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Por Mariana Martínez-Ávila, Daniel Guajardo-Flores y Marilena Antunes-Ricardo
Artículo de Divulgación Científica

La granada se ha utilizado en la medicina popular como fuente importante de nutrientes y compuestos que aportan grandes beneficios a la salud. Su relevancia se remonta hasta la mitología griega, para quienes representaban vida, sanación y fertilidad (Bhandari, 2012). Desde hace un siglo la fama de la granada ha ido en aumento, no sólo por el poema de García Lorca hacia esta fruta (García-Lorca, 1920), sino también por el vasto número de estudios que demuestran su efecto benéfico en la reducción de la morbilidad y mortalidad derivada de enfermedades cardiovasculares, cerebrovasculares, ciertos tipos de cáncer y enfermedades neurológicas. Siendo México el tercer productor de granada a nivel mundial, nos preguntamos ¿Realmente estamos aprovechando el potencial de esta superfruta?

Retos de salud pública: trastornos neurológicos

En los últimos años, se ha incrementado la prevalencia de trastornos neurodegenerativos en adultos mayores y, en algunos casos, incluso en personas menores de 50 años. Sin embargo, para entender las graves implicaciones de salud, sociales e incluso económicas de estos trastornos, es necesario primero entender ¿Qué es un proceso degenerativo? Acorde a la literatura, el proceso neurodegenerativo es la pérdida progresiva de la función por diferentes causas o la muerte de las células del sistema nervioso central, provocando deficiencias progresivas de las habilidades motoras y cognitivas en el individuo (Wyss-Coray, 2016). Entre los trastornos neurodegenerativos de mayor incidencia destacan el Alzheimer, la enfermedad de Parkinson, de Huntington y, la esclerosis lateral amiotrófica (Checkoway et al., 2011).

En México, la prevalencia de Alzheimer es de 7.3% y la incidencia se posiciona en 27.3 casos por cada 1000 habitantes/año. Aún más, estudios en población mexicana han determinadoque el Alzheimer afecta mayoritariamente a mujeres y su riesgo de desarrollarlo aumenta en presencia de comorbilidades como el síndrome metabólico, enfermedades cardiovasculares o incluso depresión (Gutiérrez-Robledo & Arrieta-Cruz, 2015). Asimismo, hay aproximadamente 860,000 mexicanas y mexicanos mayores de 60 años afectados por algún tipo de demencia, donde además se estima que para el año 2050 esta población aumentará a más de 3.5 millones de personas (Reyes-Pablo et al., 2020).

En este contexto, el panorama resulta poco alentador, dado que se espera que la incidencia aumente a medida que la población envejece; de manera que, encontrar nuevas alternativas y estrategias para la prevención y/o tratamiento de estos trastornos

neurodegenerativos es un reto de salud pública mundial (OMS, 2020). El estrés oxidante y la inflamación han mostrado ser vías clave en el desarrollo de la neurodegeneración; por lo que, muchos esfuerzos de la ciencia se han enfocado a investigar alimentos o moléculas de origen natural con potentes propiedades antioxidantes y antiinflamatorias. Así, que los alimentos o moléculas puedan ser usadas como alternativas en la prevención de la neurodegeneración ¡Este es el caso de la granada!

Esta superfruta aporta grandes beneficios a la salud. Entre sus propiedades nutritivas destaca su contenido de fibra, además ayuda a prevenir enfermedades cardiovasculares, ya que disminuye y controla los niveles de colesterol y glucosa en sangre. También contiene minerales esenciales para el organismo humano como potasio y fósforo, que intervienen en varios procesos vitales, desde la estructuración celular hasta la reparación de tejidos, facilitar la conducción nerviosa y el buen funcionamiento del riñón y corazón. La granada es una fuente de folatos y vitamina K, vitaminas importantes en la formación de glóbulos rojos y la coagulación de la sangre (Bhandari, 2012; Shaban et al., 2017).

Los beneficios que aporta la granada (Punica granatum, por su nombre científico) a nuestro organismo son gracias a la presencia de compuestos nutracéuticos (alimento que proporciona beneficios a la salud y puede prevenir enfermedades). Destacan la presencia de diversos compuestos con potentes propiedades antioxidantes como fenoles, polifenoles y antocianinas (Shaban et al., 2017). Un aspecto muy interesante es que estos compuestos nutracéuticos se concentran en diversas partes del árbol de punica granatum como el tallo, hojas, flores, y también están distribuidos en la pulpa, cáscara y semillas de la granada (Figura 1). Y eso no es todo, la granada es la fuente más abundante en la naturaleza de ácido punícico.

 ¿Ácido punícico? … ¿Para qué sirve?

El ácido punícico un componente de la granada es un ácido graso poliinsaturado Omega 5 (Holic et al., 2018). Considerado un potente antioxidante, es un gran aliado contra enfermedades como la obesidad, diabetes y enfermedades cardiovasculares (Mandal et al., 2017). Además, es un nutracéutico importante en la prevención y tratamiento de trastornos neurológicos como el Alzheimer, Parkinson y la enfermedad de Huntington (Zamora-López et al., 2020).  Diversos estudios han demostrado que actúa como un agente reductor de la neuroinflamación, modulando y reduciendo la inflamación inducida por citocinas proinflamatorias; además de regular la activación de receptores clave involucrados en el metabolismo de glucosa, sensibilidad a la insulina y, en la regulación de la adipogénesis como lo es el receptor gamma activado por proliferador de peroxisoma (PPARγ).

El ácido punícico presente en la granada ha mostrado ser un potente neuroprotector a través de la regulación de la inflamación

Sin embargo, es importante considerar que el ácido punícico se metaboliza rápidamente a ácido linoleico conjugado (CLA) (Pereira de Melo et al., 2019). Lípidos como el CLA son abundantes en el cerebro y realizan distintas funciones como la neurogénesis, transducción de señales, comunicación neuronal, transmisión sináptica y la regulación de la expresión de genes implicados en la diferenciación y proliferación celular, el metabolismo de los lípidos, la homeostasis de la glucosa y las respuestas inflamatorias, mediante su unión con los receptores PPAR (Calvano et al., 2021 y Gutiérrez et al., 2021). En particular, se ha demostrado la capacidad neuroprotectora del CLA contra el daño asociado con la edad y los mecanismos neurodegenerativos (Monaco et al., 2018). Por lo tanto, futuros estudios enfocados en el efecto del ácido punícico en la neurodegeneración, deben considerar su metabolismo y desarrollar vías de administración específicos que permitan ejercer efectos dirigidos hacia un blanco terapéutico específico.

Consumir granada fresca es una oportunidad para agregar potentes antioxidantes a nuestra alimentación, ya sea coronando unos deliciosos chiles en nogada o como jugo. La granada es, además, una fuente importante de compuestos nutracéuticos en la prevención de diversa enfermedades principalmente trastornos degenerativos como el Alzheimer. Entonces ¿Qué esperamos? ¡Aprovechemos todo su potencial!

¿Quieres saber más?

Para mayores informes sobre los beneficios del ácido punícico y su relación con los trastornos neurodegenerativos, te invitamos a consultar:

• Guerra-Vázquez, C. M., Martínez-Ávila, M., Guajardo-Flores, D., & Antunes-Ricardo, M. (2022).  Punicic Acid and Its Role in the Prevention of Neurological Disorders: A Review. Foods, 11(3), 252.  https://doi.org/10.3390/foods11030252

Autores

Dra. Mariana Martínez Ávila es profesora de cátedras y pertenece al Grupo de investigación con enfoque estratégico en NutriOmics y Tecnologías Emergentes en el Tec de Monterrey, campus Monterrey. Pertenece al Sistema Nacional de Investigadores, Nivel Candidato. mm.avila@tec.mx

Dr. Daniel Guajardo Flores es profesor asistente investigador adscrito al grupo de investigación con enfoque estratégico Bioprocesos en el Tec de Monterrey, Campus Monterrey. Pertenece al Sistema Nacional de Investigadores, Nivel II. danielgdo@tec.mx

Dra. Marilena Antunes-Ricardo es profesora asistente investigadora adscrita al grupo de investigación con enfoque estratégico en NutriOmics y Tecnologías Emergentes en el Tec de Monterrey, Campus Monterrey e Investigador en The Institute for Obesity Research. Pertenece al Sistema Nacional de Investigadores, Nivel II. marilena.antunes@tec.mx

