oncología: terapias contra tumores · tras las huellas de las enfermedades con biomarcadores 30...

Terapias contra tumoresMovilizar las defensas propiasdel cuerpo contra el cáncer

Oncología:

Especial: Detectar moléculasLo que revelan los perfiles metabólicos sobre las enfermedades

Sistemas de prueba virtualesCon modelos por computadora hacia el ingrediente activo

Proteger los cítricosEstrategias contra enfermedad bacteriana

La revista de investigación de Bayer NúMero 28 / Julio 2015

Perspectiva 2

Noticias breves 4Entrevista con el miembro delConsejo Directivo, Kemal Malik 18

Pie de imprenta 49

MEDICINATema de la portada:Movilizar la defensa contra el cáncer Nuevo esquema de inmunoterapia 10

Juntos contra los tumores Medicina personalizada 28

Mejorar la inmunidad La estimulación de la inmunidad ayuda a los animales en la defensa contra infecciones 34

Terapias para hematocitos enfermos Esquemas para enfermedades de la hemoglobina 42

AGRICULTURALos hacedores de trigoEstrategias globales para el demandado cereal 6

SemblanzaToxicólogo de insectos Dr. Ralf Nauen 20

El Dragón Amarillo en el cultivo de naranjaEstrategias contra el Citrus Greening 44

AlgodónProtección total para fibras finas 48

EXPEDIENTEPruebas virtuales para nuevas terapiasModelos por computadora apoyanen el desarrollo de medicamentos 36

ESPECIALDecodificar patrones molecularesTras las huellas de las enfermedadescon biomarcadores 30

FUNDACIONESLas fundaciones de Bayer promuevenlas ciencias, la medicina y lainnovación social 24

Las innovaciones de Bayer han ayudado ya a millones de personas alrededor del mundo. Y actualmente somos la única gran empresa a nivel mundial que atiende simultáneamente la salud de personas, animales y plantas, pues estas especies tienen grandes similitudes: precisamente a nivel molecular, en el que actúan nuestros ingredientes activos, muchos mecanismos son comparables. Nuestra competencia central consiste principalmente en crear moléculas que influyan positivamente en estos procesos bioquímicos en los seres vivos.

En el futuro necesitaremos innovaciones más que nunca. Pero, como empresa innovadora, dependemos de la confianza y de una cultura del riesgo saludable. Necesitamos un entorno social que se muestre abierto hacia novedades, pues en muchas regiones de la Tierra, por ejemplo, las especies de cereales resistentes y de gran rendimiento constituyen un progreso urgentemente necesario. En cambio, en otros países debemos sobre todo superar retos como el cambio demográfico. Pero sólo a través de innovaciones que implementemos de forma valerosa y creativa, podemos ofrecer respuestas adecuadas a los diversos retos para nuestra sociedad. Esto es lo que significa “Bayer: Science For A Better Life”.

Como empresa de Ciencias de la Vida, sin embargo, también queremos intensificar el diálogo con el público y ayudar de esta manera a cerrar la brecha entre el significado efectivo y la percepción de las innovaciones. Esto sólo es posible mediante información, transparencia y la creación de una comprensión profunda de la innovación. Y se busca que este número de “research” contribuya nuevamente a lograrlo.

Debemos hacer más evidente el beneficio de las invenciones

Cordialmente

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

Estimadas lectoras, estimados lectores:

EDITORIAL

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Expediente: Modelos por computadora en la medicina 36

EspecialMetabolómica

Los investigadores del cáncer buscan afilar controladamente el sistema inmunológico humano, para que el cuerpo pueda proceder con éxito contra enfermedades tumorales. Para ello, empleados de Bayer como el Dr. Volker Müller (foto superior) y Charlene Becker (foto pequeña) trabajan conjuntamente en equipos con expertos oncológicos internacionales en terapias inmunológicas novedosas que en el futuro también podrían ayudar a pacientes en un estadio avanzado. 10

En el desarrollo de nuevos medicamentos, los investigadores de Bayer utilizan predicciones y pacientes virtuales mediante computadora. De este modo analizan exactamente el recorrido del ingrediente activo en el cuerpo y pueden, por ejemplo, predecir cómo influye el hígado en el efecto.

Tema de portadaMovilizar la defensa contra el cáncer

Fundaciones de Bayer 24

La Bayer Cares Foundation invierte en innovaciones sociales. La Bayer Science & Education Foundation fomenta proyectos en Ciencias de la Vida y medicina, como la iniciativa de educativa de la fundación NCL, la cual informa en escuelas sobre la demencia infantil.

Los hacedores de trigo 6

La demanda mundial de trigo crece. Investigadores de Bayer como Céline Zimmerli y Guillaume Plé (de izq. a der.) trabajan en una red global de socios en especies resistentes y de gran rendimiento.

Cítricos en riesgo 44

El Citrus Greening causa pérdidas dramáticas en las plantaciones de cítricos. Investigadores de Bayer desarrollan estrategias integrales contra la enfermedad bacteriana y el insecto que la transmite.

El Dr. Julian I. Borissoff y el Dr. Mark-Christoph Ott (de izq. a der.) analizan procesos metabólicos en organismos. De este modo detectan nuevos objetivos de ataque para medicamentos y agentes fitosanitarios. 30

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CONTENIDO

Bayer research 28 Juli 2015 1

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2 Bayer research 28 Julio de 2015

ENFOQUE

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LOS AGENTES FITOSANITARIOS ASEGURAN EL RENDIMIENTO DE LAS COSECHAS EN EL MUNDO

Investigación para campos llenosLas plantas silvestres no la tienen fácil: insectos voraces disfrutan de sus hojas y raíces, las malas hierbas compiten con ellas por los nutrientes importantes, la luz y el espacio - y las enfermedades fungosas dañan sus hojas y tallos. Esto también pone a trabajar a los agricultores: entre los pequeños agricultores en India, por ejemplo, los cuales cultivan coliflor en pocas hectáreas de superficie, cada coliflor es importante para que puedan alimentar a su familia. Por ello, investigadores de Bayer CropScience desarrollan agentes fitosanitarios innovadores, para proteger los frutos y asegurar las cosechas de los agricultores. Para ello, los científicos analizan miles de sustancias. Dietmar Kleist y Romy Peters (foto a la derecha, de izq. a der.) preparan, por ejemplo, un nuevo medio nutriente con esporas de hongos, que posteriormente se prueban en instalaciones de tamizaje automáticas en nuevas sustancias activas potenciales.

Bayer research 28 Julio de 2015 3

ENFOQUE

Después de la reorientación de Bayer, todo apunta al crecimiento: la empresa busca ampliar considerablemente los negocios de Ciencias de la Vida. En la conferencia de inversionistas “Meet Management” en marzo de 2015 en Berlín, el presidente del Consejo Directivo de Bayer, Dr. Marijn Dekkers, declaró: En el área de HealthCare, sobre todo el negocio de Consumer Care y los nuevos productos far-macéuticos lograrían marcados crecimientos hasta 2017. Además, Bayer espera progresos en los proyectos en la cartera de desarrollo. “En los campos de investigación de enferme-dades cardiovasculares y sanguíneas así como cáncer, salud de la mujer y oftalmología, que-remos ayudar a mejorar las posibilidades de tratamiento para pacientes”, explicó Dekkers. Para ello, con 2,200 millones de euros sólo en el año 2015, el Grupo invierte más de la mitad de sus gastos de investigación y desarrollo en el área farmacéutica. También en Consumer Health, Dekkers espera crecimientos considera-bles, fortalecidos por la adquisición del negocio de Consumer Care de Merck & Co, Inc (EUA.). Ahora, Bayer ocupa el segundo lugar a nivel mundial en productos libres de receta. En el

negocio agrario, la empresa se beneficia de sus productos fitosanitarios innovadores y también en el futuro planea invertir aún más en el área de CropScience e incrementar las ventas a más de 11,000 millones de euros. En conjunto, Bayer tiene en el sector de Ciencias de la Vida

excelentes perspectivas de crecimiento, gracias a su excelente know how en investigación y desarrollo, a una cartera de innovación diná-mica y a marcas sólidas. “Somos optimistas en cuanto al futuro”, resumió Dekkers.

Empresa innovadora: También en el futuro, Bayer desea desarrollar su negocio de Ciencias de la Vida y apuesta por la fuerza innovadora de trabajadores como Katja Twelker de CropScience.

Objetivos del Grupo:

Crecimiento del negocio de Ciencias de la Vida

Oftalmología:

Alianza para enfermedades de la retinaBayer HealthCare celebró con la Johns Hopkins University en Baltimore, Maryland, EUA, un convenio de cooperación por cinco años. Los socios investigarán y desarrollarán conjunta-mente terapias para enfermedades graves de la retina. “Nos da mucho gusto la cooperación con el renombrado instituto que se encuentra entre las instituciones científicas y clínicas líderes en el mundo en materia de oftalmología”, indicó el Prof. Andreas Busch, director de Global Drug Discovery de Bayer HealthCare. En el centro de la cooperación están, entre otras cosas, la degeneración macular relacionada con la edad, el edema macular diabético y las oclusiones de las venas retinianas. Los investigadores esperan llevar juntos a la clínica esquemas terapéuticos innovadores de forma más rápida.

India:

Ampliación del negocio de verdurasBayer CropScience compró a SeedWorks India Pvt. Ltd. La empresa india se especializa en el cul-tivo, la fabricación y la comercialización de semi-llas híbridas para jitomates, chiles, quimbombó y calabaza. “India está en camino de desplazar a China hasta 2028 como país más poblado del mundo. Por ello, la demanda de alimentos acce-sibles aumenta rápidamente”, señaló Joachim Schneider, director del negocio de semillas de verduras de Bayer CropScience. Con el fortale-cimiento de la empresa en el negocio indio de semillas de verduras se busca incrementar con-siderablemente la productividad y calidad de cul-tivos importantes. De este modo, Bayer quiere apoyar también la agricultura en India estructu-rada en pequeños agricultores.

Por una retina saludable: Bayer desea desarro-llar con la Johns Hopkins University terapias innovadoras para enfermedades oculares.

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En el Congreso Anual 106 de la American Association for Cancer Research en Filadelfia, Estados Unidos, Bayer HealthCare presentó nuevos datos sobre candidatos a ingredientes activos oncológicos con mecanismos de acción novedosos. Entre dichos datos se presentaron datos preclínicos sobre cinco inhibidores de bajo peso molecular así como un conjugado anticuerpo-ingrediente activo que actualmente se encuentran en la fase I del desarrollo clí-nico y actúan en distintas vías de señalización importantes para el crecimiento y surgimiento del tumor. “Hemos duplicado nuestras activida-des en la investigación del cáncer. Entre tanto,

ésta es una acentuación principal de nuestras actividades de investigación y desarrollo”, dijo el Profesor Andreas Busch, director de Bayer HealthCare Global Drug Discovery. La empresa presentó además estudios clínicos sobre bio-marcadores sobre dos candidatos en la fase II del desarrollo. En el congreso se presentaron también resultados de proyectos con socios académicos, como la National University of Singapore y el National Cancer Centre Sin-gapore. También fueron tema la cooperación con empresas biotecnológicas como OncoMed Pharmaceuticals así como los proyectos apoya-dos por la Iniciativa Innovative Medicines.

Cereal de punta: Desde hace cerca de 25 años, la cosecha récord de cebada se ubicaba en 12.2 toneladas por hectárea. Ahora lo batió un agricultor neozelandés.

El cáncer en el centro de la atención: La colaboradora de Bayer, Kirsten Steiner-Hahn analiza muestras de tumores para desarrollar nuevos esquemas terapéuticos.

Congreso Anual de la AACR:

Se presentaron nuevos datos de la investigación del cáncer

Los agentes fitosanitarios aseguran cosechas:

Cebada récordLa producción de cultivos de Bayer CropScience le ayudó al agricultor neozelandés Warren Darling a obtener el récord mundial: Darling registró 13.8 toneladas de cebada invernal por hectárea al final de la época de cosecha - un récord mundial, como lo confirmó el Libro Guiness el 15 de abril. “Los agricultores de punta como los Darlings contribuyen a que alcancemos nuestro gran objetivo de abastecer a todas las personas del mundo con suficientes alimentos”, subrayó el Dr. Holger Detje, director de Bayer Nueva Zelanda y responsable del negocio de CropScience de ese lugar. “Nos da un gusto particular que nuestras soluciones fitosanitarias innovadoras hayan protegido estas grandiosas plantas de cebada y hayan contribuido de este modo a conseguir esta cosecha récord.” La cooperación con agricultores como Darling es decisiva para asegurar el abasto de alimentos de la creciente población mundial.

Cardiología personalizada:

Fortalecer la cooperaciónBayer HealthCare amplía su alianza con el Broad Institute of MIT and Harvard: ahora, los expertos también investigarán conjuntamente genes y mutaciones causantes de trastornos cardiovasculares. Estos conocimientos se pue-den utilizar entonces para estimar el riesgo de enfermedad cardiovascular o identificar nue-vos esquemas para terapias, pues los genes de riesgo pueden influir en la tendencia a las enfermedades cardiovasculares o su gravedad.

Cooperación con GLOBALG.A.P.:

Para una agricultura sustentableBayer CropScience y GLOBALG.A.P. colabora-rán en el futuro de forma aún más intensa: los socios quieren fomentar métodos de cultivo sustentables y ayudar a los cultivadores de fruta y verdura en todo el mundo a cumplir con los estándares de certificación GLOBALG.A.P. “Muchos agricultores no tienen acceso a mer-cados de alimentos profesionales locales y globales dado que las exigentes certificacio-nes, como GLOBALG.A.P., son inalcanzables para ellos”, explica el Dr. Kristian Möller, Chief

Executive Officer de GLOBALG.A.P. Se espera que los modelos de evaluación local ayuden a facilitar el ingreso a los sistemas de asegura-miento de calidad mundiales. Los expertos de Bayer CropScience, en calidad de asegurado-res de calidad GLOBALG.A.P., asesorarán sobre todo a pequeños agricultores en cuestiones de cultivo y aseguramiento de calidad. En un siguiente paso, junto con socios de la iniciativa Bayer-Food-Chain-Partnership se desarrollarían proyectos piloto en todas las regiones.

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NOTICIAS BREVES


Selección del mayor potencial: La técnica laboratorista Claire Pons de Vincent selecciona plantas de trigo muy prometedoras. Ella y sus colegas en la estación de cultivo de trigo de Bayer en Milly-la-Forêt cerca de París, trabajan en métodos de cultivo más efectivos para el cereal.

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CON ESTRATEGIAS GLOBALES HACIA EL CEREAL DE ALTO RENDIMIENTO

Los hacedores de trigo Es el pan de cada día para una gran parte de la humanidad: el trigo. La demanda del cereal crece a pasos agigantados y, además, las cosechas en todo el mundo se ven amenazadas por condiciones climatológicas extremas y volátiles. Se buscan especies resistentes y de mayor rendimiento. Por ello, investigadores de Bayer CropScience trabajan intensivamente en el futuro del trigo, con una red global de estaciones de cultivo, instituciones de investigación y empresas asociadas.


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Las espigas doradas alimentan al mundo: el trigo es el alimento de más de dos mil millones de personas. Sus granos nutritivos son la base para el pan, la pasta, la cerveza, la pizza y también el forraje para anima-les. El cereal se cultiva sobre cerca de 220 millones de hectáreas en el mundo, consi-derablemente más que sus parientes cen-teno, avena o cebada. Pero mientras que las cosechas de trigo por hectárea se han más que duplicado desde los años 1960s, en algunas regiones las cosechas apenas han aumentado en los últimos diez años. Esto podría tener consecuencias dramá-ticas: “Si todo se mantiene como hasta ahora, no podremos cubrir la demanda de la creciente población mundial”, dice Steve Patterson, Global Crop Manager Cereals en Bayer CropScience, pues incluso en los paí-ses tradicionalmente arroceros como China y Corea, el trigo es cada vez más popular. A esto se agrega que también las canti-dades actuales de las cosechas podrían disminuir, sobre todo debido al cambio climático. “Las condiciones climáticas ex-tremas como largos períodos de sequía y precipitaciones intensas, podrían desatar una crisis en los mercados del trigo”, ex-plica Patterson. “De acuerdo con las esti-

maciones, con cada grado centígrado que aumentan las temperaturas globales, las cosechas podrían disminuir seis por cien-to.” Además, en zonas clave de cultivo se registran pérdidas en las cosechas cada vez mayores como resultado de enfermedades y malas hierbas que han desarrollado re-sistencias contra los agentes fitosanitarios habituales.

Los expertos quieren cultivar plantas más resistentes para mayores cosechas

“Sólo con acciones globales que reúnan el know how más diverso y se integren en nuevos esquemas para los agricultores, se puede asegurar el futuro del trigo”, indi-can los investigadores. Por ello, Bayer ha creado una red mundial de estaciones de cultivo propias y socios externos. Además, la empresa coopera con la iniciativa inter-nacional del trigo, la cual fue aprobada por los ministros de agricultura de los países G20 en París. “Nuestro objetivo es cultivar plantas que generen mayores cosechas bajo condiciones climáticas y del suelo locales y sean más resistentes contra los extremos del clima, enfermedades y pla-

gas”, explica Edward Souza, quien dirige la investigación de cultivo de trigo en Bayer CropScience. En siete estaciones de cultivo de plantas en total, los científicos trabajan intensivamente en el perfeccionamiento

Cereal global: El trigo crece sobre cerca de 220 millones de hectáreas en todo el mundo y se consume en 90 países. Pero, en el futuro, la demanda podría rebasar la oferta. Por ello, investigadores de Bayer buscan aumentar controladamente las cosechas con la ayuda de nuevas tecnologías.

“Las cosechas de trigo deben aumentar considerablemente para cubrir la demanda.”Steve Patterson, Global Crop Manager Cereals en Bayer CropScience

Trigo ECONOMÍA AGRARIA


del importante cereal: en Canadá, Alema-nia, Francia, Ucrania, Australia y dos en los EUA. El programa de cultivo mundial in-cluye más de 400,000 series de cultivos de prueba y 8,000 especies de ensayo selectas distintas.

