Investigadores de la Universidad de Florida Central han creado una tecnología única para tratar la osteoporosis que utiliza nanoburbujas para administrar el tratamiento en áreas específicas del cuerpo de una persona.

Por: Robert Wells – Universidad de Florida Central

La invención utiliza nanoburbujas que responden a ultrasonidos para administrar tratamiento en áreas específicas del cuerpo de una persona, evitando los efectos secundarios asociados con los tratamientos tradicionales para la osteoporosis, como la osteonecrosis (retraso en la cicatrización de la mandíbula) y problemas gastrointestinales.

La nueva tecnología fue desarrollada por Mehdi Razavi, profesor asistente en la Facultad de Medicina de la UCF y miembro del Grupo Biionix en la UCF, y Angela Shar, estudiante de ciencias biomédicas de la UCF en el Laboratorio de Biomateriales y Nanomedicina, como parte del enfoque del laboratorio en el desarrollo de herramientas. para el diagnóstico y la terapéutica.

La osteoporosis es una enfermedad caracterizada por un desequilibrio entre la capacidad del cuerpo para formar tejido óseo nuevo u osificación y descomponer o eliminar el hueso viejo, lo que se conoce como reabsorción.

Según la Bone Health & Osteoporosis Foundation (BHOF), los estudios sugieren que una de cada dos mujeres y hasta uno de cada cuatro hombres de 50 años o más se romperá un hueso debido a la osteoporosis. Además, los expertos predicen que para 2025, la osteoporosis será responsable de alrededor de 3 millones de fracturas y $25.3 mil millones en costos anuales.

Razavi dice que un cuerpo saludable reemplaza continuamente el tejido óseo viejo o dañado a un ritmo constante para garantizar una buena calidad y masa ósea.

“Pero cuando la tasa de reabsorción ósea se vuelve más alta que la formación de hueso, entonces conduce a la osteoporosis, una enfermedad sistémica del sistema esquelético”, dice.

En la actualidad, muchos tratamientos para la osteoporosis utilizan fármacos como los bisfosfonatos para inhibir la reabsorción ósea. Los efectos secundarios pueden incluir osteonecrosis de la mandíbula (retraso en la cicatrización de la mandíbula) y problemas gastrointestinales.

La invención de la UCF, sin embargo, utiliza nanoburbujas que responden al ultrasonido para administrar el tratamiento en áreas específicas del cuerpo de una persona.

“Existen muchas nanoplataformas para el tratamiento de la osteoporosis”, dice Razavi. “Pero la ventaja de las nanoburbujas sensibles al ultrasonido es que requieren ultrasonido para la interrupción de las burbujas y la entrega de genes. El ultrasonido en sí mismo puede facilitar la formación de hueso”.

Una alternativa viable y segura, la invención de UCF trata y previene los efectos de la osteoporosis.

“Es una tecnología de doble acción”, dice Razavi. “Por un lado, estás reduciendo la reabsorción ósea y, por otro lado, estás aumentando la formación ósea usando ultrasonido”.

En una aplicación de ejemplo, las nanoburbujas llevan el gen de silenciamiento o eliminación relacionado con la osteoporosis, el ácido ribonucleico de interferencia pequeño de catepsina K (ARNip de CTSK).

Razavi dice que las nanoburbujas protegen al siRNA de la interacción directa con su entorno y se dirigen a las células de los osteoclastos, que son las células óseas que portan el gen CTSK. CTSK es un actor clave en el proceso de reabsorción ósea.

“Entonces, regulamos a la baja, reducimos la alta expresión de esos genes [de resorción ósea] usando el siRNA”, dice.

Agregó que el sistema de administración también ayuda a retardar la liberación del tratamiento y prolonga la eficacia del mecanismo de silenciamiento del gen.

Cada nanoburbuja encapsula el tratamiento en un núcleo de gas y una cubierta líquida hecha de perfluorocarbono.

“El núcleo de gas nos ayuda a obtener imágenes y rastrear las nanoburbujas”, dice Razavi. «También está incrustado con moléculas que pueden apuntar al hueso».

