1 20 2 https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/250/20956/Ciencia_UANL_2023_Ano_26_No_119_Mayo-Junio.pdf 9249390c6ae8cd555c559c2a9dc5421f PDF Text Text .. ......... .. . . .... .. . . .............. .... . . ... . ............. ·:::::::::: ♦ ♦ • • ... . . • .... .. . . .. . . ... . �Ciencia UANL Una publicación bimestral de la Universidad Autónoma de Nuevo León Dr. Santos Guzmán López Rector Dr. Juan Paura García Secretario general Dr. Juan Manuel Alcocer González Secretario de investigación científica y desarrollo tecnológico Dr. Guillermo Elizondo Riojas Director Ciencia UANL Melissa Martínez Torres Editora Consejo Editorial Dr. Sergio Estrada Parra (Instituto Politécnico Nacional, México) / Dr. Miguel José Yacamán (Universidad de Texas, EUA) / Dr. Juan Manuel Alcocer González (Universidad Autónoma de Nuevo León, México)/ Dr. Bruno A. Escalante Acosta (Instituto Politécnico Nacional, México) Redes y publicidad: Jessica Martínez Flores Diseño: Monserrat Montes Canul Correctora de inglés: Georgina Cerda Salvarrey Corrección: Luis Enrique Gómez Vanegas Asistente administrativo: Claudia Moreno Alcocer Portada: Francisco Barragán Codina Webmaster: Mayra Silva Almanza Ciencia UANL Revista de divulgación científica y tecnológica de la Universidad Autónoma de Nuevo León, Año 26, Nº 119, mayo-junio de 2023. Es una publicación bimestral, editada y distribuida por la Universidad Autónoma de Nuevo León, a través de la Dirección de Investigación. Domicilio de la publicación: Av. Manuel L. Barragán 4904, Campus Ciudad Universitaria, Monterrey, N.L., México, C.P. 64290. Teléfono: + 52 81 83294236. Editora responsable: Melissa Martínez Torres. Reserva de derechos al uso exclusivo No. 04-2021-060322550000-102. ISSN: 2007-1175 ambos otorgados por el Instituto Nacional del Derecho de Autor, Licitud de Título y Contenido en trámite. Registro de marca ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial: 1437043. Fecha de terminación de impresión: 2 de mayo de 2023, tiraje: 1,400 ejemplares. Las opiniones y contenidos expresados en los artículos son responsabilidad exclusiva de los autores y no necesariamente reflejan la postura del editor de la publicación. Prohibida su reproducción total o parcial, en cualquier forma o medio, del contenido editorial de este número. Publicación indexada al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, LATINDEX, CUIDEN, PERIÓDICA, Actualidad Iberoamericana, Biblat. Todos los derechos reservados © Copyright 2023 revista.ciencia@uanl.mx 2 CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 COMITÉ ACADÉMICO COMITÉ DE DIVULGACIÓN CIENCIAS DE LA SALUD Dra. Lourdes Garza Ocañas CIENCIAS DE LA SALUD Dra. Gloria María González González (Universidad Autónoma de Nuevo León, México) (Universidad Autónoma de Nuevo León, México) CIENCIAS EXACTAS Dra. Ma. Aracelia Alcorta García CIENCIAS EXACTAS Dra. Nora Elizondo Villarreal (Universidad Autónoma de Nuevo León, México) (Universidad Autónoma de Nuevo León, México) CIENCIAS AGROPECUARIAS Dra. María Julia Verde Star CIENCIAS AGROPECUARIAS Dr. Hugo Bernal Barragán (Universidad Autónoma de Nuevo León, México) (Universidad Autónoma de Nuevo León, México) CIENCIAS NATURALES Dr. Rahim Foroughbakhch Pournavab CIENCIAS NATURALES Dr. Marco Antonio Alvarado Vázquez (Universidad Autónoma de Nuevo León, México) (Universidad Autónoma de Nuevo León, México) CIENCIAS SOCIALES Dra. Veronika Sieglin Suetterlin CIENCIAS SOCIALES Dra. Blanca Mirthala Taméz Valdés (Universidad Autónoma de Nuevo León, México) (Universidad Autónoma de Nuevo León, México) INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA Dra. María Idalia del Consuelo Gómez de la Fuente INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA Dra. Yolanda Peña Méndez (Universidad Autónoma de Nuevo León, México) (Universidad Autónoma de Nuevo León, México) CIENCIAS DE LA TIERRA Dr. Carlos Gilberto Aguilar Madera CIENCIAS DE LA TIERRA Dr. Héctor de León Gómez (Universidad Autónoma de Nuevo León, México) (Universidad Autónoma de Nuevo León, México) �36 6 EDITORIAL 8 37 Envío dirigido de drogas y genes en biomedicina Cynthia Aracely Alvizo-Báez, Luis Daniel Terrazas-Armendáriz, Ashanti Concepción Uscanga-Palomeque, Cristina Rodríguez Padilla, Juan Manuel Alcocer-González 44 Mucor: el ascenso y caída de un antiguo patógeno en tiempos de COVID-19 Ana Ríos López, Gloria M. González, Orlando Flores Maldonado 50 56 Rosácea dérmica y ocular desde un punto de vista clínico y descriptivo Andrea Muñoz Álvarez, Axel García Burgos, José Eduardo Campos Arceo CIENCIA DE FRONTERA Ciencia y humanismo para detectar el virus: entrevista al doctor Andreu Comas García María Josefa Santos Corral CIENCIA Y SOCIEDAD Persistencia de microorganismos en el ambiente hospitalario Adrián Martínez Meléndez, Francisca Espiricueta Candelaria, Flora Cruz López 16 SECCIÓN ACADÉMICA 64 SUSTENTABILIDAD ECOLÓGICA El día cero en el área metropolitana de Monterrey Pedro César Cantú-Martínez OPINIÓN Biomoléculas para la programación y el entrenamiento celular Hugo Alberto Barrera Saldaña 72 28 CIENCIA EN BREVE De pilas, hábitos y obesidad Luis Enrique Gómez Vanegas EJES El ácido siálico, coraza de los seres vivos Claudia Aguirre-Zapata, Yobana Pérez Cervera, Roberta Salinas-Marín 78 COLABORADORES �119 ción científica compleja para un público muy amplio. DOI: https://doi.org/10.29105/cienciauanl26.118-1 EDITORIAL Las revistas de divulgación científica en la era del ChatGPT *Guillermo Elizondo Riojas DESCARGA AQUÍ NUESTRA VERSIÓN DIGITAL U na de las preguntas que con mayor frecuencia me han hecho últimamente es sobre ¿cuál sería el papel de las revistas de divulgación científica, como Ciencia UANL, en esta era de crecimiento exponencial de herramientas de inteligencia artificial, particularmente ChatGPT? En definitiva, creo que las publicaciones de divulgación científica seguirán siendo muy importantes. Aunque la inteligencia artificial, como ChatGPT, es capaz de generar texto con un alto nivel de calidad, una de las funciones más importantes de los magacines de divulgación es filtrar y resumir informa- Las revistas de divulgación proporcionan contexto y explicaciones adicionales sobre los hallazgos científicos, esto genera en los lectores una mejor comprensión de los avances en la ciencia y su impacto en la sociedad; además presentan múltiples perspectivas sobre un tema y proveen una plataforma para el debate y el intercambio de ideas. Por otro lado, aunque ChatGPT es capaz de generar texto con un alto nivel de calidad, todavía tiene limitaciones en la capacidad de la inteligencia artificial para comprender completamente el contexto y las implicaciones de los avances científicos. Por su parte, las revistas de divulgación científica favorecen el abordaje de estas limitaciones al aportar explicaciones adicionales y perspectivas críticas sobre la investigación científica que presentan. Del mismo modo, debemos reconocer que herramientas como ChatGPT desempeñan un papel importante en la divulgación científica al traducir y comunicar información científica compleja de una manera más accesible para el público en general. Como modelo de lenguaje natural de última generación, ChatGPT puede generar texto coherente y bien redactado para explicar conceptos complejos de una manera clara y fácil de entender. Asimismo, ChatGPT es un auxiliar para los científicos y divulgadores en la tarea de co- municar sus investigaciones a un público más amplio y diverso; por ejemplo, mejora la comprensión de los hallazgos y la importancia de la investigación al generar resúmenes claros y concisos de artículos de investigación científica, también genera contenido educativo en línea, como tutoriales y lecciones interactivas, mejorando el acceso a la educación científica para una audiencia más amplia. En conclusión, considero que tanto las revistas de divulgación científica como las tecnologías de inteligencia artificial, como ChatGPT, desempeñan roles importantes en la divulgación científica. Las primeras proporcionan contexto, explicaciones adicionales y múltiples perspectivas sobre los avances científicos, mientras que el segundo traduce y comunica información científica compleja de manera más accesible y comprensible para un público más amplio. En lugar de verlas como competencia, es importante reconocer que tienen fortalezas y debilidades diferentes, no obstante, juntas consiguen mejorar la divulgación científica y la comprensión pública de la ciencia. La inteligencia artificial, como ChatGPT, contribuye a acelerar el proceso de comunicación científica y a llegar a audiencias más amplias, pero no logra reemplazar la importancia del análisis crítico y la perspectiva que proporcionan las revistas de divulgación científica. En resumen, la combinación de estas herramientas puede ser muy poderosa para mejorar la comunicación y el acceso a la información científica para una audiencia más amplia y diversa. *Universidad Autónoma de Nuevo León, San Nicolás de los Garza, México. Contacto: elizondoguillermo@gmail.com 6 CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 7 �Ciencia y sociedad CIENCIA Y SOCIEDAD Persistencia de microorganismos en el ambiente hospitalario DOI: https://doi.org/10.29105/cienciauanl26.119-1 Adrián Martínez-Meléndez*, Francisca Espiricueta-Candelaria*, Flora Cruz-López* L os microorganismos nos rodean en todo momento, incluso interactuamos con muchos de ellos en armonía y obtenemos beneficios de este proceso (Peterson et al., 2009). Sin embargo, pueden comportarse como patógenos, es decir, como causantes de infecciones en circunstancias especiales (Pendleton et al., 2013). Hay algunas características que favorecen su persistencia en superficies de alto contacto, a pesar de realizar desinfección y limpieza. Esta cuestión es de particular relevancia en hospitales, donde pueden persistir durante lapsos prolongados y son difíciles de eliminar del ambiente, lo que puede contribuir a su propagación entre pacientes (Jung et al., 2019). DIFERENCIAS ENTRE COLONIZACIÓN, INFECCIÓN Y ENFERMEDAD El concepto de “colonización” se refiere al hecho de que los microbios pueden sobrevivir de manera persistente en una superficie corporal, lo cual no necesariamente implica que haya una infección (Pendleton et al., 2013). Por otro lado, la infección implica un crecimiento y replicación de éstos tal que sobrepasan las barreras de defensa del individuo (figura 1) y provocan daños a los tejidos del hospedero, mientras que la enfermedad surge por alteraciones del estado fisiológico debido a los daños causados, ocasionando signos y síntomas asociados (Hall, 2013). La colonización puede ser el primer paso requerido para el desarrollo de una infección o enfermedad (Magill et al., 2014). * Universidad Autónoma de Nuevo León, San Nicolás de los Garza, México. Contacto: flora.cruz@live.com 8 CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 9 �CIENCIA Y SOCIEDAD Figura 2. Factores que favorecen la propagación de patógenos y el desarrollo de infecciones. Figura 1. Barreras de defensa. De manera similar, hay microorganismos que sobreviven y forman parte del ambiente hospitalario (superficies inanimadas) por periodos prolongados, y debido a esto tienen la oportunidad de colonizar a pacientes vulnerables (con catéteres, bajo tratamiento con antibióticos, con cirugías recientes, inmunosuprimidos, etcétera), lo cual eleva la probabilidad de desarrollar una infección (Jung et al., 2019). En una investigación reciente por nuestro grupo de trabajo se observó la recuperación constante de aislamientos de Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Enterobacter cloacae, Enterococcus faecium y otras especies patógenas durante 45 días, a partir de mesas, barandales de cama, catéteres, tubos de ventilación mecánica y otras superficie (CruzLópez et al., 2021). TRANSMISIÓN DE PATÓGENOS El personal de salud y de limpieza juega un rol importante en la transmisión y propagación, ya que día a día interactúan con superficies contaminadas y tienen contacto directo con pacientes (tras exploraciones físicas, baños húmedos, inserción de catéteres, etcétera) o con los dispositivos y equipos médicos (termómetros, estetoscopios), 10 así como ropa de cama (Omololu, 2017). Lo anterior, aunado a un deficiente lavado de manos, el uso de desinfectantes inadecuados o la mala ejecución en las técnicas de desinfección de superficies y equipo médico, propician la propagación hacia otras superficies y salas, convirtiendo al centro de salud en el lugar adecuado para que diversos microorganismos pueden prevalecer y diseminarse (Jung et al., 2019) (figura 2). En un trabajo sobre el proceso de colonización de pacientes infectados, observamos la recuperación de los agentes causales en manos y otras superficies corporales de enfermeros con estrecho contacto con los pacientes monitoreados (Cruz-López et al., 2020). Los pacientes infectados actúan como una fuente de diseminación de patógenos para otras personas hospitalizadas; en nuestro estudio de colonización de pacientes, observamos que aislamientos de K. pneumoniae y A. baumannii recuperados de muestras clínicas fueron posteriormente aislados de sitios ambientales cercanos a los enfermos infectados durante su estancia (Cruz-López et al., 2020). Asimismo, el estado del sistema inmune del paciente contribuye al desarrollo de infecciones y enfermedades (Jung et al., 2019) (figura 2). CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 LAS INFECCIONES ASOCIADAS A LA ATENCIÓN DE LA SALUD: UN PROBLEMA UNIVERSAL DE SALUD PÚBLICA Las infecciones asociadas a la atención de la salud (IAAS) se desarrollan en los pacientes hospitalizados o que se encuentran en unidades de atención médica, y son causadas por microbios que provienen del mismo ambiente hospitalario o de otras personas infectadas. Las IAAS aparecen después de 48 horas del ingreso al hospital, siendo las más comunes las de vías urinarias asociadas a catéter (IVU), las neumonías asociadas a ventilador (NAV), infecciones del torrente sanguíneo asociadas a catéter venoso central (BAC) e infecciones de heridas quirúrgicas (IHQ) (Klevens et al., 2008). antibióticos. Las bacterias ESKAPE han cobrado importancia a nivel mundial en los hospitales, ya que con frecuencia son agentes causales de IAAS que se diseminan fácilmente en hospitales y presentan resistencia a los antibióticos (Pendleton et al., 2013). En la tabla I se enlistan algunas de las infecciones que se asocian con frecuencia a cada especie del grupo ESKAPE, así como los sitios del ambiente hospitalario donde se ha reportado su persistencia. MICROORGANISMOS QUE CAUSAN INFECCIONES El grupo conformado por las bacterias E. faecium, Staphylococcus aureus, K. pneumoniae, A. baumannii, Pseudomonas aeruginosa y especies de Enterobacter, fue descrito por primera vez en 2008, y se le nombró "ESKAPE” (utilizando las iniciales de la notación científica), debido a su habilidad para “escapar” de la acción de los CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 11 �CIENCIA Y SOCIEDAD Tabla I. Infecciones asociadas a microorganismos del grupo ESKAPE y sitios que colonizan. Las esporas producidas por bacterias como Clostridioides difficile, permiten la supervivencia en un estado metabólico inactivo cuando las condiciones ambientales no son favorables, por lo que es posible que persistan durante años en diferentes superficies. Estas estructuras se pueden diseminar fácilmente por el ambiente hospitalario y contaminar ropa de cama, tubos de endoscopios y otras superficies que entran en contacto directo con los pacientes. Las esporas, una vez que encuentran las condiciones ideales para mantenerse adecuadamente (por ejemplo, en mucosa intestinal en el caso de C. difficile), dan lugar a células vegetativas que pueden establecer una infección (Rendueles et al., 2017). La persistencia de los microorganismos patógenos puede también atribuirse al fenómeno de resistencia a los antibióticos, la cual puede deberse a diferentes mecanismos, entre ellos podemos FACTORES QUE FAVORECEN LA PERSISTENCIA DE LOS MICROORGANISMOS Las bacterias, incluyendo al grupo ESKAPE, cuentan con características o estructuras microbiológicas que les permiten permanecer en superficies diversas (Jung et al., 2019) (figura 3). Entre otras encontramos su capacidad de producir biopelícula tanto en superficies húmedas (por ejemplo, la pared de un catéter, superficies de prótesis insertados en pacientes, tubos de endoscopios y heridas) como en superficies secas (Otter et al., 2015). Las biopelículas son comunidades bacterianas conformadas por una o más especies diferentes, unidas entre sí por una sustancia producida por los mis- 12 mencionar la producción de enzimas hidrolíticas que degradan las moléculas de los antibióticos y la producción de proteínas que conforman complejos denominados porinas y bombas de eflujo, los cuales permiten la entrada de sustancias diversas (incluyendo antibióticos y desinfectantes) a las células bacterianas y su expulsión inmediata, antes de que actúen en los microorganismos (Li y Nikaido, 2009, Jung et al., 2019). Asimismo, las proteínas de adherencia, conocidas como adhesinas, contribuyen a la colonización bacteriana en superficies corporales, principalmente en aquéllas con exposición a fluidos o líquidos (por ejemplo, el tracto gastrointestinal y las vías urinarias). Entre las adhesinas encontramos las fimbrias o pilis, los cuales se unen a receptores específicos en células epiteliales; de esta forma, las bacterias permanecen unidas a los tejidos de piel y mucosas (Vila et al., 2008). mos microorganismos denominada exopolisacáridos. Esta estructura les permite permanecer en comunicación y persistir por tiempos prolongados ante condiciones de estrés y desecación; además, se asocian al desarrollo de IAAS difíciles de tratar ya que muestran mayor resistencia a la actividad de los antibióticos (Otter et al., 2015). Otra estructura bacteriana es la cápsula, que afecta la terapia antimicrobiana en pacientes infectados. La producción de cápsula se ha observado con mayor frecuencia en aislamientos ambientales, y favorece la adaptación de estos microbios a la desecación y a la colonización de los pacientes (Rendueles et al., 2017). CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 Figura 3. Factores de los microorganismos que favorecen su persistencia. CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 13 �CIENCIA Y SOCIEDAD ESTRATEGIAS PARA EL CONTROL O ELIMINACIÓN DE BACTERIAS PATÓGENAS EN SUPERFICIES HOSPITALARIAS Diversas estrategias se han propuesto para controlar la propagación de microorganismos en el ambiente hospitalario, entre ellas: 1) la implementación de programas para la prescripción controlada de antibióticos (Cheon et al., 2016), 2) la búsqueda de patógenos a través de cultivos de vigilancia microbiológica en pacientes, personal de salud y sitios ambientales (Thatrimontrichai y Apisarnthanarak, 2020), 3) el aislamiento de pacientes infectados (Perencevich et al., 2004), 4) la capacitación del personal de salud y limpieza para desinfección de superficies con soluciones de hipoclorito de sodio o con peróxido de hidrógeno aerolizado (Lerner et al., 2020), 5) la aplicación de baños antisépticos para pacientes con clorhexidina (Fan et al., 2019, Martínez-Reséndez et al., 2022), y 6) el apego a las técnicas de lavado de manos para personal de salud (Muscarella, 2014). CONCLUSIÓN Las IAAS son un problema de salud pública asociado a elevadas tasas de mortalidad y comorbilidades. Los microorganismos responsables de IAAS normalmente se encuentran sobre superficies de hospitales, dispositivos médicos y superficies corporales del personal de salud y de los pacientes internados. Dado que la colonización es un paso previo en el desarrollo de infecciones y enfermedades, es de importancia reconocer los sitios que actúan como fuente de patógenos para trazar estrategias que eviten su transmisión hacia otras superficies, salas o habitaciones contiguas, y a otros pacientes hospitalizados. Las medidas de higiene en los hospitales siguen siendo igual de importantes para evitar la contaminación de 14 superficies y pacientes, y la comprensión del proceso de colonización en el ambiente ayudaría eficazmente a interrumpir el desarrollo de IAAS oportunamente. REFERENCIAS Cheon, S., Kim, M.J., Yun, S.J., et al. (2016). Controlling endemic multidrug-resistant Acinetobacter baumannii in Intensive Care Units using antimicrobial stewardship and infection control. Korean J Intern Med. 31:367-74. Cruz-López, F., Villarreal-Treviño, L., Morfin-Otero, R., et al. (2021). Microbial diversity and colonization patterns of two step-down care units from a tertiary care hospital. J Res Med Sci. 26:126. Cruz-López, F., Villarreal-Treviño, L., Morfin-Otero, R., et al. (2020). Dynamics of colonization in patients with health care-associated infections at step-down care units from a tertiary care hospital in México. American Journal of Infection Control. 48(11):1329-1335. Doi: 10.1016/j.ajic.2020.04.016 Facciolà, A., Pellicanò, G.F., Visalli, G., et al. (2019). The role of the hospital environment in the healthcare-associated infections: a general review of the literature. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 23:1266-1278. Fan, C.Y., Lee, W.T., Hsu, T.C., et al. (2019). Effect of chlorhexidine bathing on colonization or infection with Acinetobacter baumannii: a systematic review and meta-analysis. J Hosp Infect. 103:284-292. Hall, G.S. (2013). Bailey & Scott’s Diagnostic Microbiology, 13th Edn. Laboratory Medicine. 44:e138-e139. Jung, S.H., Ryu, C.M., y Kim, J.S. (2019). Bacterial persistence: Fundamentals and clinical importance. J Microbiol. 57:829-835. Klevens, R.M., Edwards, J.R., y Gaynes, R.P. (2008). The impact of antimicrobial-resistant, CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 health care-associated infections on mortality in the United States. Clin Infect Dis. 47:927-30. Lerner, A.O., Abu-Hanna, J., Carmeli, Y., et al. (2020). Environmental contamination by carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii: The effects of room type and cleaning methods. Infect Control Hosp Epidemiol. 41:166-171. Li, X.-Z., y Nikaido, H. (2009). Efflux-mediated drug resistance in bacteria: an update. Drugs. 69:1555-1623. Litwin, A., Rojek, S., Gozdzik, W., et al. (2021). Pseudomonas aeruginosa device associated healthcare associated infections and its multidrug resistance at intensive care unit of University Hospital: polish, 8.5-year, prospective, single-centre study. BMC Infect Dis. 21:180. Magill, S.S., Edwards, J.R., Bamberg, W., et al. (2014). Multistate point-prevalence survey of health care-associated infections. N Engl J Med. 370:1198-208. Martínez-Reséndez, M.F., Cruz-López, F., Gaona-Chávez, N., et al. (2022). The effect of chlorhexidine on Acinetobacter baumannii in intensive care units. Iran J Microbiol. 14:15-23. Muscarella, L.F. (2014). Risk of transmission of carbapenem-resistant Enterobacteriaceae and related “superbugs” during gastrointestinal endoscopy. World J Gastrointest Endosc. 6:457-74. Omololu, J. (2017). Staphylococcus aureus Surface Colonization of Medical Equipment and Environment, Implication in Hospital-Community Epidemiology. J Hosp Med Manage. 3. Otter, J.A., Vickery, K., Walker, J.T., et al. (2015). Surface-attached cells, biofilms and biocide susceptibility: implications for hospital cleaning and disinfection. J Hosp Infect. 89:16-27. Pendleton, J.N., Gorman, S.P., y Gilmore, B.F. (2013). Clinical relevance of the ESKAPE pathogens. Expert Rev Anti Infect Ther. 11:297-308. CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 Perencevich, E.N., Fisman, D.N., Lipsitch, M., et al. (2004). Projected benefits of active surveillance for vancomycin-resistant enterococci in intensive care units. Clin Infect Dis. 38:1108-15. Peterson, J., Garges, S., Giovanni, M., et al. 2009. The NIH Human Microbiome Project. Genome Res. 19:2317-23. Rendueles, O., García-Garcerà, M., Néron, B., et al. (2017). Abundance and co-occurrence of extracellular capsules increase environmental breadth: Implications for the emergence of pathogens. PLoS Pathog. 13:e1006525. Shobo, C.O., Essack, S.Y., y Bester, L.A. (2022). Enterococcal contamination of hospital environments in KwaZulu-Natal, South Africa. J Appl Microbiol. 132:654-664. Thatrimontrichai, A., y Apisarnthanarak, A. (2020). Active surveillance culture program in asymptomatic patients as a strategy to control multidrug-resistant gram-negative organisms: What should be considered? J Formos Med Assoc. 119:1581-1585. Vila, J., Soriano, A., y Mensa, J. (2008). Molecular basis of microbial adherence to prosthetic materials. Role of biofilms in prosthesis-associated infection. Enferm Infecc Microbiol Clin. 26:48-54; quiz 55. DESCARGA AQUÍ NUESTRA VERSIÓN DIGITAL 15 �E Opinión n el universo no hay nada más complejo que la vida, y al nivel molecular, que las biomoléculas de la herencia de éstas, las cuales jugaron un papel clave en su surgimiento durante la evolución de nuestro planeta. Ellas guardan los secretos de lo que se conoce como el milagro de la vida: los ácidos desoxirribonucleico (DNA) y ribonucleico (RNA) y las proteínas. OPINIÓN Biomoléculas para la programación y el entrenamiento celular Desde mi adolescencia me visualicé como un investigador yendo tras esos secretos de la vida, por lo cual realicé los siguientes pasos: lo primero fue optar por instruirme en la bioquímica; el segundo, desarrollar mi tesis buscando aislar y caracterizar DNA y RNA de núcleos de las células de la placenta humana y, el tercero, desarrollar estudios de posgrado en Biología Molecular en las mejores universidades del mundo para dominar el arte y la técnica de investigación biomolecular. Con esta preparación, y apoyándome en el modelo de la placenta humana, me fue posible llegar al RNA mensajero (RNAm) más abundante en este tejido y, a partir de éste, a su gen y luego a la familia génica del que forma parte: la familia pentagéncia hGH-hPL. Ésta devino en mi modelo experimental principal a lo largo de toda mi carrera, para investigar a fin de entender qué son, cómo funcionan, por qué sus averías causan enfermedades, cómo se pueden diagnosticar éstas, cómo poder curarlas y cómo uno puede explotar los genes tanto para innovar diagnósticos como para desarrollar nuevas terapias. DOI: https://doi.org/10.29105/cienciauanl26.119-2 Hugo A. Barrera Saldaña* * Universidad Autónoma de Nuevo León, San Nicolás de los Garza, Mexico, y Vitagénesis S.A. de C.V. Contacto: habarrera@gmail.com Mucho de lo logrado se debe al surgimiento de la tecnología de recombinación del ADN que, mediante la clonación molecular, vuelve cualquier gen una fuente inagotable, aportando con ello la capacidad de usar algunos para, por ejemplo, detectar mutaciones mediante el diagnóstico molecular, introducir otros a algún tejido afectado por cáncer para conferirle una actividad que interfiera con su malignidad, así como otros más para reprogramar microorganismos que, actuando como biofactorías, manufacturan proteínas con propiedades terapéuticas. En nuestros laboratorios practicamos con éxito todas estas capacidades, dando como re- 16 CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 17 �OPINIÓN sultado la primera prueba de acompañamiento para un tratamiento desarrollada en la era genómica (prueba de medicina personalizada), lanzar el primer protocolo clínico de terapia génica en Latinoamérica e inventar un nuevo método para fabricar hormona del crecimiento humana (HGH) biosintética. Finalmente, tuvimos el encuentro con el retorno sorpresivo, pero triunfal, del RNAm, al que la pandemia COVID-19 le ofreció la oportunidad de oro de mostrar, tal y como lo hizo en el origen de la vida (que dicho sea de paso también se abordará aquí), todo su poderío para reprogramar con fines de entrenar células y nuestro cuerpo, esta vez como la mejor arma para hoy combatir esta calamidad en salud pública global y mañana gestar el nacimiento de una nueva época dorada de la ciencia de la Biología Molecular y, con la explotación de su tecnología, de la biotecnología moderna. Un recuento para primero introducir estas maravillosas moléculas y enseguida relatar cómo se suscitaron estos logros y lo que de ellos se derivó, es el objetivo del presente ensayo. BIOMOLÉCULAS Y LA VIDA EN EL PLANETA TIERRA Un lugar especial en el universo para los biomoléculas De entre la inmensidad inconmensurable del universo, no hay nada más complejo que la vida, que opaca y con mucho a la sofisticación estructural de los más misteriosos cuerpos celestes, como los quasars, pulsars y agujeros negros, entre otros tantos constituyentes de los cientos de miles de millones de galaxias de nuestro cosmos. Si bien a través de la evolución de éste los elementos sencillos o ligeros gradualmente dieron origen a otros más complejos o pesados, nada se compara con los compuestos orgánicos y aún menos con las biomoléculas a las que éstos dieron origen una vez que apareció la vida. Sin invocar más que al nivel molecular de la vida, no hay estructura hecha de biomoléculas más compleja que el ribosoma [constituido por proteínas y ácidos ribonucleicos (más adelante descritos)]. Su extraordinario papel en la vida es fabricar las proteínas que son la expresión de la experiencia bioquímica exitosa que le permitió a 18 las células primitivas perpetuarse y sobrevivir, así como iniciar su interminable viaje evolutivo hasta el día de hoy. El que en la complejidad de la función del ribosoma resida muy buena parte del secreto de la vida misma obedece a que las proteínas que sintetiza son en realidad los operarios de las células, ejecutando funciones que el azar y la necesidad han pulido en esa interminable cadena de perpetuación de las primeras células hasta la actualidad. Las versiones que vemos hoy de esas proteínas operando las células contemporáneas, son en realidad los experimentos que durante la evolución de la vida resultaron exitosos, entre muchísimos otros intentados y que, al resultar menos efectivos, fueron eliminados de esa interminable cadena evolutiva. Esa función clave del ribosoma fabricando proteínas no es en realidad su mérito, aunque sí el de sintetizarlas con una altísima precisión y rapidez. La receta que usa para ensamblar las proteínas a partir de sus unidades de ensamblado (veinte tipos diferentes de aminoácidos) proviene desde los ácidos nucleicos. De éstos, el ácido desoxirribonucleico o DNA posee la codiciada receta y el ácido ribonucleico o RNA la recibe y la hace de mensajero (de allí el nombre de RNA mensajero), para llevársela al ribosoma, el cual la descodifica para convertirla en la instrucción de ensamblado de la proteína en cuestión. De hecho, variantes de este último ácido nucleico también se desempeñan como componentes estructurales (los referidos como RNA ribosomales) del mismo ribosoma y como auxiliares de éste transfiriéndoles los aminoácidos (por ello llamados RNAs de transferencia) del tipo, orden de engarzamiento y extensión que la propia receta dicta para cada proteína que requiere sea sintetizada. Las biomoléculas informativas: claves del milagro de la vida Esas tres clases de biomoléculas (DNA, RNA y proteínas) son las que casi universalmente (algunas excepciones son ciertos virus) distinguen a las células de todos los seres vivos extintos, vivientes o que aparecerán en nuestro planeta, e incluso posiblemente llegarán a colonizar otros planetas (al menos de la clase de vida que surgió en el nuestro). CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 Su papel central en el universo, haciendo posible el milagro de la vida, tuvo su origen en nuestro planeta hace más de tres mil quinientos millones de años, cuando en minúsculas esferas de lípidos flotando en charcas se postula que empezaron a evolucionar algunas moléculas primitivas de RNA con propiedades incipientes de catalizar reacciones sobre las moléculas orgánicas abundantes en el caldo primitivo. Dichos nutrientes sirvieron a la postre tanto como fuentes de energía (almacenada durante su síntesis abiótica facilitada por el calor del planeta en vías de enfriarse, las radiaciones y las constantes descargas de las interminables tormentas de esa etapa embrionaria de nuestro planeta), como de ladrillos de construcción para edificar los materiales esenciales de las primeras células; amén de repuestos para mantenerlas en constante reconstrucción para mejorar la capacidad de éstas de sobrevivir en tan hostiles condiciones. La evidencia apunta a que esa biomolécula