Resuelven uno de los enigmas de la infertilidad masculina

La ausencia de una proteína que cubre el esperma podría explicar en parte la infertilidad masculina, según un estudio realizado por expertos de la Universidad de California Davis (UC Davis). El trabajo, cuyas conclusiones se han publicado en Science Translational Medicine, podría abrir nuevos caminos en el tratamiento de la infertilidad.
La proteína DEFB126 actúa como un 'dispositivo de camuflaje Klingon', lo que permite a los espermatozoides atravesar la mucosa cervical y 'burlar' el sistema inmunológico para, de ese modo, 'asaltar' el óvulo, explican Gary Cherr y Thedore L. Tollner, autores principales del trabajo.

Los investigadores de la UC Davis descubrieron, a partir del análisis de muestras procedentes de Estados Unidos, Reino Unido y China, que el 50% de los hombres presenta una mutación en los genes que codifican la proteína DEFB126, y que el 50% es portador de una doble mutación.

Tollner y Cherr buscaban maneras de desarrollar vacunas anticonceptivas cuando empezaron a observar la proteína DEFB126, que pertenece a una clase de moléculas llamadas defensinas, exterminadoras naturales de gérmenes que se encuentran en las superficies de las mucosas. La DEFB126 se produce en el epidídimo, un tubo estrecho y alargado donde se almacenan los espermatozoides después de que se produzcan en los testículos, y es depositada en dicho tubo para formar una gruesa capa.


Una mutación común

Ambos investigadores estaban tratando de producir anticuerpos contra esta proteína humana, sin mucho éxito, por lo que recurrieron a la ayuda del profesor Charles Bevins, experto en defensinas, que acababa de unirse al Department of Medical Microbiology and Immunology de la UC Davis.
En el laboratorio de Bevins se realizó una copia recombinante del gen humano DEFB126 con el objetivo de generar una proteína purificada para crear anticuerpos. En un primer intento, Tollner, Cher y Davis observaron que el gen tenía una mutación que le impidió formar la proteína, pero cuando utilizaron semen de un donante diferente, fueron capaces de producir la proteína normal. "Si no hubiéramos utilizado el primer clon, seguiríamos confundidos", afirma Bevins.

El siguiente paso fue analizar la frecuencia del gen en las muestras de ADN de individuos de Estados Unidos, Reino Unido, China, Japón y África. Fue así como constataron que aproximadamente la mitad de los hombres posee una copia defectuosa y una cuarta parte dos copias defectuosas, lo que repercute en que el esperma no se desplaza con facilidad a través del moco. ¿Por qué una mutación que afecta a la fertilidad es tan asombrosamente común? Es probable, sugiere Tollner, que los heterocigotos -hombres con un gen normal y otro defectuoso- se vean favorecidos de alguna manera.

Fuente: Revista Jano.

Sight Requires Exact Pattern of Neural Activity to be Wired in the Womb

New Haven, Conn. — The precise wiring of our visual system depends upon the pattern of spontaneous activity within the brain that occurs well before birth, a new study by Yale researchers shows.

"It isn't just the genes. What happens within the womb is crucial," said Michael Crair, the William Ziegler III Associate Professor of Vision Research at Yale School of Medicine and senior author of the study published in the June 23 issue of Neuron.

The extent of the roles of nature and nurture in the development of neural circuitry has long been debated. Scientists know genes provide the basic plan for brain development initially, and connections between brain cells are fine-tuned later in development.

But how does experience influence the wiring of the visual system in mammals, which have relatively long gestation periods during which the fetus is never visually stimulated? The answer apparently lies in the spontaneous pattern of neural activity generated by the brain itself.

Crair and his team genetically manipulated the retina of mice early in their development in ways that affected the pattern, but not the overall levels, of neural activity. They found that the visual system in these mice never developed properly.

"If experience plays a role in neural development, it is hard to explain how vision would be affected before birth because we do not see anything in the womb," Crair said. "But we found that it is actually the pattern of ongoing spontaneous activity in the developing retina, not genes alone, that play a crucial in the development of the visual system."

That means environmental disruption of these neural patterns during development could be damaging to the formation of these neural circuits. Crair notes that the team managed to alter these patterns by manipulating nicotinic acetylcholine receptors - the same receptors that are targeted by nicotine.

"It is possible that nicotine exposure would have a negative influence on neuronal connectivity of a child's brain, even in the womb," he said.

Lead author of the paper is Hong-ping Xu, of Yale. Other authors from Yale are Moran Furman, Yann S. Mineur, Hui Chen, Sarah L. King, David Zenisek, Z.Jimmy Zhou, Ning Tian and Marina R. Picciotto.

Primary funding for the research was provided by the National Institutes of Health.

