Nuevo antibiótico a partir de bacterias marinas

Este año se descubrió un nuevo antibiótico, lo cual es una buena noticia debido a la resistencia a antibióticos que ha estado surgiendo en los microorganismos.  Este compuesto, llamado anthracimicina, es eficiente para tratar MRSA, casuada por Staphylococcus aureus  y ántrax, causada por Bacillus anthracis.

Pero, ¿qué tiene que ver un nuevo antibiótico con microorganismos marinos?  De hecho,  tiene mucho que ver, ya que éste se extrajo de la bacteria Streptomyces colectada en sedimentos en la costa de California.  La estructura de este compuesto es muy rara, lo cual ayuda d demostrar que las bacterias marinas son únicas en términos químicos y genéticos.

El uso de bacterias del género Streptomyces para los estudios farmacológicos no es algo nuevo.   Dese hace más de 50 años se han llevado estudios de antibióticos derivados de microorganismos marinos.  Por ejemplo, la especie Streptomyces griseus extraída de lodo marino en Japón se utilizó par la producción de un antibiótico nuevo con actividad antibacteriana contra micobacterias y otras bacterias gram positivas, así como contra Plasmodium berghei, causante de la malaria en ratones.

El género Streptomyces contiene bacterias estructuralmente diversas que producen metabolitos secundarios con actividad biológica amplia.   El uso de las especies marinas representa una fuente de información relativamente nueva, ya que los estudios sobre el tema generalmente se llevan a cabo con especies encontradas en el suelo.   Entre otros usos potenciales que se han encontrado en las bacterias marinas está su aplicación como antiinflamatorio, antibióticos contra bacterias gram positivas y prevención de edemas.

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Figura 1. Cultivo de Streptomyces sp extraído del océano Atlántico.

 

 

 

Austin, B. 1988. Marine Microbiology. Cambridge University Press, Cambridge. 222 pp.

Le Gal, y H. Halvorson. 1998. New developments in marine biotechnology. Springer, Nueva York. 343 pp.

 

Redfern, S. New antibiotic that attacks MRSA found in ocean microbe.  Consultado el 2 de noviembre de2013. En: http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-23523507

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Treinta y tres diarreas a los tres años

Esta es la última entrada que haremos en este blog este semestre, por lo tanto, quisimos tratar con un tema bastante pertinente y chocante. Un tema en el cual la biotecnología sería la herramienta ideal para combatir un mal que afecta a muchos guatemaltecos: la diarrea.

A los tres años, un niño  del área rural guatemalteca habrá sufrido, en promedio, 33 casos de diarrea. Éstos constituyen un agravio considerable al desarrollo físico e intelectual de la población guatemalteca (aunque  la última publicación disponible sobre este tema data de 1994). En esta última referencia disponible, se estudiaron los principales agentes causantes de diarrea en niños guatemaltecos; la principal es  Escherichia coli y la segunda  Campylobacter jejuni (Cruz, et. al., 1994).  Guatemala tiene el poco honroso cuarto lugar mundial en retardo de talla para edad (estadísticas del 2012). Si combatiendo la diarrea se reduce esta pésima situación, nuestro país y nuestra población se desarrollarían más pronto.

Voy a concentrarme en esta segunda causa de diarrea:  C. jejuni.  Principalmente por la falta de técnicas clásicas eficientes para la detección rápida de ésta (Sanders, et. al., 2007). La diarrea causada por esta bacteria pasa desapercibida.  ¿Quién sabe cuántos niños están afectados por esta bacteria que puede incluso dar disentería y que no responde a los antibióticos utilizados para tratar la disentería que sí se logra identificar? Por esto, la investigación de técnicas eficientes para la detección rápida y exacta de C.  jejuni es un reto muy grande para la salud pública guatemalteca.  Aquí es donde entra la biotecnología en juego.

Este es un gran campo de investigación para científicos de países como Guatemala, dado que Campylobacter está predominantemente presente en países en vías de desarrollo (Cruz, et. al., 1994). Esto es, no hay fondos extranjeros para el estudio de esta enfermedad. Para una técnica eficiente de detección, pueden utilizarse técnicas de PCR y pruebas rápidas (que ya existen, aunque son muy caras). Y, siendo más ambiciosos aún, se puede utilizar la biotecnología para desarrollar una vacuna en contra de esta enfermedad.