catalizadora de las primeras reacciones de transformación de los referidos nutrientes fue el RNA. Además de esa actividad tradicionalmente referida como enzimática (que hasta hace poco se pensaba era un atributo único de la clase de proteínas referidas como enzimas y que para el caso del RNA fue bautizada como ribozimas), otro atributo indispensable para la continuidad de esos experimentos de formación de las primeras células era el de guardar “memoria” de esa capacidad, poder “replicarla” y “heredarla”. De nueva cuenta, la evidencia apunta a que los primeros reservorios de esa herencia incipiente o genomas primitivos fue también el RNA. Es decir, este peculiar ácido nucleico jugó un doble papel: el de ribozima y el de genoma de las células primitivas. Pero el RNA como reservorio de la herencia tenía cuando menos un problema: la desaminación espontánea de sus citocinas (este ácido nucleico es un polímero de nucleótidos de adenina, guanina, citocina y uracilo). Esto ocasionaba la conversión de tales citosinas desaminadas en uracilos, imposibles de distinguir de los uracilos presentes originalmente en su estructura primaria. Para salvar esta limitación de las células primitivas, se inventó el DNA, en el cual se reemplazó al uracilo por la timina. Cualquier citocina desaminada que CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 19 �OPINIÓN resultara en un uracilo sería distinguible de la timina y por ende este error podría ser corregido, dándole mejores posibilidades a las células de iniciar su evolución que demandaría ir acumulando y perfeccionando sus genomas con más y mejores “recetas” para la fabricación de las proteínas celulares. Además, el DNA es también menos lábil que el RNA en condiciones de acidez y alcalinidad extremas, a la vez que es común que sea doble cadena, por lo que un error en una puede corregirse con la información original de la otra. En la actualidad, los seres vivos, en su inmensa mayoría (hay excepciones, pues ciertos virus aún poseen genomas de RNA), atesoran y propagan (a través de la replicación), en el DNA, dicha experiencia bioquímica; además la usan (mediante la transcripción) para generar instrucciones portadas por el RNA para programar en el ribosoma la síntesis de proteínas (la traducción del mensaje desde el mundo de los ácidos nucleicos al de las proteínas), dentro de las que destacan las enzimas, las cuales se ocupan de ejecutar las transformaciones bioquímicas que hacen posible la vida. La disyuntiva de la vida: autosuficiencia, dependencia o de plano insurgencia Armadas con esas poderosas biomoléculas y sus capacidades, el problema a resolver para esos seres vivos unicelulares, que actuaron como vehículos para perpetuar las biomoléculas, era el suministro de energía para mover sus maquinarias. Unas optaron por devenir animales, es decir, operar a base de extraer alimentos primero del entorno en la forma de las moléculas orgánicas –que, como ya se dijo, se sintetizaron al calor de las condiciones del planeta primitivo y abundaron en los entornos donde merodeaban las células primitivas–, pero que cuando éstas escasearon se dedicaron a tomarlas de otras células a las que devoraron. Otras inventaron la fotosíntesis para extraer la energía que necesitaban para las reacciones de su metabolismo a partir del sol, siendo los ancestros de las plantas contemporáneas. Y otras más, de plano optaron por invadir a ambas, convirtiéndose en parásitos. síntesis de la célula asaltada, casos extremos de estos experimentos generadores de células devenidas a menos en sus capacidades resultaron en la generación de los virus. En el origen de éstos, además de esta hipótesis de regresión, también se postulan otras ideas para su generación, como el de originarse como tales desde un principio y logrando sobrevivir precisamente por su capacidad para “parasitar” a células más completas. Una más propone que quizá los virus surgieron como una vía de escape para genes que se “revelaron” contra el conjunto en el genoma primitivo. Cualquiera que haya sido su origen, optaron por retener tan sólo los componentes mínimos para invadir y sabotear a las células parasitadas. En el caso de los virus que nos afectan: una envoltura de lípidos para poder penetrar nuestras células, algunas proteínas en ésta para que, actuando como llave, pudiera abrirse paso al interior de las células de nuestro cuerpo (aprovechando alguna proteína de las propias células en su membrana a manera de cerradura) y un ácido nucleico (ya sea RNA o DNA) para, una vez introducido a nuestras células, imponerlo sobre el de éstas, obligándolas a fabricar más copias de sí mismos, dejando como rastro de su paso sólo restos de las células que fueron sus víctimas. BIOMOLÉCULAS EN LA REPROGRAMACIÓN CELULAR Preparándose para arrancarle los secretos a las células contemporáneas Por lo arriba reseñado, las biomoléculas, y más particularmente los ácidos nucleicos, atesoran los secretos que hicieron posible el milagro de la vida. Como desde mi adolescencia me visualicé como un investigador yendo tras esos secretos de la vida, las decisiones que a continuación detallo me encaminaron en el sendero correcto. El primer paso hacia esa meta fue optar por instruirme en la biomedicina, empezando por la bioquímica y la genética, para lo cual cursé la carrera de Biología y buena parte de la de Químico Biólogo Parasitólogo; amén de también cuanComo para parasitar bastaba con poseer la to curso extracurricular (incluidos de posgrado) capacidad de invadir y secuestrar al aparato de pude o me permitieron acceder. 20 CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 El segundo fue desarrollar mi tesis de licenciatura buscando aislar y caracterizar los núcleos de las células de la placenta humana, practicando con sus ácidos nucleicos ensayos in vitro de transcripción con el DNA y de traducción con su RNA. Y el tercero, y aún más trascendental, fue desarrollar estudios de posgrado en Biología Molecular en las mejores universidades del mundo: la de Texas en Houston y la Louis Pasteur de Estrasburgo, Francia. Con esta preparación inicié mi carrera como cazador de las unidades universales de la herencia de los seres vivos que son los genes (en esencia el genoma es el paquete de genes particulares que cada especie posee como el conjunto de su experiencia bioquímica única para funcionar). La meta que me propuse fue entender cómo están organizados, cómo es que funcionan y de qué manera son controlados. ¿Qué es un gen?, ¿cómo funciona?, ¿cómo se controla? Para contestar estas preguntas, apoyándome en el modelo de la placenta humana, lo primero que logré fue aislar el RNA celular y separar de éste la fracción de los RNA mensajeros (RNAm). Al analizarlos por electroforesis en gel, noté una banda prominente a la altura del peso molecular de referencia correspondiente a los 900 nucleótidos. Enseguida los traduje usando unas preparaciones de ribosomas de reticulocitos de conejo y, otra vez, figuró entre las proteínas sintetizadas una muy prominente con un peso molecular de alrededor de 22,000 daltones. Al usar un anticuerpo contra la hormona lactogénica placentaria (HPL), esta banda reaccionó, lo que la identificó como dicha hormona. Luego usé los RNAms para generar por transcripción reversa y clonación (recurriendo a la tecnología de recombinación del ADN más adelante explicada en detalle) en un vector plasmídico una biblioteca de DNA complementarios (DNAc) a éstos, de la cual aislé el correspondiente al más abundante, que resultó ser el que codifica precisamente para la referida hormona (HPL). Posteriormente, usando este DNAc como sonda, fue posible aislar hasta cinco genes de CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 21 �OPINIÓN una biblioteca de genes humanos, que resultaron ser integrantes de la familia génica de esta hormona y de la HGH (familia HGH-HPL), su pariente más cercano en la evolución (dada la alta similitud entre los genes de estas hormonas, la misma sonda capturó ambos tipos). En seguida, usando el DNAc de HPL contra uno de los genes y analizando los híbridos al microscopio electrónico, descubrí cuatro intrones en el gen, pero ausentes en el DNAc (por ser copia del RNAm ya maduro, dichos intrones fueron removidos) que es un distintivo de todos los genes en esta familia. También con el primero como sonda e hibridándolo contra el cariotipo, ubiqué la posición de este racimo de genes en el brazo largo del cromosoma 17, siendo la primera vez en que genes diferentes a los altamente repetitivos (como el de los RNAr y las histonas) de nuestro genoma eran localizados en el cariotipo humano. Insertamos los genes en un vector de expresión para células eucarióticas y al introducirlas en cultivos de éstas logramos demostrar que todos, menos uno, producían proteínas. El que no, confirmó la predicción derivada de su secuenciación que le había identificado como un potencial gen inactivo o pseudogen (pues se le había descubierto una mutación que se anticipaba le impediría su expresión). Finalmente, y como uno de los descubrimientos culminantes de mi sueño de arrancarle los secretos a las células, usando los genes aislados y reinsertándolos en células de origen placentario, otras derivadas de la hipófisis y unas más provenientes de otros tejidos diferentes a esas dos, descubrí que lo que regula que unos funcionen en la hipófisis (el de la HGH) y otros en la placenta (el HGH-V y los HPLs), reside en la porción frente a ellos llamada el promotor génico, que posee arreglos modulares de sitios de unión a proteínas fabricadas por las células y que actúan unas como encendedores y otras como represores de la actividad de ciertos genes, a las cuales en conjunto se les refiere como factores transcripcionales. En efecto, descubrí que los de la primera clase (encendedores) presentes en la hipófisis únicamente se unen al gen hipo- 22 fisiario y los de la segunda (represores) sólo lo hacen a los genes placentarios (resultando en la expresión de sólo el gen de la HGH en este tejido); en tanto que este esquema en la placenta funciona a la inversa, es decir, los de la primera clase activan a los genes placentarios y los de la segunda reprimen al hipofisiario. Así, mi sueño se concretó gracias a este maravilloso modelo de una familia génica con características únicas de actividad diferencial espacial (en tejidos diferentes) y temporal (a lo largo del embarazo y tras el nacimiento). Con estos descubrimientos sobre la estructura, función y regulación de los genes, lo que se antojaba enseguida era usar este conocimiento con propósitos diagnósticos y terapéuticos. Biomoléculas como armas contra las enfermedades Con el surgimiento, a inicios de la década de 1970, de la tecnología de recombinación del ADN, también referida como clonación molecular o ingeniería genética, adquirimos una capacidad inusitada no sólo para arrancarle aún más secretos a las células, como espero haya quedado ilustrado en el pasaje anterior, sino también para usar sus biomoléculas vitales con fines de innovación diagnóstica y terapéutica. Esta tecnología consiste en el uso de enzimas, vectores y técnicas que permiten aislar genes, propagarlos, practicarles cambios, reintroducirlos a células, determinarles la secuencia de los nucleótidos que les constituyen y mucho más. De entonces a la fecha hemos venido usando genes para, por ejemplo, introducirlos a algún tejido afectado por cáncer, buscando mediante varias estrategias combatir el tumor (campo referido como terapia génica). También para reprogramar microorganismos que actuando como biofactorías manufacturan proteínas con propiedades terapéuticas, como la propia HGH (campo conocido como biotecnología molecular o simplemente biotecnología moderna). En nuestros laboratorios practicamos con éxito ambas avenidas vanguardistas de la investigación biomédica aplicada. Por un lado, buscando ayudar a infantes con retraso en el crecimiento, decidimos inventar un nuevo proceso CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 para fabricar HGH biosintética, por lo que usamos el gen de esta hormona para reprogramar levaduras para que la fabricaran y dicha hormona pudiera ser usada para tratar a esos infantes. Pero en ese intento descubrimos que unos infantes respondían bien y otros para nada al tratamiento con la HGH biosintética. Fue así como, buscando una explicación a este enigma, descubrimos que una de las principales causas es la ausencia en estos últimos del gen de la HGH. No contentos con ello, desarrollamos una prueba a base de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) que permite diagnosticar si dicho gen está presente o ausente en el genoma de los infantes. Los de este último caso, al carecer del gen y su cuerpo nunca haber visto a la HGH, al administrarles la biosintética desarrollan anticuerpos contra ella y por tanto neutralizan el tratamiento. Nuestra prueba resultó ser la primera de acompañamiento para un tratamiento desarrollada en la era genómica, campo que ahora se conoce como medicina personalizada. Apoyándonos en nuestro conocimiento del control de la expresión espacial de los genes, incursionamos en avenidas innovadoras de la terapia génica, logrando, por ejemplo, construir un virus quimérico entre el adenovirus y el del papiloma humano capaz de replicarse selectivamente en células portadoras de este último, como las cancerosas del cuello cervicouterino. A la vez, y ya a nivel hospitalario, lanzamos el primer protocolo clínico de terapia génica en Latinoamérica (LATAM). Este ensayo clínico con el que inauguramos la era de la terapia génica en LATAM, consistió en administrar a pacientes con cáncer de próstata en etapas iniciales otro virus quimérico, también a base de un adenovirus, pero que en este caso portaba un gen para una enzima viral capaz de procesar en las células inyectadas un medicamento que se les administró a los pacientes y que dicha enzima convertía en una molécula análoga a un nucleótido, el cual, cuando se incorporaba accidentalmente en la replicación celular, la frenaba, ocasionando la muerte de dicha célula. Como bona fide dicha muerte celular liberaba antígenos distintivos del proceso maligno de CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 23 �esas células cancerosas que el sistema inmune reconocía y, por ende, le servía para atacar a las células cancerosas que hubieran escapado a la inyección viral. Es decir, con estos tratamientos de terapia génica logramos explotar al DNA para reprogramar células para luchar contra las enfermedades y con los de inserción de genes en levaduras, para fabricar medicamentos biotecnológicos también para combatirlas. el SARS-CoV-2. Sólo que esta vez con un rol aún más protagónico que el propio DNA y las proteínas, a las que ya nos habíamos acostumbrado a ver como las mejores armas de la biotecnología moderna en la lucha contra las enfermedades. OPINIÓN Mi reencuentro con el RNAm fue consecuencia del compromiso como profesor ante la emergencia de dicha pandemia, que me hizo involucrar en diversos proyectos para ayudar a enBIOMOLÉCULAS PARA ENTRENAMIEN- frentarla, destacando los siguientes: I) la impleTO CELULAR mentación del servicio diagnóstico del virus en El ancestral RNA hace su regreso mi laboratorio privado, II) la participación en un triunfal equipo ensayando el reposicionamiento de antiLa experiencia trabajando con el RNAm de las cé- virales para tratamiento, III) el apoyo a la emprelulas humanas me enseñó a reconocer cuán lábil sa mexicana a cargo del desarrollo de la vacuna es este biomaterial, pues si entrara en contacto Patria, IV) la procuración de donativos de equicon restos de microbios, sudor, saliva, etcétera, pos de protección para el personal que atendía las RNAsas abundantes en estos potenciales con- a los pacientes con COVID-19 del hospital de mi taminantes lo degradan fácilmente. No obstan- alma mater y, V) facilitar que una de las empresas te, contar con suficiente RNAm puro e intacto fabricantes de vacunas viniera a nuestro país a para experimentar nunca fue un problema, pues realizar los ensayos de fase 2 de su vacuna a base la fuente que yo escogí como modelo experimen- precisamente del RNAm. tal (la placenta humana) resultó muy económica, Pero para poner en contexto el regreso triunabundante y accesible (a cualquier hora en hosfal del RNAm a la biotecnología moderna, es mepitales de maternidad). nester reconocer que la dimensión de la amenaComo trabajar con DNA es mucho más con- za que representó la pandemia de la COVID-19 veniente que con RNA, la tecnología del DNA re- (que llegó a todos los rincones del planeta como combinante redituó una versión igual de valiosa un gran tsunami desde Wuhan, China, donde en que el propio RNAm, pero en este caso renovable, diciembre de 2019 se reconoció un primer caso estable y fácilmente manipulable: el DNAc. Con como una neumonía atípica y que resultó ser la éste como punto de partida, y como ya se abarcó COVID-19) fue tal, que para enfrentarla vimos en las secciones anteriores, me fue posible aislar, cómo se echó mano de todo el poderío que la caracterizar, descubrir la anatomía y hasta usar biotecnología moderna puede ofrecer. los genes de la familia HGH-HPL y al DNAc de Hitos casi a manera de récords mundiales en éstos para reprogramar células y descubrir la clave del control de la expresión tisular diferencial, la lucha que aún hoy en día continúa contra la en tanto que al DNAc para hacer lo propio con pandemia, incluyen el que a escaso un mes de levaduras, pero con el propósito de fabricar la identificarse el virus SARS-CoV-2, se reveló la secuencia de su genoma. Enseguida, y sin perder HGH biosintética. ni un minuto, se aprovechó esta información de En pocas palabras, gracias a la tecnología del los casi 30,000 ribonucleótidos del genoma viral DNA recombinante, ya no fue necesario lidiar para identificar a las principales proteínas codicon el delicado RNAm. Bueno, pero no para siem- ficadas por éste, siendo la de membrana o M, la pre, pues cuando todo parecía bajo control, llegó de la nucleocápside o N, la de envoltura o E y la la pandemia de la COVID-19 para regresar de mi de la proteína pico o espícula o S. Y, habiéndose pasado al RNAm, pero esta vez para ser usado establecido por otra parte que el mecanismo de en la batalla por desarrollar una vacuna segura invasión del virus sobre las células humanas desy efectiva contra el virus que es su agente causal, cansaba en la interacción de esta proteína S con 24 CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 el receptor ACE-2 de éstas, las baterías del armamento de la biotecnología moderna se dirigieron a buscar el reentrenamiento del sistema inmune para reconocerla y atacarla. Ante la emergencia sanitaria por la rápida expansión del virus y los enormes riesgos para la salud y la economía de la población humana, se aliaron gobiernos, fundaciones filantrópicas y empresas farmacéuticas y biotecnológicas para desarrollar y probar rápidamente (otro récord mundial) nuevas vacunas. A los enfoques tradicionales de cultivar el virus para luego purificarlo e inactivarlo o atenuarlo tras cultivarlo continuamente en el laboratorio hasta perder su virulencia, se le sumaron inmediatamente nuevos, basados en las biomoléculas de la tríada protagonista de esta historia. A saber: • Proteínas. Se reprogramaron células de insecto para fabricar la proteína S, útil tanto para desarrollar pruebas diagnósticas para la detección rápida de anticuerpos (prueba rápida de antecuerpos antiSARS-CoV-2) en pacientes con sospecha de infección (los asintomáticos o con síntomas leves que se hacía menester distinguirlos de los de un resfriado), como para usarla como antígeno para fabricar anticuerpos con los que a su vez se detecta a dicho antígeno, pero en exudados naso y orofaríngeos (prueba rápida del antígeno del SARS-CoV-2) y como para administrarlo a las personas con fines de entrenamiento del sistema inmune (vacunación) para hacer frente a subsecuentes infecciones tan pronto sucedieran y evitar con ello que progresaran a cuadros graves de la sintomatología de la COVID-19. • DNA. Partiendo precisamente de la secuencia nucleotídica de la proteína S, se manipularon virus, particularmente al adenovirus, para usarlos como caballo de Troya para insertar en las células de las personas el gen codificante de la multicitada proteína viral. Esto con el afán de entrenar al sistema inmune de las mismas a reconocerla y a fabricar anticuerpos en su contra para estar preparados para un futuro encuentro con el virus. CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 25 �OPINIÓN • RNA. Pero lo que sí fue una gran sorpresa, de la referida proteína S del SARS-CoV-2. Las fue el que, gracias a mis actividades como empresas líderes en esta nueva tecnología son consultor de empresas farmacéuticas y fon- Pfizer-BioNTech, Moderna y, aunque con menos dos de capital de riesgo, al acudir a la ciudad éxito comercial todavía, la propia CureVac. donde Frederich Miescher aisló, en 1869, por vez primera al DNA, Tubinga, Alemania (que Millones de personas han recibido vacunas a en aquel entonces no se le reconoció como base de RNAm y las noticias que emergen contal, sino que se le bautizó como nucleína), en forme los datos se revisan, es que la inmunidad calidad de evaluador de una supuesta tecno- generada podrá ser de muy buena calidad y dulogía casi inverosímil para reemplazar a las radera. A pesar de ser una tecnología emergente, proteínas y al DNA para fabricar medicamen- ha quedado demostrado su enorme potencial y tos, me reencontré con el RNAm. Grande fue uno puede suponer que acabará desplazando al mi sorpresa al descubrir allí que ya existían uso de proteínas terapéuticas, al reemplazar los grupos pioneros, como el de la empresa Cure- biorreactores de la biofarmacéuticas por nuestro Vac, motivo de mi visita, probando este otro cuerpo mismo como planta de producción de las biomaterial como la base de una tecnología nuevas proteínas terapéuticas. futurista que vendría a revolucionar la industria farmacéutica, pero que la pandemia de la CONCLUSIONES COVID-19 la trajo al presente. Sin duda alguna, la medicina personalizada es el futuro de la salud, y el énfasis que se le debe dar La anticipada llegada de la nueva era es el que sea anticipativa y preventiva. Lograrlo del RNAm descansa en profundizar nuestro entendimienAnte la expansión y magnitud global inusitadas to del papel de las biomoléculas de la herencia, de la amenaza de la pandemia COVID-19, se echó claves en el funcionamiento celular, es decir, el mano de todas las tecnologías generadoras de ADN, el ARN y las proteínas. Igualmente, en el las biomoléculas, buscando entrenar el sistema dominio de las técnicas que les caracterizan, mainmune de las personas a reconocer el virus ante nipulan y permiten explotarles juiciosamente la infección y detenerlo antes de que progrese a para innovar el diagnóstico y el tratamiento de la fase pulmonar, de allí a la híperinflamatoria y las enfermedades. luego a la trombótica, con el consecuente agravamiento de los síntomas, la hospitalización, el REFERENCIAS entubamiento y el riesgo para entonces ya muy Barrera-Saldaña, H.A. (1992). Información genétialto de un desenlace fatal. ca. Su estructura, función y manipulación. Colección Ciencias Básicas, Conacyt: México. La mayoría de las biofarmacéuticas que han Barrera-Saldaña H.A. (1998). Growth hormone logrado aprobación, le apostaron a manipular el and placental lactogen: biology, medicine and DNA para fabricar vacunas a las que se les refiere como vectorizadas (por usar a vectores como lo biotechnology. Gene. 211:11-18. de origen de adenovirus), como las de AstraZe- Barrera-Saldaña, H.A. (2019). Origin of personalneca, Johnson & Johnson, Instituto Gamaleya ized medicine in pioneering, passionate, genom(la Sptunik V) y CanSino, principalmente. Otras ic research. Genomics. 112(1):721–728. compañías optaron por fabricar la proteína S por Barrera-Saldaña, H.A. (2021). Un profesor unibiotecnología moderna, para usarla como el an- versitario ante la pandemia COVID-19. Ciencia tígeno para entrenar al sistema inmune, como UANL. 24(109):42-50. es el caso de la compañía NovaVax. Pero unas Delgado-Enciso, I., Cervantes-García. D., cuantas, que ya venían explorando la tecnología Martínez-Dávila, I., et al. (2007). A potent repdel RNAm como el “entrenador” de las células licative delta-24 adenoviral vector driven by the para que éstas fabricaran proteínas exógenas, promoter of human papillomavirus 16 that is aceleraron sus desarrollos para precisamente highly selective for associated neoplasms. The administrar mediante las inyecciones el RNAm Journal of Gene Medicine. 9:852-861. 26 CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 Rojas-Martínez, A., Manzanera, A., Sukin, S., et al. (2013). Intraprostatic distribution and longterm follow-up after AdV-tk immunotherapy as neoadjuvant to surgery in patients with prostate cancer. Cancer Gene Therapy. 20:642-649. Watson, J.D., Tooze, J., y Kurtz, D.T. (1983). Recombinant DNA: A short course. Scientific American books. WH Freeman press: New York. CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 Descarga aquí nuestra versión digital 27 �Ejes EJES El ácido siálico, coraza de los seres vivos ha permitido comprender la dinámica e importancia celular de los carbohidratos y analizar un poco más acerca de estas pequeñas estructuras químicas formadas por carbono, hidrógeno y oxígeno. Desde los años ochenta a la fecha, el estudio de los carbohidratos a nivel celular ha llevado a establecer el término “glicoma”, que hace referencia a la complejidad de uniones y estructuras funcionales que son generadas por un conjunto de diez carbohidratos conocidos como fucosa (Fuc), galactosa (Gal), glucosa (Glc), N-acetilgalactosamina (GalNAc), N-acetilglucosamina (GlcNAc), manosa (Man), xilosa (Xyl) y ácidos siálicos (Neu5Ac, Neu5Gc y Kdn). Estos glicanos o carbohidratos se encuentran en las células de los seres vivos, cumpliendo un papel biológico específico (Varki et al., 2009). En la naturaleza podemos encontrar diferentes combinaciones y patrones de éstos que son característicos en plantas, mamíferos, hongos, bacterias e insectos (tabla I; Ghosh, 2020). Su combinación resulta en diversas estructuras representativas que se muestran en la figura 1. Tabla I. Distribución de glicanos representativos. Claudia Aguirre-Zapata*,Yobana Pérez Cervera**, Roberta Salinas-Marín * * Universidad Autónoma del Estado de Morelos, Cuernavaca, México. ** Universidad Autónoma Benito Juárez de Oaxaca, Oaxaca, México. Contacto: rsm@uaem.mx DOI: https://doi.org/10.29105/cienciauanl26.119-3 Recientemente realicé una pregunta a algunos conocidos: “¿Qué es lo primero que piensas cuando escuchas la palabra ‘carbohidrato’?”. La mayoría respondió que pen- 28 saba en alimentos, en calorías y en cuestiones nutricionales. Personalmente, hace un par de años hubiese pensado lo mismo, pero la perspectiva ha cambiado gracias a los conoci- mientos adquiridos en el área de la Glicobiología, la ciencia que estudia todos los eventos relacionados con los carbohidratos, también denominados glicanos. La Glicobiología nos CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 Los carbohidratos que conforman el glicoma humano se representan gráficamente utilizando el Sistema de Nomenclatura de Glicanos (SNFG). Un tipo particular de carbohidrato ampliamente estudiado es el ácido siálico, que pertenece a la familia de azúcares α-ceto amino con un esqueleto glucídico de nueve carbonos, a diferencia de los otros monosacáridos de cinco o seis carbonos. En la actualidad se conocen más de 50 derivados de ácidos siálicos, cuya abundancia varía según la especie, sin embargo, son tres los que se consideran representativos en la naturaleza. Estos azúcares se encuentran en la posición terminal de la secuencia de carbohidratos y son susceptibles a modificaciones químicas CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 como acetilación, hidroxilación, aminación, entre otras. En los seres humanos el más abundante es el ácido N-acetilneuramínico (Neu5Ac); en otros mamíferos, hongos y protozoarios, el ácido N-glicolilneuramínico (Neu5Gc), mientras que en organismos acuáticos y bacterias se distribuye el ácido desaminoneuramínico o Kdn (figura 1; Varki, Schnaar y Schauer, 2017). 29 �EJES Figura 1. Glicanos en la naturaleza. A) Carbohidratos que son parte del glicoma humano. B) Los tres tipos de ácido siálico más abundantes en la naturaleza. El Neu5Gc es biosintetizado por mamíferos (por ejemplo, primates), el Neu5Ac se produce únicamente en los seres humanos; sin embargo, las bacterias y los hongos pueden incorporarlo del ambiente y, finalmente, el Kdn encontrado en insectos y bacterias, aunque también se ha observado en algunas plantas. C) Estructuras de glicanos híbridos, altos en manosa y complejos, frecuentemente identificados en células eucariontes y en bacterias. EL ÁCIDO SIÁLICO EN EL GLICOMA El glicoma cumple con diversas actividades biológicas como resultado de adornar o acorazar moléculas más complejas como proteínas (glicoproteínas), lípidos (glicolípidos) y recientemente se ha reportado que también acorazan moléculas de ácidos 30 nucleicos como el ARN (glicoARN) (Flynn et al., 2019). El ácido siálico, a diferencia del resto de los carbohidratos que acorazan a las glicoproteínas, glicolípidos o glicoARN, es el azúcar que se encuentra disponible como primer punto de contacto con el ambiente porque se adiciona en la parte terminal de las ramificaciones de los glicanos y la carga negativa que presenta en su estructura química a pH fisiológico facilita su interacción/ repulsión con otras moléculas (figura 2). CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 Figura 2. Representación gráfica de glicoproteínas, glicolípidos y glicoRNAs dispuestos en la membrana plasmática y en el retículo endoplásmico (RE). En la figura se representan algunos glicoconjugados acorazados por ácido siálico y la estructura química del Neu5Ac con su respectiva carga negativa. La estructura particular del ácido siálico provoca que sea una coraza de dos filos porque participa en procesos biológicos como el desarrollo neuronal, la regulación de procesos inflamatorios, la interacción con patógenos, la modulación de respuestas inmunológicas y la señalización celular. En contraste, se ha descubierto que su presencia CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 o ausencia en diversos tejidos puede ser un indicador o un mal pronóstico de cáncer o metástasis en ovario, mama, próstata y colon (Zhou, Yang y Guan, 2020). 31 �EJES ALGUNAS FUNCIONES BIOLÓGICAS DEL ÁCIDO SIÁLICO Debido a que múltiples receptores de las células contienen ácido siálico que interactúa con proteínas, éste exhibe diversas funciones biológicas. Dentro de éstas destacan las siguientes: Los glicanos, incluyendo al ácido siálico, son un factor de alto impacto para determinar la eficacia de unión de los espermatozoides al óvulo para lograr la fertilización. Su presencia en las glicoproteínas de la zona pelúcida de los óvulos contribuye favoreciendo la unión de los espermatozoides para lograr la fecundación; dejando en claro su importancia en procesos como la adhesión celular (Teoh et al., 2018). Otra función biológica importante es la comunicación celular, que puede explicarse con la podocalixina, una glicoproteína renal polisialilada (contiene polímeros de ácido siálico) que regula la filtración glomerular, el alargamiento y la ramificación de las neuronas. Su relevancia dentro de este proceso radica en que, en ausencia de este residuo en la podocalixina, se afecta directamente al alargamiento del cuerpo de las neuronas, alterándose el proceso de sinaptogénesis (Vitureira et al., 2010). 