La composición corporal es un determinante crítico de la salud metabólica y funcional, cuya regulación depende de la interacción dinámica entre la homeostasis energética, la inflamación sistémica y la integridad de la barrera intestinal. En este contexto, la microbiota intestinal es un eje fisiopatológico que modula la partición energética, el metabolismo de nutrientes, la sensibilidad a la insulina, y la distribución de la masa grasa y magra. La presente revisión analiza el papel de los nutribióticos y farmabióticos en la modulación de la composición corporal al integrar los mecanismos fisiometabólicos, los procesos inflamatorios y las rutas energéticas con implicación clínica actual y futura. Desde una perspectiva funcional, los nutribióticos favorecen la biotransformación de los sustratos dietarios, la biodisponibilidad de nutrientes y la regulación metabólica de los macro y micronutrientes, lo que contribuye a la homeostasis energética y al mantenimiento del tejido muscular. En contraste, los farmabióticos ejercen efectos bioterapéuticos mediante la modulación inmunometabólica, la producción de postbióticos en particular los ácidos grasos de cadena corta (AGCC), y el fortalecimiento de la barrera intestinal, procesos asociados con la reducción de la endotoxemia y la inflamación de bajo grado. La evidencia sugiere que estas intervenciones reprograman rutas metabólicas relaciona das con la lipogénesis, la señalización insulínica, y la síntesis proteica favoreciendo las modificaciones en los compartimentos corporales. No obstante, lo heterogéneo de los hallazgos limita su integración mecanística y su aplicación clínica. En conjunto, nutribióticos y farmabióticos se perfilan como herramientas prometedoras para el tratamiento de la obesidad, la sarcopenia y el síndrome metabólico; sin embargo, su incorporación terapéutica exige ensayos clínicos robustos, biomarcadores estandarizados y marcos regulatorios que garanticen seguridad y reproducibilidad para su implementación en la práctica clínica.
La contaminación por metales pesados representa una amenaza ambiental significativa en cuerpos de agua, especialmente en las regiones con alta actividad minera y agrícola como es en el estado de Chihuahua, México. En este estudio se evaluó la capacidad de una cepa nativa de Chlorella vulgaris para tolerar y remover el plomo (Pb) y el cromo hexavalente [Cr(VI)] en condiciones de laboratorio. La microalga fue cultivada en medio Miracle-Gro y condiciones controladas de fotoperiodo, temperatura y aireación. Se determinaron la concentración mínima inhibitoria (CMI), la cinética de crecimiento y la eficiencia de remoción de los metales a concentraciones de 5 y 50 mg/L. Los resultados mostraron que C. vulgaris tolera concentraciones bajas de Pb y logra remover más del 90% en las primeras 48 horas. En contraste, el Cr(VI) mostró una toxicidad significativa, al reducir drásticamente a la biomasa incluso a 5 mg/L. Las observaciones microscópicas evidenciaron daño celular asociado a la exposición al Cr(VI). Se concluye que C. vulgaris presenta un alto potencial para la biorremediación de aguas contaminadas con plomo, aunque se identifican limitaciones críticas para el cromo hexavalente. El presente estudio respalda el desarrollo de tecnologías sustentables con base en la utilización de microalgas para el tratamiento de aguas residuales en regiones del norte de México.
El estudio de las infecciones multiespecie en las plantas es determinante para comprender su impacto en la salud y en el rendimiento de los cultivos, y para establecer estrategias hacia un manejo sustentable. En esta revisión, se discuten las principales coinfecciones causadas por fitopatógenos, con especial atención a las aproximaciones experimentales para identificar las interacciones sinérgicas y antagónicas mediante ensayos de coinoculación. También se menciona el potencial de la ecología sintética en la generación de comunidades microbianas y su contribución al estudio y control de las coinfecciones. Aunque la ecología de las coinfecciones ha sido explorada, su estudio en sistemas experimentales convencionales presenta múltiples limitantes, por desconocerse: la diversidad y dinámica de las comunidades microbianas, la contribución individual en la coinfección, la evolución de los mecanismos de virulencia, los mecanismos de defensa del hospedero y el efecto de las condiciones ambientales en la incidencia y severidad de la coinfección. Una alternativa es la utilización de la ecología sintética por su posible aportación al desarrollo de nuevos modelos experimentales que expliquen las interacciones en una infección multiespecie, y en el diseño de estrategias sostenibles de protección a los cultivos agrícolas para garantizar la seguridad alimentaria. Esta revisión propone el estudio de las infecciones multiespecie desde una perspectiva ecológica, con herramientas de ecología sintética, para un biocontrol sustentable y un manejo integral.