Los científicos siguen varias estrategias, como el cultivo de especies híbridas parti-cularmente resistentes y rendidoras. “Éstas se obtienen cuando se cruzan dos líneas de herencia pura criadas hacia características muy específicas”, explica Souza. Las semillas

híbridas de la primera generación (F1) gene-raron cosechas considerablemente mayores que las especies madres. Para obtener estos híbridos, los cultivadores deben inhibir la formación de polen de una línea madre y esterilizarla. Si no se logra, las plantas se po-linizan ellas mismas con sus flores bisexua-les y se pierde el efecto que aumenta las cosechas”, dice Souza. Actualmente existen sólo pocos programas de cultivo híbrido F1 de trigo. Utilizan sobre todo una esteriliza-ción química que sólo está permitido utili-zarse en pocos países. Por ello, los investiga-dores de Bayer en el equipo de Souza están a favor de la esterilización genética. Para ello emplean genes de especies naturales de tri-go y especies cercanas.

Los investigadores trabajan con alrededor de 8,000 especies de trigo

“Además, estamos trabajando en combinar las características deseadas mediante proce-dimientos de cultivo y cruzamos, por ejem-plo, trigo silvestre especialmente resistente con especies modernas de alto rendimien-to”, explica Patterson. Para ello, los expertos de Bayer utilizan nuevas tecnologías que aceleran enormemente el proceso de culti-vo: „Con marcadores moleculares podemos detectar rápidamente las variantes de cruza más prometedoras y las menos prometedo-ras las podemos desechar bastante tempra-

no en el proceso“, explica Souza. Por mucho tiempo se dependía de la mirada entrenada del cultivador, el cual podía evaluar el valor de una especie mediante el crecimiento, las hojas y las raíces.

“Queremos identificar sobre todo los genes característicos del rendimiento y la resistencia al estrés biótico y abióti-co”, dice la Dra. Catherine Feuillet, quien dirige el área de Trait Research en Bayer CropScience. La investigadora del trigo se dedica desde hace diez años a una tarea particularmente delicada: quiere decodifi-car el genoma del trigo. Pero, con 17,000 millones de pares de bases, es cinco veces más grande que el genoma del ser huma-no - y mucho más complejo. Cada célula de la planta contiene tres juegos de cro-mosomas, en los que la información está guardada en varios lugares. “Por mucho tiempo, la decodificación del genoma del trigo se consideró técnicamente imposible o simplemente demasiado costosa”, dice Feuillet. Pero hay progresos sobre todo gracias a la asociación internacional de investigadores International Wheat Ge-nome Sequencing Consortium, abreviada IWGSC. Feuillet tiene una función directiva en la IWGSC, la cual cuenta con el apoyo de Bayer. “Ya logramos secuenciar el cro-mosoma más grande y de los otros 20, elaboramos bocetos burdos”, indica. Esto ayuda en el desarrollo de marcadores que podría utilizar el equipo de Souza y otros

Tesoro de conocimiento del genoma del trigo: La Dra. Catherine Feuillet y su equipo investigan secciones de herencia genética responsables del rendimiento y, de este modo, ayudan a acelerar la selección y cultivar especies de trigo mejoradas.

La historia del cerealLos hallazgos de trigo más antiguos tienen cerca de 10,000 años. Así, el trigo es, después de la cebada, el segundo cereal más antiguo de todos. Los precursores silvestres del trigo tenían, al igual que la mayoría de las gramíneas, espigas muy delgadas que se quebraban fácilmente y sus granos caían al suelo. Esto no era favorable para las cosechas. Por ello, los agricultores seleccionaron ejemplares con espigas particularmente gruesas y de este modo criaron especies cuyos granos apenas caían al momento de trillar.Las primeras especies de cultivo, espelta y farro, se sembraron inicialmente en Oriente. Eran resistentes, crecían en lugares poco rentables y se podían almacenar bien. A pesar de todas las ventajas, durante mucho tiempo el trigo fue un producto nicho. Apenas en el siglo XI, el cereal tuvo más demanda. El éxito se logró en los años 1950s: los investigadores descubrieron en las gramíneas que

crecían de forma silvestre un gen del enanismo y lo incorporaron al trigo. Las nuevas plantas fueron más pequeñas y estables y podían soportar más granos de trigo. Este conocimiento llevó en muchos países a duplicar las cosechas, entre ellos la India. Hoy se plantan en todo el mundo alrededor de 5,000 distintas especies.El trigo harinero cubre 90% de las superficies de cultivo de trigo en todo el mundo y es el ingrediente principal en pan y forrajes. También se obtiene de él almidón. La especie de cereal surgió por una cruza espontánea de farro y una gramínea silvestre.El trigo duro tiene un contenido de gluten particularmente elevado y se encuentra principalmente en pastas así como en el bulgur y cuscús. A las plantas les gusta el calor y requieren poca agua. Se cultivan principalmente en la región del Mediterráneo y en Asia occidental.

ECONOMÍA AGRARIA Trigo


cultivadores en todo el mundo. Pero para identificar los genes responsables de las características deseadas, y aislarlos, es indispensable el conocimiento de toda la secuencia genética.

“Si sabemos cuáles son los genes res-ponsables de las cosechas, podemos optimi-zar combinaciones mediante cultivo, encon-trar genes todavía mejores y modificarlos de tal modo, que incrementen la eficiencia de los procesos decisivos y aumenten las cosechas”, explica Feuillet. Por ello, todos los esquemas que lleven a una mayor di-versidad de especies, son herramientas importantes para la estrategia del trigo de Bayer. Para ello, los expertos cooperan con socios externos, entre ellos la empresa bio-tecnológica KeyGene en los Países Bajos, la organización de investigación australiana Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation y el National Agri-cultural Research and Development Ins-titute en Rumania. También participan la Universidad de Nebraska, la South Dakota State University, la Texas A&M University con su pericia en especies resistentes a la sequía, y la Kansas State University, otro centro reconocido para la caracterización y el uso de especies de trigo silvestres.

Red internacional para una estrategia efectiva del trigo

Sin embargo, las especies de alto valor solas no aseguran el futuro de las espigas dora-das: los nuevos agentes fitosanitarios más efectivos son también un componente de la estrategia de Bayer lo mismo que la es-

trecha colaboración con agricultores: “Si los productores aprovechan de manera efectiva todas las posibilidades de explotación, desde la rotación de cultivos hasta el uso óptimo de fertilizantes y agentes fitosanitarios, pue-den lograr desde hoy cosechas considera-blemente mayores”, dice Patterson. Para el desarrollo de soluciones a la medida y adap-tadas a la región, también ayuda cada vez más la tecnología digital, como sensores y cámaras en las máquinas agrícolas, los cua-

les proporcionan datos sobre suelos, conte-nido de humedad y cosechas. “Con nuevas especies, agentes fitosanitarios efectivos y una explotación óptima, las cosechas de tri-go podrían aumentar una vez más de forma considerable con el fin de cubrir la demanda de la creciente población”, estima Patterson.

Trabajo de precisión: Con una pinza estéril, se retiran estambres de una espiga de trigo (foto izquierda), para que la planta no se polinice a sí misma, sino que pueda cruzarse de manera controlada. Céline Zimmerli y Guillaume Plé (foto derecha, de izq. a der.) revisan en el invernadero cómo se comportan las especies desarrolladas bajo distintas condiciones de luz, temperatura o nutrientes.

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

Fuente: FAO Statistical Yearbook 2013

El uso del trigoEl trigo no sólo llega a nuestros platos en forma de pan o pasta. El cereal también se utiliza para la fabricación de productos industriales como biocombustible y se encuentra en forrajes para animales útiles y domésticos.

Otros

Alimentos

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Aplicacionesindustriales

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Belleza amenazadora: el cáncer de pulmón, aquí mostrado en violeta, es una de las enfermedades cancerosas más frecuentes y peligrosas. Las inmunoterapias novedosas podrían ayudar en el futuro también a pacientes en el estadio avanzado.

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INMUNOTERAPIA: NUEVOS ESQUEMAS PARA LA ONCOLOGÍA

Desatar la defensa contra el cáncerNuestro cuerpo posee un enorme arsenal de defensas para combatir con éxito a las enfermedades. Ahora, los investigadores del cáncer quieren afilar el sistema inmunológico humano de forma controlada. Para ello, científicos de Bayer HealthCare trabajan junto con expertos internacionales en oncología en inmunoterapias novedosas, las cuales ayudarían a los pacientes con cáncer a movilizar las fuerzas de su cuerpo para una lucha exitosa contra la enfermedad tumoral.


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Tema de la portada MEDICINA


En nuestra sangre, minúsculos vigilantes buscan incansablemente a los más diversos agentes patógenos. El sistema inmunológico com-bate de ser posible de inmediato a las bacterias y los virus. Para ello, la policía del cuerpo está equipada con distintos receptores con los cuales registra la superficie de todas las células y partículas con las que se topa, como si fueran pequeñas manos. Si las células defenso-

ras encuentran una estructura extraña, activan la alarma. La patrulla molecular puede identificar incluso a células deformadas y esto es lo que en estos momentos está por revolucionar la terapia contra el cáncer, pues con un nuevo esquema - la así llamada inmunote-rapia - los científicos buscan llevar que nuestro sistema de defensa pueda combatir tumores de manera independiente. Pero para ello, las células inmunológicas deben cursar primero una amplia capaci-

tación. En los nodos linfáticos, las células inmunológicas aprenden a diferenciar entre tejidos propios del cuerpo y tejidos extraños. Con las inmunoterapias, los investigadores quieren ayudar ahora a la policía del cuerpo a convertirse en una unidad de entrenamiento especial: las células defensivas deben detectar incluso células can-cerosas degeneradas de manera confiable y eliminarlas. “Uno de los campos de investigación muy prometedores en la inmunoterapia es el bloqueo del punto de control“, señala el Dr. Bertolt Kreft, director del departamento de Immunotherapy & Antibody Conjugates en la investigación oncológica de Bayer HealthCare en Berlín.

El bloqueo del punto de control quita el freno de mano del sistema inmunológico

Esto inicia en la interacción entre el cáncer y las células inmuno-lógicas, pues a través de diversas señales, el cuerpo controla por cuánto tiempo y con qué intensidad el sistema de defensa debe combatir las células tumorales o los agentes patógenos. A partir de cierto momento, señales inhibitorias se encargan de que la policía del cuerpo no actúe demasiado intensamente y ataque tejido sa-no. “Sin embargo, este sistema de seguridad propio del cuerpo es manipulado por las células cancerosas“, dice Kreft, pues también los tumores pueden emitir señales inhibitorias: con ello, inhiben el ataque de los vigilantes moleculares y se mantienen intactos. “Por así decirlo, las células cancerosas ponen el freno de mano del sistema inmunológico, así como un motor en punto muerto que no puede arrancar“, explica Kleft.

El bloqueo del punto de control elimina este bloqueo: de este modo, reactiva la defensa propia del cuerpo que entonces puede combatir el cáncer con éxito. Los médicos, investigadores y pacientes tienen grandes esperanzas en el nuevo esquema de tratamiento.

10años

Con la ayuda de inmunoterapias, el tiempo de supervivencia de una parte de los pacientes con cáncer de piel negra, metastásica podría incrementarse entretanto a más de diez años, en comparación con los diez meses de antes.

Fuente: European Cancer Congress 2013

Socios de cooperación: En el Centro Alemán de Investigación del Cáncer, trabajan Giovanni Mastrogiulio y la Dra. Yingzi Ge (foto izquierda, de izq. a der.) en el Bayer-DKFZ-Joint-Laboratory en esquemas inmunoterapéuticos. Mientras tanto, el especialista en anticuerpos de Bayer, Dr. Fred Aswad (foro derecha) analiza cultivos celulares en San Francisco.

MEDICINA Tema de la portada


¿Cómo modificará la inmunoterapia, en especial la inhibición del punto de control, la terapia del cáncer?

Yo creo que este esquema se va a establecer en los próximos años como componente fijo de la terapia del cáncer y, en muchos casos, prometerá una perspectiva real de curación. La inhibición del punto de control nos ayudará en ello a entender cómo el sistema inmu-nológico puede combatir el cáncer y qué características en el tejido tumoral son relevantes para ello.

¿Existen tipos de cáncer que respondan particularmente bien a los tratamientos?

Los éxitos más importantes se registran ciertamente en el cáncer de piel negro. Pero también en el caso de tumores cerebrales particu-larmente malignos y difíciles de tratar hemos hecho en los últimos años grandes progresos en el campo de la inmunoterapia. Con la decodificación de las características adecuadas, esperamos encon-trar también un esquema inmunoterapéutico contra tumores que, hasta ahora, se consideraban resistentes a una inmunoterapia, por ejemplo, los glioblastomas o el cáncer de páncreas.

“La inmunoterapia se va a establecer”

Michael Platten

¿Cómo se pueden controlar en el futuro los efectos adversos de la inmunoterapia?

Lo podemos lograr comprendiendo en qué pacientes es efecti-va una inhibición del punto de control y qué características del tumor son determinantes para ello. Básicamente, los inhibidores de punto de control sólo refuerzan una respuesta inmunológica pre-existente contra las células cancerosas. Si podemos utilizar controladamente estas células inmunológicas, específicas del tu-mor, ya existentes, no son de esperarse efectos adversos inespecí-ficos. Sin embargo, esto presupone que el paciente efectivamente reciba una inmunoterapia a la medida.

El Prof. Dr. med. Michael Platten es Médico Jefe directivo de Neurología en el Centro Clínico Universitario de Heidelberg y director de grupo en la neuroinmunología e inmunología de tumores cerebrales en el DKFZ. research habló con él sobre las posibilidades de las inmunoterapias.

Mano segura en el laboratorio: Los investigadores de Bayer en todas las sedes farmacéuticas alemanas ponen su granito de arena para desarrollar terapias novedosas contra el cáncer. La laboratorista bióloga Christina Scholl, por ejemplo, prepara en Colonia un ensayo con placas de microtitulación.


“Todos tenemos mucha curiosidad de cómo la estrategia de punto de control va a influir en la terapia del cáncer“, dice el Dr. Fred Aswand, responsable del grupo de Immunoprofiling, Biologics Research en Bayer HealthCare en San Francisco. Por ejemplo, el cáncer de pul-món avanzado era hasta ahora una sentencia de muerte. Pero el bloqueo del punto de control funciona en estos pacientes. Aswand: “Las personas viven considerablemente más.“ También en el caso del cáncer de piel negro y tumores en riñones o vejiga, los datos muy prometedores de los estudios arrojan una perspectiva positiva.

Se busca que el tratamiento actúe en la superficie de las células. Nuestras células inmunológicas, entre ellas los linfocitos T, están equipadas con receptores muy específicos, también aquéllos que tienen una función inhibidora. Sin embargo, muchas células poseen ligandos que pueden enlazarse exactamente a estos receptores en la superficie de la célula inmunológica. De este modo producen

una cascada de reacciones bioquímicas en la célula inmunológica, después de lo cual ésta detiene su ataque a la célula cancerosa. “El objetivo del bloqueo del punto de control es evitar justamente este enlace del inmunorreceptor y los ligandos inhibidores de las células cancerosas, y de este modo evitar que se neutralice la de-fensa del cuerpo“, explica Kreft. Como barreras minúsculas para interrumpir las señales, él y sus colegas utilizan anticuerpos. Estas moléculas de proteínas sólo se enlazan a estructuras que se ajusten exactamente a sus bolsas de enlace, como una llave en una cerra-dura. “Queremos desarrollar anticuerpos especiales que se acoplen ya sea en el ligando en el tumor o en el receptor adecuado del lin-focito“, explica Kreft el principio. Con ello, el sitio de enlace estaría ocupado y el tumor ya no podría inutilizar la célula inmunológica. La defensa del cuerpo podría seguir combatiendo el cáncer.

Búsqueda común de nuevos puntos de partida para las inmunoterapias innovadoras

Kreft y sus colegas quieren detectar el mayor número posible de estos esquemas terapéuticos. En ello, los oncólogos también colaboran estrechamente con los expertos del Centro Alemán de Investigación del Cáncer, abreviado DKFZ, en Heidelberg, para desa-rrollar inmunoterapias contra enfermedades tumorales. Además del trabajo en los laboratorios propios, los especialistas también buscan esquemas juntos en el lugar: “Nueve trabajadores de Bayer y DKFZ investigan en el Joint Lab en Heidelberg conjuntamente en el banco del laboratorio“, señala el Dr. Lars Röse, director de laboratorio en la investigación oncológica de inmunoterapia y conjugados de an-ticuerpos en Bayer HealthCare, Berlín. “Los investigadores del DKFZ son especialistas en dianas muy particulares, es decir, puntos de ataque para nuevas terapias“, indicó el biólogo. La cooperación les permite a los investigadores de Bayer el acceso a la pericia especial para desarrollar con ello nuevas terapias. “Y nosotros aportamos nuestra pericia en el desarrollo de medicamentos“, dice Röse.

Ataque contra el propio cuerpoLas células inmunológicas son dirigidas por un gran número de señales complejas. De este modo, el organismo garantiza que las células sólo ataquen a agentes patógenos o tejido corporal degenerado. En las personas que padecen de una enfermedad autoinmune, estos mecanismos de regulación no funcionan correctamente: el sistema de defensa percibe células propias del cuerpo como extrañas y las ataca. Por ejemplo, en la esclerosis múltiple, de este modo se destruye la cubierta protectora de vías nerviosas. Esto limita la transmisión de estímulos y las consecuencias van desde trastornos visuales hasta parálisis.

Vista general y detallada: el Dr. Lars Röse y el Dr. Bertolt Kreft (foto izquierda, de izq. a der.) supervisan y coordinan los trabajos de investigación de Bayer de agentes inmunoterapéuticos oncológicos. En los laboratorios de Bayer en Berlín (foto derecha), la Dra. Ervinna Pang analiza cultivos celulares humanos bajo el microscopio.