32 Una de las más interesantes y poco comprendidas funciones es su papel en el desarrollo neuronal, cuya importancia, se ha propuesto, radica en ser parte de la estructura química de los gangliósidos, moléculas de naturaleza lipídica concentradas en células del sistema nervioso y una fuente de ácido siálico. En enfermedades como Huntington, Parkinson y Alzheimer, por mencionar algunas, se han detectado déficits en el perfil de gangliósidos, comprometiendo la cantidad disponible de ácido siálico para sialilar proteínas o factores neurológicos glicosilados que requieren ser sialilados para llevar a cabo sus funciones (Reily, et al., 2019; Ohmi et al., 2014). Por otro lado, de su participación en la respuesta inmunológica se tiene como ejemplo el rodamiento leucocitario. Este proceso ampliamente documentado es mediado por la interacción del antígeno sialil-Lewis X (SLeX) y las proteínas L, P y E-selectinas del epitelio vascular, que reconocen al ácido siálico presente en el SLex permitiendo la concentración y migración de leucocitos al sitio de interés (Sperandio, Gleissner y Ley, 2009). CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 Figura 3. Importancia del ácido siálico. En color verde se indican las principales funciones biológicas en las que participa en el ser humano. En color claro se indican algunos ejemplos de sus aplicaciones biotecnológicas. Uno de los temas de mayor novedad es su papel en el proceso de interacción con patógenos, y ha quedado demostrado en los últimos años con el virus de influenza y con varios coronavirus que lo utilizan como elemento clave para entrar a las células hospederas. En el caso particular del virus de SARS-Cov-2, las evidencias indican que la glicosilación favorece la estabilidad del complejo de entrada del virus y se ha observado que la eliminación de residuos de ácido siálico en células epiteliales aumenta significativamente la infección de éste (Sun, 2021). Por otro lado, reportes recientes indican que el dominio de unión al receptor CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 o RBD de la proteína Spike del virus reconoce oligosacáridos sialilados en células con limitada expresión del receptor ACE2, haciendo más eficiente la transmisión del virus por fluidos respiratorios (Saso et al., 2022). Estos hallazgos han permitido considerarlo como un modulador de patogenicidad del SARS-Cov-2. 33 �APLICACIONES BIOTECNOLÓGICAS DEL ÁCIDO SIÁLICO EJES Una vez mencionadas algunas funciones relevantes, hablaremos de sus aplicaciones biotecnológicas más destacadas, por ejemplo, que es considerado como blanco terapéutico, un metabolito de interés diagnóstico en la Química Bioortogonal y como parámetro de calidad en la liberación de bioterapéuticos. En esta última aplicación, su importancia como parámetro de calidad en la liberación de bioterapéuticos se explica con la producción biotecnológica de la proteína glicosilada eritropoyetina (EPO), utilizada terapéuticamente por personas con deficiencia en su producción endógena. Los niveles de ácido siálico en la estructura de la EPO son cruciales para su tiempo de vida media en plasma. La EPO, como producto biotecnológico, requiere un patrón específico de sialilación para poder ser asimilado por el organismo y también los residuos de ácido siálico contribuyen a su eficacia (Maltaneri, 2018). En cuanto a su importancia en la química bioortogonal, comenzaremos explicando que esta rama de la Química es una herramienta enfocada en el marcaje metabólico de CONCLUSIONES carbohidratos como el ácido siálico en procesos malignos como el cáncer, y que recientemente permitió determinar que los ácidos nucleicos como el ARN sufren modificaciones con carbohidratos, incluyendo el ácido siálico, construyendo un puente entre la glicobiología y la biología del ARN (Flynn et al., 2019). Finalmente, y no menos importante, está su papel en procesos metastásicos, en el grado de invasión y agresividad de algunos tipos de cáncer. Para explicar lo anterior, debemos mencionar al grupo de antígenos sialilados localizados principalmente en la superficie de células epiteliales denominados SLea, SLex, T y Tn involucrados en procesos de extravasación celular y considerados biomarcadores o indicadores patológicos de algunos tipos de cáncer (Oliveira-Ferrer et al., 2017). También, otro tipo de moléculas que sufren sialilación son los gangliósidos que se encuentran en niveles elevados en algunos tipos de cáncer como neuroblastoma, melanoma y cáncer de mama. Estos glicolípidos y los antígenos SLea, SLex, T y Tn son considerados blancos para el desarrollo de terapias contra el cáncer con la finalidad de disminuir el potencial metastásico (Teoh et al., 2018). 34 CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 Es importante resaltar que existe un amplio abanico de implicaciones fisiológicas del ácido siálico que no fueron descritas en este trabajo, como la transferencia de inmunoglobulinas sialiladas en la lactancia, asociadas con eventos nutricionales que desencadenan principalmente el desarrollo de procesos cognitivos en los infantes, y su rol en procesos de desarrollo de caries y de enfermedades bucales como la gingivitis. Es claro que la sialobiología de los seres vivos es un tema emergente que ha mostrado un alto potencial de impacto e interés en diferentes disciplinas y que continuará aportando, porque aún falta mucho por descubrir. Ahora, cada vez que pienses en los azúcares, podrás llevar tu curiosidad más allá de lo habitual, ya no pensarás en primera instancia en alimentos o en calorías y podrás imaginar todas las funciones que estas pequeñas moléculas tienen en el ciclo de vida de los seres vivos. REFERENCIAS Flynn, R.A., Benjamin, A.H.S., Johnson, A.G. et al. (2019). Mammalian Y RNAs are modified at discrete guanosine residues with N-glycans. BioRxiv. Doi: 10.1101/787614 Ohmi, Y., Ohkawa, Y., Tajima, O. et al. (2014). Ganglioside deficiency causes inflammation and neurodegeneration via the activation of complement system in the spinal cord. Journal of Neuroinflammation. 11(1):1-16. Doi: 10.1186/1742-2094-11-61 Saso, W., Yamasaki, M., Nakakita, S-i., et al. (2022). Significant role of host sialylated glycans in the infection and spread of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2. PLOS Pathogens. 18(6):e1010590. Doi: 10.1371/ JOURNAL.PPAT.1010590 Sperandio, M., Gleissner, C.A., y Ley, K. (2009). 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Doi: 10.3390/ CELLS9020273 Descarga aquí nuestra versión digital 35 �Envío dirigido de drogas y genes en biomedicina SECCIÓN ACADÉMICA SECCIÓN ACADÉMICA Envío dirigido de drogas y genes en biomedicina Mucor: el ascenso y caída de un antiguo patógeno en tiempos de COVID-19 Rosácea dérmica y ocular desde un punto de vista clínico y descriptivo Cynthia Aracely Alvizo-Báez*, Luis Daniel Terrazas-Armendáriz*, Ashanti Concepción Uscanga-Palomeque*, Cristina Rodríguez Padilla*, Juan Manuel Alcocer-González* DOI: https://doi.org/10.29105/cienciauanl26.119-4 RESUMEN ABSTRACT Los sistemas de envío dirigido de drogas y genes se definen como los mecanismos para introducir agentes terapéuticos en el cuerpo; en los últimos años se ha puesto mucha atención en el diseño de estos sistemas, con la finalidad de poder controlar dosis, que la entrega sea específica y, además, dirigida en el sitio deseado sin afectar o dañar órganos y tejidos sanos. Para ello se han propuesto y analizado minuciosamente varios métodos, algunos de éstos son: partículas virales, liposomas, nanoacarreadores poliméricos y nanopartículas magnéticas. Targeted drug and gene delivery systems are defined as mechanisms for introducing therapeutic agents into the body, and in recent years much attention has been placed on the design of these systems, with the aim of being able to control doses, ensuring that delivery is specific and also directed at the desired site without affecting or damaging healthy organs and tissues. For this, several systems have been proposed that have been thoroughly analyzed. Some of these are: viral particles, liposomes, polymeric nanocarriers, and magnetic nanoparticles. Palabras clave: envío dirigido, nanoacarreadores, partículas virales, nanopartículas magnéticas, liposomas. Keywords: targeted delivery, nanocarriers, viral particles, magnetic nanoparticles, liposomes. NANOACARREADORES BASADOS EN NANOPARTÍCULAS viral, nanopartícula magnética, carbon dots (CDs) y nanopartículas poliméricas. Recientemente, la investigación en nanobiotecnología ha proporcionado numerosos avances básicos y aplicados en el sector de la salud. Se han desarrollado nanoacarreadores para la administración eficiente de fármacos con el fin de mejorar la especificidad del tratamiento, además de ser considerados como herramientas de diagnóstico (Chamundeeswari, 2019). Hay diversos estudios en los que se utilizan diferentes tipos de nanoacarreadores para envío dirigido de drogas y genes, estos incluyen liposomas, partícula Para caracterizar los nanoacarreadores y definir si cumplen con las características óptimas para la interacción con los sistemas biológicos, por ejemplo, que no sean tóxicos, no inmunogénicos, que sean estables tanto in vitro como in vivo, biodegradables, etcétera, es necesario saber su tamaño, forma, carga, presencia de grupos funcionales y composición química, para lo cual se utilizan diferentes técnicas como la microscopía electrónica de transmisión, microscopía de fuerza atómica, DLS, eficiencia de encapsulación, potencial zeta, FTIR, rayos X, entre otras (Mourdikoudis et al., 2018; Sharma y Marbaniang, 2019). * Universidad Autónoma de Nuevo León, San Nicolás de los Garza, México. Contacto: jualcocer@gmail.com 36 CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 37 �LIPOSOMAS SECCIÓN ACADÉMICA PARTÍCULAS VIRALES Figura 2. Estructura de un liposoma. Figura 1. Estructura de una partícula viral. Las partículas virales son nanoestructuras multiméricas, cuyo tamaño oscila entre 0.1 y 100 nm. Estas partículas se construyen de proteínas virales estructurales, capsómeros y son libres de material genético (figura 1). El conocimiento fisicoquímico de los virus, su estructura y composición, puede permitir la capacidad de manipular sus proteínas estructurales para sintetizar partículas virales con las características requeridas. Por medio de la ingeniería de proteínas, a través de mutaciones sitio dirigidas, es posible llevar a cabo la bioconjugación química de la cápside (Chung et al., 2020). Además, poseen la habilidad de encapsular ácidos nucleícos y otras moléculas de tamaño pequeño. Pueden actuar como vesículas de envío dirigido para llegar a células blanco-específicas (Zdanowicz et al., 2016). En años recientes, varios grupos de investigadores han mostrado que partículas virales pueden entregar drogas quimioterapéuticas, siRNAs, RNA, proteínas y péptidos (Rohovie et al., 2017). 38 Las partículas virales son nanoestructuras multiméricas, cuyo tamaño oscila entre 0.1 y 100 nm. Estas partículas se construyen de proteínas virales estructurales, capsómeros y son libres de material genético (figura 1). El conocimiento fisicoquímico de los virus, su estructura y composición, puede permitir la capacidad de manipular sus proteínas estructurales para sintetizar partículas virales con las características requeridas. Por medio de la ingeniería de proteínas, a través de mutaciones sitio dirigidas, es posible llevar a cabo la bioconjugación química de la cápside (Chung et al., 2020). Además, poseen la habilidad de encapsular ácidos nucleícos y otras moléculas de tamaño pequeño. Pueden actuar como vesículas de envío dirigido para llegar a células blanco-específicas (Zdanowicz et al., 2016). En años recientes, varios grupos de investigadores han mostrado que partículas virales pueden entregar drogas quimioterapéuticas, siRNAs, RNA, proteínas y péptidos (Rohovie et al., 2017). CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 Los liposomas son vesículas esféricas que consisten en una o más bicapas concéntricas de fosfolípidos que encierran un núcleo acuoso con los grupos de cabeza polar orientados hacia la fase acuosa interna y externa (asemejando a la membrana celular; Nisini et al., 2018). La estructura organizada de los liposomas le otorga la capacidad única de cargar y entregar moléculas con diferente solubilidad, moléculas hidrofílicas en el núcleo acuoso interno, moléculas hidrofóbicas en la bicapa lipídica y moléculas anfifílicas en la interfase agua/bicapa lipídica (figura 2; Laouini et al., 2012). Con esas características, los liposomas, desde los años sesenta, hasta la fecha, siguen siendo considerados como un poderoso sistema de administración de fármacos debido a su estructura tan versátil, así como por su naturaleza no tóxica ni inmunogénica, además de su biocompatibilidad y biodegradabilidad (Mathiyazhakan et al., 2018). Por otra parte, los liposomas poseen algunas ventajas adicionales: a) transporte de CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 grandes cargas de fármacos, b) capacidad de autoensamblaje y c) una amplia gama de propiedades fisicoquímicas y biofísicas que pueden modificarse para controlar sus características biológicas (Sercombe et al., 2015). Es importante mencionar que la eficacia de los liposomas depende de la naturaleza de sus componentes, su tamaño, carga superficial y organización lipídica (Bazzuto y Molinari, 2015). Se dice que la clave para que los liposomas sean eficaces depende de su estabilidad. Ésta se considera la principal preocupación para los pasos de preparación, almacenamiento y administración de liposomas (Laouini et al., 2012b). Por lo que su formulación, producción y esterilización son áreas de oportunidad importantes en investigación. Existen 13 productos farmacológicos liposomales aprobados por la FDA para cáncer de ovario, leucemia linfoblástica, infecciones por hongos, entre otras (Kim, 2016). 39 �SECCIÓN ACADÉMICA NANOACARREADORES POLIMÉRICOS NANOPARTÍCULAS MAGNÉTICAS Figura 3. Estructura de un nanoacarreador polimérico. Figura 4. Nanopartículas magnéticas atraídas por un campo magnético externo. Las nanopartículas poliméricas son partículas sólidas coloidales formadas por polímeros naturales o sintéticos con un diámetro de entre 1 y 1000 nm (figura 3). Han sido investigados especialmente para envío dirigido debido a que poseen las siguientes ventajas: liberación controlada de la droga en el sitio deseado, disminución de toxicidad, evitan efectos secundarios, mejor utilización de la droga y que la focalización específica hacia el sitio se puede lograr uniendo ligandos de orientación a la superficie de las partículas o mediante el uso de guía magnética (Masood, 2016). El uso de nanopartículas poliméricas biodegradables para envío controlado de drogas ha mostrado potencial terapéutico significante, por ejemplo, en cán- 40 cer pueden ser utilizadas para enviar quimioterapias a las células tumorales con mejor eficiencia y menor citotoxicidad en tejidos sanos (Calzoni et al., 2019; Dagalar et al., 2014). Varios quimioterápicos se han encapsulado en sistemas de administración polimérica, con el objetivo de aumentar la eficacia antitumoral, inhibir las metástasis y disminuir la dosis efectiva y los efectos secundarios. Los polímeros sintéticos más usados para estos fines son el PLGA, otros basados en plantas como la celulosa, provenientes de organismos marinos como quitosán, fucoidán, carragenano, etcétera. Algunos de los métodos de preparación de las nanopartículas son emulsificación, evaporación de solventes y nanoprecipitación (Gagliardi et al., 2021). CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 El uso de nanopartículas magnéticas para envío dirigido fue propuesto en 1970 por Widder, Senyei y colaboradores (Senyei et al., 1978; Widder, 1978). El principio básico es que los agentes terapéuticos se pueden pegar o encapsular dentro de una nanopartícula. Para que las nanopartículas magnéticas puedan actuar como acarreadores de drogas y genes efectivos la superficie de la nanopartícula primero debe ser modificada para permitir el acoplamiento de las moléculas, este mecanismo puede ser de diferentes maneras, como interacciones electrostáticas, empleando linkers, etcétera. Su comportamiento magnético les permite ser controladas y dirigidas mediante campos magnéticos externos hacia el sitio blanco específico (figura 4; Kumari, 2014; McBain et al., 2008). Las nanopartículas magnéticas más utilizadas son las ferritas, con la composición general M (Fe2O4) (donde M puede tener una acción CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 divalente como NI, Co, Mg o Zn) magnetita (Fe3O4) y magnetita (Fe2O3) (Kianfar et al., 2021). Los estudios in vivo han demostrado que las nanopartículas de Fe3O4 son relativamente seguras ya que no se acumulan en los órganos vitales y se eliminan rápidamente del cuerpo (Barreto et al., 2011). La superficie de las nanopartículas magnéticas se puede modificar (funcionalizar) recubriéndolas con moléculas orgánicas o inorgánicas con el fin de evitar aglomeraciones o que se oxiden. Además de esto, también se les puede unir a biomoléculas como proteínas, ligandos, genes para hacerlas más específicas y eficientes (Kim et al., 2018). Se ha demostrado que combinar nanopartículas magnéticas con drogas incrementa la eficiencia de la terapia de cáncer, por ejemplo, con doxorrubicuina, memtrotrexate, 5-fluoracil, gemcitabine, etcétera (Materón et al., 2021). 41 �SECCIÓN ACADÉMICA CARBON DOTS CONCLUSIÓN Las investigaciones para uso dirigido de drogas y genes han tenido considerables avances, sobre todo como estrategia prometedora para superar la resistencia a sustancias en terapias contra el cáncer. Lo que se necesita para ser acarreadores ideales es que sean multifuncionales, que además de llevar compuestos también lleven genes, así como aumentar el tiempo de retención en el sitio blanco, mejorar los efectos terapéuticos y minimizar los efectos secundarios. REFERENCIAS Figura 5. Diferentes tipos de carbon dots (CDs). Los carbon dots (C-Dots) son una plataforma prevalente para la unión de drogas debido a la presencia de grupos carboxílicos y aminoácidos. Su composición varía ligeramente dependiendo del método de síntesis empleado (Pardo et al., 2018). De acuerdo con su estructura se clasifican en tres categorías: Quantum Dots de grafeno (QDsG), Nanodots de carbono (NDsC) y Dots de polímeros (DsP) (figura 5). Todos éstos exhiben propiedades fotoluminiscentes a pesar de su diferente estructura, tamaño y grupos funcionales de superficie (Koutsogiannis, et al., 2019). Los CDs han ganado enorme atención debido a las ventajas que poseen, como la síntesis económica, fácil funcionalización superficial, baja toxicidad, biocompatibilidad, alta solubilidad en agua, propiedad luminiscente y estabilidad a temperatura ambiente (Nagavarma et al., 2012). Los CDs han sido utilizados como sistemas de envío dirigido de drogas para incrementar la vida media, solubilidad de la droga, acumulación en el sitio del tumor y reducir los efectos secundarios de las drogas e incrementar su tolerancia (Calabrese et al., 2021). 42 Barreto, A.C., Santiago, V.R., Mazzetto, S.E. et al. (2011). Magnetic nanoparticles for a new drug delivery system to control quercetin releasing for cancer chemotherapy. J Nanopart Res. 13:65456553. Bozzuto, G., y Molinari, A. (2015). Liposomes as nanomedical devices. International journal of nanomedicine. 10:975-999. Calabrese, G., De Luca, G., Nocito, G., et al. (2021). Carbon Dots: An Innovative Tool for Drug Delivery in Brain Tumors. Int J Mol Sci. 22(21):11783. Calzoni, E., Cesaretti, A., Polchi, A., et al. (2019). Biocompatible Polymer Nanoparticles for Drug Delivery Applications in Cancer and Neurodegenerative Disorder Therapies. Journal of Functional Biomaterials. 10(1):4. 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Descarga aquí nuestra versión digital 43 �Mucor: el ascenso y caída de un antiguo patógeno en tiempos de COVID-19 SECCIÓN ACADÉMICA Ana Ríos-López*, Gloria M. González*, Orlando Flores-Maldonado* DOI: https://doi.org/10.29105/cienciauanl26.119-5 RESUMEN ABSTRACT Los mucorales son hongos ambientales que están en contacto con el ser humano sin causar enfermedades, mientras que en personas con comorbilidades pueden causar una infección llamada mucormicosis. En 2021, durante la pandemia, este hongo presentó un incremento de casos en pacientes hospitalizados por COVID-19, sin embargo, actualmente las infecciones han disminuido. Mucorales are environmental fungi that are in contact with humans without causing disease, while in people with comorbidities it can cause an infection called mucormycosis. In 2021, during the COVID-19 pandemic, this fungus presented an increase in cases in hospitalized patients for this disease, however, infections have currently decreased. Palabras clave: mucor, mucormicosis, COVID-19, infecciones fúngicas emergentes. Keywords: mucor, mucormycosis, COVID-19, emerging fungal infections. MUCORALES Los mucorales son un grupo de hongos microscópicos oportunistas, entre los que destacan los géneros Rhizopus, Mucor, Lichtheimia y Apophysomyces. Éstos son ambientales y viven a nuestro alrededor, en el suelo, material orgánico en descomposición (plantas, frutas y pan) e incluso en el aire. Morfológicamente, en los medios de cultivo adecuados producen hifas anchas en forma de filamentos o cintas, las cuales sostienen una serie de estructuras denominadas esporangióforo (cuyo ápice dilatado es llamado columnela, figura 1A-B) y esporangiosporas. La agrupación de muchos filamentos se pueden observar a simple vista como un “moho” velloso-algodonoso de color blanco (figura 1C). Éste lo podemos encontrar principalmente sobre frutas, pan y suelo. Por lo tanto, durante su vida, el ser humano está en continuo contacto con ellos a través de la piel, la inhalación o la ingestión. Afortunadamente, estos hongos ambientales son inofensivos para los individuos sanos inmunocompetentes, y difícilmente ocasionarán una enfermedad infecciosa. Sin embargo, aquellos que presentan un sistema inmunológico debilitado y otros factores de riesgo, como diabetes mellitus, enfermedades hematológicas, cáncer, trasplante de órganos, uso de corticosteroides, lesiones en la piel e inmunodeficiencias, se vuelven un blanco ideal para ser receptores de una enfermedad infecciosa conocida usualmente como mucormicosis (tabla I). Figura 1. Morfología de los mucorales. A) Representación de la morfología, B) imagen microscópica y C) observación macroscópica de las características de moho-algodonoso blanco en frutas (imágenes tomadas de Steinbrink et al., 2021; Saito et al., 2016). MUCORMICOSIS Desde los primeros casos de la enfermedad por coronavirus (COVID‑19, por sus siglas en inglés) en diciembre de 2019, el síndrome respiratorio agudo severo por coronavirus 2 (SARS-CoV-2, por sus siglas en inglés) comenzó a propagarse por el mundo hasta ser declarado pandemia en marzo de 2020; ésta causó daños y desafíos en el mundo desde el comienzo. A mediados de 2021, durante la segunda ola que azotaba a la India y al resto del mundo, los medios de comunicación internacionales, y los locales en México, notificaban la aparición de un misterioso hongo negro que causaba una infección mortal en pacientes hospitalizados por COVID-19, generando pánico y especulación en el mundo por una pandemia dentro de otra. Sin embargo, debemos saber que éste coexiste con los humanos desde hace miles de años sin causar un daño de magnitudes globales. Se trata de una enfermedad poco común en el mundo, se describió por primera vez a mediados del siglo XIX. Entre 1847 y 1877 se publicaron los primeros casos en humanos, los reportes médicos coincidieron en que la infección se asociaba a personas con enfermedades “debilitantes” como diabetes, enfermedades hematológicas e inmunosupresión. La frecuencia de casos en el mundo comprende un rango bajo de 0.51 caso por millón de personas al año, si bien la cifra parece ser muy baja, el padecimiento puede ser fatal en los pacientes aquejados. Los principales sitios ana- tómicos del cuerpo más vulnerables a la infección son el tracto respiratorio (fosas nasales y pulmones), la piel (particularmente en heridas y quemaduras) y el cerebro. Estos hongos exhiben una marcada predilección por invadir los vasos sanguíneos que irrigan al tejido afectado, provocando una lesión (que puede observarse de color negro, figura 2) y la muerte de éste (conocida como necrosis), debido a este aspecto son comúnmente llamados “hongos negros”. * Universidad Autónoma de Nuevo León, Monterrey, México. Contacto: orlando.floresmnd@uanl.edu.mx 44 CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 45 �Tabla I. Características morfológicas de los principales géneros de mucormicosis. SECCIÓN ACADÉMICA Tabla II. Manifestaciones clínicas de la mucormicosis. EL HONGO NEGRO DURANTE LA PANDEMIA DE COVID-19 Dependiendo del lugar de la lesión, la afección puede clasificarse en: 1) rinocerebral, 2) pulmonar, 3) cutánea, 4) gastrointestinal y 5) sistémica (la tabla II desglosa más información sobre éstas). El pronóstico depende del sitio afectado y de las comorbilidades del paciente, siendo las infecciones sistémica y pulmonar las más letales, alcanzando un rango de entre 7-8 muertes por cada diez pacientes infectados. Figura 2. Mucormicosis cutánea con necrosis del tejido, las lesiones suelen ser limitadas y de color negro o pardo (imagen tomada de Bonifaz et al., 2012). 46 CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 En los meses de junio-julio de 2021 los medios de comunicación informaban la aparición del hongo negro durante la segunda ola de contagios causados por la variante Delta en la India. Éste causaba una infección mortal en los pacientes positivos a SARS-CoV-2 y el número de casos reportados fue alarmante, alcanzando aproximadamente 47,000 en sólo tres meses en la India, lo que generó especulación y pánico en la población sobre el inicio de una nueva pandemia. Sin embargo, el panorama en el resto del mundo era totalmente distinto, menos de 1,000 casos en pacientes COVID-19 fueron reportados durante más de un año a nivel global. La mucormicosis no es contagiosa y sabemos que es una infección oportunista que usualmente requiere de personas con comorbilidades debilitantes para desarrollarse. Con la actual pandemia, los casos de mucormicosis presentaron un marcado incremento, particularmente en pacientes críticamente enfermos por COVID-19, evidenciando que este virus favorece su desarrollo. Pero, ¿cuál es la relación entre ambos? Hoy en día sabemos que los pacientes que desarro- CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 llan neumonía grave por SARS-CoV-2 y requieren ser hospitalizados e incluso sometidos a ventilación mecánica, suelen tener varias comorbilidades debilitantes como diabetes, obesidad e inmunosupresión. Además, el uso generalizado de fármacos esteroideos como dexametasona y prednisona (que debilitan al sistema inmunológico) como terapia, así como la construcción de nuevas zonas hospitalarias provisionales en parques, estacionamientos públicos y lugares al aire libre, el uso compartido de humificadores y mascarillas para la oxigenoterapia entre pacientes hospitalizados, resultaron en la combinación ideal de factores que permitieron al hongo negro establecerse en el paciente y desarrollar mucormicosis. A continuación se propone un posible mecanismo del establecimiento de mucormicosis en pacientes con COVID-19. Una persona con comorbilidades que se expone al virus SARS-CoV-2, después de un par de días desarrolla síntomas de COVID-19 que van empeorando con el paso del tiempo hasta presentar neumonía grave, lo cual requiere hospitalización e intubación mecánica, además, como procedimiento al cuadro grave de neumonía se le administran esteroideos; tras varios días hospitalizado, el paciente se expone a los mucorales que se encuentran en el ambiente hospitalario y finalmente desarrolla mucormicosis 47 �SECCIÓN ACADÉMICA (figura 3). Las manifestaciones clínicas más observadas durante la pandemia fueron la rinocerebral y la pulmonar en pacientes positivos, la mayoría falleció por la infección combinada del virus y el hongo. Actualmente, gracias a los avances en el conocimiento del manejo y tratamiento de la COVID-19, por ejemplo, vigilar los factores predisponentes de los pacientes y el uso controlado e individualizado de fármacos esteroideos contribuyó a prevenir los casos de mucormicosis; además, el desarrollo de vacunas y su aplicación inmediata de manera global en personas altamente vulnerables fue crucial para reducir el número de casos graves y el número de pacientes hospitalizados, por lo que se dejaron de utilizar los hospitales provisionales y se favoreció una atención médica más especializada. Por último, el monitoreo ambiental de mucorales en hospitales y áreas destinadas al manejo de pacientes para prevenir la infección, así como una terapia profiláctica con antifúngicos (medicamentos utilizados para tratar mucormicosis) en pacientes con alto riesgo, y la vigilancia epidemiológica en el diagnóstico de éstos en pacientes con COVID-19 grave, fueron un papel clave para prevenir y disminuir el número de casos de mucormicosis en éstos. Hoy en día los nuevos casos son raros y esporádicos, mientras que en la India y en el mundo han disminuido drásticamente. El diagnóstico temprano y oportuno de la mucormicosis es crucial para su cura o control. El uso inmediato de antifúngicos (medicamento para las infecciones causadas por hongos) tiene un impacto directo en el resultado y el curso de la enfermedad. La anfotericina B es el fármaco más activo contra los mucorales y es considerado de elección para el tratamiento inicial, mientras que el posaconazol e isavuconazol son otros antifúngicos activos y se emplean como terapia de rescate en pacientes que no presentan una respuesta favorable a la anfotericina B. Adicional a los antifúngicos, debe intentarse eliminar el factor predisponente de la mucormicosis, por ejemplo, lograr el control de la glucemia en pacientes con diabetes ha demostrado ser un componente importante del régimen, en pacientes con inmunosupresión debe reducirse este factor en la medida de lo posible. La terapia antifúngica combinada suele ser utilizada por muchos médicos en un intento de maximizar el éxito contra esta devastadora enfermedad, especialmente en pacientes con inmunosupresión en los que no puede revertirse. La duración del procedimiento con antifúngicos suele prolongarse (meses a años), hasta que se logra la resolución clínica, incluso puede ser necesaria terapia de por vida. CONCLUSIÓN Figura 3. Posible mecanismo de establecimiento de mucormicosis. Un individuo con comorbilidades se expone al virus SARS-CoV-2, desarrolla síntomas de COVID-19, que evoluciona a neumonía y necesita ventilación mecánica; la receta de fármacos esteroideos y la estancia en el hospital lo predisponen a la exposición al hongo negro y a desarrollar mucormicosis 48 CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 La mucormicosis es una infección poco común, que se limita a un grupo reducido de pacientes y que difícilmente provocará una enfermedad masiva alrededor del mundo. Se presentó un ascenso de esta enfermedad durante el primer año de la pandemia debido al uso desmedido de fármacos esteroideos en pacientes hospitalizados con neumonía grave. Gracias a las estrategias de vacunación, tratamiento, manejo y prevención en el mundo, se pudo frenar esta infección secundaria en pacientes con COVID-19. CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 REFERENCIAS Choudhary, N.K., Jain, A.K., Soni, R., et al. (2021). Mucormycosis: A deadly black fungus infection among COVID-19 patients in India. Clin Epidemiol Glob Health. 12:100900. doi:10.1016/j. cegh.2021.100900 Madhavan, Y., Sai, K.V., Shanmugam, D.K., et al. (2022). Current Treatment Options for COVID-19 Associated Mucormycosis: Present Status and Future Perspectives. J Clin Med. 11(13):3620. Doi: 10.3390/ jcm11133620 Mahalaxmi, I., Jayaramayya, K., Venkatesan, D., et al (2021). Mucormycosis: An opportunistic pathogen during COVID-19. Environ Res. 201:111643. Doi:10.1016/j.envres.2021.111643 Muthu, V., Rudramurthy, S.M., Chakrabarti, A., et al. (2021). Epidemiology and Pathophysiology of COVID-19-Associated Mucormycosis: India versus the Rest of the World. Mycopathologia. 186(6):739754. Doi: 10.1007/s11046-021-00584-8 Rudrabhatla, P.K., Reghukumar, A., y Thomas, S.V. (2021). Mucormycosis in COVID-19 patients: predisposing factors, prevention and management. Acta Neurol Belg. 122(2):273-280. Doi.org/10.1007/ s13760-021-01840-w Steinbrink, J.M., y Miceli, M.H. (2021). Mucormycosis. Infectious Disease Clinics of North America. 