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En el año 2000, el desarrollo de vectores virales era una parte crucial de la terapia génica, ya que estos vectores se utilizan para entregar genes terapéuticos a las células del paciente. El funcionamiento de estos se explica a continuación:

1. Los vectores virales se modifican para llevar el gen terapéutico deseado en lugar de su propio material genético.

2. Los vectores se administran al paciente, a menudo a través de inyección directa en el tejido afectado o mediante infusión intravenosa.

3. Una vez dentro del paciente, los vectores virales se unen a las células y liberan el gen terapéutico en el núcleo celular.

4. El gen terapéutico se integra en el ADN de la célula, donde se expresa y produce la proteína o realiza la función necesaria para tratar la enfermedad.

Algunos ejemplos de vectores virales son:

1. Vector adenoviral

2. Vector lentiviral

3. Vector retroviral

4. Vector adenoasociado (AAV)

Cita bibliográfica:

Rodríguez, B. E. C. Terapia Génica: Vectores Virales y sus Aplicaciones.

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Enmarcado en el Consorcio Internacional del Genoma Humano, mapeó y secuencó el genoma humano por primera vez. Este proyecto, tuvo lugar entre 1990 y 2003. Desembocó en el anuncio público de la terminación del primer borrador en 2000, localizando los genes dentro de nuestros cromosomas. Posteriormente, secuenciaciones sucesivas permitieron dar a conocer el genoma completo en 2003.

Además, el PGH sentó las bases para investigaciones posteriores, como el estudio del microbioma humano. Este esfuerzo busca caracterizar las comunidades microbianas que residen en diversas partes del cuerpo humano y entender las posibles correlaciones entre los cambios en el microbioma y el estado de salud.

Entre las aplicaciones más significativas de esta investigación se encuentra la capacidad de desvelar la base molecular de numerosas enfermedades genéticas, permitiendo diagnósticos precisos, incluso de manera presintomática y prenatal.

https://www.stanfordchildrens.org/es/topic/default?id=proyecto-genoma-humano-90-P05231

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La vacuna recombinante para el rotavirus fue creada en el año 1998, sin embargo, un año después fue retirada del mercado debido a sus graves efectos secundarios, no fue hasta el 2006 que nuevas vacunas contra el rotavirus RotaTeq y Rotarix fueron aprobadas y comenzaron a utilizarse en muchos países. Estas vacunas utilizan cepas vivas atenuadas del virus y han demostrado ser seguras y efectivas en la prevención de la enfermedad por rotavirus.

Estas se incluyeron en los programas de inmunización infantil en muchos países, lo que ha contribuido significativamente a la reducción de la mortalidad por gastroenteritis causada por el rotavirus.

Cita bibliográfica:

Amin Blanco, Nevis, & Fernández Castillo, Sonsire. (2016). Vacunas contra rotavirus: estado actual y tendencias futuras. Vaccimonitor, 25(3) Recuperado en 08 de noviembre de 2023, de http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1025-028X2016000300005&lng=es&tlng=es.

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2007: Descubrimiento de células madre pluripotentes inducidas (iPS)

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2007: Descubrimiento de células madre pluripotentes inducidas (iPS)

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En 2007, dos equipos de investigación independientes descubrieron que podían reprogramar células adultas para que fueran pluripotentes, es decir, que pudieran convertirse en cualquier tipo de célula del cuerpo. Este descubrimiento, conocido como células iPS, fue un avance importante en la biotecnología con el potencial de revolucionar el tratamiento de enfermedades y la regeneración de tejidos.

Las células iPS se pueden obtener a partir de células adultas, lo que las hace más fáciles de obtener que las células madre embrionarias, que se obtienen de embriones o fetos. Además, las células iPS pueden ser personalizadas para un paciente específico, lo que podría conducir a tratamientos más eficaces.

Las células iPS aún tienen algunos retos que deben superarse, como la seguridad y la eficiencia. Sin embargo, el potencial de las células iPS es enorme, y se espera que se produzcan avances significativos en su desarrollo en los próximos años.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6416143/

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Células madre adultas y células madre embrionarias

Ante la cuestión de este artículo sobre ¿qué son las células madre pluripotenciales inducidas (iPSCs) usando la bioimpresión?, desde Regemat pasamos a dar con sumo detalle desde la definición más tradicional a la división diferencial entre las células madre pluripotentes y las inducidas para demostrar de manera significativa, que no se trata de lo mismo.

Por ello, las denominadas células madre las definimos como una tipología de células indiferenciadas con capacidad para autorrenovarse y de diferenciación celular, capaces de producir células hijas comprometidas hacia una diferenciación terminal y células hijas con un fenotipo de menor madurez o diferenciación a través de mecanismos asociados a la división celular asimétrica. La masa celular interna del blastocito hace que las células madre embrionarias pasen a ser pluripotentes, permitiendo que de esta manera éstas posean la capacidad de dar origen a todos los tipos celulares de un organismo.

