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Cómo se ha obtenido la imagen en 3D del Coronavirus

Científicos obtienen imagen del coronavirus en 3D

Un grupo internacional de investigadores ha logrado reconstruir una imagen en tres dimensiones del virus SARS-CoV-2. Por primera vez podemos ver la forma real del virión causante de la pandemia mundial del coronavirus.

La empresa austriaca Nanographics, junto a los científicos de la universidad Tsinghua y de la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdalá (KAUST), han logrado recrear la estructura tridimensional del virus SARS-CoV-2 a partir de imágenes reales. Mediante tomografía crioelectrónica se ha conseguido escanear el coronavirus desde distintos ángulos y combinar las imágenes bidimensionales para reproducir la forma en 3D de la envoltura vírica del microbio causante de la COVID-19.

El equipo de investigación de Tsinghua University (Pekín, China) se ha encargado de obtener las imágenes de los viriones con resolución atómica. Utilizando un microscopio electrónico de transmisión, han realizado una criotomografía electrónica para tomar las imágenes que se han utilizado en la reconstrucción. Sin embargo, estas imágenes no tenían la calidad suficiente (demasiado ruido) para poder hacer la recreación en tres dimensiones con la calidad esperada. Y es este punto es donde ha participado el grupo de investigadores de KAUST (Yeda, Arabia Saudita), tratando las imágenes hasta conseguir una calidad óptima para visualizar la estructura del virión. Finalmente, el equipo de Nanographics (Viena, Austria), con estas imágenes mejoradas, ha sido capaz de componer la primera imagen real en tres dimensiones del SARS-CoV-2.

Primera reconstrucción completa del virus SARS-CoV-2 en 3D

Este logro permite visualizar por primera vez la estructura atómica en 3D del virión (partícula vírica morfológicamente completa) del SARS-CoV-2, a partir de imágenes reales con una precisión nanométrica. Realmente ya existían modelos atómicos creados a partir de simulaciones teóricas y otras imágenes, e incluso imágenes tridimensionales obtenidas por microscopio. Pero esta recomposición en 3 dimensiones del virus, es la primera obtenida a partir de las imágenes de un solo escaneado. Sin combinar imágenes de diferentes experimentos. Esto quiere decir que es la primera reconstrucción completa a partir de un único virión, sin combinar imágenes de distintos virus de la COVID-19.

Gran parte del trabajo para conseguir este éxito, ha sido el tratamiento y la reconstrucción de la imagen 3D. Y como parte de este proceso, los investigadores han coloreado las distintas partes del virus para que sea más fácil diferenciarlas. Aunque la imagen aparezca coloreada, no quiere decir que el virus tenga esos colores. De hecho, el microscopio utilizado en este experimento no funciona con luz (fotones), sino con electrones. Por esta razón no es posible captar los colores del microbio, y los científicos han decidido elegir esta escala de colores.

Microscopio electrónico de transmisión como cámara de fotos

La criotomografía electrónica (cryo-ET) es una de las técnicas que se pueden realizar con la microscopía electrónica de transmisión. El funcionamiento de este microscopio es parecido al de una cámara de fotos, cambiando los fotones de la luz por electrones. Se utiliza para obtener imágenes bidimensionales de alta resolución (resolución atómica, entre 1 y 4 nm).

Este microscopio lanza haces de electrones contra una muestra, típicamente biológica, para tomar la imagen. La muestra se inclina a diferentes ángulos, y se toma una series de imágenes 2D que se combinan para producir una reconstrucción 3D.

En criomiscroscopía las muestras se encuentran bajo condiciones criogénicas (menos de −150 °C), permitiendo tomar las imágenes sin recurrir a la deshidratación o fijación química, lo que podría desorganizar o distorsionar las estructuras biológicas de la muestra. La criogenización deja inmóvil la muestra (anulando la agitación térmica) por lo que es muy utilizada en los estudios de biología estructural. Esta técnica preserva las estructuras nativas de las muestras biológicas, como las del virus de la COVID-19, en condiciones de alto vacío. Como inconveniente, esta técnica impide que podamos analizar el comportamiento del virus en condiciones normales (condiciones biológicas). El virus queda congelado (criogenizado) y deja de estar biológicamente activo.

Referencias

«Real SARS-CoV-2 virion in 3D», Nanographics

Nuevas técnicas de desinfección y esterilización frente al coronavirus

Técnicas de desinfección y esterilización COVID-19

Descubre las técnicas modernas de desinfección y esterilización más usadas para combatir la pandemia mundial de COVID-19. Te explicamos cómo se limpian y desinfectan los quirófanos de los hospitales y otros lugares públicos.

