, la ve como promesa, ya que la ingeniería genética puede desarrollar variedades mejoradas de plantas en menor tiempo del que tomaría hacerlo por otros métodos más mendelianos. También es una fuente de poder, ya que las nuevas variedades de plantas desarrolladas pueden ser un medio

de opresión de países en desarrollo al condicionar su cultivo. Finalmente, como amenaza, debido a los factores ambientales asociados a la posibilidad de cambios irreversibles en el material genético de plantas, pudiendo llegar a reducir la diversidad vegetal (Deane-Drummond, 1995).

La ingeniería genética vendría a ser la nueva herramienta de control sobre países menos desarrollados Como promesa, la ingeniería genética en el desarrollo de plantas transgénicas implicaría el obtener alimentos que puedan alimentar a todo el mundo. Después de la Segunda Guerra Mundial el excedente de nitrógeno que se utilizaba para producir explosivos para la guerra quedó relegado, por lo que se comenzó a producir fertilizantes, desatando la llamada Revolución Verde, aumentando de manera considerable la brecha entre los sistemas agrícolas más productivos de los menos productivos que no podían pagar estos fertilizantes (Pringle, 2003). Si la Revolución Verde convirtió a países desarrollados en las economías dominantes en la producción y comercialización de cultivos, la ingeniería genética vendría a ser la nueva herramienta de control sobre países menos desarrollados, que en vez de importar alimentos, dependerían de la tecnología para los cultivos modificados genéticamente. De este modo, el desarrollo de estas nuevas tecnologías implica también los derechos de uso de estos cultivos y de las patentes, convirtiéndose en una nueva fuente de poder. Un caso similar podría ocurrir al condicionar el uso de las nuevas variedades transgénicas en la producción de alimentos u otros bienes.

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Los derechos, ya sea de los fertilizantes o de variedades modificadas genéticamente, están en manos de grandes corporativos multinacionales, reforzando el control de estas compañías. Finalmente, como amenaza, el cultivo de estas variedades modificadas podría contaminar otros cultivos no modificados, provocando que variedades nativas puedan desaparecer. Además del putativo daño ecológico: la aversión al consumo de alimentos procesados que contengan o pudieran contener algún cultivo modificado genéticamente. Dado lo anterior, la ingeniería genética se convierte en una herramienta tecnológica de control, desde el punto de vista ético, bajo dos perspectivas. Primero, al forzar a los países en desarrollo que deseen sembrar este tipo de cultivos modificados genéticamente a depender de la tecnología. Entonces, los países en desarrollo continúan con el dominio del llamado tercer mundo vía corporaciones internacionales, esto es, la globalización. Los grandes corporativos en la creación de

semillas para alimentos, como Monsanto o DuPont, controlan la producción y comercialización de este tipo de alimentos. El avance científico y económico que proporciona la ciencia y tecnología en la sociedad permite organizar el control del gobierno (restando individualidad), debido a la globalización de los mercados, donde este dominio debe satisfacer las demandas de los individuos dentro de la sociedad (Russell, 1952). Segundo, si estos alimentos modificados genéticamente son utilizados en el procesamiento de alimentos, entonces el derecho a las personas por consumir alimentos libres de “contaminantes”, considerando estos nuevos genes implantados como tales, puede verse afectado. Las actitudes hacia los organismos modificados genéticamente implican cier ta renuencia de los consumidores, dependiendo de la razón por la cual fueron modificados, donde la legislación de varios países, buscando la seguridad en la producción de alimentos, ha restringido el uso de productos modificados genéticamente en la cadena alimenticia, siendo obligatorio el declarar en la etiqueta de alimentos procesados el uso de ellos (Lusk y Sullivan, 2002). Esta política podría considerarse como un “caballo de Troya” en la legislación, debido a las trabas al comercio y desarrollo de cultivos transgénicos (Hollingsworth, 2001). Esto provoca una distinción entre alimentos contaminados y no contaminados, preferidos ya sea por vegetarianos y/o por

Telaraña

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consumidores de alimentos Kosher o Halal. Esta lógica binaria, alimento buenoalimento malo, tiene una implicación moral, ya que Zwart (2000) considera que nuevas formas de contaminación han surgido debido a cambios en los sistemas de producción de los alimentos (uso de pesticidas, fertilizantes químicos, conservadores, modificación genética, etcétera), resultando en alimentos moralmente dudosos, es decir, “moralmente contaminados”. El génesis económico y tecnológico del alimento determina su estatus moral. Así, la autonomía al libre albedrío para decidir si consumen o no este tipo de productos es el contexto de la llamada ‘ética de alimentos’.

Esta lógica binaria, alimento bueno-alimento malo, tiene una implicación moral Ética de alimentos La ética de alimentos puede ser estudiada en el llamado periodo antiguo y en el periodo moderno (Zwart, 2000). En el periodo antiguo, las nacientes ciudades y los cambios en los hábitos tanto de producción como de consumo regulaban el consumo de los alimentos. Los alimentos eran sembrados y cosechados, o recolectados, en el caso de frutas y hortalizas. O bien, criados y sacrificados, en el caso de los animales y aves, según las necesidades de la población, para su consumo. Aquí la dimensión social de la producción y consumo de alimentos proveía un modelo ético para la regulación del deseo de comer, donde la posible restricción del crecimiento de la población por la falta de alimentos debe ser resuelta por la previsión, cálculo y moralidad. Cuando no

había o fallaba la política de auto-control se generaron hambrunas, teniendo un impacto social más que individual. Estos factores, aunados a la posterior Revolución Industrial, provocaron el desmesurado crecimiento de las ciudades, debido al incremento en la productividad del campo y de la producción industrial. Durante el desarrollo de la actividad industrial, la infraestructura que la técnica científica de ese momento aportó a la agricultura cambió radicalmente la productividad en el campo, lo cual evitó en su momento el peligro de sobrepoblación y escasez de alimentos, mejorando las condiciones de vida de las ciudades (Russell, 1952). En el periodo moderno, el crecimiento de las ciudades y la explosión demográfica ha generado que los alimentos se hayan materializado como productos alimentarios industrializados, donde actuamos indirectamente y a cierta distancia de los sistemas de producción de alimentos, como meros consumidores. La libertad de escoger, dada a nosotros como consumidores, no es más que una compensación por nuestra actual pérdida de intimidad con la producción de alimentos. En vez de cosechar, ahora la autonomía o soberanía del consumidor para tomar decisiones informadas está basada en las etiquetas de los alimentos procesados. La aceptación de los alimentos transgénicos depende primeramente de la adecuación de ciertos principios que son el bienestar general con base en los derechos individuales, la libertad de elección y el principio de justicia, es decir, básicamente cada individuo tendría derecho a elegir si consume o no este tipo de alimentos considerando no afectar a otros, humanos o medio ambiente, en su elección (Pastrana, 2001).

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Los principios éticos del problema riesgo/ beneficio de los alimentos modificados genéticamente ha sido propuesto por Purchase (2002), planteado en cuatro principios éticos. El primer principio ético es tomar en cuenta el beneficio o el bien que este tipo de cultivo tiene, lo cual se complica por el dilema de si son mejores alimentos o si tienen algún daño potencial al medio ambiente, o bien, respecto a quién decide si estos cultivos son “buenos” o no. El segundo principio es el moral, es decir, no hacer daño, lo cual aunque parezca obvio, implica que el tratar de hacer un bien al introducir una variedad de algún cultivo genéticamente mejorada podría infligir algún tipo de mal a alguna otra especie o especies. Aquí el Utilitarismo dice que la acción es correcta si el balance costo/beneficio es el máximo. El tercer principio ético implica que el bien o mal que puedan hacer respete la autonomía de otros en cuanto al uso de este tipo de cultivos en alimentos, esto es, informar por medio del etiquetado la composición del mismo. Finalmente, el cuarto principio ético se refiere a que el uso de este tipo de cultivos debe ser justo, con la dificultad de aplicar la percepción filosófica, religiosa o política de justicia, aunque se espera la consideración de la justicia en términos de las políticas públicas. De este modo, los cultivos modificados genéticamente representarían pocos riesgos con muchos beneficios potenciales, de acuerdo al Utilitarismo clásico, donde el mayor problema de esta aproximación utilitaria es que requiere una predicción exacta acerca de las consecuencias de la acción. Aplicando el primer principio ético, los beneficios son para más personas, con aparentemente pocos riesgos (principio ético dos: no malicioso), pero

la información acerca del uso de estos cultivos en alimentos procesados debe declararse a fin de no violar la autonomía o derecho a estar informados (principio éticos tres). Y finalmente, el cuarto principio ético, la justicia, implicaría que los beneficios económicos no solamente fueran para las compañías transnacionales que producen y comercializan las semillas de estos cultivos, sino también para los granjeros de los países subdesarrollados.

La ciencia se convierte en la fuerza opresora pero necesaria para el avance y supervivencia de las sociedades científicas Como conclusión, podemos establecer la importancia de la manipulación genética de plantas y cultivos, ya sea para su consumo en alimentos procesados, o como insumos en la producción de carne y leche. Las crecientes ciudades demandan una gran cantidad de alimentos que son producidos y comercializados a nivel mundial, donde países en desarrollo importan gran parte para satisfacer sus demandas internas. El cultivar y comercializar este tipo de alimentos modificados genéticamente podría permitir el crecimiento de las economías de estos países en desarrollo, similar al caso del cultivo del café en países como Vietnam, Colombia o Etiopía, por citar algunos. De acuerdo con Russell (1952), la ciencia se convierte en la fuerza opresora pero necesaria para el avance y supervivencia de las sociedades científicas. De este modo, el progreso científico es una condición, no meramente de progreso social, sino para mantener el grado de prosperidad alcanzado. La presencia de grandes corporativos es quizá el resultado

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de esta fuerza opresora, que a pesar de sus críticas, ha generado beneficios a corto plazo en la producción de alimentos.

REFERENCIAS

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ISSN: 2007-5316

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: s e l b i is v n i s a s l o u c í ig t m r e a n p E gos y ra, H o na at m ó s f e l a s a l u d en l s sobre efecto Judith Castellanos-Moguel María Teresa Núñez-Cardona Thelma Falcón-Bárcenas Raúl Venancio Díaz Godoy *

Ave Azul (fragmento)

Resumen En la atmósfera de las ciudades existe una gran cantidad de material particulado conformado por residuos de combustión, polvo derivado de la actividad industrial, desgaste de llantas y balatas, metales pesados, fibras, hollín y también por material biológico como polen, esporas de hongos, bacterias, ácaros, virus, que a diferencia de los contaminantes químicos, no son cuantificados rutinariamente, pero son un problema potencial en salud pública. El objetivo del presente trabajo es dar a conocer la presencia de agentes fúngicos en la atmósfera, así como su acción combinada con los materiales particulados de origen químico, haciendo énfasis en los más pequeños (PM2.5 y partículas ultrafinas) y los posibles riesgos a la salud. El estudio de la acción combinada de los contaminantes químicos y biológicos permitirá plantear estrategias para alertar y proteger a la población vulnerable.

* Investigadores del Laboratorio de Micología, Departamento El Hombre y su Ambiente, Universidad Autónoma Metropolitana Xochimilco mjmoguel@correo.xoc.uam.mx

En el aire hay gran cantidad de material en suspensión considerado como contaminante, ya sea de origen natural o generado por las actividades humanas, que en su conjunto se conoce como material particulado (PM por sus siglas en inglés); desde la década de 1970 la calidad del aire en la Ciudad de México se ha registrado por

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las autoridades y unos 15 años después, se implementó la Red de Monitoreo Atmosférico para cuantificar la cantidad de PM de origen químico, sin embargo existen otras partículas de origen biológico que al ser inhaladas causan daños a la salud por ejemplo: bacterias, protozoarios, virus y hongos, de éstos últimos y su acción combinada con el PM de origen químico nos ocuparemos en este artículo, ya que se ha dado relativamente poca importancia a este tipo de organismos y su papel como alérgenos y patógenos potenciales en los centros urbanos. El material presente en la atmósfera está clasificado de acuerdo con su tamaño, así, las partículas suspendidas totales son aquellas que tienen un diámetro aerodinámico menor a 100 micrómetros (hay que recordar que un micrómetro mm es la millonésima parte de un metro). Las PM más comunes que podemos encontrar en la atmósfera son las de 10 mm (PM10) y las de 2.5 mm (PM2.5). Estas se miden de rutina en muchas ciudades del mundo; en México se registra su concentración

en sitios con actividad industrial, como el Distrito Federal, Toluca, Monterrey, Guadalajara, Salamanca. Existen partículas aún más pequeñas, las nanopartículas (NP) que tienen un diámetro menor a 300 nm y las partículas ultrafinas (PUF), cuyo diámetro es menor o igual a 100 nm (un nanómetro equivale a 0.001 mm) (Kumar et al., 2010).A las más pequeñas NP y PUF, algunos autores las clasifican de acuerdo con su origen, ya que las PUF se consideran como contaminantes y son resultado de las actividades cotidianas e industriales. Al contrario, las NP son diseñadas y tienen múltiples usos como la medicina, la cosmética, ciencias de materiales,

Existen otras partículas de origen biológico que al ser inhaladas causan daños a la salud entre otros. Para hacer más clara su comprensión, se han dividido en tres categorías, PUF naturales, PUF producidas por la actividad humana y NP diseñadas para usos específicos (Chang, 2010). En este artículo tomaremos en cuenta a las PUF derivadas de la actividad humana, principalmente de la combustión de gasolina y diésel. Dentro de los tamaños más comunes PM10 y PM2.5 podemos encontrar material de origen químico, como polvo derivado de la actividad industrial y pavimentación, fibras de diverso origen, h o l l í n p ro ve n i e n t e d e combustión incompleta de biomasa vegetal y de

Pistilo Azul

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combustibles fósiles, metales pesados, material derivado del desgaste de llantas y balatas de automóviles y autobuses, por mencionar algunos, así como diversos materiales biológicos como polen, esporas de helechos, esporas de hongos, algas microscópicas, bacterias, ácaros, escamas y fragmentos de insectos entre otros (Lacey y West, 2006). Las PUF componen el hollín, las nieblas y las brumas. Todos estos materiales son susceptibles de ser respirados por las personas y presentan riesgos considerables para la salud.

Los contaminantes, independientemente de si son químicos o biológicos, pueden penetrar en el tracto respiratorio y, dependiendo del tamaño, presentan mayor o menor riesgo para la salud como se muestra en el cuadro 1 (Lacey y West, 2006; Nowack y Buchneli, 2007).

Más de 100 especies de hongos han sido reportados como causantes de graves infecciones

Diámetro aerodinámico

Sitio principal donde se depositan

Efectos más comunes

>10 mm

Nariz

Rinitis

4-10 mm

Bronquios

Asma

4-2 mm

Alveolos

Alveolitis

300-100 nm

Mitocondrias

Toxicidad a nivel celular

Cuadro1. Tamaño de las partículas atmosféricas y posibles efectos a la salud.

