Bayer de México - Estrategia para poner en forma a …...Células con futuro Células madre...

Estrategia para poner en forma a los cultivosMayores rendimientos en cosecha con Crop Efficiency

Alimentación mundial:

Seguridad para polinizadoresArmonizar la fitosanidad y la protección de las abejas

La fuerza del irradiador alfaContra el cáncer con la radioinmunoterapia

MonitoreomóvilAlta tecnología para el desarrollo de medicamentos

La revista de investigación de Bayer NúMEro 29 | Noviembre 2015

Perspectiva 2

Noticias breves 4

Pie de imprenta 49

AGRICULTURATema de la portada:Estrategia para poner en formaa los cultivosOptimizar sistemáticamente el potencial de rendimiento del trigo y otros cultivos 10

MEDICINALa fuerza de los irradiadores alfaCon radioinmunoterapia contralos tumores resistentes 6

Ingredientes activos con gran potencialFabricación de ingredientes activos altamente potentes 20

Un nuevo factorInvestigación genómica contra la trombosis 28

Monitoreo móvilTecnología de sensores para un desarrollode medicamentos optimizado 34

Células con futuroCélulas madre pluripotentes inducidasen la investigación de medicina 42

El secreto de los interruptores genéticosInvestigación en red para terapias epigenéticas 46Bálsamo para el estómagoUtilizar las fuerzas curativas de las plantas 48

VETERINARIACero oportunidades para parásitosCollar innovador protege aanimales domésticos contra parásitos 22

EXPEDIENTESocios en la seguridad de las abejasCombinar la fitosanidad y la protección de las abejas 36

FUNDACIONESLas fundaciones de Bayer fomentan la ciencia, la medicina y la innovación social 24

Los retos para nuestra sociedad son múltiples, pues la población mundial que crece constantemente y se vuelve más vieja, sigue necesitando medicamentos nuevos y mejores así como un abasto suficiente de alimentos de alto valor cualitativo. Sólo con verdaderas innovaciones de Ciencias de la Vida estaremos en posibilidades de ofrecer soluciones en la asistencia sanitaria y la agricultura.

Hemos orientado ahora nuestra cartera comercial exclusivamente a las Ciencias de la Vida - desde Pharmaceuticals pasando por Consumer Health y Animal Health hasta Crop Science, desde médicos pasando por veterinarios y agricultores hasta consumidores. Ninguna empresa comparable tiene una estructura así.

Bayer posee una marca conocida en todo el mundo y las áreas de la empresa con el nuevo enfoque disponen de una amplia cartera de productos innovadores. Además, las distintas áreas poseen características en común. Especialmente en la investigación y el desarrollo queremos aprovechar aun mejor que los procesos bioquímicos en el plano celular son sorprendentemente similares en todos los organismos vivos.

Queremos que nuestra investigación y los productos innovadores que resulten de ella hagan posible que las personas en todo el mundo tengan una vida mejor - totalmente en el sentido de nuestra misión: “Bayer: Science For A Better Life“. En ello trabajamos cada día.

Bayer representa verdaderas innovaciones en Ciencias de la Vida

Cordialmente

Dr. Marijn Dekkers, Presidente del Consejo Directivo de Bayer AG.

Estimadas lectoras, estimados lectores:

Editorial

Expediente: Seguridad de las abejas 36

Bajo estrés, las plantas conmutan al programa de emergencia y se pone en riesgo la cosecha. Investigadores como el Dr. Jan Dittgen (foto superior) y la Dra. Gitta Erdmann (foto pequeña) le ayudan al trigo y otros cultivos a asegurar las cosechas incluso bajo circunstancias desfavorables para suministrar alimento a la creciente población mundial. 10

Los neonicotinoides están bajo sospecha de dañar insectos benéficos. En uno de los mayores estudios de monitoreo de abejas del mundo, expertos en abejas y en fitosanidad analizaron cómo repercute el ingrediente activo clotianidina en las abejas. El resultado demuestra: la fitosanidad y la protección de las abejas pueden y deben armonizar.

Tema de portadaEstrategia para cosechas sólidas

Fundaciones de Bayer 24

La Bayer Cares Foundation invierte en innovaciones sociales. La Bayer Science & Education Foundation promueve proyectos en Ciencias de la Vida - también premió a la bióloga molecular Prof. Dra. Emmanuelle Charpentier.

Investigación de trombos 28

Los coágulos sanguíneos pueden significar un riesgo para la vida. Científicos de Bayer investigan en el genoma en busca de nuevos puntos de partida para futuras terapias. Un candidato: el factor de coagulación sanguínea XI.

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Irradiadores alfa 6

Investigadores de Bayer como Hong Thanh Nguyen desarrollan radioinmunoterapias contra formas de cáncer resistentes. En ellas, anticuerpos transportan los radioisótopos controladamente por el cuerpo hasta el tumor.

Salud de alta tecnología 34

Moderna tecnología de sensores permite el monitoreo móvil de valiosos datos de los pacientes. Así, los científicos pueden mejorar el desarrollo de nuevos medicamentos - por ejemplo, en la realización de estudios clínicos.

CONTENIDO

Bayer research 29 Noviembre de 2015 1

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2 Bayer research 29 Noviembre de 2015

PERSPECTIVA

Alta tecnología hecha a manoLos agentes biológicos son portadores de esperanza en la medicina: las complejas moléculas de proteína permiten, entre otras cosas, nuevos esquemas de tratamiento para el cáncer, la esclerosis múltiple o enfermedades sanguíneas. Por ejemplo, los anticuerpos pueden actuar en forma de conjugados como minúsculos trasbordadores y transportar los ingredientes activos directamente al tumor. El laboratorista biológico Thomas Lettner prepara los así llamados conjugados anticuerpo-ingrediente activo para series de pruebas. En ello, trabaja de manera totalmente esterilizada en un aislador con guantes integrados, el cual es parte de una instalación altamente moderna de Bayer en Wuppertal, que produce agentes biológicos para estudios clínicos.

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Después de la separación económica y jurídica de Covestro - antes Bayer MaterialScience -, Bayer marca el rumbo hacia un desarrollo exi-toso como empresa de Ciencias de la Vida. A partir del 1 de enero de 2016, el negocio se llevará a través de las tres divisiones Pharma-ceuticals, Consumer Health y Crop Science. La organización hasta la fecha, con una tenedora de gestión estratégica y subgrupos operativos, será reemplazada entonces por una estructura integral bajo la sólida marca paraguas “Bayer”. “El objetivo de la nueva organización es apo-yar de la mejor manera posible la estrategia de Bayer como empresa líder en Ciencias de la Vida y presentarnos incluso más sólidos res-pecto a la competencia: con una mayor fuerza innovadora, un fortalecimiento de la orienta-ción al cliente y una marcada excelencia en el proceso comercial”, dice el Dr. Marijn Dekkers, Presidente del Consejo Directivo de Bayer.En la nueva organización, el Consejo Directivo de Bayer también asumirá la responsabilidad operativa total. “Estamos convencidos de que el mayor engranaje de funciones estratégicas y operativas impulsará más a Bayer”, asegura el Presidente del Consejo de Vigilancia, Werner

Wenning. “La empresa está ahora en una posi-ción muy fuerte, en la que se puede enfocar por completo en los negocios de Ciencias de la Vida.” Además, en el futuro, el grupo se con-centrará exclusivamente en la marca paraguas

“Bayer”. A pesar de los cambios en los siguien-tes años, el número de plazas de trabajo se mantendría estable tanto en el mundo como también en Alemania.

Concentración en Ciencias de la Vida: En el futuro, Bayer apostará completamente por las Ciencias de la Vida. La foto muestra a la trabajadora de Bayer Sandra Patkovic en un secuenciador de genoma.

Fortalecimiento de la fuerza innovadora:

Concentración en los negocios de Ciencias de la Vida

Cumbre Agrícola Juvenil en Australia:

Ideas para el aseguramiento alimentarioCiencia agraria y agricultura moderna - ambas son importantes para la alimentación mundial que, a su vez, implica grandes retos. Por ello, alrededor de 100 jóvenes líderes agrícolas de 18 a 25 años de edad de todo el mundo aprobaron la “Canberra Youth Ag-Declaration”, la cual se presentó durante la Conferencia sobre la Ali-mentación Mundial de las Naciones Unidas.Bayer y la organización agrícola juvenil Future Farmers Network organizaron la cumbre. Los temas centrales de la declaración son, entre otras cosas, educación, comunicación, con-sumo sustentable, innovación e investigación, así como dirección personal y organizacional. Estos temas se sustentan en la declaración mediante acciones concretas.

Premio Nobel para socio de Bayer:

Control de parásitos

Innovadores: La australiana Laura Grubb y el keniano Samba Zablon Ouma hicieron la declaración ante las Naciones Unidas.

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Premiado: Avermectina se llama el despara-sitante que actualmente se utiliza en todo el mundo en una forma refinada y que revolucionó el control de parásitos en la medicina veterinaria desde mediados de los años 70. El microbiólogo Dr. Satoshi Omura de la Universidad Kitasato en Tokio y el Dr. William C. Campbell, irlandés, obtu-vieron la mitad del Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2015 por sus descubrimientos para la novedosa terapia de infecciones por nemáto-dos. La otra mitad fue para Youyou Tu por sus descubrimientos para una terapia novedosa de la malaria. Investigadores de Bayer colaboran desde los inicios de los años 1990 con Omura y su equipo. Buscan derivados de avermectina así como nuevas estructuras guía para el combate de los nemátodos.


El cultivo de soya le ha dado a la agricul-tura brasileña un crecimiento acelerado en los últimos años. Junto con la organización “Round Table on Responsible Soy (RTRS)”, Bayer desea contribuir a una producción mejorada. “Alentamos a los agricultores a regirse por los estándares RTRS”, dice Eduardo Estrada, responsable de Bayer Crop Science en Latinoamérica. “Esto hace su acti-vidad más sustentable y, a largo plazo, tam-bién más rentable.” La certificación garantiza que la soya provenga de una producción justa con el medio ambiente, socialmente compati-ble y económicamente sólida. Antes de la cer-

tificación, los agricultores deben incrementar la aplicación del programa Valore de Bayer, y cumplir así con los requisitos necesarios. El programa les ofrece a los productores de soya una primera visita al inventario de exis-tencias, apoyo en la planeación de futuros pasos, capacitaciones, una revisión preliminar así como ayuda en una revisión por terce-ros. Además, Bayer quiere ofrecer estímulos comerciales especiales a todos los clientes con certificación RTRS. La cooperación se concentra inicialmente en Brasil y más ade-lante se podría ampliar a productores de soya en otros países latinoamericanos.

En la fase final: El Dr. Reiner Frey, el Prof. Dr. Johannes-Peter Stasch y el Prof. Dr. Ardeschir Ghofrani (de izq. a der.) cosecharon el reconocimiento por su innovación.

Frijol valioso: La soya es muy importante para Brasil. Bayer se compromete con una producción responsable con estándares más elevados.

Fortalecimiento de la fuerza innovadora:

Concentración en los negocios de Ciencias de la Vida

Compromiso en Brasil:

Producción de soya sustentable en granjas certificadas

Nominados para el Premio Alemán del Futuro:

Especialistas en pulmonesLos pacientes con hipertensión pulmonar tienen una calidad de vida consi-derablemente limitada: sólo con subir escaleras, pasar la aspiradora o ir de compras, sufren de falta de rendimiento, disnea y desvanecimientos causados por la circulación. Si la hipertensión pulmonar no se trata, en pocos años lleva a la muerte por insuficiencia cardíaca. Un equipo de científicos de Bayer y el Centro de Investigación Pulmonar en la Universidad Justis Liebig de Giessen ha sido nominado para el Premio Alemán del Futuro 2015, el premio del Presi-dente Federal para tecnología e innovación. Los investigadores alrededor del Prof. Dr. Johannes-Peter Stasch, del Dr. Reiner Frey y del Prof. Dr. Ardeschir Ghofrani desarrollaron un medicamento innovador para el tratamiento de dos formas potencialmente letales de la hipertensión pulmonar. La Academia Alemana de Ciencias Tecnológicas propuso al equipo del proyecto.

Protección biológica contra insectos:

Hortalizas sanas

Coalición contra el cáncer:

Frenar el crecimiento de los tumoresLas células cancerosas proliferan y crecen descontroladamente. El motivo es su meta-bolismo modificado que también las hace resistentes a la terapia por radiación y a la quimioterapia. Por ello, el metabolismo del tumor ofrece puntos de ataque muy pro-metedores para nuevas terapias del cáncer. Junto con la empresa sueca Sprint Bioscience AB, Bayer se dedica a la investigación y el desarrollo de los respectivos candidatos a ingrediente activo. “El programa de investi-gación tiene el potencial de abrir opciones

de tratamiento novedosas para pacientes con cáncer”, dijo el Profesor Andreas Busch, director de Global Drug Discovery y miembro del Comité Ejecutivo de Bayer HealthCare. La empresa Sprint Bioscience, con sede en Estocolmo, ha desarrollado sustancias con-tra una molécula que es decisiva para la supervivencia de las células tumorales. Estos ingredientes activos podrían formar la base para nuevas terapias eficaces, pues atacan las células cancerosas de manera selectiva.

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Ya sea la mosca blanca, el pulgón o el ácaro: los parásitos succionadores pueden causar grandes daños en el cultivo de fruta y verdura y generar pérdidas en las cosechas. Bayer obtuvo ahora la aprobación de la Comisión Europea para el ingre-diente activo del insecticida biológico Requiem y el lanzamiento al mercado en Europa se tiene pla-neado para 2017. Requiem es parte del programa integral de combate de parásitos en hortalizas de invernadero. Se basa en una mezcla de metabo-litos secundarios de las plantas.

NOTICIAS BREVES


COMBATIR LOS TUMORES RESISTENTES CON RADIOINMUNOTERAPIA

La energía invisible salva vidas pero, en su recorrido por el tejido, genera también efectos destructores. Algunos tipos de radiación radioactiva penetran profun-damente en el tejido del cuerpo y ayudan en el tratamiento de tumores. Sin em-bargo, en ello, a menudo se dañan tam-bién células sanas. Los investigadores de Bayer quieren ahora canalizar la energía destructora y dirigirla de forma aun más efectiva contra los tumores.

Para ello, deben calcular con más exactitud la dosis de la radiación y lle-varla controladamente al lugar de acción deseado. Para ello, los científicos trabajan con el elemento radioactivo torio-227, un así llamado irradiador alfa: “La radiación del torio es muy rica en energía en una distancia corta, pero no penetra siquiera una hoja de papel”, explica el Dr. Alan Cu-thbertson, director de la investigación del torio de Bayer Health-Care en Oslo. Él y su equipo fueron parte de la otrora Algeta ASA, empresa adquirida por Bayer en 2013. Los especialistas en el uso de irradiadores alfa en radioterapias trabajan en llevar el torio

directamente al tumor como radioisóto-po local, antes de que se degrade y libere con ello las partículas alfa radioactivas. “Y éstas destruyen las células cancerosas sin dañar demasiado al tejido sano circun-dante”, explica el químico de Bayer.

Para ello, el equipo del Dr. Cuthbertson enlaza el irradiador torio a un anticuerpo, una molécula de proteína, que transporta el radioisótopo directamente a su lugar de uso en el tumor. “Los anticuerpos son una parte natural de nuestro sistema inmunológico y reconocen, por ejemplo, estructuras - llamadas antígenos - en las superficies de agentes patógenos”, indica el Dr. Cuthbertson. Y esta capacidad es-pecial - el enlazarse controladamente a determinadas estructuras celulares - la aprovechan los científicos en su equipo para nuevas terapias: “Seleccionamos an-

tígenos específicos en la superficie de las células tumorales, a los cuales se acoplan con una gran afinidad nuestros anticuerpos enlazados al torio.

Equipo de anticuerpo específico e irradiador alfa se acopla controladamente en el tumor

El equipo del Dr. Cuthbertson apuesta, por ejemplo, por un tipo de anticuerpo que reconoce el cáncer linfático, llamado linfoma no Hodgkin. Los científicos de Bayer investigan para ello actualmente un anticuerpo que se dirige a CD22 - una molécula de proteína en la superficie de determinadas células tumorales. El anticuerpo fue proporcionado por el socio de cooperación estadounidense Immunomedics, el cual está especializado en el desarrollo de te-rapias a base de anticuerpos. Para acoplar el irradiador alfa torio a su transportador molecular de proteína, los investigadores de Bayer se valen de así llamados agentes quelantes. “Estas molécu-las se enlazan químicamente a los anticuerpos pero, de cualquier forma, también rodean fijamente el ingrediente activo radioactivo.

La fuerza de los irradiadores alfaEn los tumores resistentes, a menudo la quimioterapia no tiene ningún efecto. Ahora, los investigadores de Bayer quieren comba-tir la resistencia de estas células cancerosas con energía radioactiva. Para ello, hacen pasar un ingrediente activo radioactivo por el cuerpo hasta el lugar de acción en el tumor, en donde libera de forma totalmente controlada y local la radiación que destruye el tumor. La novedosa radioinmunoterapia podría dar nueva esperanza a pacientes con cáncer linfático, de próstata o de mama.

Células cancerosas en la mira: El Dr. Alan Cuthbertson, responsable de Investigación de Torio de Bayer HealthCare en Oslo, tra-baja intensivamente en destruir tumores con la ayuda de irradiadores alfa.

2 a 10capas celularesson penetradas por la radiación del torio, de este modo, actúa localmente contra el tumor y cuida el tejido sano circundante.

Fuente: Algeta ASA

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Amenaza oscura: La ilustración muestra una célula tumoral que intenta penetrar en el tejido circundante. Para ello utiliza sus prolongaciones alargadas.