Para el desarrollo de una vacuna como esta, es necesaria una ardua investigación sobre los determinantes de virulencia de esta bacteria. Esto, con las técnicas de secuenciación disponibles, debería implicar que los avances sean menos complicados, gracias a herramientas como la bioinformática. Evidencias de técnicas nuevas para la detección de esta bacteria, abundan (Linton, et. al., 1997; Clark, et. al., 2012; Bessède, et. al., 2011), por lo que lo único que queda es que se desarrollen las técnicas para las cepas guatemaltecas.

Sin embargo, solo esto tengo para decirles hoy, no hay chistes de pedos de panda, ni consejos sobre orinarse en sus teléfonos. Solo les dejo escrito uno de tantos retos que tiene Guatemala por delante si es que va a salir adelante. La investigación guatemalteca debe hacerse por cuenta propia también, y deberá tomar en cuenta las distintas enfermedades que enfrenta Guatemala.

~JRMT

Referencias:

Bessède, E., et. al., (2011). New Methods for Detection of Campylobacter in Stool Samples in Comparison to Culture. J. Clin. Microbiol. 49 (3): 941-944pp.

Clark, C. G.; et. al. (2012). Comparison of Molecular Typing Methods Useful for Detecting Clusters of Campylobacter jejuni and C. coli Isolates through Routine Surveillance. J Clin Microbiol. 50 (3):798-809pp.

Cruz, J. R.; F. Cano; P. V. Bartlett; H. Méndez. (1994). Infection, diarrhea, and dysentery caused by Shigella species and Campylobacter jejuni among Guatemalan rural children. Pediatr. Infect. Dis. J. 13(3): 216-23pp.

Linton, D., et. al. (1997). PCR detection, identification to species level, and fingerprinting of Campylobacter jejuni and Campylobacter coli direct from diarrheic samples. J. Clin. Microbiol. 35 (10): 2568pp.

Sanders, S. Q.; D. H. Boothe; J. F. Frank; J. W. Arnold. (2007). Culture and detection of Campylobacter jejuni within mixed microbial populations of biofilms on stainless steel. J. Food Prot. 70 (6): 1379-85pp.

¡Entérate sobre la Fiebre de Katayama y cómo prevenirla!

El tema de esta semana es la enfermedad conocida como esquistosomiasis, Fiebre de Katayama o cercariosis cutánea. Esta enfermedad es propia de regiones tropicales o subtropicales de todo el mundo.

Conoce un poco sobre la transmisión y el comportamiento sobre el gusano que causa la esquistosomiasis

La esquistosomiasis es una enfermedad causada por gusanos, específicamente duelas sanguíneas del género Schistosoma. Las larvas crecen dentro de caracoles de agua dulce y cuando llega a cercaria, el cual es el estadio infeccioso, se libera en el agua. Cuando una persona entra en contacto con el agua infestada las larvas penetran la piel y llegan a los pulmones y al hígado por medio de la sangre, en donde madura hasta su forma adulta. Después de que el gusano se ha vuelto adulto, migra a otras partes del cuerpo; el sitio final depende de la especie pero puede ser la vejiga, el recto, los intestinos, el sistema venoso, portal, el bazo, o bien quedarse en los pulmones o el hígado.

¿Y cuáles son los síntomas?

Realmente, los síntomas que se describen a continuación no se deben al gusano, sino que a la reacción del cuerpo en contra de los huevos del gusano.

A parte de la evidente presencia de una gran cantidad de tremátodos en distintas partes del cuerpo, puede existir fiebre, escalofríos, inflamación de los ganglios linfáticos, el hígado y el bazo en caso que la infestación sea masiva. Cuando la larva ingresa en la piel se produce picazón y una erupción cutánea porque el esquistosoma se destruye dentro de la piel. También puede haber dolor abdominal, diarrea y orín sanguinolentos, así como micción dolorosa.

¿Y qué hago para evitar a las duelas sanguíneas?

Es muy simple: evitar entrar en contacto con agua que se sepa que estén contaminadas, que puedan estarlo o que no se sepa si lo están.