Se mencionan períodos importantes para el origen de la biodiversidad de las plantas terrestres en un contexto evolutivo que refleja el patrón de cambio estructural y de ambientes a través del tiempo profundo. Se entiende que la biodiversidad actual representa una síntesis de los cambios y relaciones de los procesos del Sistema Tierra, en donde la vida interacciona con la litósfera, hidrósfera y atmósfera. La interacción de los componentes de este Sistema se manifiesta como respuesta en las formas de vida a lo largo del tiempo geológico, documentados a través del registro fósil. Además, se resalta la importancia de la conservación de la biodiversidad, su entorno abiótico y desde el origen de la vida en la Tierra, hasta nuestros días. Esto para lograr una mejor comprensión de la interrelación del Sistema Tierra, que se manifiesta en la biodiversidad actual.
La Acrilamida (AA) es un compuesto tóxico que se forma al reaccionar los azúcares reductores y aminoácidos contenidos en los alimentos cocinados a elevadas temperaturas. Por otra parte, el extracto de cáscara de rambután (ECR) es una fuente de diversos compuestos bioactivos con reconocida actividad antioxidante. El objetivo fue evaluar esta actividad del ECR (4 – 64 μg /mL), así como su CL50 en un cultivo primario de leucocitos, con el fin de asegurar su inocuidad y evaluar su efecto genoprotector contra el daño causado en un modelo de toxicidad in vivo, en ratas Wistar expuestas a la acrilamida (20 mg/kg de pc). Se observó una viabilidad mayor al 75% después de la exposición de los leucocitos al ECR, en todas las concentraciones utilizadas, por lo que se consideró no tóxico. Se estableció una CL50= 94.61 μM para la AA en este modelo experimental. El ECR mostró una notable disminución en el daño al DNA, al reducirse la formación de micronúcleos (MN) en los eritrocitos policromáticos (EP) procedentes de la médula ósea de ratas Wistar tratadas con AA vía oral. Se concluye que por estas características se perfila como un potencial nutraceútico.
En esta revisión se presentan las características y propiedades de relevancia en las estructuras metal orgánicas (MOFs) y su uso potencial como materiales adsorbentes. Su naturaleza híbrida proviene de la coordinación de los enlaces entre nodos metálicos y ligandos orgánicos de los que resultan estructuras cristalinas bi o tridimensionales altamente porosas y modulables con una amplia área de superficie y grupos funcionales específicos. Estas estructuras son aptas para separar gases y remover compuestos que contaminan el agua, por medio de mecanismos de adsorción y difusión. La amplia disponibilidad de ligandos orgánicos y fuentes de iones metálicos permite el diseño de una diversidad casi finita de MOFs con porosidad y propiedades fisicoquímicas particulares. Se describen sus componentes, y los principales métodos para su síntesis son las rutas solvotermal, la sonoquímica, la mecanoquímica y la electroquímica. Asimismo, se aborda lo más sobresaliente de algunas de sus características, una descripción general que sustenta su importancia en el ámbito de la separación y adsorción de gases industriales y en la remoción de metales pesados y colorantes en un medio acuoso, al aplicarlas como un sólido adsorbente o en forma de membrana.