Referencias

• Bhandari, P. (2012). Pomegranate (Punica granatum L). Ancient seeds for modern cure? Review of  potential therapeutic applications. International Journal of Nutrition, Pharmacology,  Neurological Diseases, 2(3), 171. https://doi.org/10.4103/2231-0738.99469
• Calvano, C. D., Losito, I., & Cataldi, T. (2021). Editorial to the Special Issue “Lipidomics and  Neurodegenerative Diseases.” International Journal of Molecular Sciences, 22(3), 1270.  https://doi.org/10.3390/ijms22031270
• Checkoway, H., Lundin, J. I., & Kelada, S. N. (2011). Neurodegenerative diseases. IARC Scientific  Publications, 163, 407–419.
• Gutierrez Alvarez, A.; Yachelevich, N.; Kohn, B.; Brar, P.C. (2021). Genotype—Phenotype Correlation in an Adolescent Girl with Pathogenic PPARy Genetic Variation That Caused Severe Hypertriglyceridemia and Early Onset Type 2 Diabetes. Ann. Pediatr. Endocrinol. Metab, 26, 284–289.
• Gutiérrez-Robledo, L. M., & Arrieta-Cruz, I. (2015). Dementia in Mexico: The need for a National  Alzheimer´s Plan. Gaceta Médica de México., 6.
• Mandal, A., Bhatia, D., & Bishayee, A. (2017). Anti-Inflammatory Mechanism Involved in  Pomegranate-Mediated Prevention of Breast Cancer: The Role of NF-κB and Nrf2 Signaling  Pathways. Nutrients, 9(5), 436. https://doi.org/10.3390/nu9050436
• Monaco, A., Ferrandino, I., Boscaino, F., Cocca, E., Cigliano, L., Maurano, F., Luongo, D., Spagnuolo,  M. S., Rossi, M., & Bergamo, P. (2018). Conjugated linoleic acid prevents age-dependent  neurodegeneration in a mouse model of neuropsychiatric lupus via the activation of an  adaptive response. Journal of Lipid Research, 59(1), 48–57.  https://doi.org/10.1194/jlr.M079400
• OMS. (2020). Demencia. https://www.who.int/es/news-room/fact-sheets/detail/dementia
• Pereira de Melo, I. L., de Oliveira e Silva, A. M., Yoshime, L. T., Gasparotto Sattler, J. A., Teixeira de  Carvalho, E. B., & Mancini-Filho, J. (2019). Punicic acid was metabolised and incorporated in  the form of conjugated linoleic acid in different rat tissues. International Journal of Food  Sciences and Nutrition, 70(4), 421–431. https://doi.org/10.1080/09637486.2018.1519528
• Reyes-Pablo, A. E., Campa-Córdoba, B. B., Luna-Viramontes, N. I., Ontiveros-Torres, M. Á.,  Villanueva-Fierro, I., Bravo-Muñoz, M., Sáenz-Ibarra, B., Barbosa, O., Guadarrama-Ortíz, P.,  Garcés-Ramírez, L., de la Cruz, F., Harrington, C. R., Martínez-Robles, S., González Ballesteros, E., Perry, G., Pacheco-Herrero, M., & Luna-Muñoz, J. (2020). National Dementia  BioBank: A Strategy for the Diagnosis and Study of Neurodegenerative Diseases in México.  Journal of Alzheimer’s Disease, 76(3), 853–862. https://doi.org/10.3233/JAD-191015
• Shaban, N. Z., Talaat, I. M., Elrashidy, F. H., Hegazy, A. Y., & Sultan, A. S. (2017). Therapeutic role of  Punica granatum (pomegranate) seed oil extract on bone turnover and resorption induced  in ovariectomized rats. The Journal of Nutrition, Health & Aging, 21(10), 1299–1306.  https://doi.org/10.1007/s12603-017-0884-5
• Wyss-Coray, T. (2016). Ageing, neurodegeneration and brain rejuvenation. Nature, 539(7628), 180– 186. https://doi.org/10.1038/nature20411
• Zamora-López, K., Noriega, L. G., Estanes-Hernández, A., Escalona-Nández, I., Tobón-Cornejo, S.,  Tovar, A. R., Barbero-Becerra, V., & Pérez-Monter, C. (2020). Punica granatum L.-derived  omega-5 nanoemulsion improves hepatic steatosis in mice fed a high fat diet by increasing  fatty acid utilization in hepatocytes. Scientific Reports, 10(1), 15229.  https://doi.org/10.1038/s41598-020-71878-y

Por Uriel Rivera-Ortega, Pam-Hdez, Hugo-Teutli
Artículo de divulgación

Los nuevos modos de enseñar Física de una forma más dinámica permiten que el alumno se encuentre más centrado y animado al momento de aprender temas comunes. Un artículo publicado por la UNESCO menciona que la tecnología puede facilitar el acceso universal a la educación, reducir las diferencias en el aprendizaje, apoyar el desarrollo de los docentes, así como mejorar la calidad y la pertinencia del aprendizaje [3]. Además, usar la tecnología podría ayudar a cumplir el número 4 de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) propuestos por la Organización de las Naciones Unidas: Garantizar una educación de calidad [4].

En este artículo proponemos una nueva herramienta interactiva de simulación de bajo costo para la enseñanza-aprendizaje del fenómeno de tiro parabólico (o movimiento de proyectiles), utilizando la herramienta de programación Scratch para el dispositivo Arduino [1]; la cual consiste en la programación por medio de bloques con la posibilidad de vincular un Arduino [2]. En este trabajo, los datos de entrada son adquiridos y modificados por medio de un joystick y un botón pulsador conectados a una placa de Arduino que a su vez envía estos datos a la computadora para ser visualizados.

¿Qué es el tiro parabólico?

El estudio del tiro parabólico es uno de los temas de Física más comunes que, además, está muy presente en nuestra vida cotidiana, desde patear un balón hasta ver cómo los carros saltan una rampa. En balística, el estudio de este movimiento resulta de gran importancia para determinar la trayectoria de una bala al momento de ser lanzada. En los videojuegos, el tiro parabólico es un factor determinante para el salto de personajes 2D o 3D, así como para el lanzamiento de proyectiles, entre otros.

En la figura 1 se muestra el análisis de tiro parabólico de una pelota al momento de ser lanzada con ángulo (θ) y una velocidad inicial (V_o). Como bien se observa al descomponer la velocidad inicial en los ejes X y Y, la velocidad en X (V_ox) es constante y se mantiene igual en toda su trayectoria. Respecto a la velocidad en Y (V_ty) es variable en todo su trayecto, es decir, cuando el objeto adquiere altura, sus valores son positivos y disminuyen en el punto más alto hasta ser 0 y cuando cae su valor aumenta de forma negativa (esto tomando como punto de referencia al origen en (0,0).

Marco teórico

Comprender de forma visual los factores que influyen en el tiro parabólico nos permite entender de mejor manera el uso de fórmulas para determinar la velocidad en Y inicial (V_oy), V_x, la altura máxima (Y_max) y la distancia total (X_max) en el programa. Para ello lo primero que se realiza es descomponer la V_o en sus componentes X y Y que pueden determinarse trigonométricamente mediante:

Como la V_x es contante, se puede considerar como un movimiento rectilíneo uniforme (MRU) donde V_x es la razón de cambio respecto a la posición dando como resultado la fórmula 3.

Al observar el comportamiento de V_oy en toda su trayectoria se puede determinar que tiene un movimiento uniformemente acelerado que varía por la fuerza de gravedad, su distancia se puede denotar con la siguiente ecuación:

En Scratch no se puede determinar el tiempo donde el objeto se encuentra en el punto más alto, así que cuando V_y=0 se despeja el valor t_max.

Conociendo el valor del t_max se sustituye en la ecuación 4 para poder calcular la altura máxima sin depender del tiempo.

Posteriormente para calcular X_max, se determina con el tiempo que el objeto se mueva en el programa cuando termine de ejecutarse el último valor dado corresponde a X_max, esto mismo pasa con el tiempo que aumenta de acuerdo al tiempo de procesamiento donde se suma 0.01 para representar 0.1 seg.

Experimento

En este trabajo se adquirieron señales analógicas y digitales de un joystick y un botón para que, por medio de un controlador Arduino UNO, fueran codificadas en Scratch para Arduino (S4A) y así mostrar la simulación del tiro parabólico. La figura 2 presenta un diagrama a bloques que indica el proceso general de la simulación.

La conexión del mando al Arduino es la mostrada en la figura 3, en donde las conexiones de color verdes son analógicas y las azules digitales. EJx es el estado del joystick en X y EJy es el estado del joystick en Y.

Las conexiones electrónicas experimentales se pueden observar en la figura 4.

Los datos de entrada para la simulación son el ángulo de disparo, así como la velocidad a la cual es lanzado el proyectil. Si el joystick es accionado hacia arriba o abajo el ángulo de disparo varía entre 0 a 90 grados (Analog1), si va de derecha a izquierda su velocidad inicial disminuye hasta 0 m/s o aumenta (Analog0). Al oprimir el joystick (Digital2) comienza en disparo y una vez ejecutado es necesario decidir si se desea dibujar otra trayectoria o borrar todo, para ello si se oprime el botón independiente (Digital3) el objeto se mueve al punto de inicio mostrando el lanzamiento anterior; si se desea borrar todos los trazos es necesario oprimir el joystick y el botón al mismo tiempo (la relación entre entradas digitales/analógicas, y su correspondencia con las variables de la simulación, se pueden observar en la figura 5).

Al comenzar la simulación, la pantalla no muestra ninguna trayectoria previa. En general, las variables se inicializan en cero; mientras que la posición inicial del proyectil es px=-202 y py=-146. La sección de S4A que muestra la declaración de los parámetros iniciales, se observan en la siguiente figura.

En la programación se toma en cuenta que los sensores (Sw,B) utilizados como entrada para las señales digitales se encuentran “normalmente cerrados”, es decir, generan un “1” lógico en el algoritmo.