35(2), 435-452. Doi:10.1016/j.idc.2021.03.009 Descarga aquí nuestra versión digital 49 �SECCIÓN ACADÉMICA Rosácea dérmica y ocular desde un punto de vista clínico y descriptivo Andrea Muñoz Álvarez*, Axel García-Burgos**, José Eduardo Campos-Arceo*** DOI: https://doi.org/10.29105/cienciauanl26.119-6 RESUMEN ABSTRACT La enfermedad rosácea dérmica y ocular se encuentra dentro de la clasificación de padecimientos dermatológicos y oftálmicos, estableciendo una patología dentro de dos especialidades clínicas. Es multifactorial, el cuadro clínico puede presentarse de distintas maneras, la representativa es una fragilidad capilar y dérmica, dependiendo de la actividad ambiental y climática. Se presenta como un eritema facial ubicado en la zona de las mejillas y nariz, puede observarse un patrón mayor en el sexo femenino. Sin embargo, existen lesiones como hiperplasia de tejidos, de mayor predominancia en el sexo masculino. The dermal and ocular rosacea disease is within the classification of dermatological and ophthalmic conditions, establishing a pathology within two clinical specialties. It is multifactorial, the clinical picture can present itself in different ways, the representative one is capillary and dermal fragility, depending on environmental and climatic activity. It presents as a facial erythema located in the area of the cheeks and nose; a greater pattern can be observed in the female sex. However, there are lesions such as tissue hyperplasia, with a greater predominance in males. Palabras clave: rosácea, ocular, multifactorial, eritema, hiperplasia. Keywords: rosacea, ocular, multifactorial, erythema, hyperplasia. La rosácea es un padecimiento común que abarca la piel y el tejido ocular. Se presenta en la porción central del rostro durante aproximadamente tres meses o un poco más. Se trata de un “trastorno inflamatorio crónico que se caracteriza por rubor facial, telangiectasias, eritema, pápulas, pústulas y, en casos graves, rinofima” (Keri, 2018). rición del ácaro Demodex folliculorum, cuyo ciclo de vida es de aproximadamente seis meses, con una afectación importante en pestañas, ocasionando “prurito moderado y formación de tejido fibroso alrededor del parásito, con eritema, descamación folicular y ardor” (Trejo-Mucha et al., 2007). El objetivo del tratamiento clínico se basa en la justificación, debido a que puede ocasionar lesiones crónicas, así como ojo seco, alteraciones anatómicas debido al proceso de inflamación y fibrosis; en los casos más graves puede ocasionar ceguera. Estas lesiones se presentan con mayor frecuencia en pacientes de fototipo de piel tipo I y II (claro). Como se mencionó anteriormente, está asociada con la apa- ETIOLOGÍA DE LA ROSÁCEA Como se expuso anteriormente, la fisiopatología de esta enfermedad es multifactorial, como alteraciones en el “control vasomotor anormal, obstrucción del drenaje venoso facial, aumento de los ácaros del folículo (Demodex folliculorum) y aumento de la angiogénesis, expresión de ferritina y especies reactivas del oxígeno” (Keri, 2018). Está asociada a trastornos a nivel psicológico, en los que existe prurito, producto de un síndrome conversivo, así como alteraciones correspondientes a la hiperreactividad a nivel vascular, afectando la zona facial; “la tensión y otros factores psicológicos como una propensión para la vergüenza se consideran causas potenciales de la condición” (Mandal, 2019). Se debe enfatizar la presencia de Demodex folliculorum, que altera la flora saprófita, aumenta la secreción sebácea, ocasiona mayores lesiones en la zona afectada y causa una cascada inflamatoria e inmunológica importante proveniente de los linfocitos Helper e inductores T. “La respuesta inflamatoria inmune de linfocitos T Helper y T inductores se ve contra antígenos de Demodex en pacientes con rosácea” (Alonzo, Guarneros y Valdés-Webster, 2006), que aumentan la incidencia de la inflamación y por tanto de daño agudo y crónico. EPIDEMIOLOGÍA Se observó una incidencia en la que se estima que “1% de las consultas dermatológicas presentan rosácea. Es más frecuente en mujeres y en personas con fototipos de Fitzpatrick I y II, aunque incide en todas las razas. En varones tiende a ser más grave, con mayor incidencia de complicaciones y una prevalencia más alta de la variante fimatosa” (Barco y Alomar, 2008); se presenta más en mujeres de tez clara, aunque las de piel oscura también pueden padecerla en menor proporción. A la vez, del tipo de fototipo I y II (muy claro y claro), la exposición a los rayos ultravioleta provenientes del Sol, y también puede representar un riesgo para la aparición de lesiones precancerosas en la piel. MÉTODOS DE DIAGNÓSTICO CLÍNICO Al momento de realizar el abordaje clínico y terapéutico, el especialista puede realizar el diagnóstico por vía visual o clínica, por medio de herramientas básicas. Para cuestiones de diagnóstico diferencial, puede hacer uso de estudios histopatológicos para determinar la etiología, ya sea de origen infeccioso (viral o bacteriano) o alérgico. En la diferenciación del diagnóstico destacan las “enfermedades sistémicas como policitemia vera; del tejido conectivo, síndrome carcinoide, mastocitosis y causas neurológicas de flushing” (Barco y Alomar, 2008). CUADRO CLÍNICO DE LA ROSÁCEA En numerosos artículos y guías consultadas se tiene estipulada la presencia de lesiones a nivel dérmico Figura 1. Las lesiones se presentan como pápulas y pústulas en y oftálmico. Se presentan en la consulta, refiriendo la zona del rostro con patrón inflamatorio (Manual MSD Versión lesiones como descamaciones a nivel de pestañas e para público general, 2018). inflamación en la base de la zona palpebral. * Universidad Marista, Mérida, México. ** Universidad Anáhuac Mayab, Mérida, México. *** Universidad Autónoma de Guadalajara, Guadalajara, México. Contacto: axelgb1@hotmail.com 50 CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 51 �SECCIÓN ACADÉMICA MANIFESTACIONES OCULARES Durante el proceso de la evolución de la enfermedad se presentan distintos tipos de lesiones, englobando tanto la parte correspondiente a los párpados y pestañas. Entre éstos se encuentran: blefaritis anterior, que presenta escamas y escoriaciones alrededor de pestañas, eritema y rubor en la zona anterior del párpado. “Hasta 58% de los pacientes con rosácea pueden experimentar alteraciones oculares que van desde blefaritis hasta lesiones corneales que ponen en peligro la agudeza visual” (Alonzo, Guarneros y Valdés-Webster, 2006). Dentro de este mismo cuadro, pueden presentarse dos variantes etiológicas distintas: de origen estafilocócico y seborreica. Figura 2. Las lesiones que evolucionan de un cuadro inflamatorio agudo a crónico presentan una secuela en la zona nasal llamada rinofima (SkinNews, 2018). MANIFESTACIONES CUTÁNEAS Las lesiones son propiamente abordadas desde un punto de vista dérmico, el proceso inicia con “la hiperemia, que puede ser episódica, pero luego de varios meses o años pasa a ser crónica con el desarrollo de telangiectasias. Durante los episodios de inflamación aparecen pápulas, pústulas y edema” (Rodríguez-Rivello, 2010), para lo cual conviene realizar un diagnóstico diferencial con padecimientos de la piel relacionados con la producción de las glándulas sebáceas, por ejemplo, dermatitis atópica, acné con patrón vulgar y juvenil. La rosácea, que afecta principalmente la zona central del rostro, es entendida como un trastorno 52 Figura 3. Las lesiones en la zona facial presentan un patrón vascular, debido al aumento capilar llamado telangiectasias (Dermatología.cat, 2020). Figura 5. Meibomitis, inflamación de las glándulas de Meibomio, éstas se encuentran a lo largo de borde palpebral secretando lípidos fundamentalmente, lo que ayuda a la formación de la lágrima (EcuRed, 2009). TRATAMIENTO EN LA ROSÁCEA DÉRMICA Y OCULAR El tratamiento de este padecimiento, tanto de presen- inflamatorio, que se caracteriza por rubor facial, telangiectasias, eritema, pápulas, pústulas y, en casos graves, rinofima. Esto puede ocasionar lesiones crónicas, engrosamiento de la dermis y alteración de la estructura cutánea. El diagnóstico, como en muchas patologías dérmicas, engloba la historia clínica realizada al paciente, interrogatorio, antecedentes y la revisión clínica. La etiología de la rosácea engloba una parte oftálmica: aumento de la permeabilidad vascular, formación de vasos, los cuales presentan fragilidad capilar y presencia de D. Folliculorum. La evolución clínica presenta cuatro fases: prerrosácea, vascular, inflamatoria y tardía. CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 tación cutánea como ocular, suele ser con efecto antibiótico y antiinflamatorio, para disminuir el proceso de daño tisular agudo y crónico. Esto se determina al realizar la valoración, bajo los parámetros del número y gravedad de lesiones, el tiempo que ha transcurrido Figura 4. La rosácea ocular suele afectar a personas en edad adul- y los efectos potenciales a futuro. Además se deben ta, de entre 30 y 50 años de edad. El trastorno se puede controlar comunicar al paciente los efectos de los factores excon medicamentos, pero suele volver a surgir porque no remite ternos, como el clima, y el apego que debe tener al totalmente (OkDiario, 2020). tratamiento sistémico o tópico. Por otra parte, en la situación anatómica posterior se presenta inflamación de las glándulas de Meibomio (meibomitis); la tipografía de las lesiones es descrita como eritema, inflamación y secreciones de las glándulas. A su vez, viene acompañada de lagrimeo, irritabilidad, presencia de sequedad y fotofobia. El paciente refiere “aparición de chalaziones a repetición y blefaroconjuntivitis crónica (30%)” (Yáñez y Morante, 2006). La enfermedad puede presentar un patrón propiamente en la conjuntiva. Las lesiones se consideran como elevaciones o pequeños bultos tortuosos, con un patrón muy vascularizado y de color violáceo. CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 De igual forma se deben evitar los factores desencadenantes, como calor, frío, así como ejercicios físicos que impliquen un aumento en la permeabilidad capilar y vascular. También es importante la administración de fármacos como inhibidores de calcineurina y corticosteroides. Los antiinflamatorios tienen un rol importante en el mantenimiento y la mejoría del cuadro, pues actúan a nivel local contrastando con los inhibidores de la calcineurina. Uno de los pilares del tratamiento tópico es el “ácido azelaico, que ha demostrado ser un tratamien- 53 �SECCIÓN ACADÉMICA to seguro y eficaz, aprobado por la FDA (Food Drug Administration), pues actúa principalmente en lesiones papulopustulosas y escoriaciones. Tiene presentaciones en gel a 5% y crema a 20%. Su mecanismo se basa en la inhibición de calicreína 5 y catelicidina (estos componentes se basan en la patogénesis de la cascada inflamatoria) de la rosácea” (Troielli et al. 2016). En lo que se refiere al tratamiento antibiótico, se hace hincapié en la revisión clínica. Los dos medicamentos de elección son “las tetraciclinas en su presentación 100 mg y doxicilinas 100 y 40 mg (aprobadas también por la FDA), ambas de liberación prolongada. Se recomienda el tratamiento sistémico por 12 semanas y, posterior a la mejoría del cuadro clínico, mantener tratamiento tópico de mantenimiento” (Troielli et al. 2016). Para tratar la rosácea ocular, primero se deben identificar los factores que exacerban el cuadro y evitarlos de ser posible. Algunos pacientes refieren mejoría clínica con masajes faciales para disminuir el edema. El uso diario de protector solar de amplio espectro es recomendable en todos los pacientes, los bloqueadores físicos, como los de dióxido de titanio y óxido de zinc, son bien tolerados. Los fimas, en especial los rinofimas, mejoran cosméticamente con la dermoabrasión, rasurados o peelings. El tratamiento ocular requiere de medicamento tanto oral como tópico, incluyendo higiene ocular, lubricación y, ocasionalmente, esteroides tópicos a corto plazo. CONCLUSIÓN Las patologías ocular y dermatológica están relacionadas, debido a que en casos como la rosácea son alteraciones de las glándulas sebáceas, las cuales ocasionan inflamación en el tejido, afectando las zonas facial, nasal y ocular. El tratamiento se basa principalmente en el uso de antibióticos para disminuir el proceso inflamatorio y la cantidad de microorganismos como Demodex, que también estimulan el proceso de inflamación y daño tisular. Por todo lo anterior, el especialista debe tener especial cuidado para lograr una mejoría en el paciente e identificar las principales lesiones que engloba dicha patología. 54 REFERENCIAS Alonzo, M., Guarneros, A., y Valdés-Webster, R. (2006). Rosácea ocular: presentación de un caso. Medigraphic.com. Disponible en: https://www.medigraphic.com/pdfs/derma/cd2006/cd063h.pdf Barco, D., y Alomar, A. (2008). Rosácea. Actas Dermo-Sifiliográficas. Disponible en: https://www.actasdermo.org/es-rosacea-articulo-S0001731008746726 Keri, J., (2018). Rosácea-trastornos dermatológicos-manual MSD versión para profesionales. Manual MSD versión para profesionales. Disponible en: https://www.msdmanuals.com/ es/professional/trastornos-dermatol%C3%B3gicos/acn%C3%A9-y-trastornos-relacionados/ros%C3%A1cea Mandal, A. (2019). Autoestima y depresión de rosacea. News-Medical.net. Disponible en: https://www.news-medical. net/health/Rosacea-Self-Esteem-and-Depression-(Spanish). aspx#:~:text=Rosacea%20es%20una%20enfermedad%20 de,los%20exacerbators%20de%20la%20condici%C3%B3n Rodríguez-Rivello, G. (2010). Tratamiento de la rosacea papulopustulosa. Intramed.net. Disponible en: https://www.intramed.net/contenidover.asp?contenidoid=65768 Trejo-Mucha, E., Puell-Ramírez, L., Salomón, M., et al. (2007). Demodicidosis en pacientes con rosácea. Scielo.org. pe. Disponible en: http://www.scielo.org.pe/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1018-130X2007000100004 Troielli, P., González-Otero, F., Ríos-Yuil, J., et al. (2016). Actualización y recomendaciones para el diagnóstico y tratamiento de la rosácea en latinoamérica. Medigraphic.com. Disponible en: https://www.medigraphic.com/pdfs/cutanea/ mc-2016/mcs161b.pdf Yáñez, B., y Morante, V. (2006). Rosácea ocular: clínica y alteraciones de la película lagrimal. Cidermperu.org. Disponible en: http://www.cidermperu.org/php/folia/pdf/f0121.pdf Descarga aquí nuestra versión digital CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 55 �CIENCIA DE FRONTERA Ciencia de frontera Ciencia y humanismo para detectar el virus: entrevista al doctor Andreu Comas García María Josefa Santos Corral* *Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, México. Contacto: mjsantos@sociales.unam.mx E l doctor Andreu Comas García es médico cirujano por la Facultad de Medicina de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí (UASLP), tiene una maestría en Ciencias de la Salud por la Escuela de Salud Pública de México del Instituto Nacional de Salud, y un doctorado en Ciencias del Programa de Doctorado en Ciencias Biomédicas de la Universidad Nacional Autónoma de México. Sus áreas de trabajo son la epidemiología, virología, inmunología y salud pública de virus respiratorios sinciciales 56 CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 centro OMS Mex-21 que se encuentra dentro de la UASLP. Fue fundador del Laboratorio Estatal de Histocompatibilidad de Órganos y Tejidos y del Laboratorio de Enfermedades Infecciosas, del Centro de Investigación en Ciencias de la Salud y Biomedicina (CICSaB) de la UASLP. El laboratorio de Enfermedades Infecciosas fue el primero de la academia con servicio al público para diagnosticar la Actualmente es profesor e investigador infección por SARS-CoV-2, y el primero en del Departamento de Microbiología de la detectar variantes de este virus como serviFacultad de Medicina. Es colaborador del cio tanto al gobierno como al público. (VSR), influenza y SARS-CoV-2; se especializa en los temas de dinámica de la transmisión de virus respiratorios, regulación inmune de la infección y factores de riesgo de enfermedad grave por VSR en recién nacidos, temas sobre los que ha publicado artículos, capítulos de libro y ha impartido numerosas conferencias. CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 57 �CIENCIA DE FRONTERA Espero seguir contribuyendo a que en esta pospandemia sigamos creciendo y beneficiando a la sociedad. 58 ¿Cómo transita de la Medicina a la investigación en biomedicina? ¿Qué circunstancia detona su interés por la investigación en virus respiratorios? Fue una transición que se dio durante el servicio social, el cual realicé en investigación con el Dr. Daniel Noyola Cherpitel, entre 2008 y 2009. Durante el servicio, realicé detección y caracterización molecular de virus de influenza en San Luis Potosí. Esto se hizo porque entonces el Laboratorio Estatal de Salud Pública no tenía los recursos para realizarlo. En este periodo hubo dos momentos importantes que hicieron que decidiera dejar el mundo de la medicina clínica y me orientara por la investigación en epidemiología y virología. El primer momento fue cuando detecté por primera vez un paciente (mediante inmunofluorescencia indirecta) con infección por el VSR. El segundo fue la pandemia de influenza A/H1N1 de 2009. Mi primer acercamiento fue de niño al leer las historias de Pasteur, Robert Gallo, el HIV, el ébola y conocer las epidemias. Ya dentro de la carrera de Medicina, al ingresar al tercer año Desde enero hasta Semana Santa de ese año empezamos a detectar pacientes con neumonía atípica viral sin inmunosupresión. En aquel tiempo, junto con el Dr. Christian A. García Sepúlveda, intentamos detectar el agente causal y descubrimos que no era influenza aviar. Al poco tiempo salió la información de que era influenza triple porcina arreglante. Con esta información empezamos a detectar y caracterizar a los pacientes y los virus. Ahí decidí que mi camino sería la investigación y busqué un posgrado que tuviera epidemiología, salud pública e investigación básica. Así llegué al Programa de Maestría en Ciencias en Salud en Enfermedades Infecciosas en el INSP. CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 empecé a tocar las puertas de los laboratorios de la facultad y conocí el Dr. Noyola. Inmediatamente me gustó lo que hacía y empecé a tomar muestras y analizar datos, hasta que se convirtió en una rutina y una pasión. ¿Qué retos y oportunidades representó para un especialista en VSR la epidemia SARS-CoV-2? El primer reto consistió en aplicar el conocimiento de VSR y de influenza para la detección y bioseguridad para manejar el virus. Para finales de enero de 2020, al analizar los datos de la epidemia, nos dimos cuenta de que la velocidad de propagación era mucho mayor que la del SARS-CoV de 2002-2003. Entonces, junto con los doctores Fernando Díaz-Barriga Martínez y García Sepúlveda, formamos el Programa Virus, para poder establecer estrategias para la detección y mitigación del virus. Lo primero que hicimos fue elaborar infografías para la prevención, y un manual para el asilamiento en casa de infectados. Éstas CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 las traduje a lenguas como pame del norte, pame del sur, mixteco, náhuatl y maya. De manera paralela trabajamos para habilitar un laboratorio de diagnóstico. Como la situación política no favorecía el abrirlo y la UASLP estaba pasando por un cambio de rector, temíamos dificultades para hacer el diagnóstico. Por lo tanto, decidimos organizar el proceso en dos partes: la primera, toma de muestras, trabajo administrativo, procesamiento inicial de la muestra, obtención del RNA viral y resguardo de muestras en el CICSaB (bajo la dirección del Dr. Roberto F. González Ama- 59 �CIENCIA DE FRONTERA ro y trabajando con la Dra. Sofía Bernal Silva y Berenice Hernández). La segunda, la RT-qPCR en el Laboratorio de Genómica Viral y Humana del Dr. García Sepúlveda. Todo esto fue apoyado por el entonces director de la Facultad de Medicina (hoy rector de la UASLP). A pesar de que para mediados de febrero de 2020 ya teníamos todo para hacer el diagnóstico, los servicios de salud del estado de San Luis Potosí no nos permitían realizarlo. Hasta que para mediados de marzo obtuvimos el aval del InDRE y el 27 de marzo detectamos el primer paciente. Con el laboratorio montado, un tercer reto fue el volumen de muestras (llegamos a atender 200 al día) y las dificultades sociales que conllevaba para la gente tener un resultado positivo, desde la posibilidad de aislarse hasta el estigma que significaba contagiarse. El cuarto fue la aparición de variantes, con lo cual se incrementaron las reinfecciones y las infecciones en niños y en personas vacunadas. Para ese momento ya existía una excelente relación con los servicios de salud de San Luis Potosí, el In- DRE, el Consorcio Mexicano de Vigilancia Genómica y con el Dr. Octavio P. García, de la empresa Genes2life. Gracias a todo esto pudimos detectar los primeros casos de variantes del SARS-CoV-2 mediante RT-qPCR en el estado. Al principio mediante donación de Genes2Life y posteriormente compramos los reactivos. El quinto reto fue la reaparición de influenza y el VSR (noviembre de 2021), con ello tuvimos que cambiar la tecnología de detección, hasta conseguir que en una sola muestra, la de Genes2life, que además tenía un precio más bajo, detectáramos los virus de SARS-CoV-2, influenza y VSR. Los dos primeros años de la pandemia el reto fue grande, debíamos atender un gran volumen de pacientes con poco personal, teníamos mucha presión. Debido a ello, el primer año sólo fue diagnóstico, en el segundo a esta actividad se sumó reclutar pacientes. Ello nos llevó a parar proyectos de investigación. Además, impartíamos clases online, enfrentábamos los retrasos con los que llegaran reactivos y a nivel personal veíamos poco a la familia. La difusión de información ha sido muy amplia, lo que generó una sociedad más proactiva y con más conocimiento. 60 CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 ¿Cómo integra y constituye redes de trabajo sobre el tema? A partir de 2019 se crea ProcienciaMx, que se ha convertido no sólo en un foro para defender la ciencia y la tecnología en México. También se ha vuelto una gran plataforma para el intercambio de ideas, personas y proyectos. Otro momento clave fue la pandemia, nos vinculamos con muchos laboratorios y con gente de otras disciplinas, universidades y ciudades, lo que nos llevó a crear un trabajo en equipo multidisciplinario que nos ha enseñado que podemos trabajar varias personas en diferentes temas de manera productiva. Además, a partir del Programa Virus integramos una red multidisciplinaria donde había psicólogos, abogados, biólogos, sociólogos, médicos CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 y epidemiólogos y trabajamos con varias comunidades vecinas para evitar y controlar los contagios. En éstas abrimos la primera escuela pública antes que el resto y durante cuatro meses nadie se contagió gracias a que pudimos hacer un buen vínculo con la comunidad y con otros profesores como los del Cinvestav que vinieron a probar un sistema de muestreo para COVID que los usuarios aceptaron y usaron para muestrearse. Con la intervención y apoyo del doctor Fernando Díaz Barriga tuvimos una visión de cómo debemos responder a la sociedad, asunto que a veces no es tan fácil y requiere hablar con la gente en su 61 �CIENCIA DE FRONTERA idioma, explicándoles lo que ocurre y los sistemas de solución propuestos de acuerdo a su circunstancia. Esto fue importante entre otras cosas porque al principio de la pandemia se generó un estigma contra los infectados, como si lo fueran de sida, había mucha negación. Por ello, el grupo interdisciplinario trabajó también en el diseño de un manual que compartimos con toda la sociedad para el cuidado del enfermo y logramos que la gente que vivía en una casa no se infectara de la persona contagiada, esto antes de la variedad Delta, cuando ya no hubo tanto control. ¿Qué incidencia tuvieron las investigaciones sobre el tema en la toma de decisiones de los gobiernos locales y nacional? Ésta es una pregunta que tiene muchas respuestas, ya que ha dependido de cada gobierno municipal, estatal y federal en turno. Es una respuesta diferente entre países. En el caso particular del gobierno del estado de San Luis Potosí, que estuvo en funciones durante los dos primeros años de la pandemia, hubo una excelente colaboración entre la academia y la toma de decisiones. El gobierno escuchó a los diferentes expertos, se formó un comité y, particularmente durante las etapas más crudas, se tomaban decisiones balanceadas entre la política y la ciencia. A nivel federal, sin duda los científicos y sus recomendaciones no han sido escuchados, sino reprimidos y perseguidos. ¿Qué retos implicó la difusión de los conocimientos sobre el SARS-CoV-2 a la sociedad? ¿Qué le ha dado la UASLP al doctor Comas y usted qué le ha dado a la UASLP? La UASLP no sólo me ha dado una licenciatura y un posdoctorado, también me ha permitido desarrollarme como profesor universitario, hacer investigación y otorgar servicio. Me permitió crear dos laboratorios de diagnóstico que ayudaron a la sociedad y generaron grandes ingresos para la propia Universidad. También me ha permitido darme a conocer dentro de la comunidad científica y hacer relaciones que el día de hoy me dan la posibilidad de despegar como investigador independiente y no como un investigador asociado. Me ha permitido entrar al SNI y llevar dinero a la casa. Aunque todavía soy un profesor e investigador hora-clase por obra y tiempo determinado, aunque sigo soñando ser algún día un profesor investigador de tiempo completo. Sin duda, me ha dado una carrera y una proyección. Fue y sigue siendo un reto muy importante en esta época de tanta desinformación en redes sociales, donde la posverdad y las fake news replicadas por medios de comunicación, sociedad, políticos y gobiernos han complicado el correcto manejo de la pandemia. La difusión de información ha sido muy amplia, lo que generó una sociedad más proactiva y con más conocimiento. Nos permitió analizar y criticar como población las medidas y, sobre todo, nos enseñó la rapidez con la que cambia la información y la relatividad de la ciencia. Sin duda, el principal reto en México ha sido que el gobierno federal, y gran parte de los locales, han decidido no seguir las recomendaciones científicas, con lo cual a muchos se nos ha señalado, censurado y perseguido. Lo que yo he dado a la UASLP ha sido calidad en mi trabajo, hacerlo con humanismo, tratar de enseñar y siempre intentando hacerlo de la mejor manera. He generado ingresos, visibilidad y, sobre todo, ayudé a que pudiera ser un agente relevante durante la pandemia. Espero seguir contribuyendo a que en esta pospandemia sigamos creciendo y beneficiando a la sociedad. Inmediatamente me gustó lo que hacía y empecé a tomar muestras y analizar datos, hasta que se convirtió en una rutina y una pasión. 62 CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 DESCARGA AQUÍ NUESTRA VERSIÓN DIGITAL CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 63 �Sustentabilidad ecológica SUSTENTABILIDAD ECOLÓGICA EL DÍA CERO EN EL ÁREA METROPOLITANA DE MONTERREY Pedro César Cantú-Martínez* *Universidad Autónoma de Nuevo León, San Nicolás de los Garza, México. E-mail: cantup@hotmail.com El cambio climático –de origen antropogénico– es el fenómeno que más daño ha ocasionado en el contexto internacional, su incidencia afecta las condiciones del clima, por lo que todos los territorios del planeta son susceptibles de estar expuestos a una posible ocurrencia de sus efectos. Sus estragos, según Sánchez (2021), son consecuencia de la gestión inadecuada de los recursos naturales, los cuales son de gran vitalidad para la naturaleza y la sostenibilidad del ser humano; esto demuestra que la vulnerabilidad al cambio climático en la actualidad es enorme, ya que representa un desafío sumamente complejo que trae consigo añejas y nuevas problemáticas sociales y ambientales. En este aspecto, Ortega-Gaucin (2018:79) asevera: Sus efectos van desde aquellos de carácter físico a corto plazo (escasez o falta de agua para las actividades cotidianas) y ambiental (daños en la flora y fauna silvestres), hasta los impactos sociales y económicos de gran alcance, como pérdidas de la producción agrícola, pecuaria, forestal y pesquera, desempleo, conflictos, entre otros. Entre los efectos más notables del cambio climático se encuentra con mayor persistencia la falta de agua, que se está haciendo presente en múltiples lugares en el mundo. La Organización Meteorológica Mundial (2006) ha llegado a estimar que la escasez ha provocado aproximadamente 20% de las pérdidas económicas en el 64 CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 mundo. Aspecto que se ha incrementado, ya que los impactos en la comunidades y ecosistemas han sido más agudos y amplios durante las pasadas dos décadas (Browder et al., 2021). Es así como los fenómenos hidroclimatológicos se han extendido de forma rápida, y su evolución ha sido inseparable de múltiples efectos negativos en el clima y la suficiencia hidrológica. Los sucesos negativos de la sequía se pueden caracterizar en términos de las siguientes características: magnitud, ubicación, duración y momento. Conjuntamente, los impactos ocasionados por las sequías se pueden, además, caracterizar y distinguir según los sectores comunitarios afectados. La gama de daños es extensa e incluyen las áreas de la salud, la actividad agropecuaria, el sector de energía, transporte e industrial y manufacturero (IDMP, 2022). El Banco Mundial estima que en los últimos 20 años se han visto afectadas 1.43 billones de personas por este fenómeno en el mundo (Browder et al., 2021). Por los anteriores argumentos, se hace pertinente abordar la problemática existente de insuficiencia de agua en el área metropolitana de Monterrey (AMM) en Nuevo León, México. Para ello se abordará qué es el día cero y los sucesos que sobrevinieron en el AMM, también se abordará el contexto de la crisis por este elemento en Nuevo León, particularmente en el AMM, para terminar con algunas consideraciones finales. 65 �SUSTENTABILIDAD ECOLÓGICA EL DÍA CERO Se hace alusión al día cero cuando una nación, región o ciudad se queda sin el recurso hídrico en cantidades suficientes para lograr satisfacer las demandas para poder subsistir, o bien desarrollarse enteramente. En este contexto, Romero y Romero (2020:29) indican lo siguiente: El día cero significaría una gran crisis del agua en una región. Aunque es un derecho humano tanto en la Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos, no es igual en calidad y cantidad para todos. Expertos en la materia se refieren al día cero como aquella fecha en la que la población de una localidad deja de tener acceso libre al agua, para únicamente poder obtenerla mediante esquemas de racionamiento. De tal manera que debido a las características propias de ese momento se verían acciones de racionamiento del suministro, con lo que una gran cantidad de población estaría siendo afectada por el cierre del servicio de distribución, generando que hogares, comercios y empresas se vean en la necesidad de encontrar otras fuentes locales de abastecimiento. Recientemente, el AMM ha padecido una situación muy similar, donde tanto el organismo operador de la distribución (Agua y Drenaje de Monterrey) y la Comisión Nacional del Agua, han tomado medidas de manera conjunta para paliar esta carencia ra- 66 cionándola, esto ha incidido en la vida cotidiana de cerca de 5 millones de personas, que mayormente dependen de los afluentes superficiales de ríos y presas de almacenamiento. Los principales cuerpos de agua, las presas La Boca, Cerro Prieto y El Cuchillo, alcanzaron niveles críticos de almacenamiento de 8, 2 y 42%, respectivamente (Cantú-Martínez, 2022). Estos tres embalses proporcionan 60% del abastecimiento –el otro 40% es de mantos subterráneos–. La Boca, localizada a 30 km del AMM, proporciona 34 hectómetros cúbicos (hm3) útiles, en tanto Cerro Prieto, ubicada a 135 km, 249 hm3, mientras El Cuchillo, situada a 120 km del AMM, abastece 921 hm3 utilizables. Estos volúmenes se registran cuando los embalses alcanzan sus niveles máximos (Fondo de Agua Metropolitano de Monterrey, 2016). Tales antecedentes han puesto al descubierto que los esfuerzos de una planeación y gestión adecuada por las instancias gubernamentales fueron insuficientes; durante los últimos años, estando al frente Rodrigo Medina (2009-2015) y Jaime Rodríguez (2015-2021), y ahora, durante la gestión del gobernador Samuel García (20212027), se apreció el colapso del sistema de abastecimiento (Esparza, 2014; Cantú-Martínez, CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 2022). En este sentido, destacan declaraciones muy específicas del gobernador Samuel García, al comienzo de la crisis, como las siguientes: “Ahora resulta […] porque no hay agua, como si a mí me tocara el abasto”, “¿Qué culpa tiene Agua y Drenaje de que […] el gobierno federal y local no previeron esta crisis?” (López de Rivera, 2022). Con estas declaraciones evidenció que, en el marco de la jurisdicción federal y estatal en años anteriores, como instancias concernientes en la materia, impensadamente o no, demoraron en dar una solución concreta a la problemática, omitiendo el descenso constante del volumen del recurso con el que se contaba almacenado, en los tres principales embalses, lo que derivó en el contexto socioambiental del día cero. Asimismo, se puso en entredicho que la administración estatal fuera garante de la prestación del suministro, es decir, que involucra actividades de responsabilidad que son encaminadas a la provisión y seguridad del servicio que representa un insumo de utilidad general para la población. El aprovisionamiento de agua es un compromiso del Estado; no obstante que este servicio pueda ser concesionado, debe estar atento para que se responda a las necesidades de carácter general de la sociedad en el AMM, la cual requiere que el CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 abastecimiento se brinde con normalidad, calidad y de forma continua. Por otra parte, entre las causas principales, que se pueden argumentar, para llegar a este trance, y que conciernen a una mala gestión, encontramos, además de las sequías, aquello aunado a la sobreexplotación de acuíferos, el desperdicio del líquido proveniente de la precipitación pluvial, la falta de mantenimiento de la infraestructura hidráulica, las fugas del sistema de distribución, las tomas clandestinas, el desvío indebido de los cursos superficiales que abastecen las presas, la pérdida de los sistemas naturales captadores por el avance de la frontera urbana, agrícola y pecuaria, la disímil distribución del recurso entre la población y el sector productivo, los altos consumos per capita de una urbe creciente, así como la privatización, por citar algunas. Es así que el temido día cero se ha hecho presente en el AMM, generando una situación sumamente crítica, y cuya amenaza ha generado un escenario de carestía, en el cual, el agua distribuida en los contenedores públicos y camiones pipa fue insuficiente, donde además la población más vulnerable, social y económicamente, se vio principalmente afectada. 