Fuente: Yale University

Cut calories, increase egg quality

A strategy that has been shown to reduce age-related health problems in several animal studies may also combat a major cause of age-associated infertility and birth defects.

Investigators from Harvard-affiliated Massachusetts General Hospital (MGH) have shown that restricting the caloric intake of adult female mice prevents a spectrum of abnormalities, such as extra or missing copies of chromosomes that arise more frequently in egg cells of aging female mammals. Their report appears in this week’s online Early Edition of the Proceedings of the National Academy of Sciences USA.

“We found that we could completely prevent, in a mouse model, essentially every aspect of the declining egg quality typical of older females,” says Jonathan Tilly, director of the Vincent Center for Reproductive Biology in the MGH Vincent Department of Obstetrics and Gynecology, who led the study. “We also identified a gene that can be manipulated to reproduce the effects of dietary caloric restriction and improve egg quality in aging animals fed a normal diet, which gives us clues that we may be able to alter this highly regulated process with compounds now being developed to mimic the effects of caloric restriction.”

Many studies have found that animals whose food intake is restricted but still sufficient to avoid malnutrition live longer and show fewer signs of aging than do animals given access to as much food as they want. The long-term effects of a caloric restriction (CR) diet in humans are being investigated in ongoing studies, but some health improvements, including reductions in cholesterol levels and other cardiovascular risk factors, have already been reported. An earlier study by Tilly’s group found that female mice maintained on a CR diet during most of their adulthood maintained their fertility into very advanced ages, even after being allowed to resume free feeding.

A key step in the development of reproductive cells — sperm and eggs — is a process called meiosis, in which sperm and egg cell precursors with two copies of each chromosome are divided into specialized reproductive cells with a single copy of each chromosome. When mature egg and sperm cells fuse, the resulting embryo has two copies of each chromosome, one from the male and one from the female. Meiosis-associated abnormalities, such as extra or missing copies of chromosomes, are more common in the eggs of aging animals and are responsible for a greater incidence of infertility, miscarriage, and birth defects such as Down syndrome, which is caused by an extra copy of chromosome 21.

Following up on their earlier finding on the impact of CR on fertility in mice, the MGH team took a closer look at metabolic factors that may underlie those results. They first followed two groups of female mice from young adulthood (3 months of age) to 1 year, an age when egg quality and fertility normally would be greatly diminished. One group was allowed to free-feed throughout adulthood, while the other was maintained on a CR diet for about seven months and returned to free-feeding for the last month of the study period. While the free-fed mice showed the expected age-related decline both in the number of egg cells released at ovulation and in how many of those eggs were mature and ready for fertilization, the eggs cells of the aged CR mice more closely resembled healthy eggs of young adult females during their prime reproductive life.

Analysis of chromosomes and other meiosis-related aspects of the egg cells revealed significant abnormalities in cells from aged free-fed mice, while egg cells of the aged CR mice showed no evidence of aging-associated abnormalities. Since the age-associated decline in egg cell quality has been associated with changes in the distribution throughout the cytoplasm of mitochondria — subcellular structures that provide cellular energy — the researchers looked at the effects of diet on those cellular power plants. Again, the age-associated changes seen in the free-fed mice — aggregation of mitochondria into clumps and a drop in levels of ATP, the metabolic fuel produced by mitochondria — were not seen in egg cells from the aged CR females.

While the mechanisms by which caloric restriction produces its effects are still being investigated, several of the metabolic pathways involve a regulator of DNA transcription called PGC-1α, which is known to modulate genes involved in controlling mitochondrial number and function. Tilly’s team also found that egg cells from female mice lacking a functional PGC-1α gene who were allowed to free-feed through adulthood maintained the same egg cell quality as seen in the CR mice. However, combining CR with PGC-1α inactivation did not increase the effects beyond those achieved separately, which suggests that the two approaches work in a common pathway.

“While most of the work in the field of caloric restriction has been done in mice and other laboratory animals, over the past few years a number of studies have shown that several of the health benefits reported in aging mice are also seen in monkeys and perhaps in human populations that have chosen to limit their caloric intake,” says Tilly, who is a professor of obstetrics, gynecology, and reproductive biology at Harvard Medical School.

“If we find a way to safely reproduce in humans the effects we see in this study — and even though this is a mouse study, we know these age-related egg cell defects are also seen in humans — we may be able both to improve a woman’s chance of getting pregnant and, for those who do need assisted reproductive technology, to improve the quality of the eggs we use to minimize if not eliminate the age-related increase in Down syndrome and other chromosomal disorders,” he adds.

The study was supported by a National Institutes of Health MERIT award and by grants from the Henry and Vivian Rosenberg Philanthropic Fund, the Sea Breeze Foundation, and Vincent Memorial Research Funds.