Eliminar los caracoles de las aguas a las que las personas tienen acceso es una forma de prevenir la contaminación del agua.

¿¡Y qué pasa si tengo síntomas!?

Si tus síntomas recién comienzan (y también si no)  no esperes más y acude al médico.  Aunque no suele ser mortal sí puede producir complicaciones de los órganos afectados (como cáncer de vejiga, daño hepático, agrandamiento del bazo, crisis epiléptica, hipertensión pulmonar, entre otros). Los resultados del tratamiento son buenos cuando aún no se han generado daños significativos o complicaciones severas. El tratamiento incluye la aplicación de un fármaco llamado prazicuantel. También suele emplearse corticosteroides; éste sólo cuando la infección es grave o se ve comprometido el cerebro. No olvides indicar al médico si has viajado a un área tropical o subtropical en donde es conocida la existencia de la enfermedad.

A.L. L.G. y S. P.

Literatura citada

Institutos Nacionales de la Salud. 2013. Esquistosomiasis. Consultado el 3/11/2013. En: http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/001321.htm

OMS. 2012. Esquistosomiasis. Consultado el 3/11/2013. En: http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs115/es/

¿Cómo deshacerse de los mosquitos?

“¿Por qué los mosquitos me pican a mí y no a la persona que está justo a la par mía?” Bueno, seguro es porque eres más atractivo/a 😉

Seguramente has utilizado repelente de mosquitos muchísimas veces, cuyo componente activo es DEET (N,N’dietil-n-toluamida). Sin embargo, este tiene algunas deventajas (debes aplicarlo repetidas veces, tiene un olor muy fuerte, y muchas veces no es efectivo).

Actualmente se dan millones de muertes anuales a causa de picaduras de vectores de algunos virus, por ejemplo Aedes aegypti (dengue), An. gambiae (malaria en África) y Anopheles albimanus (malaria en Centro América). Es por esto que los científicos han buscado y buscado nuevas formas de repeler a los mosquitos de forma efectiva y han descubierto algo muy interesante:

Lo que te dijimos al principio sobre que eres más atractivo es cierto (al menos para los mosquitos), ya que estos tienen receptores de olor y la mezcla del olor de tu sudor y las bacterias que tienes en la piel puede atraer más o menos a algunos mosquitos. Como sabrás, las bacterias presentes en la piel varía entre personas y es por esto que la atracción cambia de una persona a otra.

Dado este descubrimiento por los científicos, la biotecnología se está encargando ahora de encontrar el gen específico encargado de detectar el olor propio de la sangre de humanos, y así idear un repelente que haga mutar a este gen para que ya no sea útil. Vosshall (2005) descubrió que una mutación del gen GPRor7 presente en los mosquitos puede eliminar totalmente su sentido del olfato; el trabajo de Vosshall ahora fue crear un repelente que hiciera mutar a este gen, lo cual sería totalmente efectivo para fines de picazón.

Sin embargo, no queremos dejar a los pobres mosquitos sin sentido del olfato porque podría llegar a eliminarse la especie. Lo único que queremos es que nos dejen de molestar. Por eso, Zwiebel (2004) fue más allá e identificó una proteína específica que detecta un olor particular del sudor humano y, actualmente, están en busca de más, ya que la combinación del sudor y la microbiota tiene muchísimos más componentes (alrededor de 300) que el detectado por Zwiebel.

-I.S.

Referencias

Hallem, E; Fox, A; Zwiebel, L; Carlson, J; 2004. Olfaction: Mosquito receptor for human-sweat odorant. Nature review. 427. 212-213.

Jones WD, Nguyen TA, Kloss B, Lee KJ, Vosshall LB. 2005. Functional conservation of an insect odorant receptor gene across 250 million years of evolution. Curr Biol. 15(4):R119–R121.

Schmidt, C. 2005. Outsmarting Olfaction: The Next Generation of Mosquito Repellents. Environment Health Perspect. 113(7) A468-A471.