La pandemia del COVID-19 ha hecho que todos nos preocupemos mucho más por la desinfección. Técnicas que hasta hace poco únicamente se utilizaban en industria, laboratorios y centros médicos se están empezando a utilizar para desinfectar comercios y centros de trabajo, e incluso hogares. Si sumamos a la preocupación de la población las medidas sanitarias impuestas por muchos gobiernos para la reapertura tras los confinamientos, el resultado es un aumento de las ventas de estos productos de desinfección.

Pero, ¿qué es la desinfección? La desinfección es el mecanismo principal para inactivar o destruir organismos patógenos, organismos que causan enfermedades. Para ello, la técnica más utilizada es la del uso de jabones y detergentes para la desinfección de superficies. Pero no todo se puede desinfectar de este modo, por lo que cada vez son más comunes las técnicas de desinfección por medio de luz ultravioleta y por medio de ozono. Estas técnicas son más modernas y no son tan conocidas, por lo que las vamos a analizar a fondo.

Desinfección por UV

La luz ultravioleta penetra hasta el ADN de organismos como virus y bacterias haciendo que reaccione y alterando su estructura. Estas reacciones fotoquímicas modifican el ADN haciendo imposible la reproducción de los microbios. Como resultado obtenemos una población infecciosa esteril, incapaz de reproducirse, y pasado un tiempo muere. Realmente esta técnica deberíamos llamarla esterilización por ultravioleta.

De este modo, utilizando luz ultravioleta podemos desinfectar una superficie, un líquido o el aire de microorganismos como hongos, virus y bacterias. Basta con aplicar la radiación el tiempo necesario para que el tratamiento afecte a todos los agentes infecciosos y esperar a que muera la población resultante. De media, los virus y bacterias viven unas pocas horas. Aunque muchos estudios reflejan que estos microorganismos pueden llegar a vivir días, su capacidades infecciosas se reducen drásticamente con el paso del tiempo.

Desinfección con Ozono

La moléculas de ozono está compuesta por tres átomos de oxígeno, y resultan ser un gran desinfectante. Su capacidad para desinfectar se debe a que reaccionan químicamente con los microbios debilitándolos y destruyéndolos. Las moléculas de ozono son químicamente poco estables por lo que reaccionan fuertemente con las paredes celulares y los constituyentes de los ácidos nucleicos (ADN y ARN). Siendo más concretos, el ozono destruye los gérmenes quitándoles los electrones y rompiendo la pared celular en un proceso químico llamado oxidación.

Para desinfectar una superficie, el aire o un líquido con ozono basta con hacer que entren en contacto durante cierto tiempo para que se den las reacciones suficientes para acabar con todos los microbios.

Riesgos de la desinfección por UV y por Ozono

Aunque eficaces, estas técnicas pueden llegar a ser muy peligrosas para la salud, por lo que no se recomiendan para el uso doméstico. Estas técnicas deben realizarse por profesionales con las medidas de seguridad necesarias.

El ozono es un gas muy agresivo que, si se aplica de forma descontrolada, puede causar sobre las personas cataratas, problemas pulmonares (como inflamación e irritación) y hasta tumores. Esta sustancia oxida los tejidos vivos y las mucosas y puede provocar daños internos y externos en humanos, en plantas y en animales. La gravedad de los efectos dañinos que pueda causar en la piel, en los ojos y en los pulmones dependerá del tiempo de exposición. Su poder oxidante también afecta a otros materiales inorgánicos como fibras textiles, metales y plásticos deteriorándolos.

Por otro lado, la luz ultravioleta de alta energía es capaz de romper los enlaces químicos y de producir daños en el ADN de las células. Lo mismo que hace con una bacteria o con un organismo unicelular lo hace con las células de nuestros cuerpo, pudiendo derivar en células cancerígenas. Además, es un tipo de luz que nuestro ojo no puede ver, por lo que podemos sufrir daños graves sin darnos cuenta. Si incide en el ojo, puede producir quemaduras graves en la retina que pueden derivar en una ceguera parcial o, incluso, total, dependiendo del nivel de exposición ocular.

Referencias

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Por qué nos lavamos con jabón

Todos sabemos que el jabón sirve para lavar, pero ¿por qué nos lavamos con jabón y no con otra cosa? Como también sabrás que el agua y el aceite no se mezclan, y esto tiene bastante relación con este misterio. En este artículo vamos a explicar por qué lavamos con jabón desde hace miles de años y por qué un simple lavado de manos nos ayuda a controlar pandemias como la del coronavirus. Sigue leyendo y descubriremos la “magia” que se esconde detrás del jabón.

La suciedad como el barro o el polvo la podemos quitar con agua sin problemas, el agua es capaz de arrastrar este tipo de partículas mediante una interacción mecánica. En cambio, con sustancias como el aceite o la grasa que podemos encontrar en una sartén o en nuestras manos, el agua no funciona. Esto es porque las moléculas de grasa y aceite son hidrofóbicas, lo que quiere decir que interaccionan químicamente con las de agua repeliéndolas.