67 �SUSTENTABILIDAD ECOLÓGICA tran el impacto de las industrias refresqueras, cervecera y de acero asentadas en Nuevo León, sobre el patrimonio hídrico –del cual obtienen millonarias ganancias– al comentar terminantemente: CONTEXTO DE LA CRISIS DE AGUA En Nuevo León, uno de los múltiples problemas que ha enfrentado el AMM ha sido el abasto para una población en constante crecimiento. Esto es una eventualidad esencial a resolver, ya que el recurso hídrico es primordial para satisfacer las demandas del acelerado incremento poblacional, y adicionalmente es fundamental para la producción industrial y comercial que identifica a esta gran metrópoli. Si, además, contemplamos que el AMM está asentada en una región con condiciones climatológicas con oscilaciones de temperatura muy extremas, que ahora alcanzan los 45 grados centígrados, particularmente durante los meses de verano, con periodos anuales en los que la precipitación es muy escasa, y de igual modo, los escurrimientos son insuficientes, así como el reabastecimiento de los mantos acuíferos, podemos darnos una idea de la complejidad del problema y de la dimensión del esfuerzo para solventar esta situación (Inegi, 2017). Al respecto, Corrales y Vera (2022:319) comentan que en: …el estado de Nuevo León, el agua es un tesoro disputado por diferentes usuarios. Su uso y distribución ha creado todo un conjunto de instituciones e infraestructuras que operan aplicando costos por el consumo de este recurso escaso. Estas tarifas las definen organismos operadores del sector gobierno, privado o mixto cuando ambos sectores participan en el abastecimiento. Como en toda economía, los recursos son escasos y distribuidos en atención a la capacidad de pago de los consumidores y productores, así como el agua. 68 Este escenario no es nuevo, y las dificultades se han mostrado antes, por ejemplo, en el verano de 1978, el Sistema de Agua y Drenaje de Monterrey se vio en la imperiosa necesidad de interrumpir el suministro por 12 horas, de las 8 pm a las 6 am, por motivo de contar con un déficit en el abastecimiento, ya que no cubrían 42% de la demanda. Más adelante, en 1980, la insuficiencia fue tan grave que la mitad de la población sobrellevó un racionamiento aproximadamente durante un año, que incluso provocó que algunos pozos concesionados a la iniciativa privada también se vieran abatidos, y el sector industrial se considerará comprometido por primera vez. Esta situación se extendió hasta 1984, cuando sólo se cubría el abastecimiento de 50% (Cervantes et al., 1991). Es así que el inicio de los ochenta del siglo XX se vio sacudido por distintas movilizaciones populares en protesta por la falta de este elemento. En 1985 sólo se cubría 60% de la demanda, y tras los esfuerzos y gestión gubernamental, en 1988 se logró que 90% de población contara con 12 o más horas diarias de suministro, entre tanto en los sectores más elevados el servicio sólo cubría un periodo de entre 6 y 12 horas al día (Cervantes et al., 1991). Lo anterior también ha dejado entrever las dificultades que existen en materia de coordinación, pero particularmente de entendimiento entre las estructuras gubernamentales que han regido Nuevo León. Muestra de ello es el rechazo al “planteamiento de la construcción del acueducto Pánuco-Cerro Prieto, dentro del proyecto denominado Monterrey VI” (Aguilar y Monforte, CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 2018:150), que si bien era muy costoso, también era la única alternativa –propuesta durante el gobierno de Rodrigo Medina– para paliar la grave escasez por las sequías prolongadas y la creciente demanda por parte de la población. Se debe hacer hincapié en que existía, en el proyecto Monterrey VI, una gran injerencia del sector privado que, representado por grupos financieramente acaudalados, consideraban estratégicamente esta obra hidráulica para Nuevo León. Sin embargo, Jaime Rodríguez –en su periodo en la gubernatura– la consideró como inviable por los altos costos que implicaría, proponiendo por lo menos 15 alternativas a la Comisión Nacional en México, mediante el Plan Hídrico Nuevo León 2050, cuya elaboración involucró instituciones de educación superior, centros de investigación y empresas consultoras. Las propuestas se diversificaban así: ocho se referían a aprovechamientos subterráneos, cinco a flujos superficiales, una a la inyección de agua residual tratada y otra a la reducción, todas ellas con una perspectiva de seguridad hídrica (Flores, 2016; Fondo de Agua Metropolitano de Monterrey, 2016). En tanto, al asumir la gubernatura, Samuel García desconocía, o no fue informado oportunamente por su comisión de transición, la problemática existente que en esta materia sobrevendría en los siguientes meses, por no haberse implementado una obra al respecto. Consecuentemente, el agua es contemplada en Nuevo León como un insumo vital y limitado, que ostenta un valor socioeconómico y ambiental. En este aspecto destaca el trabajo de Villanueva, Jáuregui y Ávila (2021:51), quienes muesCIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 …tenemos que la suma total de estas tres industrias (acero, refresco y cerveza), en cuanto a consumo virtual en un siglo, equivaldría a la que una población de 4.5 millones de habitantes consumiría en 148 años, o al consumo que una población de 1 millón de habitantes consumiría en 526 años […] Como vemos, en cualquier caso, es importante reflexionar sobre este hecho, y en la forma y velocidad en que la consumimos. Por estas razones, desde la Federación es considerado –el declive de los volúmenes– como un asunto de seguridad nacional, por lo cual se procura, mediante las políticas públicas, evitar un aprovechamiento no sustentable que promueva efectos ambientales adversos y origine conflictos sociales y económicos, como lo señala el decreto publicado el 29 de julio de 2022, por el cual, finalmente, se instituye el plan de acción urgente para resolver el contratiempo por el desabasto de agua potable en Nuevo León durante 2022, y particularmente en el AMM (DOF, 2022). Con este decreto se pretende atenuar los efectos directos de la escasez con la construcción de un segundo acueducto que proviene de la Presa El Cuchillo hasta el AMM (denominado acueducto Cuchillo II), el cual se hará paralelo al que ya impera, para duplicar el volumen que proporciona dicho embalse. Es importante señalar que esta obra es una de las alternativas que se propusieron en el Plan Hídrico Nuevo León 2050. Con esta obra se espera evitar que haya interrupciones del suministro, cuyas consecuencias han afectado a cerca de 5 millones de habitantes y cuyas secuelas seguramente prevalecerán por varios años más. Por lo que será relevante que los gobiernos futuros en Nuevo León cuenten con la competencia y habilidades en materia de gestión hídrica para enfrentar las presiones socioeconómicas y productivas de una pujante AMM y de las próximas sequías que sobrevendrán. 69 �CONSIDERACIONES FINALES SUSTENTABILIDAD ECOLÓGICA Como en cualquier análisis de un contexto socioambiental, se requiere contar con información que permita adentrarse con mayor profundidad sobre las causas que han promovido esta crisis en el AMM. Pero, lo cierto, es que se ha hecho un uso (en el AMM) que no cumple con las posturas de sustentabilidad enmarcadas en los objetivos del desarrollo sustentable. Esto se ha debido a la presión socioeconómica, tras de la cual, sabemos, subsisten decisiones políticas que establecen la postura social y la relación existente del sector productivo con respecto al recurso hídrico en Nuevo León. Además, se ha advertido la incapacidad de las autoridades para realizar obras en este tenor, así como para llevar a cabo una gestión sustentable de este vital líquido, principalmente frente a las múltiples concesiones otorgadas al sector privado. Asimismo, sabemos que esta privatización se relaciona con el agotamiento real del agua, y cuya repartición del uso gira principalmente en torno a aspectos productivos y comerciales, lo que ha influido –entre otros aspectos– a la presencia del día cero en el AMM; por ello, garantizar la propiedad social de este trascendente recurso, por parte de las autoridades estatales y federales, se hace imprescindible, ineludible y apremiante. REFERENCIAS Aguilar, I., y Monforte, G. (2018). Servicios públicos del agua, valor público y sostenibilidad. Gestión y Política Pública. 27(1):149-179. Browder, G., Núñez, A., Jongman, B., et al. (2021). An EPIC Response: Innovative Governance for Flood and Drought Risk Management-Executive Summary. Washington, DC: World Bank. Cantú-Martínez, P.C. (2022). Agua, sequía y cambio climático. Ciencia UANL. 25(116):66-77. Cervantes, E., Pozas, M.A., Fasci, A., et al. (1991). Gestión de áreas metropolitanas: el caso de Monterrey. México: Gaceta Mexicana de la Administración Pública Estatal y Municipal. Corrales, S., y Vera, J.I. (2022). Industrialización del agua y producción de cerveza en Monterrey. Intersticios Sociales. 23:317-347. Diario Oficial de la Federación. (29 julio 2022). Decreto por el que se establece el plan de acción inmediata para atender la emergencia por el desabasto de agua potable para uso público urbano y doméstico en los municipios afectados por baja disponibilidad en sus fuentes de abastecimiento y por sequía en el estado de Nuevo León. México: Diario Oficial d la Federación. Esparza, M. (2014). La sequía y la escasez de agua en México. Situación actual y perspectivas futuras. Secuencia. 89:195-219. Flores, L. (2016). Entierra el Bronco el acueducto Monterrey VI. El Economista. Disponible en: https://www. eleconomista.com.mx/estados/Entierra-el-Bronco-el-acueducto-Monterrey-VI-20160918-0052. html Fondo de Agua Metropolitano de Monterrey. (2016). Plan hídrico Nuevo León 2050. Monterrey: FAMM. Integrated Drought Management Programme. (2022). Drought and Water Scarcity. Geneva. World Meteorological Organization, Global Water Partnership, Food and Agriculture Organization, United Nations Convention to Combat Desertification, Integrated Drought Management Programme. Instituto Nacional de Estadística y Geografía. (2017). Anuario Estadístico y geográfico de Nuevo León 2017. México: Inegi. López de Rivera, L.N. (9 junio 2022). Samuel García se deslinda de la crisis de agua en Nuevo León, la peor de los últimos años. Disponible en: https://noticieros.televisa.com/ultimas-noticias/samuel-garciase-deslinda-de-la-crisis-de-agua-en-nuevo-leonla-peor-de-los-ultimos-anos/ Organización Meteorológica Mundial. (2006). Vigilancia y alerta temprana de la sequía: conceptos, progresos y desafíos. Ginebra: OMM. Ortega-Gaucin, D. (2018). Medidas para afrontar la sequía en México: una visión retrospectiva. Revista de El Colegio de San Luis. 8(15):77-105. Romero, E.T., y Romero, L. (2020). Estrés hídrico y escasez del agua: ¡no al día cero del agua! Glosa. 8(14):28-30. Sánchez, X.G. (2021). Optimización de índices de seguridad del nexo agua-energía-alimentos y resiliencia ante catástrofes climatológicas en una zona semiárida. Tesis de Maestría. Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo: México. Villanueva, H., Jáuregui, J.A., y Ávila, M. de J. (2021). La huella hídrica histórica de las principales industrias de Nuevo León. En: M. de J. Ávila, y A. Poma (coords.) Crisis socioambiental y climática, sustentabilidad y vulnerabilidad social. Pp. 41-55. México: Comecso. Descarga aquí nuestra versión digital 70 CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 71 �Ciencia en breve De pilas, hábitos y obesidad LUIS ENRIQUE GÓMEZ VANEGAS* CIENCIA EN BREVE *Universidad Autónoma de Nuevo León, San Nicolás de los Garza, México. Contacto: luis.gomezv@uanl.mx Reducir, reciclar y rehusar no son las únicas formas de ayudar al medio ambiente. También lo es buscar la manera de generar cosas nuevas con el menor impacto en el entorno, por eso, déjame contarte que unos investigadores de la Universidad Estatal de Arizona están aprovechando los procesos naturales que han proporcionado a las plantas y a otras formas de vida una fuente de energía desde hace millones de años y que permiten convertir la energía de la luz en energía química, durante el proceso de la fotosíntesis. En una nueva investigación, publicada en el Journal of the American Chemical Society (JACS), bajo el título “Electrochemically Driven Photosynthetic Electron Transport in Cyanobacteria Lacking Photosystem II”, se ha creado y patentado un dispositivo híbrido (en parte organismo vivo, en parte batería) que es capaz de suministrar energía incluso en condiciones de luz en las que la fotosíntesis natural suele estar inactiva. Aunque ésta es ideal para satisfacer las necesidades de las plantas y otros organismos fotosintéticos, la velocidad con la que la luz se convierte en energía química útil es demasiado baja para 72 poder satisfacer las necesidades energéticas humanas actuales. Los expertos en el tema llevan mucho tiempo buscando formas de aprovechar la fotosíntesis natural y, al mismo tiempo, mejorarla para darle usos industriales respetuosos con el medioambiente. Y ya que hablamos de generar y conservar energía, últimamente es más común ver edificios y casas-habitación con paneles solares en los techos, algunos se ven bien, pero otros la verdad parece que van a volar en cualquier momento, porque su integración a menudo resulta complicada por varias razones, incluyendo las de tipo estético. El singular acumulador semivivo se basa en microbios fotosintéticos modificados (en este caso, cianobacterias) que pueden recibir electrones de una fuente externa y utilizarlos para alimentar reacciones químicas que podrían aprovecharse para aplicaciones humanas. A esta modalidad de producción se la denomina electrofotosíntesis microbiana. Por eso, un equipo del Instituto Tecnológico de Karlsruhe (KIT), en Alemania, ha desarrollado y probado módulos de células solares de perovskita que parecen baldosas de mármol y que pueden emplearse a modo de material de construcción para recubrir las zonas deseadas de fachadas de edificios. Estas células solares han alcanzado eficiencias de más del 25 por ciento en laboratorio. En comparación con las de silicio de eficiencia similar, los materiales El avance logrado abre un ca- utilizados en las de perovskimino hacia la producción, respe- ta son más baratos y los métotuosa con el medio ambiente, de dos de producción una amplia gama de productos más sencillos. útiles, incluyendo combustibles Asimismo, el para el transporte, productos grupo ha deagroquímicos, fármostrado con macos, cosmétiéxito, y lo ha cos, plásticos o publicado en la parecidos y revista académisustancias ca Solar RRL, químicas bajo el título diversas “Perovski(fuente Solar Cells te: Amawith Vivid, Anzings). gle-Invariant, and Customi- CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 zable Inkjet-Printed Colorization for Building-Integrated Photovoltaics”, un nuevo método de impresión por inyección de tinta para colorear los módulos solares. Su principal ventaja es que resulta barato y es adecuado para grandes superficies. El método no sólo permite aplicar una amplia gama de colores, también crear complejos patrones. Los investigadores produjeron módulos con el aspecto de diversos materiales de construcción, incluyendo mármol blanco, lo que sin duda diferencia el producto y lo hace más “armónico” con el entorno (fuente: NCYT). Pero dejemos a un lado las baterías y la energía y pasemos a hablar de algo igual de interesante como la ingeniería de tejidos, un campo emergente orientado a reconstruir huesos y músculos aprovechando la capacidad natural del cuerpo humano para curarse a sí mismo. Uno de los principales retos es la necesidad de contar con grandes cantidades de células óseas que proliferen y se multipliquen lo suficiente una vez implantadas en la zona a tratar. Hasta la fecha, los procesos experimentales para transformar las células madre adultas en células óseas han utilizado equipamiento complicado y costoso y han tenido dificultades para la producción en grandes cantidades, lo que hace que una aplicación generalizada de esas técnicas resulte poco realista. Además, los ensayos clínicos en los que se ha intentado regenerar hueso han utilizado principalmente células madre extraídas de la médula ósea del paciente, un procedimiento muy doloroso. Sin embargo, científicos de la Universidad RMIT en Australia, han usado ondas de sonido para inducir a células madre a convertirse en óseas, mediante un método que evita los inconvenientes de las técnicas anteriores. Este avance podría algún día ayudar a generar nuevo tejido en pacientes que lo han perdido por culpa de enfermedades degenerativas o de cáncer de hueso. En los experimentos del nuevo estudio, que apareció en la revista Small, bajo el título de “Short-Duration High Frequency MegaHertz-Order Nanomechanostimulation Drives Early and Persistent Osteogenic Differentiation in Mesenchymal Stem Cells”, se comprobó que las células madre tratadas con ondas sonoras de alta frecuencia se con- CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 virtieron en óseas de modo rápido y eficaz. Otra cuestión importante es que en los experimentos se demostró que era eficaz en múltiples tipos de células, incluidas las células madre procedentes de tejido graso, cuyo proceso de obtención es mucho menos doloroso. Además, las ondas sonoras de alta frecuencia utilizadas se generaron en un dispositivo que esencialmente es un microchip de bajo costo y que ha sido desarrollado en la misma Universidad RMIT (fuente: Amazings). Qué importante es cuidar nuestra salud, aunque hay cosas que no podemos predecir, otras sí se pueden y de eso se trata la siguiente nota que te voy a presentar. Se sabe que en la aparición de la diabetes mellitus tipo 2 (DM2) juegan un papel clave factores de riesgo no modificables, como la edad o la genética, y otros que sí pueden modificarse, como los factores ambientales o el estilo de vida. Pues un estudio de la Universidad Autónoma de Madrid 73 �CIENCIA EN BREVE (UAM), publicado en el Journal of Behavioral Nutrition and Physical Activity bajo el título “Healthy lifestyle, metabolomics and incident type 2 diabetes in a population-based cohort from Spain”, ha confirmado que algunos biomarcadores en sangre podrían predecir con años de antelación la aparición de diabetes asociada a estilos de vida no saludables. Así, estos perfiles de metabolitos, detectables hasta una década antes de que surja la enfermedad, permitirían identificar a personas que podrían beneficiarse de un tratamiento intensivo del estilo de vida para prevenir la DM2. La diabetes mellitus tipo 2 es un padecimiento crónico que afecta a millones de personas en todo el mundo. Su evolución puede derivar en ceguera, daño en los riñones, alteraciones en la sensibilidad de manos y pies, e incluso amputación de extremidades, entre otras muchas comorbilidades, siendo una de las principales causas de muerte prematura. Además es silenciosa: cuando se perciben sus síntomas –sed excesiva, cansancio, orinar frecuentemente– puede llevar años desarrollándose. La dieta, la actividad física, el índice de masa corporal (IMC), el 74 tabaquismo y el consumo de alcohol se han asociado con un mayor riesgo de sufrir la enfermedad. Sin embargo, queda mucho por avanzar en la comprensión de las vías biológicas que pueden estar influenciadas por los estilos de vida en relación al desarrollo de diabetes. En este camino, la metabolómica (la determinación de moléculas intermediarias y subproductos del metabolismo) abre una oportunidad única para comprender estos mecanismos, como primer paso para diseñar estrategias para la prevención de la diabetes tipo 2 con intervenciones centradas en el estilo de vida (fuente: VozdeGalicia). Entre los malos hábitos de vida, en muchas personas, se incluye el fumar, aunque en los últimos años algunos fumadores han sustituido los cigarrillos por vapeadores, es decir, dispositivos que utilizan una pila eléctrica para calentar un líquido especial y convertirlo en un aerosol que el usuario inhala. Estos artefactos a menudo contienen nicotina o THC (la sustancia química psicoactiva de la marihuana), aromas y otros químicos disueltos en una base líquida aceitosa. El diacetilo, el formaldehído y la acroleína son sólo algunas de las cientos de sustancias potencialmente peligrosas que suelen encontrarse en los líquidos para cigarrillo electrónico y en los aerosoles de éstos. Los peligros de los cigarrillos tradicionales (como el riesgo mayor de cáncer de pulmón, apoplejía e infarto de miocardio por fumar regularmente) son bien conocidos. Aunque los electrónicos son mucho más recientes y la comunidad científica todavía no los conoce tan bien como a los convencionales, ya hay estudios en los que se han descubierto algunos peligros preocupantes. De hecho, una revisión de resultados, del Departamento estadounidense de Asuntos de los Veteranos, en investigaciones sobre la relación entre el uso de cigarrillos electrónicos y las lesiones pulmonares indica que su uso tiende a promover inflamación y lesiones en los pulmones, así como efectos nocivos para la salud en otros órganos del cuerpo. Una de las conclusiones del análisis titulado “Vaping and Lung Inflammation and Injury”, publicado en la Annual Review of Physiology, es que vapear puede causar inflamación pulmonar y una mayor susceptibilidad a infecciones. En casos extremos, y teniendo en cuenta que el aerosol del cigarrillo electrónico puede ser capaz de adentrarse en los pulmones hasta una profundidad notable, las sustancias químicas inhaladas pueden alterar el sistema inmunitario y causar efectos nocivos que suelen estar asociados a dolencias como el asma o el enfisema (fuente: NCYT). CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 Para los fumadores, y para todos en general, detectar una enfermedad a tiempo es fundamental para elevar las posibilidades de salir adelante, y si ésta es un cáncer, con mayor razón. Por eso un equipo de científicos de la Universidad Politécnica de Madrid ha llevado a cabo un análisis de las bacterias presentes en la saliva de pacientes que lo presentan en el pulmón a fin de averiguar si éstas podrían servir como marcador para detectarlo en etapas tempranas. Los especislistas han analizado la microbiota de la saliva, del pulmón y de las heces de pacientes con cáncer central de pulmón y de personas sanas, como grupo de control. La labor se ha hecho me- diante secuenciación genómica y el objetivo específico ha sido determinar qué microorganismos concretos y en qué proporciones se encuentran en ellas. suele ser muy diferente a la de sujetos sanos. Para cada malestar se puede encontrar un patrón en ésta, aunque casi siempre la variabilidad es tan grande que no se puede identificar una sola bacteria, sino grupos de bacterias particulares. El análisis estadístico de los resultados indica que los pacientes enfermos tienen muchos más Streptococcus que los sanos, por lo que este dato se podría utilizar para diagnosticarlo en la saliva, incluso para utilizarlo como herramienta de cribado en pacientes aún asintomáticos, lo que facilitaría una detección temprana. Los resultados se han publicado en Archivos de Bronconeumología bajo el título “Core Microbiota in Central Lung Cancer With Streptococcal Enrichment as a Possible Diagnostic Marker”. A pesar de que las composiciones de la microbiota de cada paciente son distintas, los investigadores encontraron una mayor predominancia de Streptococcus en las muestras de pulmón afectado (de los más de 400 géneros de bacterias encontrados), mientras que en las muestras de los controles destacaron las Pseudomonas. También detectaron un mayor parecido entre la microbiota de la saliva y la de los pulmones en los pacientes que en los grupos de control, fenómeno que se podría relacionar con aspiraciones desde la cavidad oral hacia los pulmones (fuente: UPM). Los microorganismos (fundamentalmente bacterias) que conviven en equilibrio con nuestro cuerpo son muchísimos. En personas sanas este conjunto de microorganismos (denominado microbiota) convive de forma pacífica en simbiosis con nuestro propio organismo ayudando en la digestión, produciendo vitaminas o protegiéndonos de patógenos externos. La composición y funcionalidad de esta microbiota en los enfermos CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 Otro importante problema de salud pública con una prevalencia creciente en todo el mundo es la obesidad. Se considera que para 2030 entre 50 y 60% de la población será obesa. Esto sin duda es un factor de riesgo establecido para diversas afecciones como la del hígado graso no alcohólico, ahora también conocida como esteatosis hepática metabólica, la diabetes tipo 2 y la dislipemia (alteración de los niveles de lípidos 75 �CIENCIA EN BREVE y proteínas en sangre), entre otras. La pérdida de peso mediante tratamientos farmacológicos, intervenciones en el estilo de vida o incluso la cirugía son eficaces para tratar las comorbilidades relacionadas con este mal. Sin embargo, sigue siendo necesario comprender mejor la conexión entre los diferentes trastornos metabólicos relacionados con éste para poder proponer nuevas terapias. una información importante para saber cómo funciona todo el metabolismo. El objetivo del grupo es poder determinar cómo parar la generación de esta enfermedad en el hígado y su progresión, de esta manera ayudar a disminuir, quizá, la prevalencia del cáncer (fuente: UPV/ EHU). El grupo de investigación de la Universidad del País Vasco (UPV/ EHU) ha demostrado que modificando de manera específica el uso de metionina en el hígado de ratones obesos, a través del silenciamiento del gen Mat1a, se obtiene un efecto global sobre el organismo, porque se previene y revierte la obesidad, desaparecen la resistencia a la insulina y el exceso de lípidos circulante y se consumen los lípidos del hígado. Tras cinco años de investigación han publicado “Methionine adenosyltransferase 1a antisense oligonucleotides activate the liver-brown adipose tissue axis preventing obesity and associated hepatosteatosis” en la revista Nature Communications, en el que aportan información de cómo el hígado puede regular la obesidad y los trastornos asociados a ésta; cómo modulando o restringiendo el uso de metionina (un aminoácido esencial que se obtiene únicamente a través de la dieta, para generar proteínas) dentro del hígado, se ha conseguido mejorar el estado corporal, al mitigar la obesidad y las complicaciones asociadas a ella. La obesidad es muy compleja, no solamente concierne al hígado o al tejido adiposo, también está implicado el cerebro. Es tan compleja que tiene mecanismos compensatorios. Esta investigación es, por tanto, un granito de arena más; 76 el riesgo de poder padecerlo. De hecho, podría existir una relación entre las dietas proinflamatorias y la posibilidad de desarrollarlo. Aunque esta evidencia no es todavía concluyente, sí es una de las principales conclusiones del estudio de Investigación Prospectiva Europea sobre el Cáncer y la Nutrición (EPIC) que aporta evidencias en relación con el potencial inflamatorio de la dieta y el riesgo que sufrir cáncer de páncreas. El estudio, publicado en el European Journal of Nutrition, apunta a que la dieta proinflamatoria se consumen cantidades elevadas de alimentos que están asociados a un mayor riesgo de inflamación. De hecho, la inflamación es una respuesta del sistema inmunológico al daño celular. Esto puede predisponer al cuerpo a sufrir algunos padecimientos como diabetes, afectaciones cardíacas o incluso algunos trastornos intestinales. Así pues, el abuso de grasas, azúcares, carbohidratos, carnes procesadas, aceites y alcohol, puede producir este efecto proinflamatorio ya que, en ocasiones, la ingesta de este tipo de alimentos va acompañada de dietas bajas en consumo de frutas y verduras. Además, en la búsqueda de la mejor dieta para obtener el físico deseado, mucha gente se hace más mal que bien, pues el consumo excesivo de unos alimentos en detrimento de otros puede originar desequilibrios en el cuerpo que lleven a problemas de salud y, finalmente, a trastornos graves. En un estudio reciente, se ha investigado hasta qué punto un determinado tipo de alimentación puede incrementar el riesgo de sufrir cáncer de páncreas. Existen evidencias sobre los efectos de la dieta en relación con El estudio ha contado con la participación de 450,112 participantes a los que se les ha realizado un seguimiento durante 14 años. Durante ese lapso se han identificado 1,239 casos que desarrollaron cáncer de páncreas. Analizado el potencial inflamatorio de la dieta de todos los participantes, se comparó con el tipo de dieta que realizaron aquellos que acabaron desarrollándolo. El estudio del potencial inflamatorio de su dieta se realizó a través de unas puntuaciones inflamatorias que tienen algunos alimentos, nutrientes o condimentos. Tales puntuaciones son positivas o negativas según CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 sus efectos en el cuerpo humano. En la investigación, se constató que aquellas personas que tenían mayor índice de puntuación inflamatoria en su dieta también tenían un mayor riesgo de desarrollarlo. versidad Rovira i Virgili (URV) en Tarragona, han analizado las tendencias de la prevalencia del dolor de espalda crónico utilizando datos de jóvenes europeos recolectados mediante la encuesta HBSC (Health Behavior in School-aged Éste es el primer estudio pros- Children) promovida por la OMS. pectivo que explica la relación entre el potencial inflamatorio de Tras analizar los datos, han la dieta y el riesgo de padecer un constatado que este tipo de dolor cáncer. Como, al día de hoy, toda- va en aumento y afecta principalvía es muy difícil poder tener un mente a las chicas. En el estudio, diagnóstico y un tratamiento efec- titulado “Cross-National Trends of tivo para luchar con este mal, la Chronic Back Pain in Adolescents: prevención sigue siendo la princi- Results From the HBSC Study, pal arma para combatirlo (fuente: 2 0 0 1 - 2014”, publicado The IDIBELL). Journal of Pain, se analizaron datos aportados por 650,851 adolescentes, tomados de cuatro oleadas realizadas en diferentes momentos (2001/02, 2005/06, 2009/10 y 2013/14), q u e provienen de la encuesta mencionada y que corresponden a jóvenes de 33 países europeos. Con el análisis de estos