El Virus del Ébola

ebola1Hola yo soy el virus del Ébola, soy uno de los virus mas patogénicos que la ciencia ha podido conocer, soy capaz de causar desde un 25% hasta un 90% de muertes en los casos clínicos declarados.  Yo soy un virus que se ha clasificado como emergente pues mi primer caso registrado fue en 1976 y desde entonces he aparecido de vez en vez. Realmente mi tierra es Africa aunque de una manera un tanto forzada viaje a America pero no me gusto tanto y no entre en seres humanos en esa ocasión solo en monos.

ebola2Lo cierto es que no soy un virus nuevo, tengo tiempo de estar en esta tierra, es probable que yo sea uno de los virus mas antiguos de todos, lo que pasa es que no había entrado en humanos hasta el siglo pasado y fue resultado de que empece a saltar de especie en especie y ha expandir mis limites geográficos.

¿Quieres saber quien soy yo realmente?¿Seguro?porque creo no te gustara. Yo soy la pesadilla del ser humano cuyos limites no son el sueño, imagina una pequeña fiebre que incrementa rápidamente, luego te sientes fatigado, te da diarrea y el dolor de estomago aparece rápidamente. Antes de la primer semana las superficies de tus capilares y órganos internos se han vuelto delgadas, de manera que la sangre se filtra a tu tracto intestinal y tus pulmones. Te da una nausea intensa y empiezas a vomitar un liquido como sangre negra y tu cuerpo se dirige a un estado de hemorragia general, empiezas a sangrar de la nariz, sangras por los ojos y a veces por los poros de tu piel ¿Aterrado? pues ese soy yo, el Ébola. Pareciera que estoy diseñado para exterminar al humano, incluso algunos investigadores han formulado la teoría de que soy mas bien un arma diseñada por el mismo humano, pero son solo rumores, aun así no te contare mi origen, pues si no se lo he contado a los que me investigan ¿Crees que te lo contaría tan fácilmente?

La verdad es que soy un virus misterioso y reservado, poco se sabe de mi, soy un filovirus, y de mi se tiene conocimiento de cinco cepas, de las cuales solo cuatro afectan a humanos: Ébola-Zaire, Ébola-Sudan, Ébola-Ivory Coast y Ébola-Bundibugyo, de estas no todas son tan agresivas. La quinta, Ébola-Reston, solo causa enfermedades en primates. El nombre que diferencia a cada cepa se acuño dependiendo el lugar donde fue el brote.

Se desconoce el modo de infección primaria, así como el medio en el que me oculto, se cree que soy portado por los murciélagos, pero es solo una teoría porque no me han logrado aislar en ninguno de esos mamíferos. Cuando estoy dentro de los organismos, me extiendo por el torrente circulatorio y me replico en la mayoría de órganos, genero una necrosis focal en órganos como el hígado, ganglios linfáticos, riñones, ovarios y testículos.

Pense que no me descubrirían pero lograron descubrirme por el metido de inmunofluorescencia directa, de manera que ahora es mas fácil identificarme. Lo mas recomendable es que si ves a alguien enfermo por mi causa alejare de él lo mas posible, porque podría saltar hacia a ti por cualquier contacto.

Quisiera contarte mas, pero no me gusta revelar mis secretos y no se sabe mucho de mi, después de todo a nadie le gusta estar cerca de mi, mientras tanto seguiré descansando en Africa hasta que decida reaparecer, permanece al tanto de las noticias y cruza los dedos para nunca toparte conmigo.

Referencias:

Arboleda D. 2013 . Fiebre Hemorrágica por el Ebola. España. En: http://books.google.com.gt/books?id=5nlre91bcWUC&printsec=frontcover&dq=ebola+virus&hl=es&sa=X&ei=LqF1UpCEFuPNsQSU5YDABA&ved=0CDYQ6AEwAQ#v=onepage&q=ebola%20virus&f=false

Stark A. 2002 .  Ebola.  USA. En: http://books.google.com.gt/books?id=FohdK6o-8WIC&printsec=frontcover&dq=ebola&hl=es&sa=X&ei=wqJ1UvqqLZPfsATdrYG4BA&ved=0CDEQ6AEwAA#v=onepage&q=ebola&f=false

Redacción.  2012.  Acerca de la Fiebre Hemorrágica del Ebola. CDC. En: http://www.cdc.gov/ncidod/dvrd/spb/mnpages/dispages/ebola/qa.htm

Redacción.  2002.  Ebola.  Naciones Unidad. En: http://www.un.org/cyberschoolbus/spanish/health/htm/ebola.htm

Redacción.  2013.  Fiebre hemorrágica del Ébola.  OMS. En: http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs103/es/

Vamos a nadar al lago… ¿de brea?