Por su tamaño, las esporas de hongos están dentro de la fracción de PM2.5 y son consideradas como bioaerosoles esto es, partículas de origen biológico que están en el aire y que por su composición pueden causar alergia, toxicidad o infección en individuos susceptibles (Peyton, 2009). Estas esporas son producidas por colonias de hongos asociadas a diversas fuentes, por ejemplo, las plantas, la materia orgánica en descomposición y superficies diversas, entre ellas las lonas y plásticos que cubren los puestos ambulantes y semifijos que están alrededor de las estaciones de transporte urbano, por eso algunas veces cuando pasamos por ciertos sitios, tenemos malestar en la nariz, irritación en los ojos y en la piel, probablemente provocada por la presencia de estructuras fúngicas en el aire. Una gran cantidad de esporas de hongos microscópicos están presentes en la atmósfera de muchas zonas de todo el mundo; no obstante se pueden observar diferencias cualitativas y cuantitativas, de acuerdo con la hora del día, la temporada, la meteorología y la zona geográfica. Más de 100 especies de hongos han sido reportados como causantes de graves infecciones humanas y animales como queratitis, micosis cutáneas, en mucosas y

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sistémicas (que comprometen todo el organismo) (Oliveira et al., 2009).También se han observado efectos adversos para la salud de plantas y animales (Kalyoncu, 2009; Del Rio-Navarro et al., 2009). Los géneros más comunes son Penicillium, Cladosporium, Alternaria, que han sido reportados como productores de alergias, asma, conjuntivitis y diversos padecimientos de la piel. Hay otros hongos un poco más peligrosos como Aspergillus, que puede causar enfermedades invasivas en pacientes con el sistema inmune debilitado. De todos los trastornos mencionados las reacciones alérgicas son

Productores de alergias, asma, conjuntivitis y diversos padecimientos de la piel las más comunes, y en los últimos 20 a 30 años se ha elevado considerablemente el número de pacientes con reacciones de hipersensibilidad (Hee et al., 2009). Los hongos, independientemente si están vivos o muer tos, tienen en su superficie moléculas proteicas o glucoproteicas que inducen la producción de anticuerpos, especialmente IgE, por lo que pueden presentarse reacciones de hipersensibilidad tipo I, en un tiempo tan corto como 15 minutos después de haber inhalado las esporas, esto en personas que han tenido contacto previo con estas estructuras y son sensibles a ellas (Romero Valdez et al., 2007). Uno de los factores relacionados con la aparición de síntomas alérgicos, es la cantidad y el tipo de esporas en la atmósfera, lo cual a su vez, está relacionado con los parámetros meteorológicos y la época de año (Takahasi, 1997), ya que si se presentan condiciones de humedad

bajas y flujo de aire alto (época de secas), los géneros predominantes serán aquellos que tengan esporas que se dispersan con el viento. En la época del año donde hay alta humedad causada por las lluvias, se encontraran muchas esporas de hongos que tienen mecanismos de liberación asociados a la lluvia. En zonas urbanas, la dispersión de los hongos también puede deberse a la turbulencia que generan los coches y los autobuses, aumentando el tiempo que se encuentren en suspensión en la atmósfera. Para conocer el tipo y la cantidad de esporas fúngicas presentes en el aire, pueden utilizarse varias técnicas de captura y muestreo, ya sea el impacto directo sobre medios nutritivos para que las esporas germinen, trampas o captar el material biológico del aire en un líquido para posteriormente usar biología molecular para conocer los géneros y especies que son más comunes en el aire. Los contaminantes químicos, por otro lado, causan irritación en las vías respiratorias, piel y ojos por lo que nos hacen más susceptibles a infecciones y a reacciones alérgicas; esos contaminantes pueden ser ciertos elementos como plomo, cadmio, titanio, manganeso, zinc, azufre, que pueden causar asma, inflamación en la mucosa nasal, irritación en los pulmones y en grandes cantidades afectan la memoria y el sistema nervioso central, además, pueden combinarse entre sí y formar al azar diversos compuestos, los cuales pueden resultar altamente tóxicos para la población, animales y plantas de esas zonas.Además, estos pueden formar parte de las PUF y causar estrés oxidativo a las células, resultando en grandes daños para ellas, sobre todo a nivel del ADN. Autores como Adhikari et al. (2006), sugieren que los efectos combinados

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de todos los contaminantes podrían causar incrementos en la incidencia de síntomas respiratorios. Uno de los contaminantes más estudiados son las partículas generadas por escapes de diésel (Chang, 2010), las cuales pueden ejercer efectos directos en células inflamatorias o aumentar los efectos de los alérgenos en los pulmones, lo que podría hacer a los individuos más susceptibles a las enfermedades y alergias por hongos.

la NOM-025-SSA1-1993; sin embargo, son pocos los estudios que se enfocan a la cantidad y tipos de hongos en la atmósfera de la ciudad de México, así como son prácticamente nulos los que toman en cuenta las NP y PUF, por lo que es necesario que exista más investigación para caracterizar tanto a los hongos como las partículas más pequeñas.

Actualmente existe gran cantidad de estudios epidemiológicos de la exposición de la parte química del PM10 y PM2.5 y aumento en morbilidad y mortalidad en la población, especialmente entre personas con enfermedades respiratorias, cardiovasculares y grupos de riesgo (niños de 0 a 2 años, 2 a 6 y ancianos). En México, existen Normas Oficiales Mexicanas (NOM) para la evaluación de la calidad del aire en cuanto a contaminantes químicos de la fracción de PM10 y PM2.5, como

Al conocer el tipo de esporas y los géneros de hongos presentes en el ambiente, podría predecirse su aumento en la atmósfera bajo condiciones meteorológicas específicas, y así establecer una estrategia preventiva apropiada para quienes padecen alergias (Angelosante-Bruno et al., 2007), del mismo modo, podrían relacionarse con los contaminantes químicos para alertar a la población sobre su posible riesgo y proponer acciones de salud pública para controlar este problema, actualmente enfocado solamente a PM10 y PM2.5.

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ISSN: 2007-5316

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: s o c i e n d ó i o s l l o o d i r u r q L í i a e l d e s a ta b l e s d e H ac m a s s u s t e n siste ción Diana Cholico-González a r Rafael Ríos Vera s e pa M. P. Gonzalez Muñoz Ricardo Navarro Imelda Saucedo Mario Avila-Rodríguez*

Botellas (fragmento)

Resumen En este trabajo se muestran, de manera sucinta, aspectos generales y algunas de las aplicaciones de los Líquidos Iónicos (LI), adentrándonos en los aspectos relacionados con procesos de separación que utilicen como solvente o extractante a los LI, con el objetivo de desarrollar técnicas de separación que tengan un impacto mínimo en el medio ambiente (técnicas de separación sustentables), tanto para la recuperación de especies contaminantes, como en la recuperación de especies con un valor agregado importante.

Introducción

*Profesores Investigadores del Departamento de Química, sede Pueblito de Rocha, Universidad de Guanajuato. avilam811@hotmail.com

Después del auge que han tenido los LI en el desarrollo de la “Química Verde”, debido a sus peculiares propiedades, se han estudiado varias potenciales aplicaciones. Una de ellas es en los sistemas de separación (extracción líquido-líquido), jugando un papel importante como diluyente (disolvente) de especies activas (extractantes) o bien como extractantes para la recuperación de iones metálicos en solución. Concretamente, los LI derivados de fosfonio (Cyphos IL) han sido empleados para atacar

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algunas de las problemáticas presentadas a nivel industrial obteniendo resultados que muestran la factibilidad de su utilización en estos sistemas. De esta manera, en este trabajo se describe el concepto de “Líquido Iónico” y a partir de su naturaleza y propiedades se muestran las diferentes clasificaciones que pueden tener. Las aplicaciones de los LI son muy variadas, aquí en particular nos enfocaremos a la separación por extracción líquido-líquido en donde los LI tienen un gran potencial de aplicación, debido a su muy baja presión de vapor, lo cual los ubica como disolventes que no generan contaminación atmosférica. Aspectos generales de los líquidos iónicos El término “Líquido Iónico” deja poco lugar a la interpretación; son sustancias compuestas enteramente por aniones y cationes en estado líquido, aunque prácticamente cualquier sal fundida a cualquier temperatura cabría bajo esta definición. Y es que su gran popularidad

hoy día no está dada por su composición (bastante singular y atractiva para la ciencia) sino a sus propiedades fisicoquímicas, particularmente su baja o nula capacidad de evaporarse (presión de vapor) lo que ha llevado a catalogarlos como solventes verdes, potenciales sustitutos de los solventes orgánicos tan contaminantes en muchos procesos industriales y todo esto, con sustancias que ya son líquidas por debajo de los 100°C (Niedermeyer et al., 2012). Aunque el concepto moderno apenas ha cumplido un par de décadas, el trabajo previo con compuestos con propiedades similares inició al menos hace sesenta años de manera formal y un sinnúmero de términos fueron acuñados en su momento: sal fundida a temperatura ambiente, sal fundida de baja temperatura, fluido iónico o sal orgánica líquida, todo lo cual hace que hoy en día sea difícil seguir la pista de las investigaciones que se realizaron. A pesar de todo lo anterior, la aproximación de Wilkes respecto al desarrollo de los LI resulta conveniente para formarse un panorama de su historia, sus tipos y sus aplicaciones (Wilkes, 2002). Perfil histórico Para ubicar al primer exponente de estas familias de compuestos, tendríamos que retroceder hasta el siglo XIX, para analizar una sustancia que en su momento fue simplemente denominada como un “aceite rojo”, que se presenta a partir de una reacción con compuestos aromáticos.

Persiana

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Aunque los científicos de entonces no pudieron identificar la naturaleza de tal sustancia, los desarrollos en Resonancia Magnética Nuclear (RMN) del siglo XX demostraron que se trataba de una sal formada por el cloruro de aluminio, AlCl3, (la cual se usaba como acelerador de reacción) y el compuesto aromático. Sin embargo, aunque esta y otras variaciones en los sustituyentes fueron patentadas, ninguna tuvo un uso industrial, destino compartido por compuestos como los nitratos de alquilamonio (reportados como las primeras sales fundidas a temperatura ambiente por Walden en 1914 (Sun et al,. 2011)), los cloruros de cobre con cloruro de trietanolamina o los clatratos, que hoy en día calificarían todos como LI, los cuales en su época fueron producidos y sintetizados sin la conciencia clara de sus potenciales usos y solo hoy en día han vuelto a ser estudiados. La experimentación formal con los medios iónicos inicia en los años 50 y 60, haciendo uso de sales iónicas fundidas a altas temperaturas, con las desventajas materiales y energéticas que esto representaba y que reducían casi por completo su aplicación fuera de la escala del laboratorio; y no fue sino hasta que se dio la síntesis de los cloroaluminatos, mezcla de NaCl-AlCl3, cuando se pensó en usos prácticos para ellos, no obstante que aún requerían aproximadamente 175°C para alcanzar su fusión. El siguiente paso llegó con la experimentación de los cloroaluminatos de alquilpiridinio, conocidos desde 1951 (Hurley et al., 1951) pero relegados hasta que se propuso su uso en baterías de aluminio a mediados de los sesentas. La temperatura de fusión de estas sustancias era de aproximadamente 40°C, sin

embargo su ventana de potencial eléctrico es muy reducida debido a la fácil reducción del catión butil piridinio. Es justamente la búsqueda de un catión con mayor estabilidad eléctrica la que promueve el nacimiento de la familia primigenia de los LI modernos, los alquilimidazolio.

Fue hasta 1992, cuando Wilkes y Zawarotko dan el gran paso con el desarrollo de los modernos LI Los derivados de imidazolio generaron interés por ser los primeros medios completamente iónicos a temperatura ambiente, y muchas combinaciones variando la longitud de las cadenas alquílicas (Fannin et al., 1984) en mezclas de imidazolio con AlCl3 fueron probadas buscando mejorar sus propiedades. No obstante, el trabajo con ellos debía realizarse en ambientes cerrados, debido a su rápida descomposición al ser puestos en contacto con el agua. Por este motivo, la aplicación al problema de los electrolitos de las baterías de aluminio, que son ambientes cerrados, fue la mayor aplicación planteada durante gran parte de su desarrollo. Fue hasta 1992, cuandoWilkes y Zawarotko dan el gran paso con el desarrollo de los modernos LI que no se descomponen en presencia de agua, sustituyendo los cloroaluminatos por aniones como el PF6-, el BF4-, el NO3- y otros (Wilkes et al., 1992). Dicha propiedad fue el punto de partida para la experimentación de aplicaciones en muchas otras áreas de la química, como la extracción líquido-líquido, la catálisis o la síntesis orgánica, lo cual llevó a los Líquidos Iónicos al centro del debate en torno a la química verde.

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La experimentación con LI creció de forma exponencial durante los años noventa, y dio origen a otras familias, la mayoría basadas en el nitrógeno: imidazolio, amonio cuaternario, piridinio o pirrolidinio y, más tarde, basadas en fósforo (sales de fosfonio) debido a la baja disponibilidad que existía del compuesto base de su síntesis; la tributilfosfina. Tal situación se solucionó a mediados de la última década del siglo XX y en la actualidad los LI a base de sales de fosfonio, revisten un gran interés debido a su producción a gran escala, lo que permite reducir sus costos y hace posible su uso a nivel industrial (Fraser et al., 2009). Los aniones y cationes más comunes que conforman los LI se pueden resumir en la figura 1.

Figura 1. Cationes y aniones más comunes que conforman los Líquidos Iónicos.

En la actualidad, la experimentación con los LI crece y se diversifica, buscando mejorar la eficiencia en sus aplicaciones (a través de la variación en sus cationes y aniones, llegando a la sustitución con grupos funcionales completos, lo que dio origen a los LI de tarea específica) y desarrollando alternativas con menor impacto ambiental para que, “conociendo el ciclo de vida completo de estas sustancias, se pueda hablar realmente de solventes verdes” (Abu-Eishah, 2011).

Aplicaciones de los líquidos iónicos Las investigaciones realizadas a la fecha han mostrado dos vertientes principales, una respecto al estudio de las propiedades de los LI y de los nuevos compuestos sintetizados, y la otra, en cuanto a la búsqueda de su aplicación una vez que se han conocido sus singularidades y características. Las aplicaciones que han tenido en las pasadas décadas los LI, como solventes verdes, abarcan desde la industria

petroquímica hasta la industria nuclear. En el ámbito de la química orgánica, ha crecido el interés por aplicarlos como medio de reacción en una gran variedad de transformaciones y reacciones químicas que hasta entonces sólo podían efectuarse en medios enteramente orgánicos. Lo anterior, debido a que tienen la capacidad de disolver compuestos tanto orgánicos como inorgánicos y su alta estabilidad a elevadas temperaturas, con ello se supone una reducción de costos energéticos y

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medioambientales, además de presentar una notable mejora en sus rendimientos.

como son la extracción líquido-líquido, la extracción líquido-sólido o las membranas líquidas soportadas o emulsionadas.

El carácter no volátil de los LI se ha podido explotar para fabricar fases estacionarias en cromatografía de gases (CG)1. Estas fases tienen propiedades específicas: son capaces de separar compuestos con buena efectividad, reduciendo así los costos de las columnas cromatográficas.

Los LI han sido considerados como sustitutos de dichos disolventes Otra área de interés para la aplicación de los LI son los procesos de separación,

La extracción líquido-líquido se puede definir como la separación de un soluto de interés de una mezcla contenida en una fase (generalmente acuosa) a otra fase inmiscible (fase orgánica), con el fin de efectuar la separación, purificación y/o concentración de los solutos en cuestión (ver figura 2). La extracción de iones metálicos requiere la utilización de una especie activa (extractante) que debe favorecer la extracción de una de las especies preferentemente que a otra u otras.

Figura 2. Esquema representativo de la extracción líquido-líquido

La extracción líquido-líquido es un proceso de separación ampliamente utilizado tanto a nivel industrial como a nivel analítico (Ritcey, 2006). Sin embargo, esta técnica emplea volúmenes de fase orgánica considerables, así como diluyentes que generan compuestos orgánicos volátiles. Por lo que los LI han sido considerados como sustitutos de dichos disolventes (queroseno, tolueno, dodecano), debido a su baja presión de vapor (Toh et al., 2006) y recientemente como extractantes de solutos de naturaleza diversa (Visser et al., 2003; Regel-Rosocka et al., 2012; Wellens et al., 2012).