datos, el Fomentar hábitos y estilos de nuevo estudio pone de manifiesvida saludables es imperativo en to que la prevalencia de dolor de todos los ámbitos y en todas las espalda aumenta con el paso del edades. Al respecto, déjame pla- tiempo (18.3% en 2001/02; 19.3% ticarte sobre el dolor de espalda en 2005/06; 20.4% en 2009/10 y crónico, un problema común que 21.6% en 2013/14). En promedio afecta negativamente el bienestar es mayor la prevalencia en chicas de muchos y muchas adolescentes. (21.9%) en comparación con chiAlgunos estudios sugerían que la cos (17.8%). prevalencia del dolor crónico enPero cuando se analizan los tre la población adolescente había datos por edades, en adolescentes aumentado en las últimas décadas, pero los datos disponibles eran mayores la prevalencia del dolor muy escasos y de alcance limitado. es aún mayor que entre los más jóAhora, unos científicos de la Uni- venes (14.5% en niñas y niños de CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 11 años; 19.6% en los de 13 años y 25.5% en jóvenes de 15 años). Es decir, uno de cada cuatro adolescentes de 15 años tiene dolor de espalda crónico, un hecho que los especialistas consideran “preocupante”. Hasta ahora, los investigadores tenían constancia de la prevalencia alta y que cada vez el dolor de espalda iba a más, pero no había datos que corroborasen esta sospecha. A partir de estos datos se están realizando nuevos estudios para saber si las tendencias son iguales en todos los países, además de averiguar los factores que las determinan y cuáles son los motivos de este incremento (fuente: URV). Descarga aquí nuestra versión digital 77 �COLABORADORES biológica para diagnóstico y terapia. Miembro del SNI, nivel III. Ana Laura Ríos-López Química farmacéutica bióloga por la UASLP. Maestra en Ciencias, con orientación en Microbiología, y doctorante en Ciencias, con orientación en Microbiología Médica, en la UANL. Sus líneas de investigación son las enfermedades infecciosas emergentes. Cynthia Aracely Alvizo Báez Doctora en Ciencias, con orientación en Inmunología, por la UANL. Profesora asociada de tiempo completo en la Academia de Inmunología del Laboratorio de Inmunología y Virología de la FCB- UANL. Su línea de investigación es la inmunología molecular, en particular la formulación de nanopartículas poliméricas (diseño y caracterización) para su uso como envío dirigido y activación de genes al pulmón. Miembro del SNI, nivel candidata. Andrea Muñoz Álvarez Licenciada en Nutrición por la Universidad Marista de Mérida. Ha tomado cursos clínicos en Nutrición Deportiva en Niños y Adultos, ISAK II y Psicología de la Nutrición. Consultora online y presencial de pacientes con desempeño deportivo. Ashanti Concepción Uscanga Palomeque Doctora en Ciencias, con orientación en Inmunobiología. Realizó posdoctorado en la University of Texas Medical Branch. Sus líneas de investigación son cáncer, muerte celular y enfermedades infecciosas. Cuenta con experiencia en citometría, cultivo celular, microscopía y manejo y crianza de ratones. Miembro SNI. Axel García Burgos Médico cirujano por la Universidad Anáhuac Mayab de Mérida. Ha realizado estudios en el ámbito de los hábitos alimenticios en la población rural yucateca. Su línea de investigación es el trastorno depresivo, sintomatología y tratamiento. Claudia Aguirre Zapata Licenciada en Ciencias con área terminal en Bioquímica y Biología Molecular por la UAEM. Estudiante de maestría del IBT, UNAM, Cuernavaca, Morelos. Cristina Rodríguez Padilla Doctora en Ciencias, con especialidad en Inmunología, por el IPN. Profesora de tiempo completo y exclusivo de la UANL. Titular del Departamento y jefa del Laboratorio de Inmunología y Virología de la FCB de la UANL. Sus líneas de investigación son el trinomio inmunidad-cáncer-virus, y el desarrollo biotecnológico de modificadores de la respuesta 78 Flora Eduarda Cruz López Química farmacéutica bióloga, maestra en Inmunología Médica y doctora, Magna Cum Laude, en Microbiología por la UANL. Investigadora y docente, parte del Posgrado en Farmacia, de la FCQUANL. Sus líneas de investigación son la atención de la salud y el proceso de colonización de pacientes hospitalizados. Miembro del SNI, nivel I. Francisca Espiricueta Candelaria Química farmacéutica bióloga por la UANL. Actualmente se desempeña en el área Clínica Hospitalaria en el Hospital Christus Muguerza Alta Especialidad. Gloria M. González Licenciada en Química Farmacobióloga por la UAT. Maestra y doctora en Ciencias, con especialidad en Microbiología Médica, por la UANL. Profesora titular. Sus áreas de investigación son micología médica, diagnóstico molecular, infecciones fúngicas y factores de virulencia en hongos. Miembro del SNI, nivel III. Guillermo Elizondo Riojas Médico cirujano y partero y doctor en Ciencias, con especialidad en Morfología, por la UANL. Posdoctorado en Investigación en Radiología por el Massachusetts General Hospital and Harvard Medical School. Boston, Massachusetts. Miembro de la Sociedad Radiológica de Norteamérica y del SNI, nivel I. Director de Investigación de la UANL. Hugo Alberto Barrera Saldaña Biólogo por la UANL. Doctor por la Universidad de CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 Texas en Houston. Posdoctorado en la Universidad Louis Pasteur, Francia. Especialista en Validación Clínica e Innovación y Comercialización de Biotecnologías. Miembro distinguido del SNI y de las academias nacionales de Ciencias y de Medicina. Fundador de Innbiogem, S.C., y Vitagénesis, S.A. José Eduardo Campos Arceo Médico cirujano por la Universidad Anáhuac Mayab de Mérida, Yucatán. Cursó el Posgrado de Especialidad en Medicina Interna y Dermatología y la subespecialidad en Cirugía Dermatológica en la UAG. Sus líneas de trabajo son la dermatología pediátrica y la cirugía dermatológica. Juan Manuel Alcocer González Doctor en Ciencias, con acentuación en Microbiología. Profesor de tiempo completo titular "D" en la FCB-UANL. Cuenta con perfil Promep. Actualmente es secretario de Investigación Científica y Desarrollo Tecnológico de la UANL. Algunas de sus líneas de investigación son la inmunología molecular, en particular, la genómica funcional de las bacterias lácticas, modificación genética de las bacterias probióticas para la producción de vacunas y otras proteínas de interés terapéutico en las mucosas del sistema gastrointestinal. Miembro del SNI, nivel I. Julio Adrián Martínez Meléndez Químico farmacéutico biólogo, maestro y doctor, Magna Cum Laude, en Ciencias, con orientación en Microbiología, por la UANL. Profesor e investigador y parte del Posgrado en Farmacia en la FCQ-UANL. Sus líneas de estudio son los factores de virulencia, epidemiología molecular y farmacorresistencia. Miembro del SNI, nivel I. Luis Daniel Terrazas Armendáriz Doctor en Ciencias, con orientación en Microbiología, por la UANL. Profesor asociado de tiempo completo en la Academia de Inmunología del Laboratorio de Inmunología y Virología de la FCB- UANL. Su línea de investigación es la inmunología molecular, en particular el diseño de vectores para el envío de genes y fármacos en enfermedades infecciosas y cáncer. Miembro del SNI, nivel candidato. CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 Luis Enrique Gómez Vanegas Licenciado en Letras Hispánicas por la UANL. Diplomado en periodismo científico por la FCCUANL. Corrector de la revista Ciencia UANL y de Entorno Universitario, de la Preparatoria 16-UANL. María Josefa Santos Corral Doctora en Antropología Social. Su área de especialidad se relaciona con los problemas sociales de transferencia de conocimientos, dentro de las líneas de tecnología, cultura y estudios sociales de la innovación. Imparte las asignaturas de ciencia y tecnología para las RI en la Licenciatura de Relaciones Internacionales y Desarrollo Científico Tecnológico y su Impacto Social en la Maestría de Comunicación. Orlando E. Flores-Maldonado Maestro y doctor en Ciencias, con orientación en Microbiología Médica, por la UANL. Profesor-investigador del Departamento de Microbiología de la FM-UANL. Su área de interés es la micología médica y los mecanismos de patogénesis de las enfermedades ocasionadas por hongos emergentes. Pedro César Cantú-Martínez Doctor en Ciencias Biológicas por la UANL. Doctor Honoris Causa, con la Mención Dorada Magisterial, por el OIICE. Trabaja en la FCB-UANL y participa en el IINSO-UANL. Su área de interés profesional se refiere a aspectos sobre la calidad de vida e indicadores de sustentabilidad ambiental. Fundador de la revista Salud Pública y Nutrición (RESPyN). Miembro del Comité Editorial de Artemisa del Centro de Información para Decisiones en Salud Pública de México. Roberta Salinas Marín Doctora en Ciencias, en el área de Biología Celular y Molecular, por la UAEM. Adscrita al Laboratorio de Glicobiología Humana y Diagnóstico Molecular de la UAEM, Cuernavaca, Morelos. Yobana Pérez Cervera Profesora de tiempo completo del Centro de Estudios en Ciencias de la Salud y la Enfermedad, de la UABJO, Oaxaca, México. 79 �Lineamientos de colaboración Ciencia UANL La revista Ciencia UANL tiene como propósito difundir y divulgar la producción científica, tecnológica y de conocimiento en los ámbitos académico, científico, tecnológico, social y empresarial. En sus páginas se presentan avances de investigación científica, desarrollo tecnológico y artículos de divulgación en cualquiera de las siguientes áreas: • ciencias exactas • ciencias de la salud • ciencias agropecuarias • ciencias naturales • humanidades • ciencias sociales • ingeniería y tecnología • ciencias de la tierra • El artículo deberá contener claramente los siguientes datos: título del trabajo, autor(es), código identificador ORCID, institución y departamento de adscripción laboral de cada investigador (en el caso de estudiantes sin adscripción laboral, referir la institución donde realizan sus estudios) y dirección de correo electrónico para contacto. • Las referencias no deben extenderse innecesariamente, por lo que sólo se incluirán las referencias utilizadas en el texto; éstas deberán citarse en formato Harvard. • Se incluirá un resumen en inglés y español, no mayor de 100 palabras, además de cinco ideas y cinco palabras clave. Criterios específicos para artículos académicos • El artículo deberá ofrecer una panorámica clara del campo temático. Asimismo, se incluyen artículos de difusión sobre temas diversos que van de las ciencias naturales y exactas a las ciencias sociales y las humanidades. Las colaboraciones deberán estar escritas en un lenguaje claro, didáctico y accesible, correspondiente al público objetivo; no se aceptarán trabajos que no cumplan con los criterios y lineamientos indicados, según sea el caso se deben seguir los siguientes criterios editoriales. • Deberá considerarse la experiencia nacional y local, si la hubiera. • No se aceptan reportes de mediciones. Los artículos deberán contener la presentación de resultados de medición y su comparación, también deberán presentar un análisis detallado de los mismos, un desarrollo metodológico original, una manipulación nueva de la materia o ser de gran impacto y novedad social. • Sólo se aceptarán modelos matemáticos si son validados experimentalmente por el autor. Criterios generales • Sólo se aceptan artículos originales, entendiendo por ello que el contenido sea producto del trabajo directo y que una versión similar no haya sido publicada o enviada a otras revistas. • Se aceptarán artículos con un máximo de cinco autores (tres para los artículos de divulgación), en caso de excederse se analizará si corresponde con el esfuerzo detectado en la investigación. Una vez entregado el trabajo, no se aceptarán cambios en el orden y la cantidad de los autores. • Los originales deberán tener una extensión máxima de cinco páginas, incluyendo tablas, figuras y referencias. En casos excepcionales, se podrá concertar con el editor responsable una extensión superior, la cual será sometida a la aprobación del Consejo Editorial. • Para su consideración editorial, el autor deberá enviar el artículo vía electrónica en formato .doc de Word, así como el material gráfico (máximo cinco figuras, incluyendo tablas), fichas biográficas de cada autor de máximo 100 palabras, código identificador ORCID, ficha de datos y carta firmada por todos los autores (ambos formatos en página web) que certifique la originalidad del artículo y cedan derechos de autor a favor de la UANL. • Material gráfico incluye figuras, dibujos, fotografías, imágenes digitales y tablas, de al menos 300 DPI en formato .jpg o .png y deberán incluir derechos de autor, permiso de uso o referencia. Las tablas deberán estar en formato editable. 80 CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 • No se aceptarán trabajos basados en encuestas de opinión o entrevistas, a menos que aunadas a ellas se realicen mediciones y se efectúe un análisis de correlación para su validación. Criterios específicos para artículos de divulgación • Los contenidos científicos y técnicos tendrán que ser conceptualmente correctos y presentados de una manera original y creativa. • Todos los trabajos deberán ser de carácter académico. Se debe buscar que tengan un interés que rebase los límites de una institución o programa particular. • Tendrán siempre preferencia los artículos que versen sobre temas relacionados con el objetivo, cobertura temática o lectores a los que se dirige la revista. • Para su mejor manejo y lectura, cada artículo debe incluir una introducción al tema, posteriormente desarrollarlo y finalmente plantear conclusiones. El formato no maneja notas a pie de página. • En el caso de una reseña para nuestra sección Al pie de la letra, la extensión máxima será de dos cuartillas, deberá incluir la ficha bibliográfica completa, una imagen de la portada del libro, por la naturaleza de la sección no se aceptan referencias. CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 81 �¡SÍGUENOS EN NUESTRAS REDES SOCIALES! Notas importantes • Sólo se recibirán artículos por convocatoria, para mayor información al respecto consultar nuestras redes sociales o nuestra página web: http://cienciauanl.uanl.mx/ • Todas las colaboraciones, sin excepción, deberán pasar por una revisión preliminar, en la cual se establecerá si éstas cumplen con los requisitos mínimos de publicación que solicita la revista, como temática, extensión, originalidad y estructuras. Los editores no se obligan a publicar los artículos sólo por recibirlos. • Todos los números se publican por tema, en caso de que un artículo sea aceptado en el dictamen, pero no entre en la publicación del siguiente número, éste quedará en espera para el número más próximo con la misma temática. • Una vez aprobados los trabajos, los autores aceptan la corrección de textos y la revisión de estilo para mantener criterios de uniformidad de la revista. • Todos los artículos de difusión recibidos serán sujetos al proceso de revisión peer review o revisión por pares, del tipo doble ciego; los documentos se envían sin autoría a quienes evalúan, con el fin de buscar objetividad en el análisis; asimismo, las personas autoras desconocen el nombre de sus evaluadores. • Bajo ningún motivo serán aceptados aquellos documentos donde pueda ser demostrada la existencia de transcripción textual, sin el debido crédito, de otra obra, acción denominada como plagio. Si el punto anterior es confirmado, el documento será rechazado inmediatamente. Todos los artículos deberán remitirse a la dirección de correo: revista.ciencia@uanl.mx o bien a la siguiente dirección: Revista Ciencia UANL. Dirección de Investigación, Av. Manuel L. Barragán, Col. Hogares Ferrocarrileros, C.P. 64290, Monterrey, Nuevo León, México. Para cualquier comentario o duda estamos a disposición de los interesados en: Tel: (5281)8329-4236. http://www.cienciauanl.uanl.mx/ Instagram: @revistaciencia_uanl Facebook: RevistaCienciaUANL cienciauanl.uanl.mx/ 82 CIENCIA UANL / AÑO 26, No.119, mayo-junio 2023 �/\ '(' o .... ) +2.Y dv '3y o+ m 1Indexada en: ii Ji'cvist�nci;UANI.. \¡JRevls.tac�ncia... uanl a .... e ... • -- �at:o:l� . .. .. ·.·. ·.....,.·..·.·...·..... .' .....·,.......,.. . • • • ' lfldic;� lntll!'f"rw1dorial � �evht,n CUIDEN CONACYr D E DIVULGACIÓN OENTÍACAYTE°'l()LÓGICA •:•.·. ' .. .. . .. . .. . . ... ... .. . . R$Yi'1".i0ENCI_A UA.NL ÍNDICE DE REVISTAS MEXICANAS Actualidad Iberoamericana • • ,.- • • • ... - ·' ,. y •• � ..- .,,,.,.· • � • C.HA'..OCO'iemvt!C\L.\H\O�Míl!I(� ' · • ·. .. . . 1 . •.• •.. . . . . 1 � Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ciencia UANL Description An account of the resource La revista Ciencia UANL tiene como propósito difundir y divulgar la producción científica, tecnológica y de conocimiento, de la Universidad Autónoma de Nuevo León en los ámbitos académico, científico, tecnológico, social y empresarial. Ciencia UANL está dirigida al público abierto, con y sin preparación universitaria, a científicos, académicos, tecnólogos, investigadores y estudiantes de todas las áreas profesionales, así como a alumnos de bachillerato y secundaria interesados en aumentar sus conocimientos y fortalecer su perfil cultural. Text A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text. Título Uniforme Ciencia UANL Año de publicación El año cuando se publico 2023 Año Año de la revista (Año 1, Año 2) No es es año de publicación. 26 Número Número de la revista 119 Mes de publicación Mes cuando se publicó Mayo-Junio Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Bimestral Relación OPAC https://www.codice.uanl.mx/RegistroBibliografico/InformacionBibliografica?from=BusquedaAvanzada&bibId=1751701&biblioteca=0&fb=20000&fm=6&isbn= Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Ciencia UANL, 2023, Año 26, No 119, Mayo-Junio Creator An entity primarily responsible for making the resource Salinas Carmona, Mario César, Director Subject The topic of the resource Ciencia Tecnología Divulgación científica Investigación científica Publicaciones periódicas Description An account of the resource La revista Ciencia UANL tiene como propósito difundir y divulgar la producción científica, tecnológica y de conocimiento, de la Universidad Autónoma de Nuevo León en los ámbitos académico, científico, tecnológico, social y empresarial. Ciencia UANL está dirigida al público abierto, con y sin preparación universitaria, a científicos, académicos, tecnólogos, investigadores y estudiantes de todas las áreas profesionales, así como a alumnos de bachillerato y secundaria interesados en aumentar sus conocimientos y fortalecer su perfil cultural. Publisher An entity responsible for making the resource available Universidad Autónoma de Nuevo León, Secretaría de Investigación, Innovación y Posgrado Contributor An entity responsible for making contributions to the resource Elizondo Riojas, Guillermo, Director Editorial Gómez Vanegas, Luis Enrique, Corrección Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 01/05/2023 Type The nature or genre of the resource Revista Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource text/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2021101 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Universitario Language A language of the resource spa Coverage The spatial or temporal topic of the resource, the spatial applicability of the resource, or the jurisdiction under which the resource is relevant Monterrey, N.L. México Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores Ácido Siálico Bioinformática Cambio climático ChatGPT Crisis del agua Higiene hospitalaria Virus https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/466/20909/Quimica_hoy_2021_Vol_10_No_3_Julio-Septiembre.pdf 1142f4ded749b1c5e331fde93cae1cfb PDF Text Text QUIMICA HOY ChemistQ Sciences Revista de la Universidad Autónoma de Nuevo León a través de la Facultad de Ciencias Qufmicas Julio - Septiembre 2021 : .... ,,..• •. : •t�·�- . • . // ::••: •.. . . . :•:•," •I . -�l�\·;.� . •¡,.• \ •••• . •/:-.. .. ; ·. . . ¿_:..·.>. E Revista Química Hoy @QuimicaHoy �Análisis fitoquímico preliminar y valoración de la actividad antioxidante de tres especies de Mangle de Campeche, México Francisco J. Aguirre-Crespoª*, Luis D. Cu-Quiñones\ Marco A. Popoca-Cuaya, María G. Maldonado­ Velázquez, Carlos Chan-Keb\ Claudia M. Graz-Hernaández\ Emanuel Hernández-Núñez c ª Facultad de Ciencias Químico-Biológicas, b Instituto EPOMEX. Universidad Autónoma de Campeche, Av. Agustín Melgar SIN entre Calle 20 y Juan de la Barrera, Col. Buenavista, CP 24039, San Francisco de Campeche, Campeche, México. e Dpto. Recursos de Mar, CINVESTAV-Mérida. Mérida Yucatán, México. *fiaguin@µacam.mx Recibido: 01 Mayo 2021, Aceptado: 31 Mayo 2021. Resumen Rhizophora mangle, Avicennia germinans y Laguncularia racemosa son especies presentes en la Reserva de la Biosfera Los Petenes, Campeche, México, y cuentan con reportes de usos tradicionales en la salud humana. El presente trabajo plantea identificar la especie idónea para la búsqueda de entidades químicas con aplicaciones terapéuticas. Las hojas de L. racemosa tienen el mejor rendimiento de extracción metanólica (35.29±0.45%); mediante espectroscopía y métodos químicos se identifica una gran diversidad de familias de metabolitos secundarios en todas las especies. El mayor contenido de clorofilas (0.27±0.03 mg/g), carotenoides (0.015±0.002 mg/g) y fenoles simples (0.79±0.001 mg/g eq. AG) se registra en R. mangle y flavonoides (0.228±0.001 mg/g eq. Q) en A. germinans. L. racemosa presenta la mejor actividad antioxidante en el modelo de DPPH (CE50: 59.2 µg/mL; Emax : 68.8±1.6%), sin embargo, es menor a C. sinensis (CE50: 4.85 µg/mL; Ernax : 93.37±0.14%). Finalmente, mediante FTIR se identifica la presencia de AG, Q y catequina (C) en R. mangle y se estima un 0.33 y 0.73% de AG en R. mangle y A. germinans, respectivamente. L. racemosa es la especie idónea para el desarrollo de un estudio fitoquímico biodirigido orientado a la identificación de entidades químicas no polifenólicas con actividad antioxidante. Palabras clave: Rhizophora mangle L., Avicennia germinans L., Laguncularia racemosa ., Antioxidante, DPPH. l. Introducción Los manglares son comunidades de importancia ecológica conformada por árboles o arbustos que crecen en las zonas costeras salobres, zonas fangosas y suelos rocosos [1]. En México, la Reserva de la Biosfera Los Petenes (RBLP) se localiza en la franja costera del estado de Campeche al noroeste de la Península de Yucatán, presenta petenes conformados por bosque subcaducifolio y manglares [2]. En la RBLP predominan comunidades de manglar de tipo borde y cuenca (42.2% de la superficie terrestre) [3]. A nivel global, especialmente en países del sureste asiático, se han documentado aspectos taxonómicos, de distribución, morfológicos, etnobotánicos, fitoquímicos y farmacológicos de especies asociadas al manglar (84 especies) y se identifican 27 especies con usos medicinales tradicionales [4]. En la RBLP se reporta la presencia de Rhizophora mangle L. (Rhizophoraceae), Laguncularia racemosa (L.) C. F. Gaertn. (Combretaceae), Avicennia germinans (L.) L. (Acanthaceae) y Conocarpus erectus L. (Combretaceae) [5] entre otras especies, las cuales sufren el impacto de la modificación del flujo de agua, la deforestación, contaminación orgánica y presencia de desechos sólidos, contaminación química, entre otros factores [6] que modifican su fisiología y desarrollo. Desde una perspectiva etnomédica, las raíces, corteza y hojas de R. mangle se emplean para aliviar la diarrea, en infecciones por hongos, como antiséptico, en la elefantiasis, disentería, lepra, fracturas de huesos, tuberculosis, dolor de muelas y diabetes. La corteza de L. racemosa se emplean como cicatrizante y en la elaboración de jabón. Corteza, hojas y frutos de A. germinans se emplea como astringente, en la malaria, en hemorroides, reumatismos, en la hinchazón, dolor de garganta, en la incontinencia, dolor de pecho y en úlceras bucales [4,7]. La medicina tradicional de Campeche adquiere relevancia por la diversidad de especies vegetales, la herencia cultural Maya, la migración de grupos étnicos [8] y por los estudios científicos que validan el uso tradicional de la flora. Actualmente, las hojas de R. mangle, L. racemosa y A. germinans cuentan con estudios fitoquímicos y farmacológicos que apoyan la validación del uso tradicional [4]. En este sentido, se reporta la presencia de taninos, triterpenos, flavonoides, glicósidos de flavonoides en R. mangle [9,10]; polifenoles, taninos, saponinas, esteroides, cumarinas en L. racemosa [11,12] y en A. germinans se reporta la presencia de glicósidos [13]. De igual forma, ensayos in vitro han demostrado actividad antioxidante (DPPH, FRAP y SO) inducida por los extractos de R. mangle [14,15]; inhibición de proteína quinasa por L. racemosa [12] y actividad antimicrobiana por extractos A. germinans [16]. A pesar de los amplios trabajos realizados con las �., especies, se requiere reforzar los estudios fitoquímicos y farmacológicos de R. mangle (mangle rojo), L. racemosa (mangle blanco) y A. germinans (mangle negro) desarrollados en la RBLP. En este sentido, el presente trabajo plantea identificar la especie idónea para la búsqueda de entidades químicas con aplicaciones al control del estrés oxidativo asociado a procesos patológicos de inflamación, dolor, diabetes, hipertensión, entre otros. 2. Parte experimental Hojas de R. mangle, L. racemosa, A. germinans fueron colectadas en Peten Neyac, Campeche, México; depositadas e identificadas en el Herbario CIHyS­ UACAM. El material se secó a temperatura ambiente, a la sombra y se molió; finalmente, se resguardo bajo las recomendaciones de la Farmacopea Herbolaria de los Estados Unidos Mexicanos [17]. Los extractos se obtuvieron vía maceración (2g:40mL. mNol; MeOH; 24 h; 25 ºC), se filtraron, secaron y almacenaron en refrigeración (5ºC); la variación en el rendimiento se determinó mediante un método gravimétrico. El análisis fitoquímico cualitativo se llevó a cabo mediante el empleo del índice de espuma (saponinas), reacción de Meyer y Dragendorff (alcaloides), de Liebermann-Burchard (esteroles insaturados y triterpenos pentacíclicos), de Baljet (cumarinas), ácido pícrico en Na2CO3 (glucósidos cianogénicos), ácido 3,5dinitrobenzoico/KOH (glucósidos cardiotónicos), FeC13 HCI/Mg2+ (polifenoles), (flavonoides), KOH/CH3 CH2COOH/ C6HiNH3 OH (antraquinonas) [18]. Los extractos se examinaron en la región UV-Vis [19] y por Espectroscopía Infrarroja por Transformada de Fourier (FTIR) [20]. La determinación de clorofilas y carotenoides se llevó de acuerdo con lo descrito por [21,22]. Fenoles simples equivalentes al ácido gálico (AG, 1) y flavonoides equivalentes a quercetina (Q, 2) se llevó a cabo de acuerdo con [23,24]. La actividad antioxidante bajo el modelo del DPPH se llevó a cabo de acuerdo con lo descrito por [23]. Finalmente, soluciones de los extractos metanólicos de Camellia sinensis (1-50 µg/mL) y del ácido gálico (1-6 µg/mL) se emplearon como controles positivos. Todas las muestras en estudio se realizaron con tres experimentos independientes y tres réplicas cada uno. Los gráficos se construyeron mediante el empleo de Origin 8.0 y se desarrolló un análisis de varianza (ANOVA); valores de p < 0.05 se consideraron estadísticamente significativos. 3. Resultados y discusión L. racemosa registra un mayor rendimiento de extracción metanólica (35.29±0.45%), con respecto al registro de R. mangle (19.49±1.35%) y A. germinans (20.01±1.51%). La evaluación cualitativa química permite identificar la presencia de alcaloides, esteroles insaturados, polifenoles simples, glucósidos cardiacos y cianogénicos, Francisco "J. 'Aguirre-Crespo, Luis D Cu-Quiñones, Marco'A. Popoca-Cuaya, María G. Ma/donado-Velázquez, , Claudia M Graz-Hernaández, Emanuel Hernández-Núñez flavonoides y saponinas en los extractos metanólicos derivados de las hojas de L. racemosa, R. mangle y A. germinans. La clorofila, los carotenoides, así como las antocianinas, betalainas y flavonoides se destacan como pigmentos vegetales lipo- e hidrosolubles [25]. El análisis de la región UV-Vis permite la estimación de clorofilas y carotenoides en R. mangle (0.27±0.03 y 0.015±0.002 mg/g), L. racemosa (0.12±0.02 y 0.007± 0.003 mg/g) y en A. germinans (0.20±0.03 y 0.009±0.002 mg/g). Los mejores rendimientos se registran en R. mangle, sin embargo, su valoración requiere ser llevada a cabo en material fresco y el empleo de acetona al 80% a 5 ºC, sistema de extracción ampliamente reconocido en la extracción y estimación de pigmentos liposolubles [26]. Los espectros FTIR de los extractos secos de R. mangle, L. racemosa y A. germinans describen seis bandas en la región de grupos funcionales y en ellas se observan sobre tonos y/o superposiciones que están relacionados con la abundancia y diversidad de los grupos funcionales presentes en los metabolitos secundarios presentes en los extractos (Figura 1). En la banda 3286.89±52.59 cm·1 se identifican estrechamientos de R-OH típicos en agua, alcoholes, fenoles, flavonoides, amidas. Las bandas 2924.09±3.23 y 2851.41 cm·1 corresponde a vibraciones de estrechamiento y deformantes de R-CH3 y R-CH2 presentes en lípidos, derivados metoxilados, aldehídos. Entre 1800-1600 cm·1, las vibraciones a 1653 cm·1 se relacionan con estrechamiento -C=O presentes en amidas primarias, cetonas, aldehídos, ésteres de ácidos grasos libres; la presencia de lípidos en R. mangle y L. racemosa se confirma con bandas a 1720 y 1203.31±8.4 cm·1; dichas bandas no están presentes en el extracto de A. germinans, sin embargo, con la presencia de una banda a 1474.16 cm·1 (flexión de metilenos, R-CHr) no se descarta la presencia de ácidos grasos en la especie. La banda a 1610.83±5.99 cm·1 corresponde a vibraciones de C-C de anillos fenólicos, por lo que esta banda junto con las bandas a 3286.89±52.59 se relaciona con flavonoides (1420 cm·1 flexión simétrica R-CH3 , estiramiento COO-; 1058 cm·1, estiramiento CC, =COC, flexión CO) y compuestos fenólicos. La banda a 1399 cm·1 presente en A. germinans se asocia con vibraciones en tijera de R­ CH3 unidos a proteínas; sin embargo, no se identifican bandas a 1302 (estiramiento C-N), 1252 (flexión fuera de plano -N-H) y 1178 cm·1 (estiramientos C-C, C-N y C-O) que confirmen su presencia [27]. En la región de 14001300 cm·1 se relaciona con estiramiento C-O y C-C de amidas, fenilos; en la región de 1300-1100 cm·1 se registran bandas correspondientes a estiramientos C-O de carbonilos y flexiones R-O-H. Finalmente, la banda entre 1100 y 1000 cm·1 se relaciona con estiramientos C-O-C presente en carbohidratos [28]. Julio - Septiembre, 2021 �Análisis fitoquímico preluninar y valoración de la actividad antioxidante de tres especies de Mangle de Campeche, México Francisco J. Aguirre-Crespo, Luis D Cu-Quiñones, Marco A. Popoca-Cuaya, María G. Maldonado-Velázquez, Carlos Chan-Keb, Claudia M Graz-Hernaández, Emanuel Hernández-Núñez 100 L ·¡; e: 1'11 75 1'11 .E e: 50 1- 25 -R. mangle -L.racemosa -A. germinans 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1 Longitud de onda (cm" ) 1000 Figura l. Espectro FTIR de los extractos metanólicos de las hojas de R. mangle, L. racemosa y A. germinans (masa sólida seca, KBr 5%). La ponderación de la transmitancia y la determinación del área bajo la curva (ABC) permiten registrar cambios en las bandas del espectro FTIR registradas para los extractos de las especies en estudio (Tabla 1). En general, el extracto de A. germinans presenta las bandas con menor ABC, situación que podría estar asociada a la naturaleza foto- y/o termolábil de los metabolitos secundarios contenidos. Por otro lado, la banda entre 3680-2980 cm· 1 de R. mangle es ±40 y ±10% más grande que las de A. germinans y L. racemosa, respectivamente. Una mayor ABC se relaciona con la mayor presencia y/o diversidad de metabolitos secundarios con grupos R-OH (polifenoles, flavonoides, taninos entre otros con grupos hidroxilo) en los extractos metanólicos, sin embargo, en las bandas a ±3500 y ±1650 cm· 1 se relacionan con la presencia de agua en los extractos [16], en este sentido, se requiere la evaluación de los extractos en condiciones anhidras. Tabla l. Variación del área bajo la curva (ABC) y proporción relativa de las bandas presentes en los extractos de las especies en estudio L. racemosa A. l(erminans R. manl(le Banda (cm-1) ABC ABC ABC p.r. p.r. p.r. 36802980 29652900 28652825 18001660 16701550 1175950 11410.3 1.40 10334.9 1.27 8165.9 1 90.3 4.8 225.2 12.1 18.6 1 41.4 1.6 102.1 3.9 26.5 1 n.d n.d 1603.0 1 n.d n.d 1500.6 1.2 957.3 0.8 1270.2 1 3651.8 3.1 2246.9 1.9 1192.2 1 Nota: p.r.: proporción relativa Julio - Septiembre, 2021 En el extracto metanólico de L. racemosa, la banda en la región de 2965-2900 cm· 1 (R-CH3 ) es 12.1 y 2.5 veces más grande con respecto a la registrada en los extractos de A. germinans y R. mangle; de igual forma, se observa un incremento en la banda a 2865-2825 (R-CHrR) en L. racemosa, estas señales en su conjunto sugieren una mayor presencia de ácidos y ésteres de lípidos, así como aldehídos de cadena larga [27]. Finalmente, el ABC de la banda en 1175-950 cm· 1 de R. mangle indica una mayor abundancia grupos éter (C-O-C) y presentes en carbohidratos, glucósidos, así como en saponinas. En la Tabla 2 se muestra que el contenido de compuestos fenólicos es mayor en el extracto metanólico de R. mangle > L. racemosa > A. germinans; patrón similar al registrado en el ABC en la banda de la región 3680-2980 cm· 1 del espectro FTIR (Tabla 1); de hecho, el extracto metanólico de R. mangle presenta el mayor contenido de fenoles simples equivalentes a 1 y el mayor contenido de flavonoides equivalentes a 2 está en el extracto metanólico de hojas de A. germinans. Tabla 2. Contenido de fenoles, flavonoides y actividad antioxidante en el modelo del DPPH e inducida por los extractos metanólicos en estudio. Actividad Antioxidante Especie Fenoles eq. a Flavonoides 1 (mg/g) eq. a 2 (mg/g) CE50 (DPPH) Emn (me/mL) 165.4±5.4 (%) 65.5±4.8 68.8±1.6 R. man!!le 0.8±0.01 0.19±0.02 L. racemosa 0.7±0.02 0.15±0.03 59.2±3.6 A. l!erminans 0.5±0.01 n.d 0.23±0.01 n.d 141.2±4.7 66.8±5.2 4.9±0.7 93.4±0.1 --- 2.2±0.8 91.4±0.2 C. sinensis --1 Nota: n.d.: no determinado De manera adicional, la presencia de bandas a 866, 1026, 1237, 1451, 1542 y 1619 cm· 1 para (1) 721.2, 784.6, 795.8, 820, 864.7, 941.2, 1013.8, 1092.1 y 1559.9 cm· 1 para (2) y a 831, 1040, 1112, 1144, 1478, 1512 y 1611 cm· 1 para Catequina (3) [15, 31], se identifican en el espectro FTIR de R. mangle; 3 y 1 en L. racemosa y en A. germinans se identifican señales únicamente para 1. Bandas entre 725-717 y 756-768 cm- 1) se han empleado en la estimación de 2 y 1, respectivamente [20]; en este sentido, se estima una abundancia 0.33 y 0.73% de 1 en R. mangle y A. germinans, respectivamente. La evaluación en el modelo del DPPH indican que los extractos metanólicos de las especies ejercen un efecto antioxidante dependiente de la concentración (Tabla 2 y Figura 2). El extracto de L. racemosa describe una Curva Concentración-Respuesta (CCR) desplazada a la izquierda con respecto a R. mangle y A. germinans, por lo que ejerce la mayor potencia (CE50), así como la mejor eficacia (EmaJ antioxidante, sin embargo, el efecto es menor al de C. sinensis y 1, controles positivos empleados (p<0.05). �., □ ◊ .