Bueno, tal vez no es tan buena idea ir a nadar a este lago debido a su toxicidad, pero sí es muy buena idea hablar del mismo. Este lago de brea se encuentra en Trinidad y Tobago y es un depósito de asfalto natural, alimentado por filtraciones de un tipo de petróleo compuesto principalmente por aslfaltenos. Durante la filtración, este compuesto se mezcla con lodo y gases a alta presión, haciendo que la porción se evapore y se produzca un residuo de asfalto líquido caracterizado por una baja actividad de agua, sustratos recalcitrantes de carbono y compuestos químicos nocivos que le confieren su alta toxicidad (Schulze et. al, 2011).

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Esta semana, nuestro blog no está dedicado directamente a un extremófilo en especial, sino a toda una comunidad única de ellos que se encuentran en este lago, ya que se ha determinado que existen varias bacterias y arqueas, pero muchos de estos microorganismos no se encuentran en otro lugar, ni siquiera a los que se han encontrado en el Rancho La Brea tar pits en Los Ángeles, California, lugar donde también se encuentran depósitos naturales de asfalto, por lo que no se sabe mucho de ellos más que parte de su metabolismo y actividades, como el ambiente en el que viven. Varios científicos han sugerido que es lo más parecido en la Tierra al tipo de lagos de hidrocarburos que podemos ver en la luna de Saturno Titán (UCR, 2007).

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El lago de brea, estudiado por Schulze de la Universidad estatal de Washington, muestra una comunidad microbiana activa con un total de biomasa de 1×107 células por gramo, que habitan en la matriz abundante de hidrocarburos líquidos del lago. Entre los diversos microorganismos han encontrado una ramificación de linajes microbianos con potencial para mediar procesos de degradación anaeróbica de hidrocarburos, metabolismos que incluyen el metano y etanol y secuencias de genes específicos en bacterias facultativas con azufre- oxidante y nitrito oxidante anaerobias obligadas (Schulze et. al, 2011). Este descubrimiento fue de vital importancia ya que según Kim y Crowley, (2007) este asfalto es un ambiente hostil, caliente y con químicos tóxicos que podrían hacerlo inhabitable para cualquier organismo en el planeta.

También hay evidencia de que el agua líquida no puede ser tan importante como todo el mundo ha asumido. Schulze- Makuch apunta a evidencia reciente de que algunos microorganismos pueden hacer agua propia procesando diversos hidrocarburos. Sin embargo, aún no está claro qué cantidad de agua requiren. Aunque hay muy poca agua aquí, es muy posible que los organismos se limiten a regiones en las que el contenido de agua es un poco mayor para su beneficio, como ocurre con las colonias de lagos y glaciares congelados.

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El descubrimiento de la vida en los pozos de asfalto proporciona una vía para futuros estudios de la evolución de las enzimas y las vías catabólicas de bacterias que han estado expuestas a los complejos de hidrocarburos durante milenios. Estas bacterias y sus enzimas tienen aplicación potencial de biorremediación (limpieza de derrames de petróleo), tratamientos médicos (nuevos medicamentos), energías alternativas (biocombustibles), la recuperación mejorada de petróleo, y las aplicaciones industriales (productos bioquímicos y biotecnológicos) (Kim y Crowley, 2007). Estos resultados abren una ventana a la ecología microbiana y biogeoquímica de las matrices de hidrocarburos recalcitrantes y establecer el sitio como un análogo terrestre para modelar el potencial biótico de los lagos de hidrocarburos, tales como las que se encuentran en la mayor luna de Saturno, Titán (Schulze et. al, 2011).

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AG, VS, AM, MA

Schulze – Makuch, D. et al. 2011. Microbial life in a liquid asphalt desert. Astrobiology. 11(3): 241 – 58 pp.

Kim, J. y D. Crowley. 2007. Microbial Diversity in Natural Asphalts of the Rancho La Brea Tar Pits. American Society for microbiology. 73(14): 4579 – 4591 pp.