Fuente: Harvard University

Combo method reveals cells’ signal systems

Our understanding of what differentiates cancer cells from normal cells is limited by a lack of methods for studying the complex signal systems of individual cells. By combing two different methods, a team of Uppsala researchers have now provided the research world with a tool for studying signal paths on several levels at the same time. Their article is being published today in PLoS One.

“We also show that the method can be used to determine the molecular effect of drugs or pharmaceuticals,” says Ola Söderberg, who directed the study at the Department of Immunology, Genetics, and Pathology, Uppsala University.

Interaction between separate cells is crucial for the body to function. Cells communicate with each other through direct contact and through soluble substances/molecules that are sent out as a “signal” to surrounding cells. When they bind to a receptor molecule on another cell, the signal is further transmitted into that cell by a relay of protein interactions, thereby regulating mRNA expression. Signaling between and within cells is a highly complex process that is regulated on several different levels in the signal pathways.

- What’s more, signaling can differ considerably between one cell and a neighbor cell, so the possibility of studying the signaling of individual cells is extremely important for us to understand various pathological conditions, such as cancer, says Ola Söderberg.

It is the lack of methods for doing so that has limited our understanding of what differentiates cancer cells from normal cells. The new method combines two different methods that reveal protein activity and mRNA expression, respectively. This makes it possible to determine the direction of signal, that is, what the effect of signaling is. The two methods that are now being combined were developed over the last few years by this same research team.

“The possibility of now combining them will yield a clearer picture of what went wrong in cancer cells, and it will lead to greater insight into how cancer cells work together with and exploit normal cells.”

In the article, the methods are used to see how quickly signals are transmitted, from the surface of cells to the nucleus, and to determine how many of the cells respond to the signals. Further, the methods can be used to understand how various drugs function and where they disrupt signaling, and will facilitate the discovery of new targeted pharmaceuticals to treat cancer.

Read the article on the PLoS ONE Web site: http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0020148">http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0020148">http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0020148

Fuente: Uppsala University, Sweden.

Malaria, mosquitos y aves silvestres

El estudio constituye un importante avance en el conocimiento de la transmisión de parásitos de la malaria aviar en condiciones naturales y será publicado próximamente en la revista Molecular Ecology.

Ningún ser vivo se ve libre de sufrir el ataque de un parásito a lo largo de su vida; es más, algunos parásitos son parasitados por otros y éstos, a su vez, por otros, etc. Aunque en un principio, los científicos postulaban que el parasitismo era un proceso evolutivamente benigno, hoy no se duda del impacto severo que puede llegar a tener en las poblaciones de hospedadores. Lo cierto es que entre el parásito y el hospedador se establece una carrera coevolutiva, similar a una carrera de armamentos, de tal modo que a cada paso evolutivo que da uno responde el otro, con lo que ninguno de ellos puede proclamarse ganador.

Las aves silvestres también sufren la malaria, aunque en este caso los parásitos que la causan, que están emparentados con los que originan la malaria en humanos, no poseen la capacidad de infectarnos. Los parásitos de la malaria aviar necesitan un vector para transmitir la enfermedad entre las aves hospedadoras. Los jejenes, unos mosquitos del género Culicoides, son los que actúan como vector. Cuando el mosquito toma sangre de un ave infectada, el parásito infecta al insecto vector que, a su vez, transmitirá el parásito a un nuevo pájaro cuando succione su sangre. El mosquito también es un hospedador de la malaria, ya que el parásito se desarrolla en él y pasa desde el intestino hasta las glándulas salivares. Por ello, la estrategia evolutiva óptima para el parásito consiste en hacer el menor daño posible al mosquito, ya que su objetivo es conseguir transmitirse a otro pájaro.

Las técnicas moleculares han representado un punto de inflexión en el conocimiento de los parásitos y de las relaciones que mantienen con sus especies hospedadoras. Uno de los aspectos más atractivos del parasitismo es el fenómeno de especificidad que se da entre parásito y hospedador y que es el resultado de la adaptación del parásito al hospedador a lo largo del tiempo que dura su relación simbiótica.

En el estudio dirigido por Santiago Merino, investigador del departamento de Ecología Evolutiva del Museo Nacional de Ciencias Naturales del CSIC, y en el que han participado científicos de este centro y de la Universidad de Alcalá, se han analizado las complejas relaciones coevolutivas entre parásitos de la malaria aviar, de los géneros Haemoproteus y Plasmodium, y sus vectores. Josué Martínez de la Puente que realizó su tesis doctoral en el MNCN nos cuenta "A pesar de su importancia, hasta el momento no se habían realizado estudios de esta envergadura para comprobar el papel que podrían jugar los jejenes en la transmisión de los parásitos de la malaria aviar en condiciones naturales. En las aves silvestres, los parásitos sanguíneos juegan un importante papel afectando su estado de salud, fecundidad y probabilidad de supervivencia".