1. La Cromatografía de Gases (CG) es una técnica analítica de separación en la cual la muestra es volatilizada y se hace pasar por una columna empacada haciendo uso de un gas de arrastre, usada para separar e identificar los componentes de mezclas complejas.

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En este contexto, se han realizado trabajos de investigación buscando resolver las problemáticas y necesidades en los procesos hidrometalúrgicos o bien en el tratamiento de efluentes de diferentes industrias, teniendo como fundamental la preocupación el evitar daños al medio ambiente. En consecuencia, se ha propuesto la utilización de LI derivados de fosfonio, tanto como diluyentes de compuestos selectivos (extractantes) así como especies activas para la recuperación de iones metálicos en solución, tanto en sistemas de extracción líquido-líquido como líquido-sólido (Zempoaltecalt et al., 2011; Navarro et al., 2012).Así, se ha propuesto al Cyphos IL 101, cuya estructura se muestra en la figura 3 como extractante en la extracción de bismuto(III) (Zempoaltecalt, Cholico et al., 2011), para su recuperación de baños electrolíticos de cobre. Los resultados obtenidos han mostrado que el Cyphos IL 101 tiene buena capacidad para extraer al Bi(III), de soluciones sintéticas de HCI.

Figura 3. Líquidos Iónicos derivados de fosfonio (Familia CYPHOS IL)

permaneciendo en fase acuosa el Zn(II). También, se ha estudiado el Cyphos IL 101 como extractante del Fe(III), mostrado elevados porcentajes de extracción para este ion metálico en un medio ácido (Avila-Rodriguez et al., 2009).

Una problemática importante a nivel industrial implica la separación de Zn(II) y Fe(III) que se encuentran presentes

Obteniendo resultados que demuestran la factibilidad de su utilización para este sistema. en la transformación de materiales secundarios, como en la escoria de altos hornos o desechos de las industria del galvanizado. Se ha reportado que el Cyphos IL 109 (trihexil tetradecilfosfonio bis-(trifluorometilsulfonil) imida), cuya estructura se muestra en la figura 3, resulta ser selectivo para llevar a cabo esta labor, ya que el Fe(III) puede ser extraído a la fase orgánica en medio ácido,

El uso de LI como disolventes ha sido reportado en la utilización del Cyphos IL 101 como diluyente de un extractante, el Cyanex 272 (ácido bis(2,4,4-trimetilpentil)fosfínico), usado industrialmente para la separación de Co(II) de Ni(II). En este contexto, se han reportado las interacciones entre el líquido iónico y el extractante en función de las propiedades de exceso de la mezcla (Cholico-Gonzalez et al., 2012). Así, se ha evaluado sustituir completamente los compuestos orgánicos volátiles por este

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líquido iónico, obteniendo resultados que demuestran la factibilidad de su utilización para este sistema.

recuperación de especies de naturaleza diversa. En particular, los LI derivados de fosfonio son compuestos que han mostrado ser adecuados para sustituir a disolventes convencionales, lo que permitirá desarrollar sistemas de separación sustentables, es decir, con un impacto mínimo al medio ambiente.

Conclusiones El uso de LI seguirá creciendo en sus diferentes aplicaciones, sobre todo en sistemas de separación, para la

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ISSN: 2007-5316

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: a c i t é a n l e e g u e q r b r o o S go mej ¿ A l l a d i g i ta l ? huel Marcela Angélica de la Fuente Hernández* Jorge Ángel Marcos Viquez** Mauricio Adrián Orozco Mena*** José Osman Franco Gallardo****

Hongos (fragmento)

Resumen Compartimos al lector un panorama de cómo han ido cambiando los métodos de identificación de acuerdo con las características de los organismos a lo largo de la historia de la humanidad, de tal manera que ahora con la epigenética podemos distinguir una pulga de un humano y entre humanos teniendo una pequeña muestra de ADN. *Estudiante del tercer semestre de Maestría en Ciencias Biológicas, UNAM marcela_dfh@comunidad.unam.mx **Biólogo, estudiante del primer semestre de Maestría en Ciencias Bioquímicas, UNAM marcosviquezjorge@gmail.com ***Biólogo, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Autónoma del Estado de Morelos orozco.mena2@gmail.com ****Biólogo, Facultad de Ciencias, UNAM osman_1_7@hotmail.com

¿Que somos en un 99% idénticos a los chimpancés? ¡Sorprendente!, imagina lo que se comentaría en el siglo XIX, cuando Charles Darwin a través de su obra El origen de las especies publicaba que tanto el chimpancé como el ser humano compartían un ancestro común del cual habían evolucionado. Esto le provocó sátiras periodísticas y risas entre la gente de ese tiempo, además de reconocimientos y acalorados debates entre científicos. Pero, ¿qué es lo que nos hace ser tan distintos a ellos e incluso entre nosotros mismos? Es claro, que al igual que los chimpancés y otras especies, el ser humano tiene un par de ojos, boca, cerebro, piel, corazón y demás órganos y sistemas indispensables para la vida, pero ¿qué hay de quienes tienen, pies pequeños? Todo lo que determina nuestra apariencia física: ojos verdes, cafés, grises, piel blanca, oscura, cabello lacio,

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rizado, manos (fenotipo) y como somos genéticamente (genotipo) está contenido en nuestro material genético.

aproximadamente la longitud de 2 metros, esta doble cadena tendría una longitud aproximada de 2 metros (¡casi la altura de Michael Jordan!) y se encuentra contenida en el núcleo de todas nuestras células, un núcleo de tan solo 6 micrómetros de diámetro (muchísimo más pequeño que la punta de un alfiler). Esto sólo es posible gracias al súper enrollamiento y empaquetamiento del ADN en proteínas llamadas histonas. Ocho proteínas histónicas se unen para servir como centro de anclaje para la doble cadena, la cual gira dos veces alrededor de este conglomerado proteínico (como una madeja de estambre) formando así lo que se conoce como nucleosomas.

¿Que somos en un 99% idénticos a los chimpancés? El ADN y su constitución Seguramente habrás escuchado sobre el ácido desoxirribonucleico (ADN) o material genético. El ADN es una larga molécula que contiene la información de lo que somos y lo que heredamos, la estructura del ADN fue descubierta por Watson y Crick, con ayuda de Rosalind Franklin en la década de los 50 del siglo pasado. Dicha estructura se asemeja a la de una escalera de caracol siendo los barandales de esta escalera la unión entre los grupos fosfato con el azúcar desoxirribosa y en donde los escalones representan las uniones entre las bases nitrogenadas: A (adenina), G (guanina), C (citosina) y T (timina), estas uniones se forman a través de puentes de hidrógeno entre bases complementarias púricas y pirimídicas (AT, TA, CG y GC). El conjunto de un grupo fosfato, una molécula de azúcar y una base nitrogenada se denomina nucleótido. La unión de varios nucleótidos de bases complementarias es lo que da origen a la doble cadena o doble hélice que forman parte del material genético.

Estos nucleosomas se forman a lo largo de todo el ADN, asemejando las cuentas de un rosario que a su vez recibe el nombre de cromatina. La cromatina sufre otros tipos de empaquetamientos como los llamados solenoides y la formación de estructuras de súper enrollamiento mejor conocidas como cromosomas, los cuales son portadores de unos 30 000 genes. Nuestros padres, en el momento

Respecto a la medición de los nucleótidos, suponiendo que los llegáramos a medir todos juntos, darían Cuarzo

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de la concepción, nos heredaron parte de su material genético a través de los gametos o células sexuales (óvulo y espermatozoide), los cuales al mezclarse o hibridarse dan lugar a nuestro material genético.

Se hereda algo más que la secuencia del material genético El ADN nos identifica como personas, la información contenida en los genes será útil para determinar qué tan parecidos a nuestros padres seremos, nuestra altura, nuestro color de piel, ojos e incluso nuestra personalidad, gustos, carácter o posibilidades de desarrollar alguna enfermedad. La variación en esta información, de tan solo el 1%, es suficiente para que un individuo sea completamente distinto entre especies, primates, chimpancés u otros homínidos por ejemplo, eso es lo que nos hace únicos. Gemelos ¿idénticos? ¿Pero qué pasa con los gemelos? Los gemelos univitelinos o idénticos comienzan su vida como una sola célula (un óvulo fertilizado llamado cigoto). Posterior a la fecundación, el cigoto se divide de manera consecutiva hasta formar una masa de células de más de 64 unidades llamada blástula, la cual espontáneamente sufre una división dando como resultado a dos cigotos con material genético idéntico, lo que resulta en dos fetos genéticamente iguales, es decir, lo más cercano a una clonación. Es fácil ver a dos gemelos y percibir que físicamente son idénticos, es decir fenotípicamente, pero ¿genéticamente lo

son?, por supuesto, tienen por así decirlo el mismo ADN, ambos poseen la misma información genética, pero ¿qué tan idénticos son?, supongamos que alguno de los gemelos cometiera un crimen y fuera buscado por la policía, ¿podrían confundirlo con el gemelo que no lo ha cometido? Se han realizado estudios en los que se observa que hermanos gemelos univitelinos han crecido y desarrollado conductas distintas, gustos diferentes, talla e incluso a alguno se les ha diagnosticado enfermedades como cáncer o alergias que el otro no presenta. ¿Cómo dos personas tan semejantes pueden ser tan distintas? Es evidente que se hereda algo más que la secuencia del material genético. Epigenética, la huella digital del futuro Los genes, (pequeñas secuencias específicas de ADN) son considerados la unidad de almacenamiento de información genética y la unidad de herencia. Existen fenómenos o modificaciones químicas que se añaden a la secuencia de ADN, las cuales se ha observado que tienen una repercusión en la expresión de los genes. Entre estos fenómenos o modificaciones se encuentra la metilación del ADN. La metilación consiste en la adición de grupos metilo en sitios específicos de la cromatina, ya sea en proteínas histonas (quienes enrollan al ADN) o dinucleótidos CpG (entre los más estudiados), teniendo la función de prender o apagar genes, es decir, que se formen o no proteínas, lo cual es un proceso de control de nuestro genoma. Estos fenómenos o modificaciones químicas son estudiados por la Epigenética, su nombre viene del griego epi, en o sobre, y -genética, fue acuñado por C. H.

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Waddington en 1953, por lo tanto hace referencia a una disciplina de reciente creación que ayuda a explicar la variación entre individuos. Al hablar de Epigenética nos referimos a fenómenos que no afectan la secuencia de ADN de los genes pero que sí cambian su expresión. Como una comparación tendríamos que el ADN sería la historia plasmada en un libro, es decir, la secuencia de letras que forman palabras con sus acentos, comas y puntos, las cuales conforman el escrito que puede ser leído o no y la epigenética sería el lector de la historia, quien se encargaría de respetar la puntuación o de leer con alguna entonación adecuada para poder entender y disfrutar de la lectura. El conjunto de fenómenos que dan la

adecuada “entonación” y “lectura” del material genético constituye un distinto tipo de genoma: el epigenoma. Es a partir del epigenoma que se puede explicar cómo es que las células del corazón son tan distintas a las células de las uñas o tengan funciones tan distintas a los hepatocitos del hígado, siendo que todas tienen la misma información genética contenida en su núcleo.

La policía podrá identificar fácilmente al gemelo que ha cometido el crimen El epigenoma no solo es distinto entre células, lo es también entre individuos y se ve afectado por el ambiente, la edad, la dieta, el ejercicio, el estilo de vida, el clima y demás factores presentes en la vida de un ser humano. Es a partir de esta explicación como podemos comprender que dos individuos idénticos, siendo genéticamente iguales, pueden presentar un epigenoma totalmente distinto, de allí que no exista un gemelo perfectamente idéntico a su hermano aun creciendo en un mismo entorno. Es posible ahora creer que la policía podrá identificar fácilmente al gemelo que ha cometido el crimen, si conoce y compara el epigenoma de cada individuo con el epigenoma encontrado en la escena del crimen. El problema real comienza cuando el epigenoma tiene irregularidades, es decir, cuando el lector de la historia no respeta puntuaciones, no reconoce las palabras o la entonación, la historia no se entendería o se entendería de manera errónea. Como consecuencia puede haber regiones del material genético prendidas o apagadas equivocadamente

Lámpara

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(mal leídas) dando como resultado una expresión o silenciamiento de genes que concluyen en ganancia o pérdida de función. Estos factores, aunados a otros, pueden desencadenar la formación de células anormales que se desarrollen en tumores y cáncer por ejemplo. La epigenética en el futuro En la actualidad, científicos de diversas partes del mundo han observado un gran potencial en la investigación de la epigenética para la comprensión de diversas enfermedades, al reconocer que se tiene un componente genético y un componente epigenético desencadenante. Conocer estos componentes abre la posibilidad de encontrar el medio que ayude monitorear el desarrollo del padecimiento, la respuesta a un tratamiento determinado y quizá en

un futuro a reparar o revertir aquellos factores que propician el surgimiento de una enfermedad Para finalizar Ahora podemos comprender que las variaciones entre individuos no solo las explica la genética, también la epigenética, que es imposible que nos confundan con un chimpancé, aun más con nuestro hermano gemelo, pues epigenéticamente somos únicos y seguramente nuestra información epigenética será trasmitida a nuestros bisnietos; como consecuencia, ahora nuestra identificación podrá ser todavía más precisa que las huellas digitales porque a partir de una pequeña muestra de ADN podemos distinguir entre cualquier organismo en la tierra.

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LA BELLEZA DE LO EFÍMERO

Fotografía de Olivia Vela

Originaria de la ciudad de México, Olivia Vela actualmente vive en Guanajuato capital, en donde ha montado la mayoría de sus exposiciones, tanto individuales como colectivas (2007–2013), con temas tales como: “La belleza de lo efímero” en el patio del Congreso del Estado de Guanajuato; “Con sello Minero” en la Casa Museo Gene Byron en Guanajuato; participó en “Íntimas y cotidianas” y “Tatuaje Minero” en la Casa de la Cultura de Gto., así como en la exposición colectiva “Malen mit Aquarellfarben” en la Volkhochschule Essen en Alemania. Actualmente concluye la Maestría en Diseño Fotográfico en la Universidad Iberoamericana León. Interesada en los detalles, en lo que pudiera pasar inadvertido para muchos es lo que Olivia Vela capta con su cámara en recorridos fortuitos que capturan instantes frágiles y colores explosivos a manera de mensajes anímicos. Olivia se acerca a la naturaleza y a los objetos sin miedo, ya que para ella la fotografía es una manera de comunicar, de plasmar sus pensamientos e ideas, de reflexionar y presentar su visión del mundo con sensibilidad.

Josefina Rodríguez

Piscina(fragmento)

Frutos Rojos

Hongos

Botellas

Coco Ojo

Sombras

Centro ParaĂso

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a l e d isis l á n A l a c i ó n d e l ADN l e d e meti t l r a a r p e n comoóstico ge ma a n m g e a i d d r e c n á c l e d

Karla Elizabeth Flores Martínez* Rafael González Alvarez**

Frutos Rojos (fragmento)

Resumen

*Estudiante de Ingeniería en Biotecnología, Instituto Tecnológico y

Un mecanismo epigenético es un sistema que utiliza selectivamente la información contenida en el ADN, a través de la activación e inactivación de genes funcionales. Uno de estos mecanismos es la hipermetilación mediante la cual se regula la transcripción de los genes, que en última instancia trae como resultado el silenciamiento de los genes encargados de la supresión de tumores, lo que a su vez constituye un evento altamente frecuente en el desarrollo y la progresión tumoral. Por ello, el diseñar un método de análisis de hipermetilación del gen supresor de tumores BRCA, característico por su presencia en el cáncer de mama, que potencialmente forme parte del diagnóstico estándar utilizado para la detección de este padecimiento, representa una alternativa para la identificación temprana del mismo.

de Estudios Superiores de Monterrey, campus Guadalajara.