Células Madre Pluripotentes Inducidas

Al referirnos a las células madre pluripotentes inducidas, también denominadas bajo las siglas iPSCs, reconocemos que se tratan de células adultas reprogramadas genéticamente para pasar a un estado similar al de las células madre embrionarias, por lo que las estamos obligando a mostrar sus genes y los factores relevantes para el correcto mantenimiento de las propiedades definitorias de las células madre embrionarias.

Aquí, el papel de Regemat, mediante la bioimpresión juega un papel fundamental en el desarrollo de nuevas tendencias futuristas ligadas a las investigaciones médicas de laboratorios para la búsqueda de nuevas soluciones que aporten valor en la consecución de minimizar la aparición o acentuación de enfermedades de deterioro genético como lo son, el alzheimer o el parkinson.

Células madre pluripotenciales inducidas (iPSCs) usando la bioimpresi´ón
de la tecnología de Regemat 3D

Aunque esta tipología de células cumplan los criterios similares a los de las células madre pluripotentes, no se sabe con certeza si estas células madre pluripotentes inducidas y las células madre embrionarias se diferencian en formas idénticas clínicamente.

Desde el año 2006, con la primera prueba de las iPSCs con ratones y la posterior en 2007 con células madre pluripotentes humanas, los avances de los investigadores han ido evolucionando hasta día de hoy para ver cada vez más cerca una solución realista sobre el desenlace de un final feliz dentro del marco de la medicina regenerativa.

En este estudio, se demostró que las células madre pluripotentes inducidas de ratón poseían células madre pluripotentes, como la expresión de marcadores definidos de células madre, la aparición de tumores que contenían células de las tres capas consideradas como germinales y la capacidad de su contribución para el desarrollo de tejidos al ser inyectadas en embriones de ratón en una fase inicial temprana de desarrollo.

En cambio, las células madre pluripotentes, iSPCs, de humanos, también expresaban marcadores de células madre, siendo capaces éstas de generar nuevas células propias de las tres fases germinales.

Es por ello, que pese a necesitarse del proseguir de la investigación con nuevas investigaciones adicionales, las iPSCs, ya son una realidad a tener en cuenta en herramientas útiles en el desarrollo de aplicación de fármacos y de soporte en el estudio de enfermedades, dejando una vertiente abierta para los científicos en el uso de la medicina regenerativa con foco en los trasplantes.

Ahora mismo, la utilización de estas células, en los factores de reprogramación de células adultas provienen de la utilización por introducción de virus, siendo el proceso controlado con especial cuidado y probado con anterioridad para que la técnica conduzca a tratamientos útiles en su implantación en seres humanos.

En cambio, en los estudios con animales, los virus utilizados para introducir factores de células madre han provocado la aparición de cáncer. Por ello, las investigaciones están conduciendo hacia estrategias sin aplicación de introducción viral que formen parte del proceso de cambios celulares.

Este descubrimiento revolucionario ha provocado una forma de diferenciación celular que desmiente en todo momento la creencia de que las células solo podían seguir el camino para el fin inicial del que hayan sido programadas.

Además aquellos tejidos que han sido derivados de las células madre pluripotentes inducidas, harán un tándem perfecto en la composición celular del paciente y por lo tanto evitará el rechazo por el sistema inmune.

Junto a estudios de otra tipología, las estrategias de desarrollo de células madre pluripotentes, ayudarán a los investigadores a aprender cómo reprogramar las células para reparar tejidos dañados en el cuerpo humano.

Por ello, aprovechando las innovadoras tecnologías de bioimpresión, Regemat y su grupo de investigación han dado con una solución real a este gran problema, teniendo en las tecnologías de bioimpresión la utilización de producción de tejido neural específico del diagnóstico del paciente haciendo uso de células madre pluripotentes derivadas del mismo paciente.

¿Y tú, conocías la diferencia entre las células madre pluripotenciales (iPSCs) inducidas usando bioimpresión? Gracias a la tecnología de la bioimpresión desarrollada y patentada por Regemat en el catálogo de bioimpresoras, podrás ver todas las características de las mismas para tomar la decisión oportuna con la información detallada necesaria para llevarla a cabo.

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Células madre pluripotenciales inducidas (iPSCs) usando bioimpresión - Regemat3D

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Ante la cuestión de este artículo sobre ¿qué son las células madre pluripotenciales inducidas (iPSCs) usando la bioimpresión?, pasamos a dar con sumo detalle desde la definición más tradicional a la división diferencial entre las células madre pluripotentes y las inducidas

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Injaz, el camello clonado, representa el resultado de un proyecto de cinco años con el objetivo de preservar la genética de la raza élite de camellos de carreras y productores de leche de Dubái. Surgió a partir de un "embrión reconstruido", que se creó en el laboratorio mediante la fusión de ADN de un animal donante con óvulos cultivados de una hembra, marcando un hito en la ciencia de la reproducción. La técnica utilizada combina conocimientos genéticos y habilidades avanzadas de biología molecular.