La investigación ha permitido la identificación de 15 linajes de parásitos sanguíneos de los géneros Haemoproteus y Plasmodium, en 7 especies de aves forestales y diferentes especies de vectores. Los parásitos del género Plasmodium parecen tener más facilidad para "saltar" de una especie a otra ya que afectaron a un amplio rango de aves, por lo que pueden considerarse generalistas. Sin embargo, los pertenecientes al género Haemoproteus fueron más selectivos, infectando a especies que están emparentadas filogenéticamente. Además, al analizar los parásitos presentes en los mosquitos se ha identificado una compleja relación coevolutiva entre las líneas genéticas de los insectos y los parásitos sanguíneos del género Haemoproteus. Sucede que los parásitos del género Plasmodium presentaron únicamente relaciones generalistas con los insectos; por el contrario, en el caso de Haemoproteus, se encontraron relaciones significativas entre algunas líneas genéticas de parásitos y de insectos, sugiriendo una estrecha relación coevolutiva entre ellas.

Referencia bibliográfica:
Martínez-de la Puente, J., Martínez, J., Rivero-de Aguilar, J., Herrero, J., Merino, S. 2011. On the specificity of avian blood parasites: revealing specific and generalist relationships between haemosporidians and biting midges. Molecular Ecology. doi: 10.1111/j.1365-294X.2011.05136.x

Fuente: Museo Nacional de Ciencias Naturales, Madrid.

La UCO investiga la relación entre la hormona del crecimiento y la obesidad

La hormona, llamada GH, actúa de sensor, detecta e informa al organismo si hay exceso de nutrientes.

Texto: Carmen Mª Guzmán

El secreto para combatir la obesidad podría estar dentro del ser humano, concretamente en las mismas células que se ocupan de producir la hormona del crecimiento (GH). Y es que los cambios en los niveles de esta hormona podrían actuar como sensores naturales, detectando e informando al organismo de si existe un exceso de nutrientes para evitar una acumulación de grasas y una alteración de la glucosa, condiciones previas y determinantes en la obesidad y en la diabetes derivada de la misma.

En este sentido, el doctor en Biología por la Universidad de Córdoba y miembro del Instituto Maimónides de Investigación Biomédica (Imibic) Raúl Luque explicó: “Nuestro cuerpo no está acostumbrado a los excesos, es decir, a tomar más calorías de la que se pueden quemar”. Por esto, esta información “tan valiosa” normalmente se pierde porque “se rompe el equilibrio natural” y la hormona deja de actuar como un sensor.

Según se ha podido comprobar en los estudios desarrollados en el laboratorio y concretamente con un modelo de ratón transgénico, las células que contienen las hormona encargadas del crecimiento podrían llegar a usarse con interesantes aplicaciones terapéuticas, como por ejemplo para evitar la obesidad infantil.

Buscan apoyo en las farmacéuticas

La hormona del crecimiento aún no está muy desarrollada farmacológicamente, pero se presupone que si sus niveles son bien controlados puede tener muchos y muy variados aspectos positivos para el rejuvenecimiento de la piel, pérdida de grasa o la formación de masa muscular. Sin embargo tiene como parte negativa que “si se aumenta mucho la GH en el organismo hay tejidos que se harían insensibles” y podría ser responsable de la aparición de algunos síndromes como es el caso de la diabetes.

El equipo de investigación ha podido comprobar que la disminución en los niveles de la hormona del crecimiento que ocurre de manera natural en el organismo cuando se envejece (ya que la GH se encuentra en mayores cantidades conforme más joven se es y empieza a disminuir con el paso de los años) podría ser la fórmula hallada por nuestro cuerpo para evitar la aparición de algunos problemas de salud. Sin embargo, cuando ese descenso es excesivo y se da antes de tiempo se producen las alteraciones y aparecen enfermedades como la obesidad, provocada por la acumulación de grasas, un defecto del metabolismo, la pérdida de masa muscular, y la diabetes.

Raúl Luque puso de manifiesto: “Aun queda mucho por confirmar”. Aún así, los científicos mantienen la esperanza de encontrar colaboraciones con multinacionales farmacéuticas para que se potencien las posibilidades de esta hormona. Estos avances han sido publicados recientemente en revistas de gran prestigio científico como Plos One, en el último número de la revista Endocrinology y en una revisión de la revista The New York Academy of Science, donde se han recogido diferentes artículos sobre el uso del ratón y la importancia de la hormona del crecimiento, entre otras.

Fuente: Andalucía Investiga, Universidad de Córdoba.