Lo cierto es que las moléculas de grasa y aceite son las mismas, los triglicéridos, y estas no se disuelven en agua. Cuando los triglicéridos entran en contacto con el agua, se reorganizan y hacen lo posible por no mezclarse con las moléculas de agua debido a las interacciones químicas que experimentan. Y es por esta razón por la que el agua no es una buena solución para limpiar las grasas. Cuando vertemos agua sobre una superficie grasienta, el agua resbala sin arrastrar la grasa y forma gotas muy redondeadas sobre ella debido a una reorganización de las moléculas que minimiza la superficie de contacto entre ellas ― tan pequeña como la tensión superficial del agua se lo permita.

El jabón como limpiador

Entonces, si el agua resbala y no se lleva la grasa ¿cómo podemos limpiar la grasa de una superficie? Aquí es cuando el jabón entra en escena. El jabón es una sustancia con una propiedad bastante interesante, la tensoactividad, que le permite actuar como mediador entre las moléculas de agua y de grasa.

Los tensoactivos son un tipo de sustancia que tiene unas propiedades muy útiles para mezclar elementos que no se pueden mezclar. Estas propiedades de los tensoactivos se deben a su estructura molecular, y es que los tensoactivos se componen de una parte que repele el agua (hidrófoba) y una parte que no (hidrófila). De este modo, al entrar en contacto el jabón con la grasa, las moléculas de grasa quedan rodeadas por las partes hidrofóbicas de las moléculas tensoactivas del jabón. Esto hace que el extremo hidrofílico del tensoactivo quede en la cara externa de estos agregados y va a permitir que sean solubles en agua. De este modo se soluciona el conflicto entre las moléculas de jabón y las de grasa, y es por ello que el jabón es un potente detergente.

El jabón como desinfectante

Pero el jabón no solo nos sirve para eliminar la grasa, sino además microorganismos como virus y bacterias. Esto se debe a que tanto virus como bacterias están recubiertos por unas membranas que se desmoronan al entrar en contacto con el jabón. La agresiva acción del jabón sobre estas membranas se debe a que los elementos que las componen (fosfolípidos) también tienen una dualidad anfipática, con una extremo soluble y otro insoluble en agua. Cuando el jabón entra en contacto con estas membranas, los bloques que la componen pasan a formar agregados junto a las moléculas de jabón, y finalmente el microorganismo se desintegra. Podríamos decir que el jabón desmembra a estos agentes infecciosos, matando a las bacterias e inutilizando a los virus.

Y es por esta razón por la que lavarnos con jabón es una medida esencial para evitar el contagio de cualquier infección, como puede ser la del coronavirus. Cuando nos lavamos las manos, los agentes infecciosos que podamos tener, junto al resto de suciedad y grasa, pasan a estar suspendidos en una sopa de desechos. Y al aclararnos las manos, toda esa sopa de porquería es arrastrada, y así conseguimos tener nuestras manos limpias y desinfectadas.

Historia del jabón

¿Y cómo se llegó a descubrir este maravilloso invento? Lo cierto es que el descubrimiento de este avance no está asociado a ningún personaje, sino a la casualidad. Según la leyenda que le da nombre, el jabón (del latín sapo) se descubrió en Italia.

Cuentan que en el Monte Sapo, cerca de Roma, se hacían sacrificios ceremoniales de animales. En ese mismo monte ardían fuegos para la realización de esas ceremonias de sacrificio. Cuando llovía, el agua arrastraba la grasa animal y las cenizas de esos fuegos, que bajaban por riachuelos hasta la base del monte. Los esclavos que lavaban la ropa de sus amos en las aguas que bajaban desde ese monte descubrieron que esas aguas la limpiaban mejor e, indagando en la razón de esto, descubrieron cómo hacer jabón.

Aunque esta historia pueda resultar creíble, no es más que eso, una leyenda. Realmente su origen es incierto, pero las primeras evidencias de su existencia son de origen babilonio y datan del año 2800 a. C., además no existe ningún monte llamado Sapo. Pero lo que sí parece cierto de esta historia es que su descubrimiento se debe a la casualidad. Diferentes teorías sitúan su descubrimiento a orillas de ríos que, ya sea por la vegetación o por la actividad del ser humano, presentaban en sus aguas unas propiedades asombrosas para lavar la ropa.

Sea cierta o no, el jabón ha tenido tanta importancia en la higiene y salud de la humanidad a lo largo de la historia que se ha ganado el derecho a tener su propia leyenda, ¿no te parece?