Palabras clave: epigenética, ADN, hipermetilación, cáncer de mama.

**Profesor Investigador en el Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, campus Guadalajara,

Introducción

División de Biotecnología y Salud, SNI nivel 1. rgonzaleza@itesm.mx

Nuestro cuerpo está construido por una gran cantidad de tipos de células, que a su vez tienen una colección

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d e p ro t e í n a s n e c e s a r i a s p a r a e l funcionamiento de las mismas, igualmente variadas. Sin embargo, todas las células en nuestro organismo contienen la misma información genética, codificada en el ADN. A partir de esta información, las células crean información epigenética, que les permite regular el uso de ciertos genes en particular. Así, un mecanismo epigenético puede ser entendido como un sistema complejo para utilizar selectivamente la información genética, activando y desactivando diversos genes funcionales (Wolffe y Matzke, 1999). Uno de los mecanismos que desempeña una función clave en la regulación génica es la modificación química del ADN, específicamente mediante la adición o eliminación de grupos metilo a sus bases, siendo esto parte de los principales mecanismos de inactivación epigénetica. De manera general, la metilación del ADN consiste en unir covalentemente grupos metilos (-CH3) a algunas de las bases de citosinas situadas previa y contiguamente a una guanina. Esta metilación es catalizada por enzimas denominadas ADN metiltransferasas. A su vez, estos segmentos de bases citosinas y guaninas, conocidos como islas CpG (Citosina unida a Guanina), se concentran especialmente en la región promotora de los genes, una región localizada en los extremos 5’ terminales de los genes. Es en esta región donde se encuentra la información necesaria para activar o desactivar el gen en cuestión (Klug et al., 2006). Una metilación anormal en la región promotora de los genes supresores de tumores cuya función es protegernos c o n t r a l a p ro l i f e r a c i ó n t u m o r a l incontrolada; es un evento conocido

como la hipermetilación, dicho evento es altamente frecuente en el desarrollo y la progresión tumoral. Por lo que un análisis de hipermetilación en la región promotora podría ser muy útil en el diagnóstico temprano del cáncer ya que, aunque es una enfermedad en la que predominan anormalidades genéticas, ciertas alteraciones epigenéticas comparten un papel protagónico en su desarrollo (Lagos y Soto, 2007).

Podría ser muy útil en el diagnóstico temprano del cáncer Debido a que la hipermetilación ocurre tempranamente durante la carcinogénesis y puede ser detectada con un alto grado de sensibilidad, su estudio constituye un método de detección precoz de la patología tumoral y ha sido utilizada especialmente en los últimos años al considerarse una poderosa herramienta para el diagnóstico temprano, terapia y pronóstico de tumores. Ahora bien, tomando en cuenta que el silenciamiento epigenético es potencialmente reversible, un análisis de hipermetilación en genes supresores pudiera significar una mitigación temprana del desarrollo cancerígeno. Incluso algunos fármacos que inducen la desmetilación del ADN pueden conducir a la re-expresión de genes silenciados, recuperándose así su función original. Estos fármacos se incorporan al ADN inhibiendo irreversiblemente la actividad de las ADN metiltransferasas y así previenen la hipermetilación de las islas CpG. Uno de los genes supresores de tumores más estudiados es el BRCA, cuyas variantes se han asociado con el

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cáncer de ovario, de trompas de Falopio y de mama. Dichos padecimientos son difícilmente diagnosticados en su etapa inicial, haciendo mucho más difícil la supresión eficaz y completa de los mismos (Meza et al., 2006).

Así bien, en caso de presentarse una hipermetilación en el gen BRCA, esto constituirá un indicador de mal pronóstico hacia el desarrollo de cáncer de mama. Además, dicho análisis podría resultar en una mitigación más eficaz del padecimiento en un estado inicial, algo que sin la inclusión y realización de dicha prueba no sería posible (Dorantes et al., 2004).

Existen diversas pruebas para la detección de cáncer

Cuantificación de la metilación

Por ello, el presente artículo hace una revisión de la técnica de la PCR con bisulfito de sodio, como una herramienta utilizada para determinar la hipermetilación del gen BRCA. De manera conjunta, también se menciona la técnica de inmunohistoquímica, como apoyo a la PCR con bisulfato de sodio, debido a que el uso de las dos técnicas conlleva a un diagnóstico más certero y específico. La técnica de inmunohistoquímica consiste en la toma de una biopsia del tejido afectado, a fin de realizar un estudio a nivel celular que permita conocer la actividad de la enzima ADN metiltransferasa. Por otro lado, el principio de la PCR con bisulfito de sodio, se basa en hacer reaccionar el ADN con dicho reactivo, mismo que transformará a las citosinas no metiladas en uracilos. Lo anterior es debido a que la metilación protege a las citosinas de esta transformación. Es así como al concluir la PCR con bisulfito de sodio, se tienen dos tipos de ADN resultantes. Uno, en caso de estar metilado el ADN, este conservara citosinas; mientras que el ADN no metilado, mostrara uracilos.

Existen diversas pruebas para la detección de cáncer, como: biopsias, análisis de sangre y urea, tomografía o rayos X de baja intensidad; sin embargo, dichas pruebas tienden a detectar el cáncer en un estado considerablemente avanzado, lo cual repercute en el éxito del tratamiento. Por lo tanto, los métodos revisados en este artículo, plantean el diagnóstico de tumores mediante un análisis del nivel de metilación en el ADN cuantificando la actividad enzimática (inmunohistoquimica) apoyada con la técnica de PCR con bisulfito de sodio, de manera que se complementen y nos brinden un resultado con mayor precisión, en conjunto con el

Flor Morada

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pudieran dar respuesta a la problemática que representa el diagnóstico desde un alcance totalmente epigénetico y preventivo, sobre todo al tratarse de este tipo de padecimientos.

procedimiento estándar de diagnóstico (Dorantes et al., 2004). Discusión El cáncer constituye una enfermedad de suma importancia e impacto en la actualidad, en gran parte debido a sus consecuencias; sin embargo, ciertos tipos de cáncer representan un mayor peligro todavía debido al progresivo y rápido avance de sus consecuencias; como es

La utilización de métodos que resulten rápidos y eficientes el caso del cáncer de mama, de ovario y de trompas de Falopio. Especialmente en este tipo de padecimientos, la eficacia del tratamiento depende en gran medida del estadío tumoral: es mayor la supervivencia, cuando antes se realice el diagnóstico temprano. Este hecho justifica la innegable necesidad de un diagnóstico precoz mediante la utilización de métodos que resulten rápidos y eficientes. No obstante, las nuevas técnicas empleadas en el diagnóstico pueden resultar demasiado costosas o poco sensibles para permitir una detección temprana. Es por ello que esta revisión se basa en el empleo de marcadores accesibles y sencillos, fácilmente utilizables como parte de un diagnóstico estándar, sobre todo al tratarse de pacientes de alto riesgo. Además, y a pesar de que se trata de un alcance hasta cierto grado hipotético, los métodos mencionados y descritos con anterioridad juegan un papel de gran importancia en procedimientos genéticos de gran renombre en la actualidad. Por ello decidimos estructurarlos de manera que

Indudablemente, el cáncer es una e n fe r m e d a d q u e d e p e n d e e n u n amplio sentido de la etapa en la cual es diagnosticado, sobre todo al tratarse de aquellos de tipo ginecológico; por esta razón es necesaria la implementación de técnicas que promuevan una detección temprana, que dé pie a la mitigación del padecimiento en sus primeras etapas. No obstante, al ser un padecimiento tan común dentro de la población actual, es igualmente importante el abrir paso a nuevos métodos accesibles y con participación factible dentro del diagnóstico estándar. Por ello que se plantea la necesidad de llevar estas técnicas (aún no aprobadas como método diagnóstico), a la práctica clínica donde podrían lograr resultados favorables y en pro de personas que padecen o están en riesgo de padecer esta terrible enfermedad. Conclusión Desde hace tiempo, y especialmente en la actualidad, el campo de la epigenética se encuentra en constante evolución, lo que a su vez representa una mayor cantidad de avances a favor de la salud humana; sin embargo, a fin de que muchos de estos cambios y procedimientos sean implementados de manera clínica como biomarcadores en el diagnóstico del cáncer de mama, es necesario que se realicen las pruebas experimentales que permitan validar estos procesos como parte de un diagnóstico estándar. Además, y como ya se repasó en este artículo, la

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estrecha relación entre el mecanismo epigenético de la hipermetilación y el desarrollo del cáncer de mama, aunado a la relativa trivialidad y bajo costo de estas técnicas, constituyen uno de los

principales incentivos al momento de continuar las pruebas de validación que resulten en la inclusión de este análisis al resto del diagnóstico.

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d a d i c ti s s a e l l e a i o r N a no s b i o m at eí a d e r e i de l n e ing a l en s o d i j te Miriam V. Flores Merino*

Coco Ojo (fragmento)

Resumen El estudio de las propiedades mecánicas de los biomateriales es de gran interés para su aplicación en el área de la ingeniería de tejidos. La mayoría de los estudios se han enfocado a las propiedades mecánicas en escala macrométrica, sin embargo el análisis en la escala nanométrica se han visto limitado. Los biomateriales en el área de la medicina regenerativa tienen el objetivo final de estar en contacto con células y a pesar de que tienen un tamaño en la escala microscópica, interactúan a niveles nanométricos con el medio, por tal motivo es de vital importancia el estudio minucioso de los biomateriales a diferentes escalas, desde la macrométrica hasta la nanómetrica. En esta breve revisión se expone la importancia de las propiedades mecánicas a nivel nanométrico.

*Profesora Investigadora del Centro de Investigación en Ciencias Médicas, de la Universidad Autónoma del Estado de México. mvfloresm@uaemex.mx

Ante la problemática de la falta de donadores de órganos o la necesidad de buscar una solución adecuada a la pérdida o daño de los tejidos u órganos debido a enfermedades o accidentes, la ingeniería de tejidos ha surgido como una solución. La ingeniería de tejidos sigue una metodología que se basa en el aislamiento y cultivo de células con el objetivo de regenerar el tejido dañado; con

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Propiedades nano-mecánicas y microscopio de fuerza atómica

esta perspectiva, el uso de biomateriales que reproduzcan las condiciones de la matriz extracelular (medio ambiente de las células) en los seres vivos, es un requerimiento para obtener mejores resultados. Los biomateriales, resultado de compuestos diseñados para estar en contacto con sistemas biológicos; en el caso de la ingeniería de tejidos, tienen la función de dar soporte a las células, así mismo sirven como vehículos liberadores de sustancias activas (ejemplo: factores de

Desde los implantes de mamas hasta el diseño de corazones artificiales crecimiento, fármacos, etc.) que ayudan a las células a proliferar y a diferenciarse hacia el tejido deseado (Berthiaume et al., 2011; O´Brien, 2011). Las aplicaciones de los biomateriales en el área de la medicina regenerativa son amplias, y van desde los implantes de mamas hasta el diseño de corazones artificiales; otros ejemplos incluyen las prótesis dentales, injertos de hueso, vendajes sintéticos de piel, etc. (Berthiaume et al., 2011; O´Brien, 2011). Por lo tanto, dependiendo del tipo de tejido al cual se tenga como objetivo mimetizar van a corresponder diferentes propiedades mecánicas; por ejemplo, para el caso de un biomaterial destinado a la regeneración de hueso, su dureza debe ser mucho mayor que el de otro biomaterial que tiene por objetivo funcionar como piel artificial (Place et al., 2009). De tal forma que es importante caracterizar las propiedades mecánicas (ejemplo: la dureza) de los biomateriales destinados a su aplicación en la ingeniería de tejidos.

La caracterización mecánica de los biomateriales ya no solo se enfoca a sus propiedades macrométricas, ahora es de vital importancia que también se analicen sus características a otras escalas como la nanométrica, especialmente desde el surgimiento de biomateriales diseñados con tan solo algunas décimas de nanómetros. En el pasado, los estudios de las propiedades nanométricas no eran posibles debido a las limitaciones de las técnicas disponibles; sin embargo, actualmente con el uso de aparatos como el microscopio de fuerza atómica es viable estudiar las características de los materiales a escalas muy pequeñas (Frey et al., 2007), por ejemplo, se puede medir la dureza de los biomateriales en zonas muy localizadas de hasta unas cuantas décimas de nanómetros (Flores-Merino et al., 2010). El microscopio de fuerza atómica ha sido de gran utilidad especialmente cuando se trata de estudiar sistemas vivos o materiales que necesitan ser examinados en condiciones reales, tal es el caso de los hidrogeles que son materiales de amplio uso en la ingeniería de tejidos y que contienen grandes cantidades de agua o se encuentran extensivamente hidratados. Por otra parte, en técnicas con niveles de resolución en la escala nanométrica, tales como el microscopio electrónico de barrido, es necesario que la muestra se encuentre sin humedad alguna, lo cual limita y hace más complicado el estudio de los biomateriales. Entre otras ventajas del microscopio de fuerza atómica tenemos su resolución a escala atómica, que es realmente útil para imaginar nanomateriales y para la medición de

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las propiedades mecánicas de forma localizada, además se considera una prueba no destructiva. En la medición de las propiedades mecánicas el microscopio de fuerza atómica resulta aún más útil, ya que la cantidad de muestra necesaria es mínima en comparación con otras técnicas (por ejemplo: compresión uniaxial), así mismo el manejo de muestras que presentan texturas suaves y comúnmente usadas en varias aplicaciones de medicina regenerativa, es mucho más sencillo (Frey et al., 2007). Nano-elasticidad en los biomateriales y su importancia

que va desde algunos pocos nanómetros hasta micrómetros. Así mismo, las células tienen características específicas que solo son observables a nivel nano, por lo cual

Para el caso de un biomaterial destinado a la regeneración de hueso se puede inferir que las propiedades en nanoescala de los biomateriales pueden influenciar las funciones de las células (Deok-Ho et al., 2012). De especial interés entre las propiedades de los biomateriales es el módulo de elasticidad, tanto en las matrices extracelulares de los tejidos como en aquellos materiales que buscan mimetizar este tipo de estructuras. El módulo de elasticidad es una medida de la dureza, entre mayor valor tenga, mayor será la dureza del material. En la matriz extracelular de los tejidos de los seres vivos, que es una entidad que soporta y rodea a las células, el módulo de elasticidad es una característica que no pasa inadvertida (Discher et al., 2005). Uno de los primeros estudios en demostrar que el módulo de elasticidad de las matrices influye el comportamiento de las células se realizó en fibroblastos (células de la piel), sembrados en hidrogeles de poliacrilamida con una capa de colágeno (Pelham y Wang, 1997). En otro estudio, Adam et al. demostraron que las células m a d re m e s e n q u i m a l e s se dividen hacia un linaje específico, dependiendo de

La importancia de las propiedades a escalas nanométricas de los biomateriales para su uso en la ingeniería de tejidos recae en el hecho de que estudios recientes han demostrado que las células pueden sentir las características químicas y físicas de las matrices artificiales o biomateriales en escalas muy pequeñas. Esto es lógico si se toma como ejemplo a la matriz extracelular de los tejidos que posee propiedades topológicas y de adhesión

Pluma

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la elasticidad de la matriz. En este estudio, geles de poliacrilamida de diferentes módulos de elasticidad fueron sintetizados, donde las matrices más suaves fueron diseñadas para mimetizar el tejido del cerebro (~1 KPa), y las matrices con mayor módulo de elasticidad (~100 KPa) semejaban la matriz extracelular del hueso. Dependiendo de la dureza de las matrices, las células mostraron fenotipos neurogénicos cuando se sembraron en las matrices más suaves; mientras que