Debido a que al ejecutar el programa se obtiene una lectura analógica inicial (figura 5) es necesario caracterizar esta lectura para relacionarla con los valores de velocidad y ángulo de disparo inicial.

Cuando se presiona SW pero B no, se empieza a trazar la trayectoria del proyectil (pelota en simulación), se realizan los cálculos del movimiento en X y Y cuando el proyectil toca el piso. (py-1). En general, la figura 8 y 9 muestran la sección de código en relación al trazado de trayectorias.

Una vez que se termina de trazar el tiro parabólico se puede seleccionar si continuar con otro tiro o borrar todos los trazos en ambos casos los valores de X el tiempo, así como el límite del trazo se fijan a 0.

Resultados de la simulación

La figura 10 muestra dos casos donde, si se tiene un ángulo de disparo constante (Ángulo=20) y se quiere aumentar la distancia recorrida en X, se debe aumentar la velocidad inicial de disparo.

Sin embargo, si se desea aumentar el recorrido en X teniendo una velocidad constante (Velocidad=50) esto se puede lograr aumentando el ángulo de disparo.

Un caso especial de tiro parabólico es cuando se utilizan ángulos complementarios donde manteniendo una velocidad constante (Velocidad=80) se llega al mismo recorrido en X.

Conclusiones

En esta propuesta se presentó una herramienta STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics) interactiva y de bajo costo con la finalidad de facilitar el proceso de enseñanza-aprendizaje para el tema de tiro parabólico o movimiento de proyectiles; la cual se puede implementar en grupos de enseña media o media superior. A diferencia de otros simuladores encontrados en internet, los parámetros de entrada son controlados de manera interactiva a través de un joystick permitiendo así una mayor interacción con el usuario.

Para demostrar la utilidad de lo propuesto se presentaron algunos ejemplos de simulación con diferentes parámetros de entrada. Cabe mencionar que esta herramienta se ha implementado en cursos introductorios universitarios, mostrando un incremento en la atención e interés de los alumnos en el tema de tiro parabólico.

Autores

• Uriel Rivera-Ortega es profesor-investigador de la Escuela de Ingeniería y Ciencias del Tecnológico de Monterrey, campus Monterrey. Es investigador nivel 1 del Sistema Nacional de Investigadores.
• Pamela Hernández Montero es estudiante de segundo semestre de la carrera de Ingeniería en Robótica y Sistemas Digitales.
• Hugo-Teutli es coordinador del área de tecnología educativa del Colegio Americano de Puebla y fundador de la cultura “maker” en dicha institución.

¿Quieres saber más?

Este artículo de divulgación está basado en el paper: Interactive projectile motion STEM simulation and game, based on Scratch (S4A) and Arduino.

• Uriel Rivera-Ortega 2021 Phys. Educ. 56 065029
  https://doi.org/10.1088/1361-6552/ac24ea

Otras referencias

1. Smalltalk, S. (2015). Acerca de S4A. s4a.cat. http://s4a.cat/index_es.html
2. ¿Qué es Arduino? (2014, noviembre 20). Arduino.cl. https://arduino.cl/que-es-arduino/
3. (s/f). Las TIC en la educación. Unesco.org. Recuperado el 17 de diciembre de 2021, de https://es.unesco.org/themes/tic-educacion
4. (2015, enero 7). Objetivo 4: Garantizar una educación inclusiva, equitativa y de calidad y promover oportunidades de aprendizaje durante toda la vida para todos. un.org. https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/education/

Por Luis Bravo, Mariana Moreno, Erick Mora y Sujay Paul
Artículo de divulgación científica

A través de los últimos años, diversos estudios científicos han demostrado que los microARNs podrían ser moléculas que permitan revolucionar los protocolos de diagnóstico de muchas enfermedades humanas y producir medicamentos personalizados que ayuden a mejorar la calidad de vida de las personas.

Los microARNs son pequeñas moléculas de ácido ribonucleico (ARN) que se sintetizan a partir de la información contenida en nuestro material genético. Interesantemente, la función principal de los microARNs consiste en regular la expresión de un gran porcentaje de genes, razón por la cual poseen una gran importancia en nuestros procesos biológicos y en el mantenimiento de nuestra salud.

Partiendo de lo anterior, expertos han sugerido que los microARNs podrían ser utilizados como medicamentos vanguardistas para el tratamiento de las enfermedades óseas. Además, la concentración anormal de estas moléculas en nuestros tejidos y fluidos corporales podría ser un indicador de la presencia de dichas enfermedades.

Procesos regulados por los microARNs en los huesos

Las moléculas de microARN influyen significativamente en el desarrollo de los huesos, ya que regulan la absorción, formación y remodelación de los tejidos óseos, los cuales necesitan ser renovados de manera constante debido a daños causados por la edad o por lesiones. En este sentido, los microARNs inducen la fabricación de células que degradan y forman huesos de forma balanceada.

Por dicha razón, si las funciones de los microARNs se ven alteradas, se puede perder el equilibrio de los procesos biológicos que preservan la salud de los huesos, dando lugar a la progresión de enfermedades como la osteoporosis, osteosarcoma, osteonecrosis, entre otras.

De la misma forma, los microARNs están involucrados en procesos cancerígenos y en los mecanismos de infección de microorganismos patógenos que se dan dentro de los huesos. Sin embargo, el conocer el mecanismo de acción de estas moléculas permitirá diseñar soluciones clínicas con potencial para diagnosticar, prevenir y tratar enfermedades relacionadas con el tejido óseo.

Enfermedades óseas afectadas por los microARNs

En la última década, varias investigaciones han descrito el rol de los microARNs dentro de las enfermedades óseas más preocupantes para la salud humana, siendo la osteoporosis una de las más comunes. Esta condición se caracteriza por el deterioro de los huesos debido a los bajos niveles de densidad mineral, lo cual genera fracturas constantes.

De igual manera, se ha reportado que los microARNs se presentan en las distintas etapas de uno de los tipos de cáncer de hueso más comunes, el osteosarcoma. Dichas fases abarcan desde el surgimiento de un tumor en la estructura ósea hasta la migración de las células malignas del tumor hacia otras regiones del cuerpo como la próstata, los senos y los pulmones. Incluso, es posible que las células de la médula ósea se vuelvan cancerígenas por el funcionamiento inadecuado de los microARNs durante la enfermedad conocida como mieloma múltiple.

Por otra parte, se ha observado que la muerte del tejido óseo (osteonecrosis), causada por fallas en la circulación de la sangre, está altamente regulada por microARNs. Además, dichas moléculas están involucradas en los procesos de reparación de lesiones óseas y cuando existen anormalidades en sus funciones, se puede dar origen a un padecimiento denominado pseudoartrosis atrófica, caracterizado por la presencia de fracturas en los huesos que no sanan correctamente.

Es importante mencionar que los microARNs también tienen un rol en enfermedades genéticas que inducen a la formación de huesos frágiles como la osteogénesis imperfecta, así como la talasemia, un padecimiento relacionado con malformaciones en los glóbulos rojos que se crean en la médula ósea y que transportan el oxígeno en nuestra sangre.

Asimismo, la osteomielitis, una infección de origen bacteriano que se da en los huesos, no queda exenta de ser un blanco de estudio, ya que se han descubierto varios microARNs involucrados en el proceso de infección bacteriana en el hueso y en su respuesta inflamatoria.

Conclusiones y retos actuales

En conclusión, los microARNs tienen un potencial prometedor para impulsar el desarrollo de tratamientos y diagnósticos de última generación que permitan mejorar la salud de miles de personas que padecen de enfermedades óseas como la osteoporosis, osteosarcoma, osteonecrosis, talasemia, osteomielitis, entre otras.

Adicionalmente, el creciente interés en los microARNs como herramientas terapéuticas ha conducido a la creación de industrias farmacéuticas que están invirtiendo en el desarrollo de medicamentos centrados en estas moléculas. Gracias a ello, diversas medicinas basadas en microARNs se encuentran actualmente en fases preclínicas y clínicas de evaluación para ser lanzadas al mercado.

Sin embargo, aún existen muchos desafíos que deben solucionarse para que los microARNs puedan ser empleados como fármacos. Por esta razón, estudios futuros deberán centrarse en asegurar que las terapias basadas en microARNs no generen reacciones inmunológicas violentas, que no sean tóxicas para el ser humano y que puedan ser entregadas en el órgano o tejido de interés de manera precisa (figura 1).

