Revista Médica de la Universidad Veracruzana

Microscopía de Fuerza Atómica en el análisis de espermatozoides

2025-07-07T19:47:49+00:00

El Microscopio de Fuerza Atómica conocido como AFM por sus siglas en ingles (Atomic Force Microscopy), es un tipo de microscopia electrónica que permite generar una imagen a través de la interacción de las fuerzas de repulsión entre una punta llamada ¨cantilever¨ y la superficie que se está midiendo, un laser alineado a la punta y un detector mide los cambios en la altura de esta, obteniéndose un mapa del área medida con la altura respectiva a cada punto, lo cual se aprecia en una escala de colores.

Editorial

2025-07-07T17:48:11+00:00

La nanotecnología se entiende como la ciencia y tecnología que se utiliza para fabricar y manipular materiales o dispositivos a escala nanométrica, donde se puede fabricar y estudiar materiales con dimensiones un millón de veces más pequeñas que un milímetro, conocidos como nanomateriales. Es una ciencia multidiciplinaria que así como es utilizada para el desarrollo de nuevos farmacos, biosensores para la detección de virus y para el estudio de cultivos celulares en el área médica, tambien es utilizada para el desarrollo de celdas solares más eficientes, de baterías con mayor tiempo de duración que ayudan al ahorro de energía, o para el desarrollo de dispositivos que evaluan y mejoran la calidad del agua o monitorean contaminantes en alimentos. En general se puede identificar que las tres áreas que más aprovechan los beneficios de la nanotecnología son medicina, medio ambiente y energía.

En este volumen de la Revista Médica de la Universidad Veracruzana, se presentan algunos artículos de investigaciones (en el área médica) presentadas en el primer Simposio Internacional Nanotecnología en Medicina, Medio Ambiente y Energía (SINAMEV), realizado en noviembre del 2024, con el objetivo de divulgar entre la comunidad estudiantil, académica y sociedad en general,
los avances de proyectos de investigación que se realizan en universidades a nivel nacional e internacional.

El primer artículo es una investigación realizada en la Universidad Autonoma de Zacatecas enfocada al desarrollo de un software para evaluar imágenes microscópicas histológicas de tejido pulmonar dañado con la capacidad de proporcionar una interfaz fácil para el usuario final, permitiendo análisis rápidos y simples, que pueden ejecutarse en dispositivos con recursos limitados.

El segundo artículo está relacionado con una investigación que se realiza en la Facultad de Bioanalisis de la Universidad Veracruzana, en la cual se busca la optimización de la solubilidad y la velocidad de disolución de un farmaco antiinflamatorio, como la sulfasalazina.

En el tercer artículo se presenta un estudio realizado en el Centro de Investigación en Micro y Nanotecnología de la UV, enfocado a sintetizar nanopartículas triangulares de plata para detectar anticuerpos específicos contra el antígeno CA19-9, el cual es utilizado para diagnosticar cáncer de pancreas y que se ha relacionado con otros tipos de cánceres.

Además, se presenta un artículo donde se analiza como los nanomateriales y la técnica de espectroscopía Raman se utilizan para el diseño de nuevos biosensores ópticos capaces de detectar biomarcadores asociados al cáncer en muy baja concentración, lo que permitiría la detección temprana de esta terrible enfermedad. Más específicamente, se identifican algunos estudios relacionados con el antigeno carcionoembrionario (CEA), la alfa-fetoproteina (AFP) y antígeno CA19-9.

Finalmente, investigadores de la Universidad de Guadalajara presentan un estudio de espermatozoides mediante la técnica de microscopía de fuerza atómica (AFM). Lo cual se visualiza como una excelente alternativa para este tipo de estudios, ya que con AFM solo se necesita fijar la muestra bajo estudio en un portaobjetos, no requiere tinción ni colorantes.