Fueron diseñadas para mimetizar el tejido del cerebro la formación de colágeno de hueso se encontró en los geles de mayor rigidez (Engler et al. 2006). Asimismo, en otro estudio se encontró que la dureza del substrato tiene influencia en la formación de actina del citoesqueleto, extensión celular y la expresión de integrinas (Yeung et al., 2005). Ya que las propiedades nano-elásticas pueden tener implicaciones en las funciones celulares y el destino final de la célula, la elasticidad de los materiales en el área de la ingeniería de tejidos debe estudiarse por medio de técnicas que permitan evaluar esta propiedad en la escala nanométrica. Por ejemplo, uno de los biomateriales de gran elección en medicina regenerativa, debido a su estructura similar a la de la matriz extracelular de los seres vivos, es el hidrogel (Slaughter et al., 2009), en los cuales la heterogeneidad puede ser una ventaja o una desventaja, dependiendo del control que se pueda tener durante la síntesis y de la aplicación deseada. Por tal razón, es necesario evaluar si el

material es homogéneo mecánicamente, incluso en la escala de nanométrica; ya que esto puede afectar o influenciar la diferenciación celular. En literatura se pueden encontrar estudios de las propiedades mecánicas a nivel nano, por ejemplo, el módulo de elasticidad en la escala nanométrica medido en hidrogeles de poli(vinil pirrolidona), sintetizados por polimerización de radicales libres, mostró una dependencia en la heterogeneicidad mecánica del material conforme se modificó el porcentaje de entrecruzador usado (Flores-Merino et al., 2010), cabe destacar que este comportamiento no es observable por medio de técnicas tradicionales (por ejemplo: compresión, extensión), sin embargo los resultados se pueden correlacionar, para tener un estudio más completo del módulo de elasticidad y las propiedades mecánicas de los biomateriales. En un estudio reciente en hidrogeles de polietilenglicol se usó el microscopio de fuerza atómica para estudiar sus propiedades nanomecánicas (Drira y Yadavalli, 2013). Este es uno de los primeros estudios que abarca las propiedades a nivel nano de este biomaterial aprobado por la FDA y ampliamente usado en varias aplicaciones del área de la medicina, entre ellas la ingeniería de tejidos. Así mismo, en los biomateriales compuestos también es posible evaluar la heterogeneidad del módulo de elasticidad en la escala nanométrica, este tipo de biomateriales donde se combina uno o más componentes es de gran importancia en la regeneración de hueso, donde las propiedades mecánicas son esenciales para su correcto funcionamiento. Por ejemplo, en el estudio de Kaufman y colaboradores realizaron estudios nanomecánicos de copolímeros conjugados con aminoácidos,

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los cuales pueden ser usados como andamiajes para hueso (Kaufman et al., 2007).

que la microescala, para poder diseñar materiales que se desempeñen mejor en los sistemas biológicos y que puedan guiar la diferenciación de las células hacia el tejido u órgano deseado. Un mejor entendimiento de las propiedades y características nanométricas de los biomateriales definitivamente ayudará a sintetizar biomateriales que puedan introducir señales nano-elásticas en los biomateriales que permitan modular el destino final de las células para desarrollar tejidos específicos.

Conclusiones El área del estudio de las propiedades mecánicas a nivel nanométrico es relativamente nueva, por lo que son necesarios más estudios de la nanoelasticidad de los biomateriales. Conforme nuevas tecnologías emergen, estamos más comprometidos con analizar las propiedades a escalas aún más pequeñas

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vol. 60 pp. 24.

ISSN: 2007-5316

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es r o d a c r a B i o me c u l a r e s : m i e n ta a r r e mol h a í a v g e o u l L a na b i o t e c n o n ta l bie m en l a y a c i d mé Gerardo Alfonso Anguiano Vega*

Hielo Cristal (fragmento)

Resumen Actualmente el conocimiento científico y los avances tecnológicos nos aportan información detallada sobre la relación entre factores ambientales y sus efectos sobre procesos biológicos. Ocasionalmente dicha relación impacta negativamente en la salud de los organismos; usando este conocimiento se han empezado a desarrollar métodos moleculares de diagnóstico e identificación de enfermedades o alteraciones ecológicas; que son registradas mediante cambios en la condición de los organismos evaluados. Dichos cambios pueden ser tan evidentes como la muerte de los individuos en una población o muy sutiles, tales como cambios en la concentración o actividad de biomoléculas como: las proteínas enzimáticas o de respuesta al estrés, cambios en la estructura del ADN y la actividad de genes reguladores. Estas evidencias biológicas a nivel molecular pueden ser consideradas como biomarcadores moleculares.

Introducción Profesor Investigador de la Universidad Juárez del Estado de Durango gerardo.anguiano@ujed.mx

La Biología actual ha tenido avances sorprendentes a partir de la segunda mitad del siglo pasado, desde 1950 y hasta la primera década de este milenio. Con la descripción del

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Concepto y desarrollo de biomarcadores

modelo de la estructura molecular del ácido desoxirribonucleico (ADN) y del proceso de preservación y transmisión de la información genética entre los individuos. En 1953 se inicia una nueva etapa de la ciencia biológica conocida como era de la Biología Molecular. Esta etapa, sigue en constante desarrollo y ha sido potenciada significativamente por los últimos descubrimientos científicos y las importantes aportaciones tecnológicas como: la miniaturización

El término de “biomarcador” fue establecido formalmente en el año de 1987 por el Consejo Nacional de Investigación de los Estados Unidos (National Research Council, NRC) a través del Comité de Marcadores Biológicos. Esta definición considera como biomarcador a un evento (de estado conocido) que puede usarse como guía para la evaluación de sistemas biológicos. Es decir, una característica de señalización, en muestras o sistemas biológicos que pueda ser medida y evaluada objetivamente como un indicador de procesos biológicos normales o patogénicos (Schlenk, 1999).

Empleo de biomarcadores moleculares para beneficio en la salud humana y robotización de procedimientos de laboratorio (nanotecnología), el uso de computadoras de gran capacidad y velocidad de procesamiento de datos, así como la elaboración de programas computacionales especializados en el análisis de información biológica (bioinformática). Gracias a la conjunción de todos estos factores se han logrado concluir proyectos tan ambiciosos como la secuenciación completa del genoma humano. El análisis pormenorizado de la información genómica obtenida de este proyecto está a la espera de ser comprendida y descrita en su totalidad, pero con la culminación de este proyecto se inicia la era del análisis masivo de información genética conocida como “la era genómica”. En este entorno se impulsa la opción del empleo de biomarcadores moleculares que surgen como una aplicación factible de uso para beneficio tanto en la salud humana, como en las evaluaciones de alteraciones ecológicas e incluso de aplicación en la industria biotecnológica.

Inicialmente los biomarcadores fueron reconocidos como cambios biológicos observables o cuantificables en los individuos que indican alteraciones o cambios en la salud humana, posteriormente este concepto se extendió a otros campos de la biología, particularmente en la evaluación de grupos de individuos, poblaciones o comunidades de personas. Dicha aplicación se utilizó en el área de medicina del trabajo evaluando la condición de ciertos

Un indicador de procesos biológicos normales o patogénicos biomarcadores en trabajadores expuestos a diversos factores de riesgo laboral, como productos químicos, radiaciones, etc. Posteriormente, este tipo de estudios se extendió a otras especies de animales y vegetales silvestres; considerando que determinado efecto ambiental actúa sobre biomarcadores específicos en los organismos, que este efecto se refleja en

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la población de la especie y se difunde a otras especies generando presiones en las comunidades ecológicas, dando lugar a que este biomarcador pueda utilizarse como indicativo de alteración en el entorno ecológico (figura 1).

Figura 1. Características de biomarcadores moleculares en las áreas de salud humana, contaminación ambiental y biotecnología Industrial.

Primeros biomarcadores moleculares y su clasificación La palabra biomarcador o marcador biológico se empezó a utilizar en las ciencias biológicas alrededor de 1960. Sin embargo, el uso de características indicadoras de patologías o síntomas en los individuos se ha realizado de muchos siglos atrás. Desde la cultura del antiguo Egipto, los primeros médicos realizaban sus diagnósticos con base en rasgos o signos que presentaban alguna relación con la patogenia de la enfermedad. En la cultura helénica, los primeros estudios sobre el origen y tratamiento de enfermedades hacían uso de biomarcadores para el diagnóstico de la enfermedad que presentaba el individuo. Inicialmente estos síntomas o indicadores fueron datos subjetivos recabados por los médicos, pero conforme el conocimiento

médico avanzó, los instrumentos médicos se desarrollaron y los indicadores diagnósticos se fueron haciendo cada vez más sofisticados y sensibles. Actualmente,

Pueda utilizarse como indicativo de alteración en el entorno ecológico con los avances registrados en la genómica humana se puede considerar que la nueva generación de biomarcadores es aportada por el análisis de macromoléculas orgánicas (proteínas, ácidos nucleicos, carbohidratos, lípidos) presentes en los individuos, que no solamente indiquen la presencia de alteraciones patológicas, sino también la posible susceptibilidad

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de cierto paciente a desarrollar alguna enfermedad en el futuro e incluso evaluar la posible respuesta que generará algún individuo enfermo ante determinados procedimientos terapéuticos (Vandya y Bonventre, 2010).

ambientales. Con base en el nivel biológico en que son evaluados encontramos biomarcadores de efecto integral en los individuos, fisiológicos, histológicos,

Permiten evidenciar alteraciones biológicas en individuos poblaciones

Los primeros biomarcadores moleculares surgen como indicadores muy sutiles que permiten evidenciar alteraciones biológicas en los individuos o en las poblaciones a causas de factores del entorno, tanto físicos, químicos o biológicos. Por ejemplo: Radiaciones altamente energéticas, tóxicos químicos o agentes patógenos como virus o bacterias, que alteran las condiciones biológicas de los organismos y sus biomoléculas.

celulares, subcelulares o moleculares. Otra clasificación considera a los tipos de biomarcadores basándose en el momento en que éstos se modifican en los individuos o por el grado de afectación que generan; por lo que se pueden clasificar en biomarcadores de exposición, de respuesta a estrés o de efecto adverso. Dentro de los biomarcadores moleculares reconocemos diversos tipos tales como: genéticos, proteicos, enzimáticos o reguladores de la actividad; con base en el tipo de macromolécula evaluada y en la función que desarrolla en la fisiología de la célula (ver cuadro I).

De esta manera los biomarcadores pueden clasificarse bajo criterios diversos, por ejemplo: cuando los evaluamos por su utilidad se pueden considerar a los biomarcadores diagnósticos, de progresión a la patología, terapéuticos, de susceptibilidad y ecológicos o

Aplicación

Diagnóstico Progresión patológica Terapéutico Alteración ambiental Otros

Nivel Biológico

Mortalidad Conductual Tisular Celular Subcelular Molecular Regulación Genética Otros

Grado de Alteración

Función

Exposición Efecto Adverso Respuesta a Estrés Susceptibilidad Otros

Tóxicos y metabolitos Enzimáticos Metabólicos Reproductivos Endocrinos Genéticos Epigenéticos Otros

Cuadro I. Clasificación de los principales biomarcadores con base en sus características de aplicación, nivel de efecto biológico, grado de alteración y función.

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Aplicaciones médicas de los biomarcadores y el Proyecto del Genoma Humano

personalizados a los pacientes en función de los resultados genómicos obtenidos de cada uno de ellos. Si bien las principales limitantes a la fecha son: 1) la necesidad de realizar análisis del genoma de los pacientes, cuyo costo en este momento es alto, no obstante se espera que con el avance de la tecnología este se vaya reduciendo; 2) identificación de posibles blancos genómicos o proteómicos de resistencia o susceptibilidad (también conocidos como biomarcadores) que puedan ser utilizados en la clínica; por el momento no se conocen muchos, sin embargo con el avance de los estudios en ciencia básica esta lista se incrementa constantemente; 3) diseño y evaluación de métodos de identificación de biomarcadores avalados y aprobados por las instituciones de salud; 4) Desarrollo de fármacos y terapias eficientes que hagan

Los resultados iniciales del Proyecto del Genoma Humano fueron presentados en el año 2003, al celebrarse los 50 años del descubrimiento de la estructura del ADN. Este primer borrador de la secuencia completa del genoma fue una obra titánica de la comunidad científica internacional y estuvo patrocinada tanto por agencias científicas de diversos países, como por firmas farmacéuticas que conocían la relevancia de contar con esta información. A diez años de presentar el primer borrador del genoma humano se sigue trabajando en el análisis y estudio de secuencias particularmente importantes para el desarrollo de ciertas enfermedades (Abbott, 2010), así como en el reconocimiento de variaciones o mutaciones presentes en las secuencias genómicas que son característicos de ciertos morfotipos geográficos. Cuando estas variaciones ocurren en más del 2% de una población se les denominan polimorfismos o haplotipos; por lo que en este momento se trabaja intensamente en la caracterización de un mapa global de haplotipos humanos conocido como HapMap.

Se ha acuñado el término de “medicina y cirugía genómica personalizada” efecto sobre estos blancos terapéuticos (Brunicardi, 2011). Por ejemplo, existen ciertos genes que presentan ligeras variaciones en su secuencia (Polimorfismos), la presencia de un determinado polimorfismo en los individuos incrementan en gran proporción el riesgo a padecer enfermedades como cáncer de mama u ovárico como los genes BRCA1, BRCA2. Ciertos polimorfismos del gen de la proteína p53 también incrementa el riesgo de padecer cáncer de pulmón, colorectal, entre otros (Brunicardi 2011).

Sin lugar a dudas, el más grande reto que tienen las ciencias biológicas y de la salud es la aplicación del conocimiento genómico en el diagnóstico y tratamiento de las enfermedades humanas. Por ello, se han creado proyectos ambiciosos cuyo objetivo es la aplicación de la genómica en la medicina y donde se ha acuñado el término de “medicina y cirugía genómica personalizada” (Personalized genomic medicine and surgery, PGMS), que intenta diseñar diagnósticos y tratamientos

Otros genes están relacionados con los procesos de metabolismo de compuestos

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químicos o fármacos, cuyos polimorfismos provocan diferencias importantes en la velocidad de eliminación o activación de medicamentos. En consecuencia, pacientes que presenten determinados polimorfismo en los genes del citocromo P450 pueden ser resistentes o más susceptibles al efecto de fármacos terapéuticos (Ziegler, 2012). Por lo que debe realizarse el cambio del medicamento o modificación en la dosis de administración.