“Las burbujas entran en las células óseas, buscan y encuentran los genes que causan la osteoporosis, y entierran el siRNA de CTSK que luego crea un complejo”, dice. “Ese complejo es termodinámicamente inestable y eso conducirá a una especie de regulación a la baja o silenciamiento de esos genes. Cuando mides la expresión de catepsina K, obtienes una expresión más baja de eso”.

Para una liberación secuencial controlada y un tratamiento personalizado (por ejemplo, baja intensidad para fracturas superficiales frente a alta intensidad para lesiones profundas), los parámetros de ultrasonido se pueden modificar, incluidos el tiempo de exposición, la intensidad, la frecuencia y la forma de onda.

Razavi citó otros usos de la invención.

“Puede usar esto para el cáncer y otras aplicaciones, como enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer”, dice.

Una ventaja de las nanoburbujas sobre las microburbujas es su capacidad para atravesar la membrana celular para administrar tratamientos.

“El ultrasonido en realidad puede abrir la barrera hematoencefálica para facilitar la migración de las nanoburbujas a las células neurales para la entrega de genes”, dice.

Los medicamentos quimioterapéuticos pueden encapsularse en las burbujas y luego inyectarse en los tumores objetivo. Además, debido a que estas burbujas tienen un núcleo de gas, pueden suministrar oxígeno.

“Una solución aquí es suministrar oxígeno al tejido para facilitar la regeneración”, dice. “Estamos tratando de encontrar enfoques que puedan implementarse a nivel mundial, no sean invasivos, estén ampliamente disponibles, sean portátiles y económicos”.

La tecnología está disponible para licencia. Para obtener más información sobre la invención, consulte la hoja de tecnología de nanoburbujas UCF .

Desde hace más de una década, en Zulia se vive la mitad del tiempo sin electricidad. Debido a lo impredecible del servicio, la comida se pudre y los artefactos se malogran en este estado del noroeste de Venezuela que mira al Caribe. Las más de 37 mil fallas en 2022, lo convierten en el más afectado del país por los cortes de luz, según el monitoreo del Comité Afectados por los Apagones, un movimiento civil que desarrolla informes y reportes de cortes eléctricos a nivel nacional.

Por: Margaret López – Diálogo Chino

En Caracas, la capital, donde el suministro de energía es el más estable de Venezuela, también se apaga todo sin previo aviso. Hay días que pasan hasta 7 horas sin poder enchufar sus refrigeradores o cargar los teléfonos celulares. En 2022, todo el país sumó más de 233 mil fallas eléctricas, 22% más que en el año anterior.

El economista zuliano Juan Cristóbal Nagel sostiene que “hay dos razones principales de la crisis: el consumo excesivo de electricidad y la producción insuficiente. Y la raíz de ambos problemas es la mala gobernanza: populismo, mala planificación, ideología inflexible y corrupción abrumadora”.

A ello, Aixa López, presidente del Comité de Afectados por los Apagones, añade que actualmente el mantenimiento del Sistema Eléctrico Nacional (SEN) es urgente, porque estos problemas se agudizan año tras año.

Otro elemento llamativo es que, sin importar los apagones, las tarifas eléctricas venezolanas empezaron a subir debido a la reducción del subsidio estatal por primera vez desde 1970. Perjudicando, aún más, a todos los venezolanos.

En medio de esta crisis, la nueva promesa de la administración de Nicolás Maduro es aprovechar la energía solar para cubrir una parte de la demanda nacional, pero el camino de esta transición energética también luce sombrío.

La energía más barata

Para entender el contexto de la energía en Venezuela es necesario remontarse a 1976. En aquel año, se nacionalizó la industria petrolera, y con ello, las tarifas de gasolina, gas y energía eléctrica empezaron a recibir altos subsidios por todos los gobiernos posteriores sin excepción. La dinámica del subsidio se detuvo hace muy poco. Hasta la segunda mitad de 2021, en Venezuela se pagaba apenas 0,002 dólares por cada kilovatio hora, la tarifa más baja en todo el mundo.