Digital Image Processing for the Quantification of Pneumonic Area in the Lungs of Chronically Lead-Exposed Wistar Albino Rats in an Intergenerational Model

2025-07-07T18:01:42+00:00

ABSTRACT

The evaluation of lung tissue can be done by several approaches. While structural integrity is critical for accurate diagnosis of different pathologies, scientific research uses specific tools to facilitate evaluation based on the characteristics of the study, the needs of the researcher, and available resources. Most software tools lack versatility and are perceived as black boxes, requiring extensive knowledge of the subject and software functionality to fully utilize their capabilities. Additionally, these specialized tools, often from the private sector, are costly and require specific inputs. Thus, conducting quantitative analysis of morphological features in a qualitative manner requires substantial expertise or extensive training time to ensure accurate evaluations. Therefore, the proposed software for alveolar area quantification, developed using histological images of lung tissue stained with hematoxylin-eosin, aims to provide a user-friendly interface for the end user, enabling quick and simple analyses that can be executed on devices with limited resources. The images were obtained from different groups exposed to different concentrations of lead (5, 10, 15 mg/kg) administered intraperitoneally. This approach seeks to bridge the gap between the need for precise structural analysis and the accessibility of effective tools, enhancing the efficiency and accuracy of lung tissue evaluation in research requirements.

Procesamiento digital de imágenes para la cuantificación de áreas neumónicas en pulmones crónicamente expuestos a plomo en ratas Wistar en un modelo intergeneracional

RESUMEN

La evaluación del tejido pulmonar puede abordarse de diversas maneras. Si bien la integridad estructural es fundamental para un diagnóstico preciso de diferentes patologías, la investigación científica requiere herramientas específicas que faciliten la evaluación según las características del estudio, las necesidades del investigador y los recursos disponibles. La mayoría de las herramientas de software carecen de versatilidad y son percibidas como "cajas negras", ya que exigen un conocimiento extenso tanto del tema como del funcionamiento del software para aprovechar completamente sus capacidades. Además, estas herramientas especializadas, a menudo provenientes del sector privado, son costosas y requieren insumos específicos. Por todo esto, realizar análisis cuantitativos de características morfológicas de manera cualitativa requiere una experiencia considerable o un tiempo extenso de capacitación para garantizar evaluaciones precisas. Por lo tanto, el software propuesto para la cuantificación del área alveolar, desarrollado utilizando imágenes histológicas de tejido pulmonar teñidas con hematoxilina-eosina, tiene como objetivo proporcionar una interfaz
fácil de usar para el usuario final, permitiendo análisis rápidos y simples que pueden ejecutarse en dispositivos con recursos limitados. Las imágenes fueron obtenidas de diferentes grupos expuestos a diversas concentraciones de plomo (5, 10, 15 mg/kg) administradas por vía intraperitoneal. Este enfoque busca cerrar la brecha entre la necesidad de análisis estructurales precisos y la accesibilidad a herramientas efectivas, mejorando la eficiencia y precisión de la evaluación del tejido pulmonar en los contextos de investigación.

Co-amorfo de Sulfasalazina:L-Arginina con propiedades de solubilidad y velocidad de disolución mejoradas para una mayor biodisponibilidad y eficacia terapéutica

2025-07-07T18:48:51+00:00

Introducción. La solubilidad y la velocidad de disolución son dos factores fisicoquímicos clave en la eficacia terapéutica de un fármaco administrado por vía oral, ya que estos parámetros determinan la cantidad de fármaco disponible para su absorción. En este contexto, el desarrollo de co-amorfos farmacéuticos es una estrategia prometedora para mejorar la solubilidad y la velocidad de disolución de compuestos poco solubles en medios fisiológicos. En este sentido, la sulfasalazina se caracteriza por una elevada permeabilidad intestinal pero una baja solubilidad que resulta en una biodisponibilidad menor al 15%. Con base en lo anterior, la obtención de sistemas co-amorfos de sulfasalazina que posean mayor solubilidad y velocidad de disolución, incrementaría la cantidad de fármaco disponible para su absorción, mejorando su biodisponibilidad y su eficacia terapéutica. Objetivo: Obtener y caracterizar química y biofarmacéuticamente un co-amorfo de sulfasalazina:L-Arginina con propiedades mejoradas de solubilidad y velocidad de disolución. Metodología el co-amorfo se obtuvo mediante las técnicas de slurry y de molienda mecanoquímica en proporción 1:1 de sulfasalazina y L-Arginina. Su caracterización incluyó la difracción de rayos X para determinar su naturaleza cristalina o amorfa, espectroscopía FT-IR y microscopía Raman para analizar interacciones intermoleculares y homogeneidad. La estabilidad térmica y la presencia de solvatos o hidratos fueron evaluadas con calorimetría diferencial y termogravimetría. Además, se analizaron su estabilidad en medios fisiológicos, solubilidad y la velocidad de disolución. Resultados: Se obtuvo un co-amorfo puro con estequiometría sulfasalazina: L-Arginina:agua de 1:1:2, estable hasta 50 °C sin humedad y hasta 40 °C con 75 % de humedad relativa. Este mostró estabilidad en medios con pH 1.2, 4.5 y 6.8, y triplicó la solubilidad y la velocidad de disolución en comparación con la sulfasalazina libre. Conclusión: La obtención de un co-amorfo estable y con mejor solubilidad sugiere un potencial aumento en la biodisponibilidad de la sulfasalazina, favoreciendo su aplicación en formulaciones más eficaces.