Que el médico moderno tenga conocimiento en el campo de la genómica El cáncer cervicouterino es un padecimiento ocasionado por la infección persistente del virus del papiloma humano (VPH), molecularmente existen más de 80 tipos de VPH, de los cuales algunos tipos particulares conllevan un alto riesgo a progresión a cáncer, pero hay un grupo de ellos que tiene un bajo riesgo de cáncer y mayor probabilidad de la eliminación de la infección por vías naturales (Muñoz, 2003). La identificación del tipo viral de VPH presente en una infección permitirá que los tratamientos y diagnósticos sean más confiables y efectivos reduciendo estrés a las pacientes por tratamientos agresivos innecesarios. Por esta razón, es muy importante que el médico moderno tenga conocimiento en el campo de la genómica y que pueda contar con la información genómica del paciente que incremente la posibilidad del diseño de terapias eficientes y los tratamientos médicos adecuados para cada individuo. Por lo que es imperativo seguir apoyando el desarrollo de investigación médica básica para la población mexicana,

con la intención de profundizar y ampliar el conocimiento de blancos moleculares terapéuticos y biomarcadores diagnósticos específicos para nuestra población. Organismos bioindicadores y biomarcadores moleculares en estudios ambientales En el campo de la Ecología y Toxicología Ambiental el conocimiento genómico de los biomarcadores moleculares tiene aplicaciones muy relevantes. Con el uso de biomarcadores de alteración ambiental es posible determinar sitos de intensa contaminación o de disturbio antropogénico, que ponen en riesgo la subsistencia de las especies silvestres más susceptibles e incluso la pérdida completa de la comunidad ecológica o ecosistema. Adicionalmente, esta alteración pudieran tener efecto dañino en las poblaciones humanas residentes o aledañas a estos sitios (Lagadic, 1994). A diferencia de los biomarcadores en la salud humana, cuya evaluación es individualizada para cada paciente, el análisis de biomarcadores ambientales debe tener impacto a nivel de grupos de individuos, poblaciones o comunidades de especies que evidencien la alteración ecológica por factores externos o contaminantes. Es decir, es necesario evaluar la actividad de genes y proteínas de los organismos (animales y plantas silvestres) que nos permitan reconocer, mediante comparaciones estadísticas y modelos computacionales, la salud de la población o de la comunidad ecológica evaluada en conjunto (Schlenk 1999). Es por ello que, en los estudios de impacto ambiental, el grado de alteración de ambientes silvestres se deben identificar

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y seleccionar en las especies de animales y vegetales que tenga características adecuadas para el análisis, a estas especies se les denomina especies bioindicadoras o centinelas de alteración ambiental y, en este mismo sentido, a los genes o moléculas utilizadas para la evaluación de dichas alteraciones ambientales se les consideran como biomarcadores de alteración ambiental (Le Blanc, 1997).

Los aportes recientes en el conocimiento genómico han sido gigantescos

y con el estudio genómico del ser humano. Sin embargo, se siguen haciendo esfuerzos en el estudio de especies bioindicadoras y paulatinamente se incrementa el conocimiento genómico de éstas, así como la lista de biomarcadores ambientales también se ve aumentada. En ciertos países europeos y en los Estados Unidos por ejemplo, ya se llevan a cabo programas de monitoreo de contaminación principalmente marina donde rutinariamente hacen uso de organismos bioindicadores y biomarcadores moleculares de alteración ambiental. Perspectivas en el campo de la biotecnología médica y ambiental

Por ejemplo, grupos de especies vegetales comúnmente empleados como bioindicadores se encuentran en ciertos tipos de musgos, helechos y herbáceas. Entre las especies bioindicadoras animales se pueden reconocer insectos, crustáceos, moluscos, anélidos, peces, anfibios, aves y mamíferos. Por el lado de los biomarcadores moleculares se puede evaluar la actividad química de enzimas susceptibles a plaguicidas y contaminantes orgánicos, enzimas responsables de la detoxificación de compuestos químicos, moléculas afectadas por reacciones oxidantes y proteínas que responde al incremento de especies oxidantes; así como otras moléculas que incrementan su actividad o concentración en respuesta al estrés conocidas como proteínas de respuesta a estrés, moléculas reguladoras de la expresión de genes, etc.

Sin lugar a dudas, los aportes recientes en el conocimiento genómico han sido gigantescos, se han formado consorcios científicos multinacionales enfocados a desarrollar conocimiento para que cada vez sea más común el uso de la medicina genómica personalizada. Sin embargo, hace falta mucho por hacer, el grado de desconocimiento del funcionamiento y regulación del genoma humano es mayor que lo sabemos y más del 90% de los estudios genómicos se realizan en poblaciones de origen europeo. El potencial conocimiento de los componentes génicos y sus procesos de regulación y expresión ofrece un campo extremadamente vasto para el desarrollo de biomarcadores moleculares; útiles en el diagnóstico temprano de patologías, evaluación de tratamientos aplicados y análisis de susceptibilidad diversos factores de riesgo. Por lo que cada día nos acercamos más a la aplicación real de una medicina genómica personalizada

Lamentablemente, el conocimiento genómico de especies silvestres es mucho más limitado comparado con otros organismos de importancia científica

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con todos los beneficios que estos conocimientos científicos aportan a la sociedad. Hay que hacer notar que, a la fecha, los costos elevados de estos procedimientos evitan que su uso pueda aplicarse de forma generalizada en todos los países, pero cada vez se van desarrollando equipos y procedimientos más accesibles económicamente por lo que, en un futuro cercano, estas tecnologías podrán aplicarse en muchos países.

Que las instituciones de educación superior públicas y privadas se comprometan En cuanto a las aplicaciones ambientales y biotecnológicas, los biomarcadores también tienen una amplia gama de temas dónde aplicarse, por ejemplo: para desarrollar industrias cada vez menos contaminantes o de bajo impacto ambiental, convirtiéndose los biomarcadores de alteración ambiental, como termómetros ecológicos de alta sensibilidad y especificidad. El desarrollo de la industria biotecnológica farmacéutica y de alimentos son los ramos que en este

instante están fuertemente influenciados por la aplicación y desarrollo de nuevos biomarcadores de susceptibilidad y diagnóstico temprano o de resistencia a factores ambientales. Finalmente, por lo anteriormente mencionado, es necesario que los países latinoamericanos reconozcan la importancia de apoyar de forma comprometida estudios genómicos en sus poblaciones, pues de ello depende que la calidad de vida de sus ciudadanos mejore contundentemente. Se necesita que las instituciones de educación superior públicas y privadas se comprometan en la formación de calidad de profesionistas y posgraduados especialistas en el área de la salud, genómica y bioinformática. Para ello, es imprescindible que dichas instituciones de educación e investigación sean apoyadas para la incorporación de personal docente altamente calificado y con experiencia en el área; así como otorgar facilidades para el establecimiento de laboratorios con instalaciones adecuadas y para la adquisición de equipos de alta tecnología, necesarios para el estudio de las ciencias genómicas. Se tiene que hacer un esfuerzo para promover un incremento sustancial en los apoyos para el financiamiento de proyectos de investigación genómica que involucren estudios sobre poblaciones mestizas e indígenas del país, enfocados a la resolución de problemas de salud humana y ambiental de alta prioridad para la nación. A la fecha, se han iniciado esfuerzos muy valiosos para consolidar proyectos como el Instituto Nacional

Piscina

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de Medicina Genómica, entidad ubicada como punta de lanza en los estudios genómicos y en el desarrollo de la medicina genómica enfocada a la población mexicana (Jiménez-Sánchez, 2008). Resalta el proyecto elaborado sobre el mapa del genoma de los mexicanos culminado en el año 2009.

investigación y universidades públicas que realizan estudios genómicos sobre temas de importancia nacional. Sin embargo, falta mucho por hacer y de nosotros depende que la sociedad mexicana pueda ejercer uso pleno de las tecnologías y los conocimientos de la era genómica, en beneficio de la salud de la población en general, de las aplicaciones industriales biotecnológicas y de la conservación y uso sustentable del entorno ecológico de México.

A d i c i o n a l m e n t e s e re c o n o c e e l valioso aporte de otros investigadores mexicanos adscritos a diversos centros de

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ISSN: 2007-5316

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y d a id s e b O rigenómica nut Olimpia Rodríguez León* Viridiana Alvarado Carrillo** Luis Adolfo Torres González*** Mayra Mónica Pizano Nava**** Centro Paraíso (fragmento)

Introducción

*Egresada de la Licenciatura en Nutrición y Ciencia de los Alimentos, Universidad Iberoamericana León oly_rl@hotmail.com **Egresada de la Licenciatura en Nutrición y Ciencia de los Alimentos, Univerisdad Iberoamericana León iriv89@hotmail.com ***Coordinador del Cuerpo de Investigación en Tecnología y Ciencias Aplicadas,

La obesidad es una enfermedad metabólica compleja afectada por factores genéticos y ambientales. Entre los factores ambientales más importantes se encuentran el aumento en el consumo de energía y estilo de vida sedentario de los individuos. La Organización Mundial de la Salud (OMS) ha declarado esta enfermedad como una epidemia mundial que constituye uno de los mayores problemas de salud actuales; ya que está ligada a patologías tales como la Diabetes Mellitus tipo 2 (DM2), dislipidemias, hipertensión arterial y enfermedades cardiovasculares, entre otras; que finalmente determinan una disminución de la expectativa de vida (Silveira R. Manuela-Belén, et al., 2007), por ello, son necesarias nuevas estrategias para hacer frente al problema cada vez mayor de la obesidad en la población occidental pues, a pesar del progreso constante en el manejo de esta, su prevalencia sigue aumentando (Tsigos C., et al., 2008).

Universidad Iberoamericana León adolfo.torres@leon.uia.mx ****Estudiante de la Licenciatura en Nutrición y Ciencia de los Alimentos, Universidad Iberoamericana León mónica_nava18@hotmail.com

El tratamiento de la obesidad ha sido objeto de numerosos cambios en las últimas décadas. Las investigaciones más recientes en nutrición molecular han cambiado la perspectiva de tratamiento. Hasta la década de 1960, las dietas hipocalóricas eran prácticamente el único tratamiento recomendado, mientras que la década de

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1970 se vio la introducción de la terapia conductual con la promoción de un cambio en el estilo de vida y los hábitos alimentarios de los pacientes como una forma alternativa. En 1988 la Sociedad Americana de Medicina declaró que la terapia de comportamiento en sí no produce resultados favorables si no van acompañados por el tratamiento dietético y el incremento del ejercicio (Garaulet M., et al., 2009).

vez ha permitido ampliar los horizontes de una rama de investigación relativamente nueva: la nutrigenómica. En este artículo se hace una sencilla revisión de los avances en el tratamiento de la obesidad

Una nueva propuesta de tratamiento basada en el genoma humano en el campo de la nutrigenómica, la cual hace énfasis en una nueva propuesta de tratamiento basada en el genoma humano y en el diseño de la dieta personalizada. La figura 1 muestra de manera cronológica el desarrollo de los tratamientos en la obesidad.

Las investigaciones de los últimos 10 años en nutrición molecular se han orientado hacia el estudio de los genes y la formación de sus redes de conexión en relación con los nutrimentos y al medio ambiente. Esto ha cambiado la perspectiva antigua de tratamiento y a su

Dieta hipocalórica.

Terapia conductual, promoción de un cambio en el estilo de vida y los hábitos alimentarios.

Sociedad Americana de Medicina declaró que la terapia de comportamiento debe de ir acompañada por tratamiento dietético y el incremento del ejercicio.

Desarrollo de la nutrigenómica.

Figura 1 Historia del tratamiento de la obesidad.

Obesidad y nutrigenómica Frecuentemente la disciplina denominada nutrigenética es confundida con nutrigenómica. Aunque su objetivo es similar, en cuanto al estudio de los genes humanos asociados a la nutrición,

tienen variaciones entre sí. Por un lado, la nutrigenética se basa en el estudio de la predisposición de uno o algunos genes a un nutrimento, es decir, identifica cómo la composición genética de un individuo

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responde a diferentes nutrimentos específicos de la dieta. Desde este enfoque, una enfermedad asociada a su nutrigenética sería por ejemplo la galactosemia; ya que por factores genéticos el individuo es incapaz de sintetizar la enzima lactasa y por lo tanto se debe evitar el consumo de alimentos que contengan lactosa o galactosa (Subbiah, 2007). Por otro lado, una enfermedad asociada al campo de la nutrigenómica sería aquella en la que nos interesa investigar la interacción de genes y su modificación en la expresión génica de los mismos debido a dietas, a micronutrimentos específicos, así como la posible susceptibilidad existente para la inhibición de grupos o redes de genes asociados a enfermedades complejas como son el cáncer, diabetes y obesidad entre otras.

Se encarga de estudiar la interacción dieta-gen para identificar los elementos de la dieta que son benéficos o perjudiciales La nutrigenómica tiene como objetivo crear una dieta individualizada dentro de una serie de alternativas nutricionales, con la finalidad de lograr una nutrición óptima que evite a la persona enfermar o bien que mejore su estado de enfermedad (Nagwa y Gaboon, 2011). Es una ciencia relativamente nueva que tiene su inicio en 2003, cuando se completa el mapeo genético del genoma humano (Williams, 2008) y abarca los campos que corresponden a la transcriptómica, proteómica y metabolómica. En ella se estudia el efecto que los nutrimentos y otros componentes de los alimentos ingeridos ejercen sobre la expresión génica y la regulación de los genes (Cain et

al., 2003), es decir, se encarga de estudiar la interacción dieta-gen para identificar los elementos de la dieta que son benéficos o perjudiciales para la salud desde un enfoque molecular (Nagwa y Gaboon, 2011).

existen genes responsables de aumentar el riesgo de padecer enfermedades La idea básica de esta ciencia parte del conocimiento de que existen genes responsables de aumentar el riesgo de padecer enfermedades como: cardiacas, cáncer, osteoporosis, diabetes, obesidad, etc., y de las modificaciones que podemos lograr en ellos por medio de lo que comemos. Todas las personas llevan una u otra configuración de estos genes, es decir, con ciertas variaciones individuales mínimas pero que podrían dar como resultado un determinado estado de salud en las personas. Un tipo de estas variaciones son los SNPs (Single Nucleotides Polymorphism) o polimorfismos, los cuales también son estudiados por la nutrición molecular (Bhatt et al. 2011). Los polimorfismos son pequeñas variaciones que sufren algunos genes en la secuenciación de un nucleótido y a los que se les atribuye la individualidad que hay entre los seres humanos. La importancia de esta variación genética es la influencia en el cambio del metabolismo y de las necesidades de determinados nutrimentos así como la influencia que pueden tener en patrones de riesgo de enfermedad. Los polimorfismos de nucleótido único pueden ocurrir en 1 de

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cada 1000 bases en los genes expresados aproximadamente y se han encontrado más de 3 millones de variaciones genéticas de este tipo en los humanos (Williams, 2008). Sin embargo, el poder predictivo de los polimorfismos de nucleótido único en los genes de susceptibilidad a la enfermedad ha estado limitada hasta ahora en términos de ayudar a mantener la salud ya que puede variar en subgrupos de personas (Kussmann, 2010). La investigación en nutrigenómica se ha apoyado en tecnologías sofisticadas como los microarreglos de ADN, los cuales proporcionan datos de expresión de genes que indican el estado o grado de transcripción de los genes, es decir, si un gen está expresado o inhibido. Para analizar estos miles de datos, se requieren herramientas bioinformáticas y lograr un mayor conocimiento respecto a los genes que conforman la red de una enfermedad específica. Con estas técnicas actuales, la nutrigenómica pretende determinar los requerimientos individuales de nutrimentos específicos basados en la composición genómica de cada persona y diseñar de manera precisa una dieta personalizada (Williams, 2008); así como la asociación entre la dieta y obesidad, ayudando también a comprender el aspecto etiológico de las enfermedades desde el punto de vista genómico (Nagwa y Gaboon, 2011). Con esto, se logrará en un futuro el perfeccionamiento de un tratamiento nutricio enfocado justamente a la prevención de obesidad o dichas enfermedades o, en dado caso, revertirlas o curarlas (Bhatt, 2011). La acumulación excesiva de depósitos de grasa en un individuo resulta de un desequilibrio sostenido en el tiempo entre la ingesta y el gasto energético,

dando como resultado el sobrepeso y la obesidad (Palou et al., 2004). Los cambios en la alimentación y el estilo de vida que acompañan el desarrollo de las sociedades modernas han favorecido la expresión de los genes que predisponen a la obesidad, haciendo esta enfermedad cada vez más frecuente. En México, el 69.4% de los adultos mayores de 20 años tienen un problema de sobrepeso u obesidad, así como el 26.8% en niños entre 5 y 11 años según la Encuesta Nacional de Salud y Nutrición (ENSANUT, 2006).