Autores

Luis Alberto Bravo Vázquez. Estudiante de último semestre de Ingeniería en Biotecnología en el Tecnológico de Monterrey, Campus Querétaro. Sus investigaciones están centradas en los roles regulatorios de los microARNs en diversas enfermedades multifactoriales, en la síntesis de biomoléculas de interés global en plantas y en mecanismos de biorremediación enzimáticos. Ha publicado 6 artículos en journals internacionales de renombre bajo la dirección del Dr. Ashutosh Sharma y del Dr. Sujay Paul. A01208914@tec.mx

Mariana Yunuen Moreno Becerril. Estudiante de octavo semestre de Ingeniería en Biotecnología en el Tecnológico de Monterrey, Campus Querétaro. Es coautora de 2 artículos científicos publicados en journals internacionales con giro en biorremediación y regulación de microARNs en enfermedades. Desde 2019 se ha desarrollado como Research Assistant en el proyecto investigación de colaboración con el CONACYT y la Universidad de Texas en San Antonio (UTSA) sobre el análisis de datos y emprendimiento social. Así mismo, formó parte del programa de Ingeniería de Tejidos y Medicina Regenerativa en la Universidad Tecnológica de Ciencias Aplicadas de Viena. A01209117@tec.mx

Erick Octavio Mora Hernández. Estudiante de octavo semestre de Ingeniería en Biotecnología en el Tecnológico de Monterrey, Campus Ciudad de México. Su área de interés es la genómica funcional con relación al potencial terapéutico de diversas biomoléculas. Es coautor de 2 artículos de revisión publicados en journals internacionales bajo la dirección del Dr. Ashutosh Sharma y del Dr. Sujay Paul. A01656501@tec.mx

Dr. Sujay Paul. Profesor investigador en el Departamento de Bioingeniería del Tecnológico de Monterrey, Campus Querétaro. Su área de investigación actual se centra en las implicaciones funcionales de los microARNs en enfermedades humanas crónicas. También estudia la regulación génica producida por los microARNs en plantas. Es editor asociado de la revista 3 Biotech (Springer). Ha publicado más de 50 artículos en journals nacionales e internacionales de renombre. Imparte los cursos de ingeniería genética, ingeniería de proteínas, biología molecular y microbiología. spaul@tec.mx

¿Quieres conocer más?

Este artículo de divulgación está basado en el artículo:

Bravo Vázquez, L. A., Moreno Becerril, M. Y., Mora Hernández, E. O., García de León Carmona, G., Aguirre Padilla, M. E., Chakraborty, S., Bandyopadhyay, A., & Paul, S. (2021). The Emerging Role of MicroRNAs in Bone Diseases and Their Therapeutic Potential. Molecules, 27(1), 211. https://doi.org/10.3390/molecules27010211

Por Ana Lucía Flores Medina, Claudia Hernández Mena
Artículo de divulgación

Una nueva carrera espacial ha comenzado. ¿La meta? Marte. Si frecuentas el internet, probablemente estés informado de la contienda entre diversas organizaciones, países y un par de millonarios por ser los primeros en pisar “el planeta rojo”. Como en el deporte, nuestra atención se dirige, principalmente, al anterior campeón; no es secreto que la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio (NASA, por sus siglas en inglés) está poniendo un gran esfuerzo hacia este objetivo. Sin embargo, lo que no todos saben es cómo planea lograrlo. ¿Su estrategia? Regresar a la Luna.

En la antigua Grecia, Apolo era el dios del Sol y tenía una hermana gemela, Artemisa, diosa de la Luna. En tiempos modernos, ambos nombres ya son parte del vocabulario espacial. Con Apolo ya estamos familiarizados, fue la misión que posicionó al hombre por primera vez en el astro blanco en 1969. Y si la NASA resulta triunfante, Artemisa (https://www.nasa.gov/artemis-1) será conocida como la misión que nos permitió regresar a la Luna en el 2024 y que nos llevó por primera vez a Marte. Sin embargo, hay una gran diferencia entre ambos proyectos y no es precisamente la ambición y finalidad de las mismas, Artemisa cuenta con un factor sorpresa: la inclusión. La misión Artemisa es la encargada de llevar a la primera mujer a la Luna.

Hasta este momento, la gran mayoría de los astronautas han sido hombres. Cuando la NASA, en 1983, envió por primera vez a una astronauta mujer al espacio, el público tenía dos grandes preguntas para Sally Ride: ¿Qué maquillaje te vas a llevar? y, ¿lloraste por las fallas ocurridas en el vuelo de simulacro? Esta percepción estereotipada no era exclusiva de la audiencia, los expertos de la NASA tuvieron que consultar con Ride si 100 tampones iban a ser suficientes para su travesía de una semana.

¿Por qué hay menos mujeres en el espacio?

Tener hoy misiones como Artemisa, con un 50% de participación femenina y con objetivos de equidad, nos hacen pensar que estamos muy lejos de aquella época, sin embargo, los números dicen lo contrario. De todas las personas que han ido al espacio, solo el 11% han sido mujeres, esto a pesar de que, según las estadísticas de la NASA, las mujeres astronautas son, en promedio, dos años más jóvenes que sus compañeros hombres y tienen casi el doble de doctorados que ellos, 50% contra 28% (Mark et al., 2014).

En la primera carrera espacial, el factor peso parecía un punto muy relevante a considerar, lo que convirtió a las mujeres como las mejores candidatas en 1960, ya que la mujer promedio pesa y mide menos que el hombre, además, la mujer consume menos alimento y requiere menos oxígeno que el hombre. Si en las misiones espaciales cada kilo puede valer miles de dólares, ¿por qué sigue habiendo menos mujeres en el espacio?

En aquel momento, se realizaron rigurosas pruebas médicas y fisiológicas. De las 19 mujeres evaluadas, 13 aprobaron, mientras que, de los 32 hombres evaluados, solo 18 aprobaron. A pesar de todos estos factores, la tripulación enviada fue totalmente masculina (Koren, 2017). Evidentemente, los factores sociales han sido un impedimento gigantesco para las mujeres y su participación espacial. Pero, ¿es esta la única razón detrás de esta problemática de inclusión?

Las diferencias biológicas son un punto crucial. Aunque los factores de peso, alimento y oxígeno ya mencionados, brindan ventajas para las mujeres, hay otros factores que representan retos. ¿Te atreves a adivinar alguno? Sí, la menstruación es uno de ellos. No por el transporte de productos higiénicos, sino, más bien, porque en el espacio la orina se recicla y se convierte en agua potable, pero cuando hay sangre de por medio este proceso ya no es viable. Sin embargo, esto no es un problema sin solución. Las mujeres astronautas comúnmente ingieren la píldora anticonceptiva para detener sus periodos durante las misiones. Por otra parte, considerando los posibles problemas en la salud reproductiva, también es común que las astronautas congelen sus óvulos previos al viaje, sin embargo, no hay evidencia contundente que revele que el espacio impida a las mujeres embarazarse después (Mckenzie, 2019).

Desafortunadamente, existe un tercer obstáculo biológico, que a excepción de los dos anteriores no tiene una solución directa. Y es que, estudios han revelado que el cuerpo femenino es capaz de aguantar 30% menos radiación que el masculino. Este no es ningún reto pequeño ya que en el espacio la radiación está en todos lados. Pero es meramente un obstáculo y no una imposibilidad. La única recomendación que se considera hasta ahora, es designarlas en misiones más cortas que a la contraparte masculina (Belz et al., 2021). A pesar de esto, en febrero del 2020, la ingeniera y astronauta de la NASA, Christina Koch cumplió 329 días continuos en el espacio, la estancia femenina más larga hasta ahora.

El universo las espera

La ciencia nos ha brindado herramientas para resolver obstáculos biológicos, de nosotros depende trabajar para erradicar los sociales. Anteriormente, el currículum de un astronauta masculino y el estigma social, lo mostraba como la mejor o única opción para proyectos espaciales; hoy, las mujeres están más preparadas que nunca, tanto académica, como física y mentalmente.

Aún nos queda mucho camino por recorrer, pero si continuamos en este rumbo, la historia de la ciencia se verá cada vez más representada con rostros como los de Christina Koch y Jessica Meir, las dos astronautas en activo con más horas de vuelo registradas y candidatas para la misión Artemisa (Figura 1).

Creer y seguir trabajando en misiones como Artemisa nos prometen a todas las habitantes del mundo un futuro donde el cielo no es el límite para ninguna mujer. La Luna, Marte y el resto del universo nos espera.

Referencias

• Belz, A., Graddy-Reed, A, Hanewick, I. y Rerrile, R. (2021). Try, Try Again? Gender Differences in Experience and Evaluation of Innovation in the NASA SBIR program. https://ssrn.com/abstract=3746733
• Koren, M. (2017). Why Women Weren’t Allowed to Be Astronauts. https://www.theatlantic.com/science/archive/2017/03/women-in-space/498833/
• Mark, S., Scott, G., Donoviel, D., Leveton, L., Mahoney, E. Charles, J., y Siegel, B. (2014). The Impact of Sex and Gender on Adaptation to Space. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4236030/ McKenzie, D. (2019). How space affects women and men differently. https://www.bbc.com/news/uk-49744892

Agradecimiento

Este artículo es el resultado del trabajo realizado durante la unidad de formación “Ciencia, tecnología y sociedad”. Se agradece al resto del equipo docente de este curso: Dra. Adriana Martínez, Dra. Nancy Ornelas, Dra. Carolina Rodríguez, Mtra. Edna Viveros y al Dr. Carlos Huerta.

Por Carlos Huerta-Aguilar y Pandiyan Thangarasu
Artículo de Divulgación

Changes in the modern world have forced minimization, reuse and search of alternatives to traditional semiconductors. Rare earths for example, are scarce and expensive, nevertheless, electronic and chemical industry counts on them to maintain its production.