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Plataforma de torio MEDICInA


De este modo, juntos forman un así llamado complejo anticuer-po-quelato muy estable”, explica el Dr. Cuthbertson. Y la solidez del enlace decide directamente sobre el éxito potencial del medi-camento, pues, en el camino al lugar de uso, el torio debe vencer muchas tentaciones. Como también en el cuerpo se presentan sustancias naturales que pueden formar complejos con el torio, por ejemplo, la proteína transferrina enlazadora de hierro, los in-vestigadores de Bayer desarrollan conjugados extremadamente estables. “De lo contrario, la transferrina podría competir por el torio y distribuirlo por la circulación a los lugares incorrectos en el cuerpo”, indicó el experto de Bayer.

Efecto local en el tumor: la radiación alfa no penetra profundamente en el tejido

Los investigadores necesitaron cerca de tres años para desarrollar el quelador óptimo y, además, optimizar el proceso de producción

de los conjugados anticuerpo-torio. La tecnología se desarrolló de tal modo que el torio llega acoplado a su anticuerpo transpor-tador en el camino directo a los linfomas no Hodgkin. Al llegar al tejido maligno, el elemento radioactivo se descompone y libera la radiación que destruye el tumor sin dañar demasiado el tejido sano circundante. La energía actúa de forma muy local, sólo pe-netra aproximadamente dos a diez capas celulares.

Ensayos preclínicos en cultivos celulares y modelos animales han demostrado ya resultados muy prometedores. Por ello, los investigadores quieren iniciar todavía en 2015 las pruebas con los ingredientes activos en pacientes en los primeros estudios clínicos. Pero el trabajo con elementos radioactivos es un reto especial: estos medicamentos sólo se pueden utilizar de forma limitada. La vida media del torio-227, es decir, el tiempo en el que se descompone la mitad de la dosis original, es de alrededor de 19 días. Para la radioinmunoterapia, esto se considera óptimo, pues este período le permite al anticuerpo dirigirse al objeti-vo en el cuerpo, antes de que se haya degradado una cantidad considerable de torio. Los investigadores de Bayer desarrollaron una estrategia simple para los primeros estudios clínicos: “Sumi-nistramos el torio y el conjugado de anticuerpo como dos com-ponentes separados a los farmacéuticos de los hospitales que participan en el estudio. Ellos mismos preparan el medicamento en el lugar, siguiendo exactamente nuestras instrucciones“, dice el Dr. Cuthbertson. El medicamento se libera entonces para el suministro a los distintos pacientes en el hospital.

El buen olfato de los anticuerpos destruye a los tumores resistentes o las metástasis no descubiertas

Si el conjugado anticuerpo-ingrediente activo logra acreditarse en la clínica, pueden tener esperanza en especial los pacientes con cáncer, cuyos tumores se han vuelto resistentes a las qui-mioterapias. La radiación radioactiva utilizada controladamente de los investigadores de Bayer podría superar muchos de los mecanismos celulares que llevan a la resistencia. Las células

Rayos curativosLa radioterapia es uno de los tres pilares del tratamiento del cáncer, junto con la quimioterapia y la operación. Se estima que más de la mitad de todos los pacientes de cáncer recibe radiación durante su enfermedad. Para ello, por lo general los médicos optan por rayos ionizantes, entre los que se encuentra, por ejemplo, la radiación radioactiva o los rayos x. En el cuerpo, a partir de átomos y moléculas eléctricamente neutrales, generan partículas con carga positiva y negativa. Estos así llamados iones reaccionan muy fácilmente, establecen pronto nuevos compuestos y, en ello, destruyen importantes componentes celulares de las células tumorales. Las células sanas en el tejido circundante pueden reparar ellas mismas, hasta un cierto grado, los daños causados de este modo. Pero si la dosis de rayos es demasiado elevada, se muere el tejido en cuestión.

Expertos en radioinmunoterapia: Mientras que Dessi Mihaylova y Alan Cuthbertson (foto izquierda) discuten los resultados en el detector de partículas, Hong Thanh nguyen (foto derecha) pipetea los conjugados torio-anticuerpo para análisis adicionales.


Si el torio está enlazado al conjugado anticuerpo-quelador,el medicamento se puede administrar al paciente. El anticuerpo encuentra el camino

al Tumor y se enlaza a estructuras superficiales específicas de las células cancerosas. De este modo se acumula el irradiador torio en el tumor.

Con la descomposición del Torio, se libera radiación rica en energía, la cual mata las células cancerosas. Sólo penetra 2-10 capas celulares, de modo que el tejido sano circundante no se lesiona demasiado.

Juntos contra el tumorAnticuerpos específicos llevan su valiosa carga al tumor: el elemento radioactivo torio aplica así su radiación rica en energía de manera local a las células cancerosas.

Célula cancerosa

Tumor

Th227

Anticuerpo-Quelador-Conjugado

Medicamento

Th227

cancerosas no pueden formar fuerzas de resistencia: la energía destruye la herencia genética de forma irreversible y las células cancerosas se destruyen. El Dr. Cuthbertson continúa: “Y tam-bién puede destruir a las células tumorales que no se dividen en ese momento. Esto no lo pueden hacer, por ejemplo, muchos quimiostáticos.” Otra ventaja de la radioinmunoterapia es que los anticuerpos encuentran las lesiones tumorales de manera totalmente independiente en el cuerpo. “Incluso atacan a tu-mores muy pequeños que con procedimientos de imagenología ni siquiera han sido descubiertos, por ejemplo, metástasis en un estadio muy temprano”, explica el Dr. Cuthbertson.

Los investigadores alrededor del Dr. Cuthbertson planean combinar la tecnología en el desarrollo de nuevas terapias contra el cáncer también con una serie de otras formas de anticuerpos transportadores. “El componente dirigido al objetivo del medica-mento, el anticuerpo, se puede intercambiar según se requiera.

De este modo se obtiene una plataforma tecnológica muy flexi-ble“, señaló el experto de Bayer. Por ejemplo, su equipo trabaja en enlazar el irradiador a otro anticuerpo que reconozca las estruc-turas típicas asociadas al cáncer de mama. El Dr. Cuthbertson: “El elemento clave es el quelador. La química con la que agrega-mos este componente crítico ha sido optimizada y es ahora muy reproducible. Esto nos permite fabricar una gran diversidad de conjugados anticuerpo-torio estables.“ El Dr. Cuthbertson mira optimista al futuro: “Estoy convencido de que los conjugados de torio se van a establecer en la terapia del cáncer - precisamen-te para el tratamiento de tumores resistentes, en los que otras terapias fracasan.“

www.research.bayer.de/thoriumMás información sobre el tema.

Plataforma de torio MEDICInA


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Del ojo al sensor: Michael Gübert, la Dra. Gitta Erdmann y Daniel Fabian (de izq. a der.) evalúan las plántulas de trigo en el invernadero. En ello, cada vez cuentan con más apoyo de tecnologías computarizadas de fenotipización.


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CROP EFFICIENCY: ESTRATEGIA DE INVESTIGACIÓN PARA UN MAYOR RENDIMIENTO EN LAS COSECHAS

Estrategia para poner en forma al trigo, soya y otros cultivosLa humanidad crece rápidamente. Para asegurar su alimentación, se requieren mayores rendimientos en las cosechas en la misma superficie cultivable. Los investigadores de Bayer trabajan en todo el mundo para ejercitar intensamente cultivos como trigo o soya para alcanzar el máximo rendimiento. Con modernos análisis genéticos, cámaras de alta tecnología así como know how en fisiología y bioquímica, los expertos descifran la vida de las plantas en detalle: conocimiento valioso para nuevos éxitos de cultivo, agentes fitosanitarios innovadores y una agricultura exitosa del futuro.

Tema de portada AGRICULTURA


La amenaza viene lentamente desde el interior de la planta de tri-go, pues bajo estrés, las células conmutan al modo de emergencia: inicia una reacción bioquímica en cadena, la planta lucha por su supervivencia - y un alto rendimiento se vuelve para ella secun-dario. Así, si bien al primer vistazo las plantas aún se ven frescas, en las células de las mismas ya reina el nivel de alarma rojo: “El trigo se ve amenazado por el estrés a causa de falta de agua. Y, con ello, la cosecha queda en la cuerda floja”, dice el Dr. Hans-Jürgen Rosslenbroich de Agronomic Development de Bayer CropScience. Él y su equipo estudian el comportamiento de las plantas de trigo con tecnología de sensores e intentan ejercitarlas hasta la máxi-ma capacidad de resistencia a los factores ambientales abióticos. Entre ellos están el clima y las condiciones de suelo o luz. “Todos factores a los que no podemos aludir controladamente con las soluciones clásicas de la fitosanidad”, explica Raphael Dumain, Global Head de Crop Efficiency. Bajo el término de Crop Efficiency, los expertos de Bayer Crop Science resumen diversos campos de investigación, en los que optimizan sistemáticamente el potencial de rendimiento de los cultivos. Trabajan con todas las tecnologías disponibles, entre ellas las semillas, el mejoramiento genético, la química y la biología.

Además, en el campo los escarabajos y las orugas roen las ho-jas y raíces, las malas hierbas hacen que las plantas deban luchar

por luz y nutrientes y los hongos las atacan. “Pero éstos no son los únicos retos que deben superar las plantas de cultivo”, dice el señor Dumain. “La sequía, el calor y las heladas, así como la falta de nutrientes son otros factores que influyen en la salud de la planta y, con ello, en las cosechas.” El ejemplo del trigo: si la tem-peratura promedio aumenta incluso por un grado, en los países en desarrollo esto implica mermas en las cosechas de cerca de 10%. Para contrarrestar esta situación, los investigadores de plantas alrededor del mundo intentan cultivar especies más resistentes y rendidoras y desarrollar nuevos agentes fitosanitarios - una carrera contra el tiempo: sobre la Tierra viven cada vez más personas y la tierra cultivable disponible no se puede ampliar a discreción. Si en el año 1950, la superficie cultivable por cabeza era casi tan grande como una cancha de futbol, hoy se ha encogido al tamaño de una cancha de hockey sobre hielo y sigue encogiéndose.

La superficie cultivable por cabeza disponible en el mundo disminuye constantemente

Dumain: “Por lo tanto, las plantas de cultivo del futuro deben lograr máximos rendimientos para que podamos alimentar la población mundial también en el futuro.” Por este motivo, los investigadores de Bayer CropScience ejercitan las plantas útiles

Día de cosecha: para poder saber qué cosecha arroja cada planta en el invernadero, la Dra. Gitta Erdmann y el Dr. Hendrik Helmke (de izq. a der.) cosechan a mano con sus colegas. De este modo también pueden analizar con precisión qué influencia tienen los ingredientes activos inspeccionados en las cosechas.


con distintas estrategias para un mayor rendimiento y una mayor capacidad de resistencia. “El objetivo es fortalecer las plantas de modo que puedan aprovechar mejor los nutrientes y arreglárse-las mejor no sólo con las plagas, sino también con condiciones ambientales desfavorables tales como sequía”, explica el señor Dumain. Por ello, los investigadores de Bayer desarrollan solucio-nes que mejoran el potencial genético de los cultivos, reducen las influencias negativas el medio ambiente como el estrés por sequía e incrementan la transformación de recursos naturales en cosecha - por ejemplo, mediante el mejor aprovechamiento de nutrientes. “La condición es que comprendamos la planta y su metabolismo y aprendamos dónde podemos intervenir”, prosigue el señor Dumain, quien conoce todos los proyectos de investigación interdisciplina-rios de sus colegas.

Los investigadores buscan fortalecer los cultivos desde su interior para resistir el clima y las plagas

Sus colegas de investigación estudian a detalle cómo las plantas administran los procesos para la formación de la fruta - y cómo se pueden mejorar. Para ello, los expertos de Bayer también analizan la herencia genética bajo la lupa: “Por ejemplo, en el trigo quere-mos encontrar y comprender qué genes son los responsables de una mayor cosecha”, explica el Dr. Marc Bots, responsable de Trait Research en el equipo de Crop Efficiency (véase también research 28 “Los hacedores de trigo”).

Se ocupa, entre otras cosas, de la fotosíntesis, es decir, el metabolismo energético de las plantas. Con este proceso, trans-forman la luz y el aire en biomasa y azúcar que se desplazan, entre otras cosas, a las espigas. “Una molécula clave es la enzima RuBisCO: fija el dióxido de carbono del aire que en pasos sucesi-vos se transforma en azúcar”, explica el Dr. Bots.

Pero la RuBisCO también puede enlazar oxígeno. Esta reac-ción no se desea, pues con ella se generan moléculas tóxicas. Y el proceso de desintoxicación - llamado fotorrespiración - le roba valiosa energía a la planta. “Es decir, no podemos simplemente inhibir la fotorrespiración, dado que es un importante mecanis-mo de desintoxicación para la planta”, indica el Dr. Bots. Pero se podría hacer más eficiente con la idea de los investigadores de Bayer: “La fotorrespiración es un proceso costoso con muchos pasos intermedios. Buscamos encontrar un atajo ahí”, explica. Para ello, su equipo colabora con investigadores de la Univer-sidad de Hannover. Activan determinados genes en el trigo y hace participar a enzimas especiales que transforman en pocos pasos un producto intermedio anterior de la fotorrespiración. “De este modo, la planta ahorra mucha energía que, en cambio, se canaliza a la formación de la fruta y aumenta el rendimiento de la cosecha”, explica el biólogo. “Si logramos hacer esto en el

Conocedor de las plantas: el Dr. Jan Dittgen (foto izquierda) compara plántulas jóvenes de trigo que crecen bajo condiciones distintas. Sus colegas, el Dr. Marc De Block y el Dr. Korneel Vandenbroucke (foto derecha, de izq. a der.) qué tan bien absorbieron las plantas de canola un colorante, con la ayuda del cual pueden estudiar la evaporación de las plantas.

250millones de toneladas

de trigo se necesitarán adicionalmente hasta el 2050, para satisfacer la creciente demanda.

Fuente: FAO



trigo, podemos transferir el principio también a otros cultivos, por ejemplo, la canola.” Una vez que los investigadores y cultiva-dores hayan identificado una nueva tecnología, la implementarán en una aplicación, en la planta de cultivo más adecuada. Justa-mente ésta es la pericia del departamento de Breeding and Trait Development, representado por Colin Cavanagh, quien trabaja como experto para Crop Efficiency.

Además de la mejora de la herencia genética, los expertos de Bayer también se concentran en el balance de nutrientes de las plantas. El calcio tiene un papel especial: este importante micro-nutriente apoya en los frijoles de soya, entre otras cosas, la for-mación de la vaina después de la flor. “Nuestra empresa asociada Plant Impact de Inglaterra desarrolló una tecnología que mejora la distribución del calcio en las plantas de soya”, indicó Anne Su-ty-Heinze, Global Strategy Segment Manager para Crop Efficiency en Bayer Crop Science. “Por ejemplo, con ello los cultivadores de soya en Brasil pueden cosechar en promedio 6% más de producto que, convertidos, equivalen a cerda de 180 kilogramos adicionales de frijol de soya por hectárea”, explica la señora Suty-Heinze. Los

Ser humano y tecnología: en el Crop Performance Lab, Andrea Zimmermann-Gross y Manfred Wagenbach (foto izquierda, de izq. a der.) observan en conjunto los ensayos con jóvenes plántulas de trigo. Ya los germinados resultan interesantes para los investigadores: en el laboratorio de fisiología, los análisis multiespectrales arrojan indicios sobre los mecanismos importantes en la tolerancia al estrés y en la posterior generación de cosecha (foto derecha).

Raphael Dumain, Global Head of Crop Efficiency

“Las plantas de cultivo del futuro deben lograr máximos rendimientos”

investigadores de Bayer quieren aprovechar las simbiosis entre planta y microorganismos, no sólo para maximizar la absorción de nutrientes, sino también para optimizar el potencial genético de la planta. Ciertos microbios regulan la fisiología y bioquímica de la planta, por ejemplo, la arquitectura de la raíz y la fotosíntesis y, de este modo, producen mayores números de granos y cosechas. Sin embargo, transformar las cosas útiles en desinfectantes eficaces, es un reto particular: “Las interacciones entre microbios y planta son a menudo más complejas de lo que se piensa”, señala la Dra. Magalie Guilhabert, responsable de Crop Efficiency para Biologics Research de Bayer Crop Science en Sacramento, California. “Por ello, los efectos positivos de las pruebas en el laboratorio no siem-pre se pueden transferir simplemente a grandes estudios de cam-po.” Por ello, el equipo de Biologics trabaja en comprender cada vez mejor los procesos en los microorganismos útiles así como sus interacciones con las plantas. En ello utilizan análisis genéticos y fisiológicos altamente modernos y técnicas de microscopía de alta tecnología. En el futuro quieren desarrollar también, por ejemplo, herramientas de predicción con las cuales puedan detectar antes cepas muy prometedoras de hongos o bacterias.

La herencia genética optimizada le ahorra a la planta energía, las bacterias ayudan en el abasto de nutrientes

Un balance de nutrientes más equilibrado y un metabolismo ener-gético más eficiente hacen a las plantas útiles más resistentes contra las plagas. Y los investigadores de Bayer también buscan soluciones contra el estrés por sequía. “Nuestro objetivo es re-ducir las mermas en las cosechas debido al estrés por sequía. En caso de sequía, la planta no debe pasar tan rápidamente al modo de supervivencia, sino seguirse concentrando en la formación de grano”, explica el químico de Bayer, Dr. Hendrik Helmke. En ello,


Temperatura de la hoja

Arquitectura de la raíz

Contenido de clorofilaDistribución del agua

Intercambio de gases

ConfiguraciónEn los invernaderos totalmente automatizados, se pueden ajustar con precisión los factores ambientales como la intensidad de radiación, la humedad del aire y del suelo, lo mismo que la influencia de los agentes fitosanitarios.

