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Importancia real de los oxidantes y antioxidantes se desarrollan nuevas técnicas de medición
El estado de oxidación en el organismo está estrechamente relacionado con la nutrición, la actividad física, las infecciones, el cáncer y posiblemente incluso el envejecimiento, según el último lanzamiento del Centro Alemán de Investigación del Cáncer (DKFZ) en Heidelberg. Los científicos del DKFZ han desarrollado dos nuevos sistemas de medición biológica con los que se pueden analizar mejor los cambios relevantes para la enfermedad en el estado de oxidación de las células..
La importancia de los antioxidantes y antioxidantes para la salud humana según los investigadores según "muchos errores y mitos". Por lo tanto, los oxidantes son tradicionalmente más propensos a tener un efecto perjudicial, mientras que los antioxidantes se consideran beneficiosos para la salud. "Pero los investigadores han sabido durante muchos años que los oxidantes propios del cuerpo como mensajeros esenciales ayudan a mantener las funciones del organismo", informa el DKFZ. El tipo y la cantidad, así como la concentración espacial y temporal de los oxidantes, deciden aquí de acuerdo con los expertos sobre el efecto. "Es por eso que estamos interesados en qué células y tejidos en el contexto de todo el organismo en qué situación y durante cuánto tiempo producen los oxidantes", dice el biólogo celular Tobias Dick de la DKFZ..
Las células cancerosas causan la mayor parte de un cambio significativo en el estado de oxidación en el organismo. (Imagen: vitanovski / fotolia.com) Estado de oxidación hasta ahora difícil de medir.
La detección exacta del estado de oxidación es de particular interés para los médicos en vista de la conexión con varias enfermedades. Según el DKFZ, el desarrollo de biosensores luminosos, que Tobias Dick y su equipo ya habían logrado hace unos años, fue "un paso importante en la exploración de los oxidantes del cuerpo". Los planos de los biosensores se incorporaron al material genético de los animales experimentales. y las señales de luz transmitidas desde los sensores indicaron la presencia de oxidantes muy específicos, "en tiempo real y en una sola celda exactamente", informa el DKFZ. Sin embargo, el beneficio médico ha sido bajo hasta el momento, ya que las señales de luz pueden penetrar en el tejido solo a una corta distancia. Hasta ahora, la aplicación de dichos sensores, según los investigadores hasta ahora se han centrado en organismos pequeños o transparentes. Por ejemplo, los sensores son particularmente adecuados para moscas de la fruta o pez cebra. Por el contrario, los sensores fueron menos adecuados para el uso en ratones, que son un organismo modelo importante en la investigación médica..
Distribución de oxidantes visualizados.
El equipo de investigación dirigido por Tobias Dick, sin embargo, ahora ha logrado superar las dificultades para capturar el biosensor al preservar permanentemente su condición en el tejido extirpado. Para este propósito, los científicos utilizan una combinación especial de tratamiento químico y de frío. "La distribución espacial de los oxidantes podría visualizarse en una sección de tejido fijo tal como corresponde a la distribución en el organismo vivo", informa el DKFZ. Los resultados de los investigadores fueron publicados en la revista "Science Signaling". Los autores describen en el artículo como ejemplos la distribución de oxidantes en un tumor en crecimiento, la reacción del hígado a una inflamación y la reacción de las fibras musculares al hambre. "Con el nuevo método, los investigadores ahora quieren estudiar la influencia de las enfermedades y los medicamentos en la distribución de oxidantes en todo el cuerpo", dijo el DKFZ..
Medición en tiempo real del nivel de oxidante.
En un segundo estudio, los científicos de Tobias Dick se centraron en mejorar la sensibilidad de los biosensores para visualizar "las fluctuaciones metabólicas más pequeñas en la producción de oxidantes, como las que ocurren durante los cambios en la dieta o durante la actividad física". Para esto desarrollaron por primera vez un biosensor basado en las llamadas peroxiredoxinas, que son conocidas como proteínas con la mayor sensibilidad al peróxido de hidrógeno. Los nuevos sensores están diseñados para ser altamente sensibles al menor aumento o disminución en el nivel de oxidante, informan los científicos. En una prueba de los sensores en células de levadura, según el DKFZ, "incluso el movimiento de oxidantes entre estructuras individuales dentro de la célula podría ser monitoreado". El segundo estudio fue publicado en la revista "Nature Chemical Biology". El siguiente objetivo ahora es reunir los dos nuevos desarrollos, por ejemplo, explorar cómo un cambio mínimo en la producción de oxidantes se relaciona con el desarrollo de enfermedades metabólicas. (Fp)