Las encapsulinas son nanocompartimentos proteínicos presentes en bacterias y arqueas, aíslan y concentran a las enzimas además de regular los procesos metabólicos intracelulares. Estas estructuras, con simetría icosaédrica, durante la evolución derivaron de cápsides virales, su ensamblaje es espontáneo y con elevada estabilidad térmica y química. Su capacidad para reconocer y encapsular a proteínas específicas mediante péptidos de direccionamiento y su facilidad para la manipulación genética, las convierte en estructuras versátiles con múltiples aplicaciones. En esta revisión se sintetiza el conocimiento actual sobre la biología, la estructura, la clasificación funcional de las encapsulinas y una visión actualizada de los estudios filogenéticos recientes. Se describen los mecanismos naturales de encapsulación, y las estrategias diseñadas para incorporar cargas heterólogas a través de la fusión genética o el ensamblaje postraduccional. Asimismo, se analizan los avances en ingeniería de poros y superficies que permiten personalizar el transporte molecular y la interacción con células blanco. Finalmente, se discuten sus aplicaciones en biocatálisis, diagnóstico, terapia dirigida, biosensado, almacenamiento intracelular, principales retos pendientes y las perspectivas para su implementación en sistemas biomédicos e industriales. En conjunto, las encapsulinas emergen como herramientas modulares de gran potencial en biotecnología y biología sintética.
Las estadísticas de La Federación Internacional de Diabetes refieren que, en el año 2019, había un aproximado de 463 millones de adultos con diabetes mellitus (DM), y la probabilidad de aumentar a 853 millones para el año 2050. Entre las consecuencias de padecerla sin atención, son las complicaciones crónicas graves como el daño al sistema nervioso, la ceguera, la insuficiencia cardíaca y renal, problemas dentales, y los accidentes cerebrovasculares, entre otras. En la actualidad, algunos medicamentos antidiabéticos como la Metformina tienen limitaciones y efectos secundarios, por lo que ha crecido el interés en el uso de agentes naturales para su tratamiento. Un ejemplo a notar es el uso de las plantas del género Costus spp. conocida con los nombres comunes de apagafuego, huilamote o caña brava en diferentes estados de México; el género consta de aproximadamente 175 especies. Se ha demostrado que su consumo, tiene efectos favorables en la reducción del colesterol y de la hemoglobina glicosilada, pero también en el aumento del glucógeno hepático; con efectos comparables a los del fármaco Glibenclamida. Por lo expuesto, el objetivo de este trabajo fue realizar una revisión del avance en el uso potencial de las plantas del género Costus como hipoglucemiante en pacientes diabéticos y su relación con el control de la hiperglucemia para evitar daños oculares, renales y nerviosos.
El género Ganoderma es reconocido por su alto contenido de compuestos bioactivos, entre ellos los triterpenoides. La biosíntesis de estos metabolitos ocurre mediante la vía del mevalonato, regulada por la expresión de los genes fps, sqs y ls, analizados para este estudio en su etapa temprana en las especies de G. lucidum y G. mexicanum y cultivo líquido estático. Se utilizaron extractos de madera de vid preparados con distintos solventes para inducir la producción de triterpenoides. La expresión génica se evaluó en micelio cultivado a 0, 0.5, 1 y 24 h con elicitor (ht=tratamiento) y con alcohol (hc=control), junto con la cuantificación colorimétrica de triterpenoides. En G. lucidum, sqs alcanzó su máxima expresión a los 0.5 ht (20.56 veces más), fps fue mayor en 0 h y ls permaneció reprimido. En G. mexicanum, sqs mostró sus valores más altos a las 24 ht (11.47 veces más) y 1 hc (8.03 veces más), fps y ls en 24ht y 1hc. La cuantificación de triterpenoides coincidió parcialmente con los patrones de expresión. Estos resultados sugieren que los elicitores de madera de vid son efectivos para inducir la producción de metabolitos sin necesidad de modificaciones genéticas y destacan la utilidad de optimizar las condiciones de cultivo.