El intercambio de gases en la hoja proporciona indicios sobre qué tan efectivamente ejecuta la planta la fotosíntesis.

Si las hojas se tornan demasiado calientes, la planta padece de estrés por calor.

La luz infrarroja vuelve visible la distribución del agua en la planta y, de este modo, demuestra donde existe el riesgo de marchitarse.

El contenido de clorofila es un indicio de qué tan bien está abastecida la planta con nutrientes.

El desarrollo y la ramificación de las raíces proporcionan información sobre el crecimiento y la salud de las plantas.

Con tecnologías innovadoras, los investigadores recolectan las 24 horas del día datos fenotípicos de la planta, los cuales se evalúan después de la cosecha.

Valores inertes en la prueba de estrésCon la ayuda de tecnologías de fenotipización, los expertos en el Crop Performance Lab registran los cambios sutiles en las plantas de ensayo - como el trigo por ejemplo, bajo la influencia de nuevas sustancias químicas. Con los datos biológicos, los investigadores concluyen sobre el estado físico de la planta. De este modo se sacan conclusiones sobre el estado de estrés de las plantas y sobre cómo se pueden desarrollar las cosechas durante la vida de la planta.



dirigidamente en busca de ingredientes activos que puedan pre-sentar estos beneficios adicionales.”

Para ello, los investigadores analizan bajo la lupa rutas fisioló-gicas y metabólicas conocidas que se recorren en la planta durante las fases de estrés. Se trata, por ejemplo, de vías de señalización que regulan la producción de la hormona vegetal ácido abscísico. Si una planta de trigo se encuentra en sequía, produce esta sustan-cia en las raíces y las hojas. “Entre otras cosas, la hormona vegetal hace que se cierren las aberturas de los intersticios de las hojas”, señala Fabien Poree, experto en bioquímica. A través de estos poros minúsculos la planta respira: absorbe dióxido de carbono y emite oxígeno y vapor de agua. “Para perder la menor cantidad de agua posible en caso de sequía y poder sobrevivir, las plantas cierran estas aberturas. Sin embargo, de este modo también interrumpe el intercambio de gases. Esto inhibe la fotosíntesis e implica, a su vez, menos biomasa y menores cosechas”, indicó el señor Poree. Por ello, los investigadores de Bayer desarrollan moléculas que intervienen en las vías de señalización y regulan la reacción de estrés que disminuye la cosecha de la planta.

Frío, sequía, calor: también bajo condiciones extremas, las plantas deben proporcionar cosechas altas

Lo que los ingredientes activos realmente pueden lograr deben demostrarlo antes en el Crop Performance Lab de la Dra. Erdmann bajo estrés por calor, sequía y clima: “Si bien los efectos apenas se manifiestan después de la cosecha, es decir, después de más de 100 días, recolectamos datos de todo el ciclo de vida de la planta. Y esta información hará que en el futuro podamos estimar desde mucho antes qué compuestos tendrán efectos positivos en la cosecha.” En cerca de 6,000 ingredientes activos probados al año, esto sería una considerable simplificación. Sin embargo, el Crop Performance Lab es mucho más que una cámara de simulación climática: sis-temas de cámara y sensores analizan cada una de las plantas de

Análisis de alta tecnología: En la HyperCare Farm en Minnesota, EUA, James Tallman (foto izquierda) recolecta datos de especies de trigo recién desarrolladas. El PhenoTracker que está detrás de él puede utilizarse en el campo a manera de laboratorio móvil. Sin embargo, las nuevas especies de plantas y sus características también se pueden medir y analizar ya desde antes en los invernaderos de Bayer con la tecnología más reciente (foto derecha).

El menú de la plantaUn nutriente imprescindible es el nitrógeno. Las plantas lo absorben del suelo en forma de sales. Los frijoles de soya, por ejemplo, obtienen apoyo de bacterias simbióticas tuberculosas en las raíces de la planta. “Toman nitrógeno del aire, lo transforman en sales aprovechables y las proporcionan a la planta. En contrapartida, las bacterias obtienen moléculas ricas en energía”, explica la Dra. Magalie Guilhabert. Junto con colegas de la empresa Biagro, adquirida por Bayer, los investigadores desarrollaron un recubrimiento de semillas que contiene bacterias tuberculosas especiales. Las semillas de soya tratadas con ellas obtienen beneficios: las bacterias colonizan rápidamente las células de la planta en los tubérculos en las primeras raíces de los germinados, que pueden absorber tanto nitrógeno como sea necesario. De este modo, en los campos de soya crecen entonces plantas resistentes que generan mayores cosechas. Incluso aumenta el contenido de proteína de los frijoles - y los hace más valiosos para la alimentación.

los investigadores en el laboratorio pueden, por ejemplo, ajustar exactamente las condiciones climáticas y simular un verano calu-roso, una primavera fría y húmeda o períodos de sequía extremos. Junto con el equipo de la Dra. Gitta Erdmann, responsable de Small Molecule Research en Crop Efficiency, el Dr. Helmke busca en el laboratorio sustancias que ayuden a la planta a manejar mejor el estrés por sequía. El punto de partida son moléculas protectoras: a menudo se agregan al campo como complemento de los herbicidas y protegen a las plantas útiles del efecto de los destructores de malas hierbas. La Dra. Erdmann indicó: “Observamos que algu-nas de estas moléculas tienen efectos adicionales y protegen a las plantas de cultivo simultáneamente contra el estrés por frío, sequía, calor y radiación UV. Con este conocimiento vamos ahora


1.6 hectáreas/agricultor

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las plantas y la vitalidad de las mismas”, explica el Dr. Jan Dittgen, Efficacy Testing Crop Efficiency Research en Bayer CropScience. En otra caja, los investigadores miden con luz infrarroja la distribución de agua en la planta: “De este modo se puede ver en dónde una planta amenaza con marchitarse”, dice el Dr. Dittgen.

Los ensayos en el invernadero no reemplazan a los estudios de campo bajo condiciones ambientales reales

Al final del maratón de medición se tienen enormes cantidades de datos. Con software especial para el procesamiento de imágenes y análisis, los investigadores interpretan y comparan entonces sus resultados. “El mayor reto es extraer del raudal de datos la in-formación relevante”, dice el Dr. Vandenbroucke y complementa: “Junto con los expertos de Computational Life Sciences, intenta-mos encontrar relaciones entre los datos medidos en la planta y la biología efectiva de la misma.” Si los investigadores lo logran, pueden estimar ya desde un estadio muy temprano si una nueva tecnología de Crop Efficiency aumenta las cosechas. “En el futuro, posiblemente ya la temperatura de las hojas o el porcentaje de clorofila en las mismas nos dé indicios sobre las cosechas. Esto nos simplificaría considerablemente el desarrollo de especies de plantas mejoradas o nuevos ingredientes activos”, dijo el Dr. Vandenbroucke. Por muy valiosas que sean las series de pruebas y evaluaciones en el invernadero, los investigadores no pueden prescindir de los ensayos de campo, “Pues ahí las plantas se ven confrontadas a las condiciones ambientales reales, es decir, aire y clima, a la consti-tución del suelo, a valores de pH cambiantes y a contenidos de nutrientes o microorganismos en la tierra”, dice Andreas Nicol de Bioimaging en Bayer Technology Services. Junto con su equipo,

cereal que se encuentran alineadas en macetas en bandas sin fin - desde el germinado hasta la cosecha. Esta área se denomina fe-notipización de precisión: con estas tecnologías, los investigadores pueden cuantificar con mayor precisión las estructuras vegetales y las funciones fisiológicas - por ejemplo, también la fotosíntesis y la evaporación. “Con los datos biológicos podemos sacar entonces conclusiones sobre el estado de salud y la condición física de las plantas útiles”, explica el Dr. Korneel Vandenbroucke, Group Leader Physiology en Bayer CropScience. Con la ayuda de las tecnologías de fenotipización de precisión, los investigadores en Gante también entienden ahora de forma más amplia los mecanismos en que tie-ne fundamento el desarrollo de cosechas y, de este modo, pueden desarrollar más eficientemente nuevos esquemas genéticos para fortalecer la planta. “Adicionalmente, podemos detectar tempra-no el posible rendimiento de una planta y, por ejemplo, a partir de cuándo siente estrés”, continúa el Dr. Vandenbroucke. “Pues sólo las plantas ‘equilibradas’ proporcionan buenas cosechas - el aspecto más importante para los agricultores en todo el mundo y para asegurar la alimentación global”, indicó el biólogo.

Un objetivo: encontrar las relaciones entre la fisiología de la planta y el rendimiento posterior

En el Crop Performance Lab, todas las plantas inician su viaje en el “Check-in”: cada maceta recibe una etiqueta con número y código de barras - y se establece con qué frecuencia hará una visita a las cámaras de análisis. En una de las cajas, por ejemplo, las plantas se someten a fotografías 3-D, con las que los investigadores reprodu-cen detalladamente la estructura de la planta. “En las cámaras de prueba, medimos parámetros como biomasa e intensidad de color, y obtenemos de este modo información sobre el crecimiento de

Comparación se superficiesEn el mundo existen 525 millones de granjas agrícolas. En Asia, la superficie que explota un agricultor es en promedio de aproximadamente 1.6 hectáreas. Los agricultores europeos, en cambio, trabajan aproximadamente 27 hectáreas y en Norteamérica, un agricultor dispone de más de 121 hectáreas.

Fuente: IAASTD



precisa con una precisión de cerca de dos centímetros. También el color exacto de las hojas y las frutas maduras son criterios de medición importantes. “Las decoloraciones pueden ser indicativo de deficiencia de agua o infestación de plaga”, agregó el biofísico.

Un laboratorio móvil analiza directamente en campo el estado físico de las plantas de trigo o maíz

Simultáneamente, los sensibles aparatos deben soportar las rudas condiciones del campo y suministrar datos reproducibles en medio del polvo, los gases de escape del tractor, las sacudidas y la hume-dad. El señor Nicol y sus colegas también desarrollaron la segunda generación, el PhenoTracker que, desde hace poco, da sus vueltas en una HyperCare Farm de Bayer: “En estas estaciones de campo experimentales se perfeccionan las tecnologías de fenotipización - y se prueban bajo condiciones de campo las soluciones de Crop Efficiency, como especies de alto rendimiento y sustancias de alta resolución”, explica Greta de Both, Crop Efficiency Manager de Glo-bal Breeding & Trait Development en Bayer CropScience. Por ejemplo, una cámara infrarroja giratoria está montada en el centro del campo de trigo sobre un soporte a 15 metros de altura. Cada dos segundos, fotografía las existencias debajo ella y documenta la temperatura. Al igual que con el termómetro para la fiebre, de este modo se puede ver bajo qué condiciones las plantas sienten estrés por calor. La cá-mara puede cubrir hasta cinco hectáreas. “Sin embargo, la calidad de la imagen disminuye hacia el borde de las existencias. Por ello, también estamos determinando junto con una empresa especia-lizada, cómo podemos evaluar las imágenes de manera óptima”,

Modelos de cereal: las plántulas de trigo en el Crop Performance Lab se fotografían cada seis minutos durante toda su vida. A partir de estas fotografías, Petra Guer elabora videos en cámara rápida. De este modo, los investigadores observan cómo cambia la morfología de las plantas con el tiempo y bajo distintos ingredientes activos.

proporciona para los colegas investigadores de Bayer Crop Scien-ce tecnologías industrialmente sólidas para la fenotipización de precisión: “Se trata por así decirlo de las armas secretas de entre los aparatos analíticos, que no están disponibles de este modo en el mercado libre”, dice el señor Nicol. De este modo, pone en manos de sus colegas la herramienta necesaria para poder res-ponder mejor los cuestionamientos más diversos en materia de buena condición de las plantas. Para ello, el equipo alrededor del señor Nicol debe traducir las preguntas a la respectiva tecnolo-gía de medición. “Es decir, definimos qué indicadores caracterizan a una planta saludable”, explica el biofísico. En ello, el reto está también en la colaboración de expertos de las áreas más diversas: “Agrónomos, biólogos y químicos se reúnen con constructores de máquinas e informáticos. La combinación de aparatos y sensores con el conocimiento de los biólogos y químicos es a menudo tierra virgen. Por ejemplo, todas las interfaces de los distintos elementos y el respectivo software deben comunicarse correctamente entre sí, lo cual es un asunto delicado”, explica el señor Nicol.

Y los investigadores de Bayer ponen en forma su tecnología incluso para el uso en el campo. Los colegas de Bayer Technology Services del señor Nicol ya trabajan intensivamente en una ver-sión móvil de la fenotipización: el así llamado Field Profiler. “Es una especie de laboratorio móvil en forma de tractor, el cual aloja un brazo abatible con tecnología de medición integrada”, explica el señor Nicol. Mientras que el vehículo rueda por el campo a velocidad de caminata, cámaras de alta resolución y escáners láser miden las plantas de cultivo con exactitud. Además, el sis-tema está acoplado con datos satelitales para una geo-referencia

AGRICULTURA Tema de portada


dijo la señora De Both. Colin Cavanagh y sus colegas de Breeding and Trait Development también aprovecharán estas granjas para comprender qué tecnologías se pueden implementar en futuras actividades de cultivo.

Tres HyperCare Farms ya están funcionando: en Francia, el enfoque se centra en el trigo invernal, Texas es el lugar ideal para ensayos sobre estrés por sequía y en Minnesota los inves-tigadores se ocupan principalmente de trigo de verano, aunque también del frijol de soya y el maíz. “Recolectamos datos desde el momento en el que las plántulas sobresalen de la tierra has-ta que son cosechadas”, dice James Tallman, científico agrario de la HyperCare Farm en Minnesota. “En estrecha coordinación con los investigadores, correlacionamos los valores medidos y analizamos los datos.” Se planea abrir otras granjas en 2016: en Alemania, en Canadá así como en los EUA, en California y Nebraska. En los siguientes años, también se agregarían centros recolectores de datos en otras zonas climáticas, como América del Sur y Australia.

Para poder evaluar el raudal de datos, los analistas deben comprender la biología vegetal

También en el campo se obtienen enormes cantidades de datos. Para clasificarlos y poder extraer información relevante, los expertos de Computational Life Sciences, abreviado CLS, construyen la infraes-tructura correspondiente. “Somos por así decirlo la interfaz entre los investigadores de plantas y las cantidades de datos recolectados”, dice Laurent Viau, Senior Project Manager. El reto para su equipo es la diversidad de la información: no sólo abarca el crecimiento o la temperatura de las plantas, sino también los resultados de amplios estudios genéticos que deben procesarse y correlacionarse. “Para evaluar estos datos de forma conveniente, debemos conocer el modo de actuar de las sustancias químicas y biológicas, comprender los procesos en la planta y, por supuesto, entender los planteamientos de los investigadores”, explica el señor Viau. Por ello, para garanti-zar esto, cada uno de sus colegas de CLS también cuenta con una

Analistas digitales: Greta De Both y Marc Bots (foto izquierda, de izq. a der.) evalúan imágenes infrarrojas de los ensayos en los campos de trigo. Las parcelas que aparecen en azul en la imagen, son más frescas y pueden crecer mejor. Y Laurent Viau (foto derecha) y su equipo desarrollan soluciones de software con las que los datos de plantas recolectados, como las imágenes infrarrojas, se pueden procesar, visualizar y analizar.

www.research.bayer.de / crop-efficiencyWeitere Infos zum Thema

Agricultura digitalCon el apoyo de satélites, las máquinas agrícolas navegan hoy por los campos, recolectan datos de la topografía y la composición del suelo, combinan datos climáticos de la temporada pasada con la situación actual. “Los datos se obtienen hoy en el campo y las características de las plantas se recopilan sin contacto ni destrucción”, dice Michael Schlemmer, Project Development Manager Field Phenomics. De este modo, los datos precisos en tiempo real sobre el estado de las plantas o análisis de la salud del suelo pueden simplificar las decisiones para el agricultor. Pronto, estas observaciones de campo detalladas se volverán estándar. Con la fenotipización de campo, se pueden registrar datos fisiológicos de las plantas y transferirse a todo el campo. Así, los granjeros pueden aplicar los agentes fitosanitarios en el tiempo óptimo. “El siguiente gran paso es la inclusión de todos estos juegos de datos en un sistema que genere y administre la información de manera inteligente y automatizada”, explica el señor Schlemmer.

formación en biología. Con la ayuda de los especialistas en datos, los investigadores de Bayer analizan bajo la lupa todos los estadios de la vida de una planta. Sólo así pueden comprender cómo reac-cionan el trigo, maíz y otros cultivos frente al estrés, qué genes son responsables de las altas cosechas y como se equilibran de manera óptima con sus recursos. “Esto nos ayuda a ejercitar las plantas para rendimientos máximos”, resume el señor Dumain. De esta manera, él y sus colegas garantizan “que las plantas de cultivo generen su-ficientes cosechas de alta calidad incluso con condiciones climato-lógicas desfavorables, y ayuden a alimentar al mundo en el futuro.”


Ley de Pureza: Adam Mikolasch envasa un ingrediente activo altamente potente, sin generar polvo y de manera hermética, a través de un sistema de manguera sin fin.

INGREDIENTES ACTIVOS ALTAMENTE POTENTES: NUEVAS TECNOLOGÍAS EN EL DESARROLLO QUÍMICO

Ingredientes activos con gran potencialSe trata de “High Potentials” para la medicina: los llamados ingredientes activos altamente potentes desarrollan su efecto ya desde cantidades pequeñas. Por ello, su fabricación exige medidas cautelares especiales. Así, mediante tecnologías especiales, investigadores de Bayer en Desarrollo Químico hicieron sus áreas de fabricación más segurasy considerablemente más eficientes - desde la síntesis de laboratorio hasta la producción multi-kilo.