Co-amorphous of sulfasalazine:arginine with improved solubility and dissolution
rate properties for enhanced bioavailability and therapeutic efficacy

Introduction: Solubility and dissolution rate are two key physicochemical factors in the therapeutic efficacy of an orally administered drug, as these parameters determine the amount of drug available for absorption. In this context, the development of pharmaceutical co-amorphoses is a promising strategy to improve both solubility and dissolution rate of poorly soluble compounds in physiological media. Sulfasalazine is characterised by high intestinal permeability but low solubility, resulting in a bioavailability of less than 15%. Based on the above, obtaining co-amorphous of sulfasalazine with higher solubility and dissolution rate would increase the amount of drug available for absorption, thereby improving its bioavailability. Objective: To obtain and characterize chemically and biopharmaceutically a sulfasalazine: L-arginine co-amorphous with improved solubility and dissolution rate properties. Methods The co-amorphous is obtained by slurry and/or mechanochemical milling in a 1:1 ratio of sulfasalazine and L- rginine. Its characterization included X-ray diffraction to determine its crystalline or amorphous nature, FT-IR spectroscopy and Raman microscopy to analyze intermolecular interactions and homogeneity. Thermal stability and the presence of solvates or hydrates were evaluated by differential calorimetry and thermogravimetry. In addition, their stability in physiological media, solubility and dissolution rate were analyzed. Results: A pure co-amorphous was obtained with a sulfasalazine:L-arginine:water stoichiometry of 1:1:2, which was stable up to 50°C without humidity and up to 40°C with 75% relative humidity. It showed stability in media with pH 1.2, 4.5 and 6.8 and tripled the solubility and dissolution rate compared to free sulfasalazine. Conclusion: Obtaining a stable co-amorph with better solubility suggests a potential increase in the bioavailability of sulfasalazine, favoring its application in more effective formulations.

Detección de marcadores tumorales por biosensores colorimétricos basados en nanotriángulos de Plata

2025-07-07T19:08:45+00:00

Introducción. Los nanotriángulos de plata (Ag NTs) tienen la característica de ser coloidales, lo que significa que pueden ser dispersos homogéneamente en una solución líquida. Además, otorgan a la solución coloidal una coloración azul que puede cambiar debido a modificaciones en su morfología o estado de agregación. En los biosensores colorimétricos basados en Ag NTs se debe cuantificar ese cambio de coloración y relacionarlo con el cambio de concentración de la biomolécula objetivo. Objetivo: Diseñar un inmunoensayo colorimétrico, utilizando Ag NTs, para detectar un marcador tumoral. Metodología: Mediante el método de reducción química se sintetizaron Ag NTs y mediante la técnica de dispersión dinámica de luz (DLS) y Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM) se estudió la dispersión de sus tamaños nanométricos. Mediante absorbancia UV-Vis se evaluó su estabilidad química por un periodo de tiempo de 40 días, en el cual su coloración azul se mantuvo estable. Finalmente, se evaluó el comportamiento colorimétrico de la solución coloidal cuando se enlazan diferentes proteínas a la superficie de las Ag NTs. Resultados: Se sintetizaron Ag NTs con un tamaño promedio de 70 nm con excelente estabilidad química mayor a 40 días. Los estudios de absorbancia demuestran que es posible identificar si el cambio en la coloración de la solución coloidal se debe a un cambio en la morfología de la nanopartícula o por aglomeración de estas. Además, es posible identificar cambios en la absorbancia óptica cuando la Ag NTs se enlazan con proteínas, como los marcadores tumorales. Conclusión: Es posible realizar inmunoensayos utilizando soluciones coloidales con Ag NTs para generar cambios en su colorimetría que sean proporcionales a la concentración de
marcadores tumorales.

