Avaluació tecnològica de les tecnologies convergents : Les NBIC: sinergies entre nanotecnologia, biotecnologia, tecnologies d'informació i comunicació (TIC) i ciències del coneixement

Traducció al català de l’informe “Technology Assessment on Convergent Technologies” elaborat per l’STOA (Science and Technology Options Assessment) per a la Direcció General de Polítiques Interiors del Parlament Europeu, realitzada per la Fundació Catalana per a la Recerca i la Innovació (FCRI).

Introducció experimental a la biotecnologia amb clavellina: cultiu in vitro

Treball de recerca realitzat per una alumna d'ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l'any 2009. Es tracta d’una recerca experimental en la que s’han assajat vuit tècniques de cultiu in vitro amb clavellina. El material vegetal s’ha esterilitzat per immersió en una solució diluïda de lleixiu i s’ha manipulat de manera estèril. En tots els casos el medi de cultiu utilitzat ha estat el MS amb una concentració de sacarosa i reguladors de creixement variable segons l’experiment. La incubació dels cultius s’han dut a terme en una cambra amb control de fotoperíode durant 4 setmanes. Els diferents reguladors de creixement han mostrat un clar efecte sobre les seccions de tija. Els explants cultivats en medi lliure d’hormones han crescut menys que els exposats a diverses concentracions de NAA i BA. Aquests tractaments hormonals han originat símptomes de creixement anòmals (engruiximents a la base i vitrificació). La presencia de 2,4-D ha afavorit la formació de cal•lus i d’arrels per organogènesi adventícia indirecta. L’obtenció de plàntules per germinació in vitro de llavors ha permès reduir notablement les pèrdues per contaminació, mentre que el subcultiu d’aquestes ha donat unes tases de micropropagació de 7.2 seccions/plàntula. Ha estat possible aclimatar aquestes vitroplantes per tal d’adaptar-les a les condicions de camp. No hem pogut obtenir organogènesis adventícia ni embriogènesi somàtica a partir d anteres ni hem pogut iniciar un cultiu de cèl•lules a partir dels cal•lus. Tot i la complexitat d’aquestes tècniques, és possible dur-les a terme en un laboratori escolar.

Análisis de las bacterias responsables y resistencias a antibióticos en la peritonitis bacteriana espontánea

L’objectiu de l’estudi és analitzar el tipus de bactèries aïllades en pacients amb peritonitis bacteriana espontània (PBE) i la seva sensibilitat antibiòtica en dos períodes de temps (gener 2001- juny 2004 i juliol 2004- desembre 2007). No hem observat un augment de cocs Gram-positius com a responsables de la PBE ni de resistències bacterianes en els últims anys. Les bactèries causants de PBE intrahospitalàries o en pacients en profilaxi amb norfloxací presenten un elevat percentatge de resistències a les cefalosporines de tercera generació, per tant en aquests pacients es podria valorar com a primera opció terapèutica empírica un carbapenem.

Impacto de la rotación cíclica de antibióticos sobre la etiología de las neumonías nosocomiales por gramnegativos en una unidad de cuidados intensivos (uci)

La rotació cíclica d'antibiòtics (RCA) consisteix a restringir de forma determinada i establerta un antibiòtic o classe d'antibiòtics durant un determinat període de temps, per a tornar a reintroduir-lo posteriorment. D'aquesta manera es pretén evitar l'aparició de resistències bacterianes derivades d'un ús continuat del mateix. En aquest treball, proposem la RCA com una estratègia per al control d'infeccions per gèrmens multirresistents i veure la seva influència en els gèrmens més freqüents que intervenen en les pneumònies nosocomials (NN). A través del registre ENVIN es van recollir les dades de tots els pacients ingressats a la UCI de l'Hospital Universitari la Fe durant dotze mesos consecutius. Es van dividir en 4 cicles de 3 mesos de durada cadascun d'ells. En el primer cicle es va restringir ampicilina/sulbactam, amikacina, cefalosporines i vancomicina; en el segon cicle carbapenems, amikacina i linezolid; en el tercer cicle tigeciclina, quinolones, tobramicina i linezolid i al quart i últim cicle, piperacilina/tazobactam, tobramicina i teicoplanina. Es va comparar amb els tres mesos previs al inici del treball, al qual l'ús d'antibiòtics va ser lliure. El temps global de l'estudi va ser de 15 mesos. El percentatge d'aïllaments d´Acinetobacter spp en el període basal va ser del 46,15% (n=6), de Pseudomonas aeruginosa 15,38% (n=2) i d'Escherichia coli 7, 69% (n=1). Al final de l'estudi els gèrmens aïllats van ser en un 8,57% (n=3) Acinetobacter spp i en un 37,14% (n=13) Pseudomonas aeruginosa.