En la clase Arachnida, los órdenes más comunes son Araneae y Scorpionida. La mordedura de las arañas y la picadura de los escorpiones (también conocidos como alacranes) son un riesgo para la salud en varios países del mundo, ya que, en algunos casos, provoca la muerte de las víctimas. Los principales signos clínicos que se presentan tras el ataque de arañas y escorpiones son aquellos relacionados con manifestaciones a nivel del sistema cardiovascular. Por su relevancia clínica y efectos sobre este sistema, destacan, en el caso de las arañas, la mordedura de las especies del género Latrodectus y, en los escorpiones, la picadura de especies de los géneros Tityus, Centruroides, Buthus y Leiurus. En lo referente a la composición de su veneno, se distinguen los péptidos potenciadores de bradicinina (BPPs), con un efecto antihipertensivo por medio de la inhibición de la enzima convertidora de angiotensina (ECA) o mediante la activación de receptores a bradicinina. En las últimas décadas, ha cobrado importancia el estudio y el aislamiento de este tipo de péptidos debido a su potencial aplicación terapéutica para el desarrollo de nuevos fármacos útiles en el tratamiento de afecciones cardiovasculares, como la hipertensión arterial. En esta revisión se recopila la información publicada sobre el veneno de los arácnidos con efecto sobre el sistema cardiovascular y los mecanismos de acción de las toxinas involucradas vistas como prototipos estructurales para el desarrollo de agentes terapéuticos novedosos.
La insulina es una proteína globular, pequeña, con estructura alfa-helicoidal que regula la homeostasis de glucosa en el organismo; al fallar su función en los pacientes diabéticos; se recurre a un auxiliar que se produce a través de un proceso químico industrial, este procedimiento, plantea desafíos importantes para los laboratorios farmacéuticos debido a la formación de agregados amiloides de insulina. Los compuestos fenólicos como el fenol y el m-cresol se emplean habitualmente para estabilizar la forma hexamérica de la insulina durante su preparación comercial. Pero, su uso a largo plazo puede ser tóxico debido a los efectos adversos que provocan los fenoles. Por tanto, en este trabajo se seleccionó a la avenantramida-C, principal polifenol de la avena, para evaluar su capacidad antiamiloide debido a la similitud estructural que tiene con los compuestos fenólicos mencionados. Los resultados demuestran que la avenantramida-C disminuye la formación de amiloides de insulina de manera dosis-dependiente. El análisis espectrofotométrico realizado con la sonda ANS muestra que la avenantramida-C se une a las regiones hidrofóbicas de intermediarios de insulina parcialmente desplegados, por lo que puede considerarse como un nuevo agente para inhibir la formación de amiloides durante la fabricación biofarmacéutica.
Las bacterias son microorganismos difíciles de observar por técnicas convencionales, por lo que un estudio detallado de su interior, sólo es posible a través del microscopio electrónico. Definir a las bacterias en términos morfológicos también es complicado, de allí que su definición “clásica” que las conceptualiza como organismos celulares que carecen de membranas internas, si bien es incorrecta, sigue siendo muy aceptada entre los no especialistas, no obstante las bacterias tienen decenas de tipos de orgánulos, que son estructuras subcelulares, delimitadas por membranas biológicas con proteomas característicos y una peculiar fisiología. En esta breve revisión, desde una perspectiva histórica, se hace referencia a los primeros orgánulos descritos, en especial a los relacionados con los procesos de obtención de energía y fijación de carbono de las bacterias fotótrofas y de las quimiótrofas; (estos son: los cromatóforos, tilacoides, clorosomas, carboxisomas, anammoxosomas y las vacuolas energéticas), los que llevan a cabo la magnetotaxis (magnetosomas), los que concentran la mayor parte de la actividad celular (pirellulosomas) y que pueden, incluso, por la función que en su conjunto realizan, revolucionar el concepto que se tiene de las bacterias (pepins).
En las últimas décadas, la comunidad científica consciente de la importancia en la prevención de la contaminación como método para evitar alteraciones en el ecosistema, ha estudiado la presencia y efecto de los productos farmacéuticos en el agua residual. La contaminación de cuerpos de agua por fármacos es un tema de interés mundial, con un aumento significativo en la actualidad, debido a los compuestos químicos que se han encontrado tanto en cuerpos de agua superficiales como subterráneos; en el caso de México se carece de una regulación estricta en términos de normatividad, a excepción de los países desarrollados. En esta revisión, se aborda la frecuencia de estos contaminantes, sus efectos en el medio ambiente y el uso de humedales construidos por los beneficios que otorga su implementación para el tratamiento del agua residual en zonas áridas. El objetivo de la presente es que se logre crear un marco de investigación que derive en un plan de desarrollo sustentable para su aplicación y un análisis de las ventajas y desventajas que representaría la introducción de técnicas verdes para el tratamiento del agua residual.