La caída de los precios del petróleo y, en especial, la crisis interna en Petróleos de Venezuela (Pdvsa), generó una caída en la producción, que en la actualidad ronda los 685.000 barriles diarios. Eso representa el 20% de lo que se producía a finales de los años noventa. Con ello, los ingresos estatales se redujeron considerablemente y el gobierno se vio obligado a incrementar las tarifas. La tarifa eléctrica se multiplicó por 86 en junio de 2022 y pasó a costar 0,173 dólares por cada kilovatio hora, de acuerdo con los datos recogidos por Global Petrol Prices, monto que supera el promedio global (0,161) y que, incluso, es muy cercano a lo pagado en Israel (0,171) o los Estados Unidos (0,175). Pero ni siquiera esta alza de tarifas permitió que se pudiera aumentar la generación eléctrica nacional y subsanar los apagones.

¿Solución solar?

A comienzos de este 2023, el Ministerio de Energía Eléctrica compartió, en un video publicado por la propia cartera en Instagram, un nuevo plan para instalar un circuito de energía solar que permitiría generar 2.000 megavatios (MW) en los próximos tres años.

“Este plan inicia con 500 megavatios (MW) que serán construidos en los estados Zulia, Falcón y Lara, para luego implementar una segunda y tercera fase que incluirá diferentes estados del centro y del oeste del país”, detalló el Ministerio de Energía Eléctrica en dicha publicación. Sin embargo, no se mencionó montos de inversión, ni formas de financiamiento.

El plan generaría el 8% del consumo actual del país, si se considera que la capacidad nacional instalada hoy ronda los 24.000 megavatios (MW), según la Corporación Nacional Eléctrica (Corpoelec).

El potencial solar que tiene Venezuela es una gran oportunidad. Se le adjudica un potencial teórico promedio de 5,35 kilovatio hora en cada metro cuadrado al día (kWh/M2), solo superado en Sudamérica por Surinam (5,378), Bolivia (5,424), y Chile (5,758), según los datos publicados por el Global Solar Atlas.

“La energía solar es la que tiene el mayor potencial para entregar toda la energía que el país necesita, y generar electricidad con el sol es más barato que cualquier otra fuente de electricidad. El problema es la inversión que se necesita”, declaró a Diálogo Chino Federico Fernández Dupouy, director de Otepi Renovables, una empresa enfocada en energía solar y micro redes.

Lea la nota completa siguiendo este enlace a Diálogo Chino

Desde que los científicos identificaron los primeros indicios del aumento de la temperatura del planeta, la idea sobre las consecuencias que podrían generarse ante el posible derretimiento de los polos creció. En una primera medida, los expertos señalaron un posible aumento del nivel del mar. Pero existía otro aspecto que, incluso, los alertó mucho más: la chance de que “resucitara” algún virus tras liberarse del permafrost (terreno congelado). Ahora, científicos franceses lograron “revivir” unas cinco familias de virus, todas infecciosas para las amebas unicelulares, la más antigua de las cuales tiene casi 48.500 años, según registraron mediante radiocarbono del suelo.

Infobae

Lo cierto es que esta información no es nueva. La idea de que se libere un virus “prehistórico” por el calentamiento global y que provoque una pandemia surgió, incluso antes de que apareciera el COVID-19. Es por eso que científicos franceses, tras analizar muestras de tierra tomadas del permafrost siberiano, identificaron partículas virales que siguen siendo infecciosas. Es decir que buscaron los denominados “virus zombis”.

Jean-Michel Claverie, profesor emérito de medicina y genómica en la Facultad de Medicina de la Universidad de Aix-Marseille en Marsella, Francia, fue el responsable de analizar estas muestras que fueron recogidas del permafrost, que se extiende por una quinta parte del hemisferio norte y fue hogar durante miles de años de la tundra ártica y los bosques boreales de Alaska, Canadá y Rusia.

Este espacio, según advierten los expertos, se comporta como una suerte de cápsula del tiempo que conserva tanto patógenos antiguos como animales extintos momificados. En ese sentido, Kimberley Miner, científica climática del Laboratorio de Propulsión a Reacción de la NASA, en el Instituto de Tecnología de California en Pasadena, le explicó a CNN que “están sucediendo muchas cosas con el permafrost que preocupan, y esto demuestra por qué es muy importante que mantengamos la mayor cantidad posible de permafrost congelado”.