En los últimos años, se han logrado clonar numerosas especies de animales, desde perros y gatos hasta caballos y más. Injaz, ocupa el lugar 17 o 18 en esta lista, que se ha logrado clonar con éxito. Este avance demuestra cómo la técnica de clonación animal está cada vez más perfeccionada y se está convirtiendo en una herramienta valiosa para la conservación de especies y la preservación de linajes genéticos únicos.

https://www.bbc.com/mundo/ciencia_tecnologia/2009/04/090414_clonacion_camello_men

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En el 2010 los investigadores del instituto J. Craig Venter crearon la primera célula con un genoma 100% sintético. Básicamente removieron el ADN de un micoplasma (bacteria unicelular que carece de pared celular) y lo sustituyeron por otro que habían diseñado por un ordenador (sintetizado en un laboratorio).

Luego esta célula receptora comenzó a funcionar con el nuevo genoma sintético, lo que demostró que era posible diseñar y construir organismos vivos con genomas artificiales.

Además, durante más de 10 años se realizaron trabajos para la detección y síntesis del genoma de esta célula, ya que contiene menos de 500 genes. Por otro lado, una célula humana tiene 30.000 genes

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En el 2012, Jennifer Douona y Emmanuelle Charpentier propusieron utilizar el mecanismo de defensa que utilizan algunas bacterias contra los virus, CRISPR-Cas9. El mecanismo natural de defensa de las bacterias, contra los virus, inicia cuando la bacteria sobrevive a la infección de un virus. Entonces una proteina Cas corta y pega una pequeña sección de ADN del virus en el material genético de la bacteria, denominado CRISPR. Luego se transcribe la sección de ARN correspondiente al virus y se conecta a una proteina Cas9. Cuando se da lugar otra infección, esta proteina Cas9 ligada con el ARN del virus se liga al ADN dejado del virus y lo rompe.

El avance se baso en utilizar este mecanismo CRISPR-Cas9 en cortar determinados genes para luego poder evitar su expresión o modificar el material genético de cualquier gen.

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La biorremediación marina es un proceso en el cual organismos vivos, como bacterias, hongos, plantas o microorganismos, se utilizan para eliminar o reducir contaminantes en entornos acuáticos, como mares y océanos. Estos organismos pueden degradar, metabolizar o acumular contaminantes, contribuyendo así a la limpieza y restauración del ecosistema marino.

En 2016 en la Bahía de Guanabara, en Río de Janeiro, Brasil, en preparación para los Juegos Olímpicos, se implementaron técnicas de biorremediación para abordar la contaminación de las aguas, especialmente la presencia de desechos orgánicos y contaminantes químicos. Se utilizaron microorganismos y plantas específicas para ayudar a descomponer y absorber los contaminantes, contribuyendo a mejorar la calidad del agua en la bahía.

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En 2018 por primera vez DeepMind obtuvo el primer lugar en la competencia de plegamiento computacional de proteínas CASP13. En 2020 la nueva versión de DeepMind conocida como AlphaFold 2 por segunda ocasión, supero a todos los equipos en la competencia CASP14.

AlphaFold 2 es una inteligencia artificial que puede predecir el plegamiento tridimensional de las proteinas. Esta IA resuelve el problema de plegamiento basado en conversión de patrones de imagenes. la información que se les brinda la analiza mediante redes neuronales convolucionales. Por otro lado esta IA "aprende" de datos ya veríficados de proteinas plegadas en el DataBank.

El método con el que funciona alpha fold es el siguiente:

encontrar las distancias entre todos los aminoácidos para formar una matriz de correlación.

Obtener un mapa de todas las distancias de los aminoácidos llamada "protein distance matrix"

Se identifican los aminoácidos cruciales utilizando una técnica llamada "multiple sequence alignment"

Finalmente se procesa el distograma obtenido con un algoritmo de inteligencia artifical llamado "decenso de gradiente" y por último se ajusta la estructura para plegrarla se forma optimizada.

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2020: Desarrollo y aprobación de las primeras vacunas basadas en ARN mensajero para combatir la COVID-19

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2020: Desarrollo y aprobación de las primeras vacunas basadas en ARN mensajero para combatir la COVID-19

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En 2020, se alcanzó un hito trascendental en la biotecnología con el desarrollo y la aprobación de las primeras vacunas basadas en ARN mensajero para combatir la COVID-19. Estas innovadoras vacunas, avaladas por la Organización Mundial de la Salud, demostraron ser seguras y efectivas, marcando un avance revolucionario en la prevención de enfermedades infecciosas. Lo que distingue a las vacunas de ARN mensajero es su enfoque vanguardista: en lugar de contener el patógeno en sí, se basan en secuencias de ARN mensajero que codifican para una proteína del patógeno, lo que las hace más seguras al eliminar el riesgo de infección. Además, su desarrollo es más rápido y su potencial es amplio, ya que pueden aplicarse a la prevención de otras enfermedades infecciosas, como la gripe y la malaria, así como al tratamiento de enfermedades crónicas y al desarrollo de terapias génicas. Estas vacunas ARN mensajero representan un cambio paradigmático en la biotecnología, ofreciendo nuevas posibilidades en la prevención y el tratamiento de enfermedades.

https://www.elindependiente.com/vida-sana/salud/2021/04/15/como-funcionan-las-vacunas-de-arnm-y-en-que-se-diferencian-de-las-de-adenovirus/