69.4% de los adultos mayores de 20 años tienen un problema de sobrepeso u obesidad Que el 70% de nuestra población adulta tenga sobrepeso u obesidad es un problema social muy fuerte, debido a que aumenta la probabilidad a padecer enfermedades que disminuyen la esperanza y calidad de vida de las personas. Además, la susceptibilidad individual a padecer obesidad depende de los patrones de expresión génica que regulan el balance de energía en un individuo. Múltiples genes polimórficos también han sido revelados en la última década y se ha visto que el control en el consumo de alimentos puede verse afectado por polimorfismos en los genes que codifican los receptores del gusto. Como ya se ha mencionado, la nutrigenómica enfoca sus investigaciones en la identificación de la red de genes que están relacionados con la obesidad mediante el análisis de microarreglos (metodología que permite el análisis simultáneo de un gran número de genes). Mediante este tipo de análisis se pretende tener un mayor control en la prevención y tratamiento de la obesidad (Nagwa y Gaboon, 2011).

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Intervención de la nutrigenómica en el tratamiento de obesidad basado en los niveles de expresión de genes de microarreglos Identificar genes involucrados en el desarrollo de obesidad y enfermedades relacionadas Identificar elementos de la dieta que son benéficos o perjudiciales para el desarrollo de la enfermedad Establecer requerimientos individuales de nutrimentos específicos basados en la composición genética de cada persona (dieta personalizada) Conocer los mecanismos moleculares genómicos que controlan el equilibrio energético Figura 2 Estrategias de intervención nutrigenómica en el tratamiento de obesidad

Los objetivos de la investigación sobre nutrigenómica de la obesidad se han desarrollado en nuestro país de manera gradual. Uno de los grupos pioneros ha sido el departamento de Ciencias Básicas de la Universidad iberoamericana León, el cual ha logrado avances importantes en la investigación de obesidad. Algunas de sus investigaciones se han dado a la tarea de analizar, por medio de técnicas bioinformáticas, la interacción entre posibles genes de obesidad y su relación con el consumo de probióticos u otros elementos de la dieta como los micronutrimentos. La figura 2 muestra las etapas en la intervención molecular para el tratamiento de la obesidad. También han estudiado diversos probióticos que tienen un efecto benéfico en la obesidad, por ejemplo, disminuir grasa abdominal; sin embargo, hace falta analizar mayor número de redes génicas y sus correspondientes microarreglos de ADN, para conocer mejor los patrones asociados a poblaciones mexicanas. Actualmente el grupo de investigación de la Ibero León analiza la identidad de muchos genes en los que la expresión de genes y la manera en que interactúan pueden afectar la propensión a desarrollar obesidad y

enfermedades relacionadas; así como la formación a cambios característicos en los patrones de expresión génica en el tejido adiposo y otros asociados con la obesidad. Actualmente se han identificado alrededor de 150 genes asociados en clúster que podrían determinar módulos funcionales y con aplicación relevante para entender mejor el problema de obesidad (Torres et al., 2012). La nutrigenómica proporciona estrategias para el desarrollo de las intervenciones dietéticas seguras y eficaces contra la epidemia de la obesidad y las enfermedades asociadas. Por ello, es importante continuar el avance y fortalecer la investigación de esta ciencia con gran aplicación en nuestro país. Conclusión La investigación nutrigenómica en el caso de obesidad ha proporcionado información sobre los cambios característicos en patrones de expresión génica y su asociación con la disminución o aumento del tejido adiposo. Dicha información es importante para entender los mecanismos de propensión a desarrollar obesidad y enfermedades relacionadas.

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México requiere impulsar con mayor intensidad la investigación en nutrigenómica. Es por eso que los profesionales en Nutrición apoyados por los profesionales de Medicina cada vez más se integran a este tipo de investigaciones de gran relevancia. En un futuro a cor to plazo, los nu t r i ó l o go s s e r á n l o s i n d i c a d o s

para llevar la nutrigenómica a una práctica seria y profesional a los hospitales y centros de salud, y así poder brindar a la población grandes beneficios a la salud y, de esta manera, contribuir con el tratamiento y prevención de las enfermedades crónico degenerativas, mediante una intervención nutricional basada en el genotipo a través de dietas personalizadas.

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Ravi Subbiah, M.T. (2007). “Nutrigenetics and nutraceuticals: the next wave riding on personalized medicine”, Translational Research.Vol. 149, No. 2, pp. 55-61. Silveira R., Manuela-Belén, Martínez-Piñeiro Muñoz, L. y Carrar C.R. (2007). “Nutrigenómica, obesidad y salud pública”, Revista Española de Salud Pública,Vol. 81, No. 5, pp. 475-487. Torres L.A, et. al., (2012). “Analysis Between Type 2 Diabetes and Obesity Microarray Data", Memorias del Congreso Internacional de Nutrigenómica, San José Costa Rica. Tsigos, C., Hainer,V., Basdevant A., Finer N., Fried M., Mathus-Vliegenf E. et. al, (2008).“Management of Obesity in Adults: European Clinical Practice Guidelines”, Obesity Facts, Vol. 2, No.1, pp.106–116. Williams, S.F., (2008). “Nutrigenomics: A New Approach To Personalized Nutrition”, Nutritional Perspectives: Journal of the Council on Nutrition of the American Chiropractic Association, Vol. 31, No. 3, pp. 1-8.

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E volución E ducativa :

hacia una nueva matriz cognitiva Roxana Contreras Lobato Académica del Departamento de Ciencias Económico Administrativas, Universidad Iberoamericana León roxana.contreraslobato@leon.uia.mx

Resumen

separata

ISSN: 2007-5316

Pluma (fragmento)

El objetivo de este documento es analizar y cuestionar los efectos del Movimiento Educativo Abierto, el cual está promoviendo el cambio hacia una educación que contempla el desarrollo y utilización de los Recursos Educativos Abiertos (REA). Este texto invita a reflexionar sobre los efectos de estas iniciativas y nuevos movimientos a nivel internacional y nacional; una educación abierta y de calidad representa un gran reto para las mayor parte de las comunidades académicas de Latinoamérica, en donde es evidente la necesidad fomentar la innovación de la práctica docente y también es vital para poder experimentar plenamente los beneficios del Movimiento Educativo Abierto.

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El movimiento educativo abierto Podríamos hablar de una visión de futuro acerca de la educación, pero lo cierto es que el futuro está frente a nosotros, se ha transformado en un presente dinámico y complejo, en donde la educación sigue siendo la esperanza para alcanzar mejores condiciones de vida para el ser humano.

Se han difuminado las fronteras entre la vida humana y la vida artificial En la actualidad, los avances tecnológicos en la industria de las telecomunicaciones y la informática han dado lugar a cambios vertiginosos y nuevas relaciones humanas. Con el advenimiento de la nanotecnología, la convergencia de la microelectrónica y los procesos biológicos se han difuminado las fronteras entre la vida humana y la vida artificial. Por lo tanto, es importante destacar el papel fundamental de la tecnología dentro del proceso de transformación social (Castells, 2012:50). Para poder describir de forma más detallada las acciones que se han emprendido para hacer frente a los retos de la educación del siglo XXI, es sumamente importante tomar en cuenta que se han creado nuevos movimientos, los cuales se encuentran en fase de desarrollo y maduración, pero que han empezado a marcar el nuevo rumbo de la educación superior. Entre estas acciones se encuentra el movimiento educativo abierto, el cual es conceptualizado como: “Las actividades educativas de acceso abierto que permite prácticas formativas que van desde el uso de recursos educativos abiertos (REA) disponibles en

Internet, la producción de materiales con licenciamiento abierto, la selección de REA a través de repositorios y conectores que actúan como infomediarios de los catálogos de REA, la diseminación de prácticas de entornos académicos, gubernamentales e institucionales” (Ramírez, 2011:2). Los recursos educativos abiertos (REA) son una nueva tendencia de la Sociedad del Conocimiento, particularmente relacionada con el uso de las Nuevas Te c n o l o g í a s d e I n f o r m a c i ó n y Comunicaciones (NTIC) dentro del ámbito educativo. El término REA fue usado por primera vez en julio de 2002, durante el foro de la UNESCO denominado “Impacto de los cursos abiertos en la educación superior

Mejorar la calidad y los procesos de innovación en la educación en países en vías de desarrollo”. En el idioma inglés estos recursos son conocidos como Open Educational Resources (OER) y representan una iniciativa cuyo objetivo central es construir un escenario orientado hacia una mayor apertura de los procesos de aprendizaje. Un escenario acorde a la nueva forma en la cual intentan operar los sistemas de educación para cubrir las necesidades de los estudiantes del siglo XXI (UNESCO, 2009:17). Las prácticas educativas abiertas, basadas en REA, se encuentran en fase de implementación y prueba. Tienen como objetivo mejorar la calidad y los procesos de innovación en la educación. Bajo esta visión y con el apoyo de la UNESCO se definió el término REA como “el material que puede ser utilizado y reutilizado en la

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educación y se encuentra en forma gratuita en la red, garantizando la calidad y el respeto a los derechos de sus autores” (UNESCO, 2009:19). Desde esta perspectiva los REA juegan un papel muy importante en lo que se refiere al acceso abierto al conocimiento, ya que su utilización puede ser vista como una forma de disminuir las brechas digitales, sociales y culturales entre los seres humanos, lo cual puede contribuir a pensar en términos de una mayor equidad en la educación. La Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico (OCDE) ha colaborado de forma muy activa en la investigación y divulgación de los REA, de acuerdo con esta organización la utilización de estos materiales en la educación contribuye a mejorar el aprendizaje, y permite desarrollar capacidades de comprensión y desenvolvimiento en los individuos, lo cual representa una coincidencia con los objetivos de la UNESCO. La idea principal de los REA es crear una red mundial para generar y compartir conocimiento, con el fin de

mejorar la calidad de la educación y, sobre todo, elevar la calidad de vida de todos los seres humanos en el mundo (Ramírez & Burgos, 2012). Por otro lado, la Open Educational Quality Initiative (OPAL) define las prácticas educativas abiertas como un grupo de actividades encaminadas a la instrucción y ejecución de procesos para apoyar el aprendizaje, lo que incluye el uso de REA capaces de ser adaptados al contexto en el cual serán utilizados (OPAL, 2012:8), que puede concebirse como parte de los cambios que está teniendo la Sociedad de Conocimiento y que han contribuido a revolucionar varios sectores relacionados con la educación superior. 1. La nueva revolución educativa Existen nuevas iniciativas que se están llevando a cabo como parte de un cambio radical y gradual que demanda la educación superior. Iniciativas como la del exprofesor de la Universidad de Stanford, Sebastian Thrun, quien a través del proyecto Udacity provee una nueva forma de educación para toda la vida, acorde a las demandas de los mercados laborales actuales, proyecto que se articula a través de una plataforma virtual, que hace uso de los principios de la Inteligencia Artificial (IA) en su gestión. Daphne Koller y Andrew Ng lograron, por otro lado, unir a varias de las más importantes universidades, inicialmente Princeton, Penn y Michigan, en el proyecto llamado Coursera, que se

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perfila como un proyecto de la iniciativa privada, para desarrollar una alternativa rentable pero viable, en contraste con lo que conocemos como una universidad tradicional. Coursera funciona en una plataforma virtual capaz de gestionar arriba de 200 cursos en distintos idiomas, y hasta más de 20,000 estudiantes en un solo curso.

Que tomen la forma comunidades interculturales de aprendizaje Por su cuenta el MIT y Harvard unieron sus fuerzas y desarrollaron su propia iniciativa, un nuevo modelo de universidad, bajo el nombre de edX, utilizando una plataforma de software libre desarrollada por el MIT (Carr, 2012:3), en donde se hace énfasis en un nuevo sistema de evaluación de las competencias adquiridas por el alumno, y un medio de certificación de las mismas. Todos estos proyectos se han denominado como MOOC´s (massive open online courses), y se han convertido en la evidencia de que es posible pensar en términos de una educación basada en la apertura, la innovación y a un costo accesible, sin sacrificar la calidad (Ibídem:5). Proyectos tales como Udacity, Coursera, Edx, Open Yale Courses y Connexions, entre otros muchos, sugieren que las instituciones educativas deben tomar la iniciativa para formar grupos de académicos, con el fin de trasladar las teorías pedagógicas hacia el desarrollo e implementación de nuevas plataformas educativas, que tomen la forma comunidades interculturales de aprendizaje. Se habla ahora de la importancia de medir qué tan significativos

son los conocimientos que se proveen a los alumnos, de cómo promover el aprendizaje y de diseñar nuevas formas para evaluar su entendimiento. El aprendizaje para toda la vida se convier te entonces en una metacompetencia que nos tiene que sensibilizar ante la necesidad de desarrollar el pensamiento complejo, junto con las habilidades que no son certificables bajo una evaluación tradicional y que tienen que ver con el desarrollo del talento. Bajo esta perspectiva se han desarrollado otro conjunto de iniciativas, de las cuales hacen uso de los recursos educativos abiertos (REA), cuyo objetivo es proveer el acceso al conocimiento y permitir que las personas aprendan significativamente a lo largo de toda la vida. Los REA cuentan con el soporte de la Open University, pero también el movimiento REA ha logrado incluir los talentos de la Universidad de Maryland. El impacto que este movimiento ha tenido se ve reflejado en la plataforma del MIT OpenCourseWare y en la OpenLearn de la Open University (Ramírez & Burgos, 2010:29).

Cursos de calidad mundial a los aprendices de todo el mundo Por su cuenta la universidad de Carnegie Mellon ha decidido hacer una hibridación entre los recursos abiertos y la educación tradicional obteniendo buenos resultados, en cuanto a contar con una forma efectiva y acelerada de construir nuevos procesos de aprendizaje. Este movimiento hace realidad la posibilidad de mantener un balance entre las necesidades del contexto laboral del adulto y el proceso de aprendizaje a lo largo de toda la vida.

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Lo que puede sentar las bases para la innovación abierta (Mcandrew, Farrow, Law, & Elliot-cirigottis, 2012). Otro ejemplo de ello, es el proyecto Bridge to Succes que ha abierto el acceso a cursos de calidad mundial a los aprendices de todo el mundo. Junto a estas iniciativas y luchando por una educación abierta, de calidad y de bajo costo, también se encuentra el proyecto Saylor.org, que surge de la iniciativa colectiva, de numerosos académicos e investigadores alrededor del mundo, para impulsar nuevos modelos de aprendizaje que se adaptan al contexto actual y que hacen un uso intensivo de las nuevas tecnologías. Así como estas iniciativas han permeado en el mundo de la educación universitaria y de la educación a lo largo de toda la vida, también ha nacido el proyecto para la investigación en el mundo de la educación secundaria o media. Ello se hace presente a través de la iniciativa NGLC (Next Generation Learning Challenges), proyecto que cuenta con docentes e investigadores que están conscientes de la importancia de la calidad de educación y la construcción de un nuevo paradigma en lo que se refiere a los procesos de aprendizaje en niños y adolescentes. Es un proyecto que impulsa el hecho de difundir un nuevo enfoque acerca de la educación básica. Esta iniciativa nace a partir de distintas investigaciones científicas, a través de las cuales es posible afirmar que los primeros años de la vida escolar de un alumno son de vital importancia y constituyen la base de su futuro desempeño y aprovechamiento, dentro de los años siguientes de su vida, que concretamente se ve reflejado en el proceso de aprendizaje en su educación superior (Sammons, Hillman, & Mortimore, 1995).