Científicos Granadinos investigan los mecanismos internos de comunicación de las bacterias

Las bacterias se mueven, buscan dónde está el alimento y huyen de aquellos organismos que pueden causarles daño. Para ello, se sirven de unas proteínas con las que responden a los cambios en su ambiente. Científicos del grupo de Degradación de Tóxicos Orgánicos de la Estación Experimental del Zaidín están investigando el funcionamiento del mecanismo de transmisión de señales que se produce dentro de una bacteria. Entre los posibles resultados de este proyecto de investigación está el diseño de tratamientos in situ de sitios contaminados.


Texto: Luz Rodríguez

Descubrir cómo operan las bacterias puede resultar muy útil para emplearlas como agentes biológicos en la degradación de contaminantes. Así lo han concebido investigadores del grupo de Degradación e Tóxicos Orgánicos de la Estación Experimental del Zaidín (EEZ) que han iniciado un proyecto de excelencia que persigue determinar las bases moleculares que intervienen en la transmisión de señal en Sistemas de Dos Componentes (SDC).

Los SDC están compuestos por dos proteínas, una que actúa como sensor, del tipo quinasa (SQ) y otra que ejecuta, llamada regulador de respuesta. “Las proteínas con las que trabajamos, sirven para detectar las señales que hay en el medio ambiente. Entre estas nos centramos ahora en dos. Una sensa compuestos aromáticos específicos y la otra es como un verdadero “sentido” equivalente al olfato, el gusto y el tacto, que detecta la presencia de compuestos nocivos como señal y transmite estas sensaciones a otra proteína, que es la que hace que ejecute la respuesta de huir o acudir a un sitio según sus condiciones ambientales les sean perjudiciales o favorables”, explica el responsable de la investigación, Juan Luis Ramos Martín. Los investigadores del grupo de Degradación de Tóxicos Orgánicos se hacen una pregunta: ¿cómo se transfiere la información entre el elemento que sensa al elemento que ejecuta?

Para dilucidar cuáles son las moléculas que intervienen en la transmisión de señal dentro de una SQ (el elemento sensor) y cuáles participan en la acción de los inhibidores que afectan al intercambio de información, estos investigadores están determinando la estructura tridimensional de una SQ entera. Esta estructura es un factor trascendental para entender la actividad biológica de estas proteínas. Utilizando diversas técnicas han identificado los aminoácidos que intervienen en la transmisión de la señal, para posteriormente generar mutantes que serán analizados con el fin de verificar su papel como antenas moleculares de captación de señal.

Bacterias que degradan contaminantes

Los investigadores utilizan en su estudio ciertas especies de bacterias, algunas de ellas aisladas en Granada, como las denominadas Pseudomonas putida. Estas bacterias degradan tolueno, un contaminante que han utilizado como modelo. Estos científicos buscan demostrar el funcionamiento de los SDC y cómo detectan compuestos como los hidrocarburos. Investigan, además, si reconoce un compuesto específico, como el tolueno o si reaccionan ante otros contaminantes, como los derivados del petróleo.

“Gracias a este sistema de señales, la bacteria es capaz de saber, qué contaminante está ahí fuera, es capaz de saber que hay chapapote, que lo puede ingerir y que, además, puede estimular la degradación del compuesto.” Este proceso se hace en segundos. “Además -explica el investigador- tiene una característica que la hace muy distinta a un gran número de microorganismos. La mayoría, cuando detecta un contaminante, no lo considera como un alimento sino como un agente dañino y huye. Nuestra bacteria, tiene un sensor genético que hace todo lo contrario. Le indica que puede dirigirse a ese contaminante, le informa que ese producto tiene energía beneficiosa para ella y que por lo tanto lo puede ingerir”. La SDC tiene la capacidad de detectar si se han terminado las existencias de contaminante en un lugar determinado y se desplaza a otro donde haya más materia para degradar.


Entre sus aplicaciones más importantes está la lucha contra los contaminantes. “Buscamos descubrir las bases moleculares, entender, a nivel de proteínas, cómo reconocen un contaminante y ver, al final, cómo ese contaminante se convierte en CO2 y agua. El objetivo es comprender el funcionamiento de un proceso molecular para poder diseñar tratamientos in situ de sitios contaminados”, apunta el experto.

Esta capacidad natural de algunos microorganismos para alimentarse de sustancias contaminantes y convertirlas en compuestos más sencillos y menos tóxicos es la base de la técnica denominada “biorremediación”. Este procedimiento fue probado con éxito en vertidos accidentales de petróleo, como el caso del buque Exxon Valdez ocurrido en Alaska en 1989, y el caso del Prestige acontecido en 2002 frente a las costas de Galicia. La biorremediación es una herramienta de limpieza suplementaria después de eliminar el grueso del petróleo por medios mecánicos. Bio-Iliberis R&D, una empresa spin-off del CSIC, ha utilizado la biorremediación para acelerar las restauración de bosques incendiados y suelos deteriorados.