El bloqueo del punto de control:Barrera arriba para el ataque inmunológicoLos tumores como los melanomas pueden emitir señales inhibidoras y, de este modo, sofocar los ataques del sistema inmunológico. De esta circunstancia se vale el esquema terapéutico novedoso del bloqueo del punto de control: anticuerpos específicos corrigen el trastorno y permiten que el sistema inmunológico vuelva a atacar el cáncer.

3 Las células T reconocen con sus TCRs el antígeno tumoral en la superficie de las células cancerosas. Pero el tumor activa ligandos inhibidores. De este modo emite una señal inhibidora para las células T: si reacción se bloquea y ya no atacan al tumor. Aquí es donde actúa la inmunoterapia: anticuerpos específicos que se inyectan al paciente, bloquean la activación del receptor y, con ello, la señal negativa para las células T. Ahora pueden combatir con éxito el tumor.

1 En el tejido cerca del melanoma, las células dendríticas absorben antígenos tumorales y los presentan en su superficie. Estas células se desplazan por los vasos linfáticos a los nodos linfáticos.

2 En los nodos linfáticos, las células dendríticas presentan el antígeno tumoral de células T vírgenes. Éstas se acoplan con el receptor de células T (TCR) en la estruc-tura del tumor y se activan. A través de los vasos sanguíneos llegan al melanoma.

Nodos linfáticos

TCR

Melanoma

Células dendríticas

Inmunoterapia conanticuerpos específicos

TCR

Célula T virgen

Célula tumoral

Célula T activada



Una área de trabajo de la cooperación se ocupa de tumores cerebrales. “Nuestro grupo ya desarrolló un esquema dirigido de una terapia de inoculación contra una característica frecuente de los gliomas, el cual se prueba ahora en un estudio clínico”, explica el Prof. Dr. med. Michael Platten del DFKZ. El director del grupo en el área de neuroinmunología e inmunología de tumores cerebrales está convencido de que el esquema de las inmunoterapias abre muchas posibilidades. “Creo que la inmunoterapia se establece-rá en el tratamiento del cáncer.” Contrario a la quimioterapia o la radioterapia, las cuales finalizan después del tratamiento, una inmunoterapia puede tener un efecto más a largo plazo: durante la terapia, el sistema de defensa aprende cómo puede combatir permanentemente a las células degeneradas con fuerzas propias. Los linfocitos T tienen el potencial de contener el tumor y se pue-den formar células de la memoria. “Después de una terapia exito-sa, el paciente está protegido, al menos contra cambios malignos recurrentes: incluso si las células cancerosas se escondieron en el cuerpo y reaparecen, el sistema inmunológico entrenado las puede destruir”, explica Aswad.

Otra ventaja: previsiblemente, los tumores no pueden desarro-llar resistencias contra el tratamiento, a diferencia de la quimiote-rapia. “Además, los agentes citostáticos no diferencian entre lo que

es propio del cuerpo y lo que es ajeno. Atacan a todas las células que se dividan de forma particularmente rápida”, explica Kreft. Entre ellas están las células tumorales, pero también las raíces ca-pilares, las mucosas o el lecho de la uña de los dedos de las manos y pies. Esto genera los conocidos efectos adversos: los pacientes pierden el cabello, el sentido del gusto cambia, las uñas se des-prenden. “Los inhibidores del punto de control actúan con mucha mayor selectividad y, aun así, actúan en todo el cuerpo”, dijo Kleft.

Mayor calidad de vida para pacientes de cáncer durante el tratamiento

Por ello, a menudo los pacientes no necesitan, por ejemplo, de-volver con tanta vehemencia como en la quimioterapia y no se sienten tan agotados como después de una radioterapia. “Aun así, el bloqueo del punto de control no es milagroso”, resume Aswad. Al igual que casi cualquier tratamiento médico, también implica riesgos: “En ocasiones, el sistema inmunológico estimulado tam-bién se puede dirigir al tejido corporal sano. Este tipo de reacciones autoinmunes puede causar fuertes inflamaciones en el intestino, el hígado o la piel. Por ello, los pacientes deben supervisarse de forma exacta y detallada”, señaló Aswad.

¿Cuál es el objetivo de la cooperación con Bayer?

Nuestro objetivo es el desarrollo de ingredientes activos basados en anticuerpos para la inmunoterapia del cáncer. Para ello, recurrimos a dos novedosos reguladores del punto de control inmunológico des-cubiertos en Compugen. Estas nuevas proteínas participan en la in-munorregulación y se expresan en distintos tipos de cáncer tanto en células tumorales como en células inmunológicas. Al actuar controla-damente en estas proteínas con agentes terapéuticos de anticuerpos, queremos desactivar su efecto inmunosupresor en el microentorno del tumor y producir una fuerte respuesta inmunológica antitumor.

¿En qué medida se benefician de esto tanto Bayer como Compugen?

Bayer y Compugen aportan sus conocimientos científicos especiales en el campo del bloqueo inmunológico del punto de control. Y cada empresa comparte pericia y know how con la otra. En el campo muy transitado de la inmuno-oncología, una gran parte de la industria se dedica a dianas de punto de control inmunológico ya conocidas. En cambio, nosotros desarrollamos medicamentos que actúan sobre

“Apostamos por puntos de control inmunológicos novedosos”

Zurit Levine

puntos de control inmunológicos novedosos. Podrían aumentar la tasa de respuesta o ampliar el espectro de las indicaciones de cán-cer por tratar, así como fungir como fuente para combinaciones de medicamentos efectivas.

¿Cómo influirán la inmunoterapia y el bloque del punto de control en la terapia del cáncer?

El bloqueo de puntos de control inmunológicos despliega el potencial de la respuesta inmunológica antitumor de una manera que modi-ficará la terapia del cáncer desde las bases. Los anticuerpos que blo-quean el punto de control han acreditado ya impresionantes ventajas clínicas para la supervivencia a largo plazo. Con esto crece la esperan-za de que este nuevo esquema lleve a estrategias y posibilidades va-liosas en la lucha contra el cáncer. Los medicamentos de anticuerpos monoclonales, dirigidos a dianas de punto de control novedosas adi-cionales, ampliarían considerablemente la gama de aplicación de este esquema revolucionario, en especial en las enfermedades de cáncer en las que las inmunoterapias actuales no surten efecto.

La Dra. Zurit Levine es vicepresidente de Research and Discovery en la empresa Compugen Ltd. en Israel. research habló con la bioquímica sobre la cooperación con Bayer y el futuro de la terapia del cáncer.



Aun así, los científicos de Bayer están convencidos: la posibilidad es grande de que el beneficio y el potencial de la inhibición del punto de control rebasen sus riesgos. Las primeras terapias ya han sido autorizadas, por ejemplo, para el tratamiento de cáncer de piel negro metastásico. Hasta ahora, la expectativa de vida de un paciente con melanoma maligno después del diagnóstico era de seis meses. La inmunoterapia puede prolongar el tiempo de vida a dos años - con perspectiva de más. Sin embargo, los medicamentos no actúan en todos los enfermos: “Por lo regular, alrededor de 20 a 30% de los pacientes tratados en estudios clínicos responde a la terapia”, explica Kreft. Por qué tan pocos, es algo en lo que la ciencia aún no se pone de acuerdo. “Pero estamos hablando de 20 a 30% donde antes era cero”, añade Aswad.

Esperanza para enfermedades cancerosas particularmente graves

Por lo tanto, no es suficiente un esquema de inmunoterapia de pun-to de control por tipo de cáncer. Kreft: “Necesitamos una selección de métodos de tratamiento que actúen en estructuras distintas. Sólo de esta manera se pueden beneficiar cada vez más pacien-tes de cáncer. Esto es a lo que queremos contribuir.” Los científicos cooperan en todo el mundo con excelentes socios de institutos de investigación y otras empresas farmacéuticas para detectar el ma-yor número posible de puntos de ataque terapéuticos, así llamados targets, y desarrollar los anticuerpos adecuados. “Por ejemplo, la empresa israelí Compugen utiliza métodos altamente innovado-res de la bioinformática para identificar puntos de control inmu-nológicos hasta ahora desconocidos”, explica Röse. De este modo,

De forma cuidadosa y estéril: Los ingredientes activos basados en anticuerpos se fabrican bajo condiciones extra puras. El Dr. Volker Müller trabaja para ello en el Cleanbench (foto izquierda). El Dr. Heiner Apeler y Tanja Wesarg (foto derecha, de izq. a der.) se aseguran de que los anticuerpos estén limpios de otras proteínas.

Más efecto a largo plazoLa inhibición del punto de control como terapia del cáncer activa el sistema inmunológico propio del cuerpo que, entonces, ataca específicamente a las células tumorales. En ello, actúa de forma sistémica, es decir, en todo el organismo. Además, a diferencia de las terapias del cáncer tradicionales - irradiación, quimioterapia y operación - el esquema inmunológico sigue actuando una vez terminado el tratamiento.

Inicio del tratamiento

Fin del tratamiento

Evolución en el tiempo del tratamiento y duración de la acción

Actúa después de finalizado el tratamiento

Terapias del cáncer

Inmunoterapia


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

los científicos descubrieron dos nuevos targets para esquemas inmu-noterapéuticos. Los colegas de Röse desarrollan anticuerpos específicos junto con los investigadores de Tel Aviv. “En ello, nos concentramos tanto en la estructura del antígeno en las células cancerosas como también en la del receptor de las células inmunológicas“, dijo el Dr. Zurit Levine, vicepresidente de Research and Discovery en Compugen. Los candidatos más prometedores se estudian actualmente en cuanto a su eficacia en modelos celulares y de animales.

Los investigadores de Bayer y sus colegas tienen las máximas es-peranzas en el bloqueo del punto de control. Aun así, investigan una amplia gama y también trabajan, por ejemplo, en anticuerpos biespe-cíficos, abreviado BiTE (véase también research 24, “Biotecnología con sistema“). Establecen un contacto directo entre las células cancerosas y células asesinas especiales del sistema inmunológico: el puente BiTE consta de dos fragmentos que reconoce específicamente una molécula en la superficie de la respectiva célula. De este modo, las células asesinas pueden acoplarse al tumor. Después, liberan sustancias que destruyen el tejido canceroso. Actualmente, los investigadores de Bayer trabajan con la empresa biotecnológica Amgen en dos proyectos. “Estamos probando justo ahora un anticuerpo BiTE contra el cáncer de próstata en la fase clínica I“, dice Kreft. Además, sus colegas trabajan en otro anticuerpo que se utilizaría para la terapia de distintos tipos de cáncer.

Todos los candidatos a ingrediente activo se desarrollan primero para el tratamiento de un tipo de tumor. Pero en la fase clínica temprana también se prueban en cuanto a la eficacia contra otras enfermedades cancerosas. Es decir, en el futuro no sólo los melanomas se tratarían con inmunoterapia. “Probablemente se añada una docena de indicaciones adicionales“, explica Kreft. El equipo alrededor de Kreft está confiado en que las inmunoterapias se establecerán en el tratamiento del cáncer: “Las posibilidades son enormes“, dice el investigador de Bayer.

Diversidad de muestras ricas en colores: La laboratorista bióloga Claudia Kamfenkel analiza muestras de tejido en el escáner automatizado.

CONVERSANDO CON KEMAL MALIK

“Aun más espacio para la investigación en Ciencias de la Vida”

Señor Malik, Bayer será en el futuro un grupo puramente de Ciencias de la Vida. ¿Qué significa esto para la investigación?

A primera vista, por ejemplo, las diferencias entre las per-sonas y las plantas son enormes. Pero partes especiales de la herencia genética son sorprendentemente similares. Esta situación queremos aprovecharla todavía más y agrupar nuestras competencias de Ciencias de la Vida, pues las simili-tudes en los detalles moleculares de las especies más diversas ofrecen nuevos esquemas para proyectos de investigación interdisciplinarios y plataformas tecnológicas comunes. Y precisamente en esta fase temprana se pueden ver beneficia-das todas las áreas de la investigación. Por ello, en el futuro en estos proyectos haremos trabajar de forma todavía más estrecha a nuestros investigadores de Ciencias de la Vida de distintas áreas y disciplinas como, por ejemplo, química, biología, física, tecnología e informática, con el fin de aprove-char la pericia de forma interdisciplinaria.

¿Cómo se ve exactamente esta colaboración interdisciplinaria?

Un elemento importante en ello es que les daremos todavía más espacio a nuestras nuevas ideas. Por ejemplo, el área de metabolómica: un campo de investigación que, a través del análisis de fragmentos de moléculas, puede desarrollar nue-vos procedimiento de diagnóstico para enfermedades o en-contrar puntos de ataque para nuevos agentes fitosanitarios. El objetivo en ello es intercambiar el conocimiento obtenido de forma más intensiva y seguir mejorando la calidad de la investigación. Y todo en un marco que permite innovaciones y nuevas ideas - plenamente de acuerdo con nuestro lema passion to innovate, power to change.

En parte, los desarrollos muy prometedores también tienen sus inicios en empresas start-up. ¿Cómo consideran esto en su estrategia de innovación?

Correcto, incluso si nuestro departamento de investigación y desarrollo fuera el triple de grande que ahora, no podríamos aportar todas las ideas que produce el mundo de académicos y empresas start-up. Hoy en día, las empresas simplemente no pueden abarcar ellas mismas todas las áreas de la in-novación. Por ello, también apostamos fuertemente por el fomento de la cultura empresarial y de asociación, pues la cultura empresarial en las universidades y en las empresas start-up a nivel mundial es singular, no se puede replicar en una empresa.



Precisamente porque las empresas start-up son distintas, que-remos encontrar maneras para acceder a sus innovaciones. La buena colaboración es un arte, por ello queremos asegurar para nuestras habilidades de asociación un nivel de clase mundial.

¿Cómo procedería usted mismo si quisiera fundar hoy su propia empresa start-up?

Lo más importante: fundar con pasión. No se debe empezar algo sólo porque está de moda. Se debe hacer algo de lo que se esté convencido y en lo que se pueda reflejar plenamente sus habili-dades. Creo que uno de los campos de investigación más intere-santes es todo lo que esté relacionado con la herencia genética humana, pues la secuencia genómica de las personas - sin impor-tar lo individuales que seamos - sigue siendo en cerca de 99.5% igual. Sólo pocos genes incluyen diferencias en la secuencia que hacen única a cada persona. Aquí lo importante es encontrar las diferencias decisivas para utilizarlas, por ejemplo, para el desarro-llo de terapias individuales. Y los avances técnicos son enormes: hoy podemos secuenciar un genoma humano en pocos días, por alrededor de 1,000 dólares. Desde mi punto de vista, todo esto ofrece un potencial enorme para investigadores comprometidos e innovadores. Me parece particularmente interesante el poten-cial de nuevas tecnologías como el editado del ADN.

Esto lleva inevitablemente al tema de la Open Innovation. ¿Qué significa para usted?

El proyecto de hacer el proceso de la innovación todavía mejor accesible, creo que es una gran oportunidad de reunir el potencial de investigación. Nuestras iniciativas Grants4 de HealthCare, por ejemplo, ayudan en la evaluación de nuevos puntos de partida para medicamentos y terapias. Nosotros ponemos a la disposición recursos económicos, herramientas y know how y recibimos a su vez ideas innovadoras de socios académicos en las áreas de on-cología, cardiología, hematología y ginecología. Además, también apoyamos aplicaciones de software y hardware en el sector salud.

También en nuestros CoLaborators, los nuevos centros para jóve-nes empresas de Ciencias de la Vida, además de proporcionar ins-talaciones de laboratorio para empresas start-up, también apor-tamos el acceso al know how global y el equipamiento técnico de la red de investigación de Bayer. Los CoLaborators se encuentran en las inmediaciones de nuestro laboratorio de investigación farmacéutica en San Francisco y Berlín. El objetivo del proyecto es ayudar a los investigadores académicos en la fundación de sus empresas. Simultáneamente, queremos fungir como primer lugar de arranque para las empresas florecientes que busquen posibles socios de cooperación en la industria farmacéutica.

¿Existen entonces también éxitos concretos de estas cooperaciones?

En primer lugar, la colaboración con socios externos impulsa nuestra investigación en general y fomenta el pensamiento out of the box, un proceso enormemente importante para promover las innovaciones. En el área de la terapia del cáncer, por ejemplo, colaboramos muy estrechamente con el Centro Alemán de Inves-tigación del Cáncer (DKFZ) y hemos desarrollado ya de manera conjunta un candidato preclínico desde la primera idea. Planea-mos ahora llevarlo al área clínica (véase el tema de la portada

Kemal Malik es miembro del Consejo Directivo de Bayer y responsable del área de Innovación y de las regiones de Norteamérica y Latinoamérica.

“Movilizar la defensa contra el cáncer”). O considere nuestro com-promiso con la salud de las abejas. En esto se muestra muy clara-mente cómo valen la pena las cooperaciones. Estos insectos, los cuales tienen un rol importante para el aseguramiento de nuestra alimentación, tienen la influencia de los factores más diversos: la agricultura, las enfermedades, los parásitos o las condiciones climáticas extremas. Por ello, los investigadores también deben observar la salud de las abejas desde diversas perspectivas y espe-cialidades. Esto sólo lo logramos en colaboración con numerosas instituciones de investigación de abejas así como expertos en agricultura e insectos de todo el mundo. Y también en la investi-gación del trigo hemos creado una red mundial de institutos de investigación innovadores y estaciones de cultivo, entre ellos, por ejemplo, la organización nacional de investigación de Australia (CSIRO). El conocimiento recabado ayuda a desarrollar nuevas especies de trigo con características como tolerancia a la sequía, resistencia al calor o mejor aprovechamiento del abono.

Pero, en la era digital, sólo la investigación excelente en el laboratorio clásico ya no es suficiente...