Biotecnologia Ambiental. Aplicacions biotecnològiques a la millora del medi ambient

La biotecnología ambiental comprende el conjunto de actividades tecnológicas que facilitan la comprensión y la gestión de los sistemas biológicos en el medio ambiente, con el fin de proveer productos y servicios. Actualmente, la gestión del medio ambiente y de sus recursos naturales no se comprende si no se realiza de manera sostenible. Los avances científicos y tecnológicos le están permitiendo a la biotecnología ambiental, el desarrollo de nuevas herramientas y aplicaciones con los que responder a los principales retos medioambientales actuales. Entre estos debe destacarse la disponibilidad de recursos hídricos y energéticos. El papel esencial de los microorganismos tanto en el ciclo de los elementos como en el funcionamiento de los ecosistemas naturales ha comportado una estrecha relación entre la biotecnología ambiental y la ecología microbiana. Las nuevas técnicas moleculares de genómica, proteómica i metabolómica, han facilitado a la biotecnología ambiental plantearse nuevas perspectivas a partir de los recientes conocimientos estructurales y funcionales de los consorcios microbianos. La comprensión de la biodiversidad y la funcionalidad de los estos consorcios microbianos está introduciendo una nueva forma de gestionar los recursos naturales y el medio ambiente, de manera similar a como actualmente el estudio de los recursos humanos de una empresa resulta una herramienta esencial para la dirección de empresas y el establecimiento de planes estratégicos. Los principales ámbitos de interés actual de la biotecnología ambiental son aquellos aspectos medioambientales relacionados con el cambio climático, la búsqueda de nuevas fuentes energéticas renovables y alternativas, la mejora de los procesos de reciclaje, el aprovechamiento y la gestión de recursos hídricos, y la mejora de las interacciones entre salud y medio ambiente. No obstante, en nuestro ámbito territorial presentan una mayor importancia y demanda social las actividades y metodologías tecnológicas de la biotecnología ambiental relacionadas con los procesos de reciclaje y bioremediación de suelos contaminados, la mejora de la gestión y el control de la calidad de nuestros recursos hídricos y la mejora de aquellas actividades donde interacciona la salud y el medio ambiente. Las aportaciones significativas de la biotecnología ambiental en el desarrollo de energías realmente alternativas y en el control del cambio climático queda relegadas en un segundo término des de un punto de vista de su aplicabilidad actual y futura a corto plazo.

Biotecnologia, bioètica i envelliment

Una de les obsessions humanes més antigues és semblar eternament jove. Els antics egipcis ja utilitzaven olis i elixirs amb aquesta finalitat. El desenvolupament de les tècniques de cirurgia plàstica ha suposat un espectacular avenç en els tractaments antienvelliment. La biotecnologia promet portar la frontera d'aquests tractaments encara més lluny; tant, que diverses associacions de bioètica ja han fet una crida a la reflexió [...].

Estudio de diferentes estrategias de operación en la reacción entre dihidroxiacetona fosfato y Z-S-alaninal catalizada por Rhamnulosa-1-fosfato aldolasa

Proyecto de investigación realizado a partir de una estancia el grupo de Biotecnología e Ingeniería de Bioprocesos del Imperial College London entre abril y julio del 2007. La catálisis enzimática es una tecnología en continua expansión en el campo de la síntesis y producción de compuestos enantioméricamente puros con actividad biológica. Concretamente las aldolasas son enzimas de gran interés industrial como biocatalizadores en síntesis asimétrica de compuestos quirales ya que catalizan la formación de enlaces C-C mediante reacciones de adición aldólica con una alta regio y estereoespecíficidad. Uno de los compuestos es el precursor de iminociclitoles, que son moléculas de gran potencial terapéutico en el tratamiento de un amplio rango de enfermedades debido a su actividad como inhibidores de glicosidasas y glicosiltransferasas. Sin embargo, para conseguir esta reacción existen problemas de solubilidad de los reactivos y productos en medios homogéneos. Una posible solución es el empleo de medios bifásicos en biorreactores de membrana. Se ha estudiado el potencial de un Biorreactor de Membrana para Biotransformaciones desarrollado en dicha reacción y, a la vez, diferentes estrategias de operación que lleven al máximo rendimiento de producto y/o faciliten su purificación tras la reacción.