Lo cierto es que el Ártico tiene grandes áreas de permafrost, que es una capa de subsuelo permanentemente congelado que acumula grandes cantidades de carbono. Además, es un ambiente que se encuentra libre de oxígeno y la luz no llega a filtrarse hasta esa profundidad, con lo cual es “un muy buen conservante de microbios y virus, porque es frío, no contiene oxígeno y es oscuro”, explicó Claverie de la Universidad de Aix-Marseille, en Francia, al advertir sobre el surgimiento de una pandemia como consecuencia del aumento de la temperatura del planeta.

El área de estudio del científico francés abarca los denominados “virus gigantes”, los cuales pueden verse mediante microscopios de luz normal. Estos patógenos, con los cuales Claverie se topó por primera vez en 2003, no necesitan de microscopios electrónicos. Por lo cual, tratar de “revivirlos” se convierte en un proceso un poco “más sencillo”.

Es más, ya en 2014, el experto logró “revivir” un virus que, junto a su equipo, había detectado en el permafrost. En ese momento, gracias a su intervención, este patógeno volvió a ser infeccioso luego de 30 mil años congelado. Vale aclarar que, por cuestiones de seguridad, el científico estudia solamente los virus que pueden atacar amebas unicelulares, dejando por fuera a humanos y animales.

Tras esta primera hazaña, en 2015 revivió otro virus que atacaba a las mismas criaturas. Sin embargo, en 2023 fue más allá. Según una reciente investigación, publicada durante los últimos días de febrero, tras aislar “varias cepas de virus antiguos de múltiples muestras de permafrost tomadas de siete lugares diferentes en Siberia” lograron “despertarlas”. De este modo, consiguieron que infectaran a células de ameba cultivadas.

“Vemos estos virus que infectan amebas como sustitutos de todos los demás posibles virus que podrían estar en el permafrost”, explicó Claverie, en diálogo con CNN, luego de advertir que se trata de cinco nuevas familias de virus revividas, las cuales se suman a las dos anteriores. Entre estas siete familias, los expertos identificaron que la más antigua tiene casi 48.500 años y es originaria de una “muestra de tierra extraída de un lago subterráneo a 16 metros por debajo de la superficie”. Por otro lado, la más joven fue identificada en el “estómago y en la capa de los restos de un mamut lanudo” y contaba con 27.000 años.

Más allá de estos datos, al centrarse en las amebas, el experto teme que su investigación no sea tomada en cuenta. Al tiempo que alertó que se trata de un indicio hacia un problema que puede ser mucho más grave, ya que pueden surgir otros que sí afecten a la humanidad. En ese tono, indicó: “Vemos las huellas de muchos, muchos, muchos otros virus”.

“Sabemos que están allí. No sabemos con certeza si todavía están vivos. Pero nuestro razonamiento es que si los virus que atacan las amebas todavía están vivos, no hay razón por la que los otros virus no sigan vivos y sean capaces de infectar a sus propios anfitriones”, agregó el experto.

Tal y como lo advirtió Claverie, se han identificado patógenos potencialmente riesgosos para los humanos congelados en el permafrost. En los últimos años, los científicos logaron identificar desde virus de influenza correspondientes a la época de la “gripe española” a cepas de viruela. Incluso, advirtieron un brote de ántrax que afectó humanos y renos en 2016.

“Si hay un virus escondido en el permafrost con el que no hemos estado en contacto durante miles de años, es posible que nuestra defensa inmunológica no sea suficiente”, afirmó Birgitta Evengård, profesora emérita del Departamento de Microbiología Clínica de la Universidad de Umea, en Suecia. Y agregó: “Es correcto tener respeto por la situación y ser proactivo y no solo reactivo. Y la forma de combatir el miedo es tener conocimientos” porque “nuestra defensa inmunológica se ha desarrollado en estrecho contacto con el entorno microbiológico”.