Exactamente. También tenemos que dirigirnos directamente a los grupos metas relevantes, para los que - y con los cuales - hace-mos nuestra investigación, que se benefician de nuestros pro-ductos y de nosotros como socios. Justamente con la creciente digitalización, hoy tenemos muchos canales abiertos. Y con ello no sólo me refiero a las redes sociales conocidas, sino también a plataformas digitales específicas de las especialidades. Ahí pode-mos tener contacto directo con investigadores y otras empresas y, de este modo, obtener socios de cooperación y fomentar nuevas generaciones de investigadores muy prometedoras.

ENTREVISTA


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EL DR. RALF NAUEN DETECTA LAS ESTRATEGIAS DE AUTOPROTECCIÓN DE PARÁSITOS

Cuando las orugas, los escarabajos o los pulgones atacan los cam-pos y ningún agente fitosanitario puede detenerlos, el Dr. Ralf Nauen aguza el oído, pues aunque constantemente se desarrollan nuevos insecticidas potentes, los parásitos también pueden “apren-der” a degradar estas sustancias en sus organismos y se vuelven resistentes. El toxicólogo de insectos de Bayer CropScience estu-dia justamente estos mecanismos de resistencia de los insectos nocivos para las plantas. Junto con su equipo investiga por qué los ingredientes activos no pueden hacer nada contra ciertos in-sectos voraces. Entre ellos está también el escarabajo de la colza, el cual cuelga amplificado doce veces en un cartel en la oficina del experto en insectos, y es sólo uno de los jugadores contrarios de Nauen. “Existe el riesgo de grandes pérdidas en las cosechas si los agentes fitosanitarios ya no actúan contra los parásitos”, dice el biólogo. “El desarrollo de la resistencia en los insectos es hoy uno de los mayores retos en la agricultura moderna.” Durante mucho tiempo, el problema conocido en todas partes se consideró como tema sensible. Casi ningún investigador industrial quería hablar abiertamente de él. Pero Nauen promovió lo contrario: Es nuestra

responsabilidad informar al respecto“, dice el apasionado investi-gador de insectos. Por ello, para el Dr. Nauen es particularmente importante que se publiquen todos los trabajos de investigación. El experto de Bayer ya ha publicado más de 150 publicaciones cientí-ficas, las cuales han sido citadas en el mundo más de 4,000 veces, y también ha dado cientos de conferencias sobre este tema - y su forma de ser valerosa también alienta a la comunidad de la investigación: “Debido a nuestro gran efecto señalizador, muchos científicos externos se acercan a nosotros, por lo que hemos podido establecer una excelente red y obtener valiosos conocimientos“, dice el Dr. Nauen. Con este conocimiento, los científicos de Bayer pueden desarrollar nuevas soluciones para mantener acorralados a los insectos nocivos. “Hoy en día, nuestra investigación de la resis-tencia es de las primeras direcciones en el mundo“, dice orgulloso.

Del cazador de escarabajos en la infancia al apasionado investigador de insectos

Pero detrás de todo éxito se esconde un buen equipo. Es algo que al Dr. Nauen también le gusta destacar constantemente: “Sin mi equi-po bien organizado en el laboratorio, no estaríamos donde estamos hoy“, asegura. “Investigación quiere decir trabajo en equipo“, dice el doctor en biología. Pero no sólo está en contacto permanen-te con sus ocho colaboradores y jóvenes investigadores, sino que también tiene intercambio con científicos renombrados alrededor del mundo. Y el trabajo de laboratorio con su equipo es para el Dr. Nauen también un asunto del corazón, pues la investigación no es para él sólo trabajo, sino que también es parte de su pasatiempo: la naturaleza. Desde niño se interesó en los insectos y salía a cazar escarabajos. Hoy combina esta actividad del tiempo libre con otra pasión: las excursiones. “De hecho siempre estoy activo. Después de un largo día de trabajo es importante tener alternancia - cocinar junto con mi esposa, ver una película, viajar el fin de semana o reunirme con amigos“, dice el Dr. Nauen. El hecho de que el biólogo sea una persona comunicativa y que busque la cercanía con los colaboradores, es algo que se nota en el espíritu de equipo que está presente en todos lados. “No sólo tenemos muchas libertades, para organizar nuestro trabajo de investigación, sino que también nos vemos beneficiados por la experiencia y el enorme acervo de cono-cimiento en el departamento“, dice la doctorando Marion Zaworra.

Siguiendo la pista de los parásitos: Cuando un campo es atacado por el escarabajo de la colza, existe el riesgo de pérdidas en las cosechas. El Dr. Ralf Nauen lo sabe. El toxicólogo de insectos investiga entre otras cosas los mecanismos de resistencia de los parásitos.

Investigador de insectos con pasión¿Como se vuelven los insectos dañinos resistentes a los agentes fitosanitarios? Ésta es una de las preguntas para las que el Dr. Ralf Nauen de Bayer CropScience busca una respuesta. El toxicólogo de insectos investiga a los parásitos resistentes y desarrolla con su equipo soluciones que hacen más sustentable la agricultura.


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Éxito en el equipo: Para el Dr. Ralf Nauen, aquí con la colaboradora Antje Rottmann, la investigación significa sobre todo poder trabajar en el laboratorio con un equipo bien organizado y tener intercambio con científicos de alrededor del mundo.

Dr. Ralf Nauen SEMBLANZA


El hecho de que este excelente know how se lograra establecer en Bayer CropScience es también mérito de Nauen: ya en 1981 inició su aprendizaje como laboratorista biólogo en Bayer y después trabajó en el área de bioquímica de insectos. “La colaboración temprana con un doctorando me inspiró a optar por una carrera científica, la cual contó con el apoyo tanto de mi superior como también de la empresa Bayer”, explica Nauen. Y también su tra-bajo de doctorado tuvo que ver con insectos y estudió cómo ab-sorben determinados ingredientes activos, cómo los transforman en su metabolismo y los excretan nuevamente. “Normalmente, los animales degradan los insecticidas en el intestino y ahí lo vuelven inocuo”, dice el experto de Bayer. “Mientras más tarde esto, mejor para la efectividad”, señala Nauen.

En el duelo con los parásitos se necesitan estrategias e ingredientes activos muy variados

Algunos insectos tienen una especie de talento natural para me-tabolizar muy rápidamente los ingredientes activos. Así, sobrevi-ven al uso del insecticida y pueden reproducirse. Después de al-gunos años, casi toda la especie es resistente. “Esto sólo se puede evitar mediante estrategias muy variadas y una variación de los

Siempre en camino: Como gestor de resistencia, el Dr. Ralf Nauen no sólo estudia literatura científica (arriba), sino que también investiga junto con sus doctorandas Denise Steinbach y Marion Zaworra (foto derecha, de izq. a der.) en el laboratorio. En el año 2013, el Dr. Nauen obtuvo el Fellowship Award de la Entomological Society of America (foto inferior, der.). El amante de la naturaleza encuentra el balance haciendo excursiones (foto inferior, izq.)

productos. De este modo, los parásitos se ven confrontados con distintos ingredientes activos”, dice el Dr. Nauer. Pero también las mutaciones casuales pueden generar resistencia, lo cual se teme particularmente: las así llamadas mutaciones target-site. En ello, sólo en un insecto entre miles de millones de ejemplares ocurre un cambio molecular en la estructura diana, es decir, en donde debe acoplarse el insecticida. La sustancia no puede ac-tuar ahí, el parásito sobrevive y se reproduce. “Estas mutaciones son difíciles de predecir y necesitan en ocasiones décadas para establecerse”, explica el experto en insectos, quien actualmente trabaja en el área de Investigación y Desarrollo en el Product and Project Support/Life Cycle Management en el departamento de Pest Control. Ahí, el Dr. Nauen está encargado de la gestión de re-sistencia y, así, exactamente lo que se propuso hace 30 años. “Mi trabajo me sigue fascinando hoy igual que entonces. Sólo han cambiado las preguntas y la responsabilidad aumentó”, explica. Un reto que da frutos: por ejemplo, se le otorgó al Dr. Nauen el título de “Fellow” de la Royal Entomological Society London y la Entomological Society of America, el cual lo señala como miembro selecto. En 2014, el Dr. Nauen fue galardonado con el International Award for Research in Agrochemicals de la Ame-rican Chemical Society, una de las sociedades de investigación


más grande e influyente del mundo. Y durante cinco años fue presidente del Insecticide Resistance Action Committees - más tiempo que nadie antes. Uno de los grandes logros de Nauen y su equipo se refiere al pequeño escarabajo de la colza que pue-de causar grandes daños: “El escarabajo desarrolló resistencias alarmantes contra todos los insecticidas utilizados. Así, en 2006 y 2007 pudo destruir sin problemas cosechas enteras de colza”, recuerda Nauen.

Analizar los mecanismos moleculares y buscar nuevos puntos de ataque en insectos

El problema era que las sustancias utilizadas pertenecían to-das a una clase, los así llamados piretroides, y actuaban con un mecanismo similar. Escarabajos insensibles por naturaleza se reprodujeron sin problemas durante décadas y los insecticidas perdieron su eficacia. El equipo de Nauen analizó los escarabajos resistentes y encontró el mecanismo molecular que los protegía. Con base en este conocimiento, junto con autoridades desarro-llaron nuevas estrategias de combate. “Es importante detectar oportunamente el riesgo de desarrollo de una resistencia y mi-nimizarlo”, explica Nauen. “Porque los insectos, los cuales forman varias generaciones por año, mediante la presión de selección correspondiente, pueden desarrollar resistencias en poco tiempo.”

A esto se suman otros retos: el proceso de admisión es cada vez más exigente. Por ejemplo, una condición importante es que los insecticidas cuiden a las abejas que, si hay un uso inadecuado, pueden verse afectadas. “Estudiamos qué es lo que diferencia a las abejas a nivel molecular de otros insectos”, explica Nauen. “Por ejemplo, qué mecanismos de desintoxicación les permiten tolerar determinados ingredientes activos y en qué genes se ba-san dichos mecanismos”, explica el experto de Bayer. Junto con colegas, quiere descubrir qué estructuras diana deben atacar los

ingredientes activos para no afectar a los insectos útiles. “Así podemos analizar incluso con mayor precisión los ingredientes activos fitosanitarios para saber si son inocuos para las abejas y desarrollar de forma más controlada insecticidas modernos”, dice Nauen. “En la investigación todo sigue siempre avanzando. Para mí, esto significa: investigación en equipo”, asegura el biólogo.

www.research.bayer.de/portraet-nauenMás información sobre el tema

En equipo contra los parásitos: Dr. Ralf Nauen (4° de izq. a der.) investiga nuevas estrategias con sus colaboradores Harald Köhler, Bettina Lueke, Dra. Cristina Manjon, Ángel David Popa Báez, Denise Steinbach, Marion Zaworra y Antje Rottmann (de izq. a der.).

La abeja, artista de la sobrevivenciaLas abejas son insectos. Desarrollar un ingrediente activo que haga inocuos a los voraces escarabajos pero que cuide a las útiles abejas, es una de las tareas que se plantean los investigadores de Bayer alrededor del Dr. Nauen: para ello, deben saber qué mecanismo de desintoxicación natural utilizan las abejas, los abejorros y las abejas silvestres solitarias. Dichos mecanismos les permiten degradar determinadas sustancias químicas que para otros insectos son tóxi-cas. En ello, los expertos en insectos ya han descubierto varias enzimas que participan en este proceso. Los investigadores de Bayer quieren aprovechar el plano genético de estas enzimas desintoxicantes para estudios de selectivi-dad. De este modo, los investigadores pueden probar cómo reacciona el gen de las abejas a otras sustancias químicas. Esto facilita la investigación fuera de la temporada de abejas.

Dr. Ralf Nauen SEMBLANZA


PREMIO DE LA INVESTIGACIÓN DE LA TROMBOSIS

Cuando falla el parche propio del cuerpoEl Dr. Markus Bender investiga los trastornos de la coagulación sanguínea. Por sus trabajos sobre una enfermedad hereditaria rara, el biomédico de Würzburg obtuvo el “Bayer Thrombosis Research Award 2015”.

Un movimiento desatento al cortar ver-dura y ya ocurrió: la yema de los dedos sangra. Para volver a cerrar rápidamente la herida, nuestro cuerpo se vale de un mecanismo genial: pequeñas plaque-tas sanguíneas en forma de disco, los así llamados trombocitos, se acumulan en los bordes de la herida y forman un vendaje minúsculo. Las células forman mensajeros alargados y establecen una red, de modo que ya no puede salir san-gre. Nuestro cuerpo sella así las heridas menores. Sin embargo, este mecanismo no funciona bien en algunas personas - por ejemplo, en niños que padecen del llamado síndrome de Wiskott-Aldrich: su sangre contiene demasiado pocos trombocitos y las células son demasiado pequeñas. Los jóvenes pacientes tienden a sangrar y a menudo padecen de un

sistema inmunológico débil así como de enfermedades cutáneas como eccemas.

“La causa de la enfermedad es una mutación genética”, explica el Dr. Markus Bender, biomédico en la Universidad de Würzburg. Hasta ahora se desconocía qué mecanismos eran responsables de que este defecto en la herencia genética llevara a una formación incorrecta de las plaque-tas. El investigador de 35 años descifró con sus colegas esta situación: la proteína profilina1 es la determinante. Como pro-teína estabilizante del esqueleto celular, se encarga de que los trombocitos adopten su forma normal tipo disco y puedan es-tablecer redes en la coagulación. A las pla-quetas maduras de los pacientes con Wis-kott-Aldrich les falta profilina1 localizada normalmente, con lo que se modifica la estructura del esqueleto celular. Hacia allá

señalan los estudios del equipo de Bender - y ofrecen posiblemente nuevos esquemas para la detección precoz y el tratamiento de la enfermedad que en parte tiene una evolución muy difícil.

Por sus resultados, Bender obtuvo el “Bayer Thrombosis Research Award”. El pre-mio dotado de 30,000 euros reconoce los trabajos sobresalientes de jóvenes científi-cos en la investigación de la trombosis. “El trabajo de Bender combina temas básicos con cuestionamientos clínicos importan-tes”, señala el Dr. Frank Misselwitz, quien dirige el área de Cardiovadcular y Coagu-lación Sanguínea en la investigación clínica de Bayer. Junto con la Dra. Dagmar Kubitza y la Dra. Elisabeth Perzborn, es uno de los creadores del premio de trombosis. Los tres investigadores de Bayer ganaron en 2009 el Premio del Futuro Alemán y aportaron el dinero del premio de 250,000 euros para el premio de trombosis de las nuevas gene-raciones. Bayer duplicó el capital inicial. El premio se otorgó por primera vez en 2013.

Se descubrieron los mecanismos de las plaquetas sanguíneas defectuosas

Bender: “Quiero utilizar el dinero del pre-mio para dar a conocer más mi trabajo y también para perseguir ideas de inves-tigación, las cuales sean interesantes, pero eventualmente con algo de riesgo.” Bender también fue admitido por la Co-munidad Alemana de Investigadores en el renombrado Programa Emmy Noether: ahora puede organizar durante cinco años un grupo de jóvenes propio, entre otras razones para regresar a Alemania después de una estancia de dos años en el Harvard Medical School en los Estados Unidos. “Fue una época increíble. Boston es una meca de la investigación”, se entusiasma. “Pero las condiciones para una carrera científica son actualmente más atractivas en Ale-mania.”

Mirada para la coagulación sanguínea: El Dr. Markus Bender investiga los mecanismos de una enfermedad rara de las plaquetas sanguíneas. Sus resultados podrían llevar a nuevas posibilidades de detección precoz y tratamiento.

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FUNDACIONES DE BAYER Lo más destacado de sus actividades


BECARIOS HUMBOLDT CONOCEN BAYER

El otro lado de la ciencia A menudo los jóvenes científicos ven poco puntos de contacto entre la industria y la investigación académica: “Para mí, la industria era como una caja negra”, dice el Dr. Peter Lundquist. El bioquímico de plantas de los EUA cursa actualmente un período postdoc en la Universidad de Düsseldorf. Pero a diferencia de la mayoría de los jóvenes investigadores, puede conocer abundantemente el mundo de la industria química. Esto fue posible gracias a una beca de investigación de la Fundación Alexander von Humboldt.

BAYER APOYA A LA FUNDACIÓN NCL

Información sobre la demencia infantilIniciativa educativa con paquete didáctico orientado a la práctica sobre la genética de enfermedades raras a las clases de bachillerato.

La Bayer Science Foundation financia cada año diez becas. Permiten que jóvenes científicos calificados de todo el mun-do trabajen hasta dos años en un instituto de investigación alemán. Los Bayer-Humboldt-Fellows no sólo participan en el programa de la Fundación Humboldt, sino también en eventos Bayer exclusivos. Y como mentor reciben a un experimentado investigador de Bayer. El Dr. Lundquist se reunió varias veces con su mentor, el Dr. Michael Metzlaff de Bayer Innovation Re-lations. “Me abrió los ojos en cuanto a lo dinámica que es en sí la investigación industrial y la excelente ciencia que se practica ahí”, dijo el Dr. Lundquist. Actualmente, se ocupa de investiga-ción básica: el bioquímico estudia determinadas proteínas en células de plantas que se encuentran en las membranas de los cloroplastos, aquellos organelos en los que tiene lugar la foto-síntesis. Pero gracias a la mirada en la investigación de Bayer, entretanto el Dr. Lundquist se puede imaginar bien cambiar más adelante a la industria.

