Agencia EFE

La celulosa bacteriana se usa en aplicaciones biomédicas humanas mostrando un alto grado de biocompatibilidad. Ahora, se ha descubierto que los parches de este material inducen también la regeneración de tejidos vegetales y se ha identificado el mecanismo molecular que subyace al proceso.

Un estudio encabezado por investigadores españoles y que publica Science Advances señala que esos parches ofrecen aplicaciones potenciales en injertos, podas y esquejes de flores ornamentales para mejorar la cicatrización de las plantas. La celulosa bacteriana sintetizada por ciertas bacterias en forma de biopelícula consiste en fibras de celulosa de gran pureza.

El equipo, codirigido por investigadores del Centro de Biotecnología y Genómica de Plantas (CBGP) y del Centro de Investigación en Agrigenómica (CRAG), usó hojas heridas de plantas modelo de Nicotiana benthamiana y Arabidopsis thaliana.

Al cubrir las heridas de las plantas con parches de celulosa bacteriana, se observó la formación de nuevas células a ambos lados del corte dos días después de la herida, que se cerró por completo a los siete días.

El proceso de cicatrización fue promovido por la celulosa bacteriana, pero no por otras matrices estructuralmente similares como la vegetal, lo que indica que la estudiada tenía características específicas más allá de prevenir la deshidratación.

Los parches de celulosa bacteriana contienen citoquininas, una clase de hormonas que intervienen en el desarrollo de las plantas, según descubrió el equipo, formado además por investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC) y de la Universidad Estatal de Colorado (EE. UU.).

De hecho, las plantas con señalización defectuosa de citoquininas no respondieron a los parches, lo que confirma que estas "son cruciales para desencadenar la regeneración", destaca Nerea Ruiz-Solaní, del CRAG y coautora del estudio.

Génes específicos

El equipo, que también identificó la producción de estrés oxidativo en los lugares de la herida donde se aplicó el parche, pudo determinar los genes específicos implicados en ese proceso, que suelen estar asociados a respuestas bióticas, es decir, mecanismos de defensa contra patógenos.

Así establecieron que el factor de transcripción WRKY8, el cual regula las respuestas de defensa, interacciona directamente con el promotor del gen GSTF7, lo que conduce a la acumulación de estrés oxidativo.

La activación simultánea de las vías de señalización de la citoquinina y la defensa es lo que da lugar a la regeneración tisular observada, un hallazgo novedoso, ya que estos mecanismos se habían estudiado anteriormente de forma independiente, apunta el CRAG en un comunicado.

Ahora, serán necesarias nuevas investigaciones para dilucidar por completo las vías que conducen a la activación del ciclo celular y la diferenciación funcional durante la regeneración.

Esta investigación, aseguran sus autores, tiene importantes implicaciones para las prácticas agrícolas, incluida la cicatrización de heridas para prevenir infecciones, y aplicaciones en injertos, poda y cuidado de plantas ornamentales, especialmente en viñedos, cultivo de rosas y producción de pino piñonero.

"Las plantas con señalización defectuosa de citoquininas no respondieron a los parches, lo que confirma que estas son cruciales para desencadenar la regeneración".

Nerea Ruiz-Solaní, investigadora

Los "gemelos digitales", que combinan tecnologías avanzadas de computación, inteligencia artificial y minería de datos, sitúan la medicina ante un nuevo escenario, ya que van a propiciar una mejora de la detección precoz, una personalización sin precedentes de los tratamientos y una mejora de los resultados de los pacientes.

Expertos de varios países de todo el mundo han debatido en el último tiempo sobre los últimos avances en la tecnología de los "gemelos digitales" y sus aplicaciones actuales y próximas en el campo de la biomedicina, y han coincidido en que van a ofrecer múltiples posibilidades para la simulación, el análisis predictivo y la supervisión de numerosos procesos y hacerlo además en tiempo real.

Los "gemelos digitales" son réplicas virtuales de un objeto, de un órgano, de un proceso o de un sistema físico o biológico, y en el ámbito médico se están usando ya para simular órganos mediante la creación de proyecciones virtuales que pueden predecir por ejemplo la respuesta cardíaca a un tratamiento, para personalizar al máximo algunos tratamientos, para mejorar la formación médica o para reforzar la comunicación con el paciente.

Simular tratamientos en un entorno virtual permite, sostienen los especialistas, además analizar el comportamiento y la eficacia de esos tratamientos antes de aplicarlos en el mundo real, lo que contribuye a minimizar los riesgos.