Fuente: Andalucía Investiga.

La alergia: una epidemia del siglo XXI

¿Quién no convive con alguien alérgico hoy en día? La alergia es una enfermedad inmunológica que afecta a países desarrollados. La identificación de los alérgenos que la inducen y la incorporación de nuevas tecnologías diagnósticas y terapéuticas mitigarán los efectos de esta enfermedad, que reduce la calidad de vida del paciente y provoca un alto absentismo laboral.

La alergia es una alteración del sistema inmunológico producida por una enorme variedad de sustancias, tanto biológicas como sintéticas, siendo los pólenes, alimentos, ácaros, epitelios de animales, venenos de insecto, látex y fármacos diversos, las fuentes de sensibilización más frecuentes (Fig. 1). Mediante inhalación, ingestión, inyección e incluso contacto, estas sustancias son capaces de atravesar las barreras físicas -mucosas, epidermis- de nuestro organismo y alcanzar los centros neurálgicos del sistema inmunológico. Los antígenos (alérgenos) que provocan estas respuestas anómalas son proteínas o glicoproteínas o compuestos de síntesis, inocuos para un alto porcentaje de la población, pero que provocan en el alérgico una reacción de hipersensibilidad mediada por una clase minoritaria de inmunoglobulinas, las IgE. El contacto reiterado de un mismo alérgeno con las IgEs en la superficie de unas células especializadas (mastocitos y basófilos) desencadena un variado y molesto repertorio de síntomas como rinitis, conjuntivitis, asma, diarrea y, en casos extremos, un shock anafiláctico (1).

Durante las próximas décadas convivir con la alergia va a ser una tarea habitual para gran parte de la población mundial. El ritmo actual de crecimiento de la incidencia de esta enfermedad hace prever que el 50% de los habitantes de los países industrializados se verán afectados en la década de los 40. Aquellos países más desarrollados, donde los umbrales de higiene son elevados y donde existen fármacos frente a enfermedades ancestrales, serán sus víctimas propicias.

¿Qué fuentes biológicas afectan en mayor medida a la población española susceptible? En primer lugar, los pólenes (2), que originan verdaderos estragos entre la población en determinadas épocas del año. Pólenes como los del olivo, un árbol íntimamente ligado a nuestra cultura. Los de gramíneas o de Cupresáceas como las arizónicas, cada vez más abundantes en nuestros campos y jardines. También la Salsola, ese arbusto que rueda por los escenarios de tantas películas del Oeste, y que ahora abunda en las zonas devastadas por la cada vez más recurrente sequía. En segundo lugar, la alergia alimentaria, que es especialmente grave por los síntomas que desencadena, por su especial incidencia entre la población infantil, y por la presencia oculta de alérgenos en alimentos envasados (3). Por último, los fármacos producen alergias que comprometen a una parte de la población que es tratada, muchas veces sin otras alternativas, con dichos compuestos.

Las alergias ocupacionales surgen asociadas a actividades laborales concretas. Cada vez es mayor el porcentaje de trabajadores que las desarrollan frente a materiales con los que están en contacto permanentemente. Por ejemplo, los panaderos y las harinas, los pintores y los disolventes, los trabajadores de almazaras y las aceitunas (4) o el personal sanitario y el látex. Surge así una alergia que puede llegar a incapacitar al individuo para el desarrollo de su tarea profesional y que constituye un gran problema sanitario que implica importantes pérdidas socio-económicas.

En el caso de la alergia el principal tratamiento curativo se lleva a cabo desde hace 100 años. Consiste en inyectar periódicamente al paciente extractos de fuentes alergénicas con el fin de lograr su desensibilización gradual. Esos tratamientos son mejorables pues originan frecuentes reacciones adversas y nuevas sensibilizaciones a otros componentes del extracto. En la actualidad, uno de los objetivos prioritarios de investigación es la obtención de una colección de alérgenos purificados de cada fuente biológica para poder realizar el diagnóstico y posterior tratamiento de una forma más segura y eficaz. Este panel mínimo de proteínas, apenas un 0.02% del total de todas las presentes en los extractos, puede suponer a veces más de veinte moléculas diferentes cuya identificación y caracterización es imprescindible a la hora de reemplazarlos. Las técnicas de ingeniería genética han permitido optimizar la producción de estos alérgenos (5), a veces tan escasos en los materiales de los que proceden, mediante su síntesis a gran escala en bacterias y levaduras. La manipulación de sus genes permite además obtener variantes con efectos alergénicos atenuados que puedan funcionar como vacunas, similares a las empleadas contra infecciones bacterianas o víricas.