Las levaduras son hongos unicelulares de uso común en la elaboración del pan, la cerveza y el vino. Sin embargo, cubren otras funciones esenciales en la naturaleza; estos microorganismos en los ecosistemas contribuyen a la descomposición de la materia orgánica y en el reciclaje de los nutrientes. Además, por su extraordinaria capacidad adaptativa, producto de la evolución, sobreviven en casi cualquier hábitat del planeta, incluidos los más extremos, como los climas polares, los desiertos con alta radiación solar e incluso el espacio exterior. Este artículo de revisión explora algunas de las estrategias que permiten a las levaduras prosperar en inhóspitas circunstancias al soportar el frío, la radiación ultravioleta, sobrevivir en lugares como el espacio sideral o en condiciones de estrés. Un análisis de su versatilidad refleja su impacto en la economía circular y su relevancia en la naturaleza.
En este trabajo se presenta la evaluación de los parámetros fisicoquímicos de muestras procedentes de una planta de lixiviación de oro y de las aguas aledañas (subterráneas y de un río). Para la determinación del cianuro se calibró un electrodo selectivo potenciométrico en el rango de concentraciones de 1.99×10‒5 a 7.9×10‒3 mol/L. La calibración mostró una respuesta nernstiana con una pendiente de ‒61.8 mV/dec (R2 = 0.9938), el límite práctico de detección fue de 1.45×10‒6 mol/L, mientras que el límite inferior de respuesta lineal fue de 3.17×10‒6 mol/L. El uso de este sensor proporciona las ventajas de un menor tiempo de análisis, menos complejidad operativa y menos interferencia en comparación con los métodos tradicionales para cianuro, como la volumetría o la espectrofotometría. Se analizaron varias muestras procedentes de etapas de lixiviación de oro en una planta de Santiago de Cuba (Cuba). No se detectó contaminación por cianuro en un río, ni en dos pozos que rodean la planta y que se utilizan como fuente de agua potable. Se analizaron otros parámetros de calidad del agua en los dos pozos, los cuales mostraron niveles elevados de nitrito y nitrato en comparación con las normas de calidad, lo que indica una contaminación de origen biológico o debida a las actividades agrícolas que no permiten el uso de estas aguas subterráneas como fuente potable.
Caenorhabditis elegans es un nematodo con una longitud aproximada de 1mm, que en la década de 1970 fue introducido como modelo experimental y se ha consolidado como una valiosa herramienta en diversos campos del conocimiento: la biología del desarrollo, la bioquímica y la neurobiología; sin embargo, su uso es en particular prominente en la farmacología y en la investigación para el desarrollo de fármacos. Debido a sus numerosas ventajas también se utiliza con amplitud en la investigación del envejecimiento y la toxicología. En esta revisión, se describe su anatomía, ciclo de vida, y las características que lo posicionan como un modelo alternativo y significativo en la investigación toxicológica. Se detalla su aplicación como bioindicador en ecotoxicología, las ventajas de su sistema nervioso simplificado para elucidar el impacto de diversos neurotóxicos y su potencial para investigar la contribución de tóxicos ambientales en la etiología de enfermedades neurodegenerativas y psiquiátricas. Se discute su uso en estudios relacionados con la teoría del origen del desarrollo de la salud y la enfermedad (DOHaD), e investigaciones en epigenética transgeneracional asociada a la exposición a contaminantes ambientales. Finalmente, se reflexiona sobre las ventajas y limitaciones de C. elegans en las investigaciones toxicológicas.