As an alternative, Carlos Alberto Huerta-Aguilar, researcher of the School of Engineering and Sciences at Campus Puebla is turning its interests towards iron oxides:  they are found far and wide in the rust of metallic surfaces, as an impurity in urban tap water and in metal slags at construction sites¹. However, specialty iron oxides have amazing properties despite its simple manufacturing. Magnetite, for example, is present in most magnetic devices and is used DNA purification, in manufacturing of high specialty components in informatics, optics, and instrumental medicine. Magnetite belongs to a group of oxides called ferrites, and as of 2021, the market shows sustained growth and an estimated size of USD 130.8 billion for 2026². The price of simple iron oxides as low as 5 USD/lb for Fe₂O₃ and ~90 USD/lb for Fe(OH)₂. Yet, blends of ferrites with metals are much more expensive: ~338 USD/lb for iron ferrite (Fe²⁺Fe₂O₄) and 5,500 USD/lb for yttrium-iron oxide (Y₃Fe₅O₁₂).

Even though all ferrites have similar structure, small changes in composition have tremendous effects ³: Magnetite has outstanding paramagnetic properties, zinc-cobalt ferrites are active under solar light and cerium and nickel ferrites are used in cancer tissue identification^4-6. Mixture of ferrites with small amounts of rare earths can even outperform traditional semiconductors as gallium arsenide or silicon carbide. These blends diminish the supplies of bulk precursors and its robustness allows reutilization achieving a semicircular life cycle.     

The simplicity of nanomaterials and its production

Simplicity boosts implementation and the simpler the material is produced, the higher the chance for large-scale application. Nanomaterials are regarded as very complex and exotic but actual engineering allows precise control ⁷. Today, nanoengineered compounds and are industrially produced and for magnetite nanoparticles, there is an annual growth around 10% and by 2026 it is estimated to reach USD 90 million⁸.

Researchers at Tecnologico de Monterrey, campus Puebla have produced ferrites that mixed with Cerium (CeFe) and Ruthenium (RuFe) are activated when irradiated with solar light. Additionally, they implemented synthetic processes that avoid toxic reagents and organic solvents as part of the Green Chemistry Initiative 2022⁹. To produce the ferrites, a high pressure and temperature method known as hydrothermal is utilized. It consists on the mixture of metallic salts in water with pressurized cooking that result in materials that are  recoverable using electromagnets due its magnetic behavior ¹⁰.

Understanding and modeling nanomaterials: Experimental and computational chemical engineering

Ferrites can be easily produced, but their properties need to be understood;  therefore, a joint experimental-theoretical modelling was developed. The obtained information is used as feedback in subsequent manufacturing cycles in a tactic known as smart synthesis:   In the first step, hydrothermal preparation takes place and Electronic Microscopy analyses unveil composition, size and shape: Our research group can continuously produce particles below 100 nm (one red blood cell is 8,000 nm across) and a homogenous composition which confirms the reliability of manufacturing process.

In a second stage, researchers created a computational model with a quantum approximation known as Density Functional Theory (DFT) using experimental information ¹¹. Due complexity of the nanomaterials, high computational resources are necessary, and the UNAM-Tec de Monterrey partnership allowed the researchers the access to UNAM’s Miztli supercomputer. Obtained data is finally presented as a hybrid theoretical-experimental model where performance of the ferrites is predicted and explained at atomic micro scale even before it’s production.

Towards real applications in environmental sciences:  Degradation of pollutants

Modelling is useful but not enough for modern industry. To test the real performance of the prepared ferrites, our group tested the elimination of Congo Red, a common  dye in textile. First, it is necessary to know if the materials can be activated by sunlight irradiation, and a technique called Diffuse Reflectance Spectra (DRS) is utilized. Indeed, RuFe and CeFe iron oxides are activated when light above 400 nm is present this corresponds to visible light found in regular sunlight.

Secondly, elimination of pollutants is tested: After 4 hours of contact between the dye and ferrites under direct sunlight, more than 50% of the contaminant was eliminated using RuFe oxides but only 20% with CeFe nanomaterials. This method of pollutants elimination is known as photocatalysis and its main advantage is that the final products are biodegradable residues or even nontoxic CO₂ and water.

Heading towards green cycles and resource minimization with nanobiotechnology

This research is performed at Laboratorio de Energias Renovables in Campus Puebla. For the near future, our group is focusing on scaling up production and optimization of sunlight-harvesting materials in order to develop commercial applications for this technology. In the last year, three research papers were published; results were presented in American Chemical Society National Meeting at Atlanta, GA, USA and International Material Research Congress at Cancun, Q Roo, MX.

Authors

Carlos Alberto Huerta Aguilar (huertaa@tec.mx): He got PhD in Environmental Engineering and currently has SNI 1. He is part of GIEE in Energy and Climate change.

Pandiyan Thangarasu (pandiyan@unam.mx): Researcher at Faculty of Chemistry, UNAM. Currently the Editor of the Journal of Environmental protection (JEP)  and has SNI 3 category.

References

• Journal of Magnetism and Magnetic Materials 519, 167163 (2021).
• Lucintel, Report No. 1019302, 2021.
• Heliyon 5 (1), e01151 (2019).
• Environmental Science and Pollution Research 29 (5), 6698-6709 (2022).
• Sol. Energy Mater. Sol. Cells 219, 110786 (2021).
• Journal of Alloys and Compounds 829, 154533 (2020).
• Coatings 10 (3) (2020).
• Journal of Molecular Liquids 328, 115375 (2021).
• Chem. Eng. J. 381, 122596 (2020).
• A Zeitschrift für Physikalische Chemie 234 (4), 719-776 (2020).

Por Michael Morales-Luna y Gesuri Morales-Luna
Artículo de divulgación

Una de las preguntas más recurrentes cuando uno está impartiendo clases o seminarios, es ¿por qué en México no se está invirtiendo en tecnología para generar energía, aprovechando la radiación solar? Y aunque esto no es fácil de responder, debido a que intervienen diversos factores políticos, sociales y académicos, la respuesta es ¡sí!, claro que se está apoyando y apostando por este tipo de tecnologías; sin embargo, no es suficiente.

Desde el área académica, se puede mencionar que hay muchos esfuerzos para que este tipo de tecnología pueda ser considerada como una alternativa viable para México.

Pero, ¿por qué en México es importante enfocarse en este recurso renovable? La respuesta es sencilla: en el 2018, World Resources Institute [1] publicó una lista de los 20 países con mayor potencial de energía solar, y México se colocó en la posición 10. Este dato es importante mencionarlo ya que no existe ningún país europeo dentro de las primeras 10 posiciones, y sin embargo, países como España, Alemania, Francia e inclusive Inglaterra están apostando fuertemente a este tipo de recurso.

México es uno de los 10 países con mayor potencial de energía solar en el mundo

Por poner un ejemplo, en el 2021, Inglaterra reportó 12.47 TW-hora (teravatios por hora), Alemania generó 51.09 TW-hora, mientras México reportó 10.35 TW-hora [2]. Por lo tanto, si pensamos en estos países donde el potencial de energía solar no es lo bastante alto comparado con el de México y, aun así, están generando energía por arriba de la que reporta México, sería bastante razonable pensar que, en el futuro, nuestro país reporte valores energéticos mayores que estos países. Sin embargo, esta predicción dependerá fuertemente de los avances en investigación que se den en esta área, particularmente en México y sobre todo de la divulgación científica por parte de la academia.

Nuevas aportaciones teóricas

En nuestro grupo de investigación se han realizado aportaciones en esta área del conocimiento, principalmente desde el punto de vista teórico, utilizando la teoría del medio efectivo (TME) para describir y simular espectros de absorción de los materiales utilizados como capas absorbedoras de la radiación. Uno de los materiales que más hemos estudiado es el trióxido de molibdeno (MoO₃) dopado con nanopartículas de plata (Ag), oro (Au) o cobre (Cu), y cuya representación esquemática del arreglo que tiene se puede ver en la Figura 1.

Hasta ahora, la teoría del medio efectivo solamente había sido aplicada a medios coloidales, pero un punto importante de nuestros estudios es la extrapolación de esta teoría hacia películas delgadas, de aquí la novedad de esta investigación. Para la descripción de los espectros de absorción mediante la TME es necesario describir los llamados coeficientes de Fresnel, los cuales están definidos por:

para polarización transversal magnética (TM), comúnmente usada en películas delgadas, donde están presentes fenómenos de resonancia. De igual manera, se define el coeficiente de transmisión para polarización TM, como:

Como se observa, ambas ecuaciones dependen del índice de refracción del medio donde están inmersas las partículas y el índice de refracción de las nanopartículas. Para fines prácticos, consideraremos incidencia normal, es decir, el ángulo de incidencia (ver Figura 1) es cero respecto a la línea punteada de la figura. Las ecuaciones (1) y (2) son válidas únicamente para una interfaz, en este caso aire-película, pero es necesario incluir el sustrato, dando así una configuración adicional para obtener la reflectancia y transmitancia óptica. Siendo las expresiones:

y para la transmitancia:

Para calcular la absorción usamos:

siendo, el espesor de la película, la reflectancia y la transmitancia [3].

Conclusión

Como se puede observar, bajo estas condiciones surge una banda de absorción en la región del visible, siendo 650 nanómetros aproximadamente el pico de absorción más alto. Los espesores mostrados en la Figura 2 muestran que parte de la región visible es absorbida, lo cual, como ya mencionamos, es uno de los objetivos principales de estas películas.