Detection of tumor markers by colorimetric biosensors based on silver nanotriangles

Abstract

Introduction: Silver nanotriangles (Ag NTs) have the characteristic of being colloidal, which means that they can be homogeneously dispersed in a liquid solution. In addition, they give the colloidal solution a blue color that can change due to modifications in its morphology or state of aggregation. In colorimetric biosensors based on Ag NTs, this color change must be quantified and related to the change in concentration of the target biomolecule. Objective: To design an Ag NTs-based colorimetric immunoassay to detect
a tumor marker. Methodology: Ag NTs were synthesized by the chemical reduction method and the dispersion of their nanometric sizes was studiedby means of Dynamic Light Scattering (DLS) and Transmission Electron Microscopy (TEM). Their chemical stability was evaluated by means of UV-Vis absorbance for a period of 40 days, during which their blue color remained stable. Finally, the colorimetric behavior of the colloidal solution was evaluated when different proteins are bound to the surface of the Ag NTs. Results: Ag NTs with average size of 70 nm were synthesized with excellent chemical stability over 40 days. Absorbance studies demonstrate that it is possible to identify whether the change in the color of the colloidal solution is due to a change in the morphology of the nanoparticle or due to agglomeration of these. Furthermore, it is possible to identify changes in optical absorbance when Ag NTs bind to proteins, such as tumor markers. Conclusion: It is possible to perform immunoassays using Ag NTs colloidal solutions to generate changes in their colorimetry that are proportional to the concentration of tumor markers.

SERS y la Revolución en la Detección Temprana del Cáncer: Nuevas Tecnologías para Identificar Biomarcadores Clave en Tumores Digestivos

2025-07-07T19:34:58+00:00

El cáncer sigue representando uno de los mayores problemas y retos para la salud a nivel mundial, con los cánceres colorrectal, pancreático y hepático entre los más letales. La clave para poder hacerle frente está en la detección temprana, ya que cuando se logra identificar en fases iniciales, los tratamientos son más efectivos y ello puede incrementar la tasa de supervivencia. Un biomarcador es una molécula biológica cuya presencia o alteración en el organismo puede indicar la existencia de una enfermedad, como el cáncer. Sin embargo, los métodos tradicionales de diagnóstico, tales como imágenes médicas, análisis histopatológicos o inmunoensayos, no siempre son lo suficientemente precisos para detectar biomarcadores en bajas concentraciones, algo que es común en las primeras etapas de la enfermedad. Para superar esta limitación, la espectroscopía Raman mejorada por superficie (SERS) ha surgido como una técnica analítica de alta sensibilidad capaz de detectar moléculas en concentraciones extremadamente bajas mediante la amplificación de señales ópticas en presencia de superficies nanométricas. Este artículo tiene como propósito explicar y dar a conocer la aplicación de SERS en la detección de biomarcadores como el antígeno carbohidratado 19-9 (CA19-9), el antígeno carcinoembrionario (CEA) y la alfa-fetoproteína (AFP), una innovación que promete transformar la detección temprana del cáncer, permitiendo diagnósticos más rápidos y precisos que podrían salvar vidas y mejorar la calidad de vida de los pacientes.

SERS and the revolution in Early Cancer Detection: New technologies to identify key biomarkers in digestive tumors

Abstract

Cancer remains one of the most significant global health challenges, with colorectal, pancreatic, and liver cancers among the most lethal. The key to addressing this issue is early detection, as identifying cancer in its initial stages allows for more effective treatments, potentially increasing survival rates. A biomarker is a biological molecule whose presence or alteration in the body can indicate the existence of a disease, such as cancer. However, traditional diagnostic methods, including medical imaging, histopathological analysis, and immunoassays, are not always sensitive enough to detect biomarkers at low concentrations, which is common in the early stages of the disease. To overcome this limitation, surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) has emerged as a highly sensitive analytical technique that utilizes nanostructured surfaces to amplify biomolecular signals. SERS enables the detection of cancer biomarkers with unprecedented sensitivity, even at extremely low concentrations. This article aims to explain and highlight the application of SERS in detecting biomarkers such as Carbohydrate Antigen 19-9 (CA19-9), Carcinoembryonic Antigen (CEA), and Alpha-Fetoprotein (AFP), an innovation that holds the potential to transform early cancer detection by enabling faster and more accurate diagnoses, ultimately saving lives and improving patients’ quality of life.