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Sustitución de animales de experimentación por orgánulos

16.04.2023

La tecnología de organoides puede reducir la necesidad de pruebas con animales en el desarrollo de vacunas al permitir que se evalúen grandes cantidades de antígenos a un costo menor.

Los orgánulos productores de células B son quizás el tema más candente hoy en día cuando se trata de detectar candidatos a vacunas para la fiebre del conejo, también conocida como tularemia. Este emocionante desarrollo es un paso hacia el objetivo largamente esperado de reemplazar a los animales para las pruebas de vacunas antes de los ensayos clínicos.

La experimentación con animales ha sido objeto de controversia a lo largo de los años, con activistas ambientales y de derechos de los animales que lideran la lucha contra esta controvertida práctica. Pero parece que con la ayuda de los organoides, la necesidad de experimentar con animales pronto será cosa del pasado.

Los orgánulos son conjuntos de células que se comportan como órganos reales. Se cultivan en el laboratorio y se mantienen vivos en condiciones que imitan el entorno natural del cuerpo. Aunque el uso de organoides en lugar de trasplantes aún está lejos, ya podemos crear cientos de estos órganos a partir del bazo de un solo animal.

Un equipo dirigido por el profesor Matthew Delis de la Universidad de Cornell y el Dr. Ankur Singh del Instituto de Tecnología de Georgia hizo orgánulos de bazo de ratón y los probó para una vacuna contra la tularemia. Inyectaron moléculas candidatas a vacunas en orgánulos e hicieron lo mismo con ratones vivos.

Las pruebas mostraron que la reacción de las células B a las moléculas era la misma tanto en organoides como en ratones. Este es un gran paso adelante, ya que significa que podemos probar una gran cantidad de antígenos en paralelo y reducir los costos. Mantener un gran número de ratones en condiciones controladas puede ser costoso, por lo que este método podría cambiar las reglas del juego para los ensayos que requieren animales más parecidos a los humanos, como los monos.

La bacteria Francisella tularensis, que causa la tularemia, elude el sistema inmunológico gracias a su cubierta de polisacáridos. Las vacunas desarrolladas solo contra este recubrimiento provocan una reacción débil. Para combatir esto, los autores utilizaron un enfoque en el que parte del polisacárido se unía a una proteína transportadora, como la toxina tetánica o diftérica, que es más probable que reconozca el sistema inmunitario. Al combinarlos de esta manera, las células B perciben a la bacteria como una amenaza, pero es necesario probar las combinaciones para encontrar algunas que merezcan más estudio.

A medida que mejore la tecnología de los organoides, será posible utilizarlos para reemplazar la creciente cantidad de pruebas que se realizan actualmente en animales. No solo es un enfoque más moral, sino que los orgánulos hechos de células humanas podrían reducir la cantidad de veces que las vacunas funcionan contra otras especies pero fallan cuando se usan en humanos.

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Energía del espacio para Starship 08.05.2024

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Monopolos magnéticos en un medio gaseoso cuántico frío 09.08.2018

Se sabe que los imanes con forma de bola, rectángulo o herradura siempre tienen dos polos magnéticos. Y si divides el imán en dos partes, obtienes dos imanes nuevos con dos polos. Sin embargo, según algunas teorías físicas, en el mundo pueden existir formaciones magnéticas unipolares, similares a las cargas eléctricas, que pueden ser positivas o negativas. Una de estas formaciones magnéticas, el monopolo de Young, puede existir desde el punto de vista de la física de alta energía, pero ninguno de los científicos ha tenido la oportunidad de "ver" este monopolo en vivo, incluso en condiciones de laboratorio.

Un grupo de físicos del Joint Quantum Institute (JQI) logró por primera vez crear un análogo del monopolo Yang basado en un gas cuántico a partir de átomos de rubidio sobreenfriados. Y este logro se puede utilizar en el futuro para una visión más profunda de áreas ya conocidas de la física y nuevas áreas que aún no han sido cubiertas por la ciencia humana.

Para detectar los monopolos de Yang que existen en un gas cuántico, los científicos, utilizando ondas de radio y rayos de microondas, alinearon todos los espines de los átomos de gas cuántico de una manera especial. Repitiendo periódicamente combinaciones de cuatro orientaciones diferentes de rotación de átomos, los investigadores hicieron que estos átomos se movieran en el espacio-tiempo, mientras que cada átomo regresaba al punto de partida después de un tiempo.

A medida que cada átomo completaba su círculo completo, los científicos midieron su giro y lo compararon con su giro original. Se encontró que el espín del átomo no se correspondía con el original, y podrían surgir pequeñas diferencias, según las suposiciones, debido a que los átomos se movían en un continuo espacio-tiempo curvo. Habiendo calculado los parámetros de la curvatura del continuo, los científicos determinaron que corresponden exactamente a la curvatura creada, desde el punto de vista de la teoría, por el monopolo de Young.

Para probar que la curvatura del continuo es efectivamente causada por la presencia de un monopolo de Yang, los investigadores hicieron que los átomos se movieran de diferentes maneras, incluso aquellas que debían rodear el área de la curvatura y la distorsión creada. . Los átomos que se movían a lo largo de este camino, volviendo al punto de partida, tenían el mismo espín que al principio, lo que indicaba que lograron evitar la influencia del monopolo.

Usando el enfoque descrito anteriormente y dirigiendo los átomos de diferentes maneras, los investigadores determinaron que el monopolo Yang es un fenómeno topológico, es decir, tiene un cierto tamaño y forma. Y en sus investigaciones posteriores, los científicos descubrirán cómo será posible hacer que los monopolos de Yang funcionen en beneficio de la humanidad en una amplia variedad de tecnologías cuánticas.

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