Lo que se busca con esta investigación es utilizar estas películas optimizadas para poder obtener mejores y mayores amplitudes de absorción en el espectro visible, logrando con este tipo de configuraciones tener una película más eficiente.

Sabemos que estos resultados son importantes, y que inician una línea de interés para la comunidad de materiales y de celdas solares. Esto marca la pauta para realizar experimentos de síntesis de películas delgadas y buscar la manera de industrializarlas, buscando que nuestro país y el mundo se vea beneficiado con el desarrollo de esta tecnología que se inició desde un enfoque teórico.

Referencias

• [1] https://www.wri.org/insights, Marzo 2022
• [2] https://ourworldindata.org, Marzo 2022
• [3] Morales-Luna, G.; Morales-Luna, M. Extinction Coefficient Modulation of MoO₃ Films Doped with Plasmonic Nanoparticles: From an Effective Medium Theory Description. Nanomaterials 2021, 11, 2050. https://doi.org/10.3390/nano11082050

Los autores

Michael Morales-Luna. Es profesor de planta en el Tecnológico de Monterrey. Doctor en Nanociencias y Nanotecnología del Cinvestav. Maestro en Ciencias con especialidad en Física por el Cinvestav. Ingeniero Físico por la Universidad Autónoma Metropolitana. Desde el 2018, forma parte del Sistema Nacional de Investigadores, Nivel 1. Ha publicado más de 20 artículos en revistas internacionales de alto impacto y ha expuesto sus trabajos en más de 10 congresos nacionales e internacionales. Galardonado en el 2021, como autor Top 100 de los artículos más descargados, de la revista Scientific Reports en el área de materiales.
michael.morales@tec.mx

Gesuri Morales-Luna. Es profesor de tiempo completo de la Universidad Iberoamericana. Doctor en Ingeniería Eléctrica por el Instituto de Ciencias Aplicadas y Tecnología de la UNAM. Maestro en Ciencias (Físicas) por el Instituto de Física de la UNAM. Ingeniero Físico por la Universidad Autónoma Metropolitana. Desde el 2020, forma parte del Sistema Nacional de Investigadores, Nivel 1. Ha publicado más de 10 artículos en revistas internacionales de alto impacto y ha expuesto sus trabajos en más de 10 congresos nacionales e internacionales. Galardonado en el 2021, como autor Top 100 de los artículos más descargados, de la revista Scientific Reports en el área de materiales.
gesuri.morales@ibero.mx

Articulo de Divulgación
Por Liliana María Limón Mazo, Jürgen Mahlknecht y Mario Álvarez

El coronavirus es parte de nuestro nuevo día a día y el tener un registro de los casos positivos en nuestro país es importante para que los tomadores de decisiones puedan proteger a la población en la mayor medida posible. Con pruebas costosas y poco accesibles es difícil tener un registro de la verdadera magnitud de la pandemia de COVID-19 en una región.

La pandemia de COVID-19 ha cambiado el mundo de manera drástica. Hoy, después de más de dos años, nuestras sociedades continúan aprendiendo a vivir con esta enfermedad, y los científicos alrededor del mundo siguen estudiando al SARS-CoV-2, el agente viral causal de la COVID-19, para aprender más de él, para desarrollar más y mejores medicamentos contra él, o desarrollar nuevas técnicas de detección.

Se sabe que este coronavirus se esparce por medio del aire, en gotas de saliva de personas infectadas que recorren grandes distancias en el viento. Sin embargo, muchos investigadores han demostrado que el virus también se encuentra en el agua y puede sobrevivir por hasta una semana en un clima templado en agua.

Sabiendo que el coronavirus puede existir y vivir en otros ambientes además del aire, abre un nuevo camino en posibilidades para el estudio, detección y monitoreo de la enfermedad. En la literatura, múltiples autores consideran que la identificación de SARS-CoV-2 en agua residual puede ser utilizada como una herramienta de análisis epidemiológico para determinar el nivel de prevalencia de COVID-19 en poblaciones enteras y seguir el avance de la pandemia por regiones y en el tiempo.

Estos hallazgos pueden inspirar el desarrollo de otras estrategias innovadoras de detección de COVID-19 que deriven en pruebas muy precisas y más accesibles económicamente.

A partir de un proyecto financiado por el CONACYT, nosotros evaluamos la presencia de SARS-CoV-2 en muestras de agua residual en múltiples puntos del Área Metropolitana de Monterrey. Nuestros resultados, recientemente publicados en revistas científicas internacionales, nos motivaron a desarrollar un nuevo concepto de diagnóstico de infección por SARS-CoV-2 a partir de muestras grupales de “agua residual” derivada del lavado de cubrebocas usados. Es decir, por esta nueva estrategia, podemos detectar la presencia de SARS-CoV-2 en subpoblaciones, usando técnicas de pooling y lavado de cubrebocas usados. Esta es una estrategia diagnóstica de bajo costo y confiable que puede proveer a los tomadores de decisiones con información importante para frenar el esparcimiento del virus en una comunidad de pequeño o mediano tamaño (una empresa, una escuela, una ciudad).

Técnica pooling de cubrebocas y su papel en la reducción de costos de diagnóstico

La técnica de pooling de cubrebocas consiste en la obtención de muestras de “agua residual” derivadas de cubrebocas usados por un grupo de personas para realizar un solo análisis diagnóstico de las personas del grupo. La idea es muy simple (Figura 1). El primer paso del proceso consiste en la recolección de cubrebocas usadas de un grupo de personas (digamos todos los empleados de un departamento de una empresa) para posteriormente colocarlos en un sistema cerrado con agua a 64°C para la desactivación del virus. Este procedimiento genera un “agua residual” que contiene muestras de saliva combinada de todas las personas del grupo. Las muestras de pooling de cubrebocas, representativas de la saliva del grupo, son sometidas a un proceso de concentración y posteriormente a una prueba cuantitativa de PCR. Si la prueba es positiva, sabemos que al menos una persona en el grupo está infectada por SARS-CoV-2. En ese caso, todos los miembros del grupo deben ser analizados individualmente. Si la muestra grupal derivada del pooling de cubrebocas resulta negativa, entonces todo el grupo puede presumirse libre de COVID-19.  En principio, esta prueba puede utilizarse para la detección de pacientes asintomáticos. Nuestros resultados preliminares sugieren que la estrategia de pooling de cubrebocas podría identificar confiablemente la presencia de un positivo en pooles de entre 10 y 20 personas.

Potencial como herramienta epidemiológica

La combinación de la tecnología del pooling para el desarrollo de una prueba SARS-CoV-2 en subpoblaciones, puede ayudar a la sociedad a reducir los niveles de infección por COVID-19, creando pronósticos y ayudando a los líderes de empresas y de gobierno a tomar decisiones fundamentadas que garanticen nuestro bienestar.

Autores

Liliana María Limón Mazo. A01740095@itesm.mx. Ingeniería en Bionegocios (2020) por el Tecnológico de Monterrey. Estudiante de Maestría en Ciencias de la Ingeniería con especialidad en Uso del Agua y Tecnología (2022).

Jürgen Mahlknecht. jurgen@tec.mx. Doctor en Geociencias (2003) por la Universität für Bodenkultur Wien, Austria. Profesor Investigador. Investigador Nacional Nivel II. Coordinador del Grupo de Enfoque Estratégico en Ciencia y Tecnología del Agua, Escuela de Ingeniería y Ciencias.

Mario M. Álvarez. mario.alvarez@tec.mx. Doctor en Ingeniería Bioquímica por la Rutgers University, EEUU. Profesor Investigador Insignia Rómulo Garza 2016. Investigador Nacional Nivel III. Coordinador del Laboratorio en Ingeniería Biomédica, Escuela de Ingeniería y Ciencias.

¿Quieres saber más?