-. 100 O A germinans R. mangle L. racemosa C. sinensis • Acido Galico � e ns ·;;¡ "'C * 75 :¡:¡ e <( "'C 50 ns "'C ·s: :¡:¡ + 25 <( o 0.1 10 100 1000 Log Concentracion [µg/mL] Figura 2. Actividad antioxidante inducida por los extractos metanólicos de hojas de L. racemosa, R. mangle, A. germinans en el modelo DPPH. Los resultados son expresados como el promedio ± DS de tres experimentos con tres replicas cada uno. (*p<0.05 vs. C. sinensis). La CCR de 1 en la extrema izquierda indica su participación en los efectos ejercidos por los extractos, sin embargo, la actividad antioxidante de L. racemosa no se relaciona con la abundancia de compuestos fenólicos y flavonoides, la actividad antioxidante se relaciona con la diversidad y la sinergia entre los metabolitos secundarios de naturaleza polifenólica y no polifenólica, los cuales, en su conjunto, juegan un rol importante en la actividad antioxidante ante situaciones de estrés fisiológico. Se han identificado ±27 metabolitos secundarios en extractos polares de ramas y corteza de L. racemosa [29], en hojas se reportan triterpenos, fenoles, taninos, saponinas [30], iones, proteínas, carbohidratos, vitaminas y polifenoles [31]. A partir de hojas de L. racemosa, se han reportado la presencia y/o el aislamiento de metabolitos secundarios como la apigenina (4), kaempferol (5), 2, isorahamnetina (6), miricetina (7), quercetina-3-O-rhamnosido (8), isoquercitrina (9), dihidrocrisina (10), naringenina (11), dihidrokaempferol (12), dihidromiricetina (13), (epi)­ afzelequina (14), (epi)-catequina (15), (epi)­ galocatequina (16), quercetina-3-O-arabinosido (17)), castalagina (18), corilagina (19), ácido chebulágico (20), ácido chebulínico (21), ácido neochebulinico (22), 2,3di-O-galoil-D-glucopiranosa (23), 1,2,3,6-tetra-O-galoil­ D-glucopiranosa (24), 2,3,4,6-O-galoil-D-glucopiranosa (25), 1,2,3,4,6-penta-O-galoil-13-D-glucopiranosa (26), 2,3-(S)-HHDP-D-glucosa (27), punicalagina (28), metil eter- (29), dimetil eter- (30), trimetil eter- (31), pirogaloil eter del ácido elágico (32), ácido elágico (33), dilactona del ácido valonélico (34), 1, metil galato (35), etil galato (36), galoil galato (37), galoil hexóxido (38), digaloil hexóxido (39), trigaloil hexosido (40), pentagaloil hexóxido (41), dímero de (epi)-catequina (42), dímero de (epi)-galocatequina (43), dímero de (epi)-galocatequina galato (44), ácido vanillico (45), ácido protocatecuico (46), ácido jasmónico (47), 5 '-(hidroxisulfoniloxi) del ácido jasmónico (48), catecol (49), pirogalol (50), Francisco "J. 'Aguirre-Crespo, Luis D Cu-Quiñones, Marco'A. Popoca-Cuaya, María G. Ma/donado-Velázquez, , Claudia M Graz-Hernaández, Emanuel Hernández-Núñez casuarinina (51), digaloil-hexahidroxidifenoil glucosa (52); los hidrocarburos (C27 (53) y C29(54) son los más abundantes de una serie conformada por C2r-+C34 (5564), escualeno (65), a-tocoferol (66), lupeol (67), D­ friedoolean-14-en-3-ona (68), taraxerol (69), a-amirina (70), germanicol (71), 13-amirina (72), C-friedoolean-8en-3-ona (73), taraxasterol (74), 13 -sitosterol (75), betulinol (76), friedelina (77), ergosta7,22-dien-313-ol (78), 2-metil-1,3-dihidroxi-5-tridecilbenceno (79), 1,3dihidroxi-5-undecilbenceno (80), emodina (81) [30, 3238]. Se ha descrito que la actividad antioxidante inducida por los compuestos fenólicos se correlaciona con el número de grupos hidroxilo unidos a los anillos aromáticos [39], sin embargo, es importante destacar que los protones de ácidos fenólicos favorecen ambientes oxidantes, generación de radicales libres, reacciones radicalarias y formación de quinonas, semiquinonas [40] entre otros artefactos que, en su conjunto, afectan la actividad antioxidante mediada por polifenoles. 4. Conclusiones Se requiere continuar el estudio fitoquímico y farmacológico de los extractos metanólicos de las hojas de R. mangle, L. racemosa y A. germinans desarrolladas en la RBLP. El extracto metanólico de las hojas de L. racemosa ejerce un efecto antioxidante dependiente de la concentración y registrar la mayor potencia antioxidante en el modelo del DPPH. La actividad está relacionada con la presencia de metabolitos secundarios fenólicos y no fenólicos, sin embargo, es necesario la documentación de su diversidad y abundancia, el tipo y la magnitud de interacciones químicas, así como las sinergias entre los metabolitos secundarios con respecto a la actividad antioxidante ejercida. 5. Agradecimientos A la Facultad de Ciencias Químico-Biológicas y a la Universidad Autónoma de Campeche (FCQB-UACAM) por las facilidades para el desarrollo de esta investigación; de igual forma, agradecemos el apoyo técnico a la QFB Iliana Osorio Horta (FCQB-UACAM). 6. Referencias: l. Kathiresan, K.; Bingham, B.L. 2001, Adv. Mar. Biol. 40, 81-251. 2. Oliva, M., Montiel, S., García, A., & Vida!, L. 2014. Trop. Conserv.Sci, 7(4), 781-795. 3. Pat-Fernández, L.A., Anguebes-Franceschi, F., Pat­ Femández, J.M., Hernández-Bahena, P., Ramos-Reyes, R. 2018. Estudios de cultura maya, 52, 227-254. 4. 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Blanco, Quintana Roo Manuel Carriónª *, Fernando Murrieta\ José Luis González ª , Alberto Ordaz b y Victor Hugo Delgado ª ªUniversidad de Quintana Roo, Boulevard Bahía sin esq. lgnacio Comonfort, Chetumal, México. hUnidad de Estudios Superiores de Tultitlan, Universidad Mexiquense del Bicentenario, Tultitlan, Estado de México *imcarrion@uqroo.edu.mx. Recibido: 12 Abril 2021, Aceptado: 31 Mayo 2021. Resumen La generación de biogás en un relleno sanitario propuesto para el municipio de Othón P. Blanco fue estimada mediante el Modelo Mexicano de Biogás 2.0. El modelo fue aplicado para un periodo de operación del relleno de 1 0 años y considerando dos velocidades de degradación (muy rápida y muy lenta). Los resultados del modelo fueron promediados y se estimó que el relleno podría generar en promedio 3,863,923 m3 de biogás al año. Esta producción de biogás permitiría de acuerdo con una simulación termodinámica con un ciclo Rankine, generar una potencia neta de 760 kW durante el periodo de funcionamiento del relleno. Este biogás generado se puede aprovechar con el uso de microturbinas . confiriendo así ventajas tanto económicas como ambientales al relleno sanitario con producción promedio de 6,485,078 kWh anuales y disminución de emisión de gases de efecto invernadero. Palabras clave: residuos sólidos urbanos, relleno sanitario, biogás, producción de electricidad. l. Introducción El municipio de Othón P. Blanco se encuentra en ubicado en la zona sur del estado de Quintana Roo. El municipio cuenta con una extensión de 1 8,760 km2, lo que representa el 36.9% del total de la entidad, y por lo tanto lo convierte en el municipio más extenso del estado con una población, de acuerdo con datos del Consejo Nacional de Población (COESPO) de 27 1,808 habitantes (datos del 2020) [ l ] . Actualmente este municipio cuenta con un tiradero de basura a cielo abierto de 1 80 hectáreas. Sin embargo, este tiradero no cumple con las normas de SEMARNAT para el tratamiento adecuado de los residuos sólidos urbanos (RSU), ya que presenta graves problemas de funcionamiento como la falta de barda perimetral y laguna de lixiviados, entre otros problemas graves [2] . En el caso de los lixiviados, estos representan un grave riesgo a la salud al contener compuestos altamente carcinógenos que pueden filtrarse a los mantos freáticos. Aunado a esta problemática se encuentra el hecho de que al ser un tiradero a cielo abierto se generan problemas como la liberación de gases altamente contaminantes como el metano, un gas de efecto invernadero que se encuentra presente en el biogás generado por la descomposición de los residuos orgánicos y la de volverse un hábitat para fauna nociva como moscas, ratas y perros. La inadecuada disposición de residuos sólidos es también fuente de deterioro de los ecosistemas urbanos colindantes como tierras agrícolas, sitios arqueológicos y turísticos entre otros. Una solución a estos problemas es construir un relleno sanitario en el municipio de Othón P. Blanco incorporando un sistema de recuperación del biogás producido por la descomposición de la materia orgamca putrescible, la cual representa entre el 50 y 80% de los RSU [3]. El biogás generado en el relleno sanitario puede utilizarse como fuente de energía térmica para la generación de electricidad o para la producción de un combustible de alto poder calorífico (biometano), confiriendo así una ventaja al relleno sanitario. En años recientes el uso de microturbinas ha surgido como una tecnología innovadora para la generación de electrícidad y se comercializan desde 1 2, 30, 70, 250, y 500 kW [4-6] . Estas funcionan de forma similar a una turbina convencional y pueden operar con una gran variedad de combustibles tales como gas natural, biocombustibles y combustibles provenientes de procesos de condensado. Estas microturbinas se pueden aplicar en rellenos sanitarios pequeños cuando se tiene recuperación de biogás menor a 1 1,520 m3 dia- 1 [5], presentado las ventajas de la cogeneración de energía a partir de un solo combustible y la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero. En este trabajo se estima la producción de biogás en un relleno sanitario propuesto por la degradación de los RSU del municipio de Othón P. Blanco, aplicando el Modelo Mexicano de Biogás para la región del Sureste y su aplicación para le generación de electricidad por medio de microturbinas. 2. Aspectos de simulación Estimación del flujo de biogás generado en el relleno Se utilizó el Modelo Mexicano de Biogás (MMB) versión 2.0 para estimar la cantidad de biogás capturado en el relleno sanitario. En este modelo se supone que el �Análisis de la producción de biogás en un Relleno Samtano en Othón P. Blanco, Q periodo es de un año desde la colocación de los residuos y el comienzo de generación de biogás. La ecuación de degradación de primer orden que considera que la generación de biogás llega a su máximo después de un periodo de tiempo antes de la generación de CHi es [7] : obtuvo como el cociente de los RSU generados en el municipio (325,000 kg año- 1 , datos INEGI 20 14) entre el número total de habitantes (COESPO 20 14) y es igual a 1 .28 kg hab- 1 día- 1 ). Pi es la población del municipio predicha en el año i. Estimación de la generación de energía Donde QLFG es el flujo máximo de biogás esperado (m3 año- 1 ), i es el incremento en tiempo de 1 año, } es el incremento en tiempo de 0 . 1 año, k es el índice de generación de metano (año- 1 ), Lo es la generación potencial de metano (m3 Mg" 1 ), Mi es la masa de residuos dispuestos en el año i (Mg), n es el año del cálculo menos el año inicial de disposición de residuos, tij es la edad de la sección j de la masa de residuos Mi dispuestas en el año i (años decimales) MCF es el factor de corrección de metano y F es el factor de ajuste por incendios. El valor de k depende de factores como la humedad, la disponibilidad de nutrientes, el pH y la temperatura del relleno sanitario. El Modelo Mexicano de Biogás presenta estimaciones para los valores de k y Lo en función de la ubicación en el país del relleno sanitario y de la velocidad de degradación de residuos. En este trabajo se modeló la producción de biogás en el relleno sanitario para degradación de residuos muy rápida y muy lenta y considerando la ubicación de Othón P. Blanco en el sureste de México. La Tabla 1 presenta los valores utilizados de los parámetros en el MMB. Tabla 1 .- Parámetros usados en el Modelo mexicano de Biogás Parámetro Degradación Degradación muy rápida muy lenta 0.025 0.3 k (año- 1 ) Lo (m3 Mg- 1 ) 202 69 MCF 1 0.8 El valor de F se supone de 0.5, debido a que el biogás se compone principalmente en un 50% de CH4 y un 50% de C02 • En la estimación del biogás generado se consideró un relleno sanitario tipo zanja de 12 m de profundidad, el cual iniciaría operaciones el año 2023 calculando el incremento por disposición de RSU hasta el año 2032. El incremento de Mi por la disposición de RSU se calculó utilizando predicciones del incremento de la población estimados por la COESPO [ 1 ] y datos de RSU generados en el municipio de Othón P. Blanco del INEGI [8] : Mi = (D) Pi (2) Donde D es la producción per cápita de RSU y se Julio - Septiembre, 2021 Para estimar la energía obtenida por el biogás producido en el relleno sanitario, se realizó una simulación termodinámica considerando un ciclo Rankine. Los parámetros utilizados en la simulación son mostrados en la Tabla 2, los cuales son valores típicos en una instalación de mediana capacidad. Tabla 2 - Parámetros de simulación del ciclo Rankine Parámetro unidades valor ºC 500 Temperatura entrada turbina kPa 8,000 Presión entrada turbina kPa Presión de saturación de salida 20 de la turbina Eficiencia isoentrópica de la 85 % turbina Eficiencia isoentrópica de la 85 % bomba El trabajo específico de la bomba se calculó como: Donde Wbombo es el trabajo específico de la bomba (kJ kg1 ), v es el volumen específico de agua (m3 kg- 1 ), P y P H L son las presiones a la salida y entrada de la bomba respectivamente (kPa). La potencia generada por la turbina se calculó mediante. Wnet = Wturb ina - Wbomb a (4) Donde Wturb ina se calculó con la ecuación: Donde rh es el flujo másico de vapor de agua (kg s· 1 ) y h,nt , hsol son las entalpías de entrada y salida de la turbina respectivamente (kJ kg- 1 ). Los valores de las entalpías, las entropías y el volumen específico fueron obtenidos de tablas termodinámicas [9] . Para la simulación termodinámica del ciclo Rankine se utilizó un poder calorífico del biogás de 1 8,854 kJ m-3 para una densidad normal de 1 .2 kg!m3 • 3. Resultados y discusión La Figura 1 presenta los valores estimados de los flujos de biogás para velocidades de degradación muy rápida y muy lenta en un periodo de operación de 1 O años del relleno. Debido a la incertidumbre que �••• • 1 1 caracteriza la generación y captura de biogás y a la falta de datos de degradación de los residuos en el sitio, se calcularon los valores promedio de flujos de biogás mostrados en la Figura! . 7000000 i � 6000000 5000000 r 4000000 .;: :¡; = '0 3000000 •O ] 2000000 0: 1000000 2020 2022 2024 2026 2028 2030 2032 2034 precalentar el aire comprimido antes de entrar en la cámara de combustión y de esta forma reducir la cantidad de combustible, por lo cual resultarían adecuadas para el relleno sanitario propuesto. Es importante mencionar que las estimaciones realizadas en este trabajo dependen de varios factores entre los que hay que considerar aspectos técnicos, económicos, así como sistemas de gestión que permitan disponer de información actualizada de la cantidad de RSU dispuestos, la composición, los procedimientos de compactación y cobertura diaria de residuos, así como del sistema de recolección de biogás. Tabla 3.- Potencias generadas con degradación muy rápida (DMR), promedio y degradación muy lenta (DML). Año Pote.oc.is gcocrada (M:V[) Figura 1.- Estimaciones del flujo de biogás en el periodo de funcionamiento del relleno De acuerdo con la Figura 1 en el año 2032 se alcanzaría el flujo máximo de biogás generado en el relleno con 6,571,078 m3 año-1 para una degradación muy rápida, mientras que para una degradación muy lenta se dispondría de un flujo máximo de 4,943,187 m3 año-1. Por la incertidumbre anteriormente mencionada, se calcularon los valores promedios para el flujo de biogás en el periodo de funcionamiento analizado para el relleno y se obtuvo un flujo promedio de 3,863,923 m3 año-1 de biogás, esto representa una producción anual importante de un combustible del cual se puede obtener beneficios económicos. Estos valores de flujo de biogás estimados por el MMB se utilizaron para calcular las potencias que se podrían generar utilizando una turbina mediante simulaciones termodinámicas de ciclos Rankine. La Tabla 3 presenta los valores de las potencias generadas; de acuerdo con estos datos, se podría generar hasta 1.2745 MW en el caso de una degradación rápida de residuos (año 2032) y una potencia promedio de 0.75 MW para el periodo de funcionamiento del relleno. La generación de electricidad que se podría obtener del relleno es mostrada en la Tabla 3. El potencial económico de esta generación depende del costo real del kWh en el año de producción. La mayoría de los rellenos sanitarios en operación utilizan motores de combustión interna (reciprocantes), turbinas y microturbinas para la generación de electricidad a partir del biogás recuperado [10]. Sin embargo; las microturbinas presentan las ventajas de una baja emisión de gas invernadero y factibilidad para combinar unidades de diferente potencia. (Blanco , y otros 2017); adicionalmente con el objetivo de aumentar el rendimiento eléctrico de las microturbinas hasta un 50% más, muchos fabricantes añaden intercambiadores de calor aire-aire (regenerador o recuperador) de alta eficiencia y bajo coste que recuperan el calor residual de los gases de escape a la salida de la turbina para DMR DMc DMR 2022 o PromEdio 2023 0.3345 0.2174 0.0996 2889977 .Aiio 2024 2025 2016 2027 2028 2029 2030 2031 2032 0.58W 0.77666 0.9194 1.0276 1.1084 o o o 1.1695 03927 0.5365 0.6566 0.7586 0.8470 0.9250 0.1985 0.2964 0_3937 0.4900 0.5854 0.6804 10104939 1.2 l56 0.9950 0.7744 10502902 1.2503 1.2765 1.059 1.1184 0.8677 0.9602 5070135 6709633 7944872 8875518 9576678 kWb producidos Promedio DML 1875310 860643 o 3392814 4635646 5672971. 6554594 7318098 7991805 8597039 108-J2759 9149928 11028676 96625711 o 1715433 2561658 3401070 4233670 505919 5878671 6691176 7497096 8296479 4. Conclusiones Actualmente el municipio de Othón P. Blanco cuenta con un tiradero a cielo abierto deficiente y contaminante. Los resultados presentados en este trabajo demuestran que la implementación de un relleno sanitario en el municipio podría generar hasta 3,863,923 m3 de biogás al año. Considerando que este biogás tiene un poder calorífico de 18,854 kJ m-3, para una densidad normal de 1.2 kg/m3 , se puede utilizar en microturbinas para generar electricidad, logrando una potencial recuperación económica del relleno con la ventaja ambiental de reducir gases de efecto invernadero. Para el caso de una degradación rápida se recomienda imp lementar una turbina Howden, modelo Core, con los parámetros de vapor de 131 bar y 530º C, para potencias de salida de 1 a 6 MW [11] 5. Referencias Artículos: 1. COESPO.https://groo.gob.mx/index2.php/segob/coespo/pro yecciones-de-poblacion (accesado el 21 de mayo de 2021). 2. 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Aguirre-Crespo•• ª Facultad de Ciencias Químico-Biológicas, b DEMAB, ' CIHyS, Universidad Autónoma de Campeche, Av. Agus/in Melgar SIN en/re Calle 20 y Juan de la Barrera, Col. Buenavisla, CP 24039, San Francisco de Campeche, Campeche, México. d Dplo. Recursos de Mar, CINVESTA V-Mérida Métida Yucalá.J1, México. e Facultad de Farmacia, Universidad A utónoma del Estado de More/os, Av. Universidad 1 001, Col. Chamilpa., CP 62209, Cuernavaca, More/os, México. *fiag1lin@JUlCll1/LIIIX Recibido: 01 Junio 2021, Aceptado: 31 Junio 2021. Resumen Jatropha gaumeri es un árbol endémico de la Perúnsula de Yucatán, México, y cuenta con estudios etnornédicos, fitoquimicos y fannacológicos. En el presente trabajo se plantea generar información teórica que relacione las propiedades fisicoquímicas y biológicas con los efectos atribuidos en la medicina tradicional y certidumbre en el desarrollo de estudios experimentales. J. gaumeri se analizó por gravimetria y espectroscopia (UV- Vis, FTIR) y tara:xasterol (6) mediante Molinspiration, Osiris y AutoDock Vina para el acoplamiento con el receptor rnuscarinico tipo 3 (Acho-M3r) . Se registra un rendimiento del 1 4.66±0 .75%, por UV-Vis se identifican bandas relacionadas a compuestos fenólicos y fl.avonoides; por FTIR se identifican bandas relacionadas con 6. Por otro lado, 6 presenta una violación a la Regla de Lipinski, interacción con receptores nucleares, enzimas y con receptores acoplados a proteínas G, no se reportan riesgos de rnutagenicidad, turnorogenicidad, irritabilidad y sobre reproducción. 6 presenta alta probabilidad de absorción en tracto gasb:ointestinal (fGI), inhibición de OATP l B l , BSEP y hERG, sustrato del CYP3A4 así como de receptores a esb:ógenos. El sitio activo del Acho-M3r se optimizó con escopolarnina ( RM SD: 2 .48 A) y 6 registro una alta afinidad con el Acho-M3r, pero menor a la de escopolarnina (- 1 0 . 1 8 vs. -5.9 Kcal/rnol); los valores de Ki (0. 03 vs. 0.48 µM) presentan el mismo comportamiento, hechos que sugieren interacción parcial mediante fuerzas de Van der Waals. Bajo este contexto, 6 presenta buena absorción, baja permeabilidad, potencial acumulación en la superficie apical del enterocito, interacción con los Acho-M3r favoreciendo la inducción de efectos a nivel del TGI, modificación de la biodisponibilidad y la farrnacocinética de fármacos empleados de manera simultánea con las preparaciones tradicionales de J. gaumeri, entre otras especies vegetales medicinales. Se requieres evaluaciones experimentales (in vitro, ex vivo, in vivo) que corroboren el planteamiento. Palabras clave: Jatropha gaumeri, FTIR, Bioinformática, Tara:xasterol, Acho-M:ir. l. Introducción La OMS sostiene que la medicina tradicional podría emplearse como alternativa de primera linea en el tratamiento de resfriados, diarreas, dolor de estómago, fiebres ligeras (OMS, 2006). En la Península de Yucatán, una de las especies vegetales con reconocido prestigio en la medicina tradicional regional es Jatropha gaumeri Greenrn (Euphorbiaceae), árbol conocido en lengua maya corno pomo/ ché (De Stefano & Fernández­ Concha, 2020). Se encuentra distribuido en los municipios de Campeche (Baez et al. , 20 1 6), Tenabo (Crescencio, 2003), Calkiní (Gutierrez et al. , 2 0 1 6) y Calakrnul (Gallegos et al., 2002), del estado de Campeche, México. Cabe destacar que diferentes partes de J. gaumeri se han empleado por sus propiedades medicinales. En este contexto, se ha reportado que la resina se emplea empíricamente para el alivio de las erupciones cutáneas y ampollas desarrolladas en la mucosa de la boca; de igual forma, se reporta su empleo en el tratamiento de la fiebre y en las fracturas óseas. De manera particular, preparaciones tradicionales a base de hojas de J. gaumeri se emplean mediante la elaboración de infusiones para el tratamiento de úlceras, heridas y diarrea. Por otro lado, se reporta que las semillas son empleadas corno laxantes (Can-Aké et al. , 2004; Méndez González, Dorantes Euan, Pacheco Garrido, & Durán García, 2 0 1 6). Desde un punto de vista fitoquírnico, se han realizado diversos estudios a especies pertenecientes al género Jatropha permitiendo la identificación y el aislamiento de metabolitos secundarios; desde una perspectiva cualitativa se han identificado alcaloides, diterpenos, triterpenos, lignanos, así como péptidos cíclicos (Sabandar et al., 20 1 3). Por otro lado, a partir de estudios �fitoquimico s realizados a los extractos metanolicos derivados de las mices de J. gaumeri se han aislado e identificado metabolitos como la 2-epi-jatrogrosidiona (1) y l 5-epi-4E-jatrogrosidentadiona (2); el análisis de los extractos metanólicos de las hojas ha pemútido el aislanúento e identificación de metabolitos como el �­ sitosterol (3), a-amirina (4), �-amirí.na (5), taraxasterol (6), (Can-Aké et al. , 2004 ), ácido gálico (7) y quercetina (8) (Aguirre-Crespo et al., 202 1 ). Metabolitos secundarios a los cuales se les han realizado numerosos estudios fannacológicos que permiten identificarlos como entidades químicas con actividad biológica y con potenciales aplicaciones fammcológicas en las enferrnedades humanas. A pesar de los amplios trabajos experimentales realizados a las raíces y hojas de J. gaumeri, se requieren de estudios que permitan optimizar la fitoquínúca y la fannacología experimental aplicada a los extractos de J. gaumeri y refuercen un empleo terapéutico seguro y eficaz. Cabe destacar que las plantas medicinales y sus componentes quínúcos actúan sobre mecarusmos fisiológicos o patológicos presentes en un organismo y ej ercen el efecto terapéutico deseado; sin embargo, podrían interactuar con alimentos, fánnacos ( Soria 201 8), macromoléculas presentes en el tej ido del músculo liso gastrointestinal y modificar la fan1iacocinética de fánnacos empleados en la medicina alopática o favorecer la aparición de reacciones adversas. Bajo este contexto, el presente trabajo plantea generar infommción teórica que relacione las propiedades fisicoquínúcas y biológicas con los efectos atribuidos en la medicina tradicional y certidumbre en el desarrollo de estudios experimentales. 3. Resultados y discusión El extracto acuoso obte1údo por maceración de hojas de J. gaumeri registra tm rendinúento de extracción del 14.66±0.75%. La Famiacopea Herbolaria de los Estados Unidos Mexicanos (FHEUM) describe en la sección de métodos generales de análisis a la extracción vía maceración en frío ( Secretaria de Salud, 2008), por lo que se le considera como un método de extracción oficial. Sin embargo, es importante considerar variaciones en el rendinúento como en el contenido a partir de las condiciones de temperatura, tiempo, masa, volumen y tipo de disolvente empleado. Mas aun cuando en los diversos modelos médicos tradicionales, así como en los estudios farmacognósticos se emplean diversas metodologías y condiciones de extracción (Azmir et al. , 20 1 3 ; Azwanida, 20 1 5 ). La presencia y cantidad de metabolitos secundarios en una muestra se pueden determinar mediante el empleo de la espectroscopía UV-visible (Alteminú et al. , 201 7); una ventaja significativa radica en la detección individual a partir de bandas de absorción (transferencias de electrones) sin la superposición de otras bandas vibratorias vecinas (Hunger & Weitkamp, 200 1 ). En este sentido, el macerado acuoso de las hojas de J. gaumeri (Figura 1) presenta mayor absorción en bandas localizadas entre 220 a 260 y 360 a 440 mn, respectivamente. 2.0 - Maceración 1 .5 2. Pa11e experimental Hojas de un individuo de J. gaumeri fueron colectadas en las inmediaciones de la ciudad de San Francisco de Campeche, Campeche, México y depositadas e identificadas en el Herbario CIHyS-UACAM (V: 1 8927). El material vegetal se secó a temperatura ambiente a la sombra y posterionnente se molió con tm molino manual. Finalmente, se resguardo bajo las recomendaciones descritas en la Fam1acopea Herbolaria de los Estados Unidos Mexicanos [Secretaría de salud, 200 1 ] . Los extractos acuosos fueron obtenidos vía maceración ( l g:28mL. m/Vol; 24 h; 25 ºC); se filtraron, secaron y almacenaron en refiigeración (5 ºC ). El rendinúento se detemúnó mediante un método gravimétrico y el extracto acuoso se exanúnó por espectroscopía ultravioleta visible (Jain et al., 20 1 6] y espectroscopía Infrarroja con Transformada de Fourier (FTIR) [Aguirre et al. , 202 1 ] . Se emplearon las platafonnas Osiris y Molinspiration (Nadeem et al. , 20 1 6 ) para el análisis in silico de los metabolitos sectmdarios reportados en J. gaumeri. Adicionalmente, se utilizó la platafomm admetSAR para la valoración de la potencial actividad biológica (Cheng et al., 20 1 2 ). Finalmente, se empleo Autodock Vina para el desarrollo de los análisis de acoplanúento molecular (Cob-Calan, 20 1 9). Julio - Septiembre, 2021 0.5 o.o 200 300 400 500 600 700 Longitud de onda (nm) Figurn l. Espectro UV-Vis del macerado acuoso de hojas de J. gaumeri. Los resultados son expresados como el promedio de nueve experimentos. Las bandas de absorción entre 220-260 y 360-440 run se relacionan con la presencia de metabolitos secundarios de tipo fenólicos y/o ílavonoides (Cuesta Rubio, Márquez Hemández, & Campo Femández, 20 1 5 ); es importante considerar que metabolitos secundarios con dobles enlaces, carbonos carbonílicos (aldehidos, cetonas, ácidos y sus derivados), heteroátomos, compuestos insaturados conjugados ( dienos, polienos, enonas, dienonas), compuestos aromáticos mono o bi­ sustituidos, hidrocarburos aromáticos policondensados absorben en el rango de 300 a 500 nm (Cassiera-Posada, �Avila-León, & Riascos Ortíz, 20 1 2 ) . El espectro FTI R del macerado acuoso d e J. gaumeri describe bandas en la región de grupos funcionales, sobretonos y/o superposiciones relacionadas con la presencia de grupos funcionales de entidades químicas presentes en el extracto ( Figura 2). En la banda entre 3500-3300 cm- 1 se relaciona con estrechamientos de enlaces de tipo alcohol ( R-OH). La banda entre 29502850 cm- 1 corresponden a vibraciones del enlace C-H presente en metilo (R-CH 3 ) y metilenos (R-CH2 ) y las cuales se corroboran con las bandas entre 1 470- 1 350 cnf 1 . La banda en entre 1 700- 1 600 cm- 1 es atribuible al estiramiento del doble enlace C=O; la doble banda en 1 300- 1 050 cm- 1 se relaciona con la presencia de R-CO­ O-R'. - Maceración 100 90 :¡ é 80 70 f- 60 50 -t--�-,-���-.-�-r-�---.-�---.-.......... 4000 3500 3000 2500 2000 1 500 1 000 500 1 Longitud de onda (cm. ) Figw·a 2, Espectro FfIR del macerado acuoso de hoj as de J. gaumeri . (masa sólida seca, KBr 5%). Bajo este contexto, el macerado acuoso de J. gaumeri presenta metabolitos secundarios con grupos alcohol, ammas pnmaria (R-NH2), secundarias (R-NH-R), pirroles o índoles (Dere1me, Van Hemelryck, Lamoral­ Tileys, Kiss & Goom1aghtigh, 20 1 3 ), compuestos alifáticos (Anza, Gelaw & Amúsa, 20 1 5 ), ácidos carboxilicos (R-COOH), é tere (R-COO-R), aldelúdos (R- COH), cetonas (R-CO-R), ésteres (Abreu et al. , 20 1 3), entre otros gmpos funcionales. Por otro lado, las bandas a 3337, 2969, 2 930, 2 865, 1 679, 1460, 1 387, 1 1 59, 1 049, 970, 870 cm- 1 ugieren la presencia de 6 (Duarte, 2008; Rufai et al, , 20 1 9 ) en el extracto de J. gaumeri, El análisis en Molinspiration pemúte estimar que 6 es un triterpeno pentacíclico (PM= 426 .73 g/mol) con baja superficie polar (1PSA: 20.23 ), coeficiente de partición alto (CLogP: 8. 