Demencia infantil congénita - esta enfermedad metabólica grave se esconde detrás del término Neuronale Ceroid Lipofuszinose, abreviado NCL. La enferme-dad, la cual en Alemania afecta a cerca de 700 niños, tiene un desenlace fatal después de un largo calvario. El objetivo de la fundación NCL es sobre todo sen-sibilizar a las jóvenes generaciones sobre la problemática de las enfermedades raras. La iniciativa educativa de la fundación cuenta con el apoyo económico de la “Bayer Science & Education Foundation” en el marco del programa de apoyo a escuelas. Con ello se fomentan ideas educativas especiales que entusiasman permanentemente a los alumnos con las ciencias y el progreso: la fundación NCL con sede den Hamburgo desarrolló junto con socios de cooperación un pa-quete educativo orientado a la práctica para clases de bachillerato, para infor-mar a alumnos sobre las bases genéticas de la NCL y otras enfermedades raras. A su vez, el excurso los ilustra en cuanto a la importancia del conocimiento aprendido para la medicina, echa un vistazo a los campos profesionales de la medicina y también toca cuestionamientos éticos. Para finalizar, los bachilleres mismos entran en actividad y organizan una campaña informativa o un evento de beneficencia. En mayo, la fundación NCL ganó además el segundo lugar del Premio Social Aspirina 2015 de la Bayer Cares Foundation.

Conocimiento práctico en el curso de biología: Gracias a la iniciativa de educación de la fundación NCL, bachilleres aprenden las bases genéticas de enfermedades raras, como la demencia infantil congénita. También se discuten cuestiones éticas.

Bioquímico con mirada amplia: El Dr. Peter Lundquist trabaja actualmente en la investigación básica, pero también ve oportunidades en la industria.

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Con la beca de Alemania al laboratorio de investigaciónEl bioquímico Timo Konen recibió en 2013 una beca de Alemania fomentada por Bayer. Con ella se pudo concentrar en su título universitario y también pudo echar un vistazo a la investigación industrial. research habló con él sobre sus experiencias.

¿Qué es exactamente la beca de Alemania? Estas nuevas becas existen apenas desde 2011. Las univer-sidades las otorgan directamente a los respectivos becarios. Reciben durante al menos dos semestres 300 euros al mes, la mitad es financiada por la federación y la otra mitad, por una empresa.

¿Cómo se volvió usted becario de Alemania?

Estudié bioquímica en Hannover. Al principio de la carrera de maestría presenté mi solicitud para la beca. Pero apenas función en la segunda vuelta.

¿También se vio beneficiado por el contacto con Bayer?

Si, al terminar la carrera pude hacer una práctica en el centro de investigación de Bayer en Berlín. Ahí trabajé en el departamento de Global Biomarker Research del Dr. Oliver von Ahsen. La fundación de Bayer entabló el con-tacto y, de este modo, me facilitó el proceso de solicitud.

¿Qué investigó en Berlín?

Participé en dos proyectos y asesoré experimentos propios: por un lado, trabajamos con células endolteliales circulan-tes. Son células que se encuentran en pocas cantidades en la sangre en distintas enfermedades cardiovasculares y que pueden contribuir al diagnóstico. En el segundo proyecto determinamos la cantidad de un tumor que se requiere para el crecimiento de células tumorales. Estos valores umbral son inevitables para posteriores decisiones sobre terapias.

¿Qué sigue ahora para usted?

En la práctica me di cuenta que la investigación industrial está mucho más dirigida al objetivo y, en parte, es también más eficiente que la investigación en la universidad. De todos mo-dos quiero hacer mi doctorado en el área académica. Ahí tiene lugar un discurso científico más amplio. Pero más adelante de ninguna manera descartaría un trabajo en la industria.

Las fundaciones de Bayer - dedicadas al progreso desde 1897Alrededor del mundo, las fundaciones de Bayer trabajan ya desde 1897 en pro de la educación, la ciencia y la innovación social. Como fundaciones de la empresa de innovaciones Bayer, se consideran de manera especial como impulsoras, promotoras y colaboradoras para el progreso en la interfaz entre economía, ciencia y el sector social. El punto medular es el pionero, su compromiso con el bienestar general, su riqueza de ideas en la resolución de tareas sociales, pero también su fuerza creativa en ciencia y medicina. Mediante becas y premios, la Bayer Science & Education Foundation apoya, por ejemplo, tanto a los talentos mundiales como a los investigadores de punta que tienen rendimientos sobresalientes en sus campos. Y las fundaciones de Bayer también promueven las soluciones sociales: la Bayer Cares Foundation se concentra, por ejemplo, en proyectos ciudadanos y la resolución de cuestiones médico-sociales. El objeti-vo de las fundaciones es mejorar la vida de las personas a través de innovación e iniciativa.

www.bayer-stiftungen.deAquí puede usted postularse y encontrará más información

Mirada al laboratorio: Timo Konen (izq.) recabó experiencia en la investigación industrial en Bayer HealthCare en Berlín. El practi-cante en el equipo del Dr. Oliver von Ahsen (der.) contó además, en calidad de becario de Alemania, con el apoyo de las fundaciones de Bayer, cuyo director es Thimo V. Schmitt-Lord (centro).



RAYO DE ESPERANzA PARA PACIENTES DE QUIMIOTERAPIA

Enfriamiento contra la caída del cabelloNingún efecto adverso de la quimioterapia es tan evidente y temido como la pérdida del cabello. “Así todos se dan cuenta de que se padece una enfermedad potencialmente letal”, dice la Dra. Trudi Schaper, presidente del Grupo de Autoayuda de Cáncer de Mama ISI (Iniciativa Internacional de Senología) en Düsseldorf.

En el centro de mama de Düsseldorf, Hospital Luisen, desde principios de 2014 las pacientes tienen oportunidad de conservar su cabello. Para ello, du-rante la quimioterapia deben portar una cofia enfriadora que enfría su cuero ca-belludo a 19 a 22 grados centígrados. El frío disminuye el riego sanguíneo de las raíces del cabello. De este modo llegan cantidades menores de los agentes qui-mioterapéuticos a las células sensibles.

El sistema de enfriamiento estuvo financiado por el grupo de autoayuda ISI - con el apoyo de la Bayer Cares Foundation. En el marco del programa de voluntariado, la fundación de Ba-

yer apoya el proyecto con 5,000 euros. “La demanda entre las pacientes es enorme”, reporta la ex trabajadora de Bayer, Monika Puls-Rademacher, quien trabaja como asesora de pacientes en calidad de voluntaria en ISI.

La Iniciativa internacional de Seno-logía documenta bajo qué condiciones tiene éxito el tratamiento. “Queremos lograr que esta terapia esté financiada en el futuro por el seguro médico”, dice la psicóloga. “Para ello estamos reca-bando amplios datos que demuestran el éxito.” La iniciativa “ISI cares for hair” estuvo entre las once finalistas del Pre-mio Social Aspirina.

AYUDA PARA MADRES ADOLESCENTES EN PERÚ

Vías para salir de la pobrezaEn Perú, si bien la economía se ha desarrollado positivamente en los últimos años, la pobreza y la desnutrición siguen estando muy difundidos. En especial en las ciudades perdidas alrededor de la capital Lima, muchas mujeres jóvenes se embarazan siendo adolescentes. Es difícil que salgan de la trampa de la pobreza.

La fundación sudamericana CONIN - Cooperadora para la Nutrición Infantil, creo por ello un programa de capacitación para madres adolescentes en la ciudad perdida de Nueva Rinconada. “El programa no busca sólo en-señarles a las jóvenes mujeres cómo se lleva una casa o se prepara una comida saludable”, dice Diana Saenz, directora de Country Administration & Organization de Bayer HealthCare Perú. “También queremos fortalecer su autoestima, su capacidad de imponerse y su capacidad de empatía.” En el caso ideal, el programa les permite a las jóvenes madres ganarse el sustento como pequeñas empresarias o personal de servicio doméstico.

Alumnos, maestros y padres de la Casuarinas International School, a la cual también asiste el hijo de Saenz, apoyan el proyecto como voluntarios. Por ejemplo, las madres les enseñan a las jóvenes cómo se cocina, se plan-cha o se presta primeros auxilios. La Bayer Cares Foundation se encargó ahora de que se pudieran comprar los utensilios necesarios para los cursos de cocina. Con 3,500 euros se acondicionaron salas para una cocina para aprender. Saenz: “Gracias al gran apoyo de Bayer, CONIN puede mejorar ahora la educación, el desarrollo personal y las posibilidades de trabajo de las madres adolescentes que participan en el programa.

Protección para la cabeza: En el diálogo de la fundación de Bayer en Dormagen, Monika Puls-Rademacher (izq.) y sus colegas presentan la cofia enfriadora, la cual protege a las pacientes con cáncer de mama de la caída del cabello.

Ayuda para los menores: Diana Saenz (centro) lucha contra la pobreza y la desnutrición en Perú. Apoya a las jóvenes madres a preparar alimentos para sus hijos y a conseguir su sustento.



El cáncer de mama en la mira: Para mejorar las posibilidades de curación, los investigadores deben comprender exactamente los procesos en las células degeneradas.

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TERAPIAS PERSONALIzADAS CONTRA EL CÁNCER

Apoyar conjuntamente la investigación del cáncerEn el futuro, se busca que los medicamentos contra el cáncer actúen de forma aún más selectiva. Investigadores de Bayer HealthCare analizan para ello las evoluciones personales de la enfermedad de los pacientes, para desarrollar terapias a la medida. En ello también reciben apoyo en forma de muestras de tejido tumoral de los pacientes con cáncer.


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Tumor no es igual a tumor. Además, una enfermedad de cáncer puede tener una evolución muy distinta: desde la remi-sión completa hasta la muerte rápida. Sólo quién entienda a detalle las diferen-cias, puede desarrollar terapias eficaces, a la medida del tumor y del paciente. Por ejemplo, en el caso del cáncer de mama - una enfermedad que afecta a más de 1.6 millones de mujeres en el mundo y con tendencia ascendente, Bayer colabo-ra estrechamente con la fundación PATH, abreviación de Banco de la Esperanza pa-ra Pacientes con Tumores.

Nuevas terapias gracias a muestras de tejido y datos clínicos

“Hace un par de años, conocimos la fun-dación PATH. Fue fundada por pacientes de cáncer de mama y tiene el objetivo de incrementar las posibilidades de cu-ración”, explica el Dr. Joachim Reischl, director del departamento de Biomarker Strategie & Desarrollo de Bayer Health-Care. La fundación PATH les permite a los investigadores tener acceso a numerosas muestras de tejido congeladas y a los respectivos datos clínicos anonimizados. La colaboración tiene sus ventajas para todos los participantes. “Recibimos ma-

terial biológico e información que nos ayudan en la comprensión de la enfer-medad y nos permiten desarrollar nuevos medicamentos. A su vez, obtenemos una mejor comprensión de la perspectiva de las pacientes y los trabajadores de PATH, una mejor idea de la investigación farma-

céutica”, dice Reischl. Los investigadores comparan los datos clínicos con los aná-lisis de tejido y registran los cambios y las frecuencias en las secuencias genéticas o las proteínas que surgen en determi-nadas evoluciones de la enfermedad. Es una base importante para el desarrollo de terapias personalizadas ajustadas a los cambios moleculares en el tumor. Ya se tienen los primeros éxitos: la Dra. Ma-rion Rudolph, experta en biomarcadores de Bayer HealthCare, recabó mediante el análisis de las muestras de biopsias pro-porcionadas por la fundación PATH, datos sobre la frecuencia de una determinada mutación que posiblemente influya de forma decisiva en el desarrollo de cáncer de mama.

Además, con los resultados en el futuro las terapias con medicamentos ya aprobados se ajustarán mejor a las pacientes.

Dr. Joachim Reischl, director del depar-tamento de Estrategia de Biomarcado-res y Desarrollo de Bayer HealthCare. www.research.bayer.de/path

Más información sobre el tema

“Analizar previamente las eficacias individuales es el camino a mejores posibilidades de curación.”

¿Qué idea hay detrás de la fundación PATH?

Entretanto, el cáncer de mama ya es bastante curable y los progresos en las terapias es enorme. Pero: aún hay muchas pacientes que mue-ren de la enfermedad o padecen de recaídas. Queremos contribuir a que también para estas mujeres se encuentren las terapias adecuadas.

¿Qué tan grande es la recopilación de PATH?

Actualmente contamos con datos clínicos, muestras de sangre y muestras de tejido de aproximadamente 7,800 pacientes con cáncer de mama. Y el número aumenta cada día.

“Encontrar las terapias adecuadas”

Ulla Ohlms

¿Se han registrado ya los primeros éxitos?

Sí, un estudio del Centro Alemán de Investigación del Cáncer, el cual surgió con nuestra ayuda. Dicho estudio arrojó una posible causa sobre por qué algunos tumores desarrollan resistencia y, de este modo, nuevos esquemas para el desarrollo de me-dicamentos. También la colaboración con Bayer es estrecha y productiva. Ya presentamos los primeros conocimientos en uno de los congresos más grandes del mundo de investigación del cáncer y recibimos muchas retroalimentaciones positivas. Esta-mos muy orgullosos de ello.

research habló con Ulla Ohlms, presidente del banco de tumores propio de los pacientes PATH, sobre los éxitos de la fundación.

PATH MEDICINA


Detective del metabolismo: El Dr. Julian I. Borissoff de Bayer HealthCare y el Dr. Mark-Christoph Ott de Bayer CropScience (de izq. a der.) analizan los detalles químicos en el metabolismo de personas, animales, plantas y microorganismos, para detectar nuevos puntos de ataque para ingredientes activos.

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ESPECIAL Investigación de Ciencias de la Vida


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(1) TRAS LAS HUELAS DE LAS ENFERMEDADES: EN ANÁLISIS METABÓLICO HACE POSIBLES NUEVOS ESQUEMAS

Decodificar los patrones molecularesAnalizan procesos metabólicos de personas y animales, plantas y microorganismos: con métodos novedosos, los científicos de Bayer buscan nuevos objetivos de ataque para ingredientes activos y prueban métodos innovadores desde la nariz artificial para el diagnóstico de enfermedades pulmonares hasta la espectroscopia de masas altamente eficiente para el desarrollo de nuevos agentes fitosanitarios. La clave del éxito: el análisis exacto de fragmentos moleculares - los metabolitos.


Nuestra respiración es delatora: cada vez que exhalamos, el aire expulsado contie-ne un gran número de moléculas. Con base en estos productos metabólicos, también denominados metabolitos, los médicos ya pueden saber hoy qué en-fermedad nos atormenta: si, por ejem-plo, los médicos detectan la molécula de monóxido de nitrógeno en la respiración, el paciente padece de asma. La huella digital gaseosa de una persona podría convertirse para los médicos en un pro-cedimiento interesante para diagnosticar enfermedades pulmonares.

Con base en biomarcadores sacar conclusiones sobre enfermedades

Con la prueba de la respiración, los investi-gadores de Bayer también prueban nuevos esquemas para el desarrollo de procedi-mientos de diagnóstico y la reacción del organismo a ingredientes activos: “Con el análisis de la respiración, por ejemplo, se pueden detectar los así llamados biomar-cadores que son característicos de deter-minadas enfermedades - y esto de manera no invasiva, es decir, sin tener que inter-

venir en el cuerpo”, explica el Dr. Julian I. Borissoff de la investigación cardiocircula- toria de Bayer HealthCare en Wuppertal.

Con la ayuda de los biomarcadores, los investigadores podrían sacar conclusiones sobre actividades metabólicas y, mediante la comparación de distintas muestras de respiración, reconocer nuevos mecanismos moleculares que se esconden detrás de las enfermedades. En los laboratorios de Bayer HealthCare ya se realizan las primeras prue-bas y estudios que analizan el potencial de estas herramientas de diagnóstico.

“Pero no sólo en el aire de la respira-ción, sobre todo también en la sangre, la orina, la saliva y los fluidos tisulares se esconden respuestas a preguntas médi-cas”, dice Borissoff. “Hay que saber qué biomarcadores, muestras de sustancias y fragmentos de moléculas se están bus-cando”, dijo el médico. El punto de partida de la búsqueda es el conocimiento de que las enfermedades llevan a modificaciones en el metabolismo, y esto se refleja en los metabolitos. “Son como la huella digital química del cuerpo”, dice el investigador de Bayer. De ellos se pueden obtener indica-ciones valiosas sobre los lugares en los que los ingredientes activos podrían intervenir

efectivamente en el metabolismo. Pero lo que suena tan sencillo, requiere de costoso trabajo de investigación, pues para regis-trar la totalidad del metaboloma, es decir, todas las características metabólicas de un organismo, se tendrían que analizar miles de moléculas - una tarea gigantesca. Pero perfeccionamientos en la espectroscopia de masas hacen posible ahora detectar muchas moléculas de manera rápida y si-multánea. Éstas son sólo algunas pregun-tas de las que se ocupa el equipo de meta-bolómica. Los investigadores son parte de la colaboración de tintes interdisciplinarios de Bayer: con el nombre de proyecto Nim-bus, los distintos subgrupos en el área de Ciencias de la Vida forman una estrecha red e intercambian su conocimiento para encontrar nuevos esquemas para nuevos ingredientes activos.

Pues no sólo de los procesos metabóli-cos del cuerpo humano se pueden obtener conocimientos importantes. Investigadores de Bayer CropScience también analizan de-talladamente los patrones de metabolitos de plantas, insectos y microorganismos. Quieren encontrar la huella digital meta-bólica que caracteriza, por ejemplo, a las plantas muy saludables. “Con base en es-tos patrones analizamos tanto mecanismos de acción como también los efectos que tienen los ingredientes activos sobre las defensas de insectos, plantas y microor-ganismos”, explica el Dr. Mark-Christoph Ott, director de Bioinformática de Bayer CropScience en Monheim.

Los perfiles metabólicos permiten mirar el interior de las plantas

Los cuestionamientos que aquí se tocan se pueden comparar en gran medida con aquéllos de la biomedicina. Los científicos también buscan metabolitos que carac-tericen que los parásitos se han vuelto resistentes a un determinado ingrediente activo. “Con base en el patrón molecular se puede leer además cómo está relacio-nado con el rendimiento de fotosíntesis y el suministro de nutrientes. Nuestro ob-jetivo es detectar oportunamente tanto un posible suministro insuficiente como también efectos positivos, antes de que los síntomas mismos se puedan detectar o, incluso, visibles a simple vista”, dice Ott.

El aire de los pulmones en el chequeo molecular: Con un análisis de la respiración se pueden detectar los así llamados biomarcadores que son característicos de determinadas enfermedades.