• Mahlknecht, J., Reyes, D. A. P., Ramos, E., Reyes, L. M., Álvarez, M. M. (2021). The presence of SARS-CoV-2 RNA in different freshwater environments in urban settings determined by RT-qPCR: Implications for water safety. Science of the Total Environment, 784, 147183. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.147183
• Padilla-Reyes, D. A., Álvarez, M. M., Mora, A., Cervantes-Avilés, P. A., Kumar, M., Loge, F. J., Mahlknecht, J. (2022). Acquired insights from the long-term surveillance of SARS-CoV-2 RNA for COVID-19 monitoring: The case of Monterrey Metropolitan Area (Mexico). Environmental Research, 112967. https://doi.org/10.1016/j.envres.2022.112967
• Buonerba, A., Corpuz, M. V. A., Ballesteros, F., Choo, K.-H., Hasan, S. W., Korshin, G. V., Belgiorno, V., Barceló, D., & Naddeo, V. (2021). Coronavirus in water media: Analysis, fate, disinfection, and epidemiological applications. Journal of Hazardous Materials, 415, 125580. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.125580
• Hogan, C. A., Sahoo, M. K., & Pinsky, B. A.. (2020). Sample Pooling as a Strategy to Detect Community Transmission of SARS-CoV-2. JAMA, 323(19), 1967. https://doi.org/10.1001/jama.2020.5445
• De Salazar, A., Aguilera, A., Trastoy, R., Fuentes, A., Alados, J. C., Causse, M., Galán, J. C., Moreno, A., Trigo, M., Pérez-Ruiz, M., Roldán, C., Pena, M. J., Bernal, S., Serrano-Conde, E., Barbeito, G., Torres, E., Riazzo, C., Cortes-Cuevas, J. L., Chueca, N., García, F. (2020). Sample pooling for SARS-CoV-2 RT-PCR screening. Clinical Microbiology and Infection, 26(12), 1687.e1–1687.e5. https://doi.org/10.1016/j.cmi.2020.09.008

Por María Lucila Osorio y Edgar Centeno
Artículo de divulgación
Foto: Adobe Stock

En 1997 el boxeador Mike Tyson arrancó un pedazo de la oreja de su contrincante al morderla durante una de sus peleas de campeonato. Hace algunas semanas, esta leyenda del boxeo internacional lanzó al mercado un producto que hace alusión a este incidente: gomitas con infusión de cannabis en forma de oreja. Los productos de marca de las celebridades están invadiendo el mercado de productos de consumo y de lujo. De acuerdo a Forbes, las celebridades hoy en día generan más ingresos por estos productos que por sus actividades regulares. Para los famosos, sus fanáticos representan audiencias cautivas las cuales se pueden traducir en ingresos multimillonarios. Estas grandes audiencias, en conjunto con el poder de las celebridades y las redes sociales representan la combinación perfecta para alterar los modelos tradicionales del comercio.

Desde siempre las celebridades han estado al servicio de las marcas. Tradicionalmente lo hacen a través de contratos de representación o de patrocinio, de tal forma que es común ver a las celebridades en la publicidad de productos de consumo masivo o productos de lujo. Sin embargo, otra forma en que los famosos capitalizan su fama es mediante el lanzamiento de líneas de productos bajo su nombre e imagen. Ya sea involucrándose en su creación y desarrollo u otorgando la licencia del uso de su nombre, las celebridades pueden tener más control sobre la oferta final que sale al mercado. Para el público, estos productos son considerados como más auténticos y no se perciben solamente como un medio para obtener ganancias adicionales, sino como una forma de fortalecer la relación entre la celebridad y su audiencia.

En este contexto, si las celebridades son consideradas marcas humanas, entonces estos productos que ofrecen al mercado pueden ser considerados como extensiones de marca. Por lo tanto, se espera que las asociaciones positivas que los consumidores tienen para con sus celebridades favoritas sean transferidas a sus extensiones.

¿Cómo entender el éxito comercial de estos productos?  

Una buena parte de la respuesta a dicha pregunta reside en la forma en que los consumidores procesan y evalúan las extensiones de marca. Se dice que a mayor grado de ajuste o fit entre el producto original y el nuevo, mayor probabilidad existe de que los consumidores los asocien y se transmita el valor de la marca original hacia la extensión. Sin embargo, existen innumerables ejemplos de extensiones con bajo nivel de ajuste que son altamente exitosas. Se cree entonces que el grado de apego de los fanáticos hacia la celebridad representa un importante motivador para que los consumidores decidan adquirir estos productos. Es decir, un fanático “de hueso colorado” de Mike Tyson tendrá mayor probabilidad de comprar las gomitas anteriormente mencionadas. Sin embargo, no todas las extensiones de marca de celebridades con una gran base de fanáticos son exitosas. Recientes investigaciones apuntan hacia un constructo más poderoso para predecir la intención de compra de extensiones de marca de celebridad: la autenticidad de la oferta.

Por lo anterior, una investigación cuantitativa realizada por el Tecnológico de Monterrey estableció un modelo estadístico que propone tres predictores de la valuación de los productos de marca de las celebridades: el nivel de ajuste entre la celebridad y su producto, la autenticidad de la oferta y el nivel de apego que los fanáticos tienen con sus celebridades preferidas. El estudio se realizó en extensiones de marca ficticias, tanto funcionales como hedónicas, para controlar variaciones atribuibles al tipo de producto.

¿Ajuste, apego o autenticidad?

Los resultados confirman que el tipo de producto afecta sin lugar a duda la forma en que los consumidores procesan las extensiones de marca de celebridad. En los productos mayoritariamente funcionales (como las baterías de cocina del chef Mario Batali), la experiencia que la celebridad tenga en la categoría del producto se percibe como un alto nivel ajuste y constituye el predictor más importante de éxito. La autenticidad resultó ser el segundo predictor más importante dejando al apego en tercer lugar.

En los productos hedónicos, como las gomitas de Mike Tyson, se obtuvo una respuesta diferente. Aquí la autenticidad de la oferta es por mucho el predictor más relevante. El apego queda en segundo lugar y muy lejos, aunque también significativo, queda el nivel de ajuste con la celebridad.

En la extensión de marca de Mike Tyson, la decisión de dar forma de oreja a las gomitas representa un esfuerzo por incrementar la percepción de autenticidad. La autenticidad de la extensión es muy relevante tanto en productos funcionales como hedónicos y puede explicar el éxito de las extensiones de marca de celebridad.

Un mejor entendimiento sobre la respuesta de los consumidores a este tipo de productos es esencial en el ámbito de la administración de marcas humanas. Una extensión fallida, además de pérdidas económicas, puede traer consecuencias negativas a la propia marca de la celebridad. Sin embargo, una extensión exitosa se convierte en una herramienta de construcción de marca que en lugar de costar dinero lo genera.

¿Quieres saber más?

El estudio completo, sus fundamentos teóricos, el método empleado, así como los resultados obtenidos e implicaciones para las celebridades y su equipo gerencial se encuentran publicados en el Journal of Product & Brand Management:

• Osorio, M. L., Centeno, E., Cambra-Fierro, J., & del Castillo, E. (2022). In search of fit or authenticity? A product-type consumer decision in celebrity brand extensions. Journal of Product & Brand Management. https://doi.org/10.1108/JPBM-04-2021-3437

Los autores

María Lucila Osorio Andrade (lucilaosorio@tec.mx) y Edgar Antonio Centeno Velázquez (ecenteno@tec.mx) son profesores investigadores del Departamento de Mercadotecnia e Inteligencia de Negocios de EGADE Business School, del Tecnológico de Monterrey.

Por Silverio García-Lara
Artículo de divulgación

Un ejército invisible

¿Sabías que en nuestro planeta hay más de 200 millones de insectos por cada ser humano? ¿Y que estos representan casi la mitad de la diversidad biológica existente? Estamos rodeados por insectos y ellos están por doquier: cielo, mar y tierra. Imagínate, en todos los continentes, desde la costa hasta el Himalaya, en pozos petroleros, en el estómago de un caballo y hasta en tu computadora.

No es extraño entonces que los insectos hayan sobrevivido a cinco extensiones masivas de especies, y es muy probable que superen la siguiente. Así, mucho antes de que los  humanos apareciéramos en la Tierra, los insectos ya habían inventado y practicado la caza, la domesticación de animales, la agricultura intensiva y la biotecnología para producir alimentos funcionales. En otras palabras, los humanos hemos aprendido técnicas de supervivencia de este ejército oculto de insectos.

Al día de hoy se reconoce que existen más de 30 órdenes de insectos, y los escarabajos (coleópteros) son el orden de insectos más grande a escala global. Así también existen más de 170 familias de escarabajos, entre las más grandes se encuentran los gorgojos y los barrenadores. En el capítulo II de esta serie hablamos de El ataque de los gorgojos. En ese nuevo capítulo conoceremos la historia de cómo se gestó la venganza de los  barrenadores.

Los barrenadores desplazados

Los barrenadores vivían tranquilamente en los bosques de América durante el Jurásico, donde su alimento principal siempre fue los árboles de madera. Ya sea en los tallos, las raíces y los troncos viejos, estos escarabajos barrenaban, se alimentaban y se reproducían. Su sistema mandibular único fue diseñado por la naturaleza para poder perforar con éxito las maderas extremadamente duras.

Sin embargo, con la aparición del hombre sedentario y su agricultura, los barrenadores pronto comenzaron a ser reubicados. Es decir, el hombre cultivó granos y semillas y los almacenó, la mayoría de las veces en pequeñas construcciones hechas de madera (en México llamadas trojes). Esta forma de almacenar granos obligó de manera involuntaria al barrenador a viajar junto con los troncos a las trojes, donde encontró nuevos alimentos, granos, semillas y maíz.

Lo anterior se considera un caso reciente de adaptación de los insectos a las prácticas agrícolas humanas. Con el auge de las culturas americanas, se conjetura que el almacén con madera se expandió, así se inició el éxodo estrepitoso del barrenador desde los bosques hacia a los almacenes de maíz. Esto los obligó a readaptarse de ambientes húmedos y fríos a secos y cálidos. Debido a la acción del hombre, que desea cultivar maíz por doquier, esta plaga originaria de América fue introducida “accidentalmente” a África, en donde ha generado pérdidas catastróficas de maíz. Actualmente, el barrenador está presente en todos los continentes, y cada vez hay más reportes de nuevos nichos ecológicos y alimentos donde se han encontrado. Hasta en la ropa y el calzado que vestimos.