Es además aceptado que con los métodos convencionales utilizados habitualmente en las consultas médicas se produce un alto porcentaje de diagnósticos erróneos. Uno de los principales motivos es la reactividad cruzada que se produce por la presencia de epítopos comunes en fuentes biológicas de muy diverso origen, lo cual provoca polisensibilizaciones en los pacientes. El diagnóstico molecular (6) realizado a partir de alérgenos puros permitirá prescribir vacunas mucho más sencillas y seguras que las empleadas en la actualidad. Por esta razón, las empresas farmacéuticas han iniciado una carrera para obtener esas proteínas que les permitan realizar un eficaz diagnóstico clínico.

Aunque esté todavía por llegar un tratamiento personalizado de cada paciente, la identificación precisa del agente causante mediante un buen diagnóstico, la investigación de nuevas vías y formatos de administración de las vacunas, y un profundo análisis de los mecanismos celulares que se producen en respuesta a estos tratamientos, mejorarán sin duda la calidad de vida de estos enfermos que, en breve, serán multitud.

REFERENCIAS
1. Gould HJ & Sutton BJ (2008) "IgE in allergy and asthma today". Nature Reviews:Immunology 8:205-217.
2. Pomés A & Villalba M. (2007) "Alérgenos" En: Tratado de alergología I. Pelaez A & Dávila IJ Ed. SEAIC, pp 3-26.
3. Boyce JA, Assa'ad A, Burks AW et al. (2010) "Guidelines for the diagnosis and management of food allergy in the United States: report of the NIAID-sponsored expert panel". J Allergy Clin Immunol. 126(6 Suppl):S1-58.
4. Palomares O, Alcántara M, Quiralte J, Villalba M, Garzón F, Rodríguez R. (2008) "Airway disease and thaumatin-like protein in an olive-oil mill worker" N Engl J Med. 20;358(12):1306-8.
5. Valenta R, Ferreira F, Focke-Tejkl M, et al. (2010) "From allergen genes to allergy vaccines" Annu Rev Immunol. 28:211-41.
6. Barber D, de la Torre F, Feo F, et al. (2008) "Understanding patient sensitization profiles in complex pollen areas: a molecular epidemiological study". Allergy 63:1550-8.

Fuente: Sociedad Española de Bioquímica y Biología Molecular.

Test could detect Alzheimer’s disease earlier

Innovation on the strength of a simple test identified in a new study would enable intervention before damage is done.

A new study has revealed the possibility of using a simple test for the early detection of Alzheimer’s disease, enabling the condition to be identified before significant and irreversible decline takes place.

The research, carried out by a team from the University of Cambridge led by Professor Barbara Sahakian, investigated brain activation in patients with mild cognitive impairment (MCI) whilst they completed a memory task which assessed their visual perception of the spatial relationships of objects (visuospatial).

In the task, known as a paired associate learning task (PAL), the participants must remember the spatial location of up to eight different patterns hidden in boxes. For the study, the researchers conducted brain scans (or fMRIs) while the patients took the tests in order to monitor brain activity.

It was found that when asked to remember the location of low numbers of patterns, the MCI patient’s brains showed significantly more activation than the healthy, control participants, whereas, at higher levels of difficulty, the patients showed significantly lower levels of activation. These results suggest that MCI patients try to compensate for their difficulty in performing the task by increasing brain activity but when the task becomes too difficult for them to perform, their brain activity reduces.

“A major problem we find with Alzheimer’s disease is that by the time it is clinically detectable there is already a significant impairment to the sufferer. The damage has already been done and there is a huge impact on the person’s quality of life and day to day functioning,” explains Professor Sahakian. “Our research gives insight into how, and why, this test could be used to detect Alzheimer’s earlier than other current methods.”

The key area of the brain where these activations took place was the hippocampus, an area of the brain known to be affected early in Alzheimer’s disease. (Indeed, the test was originally devised to assess the ability of this area of the brain, since the hippocampus is known to be critical for learning where objects are in space.) Another discovery was that even though these MCI patients had not progressed to a diagnosis of Alzheimer’s disease as yet, they nevertheless had reduced volumetric measures in the hippocampus.

Professor Sahakian continued: “MCI is very much the precursor stage to Alzheimer’s. Indeed, seven of the twenty patients subsequently developed Alzheimer’s disease. What these results show us is that individuals with MCI have difficulty on this one particular task. This enables us to identify those who are at risk from Alzheimer’s and will hopefully allow us to halt or even prevent their decline before it becomes too severe.”