Son altamente potentes y a menudo alta-mente selectivos: los Highly Potent Active Ingredients, abreviado HPAIs. Se trata de in-gredientes activos altamente potentes que se utilizan en el tratamiento de enfermeda-des potencialmente letales. Las cantidades requeridas de ingrediente activo equivalen a menudo a apenas una centésima parte de la dosis de las tabletas habituales para

el dolor de cabeza. “Mediante procedimien-tos de optimización mejorados así como las tecnologías de cribado más modernas, hoy es posible encontrar y desarrollar ingredien-tes activos que actúan de forma más efec-tiva y selectiva y ya desde dosis pequeñas muestran un efecto terapéutico”, explica el Dr. Timo Fleßner, responsable de Desarrollo Químico de Bayer HealthCare en Wuppertal.

Por ello, sobre todo en ingredientes activos contra el cáncer, aunque también en algunos preparados cardiovasculares, la investigación en medicina apuesta cada vez más por los HPAIs - y su porcentaje en el mercado de medicamentos va en aumento: “Estas sus-tancias altamente potentes representan ac-tualmente una parte cada vez mayor de los ingredientes activos químicos en la cartera

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de productos farmacéuticos en desarrollo de Bayer”, indicó el Dr. Fleßner. Sin embargo, para la fabricación y el procesamiento de los HPAIs se requiere de una infraestructura tecnológica especial. “Precisamente porque estas sustancias son tan potentes, tuvimos que adaptar nuestras tecnologías en la pro-ducción”, dice Mathias Berwe, responsable de fabricación de HPAI de Bayer HealthCare en Wuppertal, pues incluso las cantidades más pequeñas en el aire podrían tener re-percusiones negativas en la salud de los trabajadores que trabajan diariamente con estos ingredientes activos: “Por ello, en las etapas de trabajo deben proteger de manera particularmente buena a nuestro equipo de las sustancias altamente potentes”, comple-menta el Dr. Ralf Wischnat, responsable del área de Scale-up & Processing en el área de Desarrollo Químico de Bayer HealthCare.Un hito en las inversiones es el Centro Téc-nico HPAI en Wuppertal. Reúne bajo un solo techo tanto laboratorios, los cuales fabrican sólo pocos gramos de ingrediente activo, co-mo también instalaciones para la producción de varios kilogramos. “La nueva tecnología nos permite, por ejemplo, manipular los in-gredientes activos en un sistema cerrado. Esto reduce las contaminaciones de la insta-lación a un mínimo - y recorta de este modo significativamente los tiempos de limpieza en los laboratorios técnicos”, dice el Dr. Wisch-nat. “Especialmente en la fase temprana del desarrollo, todo ahorro de tiempo es valioso.”

Los HPAIs requieren de medidas de seguridad especiales

Ya desde el inicio del desarrollo químico del proceso reina una higiene de trabajo extre-madamente elevada. “Un miligramo de un ingrediente activo altamente potente puede contaminar 1,000 metros cúbicos de aire”, hace la comparación el señor Berwe. Por ello, los HPAIs se fabrican en una caja de guantes. En este espacio de trabajo herméticamente cerrado, los trabajadores sólo pueden traba-jar con las sustancias mediante los guantes integrados. Adicionalmente, en el interior reina una presión negativa, de modo que incluso las partículas más pequeñas no pueden escapar.

“Si se requieren mayores cantidades de ingrediente activo, cambiamos a una insta-lación piloto. Ahí producimos a una escala de kilogramos con base en procedimientos

de fabricación perfeccionados y aseguramos el suministro de ingrediente activo hasta la aprobación”, explica el Dr. Wischnat. En ello colaboran estrechamente expertos de Bayer de investigación, desarrollo y producción: junto con los técnicos de procesos de la tec-nología de procedimientos, los desarrolladores de procesos químicos transfieren la síntesis con precisión a una escala mayor. Para ello, los expertos deben ajustar de forma óptima, por ejemplo, las cantidades de los materiales ini-ciales así como las condiciones como presión, temperatura y tiempo de reacción.

Fabricación de ingredientes activos en un sistema hermético

Las sustancias iniciales se colocan sin gene-rar polvo y de forma hermética en el equipo, en el que tendrán lugar los pasos de trans-formación y los procesos químicos. Final-mente, el producto final húmedo llega a una secadora en la que se obtiene la sustancia

deseada como polvo cristalino. “Después de la aprobación, transferimos entonces el pro-cedimiento con los colegas de Product Su-pply a la producción final”, dijo el Dr. Wisch-nat. Para sacar el ingrediente activo puro sin peligro, se utiliza un sistema de manguera sin fin, desarrollado junto con una empresa externa. Así, el ingrediente activo llega libre de contaminación directamente a la unidad de embalaje final. “Después de las acciones de inversión realizadas, podemos hacer un seguimiento altamente eficiente de todas las etapas del proceso desde el procesamiento en el laboratorio hasta el lanzamiento al mercado de los HPAIs. Además, en la ins-talación piloto de Desarrollo Químico, tam-bién aseguramos el suministro del mercado a largo plazo de determinados ingredientes activos”, resume el Dr. Fleßner.

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Máxima disponibilidad: Mathias Berwe y el Dr. Ralf Wischnat (foto superior, de izq. a der.) prueba la instalación en el Centro Técnico en Wuppertal, antes de la fabricación de un nuevo ingrediente activo. Entretanto, Adam Mikolasch (foto inferior) prepara en el traje venti-lado, todo para la toma de muestras.

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Tecnología de producción MEDICINA


Imidacloprid

Película de grasa natural sobre la piel del animal

Flumetrina

Dúo sólidoLa matriz polimérica del collar tiene integrados dos ingredientes activos: el Imidacloprid actúa contra pulgas y Flumetrina contra garrapatas.

PROTECCIÓN INNOVADORA CONTRA PARÁSITOS PARA ANIMALES DOMÉSTICOS

Cero oportunidades para parásitosParásitos pequeños, reto grande: las pulgas y garrapatas pueden transmitir enfermedades infecciosas peligrosas a los perros, con las cuales también se pueden infectar las personas. Expertos de Bayer desarrollaron una protección para los animales domésticos: el collar Seresto es efectivo contra pulgas y garrapatas hasta por ocho meses. El efecto repelente comprobado en garrapatas reduce el riesgo de que un perro se infecte con agentes patógenos que se pueden transmitir a través de las garrapatas.

La superficie del collar emite Imidacloprid y Flumetrina en pequeñas cantidades a la película de grasa natural en la piel del animal.

Los ingredientes activos se distribuyen por la película de grasa. El collar libera nuevas moléculas de ingrediente activo hasta alcanzar una saturación del mismo en la capa lipídica de la piel y el pelaje. Si ya no hay suficiente ingrediente activo en la película de grasa de la piel, el collar vuelve a liberar automáticamente la cantidad necesaria.

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MEDICINA VETERINARIA Seresto


Prevenir la transmisión de enfermedadesLas garrapatas se repelen y aniquilan eficazmente antes de que puedan picar y transmitir enfermedades. Los tenedores de perros también se ven beneficiados por hasta siete meses de protección indirecta para perros contra determinados agentes patógenos transmitidos por garrapatas.

Hasta ocho meses de protecciónEl collar funge como depósito: el ingrediente activo almacenado ofrece protección hasta por ocho meses contra pulgas, garrapatas y ectoparásitos.

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“Incómodo para garrapatas y pulgas”

Sebastian Kuszmierczyk

¿Cómo actúa el collar contra la transmisión de agentes patógenos?

Los ingredientes activos hacen que la piel del perro sea extremadamente incómoda para las garrapatas: éstas sienten el contacto con la piel del perro como una placa eléctrica caliente. La consecuencia: se dejan caer. Las pulgas, como las garrapatas, se mueren después del

Sebastian Kuszmierczyk, Global Brand Manager Seresto™, explica el mecanismo de acción del innovador collar de matriz.

contacto con los ingredientes activos. Si no pueden morder, se reduce también el riesgo de transmisión de enfermedades.

¿En cuántos países hay Seresto?Seresto se puede obtener en 57 países en Europa, los EE.UU., Asia y África.


Revolucionaria de la biología: la Prof. Dra. Emanuelle Charpentier desarrolló un método que hoy se utiliza en los laboratorios de todo el mundo.

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PREMIO FAMILIA HANSEN PARA LA PROFESORA EMMANUELLE CHARPENTIER

Las bacterias proceden de manera riguro-sa con los intrusos: simplemente trituran esta amenaza. Cuando, por ejemplo, virus extraños esclusan su herencia genética en las bacterias, la tijera genética actúa de in-mediato: simplemente vuelve a recortar la herencia genética intrusa, la tritura y, de es-te modo, la vuelve inocua. Este mecanismo de defensa que desarrollaron las bacterias se llama sistema CRISPR-Cas9. Y este siste-ma fue el que motivó a la bióloga Prof. Dra.

Emmanuelle Charpentier, quien aclaró los detalles de este mecanismo: “Con mi equipo investigo infecciones desde la perspectiva de las bacterias: cómo sobreviven, se adaptan, se protegen, se multiplican y, finalmente, causan enfermedades“, explica la francesa de nacimiento, pues los microorganismos tam-bién incorporan controladamente partes de los recortes del ADN de los virus en su propia herencia genética y, de este modo, fortalecen la inmunidad contra otros atacantes.

Desde temprano, la Dra. Charpentier reco-noció el potencial de la herramienta de las bacterias para la biología molecular: la Dra. Charpentier y su equipo decodificaron el sis-tema de protección bacteriano. Junto con el grupo de la Prof. Dra. Jennifer Doudna, quien ahora investiga y enseña en la University of California, también demostró que el meca-nismo de corte se puede imitar y utilizar en otro lado, por ejemplo, para la así llamada edición del genoma. Un proceso que interesa

Tijera genética contra enfermedades hereditariasEs una de las científicas más innovadoras en la biología molecular: la Prof. Dra. Emmanuelle Charpentier desarrolló una tijera molecular con la cual se puede editar la herencia genética de manera controlada. Por este trabajo obtuvo el Premio Familia Hansen 2015.


FUNDACIONES DE BAYER Lo más destacado de sus actividades

Distinción: Kemal Malik, miembro del Consejo Directivo de Bayer responsable de innovación, felicita a la Prof. Dra. Emmanuelle Charpentier por su éxito en la investigación.

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Las fundaciones de Bayer - comprometidas con el progreso desde 1897Alrededor del planeta, las fundaciones de Bayer se comprometen ya desde 1897 con la formación, la ciencia y la innovación social. Como fundaciones de la empresa innovadora Bayer, se entienden particularmente como impulsoras, promotoras y socias para el pro-greso en la interfaz entre economía, ciencia y el sector social. En el centro está el pionero - su compromiso con el bienestar común, su riqueza de ideas en la resolución de tareas sociales, pero también su fuerza creadora en la ciencia y la medicina. Con becas y premios, la Bayer Science & Education Foundation, por ejemplo, apoya a talentos en todo el mundo así como a investigadores de punta, con un desempeño sobresaliente en el campo. Y las fundaciones de Bayer también apoyan las soluciones sociales: la Bayer Cares Foundation se concentra, por ejemplo, en proyectos ciudadanos y en la solución de cuestiones médico-sociales. El objetivo de las fundaciones es: mejo-rar la vida de las personas mediante innovaciones e iniciativa. www.bayer-stiftungen.de

Aquí puede inscribirse y obtener más información

particularmente a muchos colegas investi-gadores alrededor del mundo, pues intentan dividir cuerdas de herencia genética en pun-tos exactamente definidos, retirar secciones genéticas especiales o agregar nuevas, co-rregirlas o intercambiarlas. De este modo, por ejemplo, incorporan nuevas caracterís-ticas en especies de plantas o desarrollan terapias genéticas. Sin embargo, hasta el momento éstos eran verdaderos trabajos arduos que ocupaban a los científicos du-rante varios meses. “Quería transformar la tijera genética de las bacterias en una he-rramienta universal, para facilitarles de este modo el trabajo a los colegas y hacerlo más rápido“, dice la bióloga de 46 años.

Las bacterias como modelos para los tecnólogos genéticos en todo el mundo

Y la investigadora logró esta meta: junto con el equipo de Doudna, desarrolló el sis-tema CRISPR-Cas9 para su aplicación en el laboratorio como instrumento para la pro-gramación de ARN mediante la edición del genoma. Por este trabajo, basado en inves-tigación básica, la Dra. Charpentier obtuvo el Premio Familia Hansen 2015 de la Bayer Science & Education Foundation. El reconoci-miento dotado de 75,000 euros se otorga por contribuciones de investigación que abran nuevos horizontes en áreas innovadoras de la biología y la medicina. Siguiendo el modelo de las bacterias, con el sistema CRISPR-Cas9 se puede cortar la cuerda de la herencia ge-nética controladamente en lugares definidos con exactitud. De este modo, los científicos pueden, por ejemplo, reparar genes, pues en

cada gen hay un plano de construcción de moléculas de proteína que ejerce una fun-ción especial en cada caso. Pero, si ya el có-digo de la herencia genética tiene defectos, también resulta de él una proteína defec-tuosa - y puede causar enfermedades. Con la nueva tecnología de la Dra. Charpentier, los investigadores pueden ahora recortar controladamente los genes defectuosos y reemplazarlos por componentes correctos. “Se puede comparar con un texto en la com-putadora en el que se remplaza una palabra“, explica la francesa, quien puede imaginarse aplicaciones en la medicina y otras áreas de investigación: “La mayor oportunidad es con toda seguridad que podemos utilizar la tec-nología para tratar enfermedades genéticas, por ejemplo, la mucoviscidosis o la anemia de células falciformes.“Desde muy joven, la Dra. Charpentier se de-dicó a la biología - desde la escuela era su asignatura favorita. Posteriormente estudió bioquímica y microbiología en la Universidad de Pierre y Marie Curie en París e investigó en distintas universidades estadounidenses. En 2006, la Dra. Charpentier accedió a la cátedra de Microbiología. Hoy en día, la francesa se considera pionera y una de las investigadoras más innovadoras en el área de la investiga-ción biológica molecular de infecciones. Has-ta ahora, la Dra. Charpentier daba clases en el Centro Helmholtz de Investigación Infecciosa en Braunschweig así como en la Escuela Su-perior de Medicina de Hannover. Desde oc-tubre de 2015 dirige el Instituto Max Planck de Biología Infecciosa en Berlín, en calidad de directora, y es también profesora huésped en la Universidad de Umea, en donde desa-rrolló la investigación de CRISPR-Cas9. Con

el sistema desarrollado por la Dra. Charpen-tier y su equipo, los investigadores cuentan ahora con una herramienta para encontrar secuencias genéticas patológicas, retirarlas e incorporar secciones saludables.

Esperanza en nuevos esquemas terapéuticos para las enfermedades hereditarias

“Lo que tiene de especial el CRISPR-Cas9 es que funciona de manera tan sencilla“, descri-be la Dra. Charpentier. Es, por así decirlo, una tijera molecular con mecanismo de objetivo. La tecnología ya se emplea en todo el mundo como herramienta molecular biológica, para desarrollar nuevos esquemas terapéuticos para enfermedades hereditarias o crónicas.



EXPERTOS Y JÓVENES INVESTIGADORES EN DIÁLOGO

Nuevos talentos para la sociedadCerca de 120 científicos de la nueva generación se reunieron en el Bayer Alumni Dialog 2015: la Bayer Science & Education Foundation invitó en Berlín a ex becarios y premiados.

Quien establece redes, investiga de manera más efectiva. Fue uno de los mensajes centrales que el Dr. Ijad Madisch, cofundador y director ge-

neral de ResearchGate - una Social Community para investigadores - les hizo llegar a los beca-rios en el Bayer Alumni Dialog en junio de 2015 en Berlín. En su conferencia, el virólogo también manifestó la importancia que tiene para los jó-venes científicos el inspirarse mutuamente: la plataforma de internet que él inició vive de la idea de que las investigadoras y los investigado-res logran más cuando establecen redes. El Dr. Madisch invitó a las jóvenes mujeres y hombres a desarrollar ideas propias e independizarse de esta manera.Este intercambio abierto de ideas es algo que también fomenta la fundación de Bayer y, por ello, invitó a los becarios de todo el mundo a la capital alemana: ahí, los científicos de la nueva generación no sólo establecieron redes entre sí, sino que también pudieron intercambiar ideas con ex becarios y premiados actuales, como el

Dr. Markus Bender: por su trabajo sobre una enfermedad hereditaria rara de la coagulación sanguínea, obtuvo el Bayer Thrombosis Re-search Award 2015 (véase también research 28, “Cuando falla el parche propio del cuerpo”).Sin embargo, las cabezas talentosas, la crea-tividad y la investigación apasionada también tienen demanda en las empresas, lo mismo que las innovaciones con las que se puedan resol-ver retos sociales. Sobre esto hablaron cuatro jóvenes “Talentos de Bayer” seleccionados, en-tre ellos Pooja Merchant: la doctora trabaja en el departamento de Medical Affairs de Bayer HealthCare en Berlín. Ya participó en un proyecto de la fundación, en el que trabajadores de Bayer facilitaron la atención a pacientes de tuberculosis en Moldavia. Es decir, el pensamiento y las ideas no convencionales hacen una diferencia cuando las cabezas creativas se intercambian.

BAYER SCIENCE TEENS: CAMPAMENTO CIENTÍFICO EN LOS EUA

Investigadores “vacacionales” a 3,000 metrosLa Bayer Science & Education Foundation hace posible para los alumnos interesados en las ciencias naturales, un campamento de verano en el estado estadounidense de Colorado.