Hace mucho que los médicos utilizan los talentos de los biomarcadores para diagnosticar enfermedades: Ya en la antigüedad, los curande-

ros sabían que la orina dulce era señal de diabetes. Hoy, los médicos saben: un biomarcador de la enfermedad del azúcar son las moléculas de la glucosa. Y si en la muestra de orina se encuentra el péptido hor-mona “gonadotropina coriónica humana”, hay un embarazo. Los bio-marcadores clásicos del diagnóstico de laboratorio son componentes sanguíneos, valores hormonales o antígenos. Nuevos procedimientos de la biología molecular miden secuencias de ADN. Los biomarcado-res se pueden subdividir en grupos: los biomarcadores de diagnós-tico indican qué enfermedad padece un paciente y la deslindan de enfermedades similares. Los biomarcadores de pronóstico ayudan a estimar las posibilidades y procesos de curación. Y la probabilidad de enfermar en el futuro, se puede determinar gracias a los biomarca-dores predictivos. Por ejemplo, en el caso de Morbus Alzheimer, muy probablemente el cerebro se modifica mucho antes de que aparezcan los primeros síntomas. Los biomarcadores adecuados que señalen esto y permitan una diferenciación entre enfermedades similares, serían de inmensa importancia para una terapia precoz.

A diferencia de los genes y las proteí-nas, los metabolitos sirven como firmas directas de actividades metabólicas y, por ello, se pueden relacionar más fácilmente con el fenotipo, el aspecto externo. Es de-cir, hay una relación directa entre el perfil metabólico y, por ejemplo, las enfermeda-des. Si bien los procesos metabólicos de muchos organismos se conocen a grandes rasgos, aún faltan los detalles molecula-res. Con la espectrometría de masa más moderna se pueden medir ahora simultá-neamente miles de metabolitos conocidos y desconocidos. Muchos nuevos estudios metabólicos se establecieron para regis-trar metabolitos hasta ahora descono-cidos como marcadores relevantes para enfermedades y salud de las plantas. “Con este conocimiento se pueden caracterizar los estados biológicos y desarrollar nue-vos esquemas de investigación”, indicó el director de Bioinformática. Más de una docena de cuestionamientos biológicos de todo el mundo de Bayer CropScience se re-únen actualmente en Ott. Con su equipo, planea los pasos del estudio: “Reflexiona-mos en cuanto a qué métodos analíticos son convenientes para estudios piloto”, dice Ott. En ello, le da mucho valor a la

uniformidad. “Los perfiles metabólicos sólo se pueden utilizar de manera óptima en un contexto mayor si las condiciones de ensayo, la preparación de muestras y los procedimientos de medición de re-

sultados comparables, o bien, no com-parables, están identificados de manera correspondiente”, explica Ott. Lo impor-tante es sobre todo combinar de forma óptima los experimentos adecuados para el cuestionamiento, con el objetivo de crear un banco de datos de conocimiento sobre metabolitos que almacene toda la información, la ponga en red y sea accesi-ble para todos los expertos de Bayer en el mundo. Esta valiosa base de conocimiento tiene un papel importante en el futuro de la investigación de la empresa y ayuda en el apoyo científico de los productos co-merciales. Por ello, es de una gran plus-valía la creación de una plataforma me-tabolómica-tecnológica y de datos común para Bayer Pharma y Bayer CropScience. “En el futuro, podremos comparar mejor y más rápidamente los resultados y lo-graremos así un intercambio eficiente del conocimiento así como métodos analíti-cos que estarán disponibles para todo el equipo”, señaló Ott.

Los laboratorios médicos utilizan muestras de orina, saliva y sangre así como fluidos tisulares para el diagnóstico.

Los biomarcadores – sustancias delatoras

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

“Antes de que los síntomas sean visibles, se pueden medir los cambios molecuares en el perfil metabólico”Dr. Mark-Christoph Ott, director de Bioinformática de Bayer CropScience en Monheim am Rhein

Investigación de Ciencias de la Vida ESPECIAL


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1 En el caso de reses productoras de carne, el medicamento se inyecta en el tejido del músculo. El ingrediente activo consta de un ADN inmunoestimulador especial, el cual está protegido en una membrana, un así llamado liposoma.

2 El ADN inmunoestimulador (una mezcla de motivos de secuencia inmunoestimulantes CpG y no CpG) es el componente activo del medicamento. Su estructura es típica de la herencia genética de bacterias y virus patógenos. Por ello, el sistema inmunológico de los animales puede reconocer estas secuencias de ADN de forma especialmente sencilla - actúan como un tipo de trapo rojo para el sistema inmunológico.

6 Si después efectivamente penetran agentes patógenos al cuerpo, los macrófagos activados y otras células inmunológicas pueden atacar de inmediato. Así, el animal obtiene una respuesta inmunológica reforzada contra los agentes patógenos que penetran, lo cual reduce potencialmente la necesidad de agentes terapéuticos.

Agentes patógenosque penetran

ADN inmunoestimulador

MEDICINA VETERINARIA: EL REFORzAR LA RESPUESTA INMUNOLÓGICA CONGÉNITA AYUDA A LOS ANIMALES EN LA DEFENSA CONTRA INFECCIONES

Mejorar la inmunidadLas enfermedades infecciosas complejas siguen siendo uno de los retos más importantes en la tenencia de animales - a pesar de que se tienen medicamentos veterinarios eficaces. Pero las vacunas y los antibióticos sólo actúan contra agentes patógenos específicos. La estimulación del sistema inmunológico congénito produce una respuesta rápida, eficaz y amplia a los agentes patógenos. Investigadores de Bayer analizan el potencial de los inmunoestimuladores para ayudar a los veterinarios y fabricantes en el mundo a tener un mejor tratamiento de las enfermedades infecciosas en animales útiles. Junto con un equipo multidisciplinario de investigadores de Bayer, Daniel Keil, director de Safety and Efficacy en Bayer HealthCare, Animal Health, desarrolló un ADN inmunoestimulador para la medicina veterinaria. Este producto se basa en una tecnología desarrollada por Juvaris BioTherapeutics y está protegida por patente. Bayer ha solicitado la patente de las aplicaciones veterinarias desarrolladas exclusivamente por Bayer Animal Health.

MEDICINA Inmuno estimulación


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4 Esta señal activa a los macrófagos: producen citoquinas. Son la sustancia mensajera central del sistema inmunológico y activan la célula que las produjo y reclutan más macrófagos. Además, las citoquinas estimulan también a otras células inmunológicas que combaten infecciones.

5 El ADN inmunoestimulador similar al agente patógeno aparenta al cuerpo una enfermedad y pone a todo el sistema inmunológico de las reses en disposición de alarma. También los macrófagos están activados y listos para atacar rápidamente a las bacterias o virus que penetren.

3 El liposoma protege el ADN hasta que llegue a su destino: las células inmunológicas. El ADN inmunoestimulador genera un efecto particularmente intenso en los macrófagos. Son los barrenderos del sistema inmunológico: si se topan con material extraño al cuerpo, lo hacen inocuo. También absorben el liposoma. En el interior de la célula se libera el ADN y ahí estimula a determinados receptores.

Citoquinas

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Macrófagosactivados

Macrófagos

“Reducir la presión de infección”Artur Summerfield

¿Qué es lo especial de este progreso en materia de ADN inmunoestimulador?

El ADN inmunoestimulador pone al sistema inmunológico en un estado de alarma y, de este modo, aumenta su capacidad de reaccionar a una infección microbiana. Esto puede ser una ventaja para los animales, pues de este modo se protegen potencialmente en épocas en los que están expuestos a varios agentes patógenos u otros factores de estrés. Los animales con una mayor defensa inmunológica pueden dominar mejor las infecciones. Esto podría reducir el uso de antibióticos y el pa-decimiento de los animales y minimizar los daños económicos.

research habló con el Dr. Artur Summerfield, profesor de Inmunología Veterinaria en la Universidad de Berna, sobre las posibilidades de la inmunoestimulación en la medicina veterinaria.

¿Cómo pueden beneficiar los inmunoestimuladores la tenencia de animales?

Las vacunas, las terapias antimicrobianas y la buena práctica en la tenencia de animales, siempre serán importantes. Los inmunoes-timuladores van a complementar estos esquemas. Ofrecen a los veterinarios y productores una posibilidad innovadora, no antibió-tica, que puede ayudar a incrementar las defensas naturales de los animales y reducir la presión de infección. Esto beneficiaría tanto a los animales como a los consumidores.


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MODELOS POR COMPUTADORA APOYAN EN LA BÚSQUEDA DE NUEVOS INGREDIENTES ACTIVOS

Es una carrera de obstáculos por el cuerpo: para que el ingrediente activo en una ta-bleta llegue desde la boca hasta su destino en sí, debe superar numerosos obstáculos. Las mucosas del estómago y el intestino lo deben absorber eficientemente y entregar-lo en cantidades suficientes a la sangre. A través del corazón y la circulación, el in-

grediente activo se distribuye en el cuer-po y finalmente se transporta a su lugar de aplicación. Por ello, los investigadores preparan a sus candidatos a ingredientes activos durante años a la mejor forma - con el objetivo de que actúen de forma óptima, presenten pocos efectos adversos y también se puedan volver a degradar y excretar. Para que los medicamentos pue-dan dominar con éxito este circuito de obstáculos, los científicos no sólo deben conocer exactamente la ruta del ingre-diente activo en el cuerpo, sino también el mayor número de detalles posible sobre su destino en los distintos órganos o, incluso, en las distintas células.

Las matemáticas hacen más eficiente el desarrollo de ingredientes activos

“El hígado tiene un papel especial”, ex-plica el Dr. Jörg Lippert, director del de-partamento de Farmacometría Clínica en Bayer HealthCare. El órgano influye enor-memente en el efecto de un medicamento. El hígado filtra los compuestos químicos ajenos al cuerpo de la circulación san-guínea - y entre ellos están también los ingredientes activos de los medicamentos. Los transforma en productos de degrada-ción inactivos llamados metabolitos, los cuales se excretan entonces a través del riñón y la orina. “Si este proceso es de-masiado lento, los respectivos pacientes pueden tener un mayor riesgo de efectos

adversos. Pero si la transformación ocurre demasiado rápidamente, el medicamento puede no desarrollar su efecto de manera suficiente“, dice Lippert. Por ello, los in-vestigadores de Bayer determinan para cada nuevo ingrediente activo qué tan rápidamente lo degrada el hígado - y esto ya desde ante de que un medicamento si-quiera se pruebe en personas.

Para ello, los científicos utilizan, entre otras cosas, modelos matemáticos com-plejos: “Desde hace más de diez años, estamos desarrollando un software que reproduce detalladamente la fisiología humana“, explica el Dr. Lars Küpfer, Senior Scientist de Bayer Technology Services. El programa simula un cuerpo virtual con todos sus órganos - entre ellos también el hígado -, los cuales están conectados entre sí como en el cuerpo real a través de flujos sanguíneos. Los investigadores desarrollaron fórmulas matemáticas que representan los procesos bioquímicos y físicos en las células y el tejido y los co-nectan entre sí. “De este modo podemos predecir en la computadora cómo se dis-tribuye un ingrediente activo en el cuerpo con el tiempo, cómo se transforma en el hígado y luego se excreta - y esto además para grupos de pacientes muy diversos“, explica Küpfer. Para ello, los investigado-res varían distintos parámetros y consi-deran de este modo diversos cuadros pa-tológicos o trastornos metabólicos en sus modelos. “Por ejemplo, podemos simular con mucha precisión a pacientes que

Calcular la medicina: El Dr. Jörg Lippert y el Dr. Lars Küpfer (de izq. a der.) transfieren vías metabólicas en órganos y células a fórmulas matemáticas y modelos.

Pruebas virtuales para nuevas terapiasPara diseñar un nuevo medicamento, los investigadores deben saber exactamente: ¿qué pasa con el ingrediente activo en el cuerpo? Para ello, recurren a predicciones por computadora y pacientes virtuales. Científicos de Bayer trabajan junto con socios externos en métodos innovadores para poder predecir mejor la seguridad y eficacia de los nuevos ingredientes activos y, de este modo, hacer el desarrollo de medicamentos todavía más efectivo.

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El órgano desintoxicante: El hígado influye fuertemente en el efecto de un medicamento, pues filtra los compuestos químicos ajenos al cuerpo de la circulación sanguínea, por ejemplo, también los ingredientes activos de los medicamentos.


4 El corazón bombea el ingrediente activo restante con la sangre a todo el cuerpo, en donde llega a su lugar de acción.

3 En el hígado, al ingrediente activo le esperan enzimas metabólicas que lo degradan en distinto grado antes de llegar al corazón.

2 En el intestino delgado, el ingrediente activo se resorbe a la sangre y a través de la vena porta se transporta al hígado. Una parte del ingrediente activo se excreta sin usar por el intestino.

1 La tableta se descompone en el estómago, se libera el ingrediente activo.

el hígado. “Modelamos todos los proce-sos biológicos relevantes en los distintos planos - desde el interior de una célula, pasando por las interacciones entre célu-las y estructuras del tejido, hasta proce-sos en el órgano completo y el organismo humano en su totalidad“, dice Küpfer. De este modo resultaron diversos módulos de software que los médicos e investigadores pueden combinar. “Por ejemplo, los mo-delos se pueden utilizar para comprender mejor la repercusión de la enfermedad tan difundida del hígado adiposo y probar es-quemas para nuevos medicamentos“, ex-plica Lippert. “Otro ejemplo relevante son los trabajos sobre el daño al hígado con sustancias tóxicas. En el futuro pueden ayudar a caracterizar mucho antes los riesgos potenciales de terapias medica-mentosas y manejarlos“, indicó el inves-tigador de Bayer.

Los datos de los pacientes se canalizan al programa predictor

Una de las preguntas centrales en el desa-rrollo de medicamentos es cuál es la do-sis óptima para un paciente - y, con ello, también la pregunta de qué tan rápida-mente degrada el hígado un ingrediente activo, pues la edad de un paciente y su origen geográfico, pero también las enfer-medades preliminares y las interacciones con otros medicamentos, pueden influir fuertemente en este proceso. Por ello, en el marco de la VLN, los expertos de Bayer mejoraron aún más su modelo matemá-tico con datos clínicos de pacientes de cirugía, a los que también se les pudieron tomar muestras hepáticas: recibieron para ello una mezcla de seis ingredientes acti-vos, los cuales se metabolizaban todos de forma distinta. En ello, los investigadores observaron su ruta por el cuerpo de for-ma detallada. “Así pudimos relacionar la variabilidad de la degradación enzimática de los ingredientes activos directamente con el equipamiento genético y también el equipamiento enzimático actual en el hígado del paciente“, explica Lippert. “Es-to mejora nuestra capacidad de estimar, por ejemplo, cómo repercuten en ello las diferencias en los antecedentes genéticos o los hábitos alimenticios, qué dosis nece-sita un paciente, por ejemplo, partiendo de pacientes europeos a africanos del norte o

Esclusas por el hígadoAntes de que el ingrediente activo de una tableta llegue a su destino en el cuerpo, pasa por distintos órganos. En ello, el hígado desempeña a menudo un rol clave: su función es filtrar de la circulación sanguínea los compuestos químicos ajenos del cuerpo, es decir, también los ingredientes activos en los medicamentos, y desactivarlos. La velocidad con la que sucede este proceso determina cómo actúa un medicamento en la persona.

padecen de cirrosis hepática o también el cuerpo de un niño cuyo hígado aún no ha madurado por completo y, por ello, funciona distinto al de un adulto“, seña-la Küpfer. Al final, estos modelos sirven para distintos grupos de especímenes y pacientes para la planeación de estudios clínicos. “Mientras mejor reproduzcamos con nuestros modelos el conocimiento existente y mientras más precisas sean nuestra predicciones basadas en los mo-

delos, menos pacientes se tienen que in-cluir en estudios clínicos y más seguros son éstos”, explica Lippert el beneficio de las simulaciones con la persona virtual.Para seguir mejorando sus modelos, Bayer Technology Services y Bayer HealthCare participaron en la Virtual Liver Network, abreviada VLN: Durante cinco años, 70 grupos de investigación colaboraron en toda Alemania para representar mate-máticamente los complejos procesos en


Simbiosis entre química experimental y virtual: El Dr. Mario Lobell, el Dr. Andreas Göller y Rolf Schönneis (de izq. a der.) trabajan mano a mano para lograr avances en la predicción por computadora de características importantes de los candidatos a ingredientes activos.

¿Cómo beneficiará el trabajo de la red de investigación a la ciencia y a los pacientes?

Ciertamente, el beneficio no sólo será directo. Se trata aquí de un cambio cultural: el proyecto demuestra que el modelado y la simu-lación en cuestiones dinámicas complejas de la biología, son posi-bles. Y podemos utilizar estos instrumentos en preguntas que son relevantes para la industria farmacéutica, en especial para mejorar la toma de decisiones en estudios clínicos. Además, ahora entende-mos mejor los mecanismos en el hígado. Por ejemplo, con nuestros métodos podríamos identificar biomarcadores para una adiposis progresiva del hígado. Con la ayuda de estos modelos podemos enfocar y priorizar nuestra atención al plantear hipótesis refinadas

“Los modelos ayudan a establecer prioridades”

Adriano Henney

y verificables, que después se pueden probar en el laboratorio, ya sea en modelos animales o en estudios clínicos.

¿Qué conclusión saca de la VLN?

Aprendimos mucho. En especial el trabajo de Bayer Technology Services nos ayuda a comprender la transferencia de los resulta-dos del estudio del laboratorio a la práctica clínica. Perseguimos una clara línea de estudios subcelulares hasta la clínica, incluyen-do estudios de pacientes. Para mi fue muy impresionante también el modo en que se reunieron los equipos multidisciplinarios para abordar algunas preguntas muy complejas en la ciencia biomédi-ca. Estoy orgulloso de haber participado en el programa.

research habló con el Dr. Adriano Henney, Executive Director del Virtual Physiological Human Institute for Integrative Biomedical Research. Fue director del programa en la Virtual Liver Network (VLN).

japoneses.“ De este modo, él y sus colegas no sólo pudieron revisar y mejorar su mo-delo de paciente virtual. “Ahora podemos hacer también mejores predicciones sobre qué información del hígado se podría de-terminar de manera confiable, por ejemplo, simplemente con una muestra de sangre”, agregó Küpfer.