Las levaduras son un grupo de microorganismos que desde hace varios siglos (aprox. 4,000 años) se utilizan para producir alimentos y bebidas fermentadas. Sin embargo, su potencial va más allá y hoy son clave en la síntesis de compuestos de alto valor como: carotenoides, lípidos, biosurfactantes, ácido acético y etanol, así como en el desarrollo de fármacos recombinantes, la biorremediación de aguas contaminadas y su uso emergente como probióticos. Esta revisión explora las aplicaciones biotecnológicas de las levaduras en múltiples sectores industriales. En primer lugar, se describe su papel como agentes de biorremediación y biocontrol en, los que destacan, los procesos de biotransformación y de contaminantes, la producción de metabolitos secundarios y la bioacumulación, que las convierten en modelos ideales para soluciones ambientales. A continuación, se examinan las vías biosintéticas de lípidos y carotenoides, junto a su actividad como probióticos y las estrategias de ingeniería genética aplicadas a cepas de levaduras para optimizar estos procesos metabólicos.
El Factor de Crecimiento Transformante-beta o TGF-β (Transforming Growth factor-β) es el prototipo más estudiado de una familia de proteínas multifuncionales que regulan, a múltiples, procesos celulares, como la proliferación, la diferenciación y la muerte, en el desarrollo embrionario y en organismos adultos. El TGF-β es también uno de los factores supresores de tumores más potentes, ya que en las células de origen epitelial o hematopoyético inhibe la proliferación celular y promueve la muerte, a diferencia de su desregulación que provoca el desarrollo de la fibrosis, el cáncer y las enfermedades autoinmunes. Esta revisión se enfoca en particular, a la descripción y el análisis de los mecanismos moleculares implicados en la síntesis, secreción, activación y acción del TGF-β, con énfasis en el contexto del cáncer.
Hibiscus sabdariffa, también conocida como “flor de jamaica” además de ser un alimento funcional, presenta un notable potencial terapéutico, demostrado en ensayos in vitro, in vivo y en estudios clínicos. Sin embargo, persiste la creencia de que, por ser de origen natural, las plantas son completamente inocuas; no obstante, está comprobada la presencia de metabolitos secundarios potencialmente dañinos para la salud. Por ello, es imprescindible asegurar tanto su eficacia como su inocuidad antes de que sean comercializadas y utilizadas como fitoterapéuticos. En esta breve revisión se recopilaron los aspectos toxicológicos, reportados, de los extractos de Hibiscus sabdariffa, con el objetivo de aportar conocimiento para la estandarización de dosis y pautas de consumo seguras para los usuarios. Con base en la revisión realizada, se concluye que el tipo de extracto más evaluado es el acuoso. Asimismo, se encontró que las evaluaciones toxicológicas son principalmente las realizadas en la sustancia antes citada y únicamente se han llevado a cabo estudios in vivo en modelos murino enfocados principalmente a la toxicidad reproductiva de un ejemplar de rata macho en experimentación, así como en la determinación de la toxicidad en esquemas de exposición aguda, subaguda, subcrónica y crónica. De acuerdo con los autores consultados, la administración de los extractos de Hibiscus sabdariffa con fines terapéuticos debe realizarse con precaución y bajo la supervisión de un profesional de la salud, a fin de evitar efectos adversos a la salud.
El uso intensivo de plaguicidas y la actividad volcánica en el Nevado de Toluca, México, ha generado un impacto negativo en la salud de las personas, especialmente en los niños, considerados vulnerables a los contaminantes debido a que su organismo incorpora con facilidad elementos potencialmente tóxicos como el plomo y el arsénico, y que detoxifican con menor eficacia que los adultos; motivo por el que, se diseñó, se implementó y se evaluó un programa de comunicación de riesgos para disminuir la exposición y la biodisponibilidad a los elementos referidos. Los participantes fueron 45 niños y 45 niñas de 5 a 12 años nativos de la zona de estudio. La evaluación se realizó mediante cuestionarios y monitoreo biológico para determinar la concentración de estos elementos en la sangre y en la orina por Espectroscopía de Emisión Atómica con Plasma de Acoplamiento Inductivo (ICP-OES). Los cuestionarios aplicados a los niños y a los padres de familia revelaron conocimiento del problema, experiencia directa por daños en la salud y en la conducta de los participantes relacionada a la contaminación. Sin embargo, el programa que se implementó ayudó a que la concentración de los elementos disminuyera (p < 0.0001) en la mayoría de los niños, a causa de una menor exposición y biodisponibilidad a los tóxicos y un cambio en la percepción de la contaminación en la zona.