Con toda seguridad, diseccionar ovejas no es algo para cualquier persona, pero experimentar en las altas montañas, va un poco mejor. Las dos cosas formaron parte del programa del campamento de verano en Colorado, EUA: ahí, 20 jóvenes de Alemania, India y los EUA, entusiasmados por las ciencias naturales, pudieron darle rienda suelta a su impulso de investigadores. Vieron intensivamente, por ejemplo, la anatomía del cuerpo: “Me sentí un poco mal con ello. Pero me pareció muy interesante aprender cómo se ven realmente el corazón, el pulmón o los ojos“, reporta Rebecca Thielemann (14 años) de Alemania. Sin embargo, los investigadores de la nueva generación también actuaron como maestro de obra en asuntos del ser humano: “En esqueletos humanos de plástico, modelamos con barro los músculos de la columna vertebral y las piernas - y aprendimos mucho sobre evolución y anatomía.“ El programa también incluyó ensayos en la naturaleza: los participantes experimentaron con la presión atmosférica en las Rocallosas a 3,000 metros de altura. Rebecca y sus jóvenes coinvestigadores capturaron todas las actividades con una cámara: “Documentamos nuestro viaje de dos semanas como película y también aprendimos con ello mucho de psicología del aprendizaje.“ El campamento estuvo organizado por la Bayer Science & Education Foundation junto con la Bayer USA Foundation y el Center for STEM Learning de la University of Colorado.

Anatomía para entender: en el campamento de verano, Rebecca Thielemann (izq.) y Alena Hensel se ocupan intensivamente de los órganos humanos. Les fascinó en especial el modelo del cerebro.

Cabeza creativa: En el Bayer Alumni Dialog, la doctora del área de Medical Affairs, Pooja Merchant, habló sobre un proyecto de la fundación para pacientes de tuberculosis en Moldavia.



Protocolos de comida digitales: Como persona alguna vez afectada, Ekaterina Karabasheva sabe exactamente lo que necesitan los pacientes de anorexia y cómo la app de nuevo desarrollo puede apoyarlos de forma óptima en su vida cotidiana.

PREMIO SOCIAL ASPIRINA PARA EL PROYECTO JOURVIE

App contra trastornos de la alimentaciónTerapia de la anorexia con el smartphone: la app Jourvie apoya a personas con trastornos alimenticios. Fue desarrollada por Ekaterina Karabasheva y el equipo ganó con ello el 1er lugar en el Premio Social Aspirina 2015.

¿Cómo surge la idea de Jourvie?

Hace algunos años, yo misma padecí de anorexia. Una parte importante de mi terapia fue llevar protocolos de mis comidas, los cuales analizaba después con mi terapeuta. Pero, obviamente, no quería llenar los formularios impresos del protocolo frente a la gente. Me resultaba demasiado penoso y a menudo los olvidé también en casa. A muchas personas afectadas les pasa lo mismo. Pero entonces, a los terapeutas les falta entonces información importante para identificar patrones de comportamiento y pen-samiento causados por la enfermedad. Sin embargo, éstos son indispensables para un tratamiento exitoso. En ese entonces aún no existían los smartphones. Por ello, tecleaba mis protocolos en el celular y los guardaba como SMS. Sólo después me di cuenta de que se podía resolver mejor.

¿Cómo se llegó a la App?

Desarrollé el proyecto en 2013, en el marco de mi tesis de maestría en ciencias de la comunicación. Para ello, hablé mucho con médicos de la Clínica Psiquiátrica Infantil y Juvenil de Charité Berlín. La con-cepción siempre se basaba en la pregunta: ¿Qué necesitan los pa-cientes, qué los terapeutas? La implementación técnica obviamente la realizó el desarrollador de software de nuestro equipo. En 2014 fundé entonces la sociedad empresarial de utilidad pública Jourvie, la cual abarca entretanto a un equipo de cuatro integrantes. Y des-de principios de 2015, la app se puede obtener gratuitamente para aparatos Android. De este modo, los pacientes pueden simplemente llevar de forma electrónica los protocolos de sus comidas. Y la app les da recomendaciones adicionales sobre cómo manejar situacio-nes difíciles, como ataques de comida. Además, los usuarios pueden guardar estrategias de motivación propias.

¿Tiene planeados perfeccionamientos?

Sí, porque cada vez más terapeutas y asesores de la alimentación preguntan cómo pueden usar Jourvie. Estamos desarrollando ahora no sólo una versión para iPhone, sino también un software que serviría como plataforma para el intercambio de datos directo entre el paciente y el terapeuta. Una versión de prueba se encuentra tra-bajando ahora. Además, los usuarios, interesados e investigadores aportan constantemente nuevas ideas. Por ejemplo, muchas perso-nas afectadas desean imágenes, videos o música motivadores.

¿Cómo se organiza el trabajo como iniciativa de utilidad pública?

Una base importante fue nuestro lugar de trabajo en el Social Impact Lab en Berlín. Ahí pudimos trabajar en la fase inicial y establecer redes y hacer intercambios con otros fundadores y empresas sociales. Nuestro equipo sigue desarrollando la idea per-manentemente, aunque lamentablemente no lo podemos hacer de tiempo completo. Dependemos de subsidios y apoyos. En el futuro,

el financiamiento se realizará más a través de proyectos de investi-gación y los seguros médicos.

¿Qué significa el premio para su proyecto?

El dinero del premio lo utilizaremos para perfeccionar la app. Pero el premio también nos abre puertas: el nombre Bayer ayuda mu-chísimo a incrementar el interés en nuestro proyecto también en las instituciones profesionales. Por ejemplo, en julio expusimos con la Bayer Science & Education Foundation en la IdeenExpo 2015 en Hannover. Además, logramos establecer contactos importantes, por ejemplo, con la red de competencia de la obesidad.

¿Cuál es el panorama con socios cooperadores de la investigación y la medicina?

Charité Berlín sigue siendo nuestro socio más importante de la terapia y la ciencia. En este momento también planeamos con otra clínica un proyecto de investigación, para verificar científicamente los resultados de la terapia con Jourvie. En ello comparamos dos grupos que son tratados con y sin el apoyo de la app. Con los resul-tados queremos convencer de Jourvie a los seguros médicos y otros socios potenciales.



Obstruido: Un trombo de glóbulos rojos e hilos de fibrina (grises) obstruye un vaso sanguíneo. Como se observa en la foto del microscopio electrónico de barrido, se ha detenido el flujo sanguíneo. Mientras que un coágulo de este tipo se desea en caso de lesiones, puede ser letal en caso de generarse por error.

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INVESTIGACIÓN DEL GENOMA PARA NUEVOS MEDICAMENTOS PLANEADOS CONTRA LA TROMBOSIS

La trombosis - la formación de coágulos en los vasos sanguíneos puede ser poten-cialmente mortal: un peligro para la salud que puede afectar casi a cualquiera, pues si un trombo de este tipo llega al corazón, al cerebro o al pulmón, se tiene el riesgo de un infarto, un evento vascular cerebral o una embolia. La causante de los peligro-sos coágulos es nuestra propia coagula-ción - una cadena de procesos altamente compleja, en la que participan más de 30 proteínas. Normalmente, el sistema nos protege así de un desangrado, pues cierra las heridas con una costra fina.

Mayor riesgo de trombosis para enfermos, personas de edad avanzada y embarazadas

Pero no siempre se combina de manera óptima el equipo finamente acoplado en-tre sí, integrado por factores de coagula-ción, proteínas, sustancias mensajeras y plaquetas: “Corren un riesgo particular las personas de edad avanzada y aquéllas con enfermedades concomitantes tales como diabetes, arteriosclerosis o función renal limitada. También los cambios hormona-les durante el embarazo o las operaciones, aumentan el riesgo de trombosis”, explica el Dr. Volker Laux, responsable de Investi-gación Acute Care de Bayer HealthCare en Wuppertal. Por ello, junto con su equipo, el investigador busca nuevas formas para proteger mejor a determinados grupos de riesgo de los peligrosos coágulos.

Para ello, colabora estrechamente con la Dra. Kirsten Leineweber, responsa-ble del departamento de Disease Geno-mics de Bayer HealthCare en Wuppertal. Su equipo busca en la herencia genética humana, relaciones entre determinados genes y las enfermedades. “Mientras

mejor comprendamos la combinación de genética individual, trombosis y en-fermedades concomitantes, podremos desarrollar terapias más eficientes”, ex-plicó la Dra. Leineweber. Por ello, peina el genoma en busca de factores de riesgo especiales: características que aumentan la predisposición de una persona a de-sarrollar una enfermedad, por ejemplo, el riesgo de trombosis. Para ello, los in-vestigadores comparan datos clínicos de pacientes. “Analizamos, por ejemplo, si las personas que tienen una determinada característica genética, una así llamada variación - o combinaciones específicas de variaciones -, también presentan un

mayor riesgo de una enfermedad”, dijo la Dra. Leineweber. “Esto lo hacemos pa-ra cada una de las hasta diez millones de variaciones. La computadora trabaja a marchas forzadas.” En la masa de da-tos, su equipo también busca relaciones entre factores hereditarios y trombosis.

Los análisis genómicos en la computadora ayudan en la prevención

Dichos análisis se pueden utilizar para, en el futuro, asesorar mejor a los pacientes: “El perfil de riesgo de un paciente con evento vascular cerebral muestra motivos

Un nuevo factorInvestigación en el laboratorio y en la computadora: investigadores de Bayer colaboran estrechamente en un equipo interdisciplinario, para desarrollar nuevas opciones en la terapia de la trombosis. Un nuevo esquema: el factor de coagulación sanguínea XI.

En intercambio para los pacientes: la Dra. Kirsten Leineweber, directora del departamento de Disease Genomics de Bayer HealthCare, y el Dr. Volker Laux, director de Investigación Acute Care en Bayer HealthCare, debaten sobre posibles variantes en el sistema de coagulación humano.

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Investigación de la trombosis MEDICINA


como trastornos en el ritmo cardíaco que llevaron al evento. Se puede buscar enton-ces una prevención controlada en estas personas, para evitar un nuevo incidente“, dijo la Dra. Leineweber. A su vez, también es posible analizar factores de riesgo para,

por ejemplo, una debilidad en los vasos, pues si los conductos de la sangre son sensibles, se pueden reventar las venas pequeñas en el estómago, el intestino o el cerebro y sangrar hacia el tejido circun-dante. De este modo, la genética puede ayudar a estimar tanto los beneficios co-mo también los riesgos potenciales de los agentes terapéuticos.

Los nuevos anticoagulantes orales mejoraron la prevención de la trombosis en los pasados años claramente por enci-ma del estándar terapéutico vigente. Aun así, los investigadores quieren estudiar nuevos mecanismos de acción que, en comparación con las terapias existentes, puedan mejorar adicionalmente el benefi-cio y el riesgo. Por ello, los investigadores de Bayer siguen buscando nuevas opcio-nes terapéuticas para los pacientes con trombosis. El Dr. Laux y su equipo - apo-yados por los investigadores genéticos y los bioinformáticos - ya han encontrado

un nuevo punto de ataque en la coagula-ción sanguínea: “La compleja cascada está controlada por factores que promueven e inhiben la coagulación. Queremos tra-bajar ahora controladamente en el factor de coagulación XI o, simplemente, FXI”, indicó el Dr. Laux. Fue un apoyo para este esquema un análisis beneficio-riesgo en el que participaron la Dra. Leineweber y su equipo. Para ello, analizaron detalla-damente los datos genéticos de pacientes con un defecto congénito del factor XI.

El defecto congénito del FXI está relacionado con la trombosis

En ello se pudo confirmar: “Las personas con un nivel de FXI elevado en la sangre padecen de un evento vascular cerebral, trombosis o embolia pulmonar con una frecuencia por encima del promedio“, explica la Dra. Leineweber. En cambio, las

Trabajo en equipo hasta el objetivo: el Dr. Imke Meyer, Manfred Schumacher, el Dr. Volker Laux, Julia Straßburger y Manuela Vögler (de izq. a der.) desarrollan conjuntamente en el laboratorio de Bayer HealthCare en Wuppertal nuevos métodos para ayudar a los pacientes con un riesgo elevado de trombosis.

30 proteínas

Más de

distintas participan en la coagulación sanguínea.

Fuente: Colman et al.

MEDICINA Investigación de la trombosis


Si se desprenden partes de un coágulo sanguíneo en una vena - llamado tromboembolia venosa -, dichas partes pueden desplazarse hasta el pulmón. La consecuencia: una embolia pulmonar, en la que la sangre ya no puede absorber oxígeno. Cada tercer paciente con una tromboembolia venosa desarrolla también una embolia pulmonar. En una cuarta parte de los casos, ésta produce la muerte repentina.

Cuando un coágulo sanguíneo llega al cerebro puede producir un evento vascular cerebral y, con ello, la muerte de células cerebrales. La consecuencia: graves discapacidades que, dependiendo del tamaño de la zona afectada, también pueden tener un desenlace fatal. En los EE.UU., cada 40 segundos una persona sufre un evento vascular cerebral y cada cuatro minutos fallece un paciente por sus consecuencias.

En un infarto cardìaco un coágulo sanguíneo bloquea un vaso cardíaco. La consecuencia: una parte del músculo cardíaco recibe demasiado poco oxígeno y nutrientes. También esto es en muchos casos potencialmente letal: 15% de los pacientes muere por las consecuencias del infarto cardíaco. En los EE.UU., cada 43 segundos una persona sufre un infarto cardíaco, uno de cinco permanece inicialmente desconocido.

Embolia pulmonar Evento vascular cerebral Infarto cardíaco

Coágulo sanguíneo

Pequeño coágulo, gran peligro: Si se desprende un trombo en un vaso sanguíneo pequeño (foto izq.) y se sigue desplazando a vasos sanguíneos que abastecen de oxígeno al cerebro, se puede generar un evento vascular cerebral. Para descubrir oportunamente otros coágulos, los neurólogos como el Dr. Holger Poppert pueden inspeccionar con mucha exactitud, con la ayuda de un aparato de ultrasonido, por ejemplo, la arteria carótida de sus pacientes.

Coágulo con riesgo letalLos coágulos sanguíneos pueden ser responsables de una serie de enfermedades graves y potencialmente letales. Dependiendo de hacia dónde se desplace el trombo, se ven afectados distintos órganos:



Arte molecular: En las personas saludables, al lesionarse un vaso sanguíneo se forma provisionalmente una fina red de hematocitos, plaquetas y moléculas de proteína. Cierra provisionalmente la herida.

Vía libre: Los trombos potencialmente letales que obstruyen importantes vasos sanguíneos en secciones largas se deben retirar mediante intervención quirúrgica. La así llamada tromboectomía es un procedimiento relativamente cuidadoso que vuelve a desobstruir los vasos sanguíneos. Para ello, los médicos utilizan la representación con rayos X de los vasos.

El líquido solidificaSi se lesiona un vaso sanguíneo, se acumulan determinadas células, llamadas plaquetas, en la zona de la herida y la cierran provisionalmente. Simultáneamente inicia una reacción en cadena que lleva a la coagulación sanguínea: sobre el tejido lesionado se genera una fina red molecular en la que las plaquetas y otras células forman un trombo que cierra la herida. En una persona saludable, un equilibrio finamente regulado entre factores que promueven e inhiben la coagulación, se encarga de que no se genere un coágulo sanguíneo en el lugar incorrecto - y que se vuelva a disolver después del cierre exitoso. Si este balance se trastorna, también se pueden formar trombos en los vasos sanguíneos y obstruirlos.

personas que no forman el FXI desarrollan trombosis con una frecuencia considera-blemente menor que el promedio de la población. Sin embargo, simultáneamente se encontró que no padecen con mayor frecuencia de sangrados espontáneos. “Mediante una inhibición controlada del FXI, esperamos alcanzar un efecto an-titrombótico sin el riesgo de sangrados espontáneos“, dijo el Dr. Laux.

Bloqueo del factor de coagulación XI: se prueban tres opciones de terapia

Con esta información presente, los cientí-ficos empezaron a investigar tres esque-mas distintos de inhibición del FXI. Un esquema está dirigido a impedir la for-mación de FXI ya desde el hígado. El can-didato de desarrollo es un oligonucleótido

de ingrediente activo antisense que des-cubrieron y desarrollaron científicos de la empresa asociada Isis Pharmaceutical con sede en los EUA. Bayer e Isis celebraron un convenio de licencia exclusiva sobre su desarrollo y comercialización. Actualmen-te se está probando en estudios clínicos de fase II, con pacientes con enferme-dades renales en el estadio terminal, los cuales reciben diálisis sanguínea. El plano


“Nuevas opciones de terapia”

¿Qué hace que el factor XI sea un objetivo muy prometedor?

El esquema del FXI podría ofrecer aun más protección contra sangrados no deseados que todos los medicamentos antitrom-bóticos hasta el momento disponibles en el mercado.

¿En qué basa esta esperanza?

En algunos grupos de población ocurre con relativa frecuencia un defecto congénito de factor XI. Sin embargo, causa sólo ligeros trastornos en la hemostasia en un pequeño porcentaje de estas personas. La mayoría de ellos vive sin enfermedades caracteri-zantes ni trastornos de sangrado. Por lo tanto, era evidente que el bloqueo de la actividad del FXI - o el impedir su activación - po-dría tener efectos positivos para los pacientes. Los estudios preclí-nicos con animales sustentan claramente esta hipótesis.

También desarrollan anticuerpos junto con Bayer.

En mi opinión, un anticuerpo anti-FXI de acción un poco más prolongada, tiene perspectiva de convertirse en un esquema nuevo y extremadamente efectivo, pues, por lo regular, los an-

ticuerpos actúan de forma selectiva en su estructura objetivo. Pueden diferenciarse mucho entre sí y, de este modo, actuar en distintas partes de la molécula de FXI. Con ello, también puede ser distinto el perfil de seguridad clínico de distintos anticuer-pos anti-FXI. Por lo tanto, los anticuerpos podrían abrir nuevos mercados en la medicina de urgencias cardiovasculares, a saber: en eventos vasculares cerebrales, infarto cardíaco y coagulopa-tía de consumo.