UCriverside. 2007. New Petroleum Degrading Bacteria Found. University of Californa Riverside. UCR Newsroom. 4 pp.

La unidad 731 del ejército de Japón

En 1918, el ejército japonés contaba con un equipo de médicos que se encargaban de estudiar productos químicos y biológicos que estaban surgiendo luego de la Primera Guerra Mundial. Los científicos pudieron notar que dichas armas tenían un gran potencial contra ejércitos enemigos pero no se pusieron en práctica hasta la llegada de Ishii Shiro al ejército en 1920, quien se graduó de la Universidad de Kyoto y se involucró en investigaciones de armas biológicas luego de realizar varias visitas a América.

Ishii Shiro consideraba que las guerras futuras únicamente podían ser ganadas con los nuevos descubrimientos científicos en relación a la fabricación de armas biológicas de destrucción masiva. Ishii comenzó a resaltar en el ámbito científico luego de crear un filtro de agua que paró la expansión de un tipo de meningitis en Shikoku. Varias personas comenzaron a apoyar a Ishii entre ellos miembros del ejército con grandes cargos, como el coronel Tetsuzan Nagata, coronel Yoriniichi Suzuki, coronel Ryujii Kajitsuka, entre otros. Fue después, cuando el Ministro del Ejército Sadao Arkai aprobó la realización de las armas biológicas por Ishii y su unidad de científicos.

La unidad de investigadores se ubicó en el norte de Manchuria para sus estudios bacteriológicos, mientras que el ejército de Kuantung les podría proporcionar prisioneros para realizar sus experimentos. Luego de varios cambios, se establecieron dos unidades en donde la primera estaba a cargo de Ishii Shiro y fue nombrada “Prevención Epidémica y Sección de purificación de Agua del Ejército de Kuantung”, fue hasta 1941 que fue llamada la unidad 731 conformada por 3,000 científicos y técnicos, y se trasladó a Pingfan.

En 1937, cuando el ejército japonés empezó a poner en prácticas sus armas expandiendo un gas venenoso contra el ejército de china y utilizaron al menos cinco veces armas bacteriológicas contra este país, incluyendo los ataques con bacterias en Ningpo, Chechiang, Chinchua entre otros. A partir de estos sucesos, Estados Unidos intervino y averiguó lo que el ejército japonés estaba realizando bajo una unidad que aparentaba ser de prevención epidémica. La unidad 731 presentaba un gran peligro por las bombas de microorganismos que ya habían desarrollado para Estados Unidos ya que Japón contaba con estrategias para atacarlos.

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Figura 1: Bomba bacteriana desarrollada por Ishii Shiro (Park, 2003).

Luego de que Japón se rindiera, iniciaron las investigaciones más profundas sobre esta unidad por parte del ejército de Estados Unidos, con el fin de localizar las armas biológicas. Se realizaron varios interrogatorios a miembros de la unidad pero no al mismo Ishii Shiro quien se declaró muerto y simuló su entierro. Al encontrar a Ishii, se le interrogó y se cree que cambió sus conocimientos para borrar su historial, mientras que el gobierno de Estados Unidos guardó varios secretos de las armas bacteriológicas.

En base a investigaciones realizadas por  Estados Unidos que fueron reveladas y por testimonios de algunas personas involucradas, se determinó que la unidad 731 trabajó con hongos, cólera, fiebre escarlata, ántrax, muermo, difteria, meningitis cerebroespinal, tuberculosis, entre otras, para el desarrollo de sus armas biológicas. Además, se indicó que realizaban experimentos con prisioneros y se exponían a varias personas a las bombas para comprobar los daños que causaban a la población.

P. H.

 

Referencias:

FAS. 2000. Biological Weapons Program. En: http://www.fas.org/nuke/guide/japan/bw/. [Con acceso: 29/10/13].

 Park, E. 2003. Theodicy-through the Case of “Unit 731”. En: http://people.bu.edu/wwildman/WeirdWildWeb/courses/thth/projects/thth_projects_2003_parkeun.htm. [ Con acceso: 29/10/13].

 SGM. 2000. La unidad japonesa 731. En: http://sgm.casposidad.com/prensa/u731.htm. [Con acceso: 29/10/13].