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Cómo fortalecer tus defensas frente al coronavirus

fortalece tus defensas durante la cuarentena y protégete contra el coronavirus

La prevención es la primera línea de defensa frente al coronavirus para ti y los tuyos. Cuidando tu alimentación y siguiendo unos hábitos de vida saludable conseguirás aumentar y mejorar tus defensas. En este artículo te contamos algunos consejos para fortalecer tu sistema inmunológico y evitar cualquier enfermedad durante esta pandemia.

El coronavirus se ha convertido en el enemigo público número uno a nivel mundial, pero esto no quiere decir hayan desaparecido el resto de enfermedades. Durante la pandemia de coronavirus los sistemas sanitarios se han visto saturados hasta llegar al colapso en algunos lugares y no han podido atender a sus pacientes como venían haciendo. Con el otoño y el invierno llega la temporada de gripes y se teme un nuevo desbordamiento de casos positivos, especialmente entre la población de riesgo. La falta de recursos de todo tipo (camas, material y personal) y la exposición a la que se están arriesgando los trabajadores sanitarios, junto al resto de trabajadores esenciales, hacen que todos debamos cuidarnos y prevenir más que nunca. Por eso, queremos contarte cómo fortalecer tus defensas durante la pandemia siguiendo hábitos de vida saludable para evitar cualquier tipo de enfermedad.

Además de todas las medidas sociales que adoptemos para evitar el contagio, nuestro organismo tiene su propio sistema de defensas contra las infecciones, pero necesita que nosotros le aportemos el combustible. Un buen cóctel de vitaminas y minerales en su dosis correcta mantendrán nuestras defensas en perfecto estado. Es muy importante respetar las cantidades de nutrientes recomendadas, ya que una sobredosis de alguno de los elementos puede llegar a ser contraproducente y una falta de ellos puede ser doblemente negativo, ya que algunos dependen de otros para su correcto funcionamiento.

Dieta sana y equilibrada

La mejor forma de conseguir los nutrientes es mediante una dieta sana y equilibrada, pero si tienes problemas para obtenerlos puedes visitar a tu médico para que te recete algún complemento alimenticio que podrás encontrar en cualquier farmacia.

Nutriente	Efecto en el sistema inmunitario	Dónde lo podemos encontrar
Vitamina A	Tiene un papel en muchas áreas del sistema inmunológico. Es esencial en las infecciones (durante la diferenciación y proliferación de linfocitos) y en el mantenimiento de las mucosas (barreras naturales contra las infecciones).	Hígado, mantequilla, nata, huevo y lácteos completos.
Vitaminas del grupo B	Muchas de estas vitaminas tienen efecto sobre la producción y funcionamientos de linfocitos y anticuerpos, necesarios para combatir las infecciones.	En la mayoría de alimentos de origen vegetal como verduras, fruta fresca, frutos secos, cereales y legumbres. Y en los de origen animal como carne y vísceras, pescado y marisco, huevos y en los productos lácteos.
Vitamina C	Es un potenciador del sistema inmune. Aumenta la producción de interferón (con acción especialmente antivírica) y es necesaria para formar colágeno (contribuye al mantenimiento de las barreras naturales contra las infecciones).	Guayaba, kiwi, mango, piña, caqui, cítricos, melón, fresas, bayas, pimientos, tomate, verduras de la familia de la col, frutas y hortalizas en general.
Vitamina D	Importante en la modulación de la respuesta inmune. Puede incrementar los efectos antimicrobianos y resulta muy importante en el control de infecciones.	Pescados grasos (atún, salmón y caballa), champiñones, hígado de pollo y ternera, queso y yema de huevo.
Vitamina E	Aumenta la respuesta inmunológica fortaleciendo ciertos aspectos de la inmunidad celular por sus propiedades antioxidantes.	Aceite de germen de trigo, aceite de soja, germen de cereales o cereales de grano entero (pan, arroz y pastas alimenticias integrales, etc.), aceites de oliva (principalmente, el virgen extra de primera presión en frío), vegetales de hoja verde y frutos secos.
Hierro	Necesario para el funcionamiento del sistema inmunitario.	Hígado, carnes (especialmente la de caballo), pescado, huevos y, en menor proporción, lácteos.
Zinc	Esencial para mantener la integridad del sistema inmunitario, ayuda a la formación y multiplicación de las células.	Mariscos, hígado, semillas de calabaza, quesos curados, legumbres y frutos secos, cereales completos, carnes, pescados, huevos y lácteos.
Selenio	Juega un papel esencial sobre las células inmunes, influenciando a la actividad bactericida, a la respuesta de los anticuerpos y al desarrollo de linfocitos.	Carne, pescado, marisco, cereales, huevos, frutas y verduras.
Flavonoides	Antioxidantes presentes en numerosos vegetales, algunos de los cuales potencian la acción de la vitamina C.	Verduras de la familia de la col, verdura de hoja verde, frutas rojas, moradas y cítricos.

Vitamina A