¿Qué experiencias ha hecho en la colaboración con Bayer?

El trabajo desde hace varios años con el equipo de desarrollo de anticuerpos en Wuppertal, San francisco y Berkeley fue una muy buena experiencia personal y también formativa. Además, conocí a muchos otros excelentes científicos y clínicos en Bayer, de quie-nes aprendí mucho sobre el desarrollo de medicamentos.

research habló con el Dr. Andras Gruber, CEO de Aronora Inc., sobre el futuro de la terapia antitrombótica. Aronora se ha enfocado en la investigación de nuevos tratamientos de la trombosis y también coopera con Bayer.

de construcción del FXI está almacenado en la herencia genética de las células y se copia en caso necesario. El ingrediente ac-tivo antisense se enlaza controladamente al ARN que se traduce en la proteína FXI. Con el enlace del ingrediente activo anti-sense al ARN, en la célula se desencadena un proceso que tiene como consecuencia la descomposición del ARN. Con ello se interrumpe la producción de FXI. “Esto podría ser adecuado para un tratamiento a largo plazo”, señala el Dr. Laux. Con ba-se en estos resultados muy prometedores, recientemente se llevó al anticuerpo a las pruebas clínicas de fase I.

En su segundo esquema para la in-hibición del FXI, los investigadores de Bayer colaboran con expertos de la em-presa biotecnológica estadounidense Aronora en Oregón, que también es parte del Bayer CoLaborator en San Francisco. Así desarrollaron un anticuerpo especí-fico que actúa sobre la forma activada

del FXI: el así llamado factor XIa o FXIa. El anticuerpo FXIa ya muestra resultados muy prometedores en estudios preclíni-cos. “Incluso con dosis muy elevadas del anticuerpo no hemos observado san-grados hasta el momento”, resume el Dr. Laux. Debido a los resultados alentado-res en la fase preclínica, el anticuerpo se transfirió recientemente a la fase I de las pruebas clínicas.

Además del ingrediente activo anti-sense y del anticuerpo FXIa, los investi-gadores de Bayer también trabajan en el descubrimiento de pequeñas moléculas de ingrediente activo químico como ter-cera forma de terapia potencial para blo-quear el FXI. A diferencia del caso de las grandes moléculas biológicas, las cuales deben administrarse mediante inyec-ciones subcutáneas o intravenosas, una pequeña molécula química quizá podría administrarse por vía oral. Después de resultados tempranos muy prometedores

en estudios preclínicos, se hizo avanzar ahora a un primer candidato a ingre-diente activo en forma de una pequeña molécula a la fase clínica I.

Los investigadores de Bayer utili-zaron el análisis de datos genéticos de pacientes con un defecto congénito de FXI como base para estudiar el FXI como nuevo punto de ataque en el proceso de la coagulación sanguínea. Tres esquemas de tratamiento distintos se encuentran ahora en el desarrollo clínico y deben acreditarse en el paciente. La Dra. Lei-neweber resume: “La cardiogenómica es un nuevo campo muy prometedor en la investigación farmacéutica. Esperamos descubrir en el futuro otros puntos de ataque terapéuticos para enfermedades cardiovasculares.”

www.research.bayer.de/thromboseMás información sobre el tema

Andras Gruber



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El paciente lleva en el cuerpo pequeños sensores llamados wearables. Miden las 24 horas las funciones del cuerpo tales como pulso y presión sanguínea. En las personas con enfermedades cardíacas, un parche en el pecho 1 supervisa constantemente la función cardíaca. Y los pacientes pulmonares verifican con un espirómetro 2 periódicamente su función pulmonar. Con medidores de movimiento 3 , se puede entender además qué tan activo es el paciente en la vida diaria. Una mayor actividad también podría proporcionar entonces indicios de que un nuevo medicamento está actuando. Los aparatos recolectan la información en situaciones cotidianas y no sólo reproducen una situación momentánea, como en el caso, por ejemplo, de una auscultación en el consultorio del médico o en el centro del estudio.

E-HEALTH: LA ALTA TECNOLOGÍA MEJORA EL DESARROLLO DE MEDICAMENTOS

Monitoreo móvilSensores precisos registran los latidos del corazón y cuentan los pasos - las 24 horas del día. El paciente normalmente no lo siente, porta los pequeños sensores en el cuerpo en su vida cotidiana. Y dispositivos de mano como el espirómetro miden el funcionamiento de los pulmones. Todos estos sensores recolectan datos valiosos que también pueden mejorar el desarrollo de nuevos medicamentos: médicos y científicos del área de Medicina Experimental Cardiovascular de Bayer HealthCare utilizan distintas tecnologías innovadoras de sensores, por ejemplo, en la realización de estudios clínicos. Con la ayuda de los sensores se pueden seleccionar de manera todavía más controlada los pacientes adecuados para estudios clínicos y en el transcurso del estudio, la efectividad y seguridad de los nuevos medicamentos se pueden supervisar mejor. Así, los expertos pueden ajustar la terapia de manera óptima a las necesidades individuales del paciente.


En centros con personal diurno y nocturno, personal técnico en medicina observa los datos que se generan. Si empeora el estado de un paciente, puede ser atendido en poco tiempo: por ejemplo, dependiendo de la situación, se puede notificar al médico tratante o el paciente recibe la información de ajustar el tratamiento en coordinación con su médico. Si, en cambio, ninguna de las funciones corporales presenta alguna anomalía, no se molesta al paciente en su vida diaria.

La seguridad de los datos tiene máxima prioridad: toda la información de los pacientes está codificada en bancos de datos centrales certificados.

La información obtenida a través de wearables y dispositivos manuales se puede utilizar para mejorar terapias: los muchos datos comparativos - por ejemplo, acerca del efecto de un medicamento en un grupo de pacientes - permite ajustar aun mejor la terapia de los distintos pacientes a su perfil individual de enfermedad y a su situación de vida.

Una estación de base, por ejemplo, un smartphone o tablet, recolecta los datos y los hace llegar codificados a un banco de datos. En el marco de un estudio clínico, por ejemplo, de este modo se lleva junta de manera continua toda la información de todos los sujetos de estudio.

www.research.bayer.de/ehealthMás información sobre el tema

Tecnologías para la saludHacer que el uso de la moderna tecnología de sensores tenga mayor valor informativo y optimizar las terapias a futuro, es el objetivo de los científicos en el área de Medicina Experimental Cardiovascular de Bayer HealthCare. “Junto con empresas tecnológicas, buscamos posibilidades de utilizar sensores innovadores en futuros estudios clínicos. Con ello esperamos ajustar las terapias de forma aun mejor a los pacientes individuales”, explica el Dr. Frank Kramer. Su colega, el Dr. Wilfried Dinh, complementa: “Los valores medidos recabados continuamente se transmiten al médico a través conexiones de datos seguras. Esto reduce el número de visitas de control necesarias al centro del estudio, lo cual le facilita al paciente la participación en estudios.” Los médicos como el Dr. Gerrit Weimann pueden supervisar así importantes parámetros de funcionamiento, incluso independientemente de visitas planeadas y, de este modo, asegurar la seguridad y eficacia de la sustancia analizada bajo condiciones cotidianas del paciente.

E-Health MEDICINA

Transportadores voladores de polen: la canola es una fuente de alimento importante para las abejas melíferas.

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Socios en la seguridad de las abejasAceite comestible, forraje, proveedor de energía y campos para abejas - la canola es multiusos. Pero también a las plagas les gusta alimentarse de la oleaginosa y afectan las cosechas. Por ello, los agricultores necesitan ingredientes activos efectivos para proteger sus campos, sin que ello ponga en riesgo a animales benéficos, como las abejas melíferas. Un estudio ordenado por Bayer analizó un agente fitosanitario cuya compatibilidad con las abejas se discute constantemente de forma controvertida.

FORTALECER LA COOPERACIÓN ENTRE AGRICULTORES Y APICULTORES

Los cultivadores de canola se encuentran actualmente ante un gran reto: deben proteger sus campos amarillos de los insectos voraces, pero para ello cuentan con ca-da vez menos agentes, pues en 2013 la Unión Europea limitó el uso de los desinfectantes habituales hasta ese momento en cultivos atractivos para las abejas. El motivo para la prohibición de uso es la sospecha que, en opinión de las autoridades, no ha sido despejada por completo la posibilidad de que estos agentes pueden dañar a ani-males benéficos en una medida inaceptable, en especial a importantes polinizadores como las abejas melíferas o silvestres y los abejorros. Por ello, los agricultores en la UE sólo pueden utilizar ahora de manera limitada este buen desinfectante, el cual reemplaza las aplicaciones pulveri-zadas que cubren la superficie.

Hace apenas unos años, la situación era otra: los campesinos contaban con instrumentos suficientes para mantener las plagas controladas y registrar bue-nas cosechas, ya que precisamente los desinfectantes insecticidas como los neonicotinoides forman un cuadro de protección eficiente para las jóvenes semillas ger-minadas particularmente propensas a las plagas: como desinfectantes, se depositan sobre las semillas como una cubierta delgadísima. Las raíces de los brotes que se van desarrollando absorben el ingrediente activo y, de este modo, protegen a la canola, el maíz y otros cultivos de ser alimentos de insectos en esta sensible fase inicial. Este uso controlado del ingrediente activo proporciona una protección óptima directamente en la semilla.

Sin los agentes protectores eficaces, los campos de canola están desamparados frente a las plagas

La alternativa restante son sobre todo los piretroides que los agricultores tienen que aplicar en el campo poste-riormente, como aplicación pulverizada para cubrir las superficies: “Sin embargo, sin el apoyo de los desinfec-tantes neonicotinoides, tenemos que aplicarlos con mucha mayor frecuencia que antes”, dice Jörg Thieß, director de

la Cooperativa Agrícola Alemana Groß Niendorf e.G. Esto no sólo es trabajoso y genera gastos más elevados para el agricultor, sino que también implica el riesgo de desarrollo de resistencias. A esto se agrega: “Las aseveraciones en cuanto a si los neonicotinoides efectivamente dañan a las colmenas, son actualmente muy contradictorias”, señala el Dr. Holger Kersten, asesor agrícola independiente en materia de fitosanidad. El ingeniero agrónomo explota él mismo, entre otras cosas, campos de canola y tiene tam-bién colmenas propias.

Por ello, Bayer ordenó uno de los mayores estudios en el mundo para aclarar las posibles repercusiones en colmenas en campiñas de uso principalmente agrícola. El objetivo: analizar con fundamento científico y bajo con-diciones prácticas agrícolas reales, si se pueden combinar entre sí la protección a los polinizadores y la fitosanidad. Para el estudio de campo se seleccionó el estado federa-do de Mecklenburg-Vorpommern: ahí se cultiva canola invernal en alrededor de una cuarta parte de la superficie cultivable total. Cada hectárea produce anualmente cuatro toneladas de canola. El año 2014 arrojó la cosecha récord de 1.1 millones de toneladas de canola. Pero sin los insec-ticidas disponibles hasta el momento para la protección de los gérmenes de canola emergentes, en el otoño de 2014

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Las abejas melíferasdeben acudir a cerca de dos millones de flores para producir medio kilogramo de miel.

Dr. Richard Schmuck, Environmental Safety, Bayer CropScience

“Los neonicotinoides son seguros si se utilizan adecuadamente”.

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las plagas como la pulga de la canola y la pequeña mosca de la col, tuvieron que combatirse con aplicaciones pul-verizadas. Éstas no son suficientemente eficaces en todos los casos, con la consecuencia de que algunos gérmenes de canola tuvieron que derribarse y se tuvo que replantar trigo. “Si el estudio demuestra que el desinfectante efecti-vamente es inofensivo para las colmenas, es indispensable que lo podamos volver a utilizar”, dijo el Dr. Kersten.

Los apicultores y agricultores pueden ocuparse conjuntamente de la salud de las abejas y plantas

“En el mismo sentido también queremos seguir fomen-tando el diálogo entre apicultores y agricultores”, dijo el Dr. Richard Schmuck, responsable en Bayer CropScience de la evaluación de seguridad ambiental de agentes fito-sanitarios, pues sólo si se comprenden mutuamente los

intereses de agricultores y apicultores se puede proteger a largo plazo el bienestar de las abejas y asegurar el ren-dimiento de las cosechas. El objetivo de la consideración mutua también incluye, por supuesto, que las acciones necesarias para la protección de plantas de cultivo sean lo suficientemente compatibles con las abejas. El resulta-do del estudio en Mecklenburg-Vorpommern da motivo a expectativas: “Los investigadores no encontraron efectos nocivos en las especies de insectos analizadas.” Con base en estos resultados, el experto de Bayer, Dr. Schmuck, res-ponsable para la evaluación de la seguridad de las abejas, llega a la conclusión de que “la protección eficaz de las plantas y las abejas son compatibles entre sí.”

El estudio encargado por Bayer fue diseñado y rea-lizado por el Instituto de Apicultura en Oberursel, la empresa belga IPM Impact, especializada en el comba-te integral de plagas y cuestiones de polinización, y un equipo experimentado de ecólogos de campos de culti-

Vista desde afuera: Martina Flörchinger (foto izquierda), trabajadora de tier3 solutions, cuenta por la noche las osmias hembras que en sus cajas de nidos especialmente construidas pernoctan en sus tubos. Entretanto, su colega el Dr. Fred Heimbach (foto derecha) inspecciona las cajas de abejorro en el campo de canola.

Los abejorrostambién forman parte de la familia de las abejas. Algunos de ellos sacuden las flores semicerradas - por ejemplo, de jitomate, berenjena y arándano - sacudiendo así el polen de su funda.

Abeja silvestre ayudando: las abejas cortadoras de hojas están difundidas casi en todo el mundo y polinizan, por ejemplo, la alfalfa y la lavanda.

Ancho de banda de las abejasSi bien la abeja melífera es la especie de abeja más popular, alrededor de 20,000 a 30,000 especies adicionales zumban alrededor del planeta. Estas abejas silvestres se diferencian en parte marcadamente entre sí: por ejemplo, prefieren otras flores y vuelan a ellas en distintos horarios. De este modo, polinizan determinadas plantas de forma incluso más eficiente que sus familiares domesticadas: para polinizar una hectárea de una plantación de manzanas, serían suficientes un par de cientos de hembras de osmias cornudas. Sin embargo, para el mismo trabajo se necesitarían alrededor de 10,000 obreras de la abeja melífera. Además, las abejas silvestres y los abejorros contribuyen en gran medida a la polinización de plantas de jitomate y melones. Y al néctar de las flores llegan sobre todo los insectos de lengua larga, por ejemplo, los abejorros.


El proveedor amarilloDespués de la soya, la canola es la segunda planta oleaginosa más importante y tiene en el mundo cada vez mayor demanda: para un aceite de calidad, como forraje o, sobre todo en Europa, para la fabricación de biodiesel. La producción ha aumentado casi diez veces en los últimos 40 años.

100 kg de miel...Las abejas son premiadas con el néctar que contiene azúcar, el cual utilizan para la producción de miel.

1 hectáreade canola es un poco más grande que una cancha de futbol y abastece a personas, abejas y animales útiles en el establo.

...abastecerían a dos personas de miel por toda su vida

1,600 kg de aceite...Las semillas negras de la canola constan en cerca de 40% del preciado aceite. Los dos mayores consumidores son los EE.UU. y China. Lo utilizan principalmente como aceite comestible.

... equivalen a la cantidad de aceite vegetal que 100 per-sonas ingieren por año.

2,100 kg de residuos de canola...Los residuos de canola se obtienen como producto secundario en los molinos de aceite. Sirven como forraje rico en proteína para cerdos y reses.

... abastecen de alimento a tres vacas lecheras durante un año.

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vo del instituto tier3 solutions GmbH. En ello, el equipo colaboró estrechamente con agricultores y apicultores en Mecklenburg-Vorpommern.

Al momento del florecimiento de la canola, en el en-torno de los campos de cultivo no había ningún otro cul-tivo agrícola por el que volaran las abejas. Los agricultores que participaron activamente en el estudio, entre ellos también Thieß y Kersten, cultivaron canola invernal en sus campos. Así, los investigadores pudieron hacer pruebas directamente en los campos agrícolas y no tuvieron que crear ningún diseño artificial. “Es decir, las condiciones fueron muy realistas”, explica el Dr. Fred Heimbach, Senior Expert Ecotoxicology en tier3 solutions. El ecotoxicólogo coordinó todo el estudio y sentó a todos los socios en una mesa. Los agricultores participantes prepararon el suelo para los estudios: en el verano de 2013, en un campo de ensayo de 65 km2, en un total de 800 hectáreas plantaron semillas de canola desinfectadas con clotianidina y, en un campo de ensayo también de 65 km2 plantaron semillas no tratadas en un total de 600 hectáreas. Al momento del florecimiento en la siguiente primavera, empezó el trabajo de los expertos en abejas. Colocaron un total de 95 colme-nas en el borde de los campos de canola y liberaron adi-cionalmente dos especies de abejas silvestres: el abejorro común y la osmia roja que vive individualmente. “Las tres

Las mariposasse interesan sobre todo por el néctar y menos por el polen. Con sus lenguas en parte extremadamente largas, alcanzan incluso las flores profundas, por ejemplo, de ciertas especies de orquídeas.

Experto en abejas: Sebastian Wiegand, apicultor del Instituto de Apicultura de Oberursel, inspecciona el estado de salud de las colmenas que se colocaron para el estudio en los campos de canola.

1/3 parte de todas las plantas de consumo humano dependen en un cierto grado de la polinización.

Fuente: BBCC

especies son importantes polinizadores, pero tienen ciclos de vida distintos. De este modo podemos comparar cómo repercuten eventuales residuos del desinfectante en la flor en las distintas especies de abejas”, dijo el Dr. Schmuck.