Manipulació genètica de vectors virals per a estratègies de teràpia gènica en malalties autoimmunes

Els tractaments actuals per a la Malaltia de Crohn es basen en l’administració de proteïnes recombinants amb capacitat immunosupressora. Aquests tractaments són sistèmics, crònics i causen el desenvolupament d’efectes secundaris severs com infeccions amb patògens oportunistes i una major incidència de tumors. Passar d’una administració sistèmica dels immunosupressors a una administració local sembla clau per evitar la severitat i el nombre de complicacions secundàries. Ha sigut descrit recentment que el subconjunt cel•lular Th-17 juga un paper central en moltes malalties autoimmunes en humans, com ara la Malaltia de Crohn, Escleroderma, Artritis reumatoide o Psoriasis. Per determinar com la via del Th-17 es veu afectada durant el desenvolupament i els estadis aguts de la malaltia, analitzarem una gran bateria de interleuquines/citoquines i els mecanismes intracel•lulars d’activació/inhibició de l’activitat de les cèl•lules del Sistema Immune. En un segon pas, clonarem els gens seleccionats relacionats amb la immunomodulació de la via del Th-17 en vectors recentment desenvolupats (adenovirus quimera 5/40 o diferents pseudotips d’AAVs ), ja que hipotitzem que una producció local d’immunomoduladors s’assolirà amb una eficiència major fent servir aquests vectors, evitant així els efectes secundaris. A aquests efectes, hem començat el projecte clonant els gens de la IL10 i del receptor transmembrenal de la IL23 en adenovirus i en genomes d’AAV.

Estudios estructurales de relaxasas involucradas en el proceso de conjugación bacteriana

La transferencia horizontal genética en bacterias se produce mediante tres procesos principales: transformación, transducción y conjugación. Este último proceso es considerado uno de los mecanismos más relevantes en la evolución bacteriana y se caracteriza por su eficiencia en la adquisición de nuevos rasgos adaptativos, como ser la resistencia a antibióticos. Existen dos tipos de plásmidos que pueden ser transferidos mediante el proceso de conjugación: conjugativos y movilizables. Los conjugativos son auto-transmisibles ya que codifican todas las proteínas necesarias para la formación del sistema de secreción (ej. F y R388 de Escherichia coli). Los movilizables, por el contrario, son solo transmisibles en presencia de funciones conjugativas adicionales (ej. pMV158 de Streptococcus agalactiae). El proceso de conjugación se inicia con el corte de un enlace específico fosfo-diéster del ADN a ser transferido mediante una proteína denominada relaxasa. Es el caso de la proteína TrwC del plásmido conjugativo R388, cuyos estudios bioquímicos y estructurales demostraron que la presencia de una tríada de histidina, coordinada a un ión metálico, y dos residuos tirosina juegan un rol decisivo en el mecanismo catalítico. Un estudio sistemático, por difracción de rayos X ha permitido determinar la identidad y función del ión metálico, la localización de la segunda tirosina catalítica y la posición del grupo fosfato del enlace fosfo-diéster a ser cortado. Asimismo, se caracterizó por difracción de rayos X, la proteína MobM del plásmido movilizable pMV158. Esta proteína cumple un papel homólogo al de la TrwC, pero en una bacteria Gram positiva. La estructura cristalina de MobM es la primera obtenida de una relaxasa implicada en el sistema de movilización de una bacteria Gram positiva. Las similitudes y diferencias estructurales se describirán en este informe.