1 ), un grupo donador (nOH) y aceptor (nOHNH) de lúdrógeno, y en general presenta una violación a la Regla de Lipinski, la cual establece que moléculas con tma o más violaciones presentan problemas con el transporte pasivo a través de las membranas biológicas y con la biodispo1úbilidad (Lipinski, Lombardo, Donúny, & Feeney, 1 997). Valores altos de LogP indican una alta liposolubilidad y baja difusión; la biodisponibilidad de 6 puede estar relacionada con otros mecaiúsmos de trai1sporte como la difusión por canales, transporte con gasto de energía, endocitosis y/o pinocitosis (Herrera Ruiz et al., 20 12). Por otro lado, 6 presenta una alta pw1luación como ligai1do de receptores nucleares (NR: 0.66), inlúbidor enzimático (EI: 0.5) y agoni ta de receptores acoplados a proteínas G (GPCR: 0. 1 7). Los NR son importantes objetivos fannacéuticos al desempeñarse como reguladores clave de muchas enfem1edades metabólicas e inflamatorias, incluyendo diabete , dislipidenúa, cirrosis, fibrosis (Yang, 2 0 1 4 ), entre otros padecimientos. Los El (Steffansen et al. , 2004) y los GPCR (Caulfield et al. , 1 993) son atnpbamente reconocidos como blancos terapéuticos. El análisis por la platafonna Osiris indica que 6 no supone w1 riesgo de toxicidad en el contexto de mutagenicidad, tumorogenicidad, irritabilidad y reproducción. La predicción de propiedades ADME mediante admetSAR, registró que 6 presenta los valores más altos de probabilidad (p) en la absorción: tracto gastrointestinal (p=0.99 1 9), células CaCo2 (p=0.5) y biodisponibilidad oral (p=0.5 1 43); distribución: 6 se locabza en lisosomas (p=0.4786) y logra el paso de la barrera hematoencefálica (p=0.8509); metabolismo: 6 se identifica como inlúbidor de OA 1P 1 B 1 (p=0. 90 1 8) y de BSEP (p=0.749), sustrato de C YP3A4 (p=0.685 1 ), inhibición hERG (p =0.6685 ), entre otros blancos como receptores a estrógenos (p=0.7997), andrógenos (p =0. 7445 ), tiroideo (p=0 .65 1 2 ), glucocorticoides (p=0. 834), aromatasa (p =0.755 ), PPARgamma (p=0.555 1 ). En este contexto, 6 podría acmnularse en enterocito, ejercer acciones en el tracto gastrointestinal y modificar la biodi ponibilidad y la fannacocinética de fánnacos empleados de mai1era simultánea con las preparaciones tradicionales a base de hojas de J. gaumeri, entre otras especies vegetales medicinales. Con respecto a los NR, los GPCR ej ercen respuestas rápidas (núlisegundo, ms; Flores-Soto, et al., 2005) para el control del músculo liso gastrointestinal, ejemplo de ello es el receptor mu carínico tipo 3 (Acho-M3 ,). Con la finalidad de identificar potenciales interacciones, se llevó a cabo la simulación de acoplamiento molecular entre 6 y el Acho-M3r (Figura 3 ). Mediante el empleo de AutoDock Vina se validó (Cob­ Calan et al. , 20 1 9) el sitio activo del Acho-M3, con escopolamina (alcaloide antago1ústa de receptores muscarínicos y presente en especies de la fanúlia Solanáceas), ligai1do nativo co-cristalizado que pernútió tma optimización adecuada ( RMSD: 2 .48 Á). El acoplamiento de 6 con el sitio de unión del Acho-M3, pemútió el registro de tma alta afuúdacl de múón, sin embargo, la afinidad de e copolamina e superior a la de 6: - 1 0 . 1 8 vs. -5.9 Kcal/mol, respectivainente; valores negativos para la energía libre, sugiere una alta afmidad al sitio de unión. Por otro lado, los valores de Ki son más bajos para la múón con escopolanúna respecto a 6 (Ki: 0.03 vs. 0.48 �LM). En este sentido, se identifica a 6 como Julio - Septiembre, 2021 �3. un antagonista parcial del Acho-M3, . El análisis de acoplamiento muestra que 6 interacciona con Acho-M3, a través de fuerzas de Van der Waal s (ej . Fuerzas de London, Debye y Keesom), las cuales contribuyen a la estabilización del complej o 6-Acho-M3, y así relajar y/o reducir la motilidad del tracto gastrointestinal, fenómeno importante para el proceso de digestión de alimentos y la absorción de fánnaco s. . :. Báez, C. G., Zamora-Crescencio, P., & Villegas, P. 20 16. Foresta Veracruzana, 1 8( 1 ), 1 - 1 6 . 4. Crescencio, P. z. 2003. Polibotánica, ( 1 5), 1 -40. 5. Gal legos, J. R . D., Acosta, O. C., & Gil, G. G. 2002. Ecosistemas y Recursos Agropecuarios, 18(3 5 ), 1 1 28. 6 . Can-Aké, R. , Erosa-Rejón, G. , May-Pat, F., Pet1a­ Rodríguez, L. M., & Peraza-Sánchez, S. R. 2004. Revista de la Sociedad. 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Conclu siones Taraxasterol (6 ) es m1 teórico antagonista parcial de los Acho-M3" y se requiere confinnar y cuantificar la presencia de 6 en lo s extractos acuosos de J. gaumeri mediante métodos analítico s y evaluar el efecto de 6 sobre la contracción espontánea o inducida en segmentos aislados del tracto gastrointestinal ( ex vivo). El análisis de acciones concertadas de 6 y otros metabolitos presentes en hojas de J. gaumeri penniten comprender los usos descritos en la medicina tradicional de la región . 5. Agradecimientos Cu-Quifiones agradece a la Universidad Autónoma de Campeche (UACAM) y CONAC YT (202-00002602NACF- 30026) por la beca recibida para la realización de los estudios de posgrado . A la Facultad de C iencias Químico-Biológicas (FCQB-UACAM) por las facilidades para el desarrollo de esta investigación; de igual fonna, agradecemos el apoyo técnico a la QFB Iliana Osorio Horta (FCQB-UACAM). 6. Referencias: Organización Mundial de la Sal u d (OMS) . 2006 . 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E-mail: catedra.guillermo@uqroo. edu. mx Recibido: 1 Junio 2021, aceptado: 20 de junio 2021 Resumen: En el presente trabajo se describen diferentes experimentos desarrollados con un motor de combustión interna, acondicionado principalmente como banco de pruebas. Inicialmente, el motor se utilizó como fuente de potencia para una motocicleta con gasolina, y se adaptó al banco de pruebas para analizar su desempeño con diferentes mezclas de combustibles. Las pruebas experimentales consideran el funcionamiento desde el reposo, manteniendo un régimen de velocidad gobernada como referencia, esto con el objetivo de registrar el consumo de combustible, la temperatura de operación para evitar el sobrecalentamiento y la composición de los gases de escape utilizando mezclas de combustible gasolina, con diésel y etanol al 5, 1 0 y 1 5 % respectivamente. Los resultados obtenidos muestran funcionamientos similares del motor de combustión usando la mezcla de gasolina con diésel o etanol, alcanzando el mayor rendimiento de 1 8 seg/ml, con la mezcla gasolina con diésel al 5%. Finalmente, se observó que el motor de combustión no proporciona comportamientos adecuados con hidrógeno y biodiesel el utilizar el sistema de carburación implementado. Palabras Clave: Mezcla de combustibles, motor de combustión, rendimiento, gases de escape. Fuel mixture, engine, performance, exhaust gases. l. Introducción Debido a la densidad energética de los combustibles líquidos, la facilidad de transportarlos, así como la diversidad de estaciones de recarga, los combustibles derivados del petróleo continúan siendo los más utilizados en México y en el mundo. Esto se puede observar fácilmente en los centros de abastecimiento cercanos a los lugares de trabajo, o bien indagando con las personas acerca del tipo de combustible que usan en sus medios de transporte. Adicionalmente, el mercado automotriz sigue utilizando el motor de combustión interna (MCI) como principal fuente de potencia de los vehículos terrestres. En [ 1 ] se proporcionó un análisis de ventas de vehículos con motor de combustión interna a nivel mundial en el año 20 1 9, que representa más del 90 % de los vehículos adquiridos en ese año. Sin embargo, los problemas de abastecimiento de combustibles y emisiones contaminantes están estrechamente ligados al sector autotransporte. La segunda problemática está asociada a la contingencia ambiental en ciudades principales, donde se establecen programas ambientales para regular las emisiones contaminantes, como el llamado "Hoy No Circula" de la Ciudad de México [2, 3], el cual consiste en reducir la movilidad de vehículos que utilizan MCI principalmente por usuarios particulares. Las razones anteriores motivan el desarrollo del presente trabajo con la finalidad de sustituir un porcentaje del combustible basado en petróleo, mediante bio-combustibles, considerando una fracción de masa o sustitución total como se describe en [4, 5, 6], para proporcionar un adecuado funcionamiento del MCI o mejorar el desempeño con las mezclas adecuadas de hidrocarburos. Existen vehículos en el mercado que ya cuentan con tecnologías para el suministro de combustible flexible Flex Fuel, los cuales soportan los bio- �Guzllermo Becerra-Núñez, 'Jorge Ovidio "Aguilar "Aguilar, Normand G Ch, Sanchez y Jesus David Aviles Velazquez combustibles. Aunque, la mayoría de los sistemas en vehículos convencionales no están preparados para sustituir una porción significativa del combustible original, lo cual forma parte de la motivación de los experimentos descritos en el presente trabajo. Existen al gunos trabajos enfocados al uso de biocombustibles con motores de combustión, en forma de gas, para generar energía eléctrica o bien para el uso vehicular, como se menciona en [7] . Además, algunos estudios con respecto a la mezcla de combustible fósil con biocombustible se describen en [8] usando gasolina con etanol para el motor de una motocicleta, adaptando el carburador para la inyección de etanol. En [9] , se describe el comportamiento de un motor Kubota, similar al utilizado en el gasificador de All Power Labs [ 1 0, 1 1 ], para el uso de diésel y mezclas con biodiesel. Asimismo, en [ 1 2] se estudió la mezcla etanol-diésel mediante las variaciones cíclicas de la combustión. En [ 1 3] se investiga una metodología de combustibles alternativos para motores diésel que se enfoca en etanol como agente aditivo en mezclas de biodiésel a partir de residuos de aceite de palma y de girasol. En [ 14], se estudió el etanol en un motor diésel, donde se inyecta el combustible diésel y se agrega un sistema auxiliar para el etanol, con lo que se consi guió una fracción máxima de masa de 0.634 de etanol. En el presente trabajo, se analiza el comp ortamiento del motor de combustión para un sistema de carburación de motocicleta considerando la mezcla de gasolina con diésel o etanol, combinándolos con diferentes porcentajes de mezcla, y de la mezcla con hidrógeno y biodiésel, a diferencia de los combustibles mezclados en los trabajos previamente descritos. Los resultados experimentales muestran que el desemp eño de un MCI es similar con las mezclas de gasolina con etanol o diésel, mientras que la combinación de hidrógeno y biodiesel no produce comportamientos adecuados con el sistema de carburación imp lementado. El resto del trabajo se ordena de la siguiente forma; La sección 2 describe el desarrollo de los experimentos. Los resultados y su discusión se describen en la sección 3 y por último se mencionan algunas conclusiones y recomendaciones en la sección 4. 2. Experimentos (Desarrollo) Para realizar los experimentos se acondicionó un banco de pruebas a partir de un motor de combustión interna que funcionaba con gasolina como combustible. El motor proviene de una motocicleta Suzuki mono cilíndrico, de 4 tiemp os, encendido por chispa, enfriado por aire, con sistema de arranque eléctrico y por pedal. Se inició con la limpieza y ensamble de los componentes del motor, ya que tenía tiempo sin funcionar. En la Fi gura 1 , se muestran los componentes que se limpiaron para el armado y puesta en servicio. Del lado derecho se aprecia la llanta trasera, al lado del cigüeñal, la camisa del pistón y la culata del motor. Julio - Septiembre, 2021 �Figura l . Elementos del motor de combustión para el armado y puesta en operación. Durante el armado también se lograron medir los parámetros de carrera del pistón y diámetro del cilindro, con el propósito de determinar el volumen de la cámara de combustión (medida en centímetros cúbicos ce), además del volumen del múltiple de admisión, lo cual se describe en la tabla 1 . En la figura 2 se muestran las mediciones fisicas de los parámetros mencionados, además del armado completo del motor. Tabla 1 . Medición de parámetros Parámetro Valor 5 1 .70 mm Diámetro del cilindro 59.84 mm Longitud de la carrera del pistón 60.00 cm3 Volumen del múltiple de admisión Cilindrada: '!!..4 D 2 L = 1 2 5, 5 3 7. 1 1 mm 3 = 1 2 5 . 5 3 7 ce (1) Donde D es el diámetro del cilindro o camisa en mm y L es la carrera del pistón en mm En el sistema del carburador, se implementó un arreglo de control con un microcontrolador Arduino, con la finalidad de establecer experimentos en régimen de velocidad gobernada, regulando la velocidad de salida por medio de un servomotor como actuador, que modifica la apertura de la válvula de aire (también conocida como mariposa) para acelerar y desacelerar el motor del sistema. Julio - Septiembre, 2021 �Figura 2. Medición de parámetros y armado del motor. Instrumentos de medición Por otro lado, se tienen diferentes instrumentos de medición necesarios para la comparación del desempeño del sistema. Primero, se utilizó una pipeta graduada y un cronómetro para medir el consumo de combustible, tomando en consideración el tiempo de demora en consumir 5 mililitros de combustible, y realizando este proceso en repetidas ocasiones para disminuir los errores de medición. Figura 3. a) Medición de velocidad del MCI (tacómetro = 1 ,925 RPM) con relación a la frecuencia del generador ( 1 92 Hz), del lado izquierdo. b) Imagen del incremento de temperatura con la cámara termográfica. Julio - Septiembre, 2021 �Para la medición de velocidad en el MCI, se tomó la señal de frecuencia, a partir del generador eléctrico de 12 polos que se acopla en el cigüeñal, ya que tal sistema indica la posición para la chispa de la bujía. Este sistema funciona cuando el motor está en operación. El imán que gira alrededor del generador también actúa como volante de inercia, el cual cuenta con un imán resaltado que al pasar cerca de un sensor de efecto hall, este envía un pulso a la bobina, y a su vez esta manda un alto voltaje a la bujía para realizar la explosión de la mezcla aire/combustible en la cámara de combustión. En la figura 3a, se confirma el valor de la frecuencia del generador de imán permanente correspondiente con la velocidad del motor de combustión, los cuales están relacionados por el número de polos, como se menciona en [ 1 5] , Velocidad (RPM) = 1 20*(Frecuencia Hz)/ (No. de polos). (2) Para prevenir el sobrecalentamiento del motor, se monitorea la temperatura de operación usando un termopar tipo K, colocado entre la cabeza y la camisa del motor. La medición de temperatura se corroboró mediante una cámara termo gráfica Fluke modelo TiRl , cuya imagen presentada en la Figura 3b representa el incremento la temperatura por el funcionamiento del MCI. A partir del registro de la composición de los gases de escape, se determina que tan buena es la combustión y si la mezcla enriquecida con la que se alimenta la cámara de combustión es apropiada, de tal manera que se reduzca la emisión de gases de polución atmosférica . Para lo cual, se utilizó el instrumento analizador de gases de escape para el MCI (AGA5000 VEI) que se muestra en la figura 4, el cual, censa el porcentaje de gases en las emisiones del escape y así como las partículas de hidrocarburo no quemado. Los gases que se miden son: (i) Monóxido de carbono (CO), se produce cuando hay poco oxígeno disponible para la combustión y por tanto no llega para quemar todo el carbono del combustible completamente, quedando átomos de carbono unidos a solo un oxígeno formando el CO. (ii) Dióxido de carbono (CO2), que se produce al ser quemados los combustibles que contienen carbono. El carbono se combina durante esa operación con el oxígeno aspirado, es un gas incoloro, no combustible. (iii) óxidos de nitrógeno (N Ox), resulta al combinarse el oxígeno y el nitrógeno debido a las altas temperaturas que se alcanzan dentro del motor y a las altas presiones. En la cámara de combustión se forma el NO y al abrirse la válvula de escape los gases pasan al conducto de escape donde se combinan con oxígeno para formar NO2. (iv) Hidrocarburo no quemado (HC), son restos no quemados del combustible, que surgen en los gases de escape después de una combustión incompleta. La mala combustión puede ser debido a la falta de oxígeno durante la combustión (mezcla rica) o también por una baja velocidad de inflamación (mezcla pobre), por lo que es conveniente ajustar la riqueza de la mezcla. Julio - Septiembre, 2021 �Combustibles Figura 4. Analizador de gases de escape AGA5000. A continuación, se describen los combustibles derivados del petróleo que fueron utilizados en los experimentos. Primero la gasolina por el funcionamiento inicial del motor, el cual se inyecta mediante el carburador, cuyo principio básico es aprovechar el vacío que dej a el pistón y con el empuj e de la presión atmosférica, se suministra la mezcla de aire y gasolina en el múltiple de admisión, para cuando se abre la válvula ingrese a la cámara de combustión. La cantidad de oxígeno ideal (02), para que se lleve a cabo la explosión del combustible (CxHy) - hidrocarburo, está dada por la expresión de estructura molar. CxHy + (x+y/4)(O2) -> xCO2 + (y/2)H2O 1 (3) donde C es carbono, H hidrógeno y después de la combustión, se obtiene dióxido de carbono CO2 y agua (H2O). De los hidrocarburos con que se experimenta, por un lado, la gasolina emplea el octanaje como la medida de resistencia a la explosión por compresión en el MCI. En términos generales, la característica principal para tener una gasolina adecuada es la que tiene mayor octanaje, lo cual, es el valor que muestra la resistencia del combustible a ser detonado prematuramente [ 1 8] , después de que se comprima al interior de la cámara de combustión. Se refiere a la presión y temperatura a la que puede someterse la gasolina mezclada con aire antes de realizar la explosión. Por otro lado, para el diésel no se le puede nombrar octanos debido a que no necesita un punto de inflamación, la diferencia consiste en la elevada presión para su detonación, por lo que se le nombra cetano [ 1 9] , ya que esté número es una medida de las características del encendido del combustible. Por parte de los combustibles biológicos (biocombustibles) [20] , se obtienen a partir de restos orgánicos, de los cuales se consideran de primera generación el bioetanol, el biodiésel y el biogás. Los cuales, se producen a partir de biomasa, la producción de etanol deriva de cultivos energéticos de maíz, sorgo, yuca, caña de azúcar, entre otros. El biodiésel se produce a partir de las oleaginosas de la soya, aceite de palma, colza, jatropha curca, etc. Por otro lado, el biogás se obtiene a partir de residuos orgánicos mediante procesos de digestión anaerobia de forma análoga al gas de síntesis, pero el último por el proceso de gasificación. 1 Se considera (C 8H 1 8) para la gasolina y (C 1 2H26) para diésel, según [ 1 6] y [ 1 7] . Julio - Septiembre, 2021 �Mezclas de enriquecimiento de combustible. Para el enriquecimiento del combustible se hicieron vanas mezclas de gasolina con distintos combustibles y biocombustibles empleados para los motores de combustión. Para lo cual, se etiquetan en tres porcentajes, por cantidad de volumen de combustible original a reemplazar en el MCI. Para la mezcla de gasolina con etanol se etiqueta con el prefijo "E%" donde el símbolo % representa el porcentaje de etanol que sustituye a la gasolina para realizar las pruebas. Es decir, para una mezcla de gasolina con 5% de etanol la etiqueta es "E5", para el enriquecimiento del 1 5% se eti queta con "El 5". Se mezclaron dos hidrocarburos y la eti queta se designa con la inicial de ambos, seguido con el porcentaje de sustitución, como en los anteriores. Por ejemplo, para el caso de sustituir el 5% de gasolina con diésel, se emplea la etiqueta "GD5", para el 1 0% es "GD I O". La mezcla de los mencionados combustibles/biocombustibles líquidos se realizó antes de ingresar al carburador. 3. Resultados y discusión Los primeros experimentos se realizaron con el motor de combustión y el combustible original (gasolina), las mediciones consisten en analizar el consumo, la temperatura, velocidad y gases de escape a la salida, también se debe aclarar que el motor se operó con la misma carga del generador y transmisión acoplada, algunos resultados preliminares se presentan en [ 2 1 ] . Además, se aclara que el rendimiento de un automóvil o motocicleta está dado por el kilometraje recorrido por cada litro consumido, esto solo aplica en motores que sirven para la movilidad. Sin embargo, para los motores estacionarios (como en el presente trabajo), en su mayoría de generación eléctrica, el rendimiento se mide en horas de operación por litro consumido. La figura 5 muestra las dinámicas de la velocidad del motor de combustión hasta llegar a estabilizarse alrededor de 2,450 RPM, en la misma figura también se observa como la temperatura llega a superar ligeramente los 85 ºC, sin mayor incremento después de l h de operación. 2600 ____,.......,...,....,...,...,....,...,....,....,.._..,.....-,-...--r-""-,-..----,F'", 90 2400 j 600 1 400 -1-�......--,-.....,.......,........,1""""1"-,--r-,-,--,--.-r-,..,.----.--,--,r--,---t" O !ii 1O 15 20 25 30 35 40 Tiempo (min)1 Julio - Septiembre, 2021 45 50 55 óO 5 �Guzllermo Becerra-Núñez, 'Jorge Ovidio "Aguilar "Aguilar, Normand G Ch, Sanchez y Jesus David Aviles Velazquez Figura 5. Comportamiento de la velocidad y temperatura del motor de combustión desde el arranque hasta que se estabiliza. Por otro lado, en la figura 6 se muestra además el comportamiento dinámico de velocidad, el rendimiento del MCI medido en (seg/ml), lo cual, es un parámetro principal para comparar el desempeño con la operación del motor con mezcla de combustibles. 2800 ---.------....----.-.....-.....,.....-......-.-__,. 1 B • 2600 2400 g_ 2200 V�i!ldilad i!n!illlii!f ,:¡.,,18mienlc CUTOJ5lltlc · <t.: 2000 � 1 800 1 600 1 400 , -5 O 5 Hl 15 2Ó , 25 :m 35 , 40 45 00 O 55. 61;) 85 Tiempo ( min) Figura 6. Dinámica del rendimiento y la velocidad del motor de combustión. Los siguientes resultados se agrupan para analizar de mej or forma la comparación de la operación del motor con las mezclas gasolina con etanol y diésel, las etiquetas y proporciones se describen en la tabla l . Tabla 2 . Etiquetas de las mezclas de combustibles Etiqueta Porcentaje Porcentaje Porcentaje de mezcla de gasolina de etanol de diésel Gasolina 1 00% 0% 0% ES 95% 5% 0% EIO 90% 1 0% 0% El5 85% 1 5% 0% GD5 95% 0% 5% GD I O 90% 0% 1 0% GD 1 5 85% 0% 1 5% La figura 7 muestra las dinámicas de velocidad del motor en RPM, que para todos los casos se intentó mantener en un valor cercano a 2,450 RPM después de los primeros 1 O minutos de operación, con el fin de comparar los otros desempeños del funcionamiento del MCI. Julio - Septiembre, 2021 �2600 E -4 e, 2 OD ... l 1 2200 e: t'U 2000 't:I ' / ,['11 5l GasoU na GD5 GD10 GD15 GES GE 1 5 G !E 1 0 ◄ � l 'ü .:..... .º 111 1 800 1 600 _......,_ ,...�_,..__r-T___.-,....;;;.;;:::::;;;;;;;::;:::;:;:;;:;:;::'._J. 1 400 J_J.._..,...,,............,,.. o 5 1o 15 20 2S 3-0 35 40 45 !50 SS 60 65 Tie mpo (m i n ) Figura 7. Dinámicas de l a velocidad en (RPM) del motor de combustión para gasolina y mezcla con etanol al 5%, 1 0% y 1 5%, así como la mezcla gasolina con diésel al 5%, 1 0% y 1 5%. En la figura 8, se muestran los perfiles de temperatura, tanto para gasolina como para las mezclas con etanol y diésel, cuando el motor funciona solo con gasolina presenta la menor temperatura, ligeramente mayor a 85 ºC y cuando funciona con la mezcla de gasolina y 1 0% de etanol ( etiqueta E l O) tiene un valor cercano a 89 ºC. Las demás dinámicas de temperatura se encuentran entre este rango de valores, para los enriquecimientos de E5, E 1 5, GD5, GD l O y GD 1 5 . 1 00 1 - -+ .........._...._......_._..._......,_,__.._......_..._.._._.,_.__.__._...____ 80 " j'­ QI c. ! - • t 1 60 Tempe :ralu ra TGD5 TGD 1 0 TGD 1 5 iGE 5 iGE 1 0 TGE 1 5 40 O 5 10 15 2-0 2:5 3(1 35, 40 4i';i so 55 00 65 1empo ( min ) Figura 8. Dinámicas de la temperatura del motor de combustión para gasolina y mezcla con etanol E al 5%, 1 0% y 1 5%, así como la mezcla con diésel GD al 5%, 1 0% y 1 5%. Los resultados de rendimiento se muestran en la figura 9, donde el mayor rendimiento se presenta con la mezcla de gasolina con diésel al 5% GD5, que después de 1 5 minutos se mantiene en un Julio - Septiembre, 202 1 �valor cercano a los 1 8 seg/ml, después le sigue el rendimiento de la mezcla gasolina con etanol al 1 0% E l O, que se sostienen en 1 6 seg/ml, y el resto de las otras mezclas se encuentran por debaj o de estos valores, como se puede apreciar en la figura. 19 �.,_,,_._..,_._.__.__.....__.___.__.__...__.........._......_...........,_..___.....� 18 I _ n (1) S. 1 6 «l ":¡:¡¡; 1 5 • 1 0 � 14 (!) o 13 :;;i ¡g 2' 9 -1-.......-.-..............--..-....,..-..-......-......r--r---r"'�!--r"-�➔ G S O 1 5 XI 25 30 ·35 O 45 50 SS 60 65 Tiiempo (mi Figura 9. Dinámicas del rendimiento del motor de combustión para gasolina y mezcla con etanol E5 al 5%, E l O - 1 0% y E l 5 - 1 5%, así como la mezcla con diésel GD al 5%, 1 0% y 1 5%, respectivamente. La tabla 2 muestra las lecturas de las mediciones de los gases de escape, las cuales se obtienen en los últimos 1 5 minutos de la prueba, donde se estabiliza el motor y prácticamente no hay variación en los valores. Se observa que las mezclas de gasolina con etanol y diésel se mantienen por debajo del valor obtenido cuando el motor opera solo con gasolina, así como el resto de las mediciones con la excepción de la mezcla gasolina con diésel al 1 5% para HC y NOx. Lectura CO (%) CO2 (%) HC (ppm) Nüx (ppm) Tabla 3. Lecturas de gases de escape con gasolina y mezclas. GD l 0 E15 Limite Gasolin E5 ElO GD5 a 0. 1 4 1 .26 3.5 1 3 5 .95 0.99 3 .26 1 3 .55 7.46 8.21 135 9.86 6.49 1 6.5 377 282 448 393 307 299 400 N/A 11 5 11 6 8 10 GD 1 5 2.4 7.9 79 1 17 Por otro lado, se agregó hidrógeno en forma de gas en la toma de aire del carburador, el motor se aceleró, lo que mostró condiciones de velocidad oscilantes y con esto una operación completamente inestable hasta que se desconectó la alimentación de hidrógeno a la mezcla carburante. Además, se mezcló gasolina con biodiesel al 5% y porcentajes mayores, el motor tendía a detenerse, se modificó manualmente la apertura de la mariposa del carburador, para que pasara mayor cantidad de mezcla, con lo que aceleraba y desaceleraba de manera muy inestable, los gases HC se incrementaron demasiado y tampoco se logró estabilizar el motor para las buenas mediciones. Julio - Septiembre, 2021 �4. Conclusiones De los resultados obtenidos con las mezclas se obtiene el mejor rendimiento con la mezcla de gasolina con diésel al 5%, con 1 8 seg/ml, sin embargo, el valor de CO es 3 .26 % mayor al límite de 3 %, lo cual indica que no se quema todo el carbono y por lo mismo se considera que no llega al límite del CO2, para la misma mezcla se tiene un valor de HC menor al límite, lo que indica un buen desempeño en cuanto a emisiones y rendimiento, esta mezcla mantiene muy estable el motor en velocidad y el incremento de temperatura de operación, con respecto al funcionamiento solo con gasolina, no es notorio para el valor de velocidad elegido. Por otro lado, el siguiente valor cercano en rendimiento es la mezcla de gasolina con etanol al 1 0%, con 1 6seg/ml, con valores de lectura menores en CO y CO2, lo cual, se esperaba debido a que se reduce el carbono al agregar etanol, para este experimento se presentó el mayor incremento de temperatura con un valor cercano a 89 º C, con respecto al funcionamiento solo con gasolina que es cercano a 86 º C. Se experimentó también con porcentajes de etanol del 20% mezclados con gasolina, sin embargo, el dueto (manguera de hule) presentó fugas ligeras por lo que se detuvo la prueba. Se reemplazó el dueto con otro nuevo y se realizó el experimento con mezcla de gasolina etanol al 50%, pero también se encontraron fugas de la mezcla y se concluyó que el etanol en altos porcentajes daña el dueto de este tipo. Cuando se mezcla gasolina con diésel en porcentajes mayores al 20%, el motor no logra arrancar, pero si se arranca con gasolina y después se agrega la mezcla, si mantiene la regulación de velocidad, la temperatura aumenta ligeramente, pero el rendimiento no se incrementa. De [2 1 ] se obtiene el precio promedio al 1 9/1 0/202 1 por 1 litro, gasolina premium = $2 1 .60 mx, diésel = $2 1 .82 mx. Para el régimen de velocidad gobernada, en el que se propone funciona el motor: Si se utiliza 95% de gasolina y 5% de diésel, se tiene un rendimiento de 1 .5 veces con respecto al rendimiento de solo usar gasolina, es decir, si se usa la mezcla durante 5 h = 1 8,000 s, se gastaría 1 litro de mezcla, que costaría 2 1 .60*0.95 + 2 1 .82 *0.05 = $2 1 .6 1 mx. Al comparar con el uso solo de gasolina, funcionando durante 5 h = 1 8,000 s, se gastaría 1 .5 litros, lo que constaría 2 1 .60* 1 .5 = $32.40 mx. Lo que implica ahorro económico del 33.33 % = ( 1 (2 1 .6/32.4) )* 1 00%, para e l precio actual de los combustibles. Como trabajo a futuro queda pendiente la modificación del carburador para ingresar combustibles gaseosos y mantener la regulación de velocidad para analizar el funcionamiento. Además de un análisis económico al utilizar la mezcla de combustibles por ejemplo en una planta de generación eléctrica con velocidad gobernada. Se agradece el préstamo del equipo analizador de gases de escape para el MCI (AGA5000 VEI) al personal del CONALEP plantel Chetumal Lic. Jesús Martínez Ross, para la obtención de datos por las emisiones. 5. Referencias [ 1 ] Ecomotion. ecomotion.es/articulos-online/los-motores-de-combustion-interna-representantodavia-mas-del-90-de-las-ventas-mundia-nz6Uh (accesado el 1 7 de agosto de 202 1). [2] . 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Creator An entity primarily responsible for making the resource Fernández Delgadillo, Sergio Salvador, Director Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 2010 Text A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text. Título Uniforme Química hoy Año de publicación El año cuando se publico 2021 Volumen Volumen de la revista 10 Número Número de la revista 3 Mes de publicación Mes cuando se publicó Julio-Septiembre Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Trimestral Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Química hoy, 2021, Vol 10, No 3, Julio-Septiembre Creator An entity primarily responsible for making the resource Fernández Delgadillo, Sergio Salvador, Director Subject The topic of the resource Química Bioquímica Ciencia Investigación Ingeniería Química Ciencias Químicas Description An account of the resource La Revista Química Hoy inicia en el 2010 y se publica trimestralmente, es una nueva fuente de comunicación científica para investigadores relacionados con las áreas de la Química. La Revista Química Hoy publica comunicaciones y artículos que presenten resultados experimentales originales en todas las áreas de la teoría y la práctica de la Química en su mas amplio contexto. Así mismo, se aceptan contribuciones originales de revisiones sobre temas científicos de actualidad en Química, donde el autor sea un experto en el tema a tratar. Publisher An entity responsible for making the resource available Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ciencias Químicas Contributor An entity responsible for making contributions to the resource Gómez de la Fuente, María Idalia del Consuelo, Editora Responsable Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 01/07/2021 Type The nature or genre of the resource Revista Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource text/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2020918 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Universitario Language A language of the resource spa Relation A related resource https://quimicahoy.uanl.mx/index.php/r Coverage The spatial or temporal topic of the resource, the spatial applicability of the resource, or the jurisdiction under which the resource is relevant San Nicolás de los Garza, Nuevo León Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. 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