En ello, los investigadores garantizaron que los dos campos de ensayo, con 65 km2 cada uno, fueran suficien-temente grandes, que las abejas del ensayo no pudieran salir de las zonas y recolectaran su alimento principal-mente en las zonas del ensayo. Sin embargo, por otro lado las zonas del ensayo estaban una al lado de la otra, de modo que reinaran las mismas condiciones climáticas y de campo. Aparte de la canola invernal, las abejas del ensayo disponían de sólo pocas fuentes de alimento al-ternativas, como flores silvestres o arbustos florecientes. El Dr. Schmuck continúa: “Esto hizo que, sobre todo las abejas melíferas, recolectaran casi exclusivamente néctar y polen de plantas tratadas con clotianidina. De este mo-do se garantizaba en el ensayo que las abejas estuvieran expuestas al ingrediente activo en el mayor grado posible.” Después del florecimiento de la canola, los investigadores analizaron si el transporte de néctar y polen de plantas de canola tratadas con clotianidina tuvo repercusiones desfavorables en el desarrollo de las colmenas. Los exper-tos también determinaron cuánto polen de canola reco-lectaron los insectos en el período del ensayo: “La abeja melífera y el abejorro común sobrevolaron intensamente la canola. Como se conoce de la osmia roja, también en nuestro estudio la canola no le fue tan atractiva como a las otras dos especies de abejas”, resume el Dr. Heimbach.

El ácaro varroa: el enemigo principal de la abeja melífera dificulta la evaluación del ensayo

En el polen que transportaron las abejas, los expertos tam-bién determinaron posibles residuos del desinfectante: en las tres especies de abejas, las concentraciones medidas analíticamente se ubicaron en el rango de traza analítico típico para canola invernal desinfectada. “Estas cantida-des residuales típicas para la canola invernal no tienen repercusiones negativas en ninguna de las tres especies de insectos”, señala el Dr. Schmuck. Durante el ensayo, los expertos observaron detenidamente el desarrollo y el comportamiento de los animales: “Las colmenas de abejas melíferas se desarrollaron de manera perfectamente nor-mal. También la producción de miel concordó con el pro-medio”, dice el Dr. Heimbach. El abejorro común tampoco mostró ningún incidente: en los dos campos de ensayo, el número de obreras y, sobre todo, de reinas, fue el mis-mo, sin importar si los insectos recolectaron su alimento del campo de canola tratado o sin tratar. Y la osmia roja construyó sin problemas sus nidos y ocupó sus cámaras con huevos fertilizados.

Sin embargo, además de los éxitos en el estudio de cam-po, los investigadores tuvieron que tolerar también algunos reveses. Un parásito dificultó el trabajo de los investigado-


res: el ácaro varroa. Hace años que es la mayor amenaza para la abeja melífera occidental y también se reprodujo en las colmenas de los campos de ensayo. Cuando el parásito succiona el líquido corporal, la así llamada hemolinfa, de abejas adultas o larvas, transmite la enfermedad mortal y de este modo aniquila colmenas enteras. “Lamentablemente, la infestación en las abejas melíferas fue tan intensa, que no pudimos finalizar el análisis del paso por el invierno y no pudimos continuar los estudios hasta la siguiente pri-mavera”, explica el Prof. Dr. Bernd Grünewald, director de Instituto de Apicultura en Oberursel.

Para complementar el estudio de la canola en Mecklen-burg-Vorpommern, Bayer apoya otros estudios de campo de gran diseño en Alemania, Hungría e Inglaterra, realizados por un grupo de investigación internacional.

Los participantes ya observaron una repercusión positi-va de los ensayos realizados hasta el momento: “El estudio aumentó considerablemente la sensibilidad sobre el tema de seguridad apiaria entre muchos agricultores”, asegura el señor Thieß. Y esto es una base importante, también pa-ra futuras cooperaciones entre apicultores y agricultores. Por ejemplo, desde ahora vale la pena llegar a acuerdos sencillos: los agricultores pueden cuidar cuándo tratan sus campos y mover el inicio de la pulverización a las horas

MoscosAlgunos son indispensables para la producción de chocolate: sólo cuando polinizan las pequeñas flores blancas del árbol de cacao, éste produce frutas.

de la tarde, con el fin de minimizar aun más la exposición de los polinizadores. “Sólo es posible juntos. Nosotros co-mo agricultores, debemos conocer mejor a las abejas. A su vez, los apicultores deben comprender que en el cultivo de plantas útiles no podemos prescindir por completo de los agentes fitosanitarios”, indica el Dr. Kersten. En cualquier caso, los resultados del estudio hacen ser optimistas y los cultivadores de canola pueden esperar mejores épocas para sus cosechas. Y si los campos de canola se pueden proteger mejor contra los enemigos de las plantas, se asegura tam-bién una fuente de alimento importante para destacados polinizadores como las abejas melíferas. Y esto beneficia a final de cuentas a todos: tanto a los agricultores que viven del cultivo de la canola, como a los apicultores para cu-yas abejas la canola es una fuente de alimento relevante. Y también a los consumidores críticos y conscientes de la calidad, para los que es importante no sólo un manejo lo más cuidadoso posible de la naturaleza, sino sobre todo la mejora de los fundamentos de vida para abejas y otros insectos polinizadores de flores.

Flor preferida: En comparación con otras plantas útiles como el maíz, de los girasoles, las abejas melíferas recolectan polen y néctar con una frecuencia particularmente elevada.

Control de seguridad en el campoAún se desconoce, en parte, cuáles especies de abeja se presentan en qué campos agrícolas. La población de insectos puede diferenciarse de país en país en función del clima y la geografía. Por ello, Bayer apoya proyectos en distintas partes del mundo. Por ejemplo, en el corazón de Colombia, investigadores de la Universidad Nacional de Colombia recorren campos de café. Quieren encontrar qué especies de abejas vuelan a las flores de las leguminosas. Con este estudio financiado por Bayer, los investigadores quieren identificar, por un lado, a los polinizadores asociados al café y, por el otro el polen que recolectan los insectos. Algo similar sucede en Chile: el país es uno de los mayores productores de vino del mundo - la agricultura chilena vive del cultivo de los frutos de la vid. El Bee Team local estudió junto con socios si las abejas en Chile vuelan a los plantíos de uvas. El estudio se llevó a cabo para analizar si los agentes fitosanitarios pueden dañar a las abejas. El resultado: se puede decir que las abejas no se ven afectadas en lo más mínimo, ya que casi no visitan los plantíos de uva en Chile. Y también en España es importante la protección de las abejas:

junto con socios de la industria y la investigación, Bayer determina ahí en los campos de girasoles si los agentes fitosanitarios clotianidina y tiametoxam repercuten en la salud de las colmenas de abejas melíferas. El estudio de campo de gran diseño está en marcha todavía hasta la primavera de 2018.

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MULTITALENTO EN LA INVESTIGACIÓN MÉDICA

Células con futuroLas células madre son los multitalentos en nuestro cuerpo. A partir de ellas se forman todos los tipos de tejido. Esto las hace particularmente valiosas, también para el desarrollo de medicamentos: de este modo, se pueden simular órganos enteros e, incluso, modelar enfermedades. Los investigadores de Bayer buscan nuevas terapias con las llamadas células madre pluripotentes inducidas.

Trabajo limpio: Los experimentos con células vivas, como los realiza aquí la laboratorista bióloga Wibke D’Acquisto, requieren de condiciones estériles.

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En la placa de Petri, las células del músculo cardíaco se encogen a razón de segundos. La capa celular delgadísima funciona de manera similar que el órgano desarrollado - pero las células no provienen del corazón de una persona, sino de su piel. Con un truco biológico, hoy en día es posible retransformar células corporales desarrolladas, lla-madas adultas, al estado de células madre y después convertirlas en células de músculo cardíaco. “Estos multitalentos - llamados células madre pluripotentes inducidas, abreviado iPSCs por sus siglas inglés - en teoría se pueden desarrollar como cualquier tipo de célula y, con ello, como cualquier tejido - de forma similar a las células madre embrionarias”, explica el Dr. Nils Pfaff, Médico Molecular en el área de Global Drug Discovery de Bayer HealthCare. El delgado combina-do celular de las células de músculo cardíaco es en los laboratorios de Bayer una valiosa tecnología de investigación: el Dr. Pfaff y sus colegas en Wuppertal estudian en él si determinados ingredientes activos pueden alterar el ritmo cardíaco, ya que éste sería un efecto adverso potencialmente letal de un medicamento a futuro. Las iPSCs también se pueden transformar en células similares al hígado. Por ello, los equipos de investigadores en todo el mundo analizan su uso para estudios metabólicos así como para estudios toxicológicos tempranos de potenciales candidatos a ingrediente activo.

Las células madre pluripotentes inducidas se pueden transformar en distintos tipos de células

Hace pocos años, la reprogramación de células corporales adultas desató una revolución en el mundo de la investigación. Hasta ese momento, el desarrollo de una célula en el cuerpo se consideraba como fijamente establecido dado que, si bien en cada célula existe la herencia genética completa, las células de la piel o las células nerviosas ya no pueden acceder a todas las partes de la misma. “En cambio, las células madre embrionarias tienen a su disposición otras regiones específicas de la herencia genética, que les permiten for-mar todos los tipos de células y tejidos”, dice el Dr. Pfaff. Debido a su origen y a reparos éticos y morales vinculados al mismo, en algunos países está prohibida la obtención de células madre embrionarias y

su uso para fines de investigación. Tampoco Bayer tiene actividad en el campo de la investigación de células madre embrionarias hu-manas. Por ello, en los últimos años los investigadores en todo el mundo han buscado como locos alternativas y las encontraron en la tecnología de obtener iPSCs a partir de células corporales adultas.

Los multitalentos ya ayudan en la investigación de ingredientes ac-tivos: “A través de ellas encontramos indicios de puntos de partida para nuevas terapias, por ejemplo, para pacientes que padecen de determinadas enfermedades genéticas”, indicó el médico molecular. Mediante las iPSCs, los investigadores pueden obtener células de órganos que presentan los síntomas correspondientes. “Con esta técnica elegante se pueden simular enfermedades en la placa de Petri - al igual que disposiciones genéticas para enfermedades y sus efectos”, dice el Dr. Pfaff. Alternativamente, se pueden generar iPSCs con errores en la herencia genética y simular así pacientes que padecen de defectos genéticos y enfermedades. “Hasta ahora no ha-bía posibilidades de acceder a estos tipos de células tan específicos”, indica el médico molecular. “Mediante la prueba de sustancias en la célula enferma, no sólo se pueden desarrollar nuevos esquemas te-rapéuticos, sino también probar el efecto de potenciales candidatos a ingrediente activo”, complementa el Dr. Herbert Himmel, médico del área de Global Drug Discovery de Bayer HealthCare. “Podemos

Una nueva mirada: El trabajo con las llamadas células madre pluripotentes inducidas y las células obtenidas de ellas permiten a los investigadores de Bayer como la Dra. Heidrun Ellinger y el Dr. Nils Pfaff, por ejemplo, probar el efecto de candidatos a ingrediente activo en determinadas funciones celulares o simular enfermedades hereditarias en la placa de Petri.

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4 genes esclusados

se encargan de que las células cutáneas se reprogramen como células madre pluripotentes inducidas.

Fuente: EuroStemCell

Células madre MEDICINA


estudiar cómo repercuten los mismos en los canales iónicos y en la transferencia de estímulos en el corazón.” Aún no funciona esto en grandes cribados, porque no se pueden fabricar células suficientes. Pero los expertos están trabajando en estandarizar y mejorar la pro-ducción. “Las iPSCs son una fuente sumamente valiosa de material celular humano”, explica la Dra. Heidrun Ellinger, toxicóloga en el área de Biología Celular de Bayer HealthCare.

Un coctel de genes permite la obtención de las iPSCs a partir de células cutáneas adultas

Para obtener células madre pluripotentes inducidas, se reprograman, por ejemplo, células cutáneas con un coctel especial de genes: las zonas bloqueadas de la herencia genética se vuelven nuevamente accesibles, las células pasan al estado de células madre. En un se-gundo paso, en una determinada fase de desarrollo y por un tiempo definido, los investigadores agregan aditivos como factores de creci-miento. De este modo dirigen las iPSCs al desarrollo celular deseado. “Estos procesos también ocurren de manera similar en el embrión en el seno materno. Ahora intentamos imitar estos pasos en la placa de Petri”, dice el Dr. Pfaff. Para ello se desarrollaron distintos protocolos de diferenciación. Éstos describen posibles combinaciones de aditivos para obtener, por ejemplo, células cardíacas o hepáticas. Sin em-bargo, los protocolos conocidos únicamente permiten la obtención de células de órganos no maduras, las cuales no presentan aún las características de las células de órganos adultas. Por ello, los expertos de Bayer trabajan en optimizar el proceso.

“Con los cardiomiocitos, es decir, células del músculo cardíaco obtenidas a partir de las células madre inducidas, se pueden obtener desde temprano indicios en cuanto a si ingredientes activos pueden resultar peligrosos para la función cardíaca de los pacientes”, dice el Dr. Himmel. “Algunas sustancias influyen en los canales iónicos en la membrana celular. Esto puede modificar la estimulación eléctrica en el corazón y causar trastornos en el ritmo”, continuó el Dr. Himmel. Así, con la ayuda de los resultados, el Dr. Himmel puede clasificar los ingredientes activos en clases de riesgo - antes de que los mismos se prueben en modelos animales o especímenes. De este modo, se espera que las iPSCs mejoren más la estimación del riesgo de los candidatos a ingrediente activo. Por lo tanto, las iPSCs ofrecen un gran potencial sobre todo para la toxicología.

Los ensayos celulares pueden mejorar las predicciones de riesgo para medicamentos

En lo anterior, también el hígado tiene un papel central, pues se en-carga de la mayor parte de la degradación de los ingredientes activos en los medicamentos. Sin embargo, las células hepáticas reales de pacientes no se pueden multiplicar en el laboratorio. Esto limita las series de pruebas. “Además, las células hepáticas son muy distin-tas de paciente en paciente”, señaló la Dra. Ellinger. El centro de su atención se ubica en los hepatocitos que implican cerca del 80% del volumen del hígado. Con las iPSCs, estas células hepáticas se pueden generar constantemente. Por ello, los expertos de Bayer probarán si los hepatocitos obtenidos de iPSCs también se pueden utilizar

Obtener y utilizar células madre pluripotentesA partir de células madre pluripotentes inducidas - abreviado iPSCs - se pueden obtener distintas células corporales con sus propiedades características. Éstas son muy valiosas para la investigación de ingredientes activos y de enfermedades así como para la medicina regenerativa.

BiopsiaSe toman células cutáneas. Si bien contienen toda la herencia genética, sólo pueden acceder a determinadas secciones. Otras áreas están bloqueadas.

ReprogramaciónUn coctel de genes especial hace que las secciones bloqueadas de la herencia genética vuelvan a estar accesibles. Por ello, una célula madre pluripotente inducida puede utilizar toda la herencia genética.

MEDICINA Células madre


para comprobar los efectos no deseados de potenciales candidatos a medicamento. A pesar de todo, las pruebas en el organismo vivo de animales y personas siguen siendo indispensables: “En el hígado, así como en otros órganos, colaboran muchos tipos distintos de células, cuya interacción fisiológica no se puede imitar de este modo”, dice la toxicóloga. Pero también mediante el perfeccionamiento continuo de métodos in vitro se puede reducir el número de ensayos con animales necesarios en el desarrollo de medicamentos.

Para la investigación de medicamentos, las iPSCs son ya una gran ganancia. Y también para nuevos esquemas en el campo de la medi-

cina regenerativa, las iPSCs son muy prometedoras: “En el futuro, por ejemplo, podría ser posible retirar células enfermas de un paciente, repararlas después de la reprogramación en estado pluripotente y, después, trasplantar células diferenciadas de regreso en el órgano”, explica el Dr. Pfaff.

Fuente valiosa: Las células madre pluripotentes inducidas - la foto derecha muestra una agrupación de células como se ve bajo el microscopio - a menudo se dividen y, mediante la adición de factores, se pueden convertir en distintos tipos de células, por ejemplo, en células hepáticas. El Dr. Asifiqbal Kadari y la Dra. Heidrun Ellinger prueban estos procesos de transformación en el laboratorio y buscan seguirlos optimizando.

DiferenciaciónDependiendo de qué factores de crecimiento actúen sobre una célula madre pluripotente, se desarrolla a un determinado tipo de célula.

Célula nerviosa

Portadores de esperanza en la medicinaLos cultivos celulares obtenidos de este modo tienen un gran potencial en la investigación de ingredientes activos y el desarrollo de medicamentos, en la investigación de enfermedades y, a largo plazo, también en la medicina regenerativa.

Célula hepática

Célula del miocardio

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OPEN ACCESS: ALIANZA GLOBAL IMPULSA LA INVESTIGACIÓN EN EPIGENÉTICA

El secreto del interruptor genéticoEn todo el mundo, los científicos investigan la función de las proteínas clave en nuestra gerencia genética. Los llamados procesos epigenéticos son como un código genético superior y pueden causar enfermedades como el cáncer. En el Structural Genomics Consortium también se incorpora ahora a expertos de Bayer - y apoyan la investigación en epigenética junto con universidades y socios industriales. El objetivo de esta public-private-partnership es proporcionar a los pacientes más rápidamente terapias novedosas contra el cáncer y otras enfermedades.

Código de la vida: No sólo nuestros genes determinan quiénes somos. Los mecanismos epigenéticos deciden si están activos o inactivos.