2. Iniciativas relacionadas con REA a nivel nacional Como un ejemplo de lo que se puede lograr a nivel nacional se encuentra la Comunidad Latinoamericana Abierta Regional de Investigación Social y Educativa (CLARISE), que empieza a marcar el rumbo hacia la democratización del conocimiento en los países de habla hispana, incluyendo a México. CLARISE se suma al movimiento educativo abierto bajo el esquema de la OpenCourseWare del MIT (Ramírez, 2011:9). Iniciativa que fomenta el uso de materiales educativos y la movilización hacia las nuevas prácticas educativas. CLARISE es solo un ejemplo de las nuevas redes de conocimiento que han nacido en esta nueva Era de la Educación. Y que se transforman en una invitación para que los investigadores y académicos de todos los rincones del país se sumen a la democratización del conocimiento, a través del uso libre de los recursos educativos. Se une a las iniciativas del movimiento educativo abierto otro proyecto llamado Red de Talleres de Producción Digital de Contenido Educativo y Cultural (RTPD), que inició en Xalapa, Veracruz, en el año 2007. Después de 4 años de operación este proyecto logró una presencia nacional a través del Sistema de Educación Indígena de la Secretaría de Educación de estados como Oaxaca, Puebla, Yucatán. Quintana Roo, Chiapas y Sinaloa. A través de esta iniciativa se impulsa el uso de software libre y el uso de licencias que permitan la libre reutilización de los recursos educativos. En este sentido el término “libre” adquiere un carácter participativo y emancipador (Ramírez & Burgos, 2012), considerado un logro, hablando en términos de la relevancia que

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debe alcanzar la educación, dado que los REA de este proyecto se han ajustado al contexto en el cual son utilizados.

Conole, 2011). Actualmente los avances en las neurociencias y ciencias cognitivas ponen en la mesa la posibilidad de evaluar datos relevantes del alumno y su participación al interior de los nuevos espacios virtuales de aprendizaje. Si se logra construir nuevos y mejores ambientes de aprendizaje que hacen uso de REA, a través de la virtualidad, se tendrá la capacidad de recolectar información relevante, acerca de la retroalimentación que los mismos alumnos puedan ir proporcionado sobre sus experiencias de interacción y logros al interior del espacio virtual, con el objetivo de reconfigurar y mejorar el espacio de aprendizaje de acuerdo con las necesidades de los propios estudiantes. Lo que se convierte en una invitación para los investigadores en el campo de la investigación educativa, dado que el propio espacio virtual se transforma en una herramienta para la recolección de datos, en donde se puede hacer uso de la analítica de datos y de la Inteligencia Artificial (AI), con el objetivo de ir reconfigurando el espacio virtual de aprendizaje.

Se puede hacer uso de la analítica de datos y de la Inteligencia Artificial A estas iniciativas que han surgido a nivel nacional se une Temoa, desarrollada por el Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey (ITESM).Temoa tiene como objetivo proporcionar un catálogo público multilenguaje de REA seleccionado y clasificado por expertos (Ramírez & Burgos, 2010: 19). 3. Una nueva matriz cognitiva Es esencial la necesidad de crear nuevos espacios de aprendizaje que tengan la capacidad de encaminar a los alumnos hacia el desarrollo de aprendizajes significativos. Este proceso demanda el uso de teorías alternativas del aprendizaje tales como el Conectivismo (Siemens &

Es evidente que el movimiento educativo abierto puede contribuir, a corto plazo, a desarrollar un sentido de mayor equidad en la educación, en términos de brindar las mismas oportunidades a todos los estudiantes, en cuanto al acceso a los REA se refiere. En este proceso, las comunidades académicas seguramente encontrarán diversos obstáculos que deberán superar para lograr dicha apertura. Sin embargo, el trabajo conjunto de académicos, investigadores y Nacar

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alumnos para construir la nueva etapa de la Sociedad del Conocimiento representa una oportunidad real para que dicho conocimiento sea accesible, esté clasificado y cumpla con los estándares internacionales de calidad.Y también se distribuya bajo un esquema de acceso libre, sin las restricciones que impone la reserva de derechos de autor. Todo ello para poder hacer uso de los REA sin restricciones de licenciamiento o de uso de software propietario, lo cual representa un gran reto. En este reto se conjugan: el desarrollo de objetos de aprendizaje de calidad, haciendo uso de software libre y bajo un licenciamiento de libre acceso.

“La democracia tiene como fundamento el pluralismo, y se desarrolla precisamente porque los seres humanos no piensan igual”

a cabo dentro de una Nueva Matriz Cognitiva que sea capaz de transformar aquellas comunidades que demandan urgentemente el acceso a la Sociedad del Conocimiento, para poder ser parte de la construcción de un nuevo orden social, en el cual alumnos de todas las condiciones sociales, tengan acceso libre a los nuevos repositorios de conocimiento. El acceso libre al conocimiento de calidad puede contribuir a reducir no solo la brecha digital, sino a generar conocimiento útil y bien organizado para poder plantear soluciones acordes a las necesidades del contexto en el cual se aplique dicho conocimiento, con lo cual se contribuye a fomentar la relevancia de la educación. En este sentido la siguiente frase refleja la necesidad de participar activamente en la construcción de una nueva Matriz Cognitiva: La cultura libre ha sido parte de nuestro pasado, pero será nuestro futuro si cambiamos el camino que por ahora estamos siguiendo (Lessig citado por Ramírez & Burgos, 2012)

En la actualidad, las comunidades académicas y de investigación pueden hacer una selección de recursos abiertos que ofertan las mejores universidades del mundo y ello podrá subsanar las carencias que muchos investigadores tienen en Latinoamérica. Carencias que se relacionan principalmente con las limitaciones en el acceso a los recursos económicos y humanos, necesarios para desarrollar verdaderas comunidades de aprendizaje capaces de crear y movilizar el conocimiento pertinente de una forma contextualizada, de acuerdo con las necesidades de cada país. De tal forma que la democratización del conocimiento debe convertirse en una realidad evidente, es decir, una realidad en donde la educación de las nuevas generaciones se lleve

Los REA deben ser relevantes para el contexto de los distintos países latinoamericanos, para lo cual se requiere que investigadores y académicos logren desarrollar redes de colaboración para que desde sus países de origen puedan participar en el Movimiento Educativo Abier to, haciendo contribuciones significativas para satisfacer la demanda de REA que contemplen una educación de calidad. Al participar en el movimiento educativo abierto también cabe la posibilidad de hacer uso de los REA que ya han sido diseñados por distintas instituciones a nivel mundial y adaptarlos para ser reutilizados en el contexto del país

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que los demande. Según Schmelkes (2009): “la democracia tiene como fundamento el pluralismo, y se desarrolla precisamente porque los seres humanos no piensan igual”. Por lo tanto, la democratización del conocimiento se logrará en la medida que se reconozcan las necesidades de los distintos contextos latinoamericanos y se logre la adaptación de los REA, para que el conocimiento que intentan compartir sea capaz de lograr aprendizajes significativos a través de distintas culturas y contextos.

La producción de los REA debe ser a través una cultura colaborativa, que representa el elemento principal de la Nueva Matriz Cognitiva Sintetizando lo anterior, es importante recalcar que la democratización del conocimiento, a través de los REA, no depende únicamente de que los recursos educativos se ofrezcan de forma gratuita, por lo que es conveniente no confundir los términos libre y sin costo. El requisito primordial es desarrollar recursos educativos de calidad, haciendo uso de software libre y bajo un esquema que permita el uso y re-uso de los REA, sin que se requiera el permiso expreso el autor legítimo del mismo REA para hacer adaptar sus contenidos. Por ejemplo, para hacer accesible el conocimiento a quienes no dominan el idioma extranjero en el cual se haya desarrollado el REA, lo cual implica traducir y contextualizar los REA. Por lo tanto, la producción de los REA debe ser a través una cultura colaborativa, que representa el elemento principal de la Nueva Matriz Cognitiva, en donde compartir recursos educativos de calidad,

sin restricciones de acceso y ni de reserva de derechos, sea el camino a seguir. En este camino es necesario perder el miedo a lo que representa una mayor la apertura en los procesos de la educación superior, en el contexto latinoamericano, ya que a pesar de las críticas y la falta de confianza en el movimiento educativo abierto, es evidente que muchas de universidades reconocidas a nivel mundial han demostrado que es necesario un cambio radical en los procesos educativos y en la filosofía bajo la cual difunde el conocimiento. Ante el desarrollo de todos los esfuerzos nacionales e internacionales, encaminados a fortalecer el movimiento educativo abierto es posible reconocer que “la voluntad colectiva que surge de la diversidad es mucho más vital y profunda que cualquier otra” (Schmelkes, 1994).

Es necesario orientar nuestros esfuerzos hacia nuevos enfoques pedagógicos Finalmente, es necesario orientar nuestros esfuerzos hacia nuevos enfoques pedagógicos de la práctica docente, para que se ajusten a los entornos dinámicos y complejos a los que nos enfrentamos como sociedad. Dichos entornos demandan innovación como la única vía de subsanar los graves problemas sociales de la humanidad. En este contexto se hace necesario el aprendizaje durante toda la vida, dado que los puestos de trabajo, incluso las profesiones para toda la vida han pasado a la historia (Reig, 2012). De este modo, el papel socializador de la educación abierta cobra la mayor importancia, a la vez que decrece la función relativa a la instrucción (Aronson, 2007).

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Reconfigurar las prácticas docentes que se llevan a cabo en los ambientes virtuales de aprendizaje trazan la posibilidad de llegar a una verdadera confluencia de teorías del aprendizaje y principios pedagógicos, ligados al uso intensivo de la tecnología educativa. Para lo cual es necesario crear nuevos espacios de aprendizaje haciendo uso de Recursos Educativos Abiertos (REA), en los cuales el conocimiento sea

la clave primordial para pensar en términos de innovación, bajo un enfoque de sustentabilidad y responsabilidad social. Todo ello pensado en términos del valor agregado que las instituciones de educación superior deben incluir en su actual oferta educativa, si desean contribuir sustancialmente al desarrollo social, político, económico y cultural de un país, de una región, de una comunidad.

REFERENCIAS

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ISSN: 2007-5316

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GENOMAS Juan Carlos Raya Pérez Doctor en Biotecnología, Académico Investigador en el Instituto Tecnológico de Roque,Celaya, Gto. juraya@itroque.edu.mx

Después del diluvio Fascinado por su reflejo un árbol se ha inclinado para ver su silueta en el charco.

Rascacielos Cansada, La luz Se quedó En el Piso 45.

Estados de la materia La sombra parece volverse líquida en los materiales granulares.

Superfluídos Son los fantasmas que aparecen Cuando nos acercamos al cero absoluto: Atraviesan puertas y ventanas Se escurren por entre nuestras manos. Se levantan en el aire y desaparecen.

Pistilo Azul (fragmento)

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Plasma nuclear Las estrellas son materia de sueños, Materia tan densa que irradia luz. Cuando colapsan y se tornan oscuras Pierden el encanto para las gentes. Pudiera ser que entonces, singulares, Torcieran el rumbo de las vidas Pues hasta la luz es atraída por ellas.

Insectos nocturnos Pequeños satélites que reflejan la luz Del astro artificial que orbitan.

Efecto fotoeléctrico Un golpe de luz.

La Paz Plata en la superficie Y perlas en las aguas someras. El corazón se aquieta Cuando atraca en la bahía.

Salamanca La termoeléctrica en la noche Es una catedral futurista; El pebetero, un faro en el Bajío Que lanza lenguas de fuego al cielo.

Contacto entre mundos Los cojines del gecko adhiriéndose al vidrio. Las nubes electrónicas del veneno de la medusa Se traslapan con las de las proteínas de la víctima Dejándose llevar por una atracción fatal: Es un enamoramiento en el mundo cuántico.

Entretextos

UNIVERSIDAD IBEROAMERICANA LEÓN

Deriva Continental Tectónica de placas ¿Adónde llevarás mi casa? En millones de años nos mueves Y cambias paisajes bañados de sol Por otros cubiertos siempre de nieve. Adonde me mudes me llevarás Con mi casa, mi pueblo, mis quereres.

Ecología El tallar del plástico en la oreja, Ruido que inunda las cuatro dimensiones. La luz vislumbrada en el párpado Que no ve nunca la oscuridad, la noche. Las golondrinas lanzan su vuelo Rozando con las alas las aguas negras De los canales que dividen la urbe. El agua que escurre sucia por los vidrios, Vuela en gotas pequeñas de los parabrisas Y se desliza cual película por el asfalto. Aire impelido por pulmones y aerosoles. Carreteras que serpentean en el paisaje Como antaño las corrientes de agua. Mares que se refugian en sus fosas y en los polos Donde los hielos dejaron de ser eternos.

Ciencia express Veinte años para el origen de las especies. Humboldt y una vida para conocer América. Veinticinco para cristalizar la proteína que reprime al operón de la lactosa. Cinco décadas para hacer una teoría De superconductores y superfluídos. Una vida para hallarle uso al electrón. En mi pueblo, sin tradición en esto, Los proyectos se hacen y ejecutan de prisa Pues están a un cierto tiempo sujetos, Al periodo del director que asume el puesto.

ISSN: 2007-5316

Entretextos

Tema: LOS NUEVOS CÓDIGOS DE COMUNICACIÓN Cierre para la recepción de artículos: 6 de junio de 2013 Distribución: diciembre 2013-marzo 2014 Si el lenguaje es reflejo de la cultura que proyecta saberes, creencias e ideas acerca de la realidad, además determina la noción de experiencia y existencia del sujeto, así como también la noción de uno mismo ¿qué está pasando con el lenguaje hoy en día en donde la facilidad de comunicación a través de celulares, e-mail, twitter, facebook y demás medios, especialmente los electrónicos, han transformado nuestra forma de expresarnos? La revista Entretextos abre un número para exponer y analizar diferentes posturas y percepciones acerca de las transformaciones del lenguaje en la actualidad y que, sobre todo entre los jóvenes, adquiere un nuevo código de comunicación, lectura y entendimiento a través de claves, símbolos y expresiones cada vez de uso más común, cambios todos que, por la simplicidad y la abstracción, creemos lo hará más comprensible.

Número 16 Tema: ¿QUÉ REPRESENTA EL FUTBOL EN LA CULTURA ACTUAL? Cierre para la recepción de artículos: 7 de octubre 2013 Distribución: abril-julio 2014 Alguna vieja columna deportiva (que al parecer subsiste en versión cibernética) se intitulaba “El mundo es un balón” y se ilustraba con una caricatura en la que nuestro planeta era literalmente pateado por ávidos futbolistas. Valga esta analogía, para provocar la reflexión, y la producción de textos respecto de este tema que, no por recurrente, ha visto menguado su interés y su vigencia. Como espectáculo masivo, como negocio fructífero, como promotor de movimientos sociales, como inspiración de obras artísticas, como objeto de devoción o como medio de alienación, este fenómeno social merece ser discutido desde ángulos diversos y con posturas encontradas. Con base en lo anterior, el objetivo que se propone para este número de Entretextos es: Disertar en torno a las causas y las consecuencias que, en los diversos ámbitos del pensamiento y de la cultura, hacen del futbol uno de los principales estímulos a la convergencia (y divergencia) de grupos masivos de personas, con todas las implicaciones psicológicas, económicas, políticas, sociológicas y antropológicas que el hecho conlleva.

Número 14 Tema: LA CULTURA ANTROPOCÉNTRICA. PERSPECTIVAS Y SOLUCIONES Cierre para la recepción de artículos: 3 de marzo 2014 Distribución: agosto-noviembre 2014 El objetivo de Entretextos es reflexionar en torno a la cultura antropocéntrica de cara a las problemáticas sociales y ambientales de nuestro tiempo, de tal manera que se considere la racionalidad, reflexividad y responsabilidad del ser humano para la necesaria preservación de nuestro entorno y viabilidad planetaria.

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Número 15