Los modelos acortan el tiempo de desarrollo de nuevos medicamentos

Pero: “Nuestro objetivo no es reemplazar los ensayos con animales ni los estudios con pacientes”, señala Lippert. Con los pacientes virtuales y los laboratorios vir-tuales se pueden establecer las condicio-nes óptimas de ensayo - lo cual minimiza los riesgos médicos, ahorra animales de ensayo así como tiempo valioso y dinero: “Normalmente, el desarrollo de un medica-mento nuevo desde la primera idea hasta la aprobación para el mercado tarda de diez a doce años. Cualquier posibilidad de acelerar este proceso o apoyar decisiones para la selección del candidato a desarrollo

Modelos por computadora EXPEDIENTE


correcto o del diseño del estudio, puede hacer una diferencia esencial para los pa-cientes con enfermedades potencialmente letales”, indicó el farmacométrico.

Pero ya desde mucho antes de la planeación de estudios clínicos, los in-vestigadores en el desarrollo de medica-mentos recurren a ayuda virtual: “Antes de sintetizar moléculas de ingrediente activo reflexionamos con la ayuda de la computadora, cuál es el compuesto más prometedor del número astronómico de compuestos posibles”, explica el Prof. Dr. Alexander Hillisch, quien dirige el departamento de Computational Che-

mistry en Bayer HealthCare en Wuppertal. “Por ejemplo, la carga de estas moléculas virtuales que podemos calcular, tiene un papel importante”, indica el investigador de Bayer. Influye en cómo se disuelve una sustancia, qué tan bien penetra membra-nas o si podría causar efectos adversos. Para poder predecir el estado de carga, Hillisch y sus colegas analizan detallada-mente los así llamados grupos funcionales de la molécula. Determinan las propieda-des químicas características del compues-to. “El parámetro decisivo que utilizamos para al determinación del estado de carga es el así llamado valor pKa de estos gru-pos”, explica el Dr. Mario Lobell, químico desarrollador de software en la Compu-tational Chemistry de Bayer HealthCare.

El valor pKa de un ingrediente activo también se puede determinar de forma ex-perimental. Pero en el caso de los millones de ingredientes activos potenciales y sobre todo en el caso de las moléculas virtuales que aún no se han sintetizado, esto no es posible. “Con nuestros cálculos podemos en cierta manera seleccionar ya desde la computadora qué moléculas son muy prometedoras. Éstas las podemos producir

después en el laboratorio y podemos se-guir trabajando con ellas”, explica Hillisch. Para el cálculo de los valores pKa, los in-vestigadores de Bayer utilizan un software especial pero que, inicialmente, generaban problemas. “Los programas hacían los cál-culos lentamente, eran poco amables con el usuario y también relativamente impre-cisos”, dice Lobell. El motivo era un dilema de los fabricantes de software: sólo pueden desarrollar y entrenar sus programas utili-zando compuestos moleculares de acceso público y valores medidos de pKa. “Pero estas sustancias se diferencian mucho en su estructura de nuestros compuestos far-macológicos típicos”, continúa Lobell.

El estado de carga de una molécula determina su efecto

Así, las predicciones de los candidatos a ingredientes activos médicos se tornan necesariamente imprecisas. “Es como si se hubiera aprendido vocabulario francés y hubiera que hacer un examen en inglés”, dice el investigador de Bayer.

Para mejorar la situación de los datos, los expertos de Bayer cooperaron con la

Mos doles molupturio denihi-llore comnis sit omni

1 horaes suficiente para calcular 100,000 compuestos con el nuevo software.

Fuente: Bayer HealthCare

Química virtual para terapias reales: El Dr. Mario Lobell y el Prof. Dr. Alexander Hillisch (foto izquierda, de izq. a der.) participaron en el desarrollo de un software que apoya la optimización de nuevos ingredientes activos, por ejemplo, en medicamentos para el tratamiento de la hipertonía pulmonar (foto derecha).


empresa de software de California Simu-lations Plus Inc. Juntos desarrollaron un programa complejo que determina el valor pKa de las moléculas de forma mucho más precisa y rápida: de este modo se pueden calcular más de 100,000 compuestos por hora - con una calidad de predicción hasta ahora no alcanzada. “Así, se puede calcular toda la biblioteca de sustancias de Bayer HealthCare en sólo dos días”, dice Hillisch. “Esto acelera y simplifica notablemente la búsqueda de ingredientes activos y el dise-ño de moléculas”, acotó Lobell, quien ase-soró la cooperación con Simulations Plus.

Software entrenado con compuestos farmacéuticos conocidos

El nuevo software utiliza la fórmula estruc-tural química de un candidato a ingredien-te activo, prepara la información en for-ma gráfica y ordena en tablas los valores relevantes. Simultáneamente considera factores importantes que los programas hasta entonces no podían considerar: por ejemplo, las interacciones de grupos funcionales entre sí. Para ello, se debe en-trenar al software con el mayor número posible de moléculas y valores medidos: Simulation Plus ya había preparado mo-delos pKa de cerca de 11,000 compuestos, los cuales conocía por literatura científica pública. Adicionalmente, los investigadores de Bayer contribuyeron con alrededor de 19,500 valores pKa medidos adicionales de cerca de 16,000 compuestos farmacéuticos incluyendo estructuras moleculares. “Nos impresionó mucho la cantidad de datos de alto valor cualitativo que nos proporcionó Bayer. Además, nos apoyaron enorme-mente en el desarrollo del nuevo modelo”, explica el Dr. Robert D. Clark, director de Quimioinformática en Simulations Plus. Juntos, los expertos en Alemania y Califor-nia refinaron el programa, analizaron los valores inusuales y, de este modo, garanti-zaron que sólo ingresaran al nuevo modelo datos de alto valor cualitativo. “Ni Simula-tions Plus ni nosotros habríamos podido resolver solos esta tarea”, dice Lobell.

Gracias a la innovadora metodología de predicción, combinado con la amplia base de datos experimentales y el know how de Bayer HealthCare, se pudo resolver un problema científico básico. “Ahora, el pro-

grama está disponible en todo el mundo de manera comercial. De este modo apo-yamos el progreso en la investigación de ingredientes activos y mantenemos estos esquemas no sólo para nosotros”, dice Hi-llisch. Su equipo ya tiene en la mira otros objetivos, como predecir con gran precisión la lipofilia o la solubilidad en agua de las moléculas de ingredientes activos. Así, con la ayuda de modelos matemáticos y pa-

cientes virtuales, los investigadores en los laboratorios de Bayer pueden comprender cada vez mejor que ruta tomará un medi-camento en el cuerpo - y, de este modo, optimizar sus candidatos a ingredientes activos para el paciente.

¿Qué ventajas ofrecen los softwares predictivos para el desarrollo de medicamentos?

Imagínese que está en una habitación totalmente oscura y debe buscar la salida. La encontrará en algún momento si empieza a caminar, pero segu-ramente le tomará su tiempo. ¿No le gustaría tener en esta situación una lámpara de bolsillo? Al igual que la lámpara de bolsillo, el software predictivo ayuda en la orientación cuando se buscan respuestas a un gran número de preguntas importantes para la ciencia farmacéutica. Ahorra dinero y, lo que es más importante, tiempo.

¿Cómo influyen el nuevo software y los modelos matemáticos en la medicina?

Las predicciones de estos modelos desempeñan un rol importante para com-prender lo que sucede con el ingrediente activo en una tableta después de que la toma un animal o una persona. Las simulaciones por computadora de procesos fisiológicos básicos hacen entonces posible estimar de manera confiable las dosificaciones para ensayos que se realizan por primera vez en personas y predecir lo eficaz que probablemente sea una dosis determinada. También vemos esquemas prometedores para la predicción de la reacción en niños, embarazadas o personas de edad avanzada. Con ello se reduce el nú-mero de especímenes que se requieren para la realización de pruebas clínicas adecuadas para estas poblaciones que requieren protección.

“El software predictivo es como una lámpara de bolsillo”

Robert Fraczkiewicz

research habló con el Dr. Robert Fraczkiewicz, científico directivo en el desarrollador de software Simulations Plus Inc., sobre la cooperación con Bayer.

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La forma de la enfermedad: Si los glóbulos rojos tienen forma de hoz, pueden transportar menos oxígeno.

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NUEVOS ESQUEMAS TERAPÉUTICOS PARA ENFERMEDADES DE HEMOGLOBINA

Terapias para hematocitos enfermosSi nuestros glóbulos rojos no transportan suficiente oxígeno, padece todo el cuerpo: los órganos están desabastecidos e, incluso, llegan a fallar. Una mutación genética en la hemoglobina, la transportadora de oxígeno, es la causa de una serie de enfermedades que se clasifican bajo el término médico de hemoglobinopatías. Sin embargo, los métodos de tratamiento actuales son limitados y a menudo vienen acompañados de efectos adversos. Por ello, investigadores de Bayer HealthCare trabajan en nuevas terapias para ayudar a los pacientes con hemoglobinopatías.

Nuestra sangre transporta oxígeno y nutrientes a cada célula. Alre-dedor de la mitad del volumen de la sangre consta de células - prin-cipalmente glóbulos rojos, también denominados eritrocitos. Estos transportadores de oxígeno utilizan el colorante rojo de la sangre, la hemoglobina, una proteína que contiene hierro: como un recipiente molecular, absorbe el importante gas en el pulmón - y lo vuelve a entregar en células y órganos en todo el cuerpo. Algunas personas presentan una modificación hereditaria en su gen de hemoglobina, lo cual puede influir negativamente en el transporte de oxígeno en

la sangre. “Las personas afectadas, por ejemplo, forman una ver-sión deficiente del colorante de la sangre, la llamada hemoglobina falciforme o hemoglobina S. No puede transportar tanto oxígeno como la forma normal. Esta enfermedad se conoce como anemia falciforme, ya que los glóbulos rojos se ven como una hoz”, dice la Dra. Katalin Kauser, directora de investigación de hemoglobina en Bayer HealthCare en el US Innovation Center de San Francisco. Las células falciformes son rígidas y pegajosas. Tienden a bloquear el flujo sanguíneo en los vasos de órganos que entonces no reciben el


aliviar los síntomas de la enfermedad. Para las personas afectadas, esto sería ya un gran progreso. “Sin embargo, el objetivo a largo pla-zo es curar realmente la enfermedad”, dice Kauser. Para ello investiga también con su equipo terapias novedosas que actúen directamente en el plano de los genes.

La investigadora de Bayer también se ocupa de otra hemog-lobinopatía: la llamada talasemia. En ella, los eritrocitos tienen un aspecto externo normal, pero en el interior se esconde un colorante sanguíneo defectuoso, otra versión anormal de la hemoglobina. Ésta causa una degradación acelerada de células sanguíneas. El trata-miento habitual de los pacientes consta de transfusiones sanguíneas periódicas para compensar la anemia que se genera. Pero con cada transfusión también se transfiere el hierro enlazado a los glóbulos rojos, el cual el cuerpo de los pacientes con talasemia no puede excretar de forma activa. “Esto genera un exceso de hierro, el cual se acumula en parte en el hígado, el corazón o los riñones. El hierro excesivo puede dañar los órganos y causar fallas en los mismos”, explica Kauser. Por ello, el centro de atención de su grupo también se ubica en regular la absorción de hierro en la sangre, junto con los expertos del UCSF Benioff Oakland.

Los investigadores de Bayer aportan a la cooperación su ex-periencia del desarrollo de ingredientes activos y el UCSF Benioff Oakland una amplia investigación básica y experiencias con pa-cientes. “Acabamos de renovar el contrato con el UCSF Benioff Oakland por dos años”, señala la Dra. Lisa Mendoza, subdirectora de US Science Hub de Bayer HealthCare y Alliance Manager de la colaboración. Si el camino de la investigación tiene éxito, los enfermos de hemoglobinopatías pronto podrán recuperar una mayor calidad de vida, pues el aliviar los síntomas de estas en-fermedades y en el futuro incluso posiblemente poderlas curar, es una perspectiva esperanzadora.

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abasto suficiente de oxígeno. Con ello, los paciente se fatigan más rápidamente. En casos más graves, se pueden obstruir los vasos pe-queños y causar dolor así como daños en los órganos. “Esto puede producir una insuficiencia en el órgano. La expectativa de vida de los pacientes con anemia falciforme es de sólo 40-50 años, acompañada de intensos ataques de dolor”, dice Kauser.

La anemia falciforme es la hemoglobinopatía más frecuente y grave. Siete por ciento de la población mundial porta la mu-tación genética que la causa. Hay muchas personas afectadas, principalmente alrededor del ecuador. En algunas zonas, de 1,000 neonatos enferman más de 19 niños. Actualmente existe sólo un medicamento aprobado. Fue desarrollado originalmente para el cáncer y puede reducir la frecuencia y gravedad de las crisis de dolor. “Por el momento, la única cura es un trasplante de médula ósea”, explica Kauser. “Pero es difícil encontrar a un donador ade-cuado. Y la operación implica riesgos.” Los científicos de Bayer colaboran ya desde 2012 estrechamente con el UCSF Benioff Children’s Hospital Oakland.

El hospital es uno de los centros líderes de la investigación aca-démica de la hemoglobina en los EUA y el mayor centro clínico para anemia falciforme en la costa oeste.

Los científicos y médicos del UCSF Benioff Oakland trabajan conjuntamente con el equipo de Bayer en desarrollar una terapia contra la anemia falciforme. “Debido a la forma de hoz, los glóbulos rojos de las personas afectadas son frágiles y de vida corta”, indica Kauser. A diferencia de las células sanguíneas sanas, mueren fácil-mente y liberan su hemoglobina. Las células destruidas y el exceso de pigmento rojo con contenido de hierro deben retirarse del torrente sanguíneo, de lo contrario dañan a los órganos como, por ejemplo, el corazón. Kauser: “Queremos apoyar al cuerpo en esta desintoxi-cación. Nuestro equipo trabaja en nuevos esquemas para reducir la concentración de productos de descomposición de la hemoglobina en la sangre.” De este modo se busca reducir la carga para el hígado y el bazo en la degradación y proteger a los distintos órganos de daños. “Actualmente comparamos los valores medidos en ensayos con cultivos celulares y modelos animales con valores de muestras reales de pacientes del UCSF Benioff Oakland”, resumió Kauser. “Si todo funciona, pronto podríamos iniciar la fase temprana de pruebas con un primer candidato a ingrediente activo.” El tratamiento podría

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Distribución de la anemia falciformeAlrededor del ecuador, muchas personas padecen de anemia falciforme. África es la más afectada.

Juntos contra el dolor: La Dra. Katalin Kauser busca aliviar con su equipo los síntomas de los pacientes con hemoglobinopatías.

Fuente: Sickle Cell Information Center

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Parte de la población que porta la pre-disposición genética para la anemia falciforme (%)



Fruta en peligro: La enfermedad bacteriana Citrus Greening causa pérdidas dramáticas en las cosechas en plantaciones de cítricos en muchas partes del mundo. Sobre todo para los cultivadores de naranja en la Florida es una gran preocupación, pues la enfermedad se está propagando rápidamente.

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INFECCIÓN BACTERIANA PELIGROSA DESTRUYE PLANTACIONES COMPLETAS DE CÍTRICOS

Cuando del Dragón Amarillo ataca, el árbol de cítrico no tiene ninguna oportunidad: las hojas se tornan amarillas, las frutas quedan verdes y tienen un sabor amargo. Incluso las raíces se echan a perder - la planta muere después de pocos años. La “Yellow Dragon Disease”, también llamada enfermedad Citrus Greening, arruina plan-taciones de naranjas en Brasil y los EUA, dos de los productores de cítricos más importantes: desde hace más de diez años se está extendiendo el agente patógeno, el cual provino originalmente de Asia, y cau-sa pérdidas dramáticas en las cosechas y afecta la calidad de la fruta. Sobre todo en Florida, el tercer mayor productor de na-ranjas después de Brasil y China, la situa-ción está extremadamente tensa. “Entre-tanto, en Florida ya está afectado de Citrus Greening 90% de las plantaciones comerciales”, explica Kai Wirtz, Global Crop Manager Fruit en Bayer CropScience. La enfermedad se extiende rápidamente y disminuye la productividad de los árboles de cítricos. Los árboles de naranjas cargan menos frutas de menor calidad - después de pocos años el árbol deja de ser rentable. Si se hacen realidad los peores temores, el rendimiento de las cosechas en Florida en la temporada 2014/2015 será sólo de 3.7 millones de toneladas”, explica Wirtz. Sólo se podrán llenar con naranjas 90 millones de cajas. Como comparación, hace diez años aún fueron 242 millones de cajas.

Un insecto minúsculo transmite la bacteria peligrosa que daña las plantas de cítricos

El que cada vez más árboles de cítricos queden destruidos por el Dragón Amarillo es culpa de un insecto minúsculo: el psílido asiá-tico de los cítricos. El parásito transmite la enfermedad letal a los

árboles de cítricos. Ya las ninfas, es decir, los insectos jóvenes, transmiten el agen-te patógeno. “Las ninfas casi no se ven a simple vista y también los insectos adultos tienen apenas el tamaño de una cabeza de alfiler”, dice Wirtz. Cuando los insectos succionan los jugos de la planta de un ár-bol de cítricos infectado, absorben las bac-terias, en el lenguaje técnico denominadas Candidatus Liberibacter. Cuando el psílido ataca el siguiente árbol, transmite el agen-te patógeno al floema, una de las vías de nutrientes de las plantas: a través de estos canales, el azúcar y los aminoácidos de las hojas llegan al tejido de almacenamiento y a las frutas. “Con la infección, este flujo de nutrientes queda extremadamente limita-do, las naranjas, los limones o las toronjas no crecen ni maduran de forma óptima - y

se forman sólo frutas pequeñas y ácidas”, explica el experto de Bayer en cultivos de frutas. Después de pocos años la planta está tan desabastecida, que finalmente se destruye. “Actualmente aún no existe ninguna posibilidad de curar la enfermedad bacteria-na”, explica Wirtz. Por ello, los investigadores de Bayer trabajan en

2,3 millonesde árboles de naranja deben plantarse al año en Florida para detener la dramática caída de las cosechas.