Avaluació del creixement del fong ligninolític Trametes versicolor sobre diferents suports sòlids per a l'aplicació en tractaments de bioremediació

Els fongs de podridura blanca (WRF - de l'anglès: White-rot fungi) són de gran interès en l'àmbit de la bioremediació per la seva capacitat de degradar la lignina. La lacasa, un dels enzims extracel·lulars que aquests fongs excreten per degradar la lignina, pot ser utilitzada per degradar els contamiants presents en una matriu donada. Trametes versicolor ha estat estudiat per la seva capacitat de produïr aquest enzim en rersidus agrícoles com a substrats. Un primer triatge basat en la producció de CO2, la mesura de l'activitat lacasa i la quantificació de l'ergosterol han permés seleccionar els substrats on es donava un major poder oxidatiu dels cultius inoculats amb T. versicolor. Els posteriors experiments de colonització de sòls, on es monitoritzava l'activitat lacasa i l'ergosterol, han mostrat que T. vesicolor és capaç de colonitzar sòls i que té una major activitat lacasa en condicions no estèrils. També h'ha provat, mitjançant el test ND24, que T. versicolor és capaç de degradar un contaminant emergent, el naproxè, en sòls estèrils i no estèrils esmenats amb residus agrícoles.

Els cultius in vitro i el desenvolupament vegetal

Biotecnologia Vegetal de materials de treball que incorporin les TICs. El material elaborat ha estat un llibre electrònic utilitzable tant on-line (web) com off-line (CD). Els materials generats com a resultes d’aquest projecte han estat situats en un servidor de la UdL accessible des de l’exterior de la Universitat. Aquest llibre electrònic és d’accés obert i es pot consultar on-line a l’URL (http://sakai.udl.es/cursos/76304/indexC.htm). El llibre electrònic conté un total de 98 Mb d’informació hipermèdia i hipertexual distribuïda en més de 380 arxius dels quals 50 són pàgines html, 10 arxius doc, 10 arxius pdf, 258 imatges fixes i 8 arxius de vídeo en format flash (swf). L’accés al llibre electrònic es realitza a través d’una pantalla inicial que dóna pas a un menú que distribueix els materials en 7 apartats. Els textos estan acompanyats de gran quantitat d’imatges fotogràfiques, gràfics, esquemes, imatges infogràfiques i videoclips generats de novo per aquest projecte. En dissenyar la web s’han tingut en compte criteris de confiabilitat, accessibilitat i usabilitat. El primer disseny de la web ha estat validat per un panel d’usuaris i utilitzat posteriorment amb alumnes durant el curs 2007-2008. Les observacions i suggeriments fets per aquests ja han estat incorporats en aquest document final. Una primera enquesta de satisfacció realitzada amb aquest alumnat permet concloure, a títol provisional donat lo reduït de la població enquestada, que l’alumnat mostra un grau de coneixement de les eines TIC suficient i que consideren positiva la incorporació de materials multimèdia com a recurs educatiu. A més a més, la realització d’aquest projecte i la seva aplicació a l’aula ha estat presentada en dues ponències al “Congreso Internacional de Docencia y Innovación Universitaria”.

Desenvolupament de problemes virtuals i interactius per a l’aprenentatge de la Microbiologia

La finalitat del projecte ha estat desenvolupar un espai virtual teòric-pràctic per a l’aprenentatge de la Microbiologia. Aquest espai virtual, basat en l'aprenentatge a través de problemes, s’ha anomenat “Microbiologia Interactiva” i proposa a l’alumne les següents àrees temàtiques: Introducció a les tècniques de la Microbiologia; Estructura i funció de la cèl.lula microbiana; Creixement i control microbià; Microbiologia molecular; Fisiologia i metabolisme microbians; Virologia; Ecologia Microbiana; Diversitat microbiana. Per a cada temàtica s’han definit unes competències a assolir a través de la resolució de problemes teòrics o pràctics. En aquest darrer cas, se li proposa a l’alumne que entri en el laboratori virtual per a la resolució dels casos pràctics plantejats. A més, per a la resolució dels problemes, l’alumne disposa d’un seguit de recursos per a cada temàtica. Finalment, també s’inclouen activitats de relació i d’ampliació per tal d’estimular la discussió, l’esperit crìtic, el treball en grup i la recerca bibliogràfica. A més, per tal de facilitar el seu ús, el web disposa també d'un tutorial. El web “Microbiologia Interactiva” es va introduir de forma pilat en l’ensenyament de l'assignatura de Microbiologia de la Llicenciatura de Biologia i de la de Microbiologia I de la llicenciatura de Biotecnologia de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) durant el curs 2007-08. Al llarg d'aquest curs es va valorar la seva utilitat i acceptació per part dels alumnes mitjançant enquestes. Els bons resultats obtinguts van aconsellar que aquesta eina fora ja utilitzada en totes les assignatures generals de Microbiologia de les llicenciatures de Biologia, Biotecnologia, Bioquímica, Química, Enginyeria Química, Ciències Ambientals i Ciència i Tecnologia dels Aliments de la UAB. Actualment el web s’està també utilitzant amb molt bons resultats a les assignatures de Microbiologia dels nous graus que ofereix la Facultat de Biociències de la UAB. Així doncs, en aquest projecte s’han assolit amb escreix els objectius previstos. Es pot consultar el web desenvolupat a l’adreça http://microbiologia.uab.cat//Microbiologia_Interactiva_Web/.