Trabajan las 24 horas en cada célula del cuerpo: nuestros genes controlan todos los procesos vitales - y, a su vez, también son regulados ellos mismos: por minúsculos interruptores moleculares, pues no cada gen está activo todo el tiempo. Mediante un com-plejo proceso molecular, el núcleo celular regula cuándo y en qué medida qué genes se encienden y se apagan. El mecanismo para ello son minúsculas marcas moleculares que se aplican, se leen y se vuelven a retirar. Estos así llamados mecanismos epigenéticos también pueden contribuir a que surjan enfermedades como el cáncer: en la herencia genética de las células tumorales, a menudo se han desactivado importantes frenos del crecimiento, de modo

que las células enfermas proliferan sin obstáculo alguno. Además, los científicos suponen que los interruptores moleculares también influyen en el asma o la diabetes mellitus: “Queremos comprender mejor los procesos epigenéticos en los que se basan determina-das enfermedades. Así podemos encontrar nuevos esquemas para la investigación de ingredientes activos”, explica la Dra. Anke Müller-Fahrnow, responsable de Lead Discovery de Bayer HealthCare en Berlín. Para que ella y sus investigadores colegas puedan tener todavía más éxito en este sentido, Bayer participa en el Structural Genomics Consortium, abreviado SGC. A través de esta organización internacional no lucrativa, actualmente están

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Para que el ADN quepa en el minúsculo núcleo celular, se empaca de forma muy compacta: se enrolla alrededor de pequeñas proteínas llamadas histona. También tienen un rol en la regulación de genes.

Una marca epigenética se enlaza a la histona y modifica qué tan estrechamente se enrolla el ADN alrededor de la histona. Así se libera, por ejemplo, un gen que después puede ser leído.

proyecto patrocinado por la Iniciativa Innovative Medicines (IMI), una public-private-partnership en la Unión Europea. Junto con otros socios, los científicos investigan aquí nuevos esquemas para el desarrollo de ingrediente activo contra procesos inflamatorios.

En el consorcio trabajan de la mano la investiga-ción académica y la industria farmacéutica

Las colaboraciones SFC viven de partes: los socios deciden juntos en qué proteínas trabaja el consorcio. “Cada grupo de investigación aporta su experiencia, de modo que desde el principio seleccio-namos la proteína más prometedora“, dice la Dra. Hitchcock. Los socios proporcionan, por ejemplo, sondas químicas: moléculas pe-queñas con las que se puede estudiar la función de una proteína en el organismo. La ventaja: “Con el acceso a la red académica del SGC podemos investigar ampliamente desde temprano la función biológica de una proteína. Esto ahorra tiempo y dinero“, dice la Dra. Hitchcock.

El SGC no patenta ninguno de los resultados, sino que lo antes posible los pone a disposición del público. “Con ello, el SGC fomenta el progreso y el intercambio entre los investigadores”, señala la Dra. Ursula Egner, responsable del área de Biología Estructural de Bayer HealthCare. Así, en el futuro, los nuevos esquemas de la epigenética se implementarán más rápidamente en el desarrollo de medicamen-tos. “Al final, los más beneficiados por la publicación de los resulta-dos de investigación son los pacientes”, dice la Dra. Egner.

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Juntos hacia el objetivo: la Dra. Marion Hitchcock, la Dra. Ursula Egner y la Dra. Anke Müller-Fahrnow (de izq. a der.) impulsan el intercambio de la investigación con socios y, con ello, el desarrollo de medicamentos.

en red más de 200 grupos de investigadores de la investigación académica y ocho empresas farmacéuticas. El objetivo: investigar el modo de actuar y la estructura de proteínas clave que acoplan a los interruptores epigenéticos con el ADN. Los socios investiga-dores ponen a la libre disposición sus conocimientos en la plata-forma SGC.

“Desde diciembre de 2013, apoyamos la organización econó-micamente y mediante cuatro proyectos conjuntos de colabo-ración con contribuciones de investigación activas de nuestros laboratorios”, dijo la Dra. Marion Hitchcock, Alliance Manager de Bayer HealthCare. “En marzo de 2015, ampliamos el marco de la alianza y desde entonces también colaboramos con el SGC en un

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Central de conmutación molecularMinúsculas marcas en nuestro ADN establecen qué genes están activos o inactivos. Estos mecanismos epigenéticos hacen que un gen se pueda leer mecánicamente y, de este modo se active o no.

Cromosoma

ADNHistona Histona

Marca epigenética

El ADN no se puede leer, el gen está inactivo El ADN se puede leer, el gen está activo

Gen

Gen

Epigenética MEDICINA


Calmar el cerebro estomacalEl sistema nervioso entérico controla el proceso de la digestión. La red nerviosa regula el movimiento muscular y la producción de ácido y reacciona con espasmos o náuseas a las influencias tales como estrés. Los extractos vegetales de ibéride y regaliz tienen un efecto tranquilizante.

Controlar la producción de ácidoDemasiado ácido gástrico irrita la pared gástrica y las mucosas - pero demasiado poco, inhibe la digestión. Los extractos vegetales - principalmente de flor de manzanilla y frutos de comino - logran la porción correcta de ácido y protegen además la mucosa gástrica.

Regular los músculos gástricosPara que el estómago se pueda mover lo suficiente para procesar el bolo alimenticio, la musculatura debe estar en equilibrio. Mientras que, por ejemplo, la celidonia y el ibéride estimulan la musculatura, la raíz de Angélica o la menta proporcionan suficiente relajación.

FITOMEDICINA: LAS FUERZAS NATURALES DE LAS PLANTAS CURATIVAS

Bálsamo para el estómagoEstrés o comida poco sana o alcohol - hay tantas cosas a las que el estómago reacciona irritado. Y si su suave movimiento se detiene, vienen numerosas molestias. Una combinación de ingredientes activos de nueve plantas curativas proporciona alivio: el medicamento libre de receta Iberogast - administrado como líquido - restablece el equilibrio del estómago en trastornos complejos.

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Entrenar el esfínter del estómagoEl alimento llega al estómago por el esfínter inferior del esófago. Si es demasiado débil, llega ácido gástrico al esófago, irrita la mucosa y causa pirosis. Los extractos de plantas hacen que el músculo recupere su forma.

9plantas curativas

distintas actúan en Iberogast

Fruto de cardo mariano

Ibéride*

Hojas de toronjil

Regaliz Celidonia

Raíz de Angélica

Menta

Fruto del comino

Flor de manzanilla

* Bittere Schleifenblume

MEDICINA Plantas curativas


Blatttemperatur

Wurzelarchitektur

ChlorophyllgehaltWasserverteilung

Gasaustausch

SetupIn den vollautomatischen Gewächshäusern lassen sich Umweltfaktoren wie Strahlungsintensität, Luft- und Bodenfeuchtigkeit genau einstellen – und natürlich auch der Einfluss von Pflanzenschutzmitteln.

Der Gasaustausch am Blatt gibt Hinweise darauf, wie effektiv die Pflanze Fotosynthese betreibt.

Werden die Blätter zu heiß, leidet die Pflanze unter Hitzestress.

Infrarotlicht macht die Wasserver-teilung in der Pflanze sichtbar und zeigt so, wo sie zu welken droht.

Der Chlorophyllgehalt ist ein Indiz dafür, wie gut die Pflanze mit Nährstoffen versorgt ist.

Die Entwicklung und Verzweigung der Wurzeln geben Auskunft über Wachstum und Gesundheit der Pflanzen.

Mit innovativen Technologien sammeln die Forscher rund um die Uhr phänotypi-sche Pflanzendaten, die nach der Ernte ausgewertet werden.

Innere Werte im StresstestMithilfe von Phänotypisierungstechnologien erfassen die Experten im Crop Performance Lab subtile Veränderungen in Testpflanzen wie Weizen – zum Beispiel unter dem Einfluss neuer chemischer Substanzen. Mit den biologischen Daten schließen die Forscher auf die Fitness der Pflanze zurück. So lassen sich Rückschlüsse auf den Stressstatus der Pflanzen ziehen – und wie sich die Erträge über das Pflanzenleben entwickeln könnten.

Titelthema AGRARWIRTSCHAFT

Bayer research 29 November 2015 15

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Ist das Thorium mit dem Antikör-per-Chelator-Konjugat verbunden, kann das Medikament dem Patien-ten verabreicht werden. Der Antikörper findet den Weg zum

Tumor und bindet an spezifische Oberflächenstrukturen der Krebs-zellen. So sammelt sich der Thorium-Strahler am Tumor an.

Durch den Zerfall von Thorium wird energie-reiche Strahlung frei, die Krebszellen abtötet. Sie durchdringt nur 2-10 Zellschichten, sodass gesundes umliegendes Gewebe nicht zu stark in Mitleidenschaft gezogen wird.

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Gemeinsam gegen den TumorSpezifische Antikörper tragen ihre hochwirksame Fracht zum Tumor: Das radioaktive Element Thorium setzt so seine energie-reiche Strahlung direkt lokal an den Krebszellen frei.

Krebszelle

Tumor

Th227

Antikörper-Chelator-Konjugat

Medikament

Th227

zellen vernichten, die sich gerade nicht teilen. Das können viele Chemostatika beispielsweise nicht leisten.“ Ein weiterer Vorteil der Radioimmuntherapie: Die Antikörper finden die Tumorherde völlig selbstständig im Körper. „Sie greifen sogar sehr kleine Tu-moren an, die mit bildgebenden Verfahren noch gar nicht erkannt wurden, beispielsweise Metastasen in sehr frühem Stadium“, er-klärt Cuthbertson.

Die Forscher um Cuthbertson planen, die Technologie bei der Entwicklung neuer Krebstherapien auch mit einer Reihe anderer Arten von Transport-Antikörpern zu verknüpfen. „Der zielge-richtete Baustein des Arzneimittels, der Antikörper, lässt sich nach Bedarf austauschen. Dadurch entsteht eine sehr flexible Technologieplattform“, so der Bayer-Experte. Zum Beispiel arbei-tet sein Team daran, den Strahler an einen weiteren Antikörper zu binden, der typische, mit Brustkrebszellen assoziierte Strukturen erkennt. Cuthbertson: „Das Schlüssel element ist der Chelator.

Die Chemie, mit der wir diese kritische Komponente anfügen, ist optimiert worden und nun sehr reproduzierbar. Das erlaubt uns, eine große Vielfalt an stabilen Antikörper-Thorium-Konjugaten herzustellen.“ Cuthbertson blickt optimistisch in die Zukunft: „Ich bin überzeugt, dass Thorium-Konjugate sich in der Krebstherapie etablieren werden – gerade zur Behandlung resistenter Tumore, bei denen andere Therapien scheitern.“

Thorium-Plattform MEDIZIN


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Damit die DNA in den winzigen Zellkern passt, wird sie sehr dicht gepackt: Sie windet sich um kleine Proteine, sogenannte Histone. Sie spielen auch eine Rolle bei der Genregulation.

Eine epigenetische Markierung bindet an Histon und verändert, wie eng die DNA sich um die Histone wickelt. So wird etwa ein Gen freigelegt, das dann abgelesen werden kann.

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Gemeinsam zum Ziel: Dr. Marion Hitchcock, Dr. Ursula Egner und Dr. Anke Müller-Fahrnow (v. li.) treiben den Forschungsaustausch mit Partnern voran – und damit die Medikamentenentwicklung.

und acht pharmazeutischen Unternehmen. Das Ziel: die Wirkwei-se und Struktur von Schlüsselproteinen erforschen, die die epige-netischen Schalter an die DNA koppeln. Ihre Erkenntnisse stellen die Forschungspartner auf der SGC-Plattform frei zur Verfügung.

„Wir unterstützen die Organisation finanziell und durch vier gemeinsame Kollaborationsprojekte mit aktiven Forschungs-beiträgen aus unseren Laboren seit Dezember 2013“, erklärt Dr. Marion Hitchcock, Alliance Manager bei Bayer HealthCare. „Im März 2015 haben wir den Rahmen der Allianz erweitert und arbeiten mit dem SGC seitdem auch in einem Projekt zusam-men, das von der Innovative Medicines Initiative (IMI) gesponsert wird, eine Public-private-Partnership in der Europäischen Union.“

Gemeinsam mit anderen Partnern forschen die Wissenschaftler hier an neuen Ansätzen für die Wirkstoffentwicklung gegen ent-zündliche Prozesse.

Die SGC-Kollaborationen leben vom Teilen: Die Partner entschei-den gemeinsam, an welchen Proteinen das Konsortium arbeitet. „Jede Forschungsgruppe bringt ihre Erfahrung mit ein, sodass wir von Anfang an die vielversprechendsten Proteine auswählen“, sagt Hitchcock. Die Partner stellen etwa chemische Sonden zur Verfügung: kleine Moleküle, mit denen sich die Funktion eines Proteins im Organismus studieren lässt. Der Vorteil: „Mit dem Zugang zum akademischen Netzwerk des SGC können wir früh-zeitig die biologische Funktion eines Proteins breit erforschen. Das spart Zeit und Geld“, sagt Hitchcock.

Das SGC patentiert keine Ergebnisse, sondern stellt sie mög-lichst schnell der Allgemeinheit zur Verfügung. „Damit fördert das SGC den Fortschritt und den Austausch unter den Forschern“, erklärt Dr. Ursula Egner, Leiterin der Abteilung Strukturbiologie bei Bayer HealthCare. So werden neue Ansätze aus der Epigene-tik-Forschung künftig schneller in die Entwicklung von Medika-menten umgesetzt. „Von der Veröffentlichung der Forschungser-gebnisse profitieren am Ende vor allem die Patienten“, sagt Egner.

Im Konsortium arbeiten akademische Forschung und Pharmaindustrie Hand in Hand

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Molekulare SchaltzentraleWinzige Markierungen an unserer DNA legen fest, welche Gene aktiv oder inaktiv sind. Diese epigenetischen Mechanismen bewirken, ob ein Gen mechanisch ablesbar und somit aktiv ist oder nicht.

Chromosom

DNAHistone Histone

epigenetische Markierung

DNA ist nicht ablesbar, Gen ist inaktiv DNA ist ablesbar, Gen ist aktiv

Gen

Gen

Epigenetik MEDIZIN


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Afirmaciones prospectivasLa presente revista de investigación contiene afirmaciones de carácter prospec-tivo basadas en supuestos y pronósticos actuales de la dirección del Grupo Bayer o sus sociedades operativas. Existen diversos riesgos, incertidumbres y otros fac-tores, algunos conocidos y otros no, que pueden provocar que los resultados, la situación económica, la evolución y el rendimiento reales de la compañía en el futuro difieran sustancialmente de las estimaciones que aquí se realizan. Dichos factores incluyen los descritos por Bayer en informes publicados por la empresa, que pueden consultarse en el sitio Web de Bayer www.bayer.com. La compañía no se compromete a actualizar dichas afirmaciones de carácter prospectivo ni a adaptarlas a sucesos o acontecimientos posteriores.

Pie de imprentaEditor: Bayer AG, Corporate Brand, Communications & Government Relations, Leverkusen

Responsable del contenido: Dr. Herbert Heitmann

Dirección de redacción: Dr. Katrin Schneider

Redacción: TransQuer GmbH – wissen + konzepte, München

Asesoría científica: Dra. Birgit Faßbender, Utz Klages, Joël Kruse, Dr. Arnold Rajathurai, Dra. Julia Schulze, Dra. Katharina Jansen

Edición de imágenes: Alexandra Romero, TransQuer GmbH Frank-Michael Herzog, Medienfabrik

Diseño: grintsch communications, Köln

Textos: TransQuer GmbH – wissen + konzepte, München

Ilustraciones: páginas 9, 15, 17, 22/23, 31, 34/35, 39, 44/45, 47, 48: grintsch communications, Köln Derechos de reproducción: Bayer AG

Domicilio de la redacción: Bayer AG, Konzernpublikationen, Geb. W 11, 51368 Leverkusen Teléfono (02 14) 30-4 88 25 Telefax (02 14) 30-7 19 85 E-Mail [email protected]

Traducción al español Bayer de México, S.A. de C.V. Communications Tel.: 5728-3001 Fax: 5728-3115 [email protected]

Fecha de publicación: Febrero 2016 (Publicado en Alemania en noviembre de 2015).

Bayer en Internet: www.bayer.de

research en Internet: www.research.bayer.de

research aparece dos veces al año en los idiomas alemán, inglés y portugués. Se permite su reproducción señalando la fuente.

Los productos señalados como TM son marcas del grupo Bayer o sus distribuidores, que en muchos países están protegidas como marcas registradas.

En todos los textos de la revista, el nombre/la denominación “Bayer HealthCare” se refiere siempre a Bayer Pharma AG.

D 2910326204 ISSN 0179-8618

Infografías digitales: comprender la investigación al primer vistazo

Conocimiento claro y digital: “research” ofrece un servicio ampliado alrededor de temas de investigación relevantes del Grupo. En la página de internet www.research.bayer.com/graphics hay más de 50 infografías en inglés listas para descargarse. Así se pueden comprender mejor muchos temas y mejorar presentaciones. Además se explica cómo los químicos, biólogos, físicos y otros investigadores transforman el conocimiento en innovaciones concretas.

Aprender de forma digital e interactiva

Clase digital: los maestros y docentes tienen hoy muchas posibilidades de presentar el conocimiento y entusiasmar a los alumnos por el mismo. Con “Forschung aktuell” [Investigación actual], Bayer ofrece un servicio innovador: animaciones interactivas, infografías, excursos en video y galerías de imágenes sobre distintos temas científicos se pueden integrar a las clases mediante Whiteboard y iPad. Además, controles interactivos de aprendizaje, contenidos redactados de forma compacta e instrucciones para trabajos en grupo, transmiten la importancia de la investigación moderna para la vida diaria - e intentan así entusiasmar a los alumnos por las ciencias naturales. Encontrará más en inglés en:www.research.bayer.com/en/teaching-materials

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