Fuente: United States Sugar Corporation

Kai Wirtz trabaja con expertos de Bayer y socios externos en soluciones contra el transmisor de la enfermedad de las plantas Citrus Greening.

El Dragón Amarillo en el cultivo de naranjaHuanglongbing, Dragón Amarillo o Citrus Greening se llama el peligro para las plantas de cítricos en todo el planeta. La enfermedad bacteriana amenaza todos los tipos de cítricos, entre ellos naranjas, limones, limas y toronjas - y produce la ruina de los propietarios de plantaciones. El causante es un insecto: el psílido asiático de los cítricos transmite las bacterias letales a las plantas de cítricos, las cuales mueren pronto. Investigadores de Bayer CropScience desarrollan ahora estrategias integrales para el combate en las que apuestan por ingredientes activos que controlan al transmisor o a la enfermedad, y por el uso de agentes biológicos en las plantaciones de cítricos.

Citrus Greening AGRICULTURA


Árbol de naranjasaludable

1 A través del floema, la planta transporta importantes nutrientes como azúcar y aminoácidos que se forman en la hoja.

3 La infección bloquea el floema. Los nutrientes ya no llegan a la fruta, las naranjas ya no crecen ni maduran: se vuelven verdes y las hojas de la planta se tornan amarillas.

Los distintos puntos de partida de los expertos de Bayer:

La avispa Tamarixia radiata se utiliza como enemigo natural: sus larvas penetran en las ninfas de los psílidos.

Los agentes fitosanitarios ayudan a limitar la propagación de los psílidos.

Se busca que soluciones antibacteriales combatan a largo plazo las bacterias de forma selectiva. Así también se podrían curar plantas infestadas.

Enfermedad Citrus Greening

2 Los psílidos adultos y sus descendientes, las ninfas, succionan las hojas de la planta de naranja. Al hacerlo, transmiten la bacteria Candidatus Liberibacter al floema.


una red internacional con otros científicos para combatir al trans-misor de la peligrosa enfermedad de las plantas. “Los psílidos ma-duran muy rápidamente. Hasta que de un huevo se desarrolla un animal adulto pasan sólo 17 días. Cada año, los psílidos forman ocho a nueve generaciones - bajo condiciones óptimas pueden ser incluso 30 generaciones”, señala el experto de Bayer. En febrero de 2015, los psílidos se descubrieron por primera vez en España y Portugal. “Si bien estos insectos aún no llevan el Dragón Amarillo en ellos, tememos que el ingreso del Citrus Greening a Europa es ya sólo cuestión de tiempo”, explica Wirtz.

Actualmente, los cultivadores de cítricos sólo pueden controlar limitadamente a los psílidos e inspeccionar sus árboles periódi-camente en cuanto a hojas amarillas - la primera señal de Citrus Greening. Pero: “Un diagnóstico exacto es difícil, porque la enfer-

medad a menudo apenas se muestra en el estadio avanzado”, dice Wirtz. Sólo se puede tener certeza mediante un análisis de ADN. En ese momento, por lo general a los agricultores no les queda más que destruir las plantas de naranja enfermas y plantar nuevos árboles. Los cultivadores de cítricos estadounidenses intentan pro-teger los márgenes de sus plantaciones con insecticidas sistémicos, para evitar la penetración a la zona interna. Los agentes - por ejemplo, el nuevo insecticida de Bayer Sivanto - actúan desde el interior de la planta hacia afuera y ayudan a reducir la población de psílidos. “Una gran ventaja de Sivanto es, por ejemplo, que si se utiliza correctamente es inofensivo para la mayoría de los anima-les útiles y, por ello, se puede aplicar con flexibilidad de tiempo”, dice Wirtz. Pero los insecticidas eficaces no son suficientes para detener el avance del Dragón Amarillo. Por ello, el equipo Food-

Estrategia contra los transmisores de bacteriasActualmente no existe ninguna posibilidad de curar las planas de naranja del Citrus Greening. Por ello, investigadores de Bayer se enfocan junto con socios en combatir a los transmisores de la enfermedad: el psílido asiático de los cítricos transmite los agentes patógenos bacterianos de árbol en árbol.

AGRICULTURA Citrus Greening


Chain- Partnership de Bayer CropScience inició una colaboración con grandes socios externos en la industria de las bebidas, para buscar otros esquemas de solución para combatir esta devastadora enfermedad. Los expertos fitosanitarios también quieren hacer los cultivos de naranja más resistentes contra la enfermedad. Para ello apuestan por un ingrediente activo acreditado de Bayer: fosetil aluminio, el ingrediente activo del fungicida Aliette, el cual se uti-liza en manzanas, peras y vid. “Con él inmunizamos, por ejemplo, plantas jóvenes y fortalecemos sus defensas”, dice el Dr. Chris- toph Andreas Braun de Product & Project Support Disease Control, Bayer CropScience. Los investigadores también quieren utilizar el ingrediente activo para las plantas de cítricos. Y Bayer no sólo apoya a los propietarios de plantaciones: en California, expertos de Bayer también capacitan a cultivadores de fruta privados para deshacerse del insecto nocivo y ayudar a mantener a California libre de la enfermedad. Para ello, Bayer creó junto con Califor-nia Citrus Mutual la iniciativa “Citrus Matters”. “Los cultivadores comerciales de cítricos en California pueden combatir mejor los psílidos y observan periódicamente sus superficies cultivadas. Pero sus plantaciones siguen estando amenazadas si el Citrus Greening invade también las innumerables plantas de cítricos en terrenos privados”, dice Wirtz. El objetivo de la campaña es informar a los dueños de casas que tengan árboles de cítricos en su terreno, sobre los riesgos de la enfermedad y ayudar de este modo a evitar la propagación del psílido asiático de los cítricos en California.

Los investigadores trabajan con socios en todo el mundo en soluciones contra el Citrus Greening

Para combatir efectivamente el Citrus Greening, los cultivadores de cítricos deben evitar la infección bacteriana. Pero ahí está la dificultad: “Se deben destruir los psílidos antes de que puedan succionar y transmitir el Dragón Amarillo”, explica Wirtz. Por ello, los investigadores de Bayer deben conocer aun mejor al parásito. Primer paso: un amplio monitoreo de los psílidos y del agente pa-tógeno. Para ello, Bayer desea establecer granjas modelo en Florida y zonas de cultivo latinoamericanas en cooperación con sus socios externos Food-Chain. “Sólo con un esquema integral se puede con-trolar efectivamente en el futuro el Citrus Greening”, indica Wirtz. Además, los expertos de Bayer quieren proceder a largo plazo con

soluciones antibacterianas especiales contra el Citrus Greening. Los primeros ensayos ya están en marcha. También se apoya la in-vestigación del enemigo natural de los psílidos, la avispa Tamarixia radiata. El insecto pone sus huevos en las ninfas de los psílidos. Cuando eclosionan los descendientes de las avispas, se alimentan de los jóvenes psílidos y, de este modo, reduce su población. En Brasil, Bayer CropScience apoya estaciones de cultivo de la espe-cie de avispa en cultivos de naranjas privados. Y en plantaciones comerciales, están en marcha los primeros ensayos del combate biológico de los parásitos. Otro esquema que persigue Bayer en colaboración con investigadores en California y Sao Paolo: trampas con cebo con feromonas sexuales que atraen a los psílidos machos. “Con ello, posiblemente podamos en el futuro desarrollar trampas perfectamente selectivas y reducir considerablemente la población de los psílidos”, explica el Dr. Peter Lösel, fisiólogo de insectos en Pest Control Biology de Bayer CropScience. En todo el planeta, científicos de Bayer trabajan junto con colegas investigadores en el desarrollo de acciones integrales contra el Citrus Greening, con al fin de controlar al Dragón Amarillo.

La investigación en el laboratorio trae soluciones al campo: El Dr. Christoph Andreas Braun y Kai Wirtz (foto izquierda, de izq. a der.) trabajan intensivamente en el desarrollo de estrategias e ingredientes activos eficientes contra la enfermedad Citrus Greening y su vector, el psílido asiático de los cítricos (foto central). Este parásitos de las plantas transmite una bacteria que genera enormes daños en los cultivos de cítricos - como frutas más pequeñas e inmaduras de menor calidad (foto derecha).

Peligro no apreciadoEl Citrus Greening surgió desde el siglo XVIII en la India. Probablemente también inició ahí el camino de las plantas infectadas hacia el mundo. Se reconoció la enfermedad en el siglo XIX en China, en donde se le llamó Huanglongbing (Dragón Amarillo). Entretanto, el Citrus Greening se ha expandido en Asia, Sudáfrica, Brasil y Norteamérica. También hay plantas en Cuba que están infestadas y en 2015 los primeros psílidos en España y Portugal posiblemente anuncien la enfermedad también en Europa.

www.research.bayer.de/citrus-greeningWeitere Infos zum Thema

Bacillus thuringiensis

Cry2Ae

Cry1Ab

GlyTol / LibertyLink

1 El sistema TwinLink utiliza dos genes que provienen de la bacteria del suelo Bacillus thuringiensis (Bt): estos genes producen las proteínas Cry1Ab y Cry2Ae, que combaten a las voraces orugas de la paloma. Estos genes Bt es incorporan en el genoma de la planta de algodón - ahora se puede defender ella misma contra los parásitos como el gusano bellotero del algodón.

2 La tecnología TwinLink está disponible comer-cialmente para los agricultores con las tecno-logías GlyTol y LibertyLink - genes que hacen resistente a la planta de algodón adicionalmente contra los herbicidas glifosato y Liberty.

3 La planta es protegida a través de la tierra contra orugas. Así, los agricultores tienen que usar menos agentes fitosanitarios en el campo. Además, la planta forma más fibras de algodón más largas y, con ello, de mayor calidad.

Resultado

FITOSANIDAD PARA LA PRODUCCIÓN TEXTIL

“El sistema TwinLink protege a las plantas de algodón de las voraces orugas y les proporciona tolerancia contra los herbicidas glifosato y Liberty. Así alcanzan excelentes cosechas y calidades de fibra. Esto lleva a una mayor rentabilidad para los cultivadores de algodón.”

Paul Callaghan, Director Global Cotton Seeds Marketing

Protección total para fibras finasLa fibra natural del algodón es muy valiosa para la industria textil. Las fibras también se utilizan en la producción de papel o embalajes. Pero los parásitos como el gusano bellotero del algodón, puede reducir fuertemente las cosechas y afectar la calidad de las fibras. Con la tecnología TwinLink, se pueden proteger las plantas de algodón de las voraces orugas.

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AGRICULTURA TwinLink


El bloqueo del punto de control:Barrera arriba para el ataque inmunológicoLos tumores como los melanomas pueden emitir señales inhibidoras y, de este modo, sofocar los ataques del sistema inmunológico. De esta circunstancia se vale el esquema terapéutico novedoso del bloqueo del punto de control: anticuerpos específicos corrigen el trastorno y permiten que el sistema inmunológico vuelva a atacar el cáncer.

3 Las células T reconocen con sus TCRs el antígeno tumoral en la superficie de las células cancerosas. Pero el tumor activa ligandos inhibidores. De este modo emite una señal inhibidora para las células T: si reacción se bloquea y ya no atacan al tumor. Aquí es donde actúa la inmunoterapia: anticuerpos específicos que se inyectan al paciente, bloquean la activación del receptor y, con ello, la señal negativa para las células T. Ahora pueden combatir con éxito el tumor.

1 En el tejido cerca del melanoma, las células dendríticas absorben antígenos tumorales y los presentan en su superficie. Estas células se desplazan por los vasos linfáticos a los nodos linfáticos.

2 En los nodos linfáticos, las células dendríticas presentan el antígeno tumoral de células T vírgenes. Éstas se acoplan con el receptor de células T (TCR) en la estruc-tura del tumor y se activan. A través de los vasos sanguíneos llegan al melanoma.

Nodos linfáticos

TCR

Melanoma

Células dendríticas

Inmunoterapia conanticuerpos específicos

TCR

Célula T virgen

Célula tumoral

Célula T activada



Gesunder Orangenbaum

1 Über das Phloem transportiert die Pflanze wichtige Nährstoffe wie Zucker und Aminosäuren, die im Blatt gebildet werden.

3 Die Infektion blockiert das Phloem. Die Nährstoffe gelangen nicht mehr zur Frucht, die Orangen wachsen und reifen nicht mehr: Sie werden grün und die Blätter der Pflanze vergilben.

Die unterschiedlichen Ansatzpunkte der Bayer-Experten:

Die Wespe Tamarixia radiata wird als natürlicher Feind eingesetzt: Ihre Larven dringen in die Nymphen der Psyllide ein.

Pflanzenschutzmittel helfen, die Ausbreitung der Psyllide einzudämmen.

Antibakterielle Lösungen sollen langfristig die Bakterien gezielt bekämpfen. So könnten auch befallene Pflanzen geheilt werden.

Citrus-Greening-Krankheit

2 Adulte Psylliden und ihre Nachkommen, die Nymphen, saugen an den Blättern der Orangen pflanze. Dabei über tragen sie das Bakterium Candi-datus Liberibacter in das Phloem.

aus einem Ei ein erwachsenes Tier entwickelt, vergehen nur 17 Tage. Pro Jahr bilden die Psylliden acht bis neun Generationen – bei optimalen Bedingungen können es sogar 30 Generationen sein“, so der Bayer-Experte. Im Februar 2015 wurden die Psylliden erstmals in Spanien und Portugal entdeckt. „Diese Tiere tragen zwar noch nicht den Gelben Drachen in sich, aber wir befürchten, dass der Einzug von Citrus Greening in Europa nur noch eine Frage der Zeit ist“, erklärt Wirtz.

Derzeit können die Zitrusbauern die Psylliden nur beschränkt kontrollieren und ihre Bäume regelmäßig auf vergilbte Blätter untersuchen – das erste Anzeichen für Citrus Greening. Aber: „ Eine exakte Diagnose ist schwierig, weil sich die Krankheit oft erst im fortgeschrittenen Stadium zeigt“, so Wirtz. Gewissheit

bringt nur eine DNA-Analyse. Dann bleibt den Landwirten meist nur, die erkrankten Orangenpflanzen zu vernichten und neue Bäume zu pflanzen. Amerikanische Zitrusbauern versuchen, die Randbereiche ihrer Plantagen mit systemischen Insektiziden zu schützen, um das Vordringen in den Innenbereich zu ver-hindern. Die Mittel – etwa das neue Bayer-Insektizid Sivanto™ – wirken vom Inneren der Pflanze heraus und helfen, die Psyl-liden-Population zu reduzieren. „Ein großer Vorteil von Sivanto ist beispielsweise, dass es bei richtiger Anwendung ungefährlich für die meisten Nützlinge ist und deshalb zeitlich flexibel an-gewendet werden kann“, sagt Wirtz. Aber wirksame Insektizide reichen nicht aus, um den Vormasch des Gelben Drachen aufzu-halten. Daher hat das Food-Chain-Partnership-Team von Bayer

Strategie gegen BakterienüberträgerDerzeit gibt es keine Möglichkeit, Orangengewächse von Citrus Greening zu heilen. Bayer-Forscher fokussieren sich deswegen gemeinsam mit Partnern darauf, den Überträger der Pflanzenkrankheit zu bekämpfen: Die Asiatische Zitrus-Psyllide überträgt die bakteriellen Erreger von Baum zu Baum.

AGRARWIRTSCHAFT Citrus Greening

46 Bayer research 28 Juli 2015

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, Comunicación & Government Relations, Leverkusen

Responsable del contenido: Dr. Herbert Heitmann

Dirección de redacción: Dra. Katrin Schneider

Redacción: transquer GmbH - wissen + konzepte, Múnich

Asesoría científica: Dra. Birgit Fassbender, Dra. Kerstin Crusius, Joël Kruse, Dr. Arnold Rajathurai, Dra. Katharina Jansen

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

Diseño: grintsch communications, Colonia

Textos: transquer GmbH - wissen + konzepte, Múnich

Ilustraciones: Página 9, 15, 17, 34/35, 38, 43, 46, 48: grintsch communications, Colonia Derechos de reproducción: Bayer AG

Dirección editorial: Bayer AG Communications, Edificio W 11, 51368 Leverkusen Tel.: +49 214-30-48 825 Fax: +49 214-30-71 985 Email: [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: Septiembre 2015 (Publicado en Alemania en julio de 2015).

Bayer en internet: www.bayer.com

research en internet: www.research.bayer.com

research aparece dos veces al año en los idiomas alemán e inglés. Los productos señalados como ™ 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 2910303751 ISSN 0179-86188

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.de/grafiken hay más de 50 infografías 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.

Revista en movimiento y Bayer en Facebook

Como complemento de la revista de investigación impresa de Bayer, también existe “research” en línea: En www.research.bayer.de, las interesantes historias cobran vida en PCs, tablets y smartphones. Atractivas animaciones, galerías de imágenes y videos proporcionan diversas perspectivas del trabajo de los científicos de Bayer. Explican los retos actuales en la investigación y sus esquemas de solución.De este modo, “Bayer: Science For A Better Life” se vuelve algo vivo. Y las redes sociales permiten el contacto directo con Bayer, las 24 horas del día y siete días a la semana: postee comentarios en nuestro tablón de notas y obtenga más información sobre el patrocinio de deportes y las oportunidades de carrera en Bayer. www.facebook.de/bayer

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