Desarrollo del proceso DELOS-susp para la encapsulación de fármacos hidrofílicos en vesículas unilamelares pequeñas

En los últimos años el crecimiento de la nanotecnología ha revolucionado el mundo de la investigación farmacológica promoviendo la investigación de nuevos vehículos de transporte de fármacos de tamaño nanométrico denominados “drug nanocarriers” entre los cuales las vesículas y las partículas poliméricas biodegradables son los que se han estudiado más ampliamente. Estas entidades son interesantes ya que pueden mejorar la biodisponibilidad del activo y pueden ser empleadas como materiales inteligentes que pueden transportar el activo al sitio específico de acción. A pesar de haber sido demostrado que con estos dispositivos en muchos casos se consigue administrar el fármaco de un modo más eficiente que administrando éste en su forma libre, el éxito de estos “nanocarriers” está ligado al desarrollo de tecnologías reproducibles, eficientes, respetuosas con el medio ambiente y fácilmente escalables que permitan su producción a escala industrial. A día de hoy las tecnologías basadas en fluidos comprimidos (FCs), que emergieron a principio de los años 90 como una alternativa al uso de disolventes líquidos convencionales en la producción de materiales micro- y nanoparticulados, están siendo investigadas para la producción de diversos “nanocarriers”. Algunas de las ventajas de estas tecnologías son: la reducción en el uso de disolventes orgánicos, el empleo de bajas temperaturas de procesado, disminución del número de etapas de producción, ser fácilmente escalables y reproducibles. A su vez, este tipo de procesos permiten obtener productos más uniformes estructuralmente que aquellos obtenidos mediante tecnologías convencionales. Dentro de este marco el grupo Nanomol (ICMAB-CSIC) ha desarrollado el proceso DELOS-susp, basado en el uso de fluidos comprimidos, para la obtención en un solo paso de producción vesículas unilamelares pequeñas (SUVs) con elevada uniformidad tanto a nivel de tamaño y morfología como a nivel supramolecular con aplicación en nanomedicina. Como un paso más en el desarrollo del proceso DELOS-susp para la producción de SUVs, en este proyecto se ha estudiado y probado la viabilidad de este proceso para le encapsulación de activos hidrofílicos en vesículas catiónicas de colesterol:CTAB usando sulfato de gentamicina como activo hidrofílico modelo y se ha demostrado la factibilidad de un escalado del proceso por un factor de 50.

Evolución de la frecuencia de ingresos por infección cervical profunda

La incidència de les infeccions cervicals profundes (ICP) va disminuir amb la introducció dels antibiòtics i la millora de la cura dental i de la cavitat oral. Es va realitzar una revisió retrospectiva i sistemàtica de tots els ingressos a la sala d'hospitalització d'adults d'Otorinolaringologia, i es van registrar tots els casos amb diagnòstic de ICP, entre gener 2003 i desembre 2010. Es va trobar un augment progressiu i significatiu de la freqüència anual d'ingressos amb aquest diagnòstic, especialment en els últims 4 anys. Aquest augment ha estat substancial, i no hi ha elements en aquest moment que puguin explicar-ho de forma definitiva.

Factors de risc de mortalitat en la diarrea associada a Clostridium difficile

• Identificar els possibles factors de risc de mortalitat en els pacients amb un primer episodi de diarrea associada a Clostridium difficile (DACD) mitjançant un estudi observacional retrospectiu. Després d’una anàlisi uni i multivariant amb les següents variables (sexe, edat, índex de Charlson, número d’antibiòtics previs i la seva retirada, ús de corticoids, inhibidors de la bomba de protons o antihistamínics antiH2, antiàcids, procedència de residència geriàtrica, dies de tractament per a la DACD, duració de l’ingrés, presència de recidiva i servei d’hospitalització), únicament l’aparició de recidiva va ser un factor de risc independent de mortalitat.