La última frontera de resistencia

Los insectos y las plantas han evolucionado en conjunto, en una forma de coexistencia y relación amor-odio; es una carrera en donde ambos equipos buscan obtener ventaja para sobrevivir. Como mencionamos, el grano de maíz almacenado representa un delicioso y nutritivo alimento recientemente descubierto por los barrenadores, y que además han aprendido a ubicar para alimentarse y reproducirse. Desde entonces, la batalla por mantener la cosecha y el almacén del maíz libre de barrenadores ha sido complicada.

En el Tec de Monterrey hemos estudiado con detalle a estos insectos, y hemos diseñado diversas estrategias, con científicos de América, Asia y África, para limitar las infestaciones en almacenes de maíz, tales como el control biológico, el uso de maíces resistentes, bolsas herméticas y bio-insecticidas.

Sin embargo, hasta el momento ninguna estrategia ha logrado un éxito de protección del 100%. La mayoría de los contendores son perforados por estos barrenadores, y los maíces tolerantes apenas alcanzan el 30% de reducción de daño. Además, los enemigos naturales del barrenador (insectos parasitoides) liberados a propósito, no logran disminuir sus poblaciones naturales.

Por si esto fuera poco, el barrenador es un insecto que tiene enormes ventajas, como su nombre lo dice, es barrenador (es decir, perforador) y posee una gran adaptación al ambiente, es también un insecto que ha desarrollado múltiple resistencia a diversos insecticidas sintéticos y orgánicos. El agricultor entonces debe invertir dinero extra para hacer fumigaciones periódicas con diferentes químicos y aumentar los cuidados durante la cosecha y el almacén, aunque con frecuencia las mermas son mayores al 80% de grano dañado, perdiendo casi todo.

Al final, las mejores soluciones suelen estar escondidas donde menos lo esperamos. Aún seguimos trabajando arduamente en encontrarlas, pero por el momento, en este periodo de la historia vamos perdiendo la batalla contra el barrenador. ¿Cómo lo sabemos? Es simple, cuando un tercio de grano de maíz almacenado a nivel mundial se pierde por estas plagas. Pero la batalla continúa…

El autor

Silverio García-Lara es doctor en Biología Experimental por la Universidad Autónoma Metropolitana y actual profesor investigador de la Escuela de Ingeniería y Ciencias del Tecnológico de Monterrey. Miembro de la Academia Mexicana de las Ciencias, y Colaborador del CIMMYT. Es Nivel 3 en el Sistema Nacional de Investigadores del Conacyt.

Para saber más:

• García-Lara. S. 2018. La Resistencia milenaria del maíz. II. El ataque de los gorgojos. Transferencia Tec. https://transferencia.wpengine.com/2018/06/22/la-resistencia-milenaria-del-maiz-ii-el-ataque-de-los-gorgojos/
• Muatinte, B. L., N.G. Kavallieratos, M.C. Boukouvala, S. García-Lara, L. M. López-Castillo, B.M. Mvumi. 2019. The threat of the larger grain borer, Prostephanus truncatus (Coleoptera: Bostrichidae) and practical control options for the pest. CAB Reviews, 14 (041): 1-25.
  DOI: 10.1079/PAVSNNR201914041

Por David Perez-Castillo, Ana Leal-Blanco, José Amorós y Bryan W. Husted
Artículo de divulgación

¿Te imaginas lo que sería destinar $194 mil millones de pesos en compras de productos sustentables cada año? Sería un gran impulso hacia una economía orientada a generar impactos positivos en el ambiente y la sociedad. Hicimos una investigación para explorar qué factores podrían favorecer este objetivo, encontrando que los programas ambientales y las políticas de contratación se encuentran entre los más importantes.

El potencial de la compra gubernamental

El Gobierno Mexicano tiene un gran potencial de compra. Su gasto llega a los $194 mil millones de pesos lo cual representa el 23.5 % del Producto Interno Bruto del país. Con esto se compran flotas de vehículos, materiales de construcción, productos químicos, equipo electrónico, materiales de oficina y diversos insumos entre muchos otros bienes que se destinan al servicio público. 

Es difícil estimar cuánto de ese monto se podría sustituir por productos sustentables, pero para dar un parámetro de referencia, la producción de productos orgánicos globalmente es de $97 mil millones de pesos, es decir, con el 50% del presupuesto mexicano se podría comprar toda la producción orgánica del mundo. Claro que no todo el presupuesto del gobierno es para alimentos, pero esto nos permite ver el gran potencial que tiene el gobierno en su conjunto si se decidiera a hacer compras sustentables.

Investigación realizada en torno a las compras gubernamentales sustentables

Para esta investigación se realizó una encuesta en el 2019 donde participaron funcionarios de 347 municipios de toda la República Mexicana con una población mayor a 25 mil habitantes. Además, se llevó a cabo un foro en febrero del 2020 en el cual asistieron representantes del gobierno, empresas, academia y asociaciones civiles, con el objetivo de debatir el tema. Cabe mencionar que esta investigación se inscribe en un esfuerzo internacional promovido por la Universidad Estatal de Arizona en donde se están estudiando los factores de la compra sustentable gubernamental en otros países como Estados Unidos, Australia, Italia y Japón.

Se indagaron aspectos referentes a los factores que impiden o facilitan las compras verdes, por ejemplo, si en el municipio contaban con una política de compras verdes, compras a grupos prioritarios, otras prácticas sustentables, los criterios de compra, los principales productos, la información con la que contaban para hacer compras verdes, aspectos de liderazgo interinstitucional, apoyos federales, la participación de los proveedores, y la cultura de innovación.

Con la información recopilada, se realizaron análisis estadísticos descriptivos, así como regresiones estadísticas para reducir el número de variables y determinar cuáles de ellas predecían de mejor manera la adopción de políticas de compra sustentable en los municipios.

Entre los principales resultados, se encontró que 51% de los municipios tienen una política sobre compras verdes, pero su implementación es muy variada. Inclusive, en algunos municipios no hay consenso sobre la existencia de dicha política. En municipios que tienen una política de compras verdes, se encontró que también contaban con políticas de reciclaje (82%), de conservación de agua (77%) y de edificación verde (77%). Por otro lado, se observó que dentro de las políticas menos consideradas se encuentran la compra a minorías (15%), y a proyectos de mujeres y jóvenes (24% y 35%).

Asimismo, se identificó que aquellos municipios que contaban con prácticas ambientales complementarias, reglas claras dentro de los departamentos y contratos para reducir costos, fueron aquellos que también tuvieron una mayor tendencia a adoptar políticas de compras verdes.

Recomendaciones para orientar la política pública

Dentro de las principales recomendaciones para impulsar la compra sustentable gubernamental podemos mencionar las siguientes:

• Ajustar las regulaciones de forma que se eliminen las barreras en la toma de decisiones (por ejemplo, que se decida comprar cierto producto solo por su precio, sin considerar que tan contaminante pueda ser). 
• Definir criterios de decisión que le permitan optar por el producto más sustentable de acuerdo con las condiciones particulares de cada municipio. 
• Contar con una base de datos de productos y empresas que pudieran proveer al gobierno productos y servicios sustentables. 
• Capacitar a los empleados municipales.
• Contar con un sistema que permita el registro y la toma de decisiones.

Por último, es importante señalar que han pasado ya más de 20 años desde los primeros esfuerzos por fomentar la compra sustentable en el gobierno, y a la fecha aún no tenemos ningún indicador de cuánto de la compra gubernamental está cumpliendo con esta característica.

Conclusiones

Esta investigación se suma a muchos esfuerzos que se han implementado en la última década para fomentar las compras sustentables. Consideramos que mientras no exista una política clara con instrumentos de ejecución y de evaluación con métricas precisas, el avance de las compras sustentables gubernamentales seguirá siendo lento. Esperamos que los gobiernos de todos los niveles reconozcan su potencial de transformación hacia la sustentabilidad y rápidamente hagan los cambios necesarios para impulsar el desarrollo de un mercado con impacto positivo.

Autores 

• David Perez-Castillo, estudiante de doctorado en EGADE y Profesor del Tecnológico de Monterrey; david.perez@tec.mx
• Ana Rosa Leal-Blanco, profesora en la Universidad de Monterrey; anarleal@udem.edu.mx
• José Ernesto Amorós, profesor e investigador en el Tecnológico de Monterrey, Director de Programas Doctorales; amoros@tec.mx
• Bryan W. Husted, profesor e investigador en el Tecnológico de Monterrey, Director del Grupo de Investigación en Innovación Social; bhusted@tec.mx (autor de correspondencia)

Conoce más

El artículo de esta investigación lo puedes consultar en la revista Sustainability: Leal, et al. (2020). Municipal Green Purchasing in Mexico: Policy Adoption and Implementation Success. Sustainability, 12(20), 8339. https://doi.org/10.3390/su12208339. Además, reportes de otros países los puedes encontrar en el sitio de la Iniciativa de Compras Sustentables (https://sustainability.asu.edu/spri/mexico/). Agradecemos al Centro para la Investigación y el Diseño Organizacional de la Universidad Estatal de Arizona (ASU) y en especial a la Dra. Nicole Darnall por considerar al Tecnológico de Monterrey como su aliado estratégico en esta investigación.