As healthcare improves and people are living longer there is a continuing rise in the prevalence of age-related cognitive disorders. There is therefore a growing and increasingly urgent need to improve detection and treatment of Alzheimer’s disease, which itself accounts for 60% of all cases of dementia. Professor Sahakian and her colleagues believe that performance on the PAL task could act as a useful preclinical marker (or ‘biomarker’) for the early detection of Alzheimer’s disease.

“What is really exciting about these results is that the PAL task is a relatively simple computer test. It doesn’t require anything elaborate nor is it difficult to administer and interpret the results. It is a straightforward, quick, non-invasive and inexpensive means of identifying those that might be at risk from Alzheimer’s prior to any significant decline,” said Professor Sahakian.

Whilst the computerised test would be useful for screening elderly people to detect those with mild cognitive impairment, when combined with neuroimaging, the PAL test may also be useful for the development of novel treatments, both pharmacological and non-pharmacological. There are currently a number of symptomatic and neuroprotective drugs in development within the pharmaceutical industry for the treatment of Alzheimer’s disease.

The findings from the study were published in the journal Neuropsychologia.

Fuente: University of Cambridge

Pancreas betrayed by 'double agent'

Text: Jonathan Wood
Stellate cells, a type of cell in the pancreas which normally helps the body respond to damage or disease of the pancreas, can act as a double agent when it comes to cancer.

These mysterious cells become ‘partners in crime’ with pancreatic cancer cells, Oxford University researchers have shown, stimulating growth of the cancer cells and protecting them against radiotherapy.

The research, led by Professor Thomas Brunner at the Gray Institute for Radiation Oncology and Biology, suggests that developing drugs to remove specific communication lines between the pancreatic cancer cells and the stellate cells could improve patients’ response to radiotherapy in the future.

Most people diagnosed with pancreatic cancer are told that they may have less than 1 year to live. Part of the reason is that by the time someone is diagnosed, the cancer is often quite advanced. Cancer Research UK figures show that around 20 in every 100 people diagnosed with pancreatic cancer live for 1 year or more, and that only 5 out of every 100 people live for more than 5 years.

In terms of treatments, surgery is currently the only way to cure the disease – but less than 20% of all patients can be operated on, and only 5% of these patients will be alive 5 years later. Chemotherapy helps to prolong survival after an operation, and is also used when the cancer has spread elsewhere. Radiotherapy is used along with chemotherapy in patients without spread of the disease to other organs and where surgery isn’t an option.

Stellate cells – so-called because they are star shaped – normally make up around 4% of the cells in the pancreas. But upon any type of trauma (pancreatitis as well as cancer) these cells can drive an inflammatory reaction that leads to the formation of a fibrous mass. It can be up to 90% of the mass of a pancreatic tumour, for example.

‘It’s like a non-healing wound,’ says Thomas Brunner. His group has just published the first paper demonstrating the influence of the pancreatic stellate cells on how effective radiotherapy is in destroying the cancer cells. The results can be found in the journal Cancer Research.

‘We’ve tended to be so focused on the cancer that we’ve neglected what’s around,’ he adds. ‘Sherlock Holmes would not be impressed. We have forgotten there may be more to the disease in the environment surrounding the tumour.’

The group looked at the survival of pancreatic cancer cells in the lab when dosed with radiation. When the cancer cells were co-cultured with the noncancerous stellate cells, the radiation had far less effect in killing off the cancer cells.

In mouse models, tumour growth was faster with the pancreatic stellate cells present and the stellate cells provided something of a protective shield, reducing the effect of radiotherapy on the cancer.

‘It turns out that stellate cells are partners in crime with the cancer cells,’ says Professor Brunner. ‘They actively help the tumour cells and have a protective effect against radiotherapy.

‘While they normally help defend the pancreas against injury – wound healing is very critical – this response needs to stop at some point or it is harmful. In pancreatic cancer, this wound-healing response becomes active forever and that’s counterproductive in the end.’

The researchers looked at a number of signalling pathways that might be responsible for this effect by enabling the cancer cells and the stellate cells to communicate. They found that some molecules on the surface of the cells called integrins were likely to be involved.

‘Blocking the integrin signalling gets rid of any protective effect against radiotherapy,’ says Thomas Brunner. ‘By finding the mechanism behind this effect, we ultimately may be able to develop a drug to target this process and improve the outcome of radiotherapy.’

Image: Pancreatic stellate cells. Credit: Wikimedia/Drmible.

Fuente: University of Oxford.

El IMIBIC analiza en un seminario el papel de los radicales libres en el desarrollo del cáncer

El profesor de la Universidad de Singapur Shazib Pervaiz expone uno de los principales temas de controversia en la investigación biomédica en relación al papel de los radicales libres en la progresión del cáncer

El Instituto Maimónides de Investigación Biomédica de Córdoba (IMIBIC) ha analizado el papel que podrían jugar los radicales libres tanto en la proliferación celular como en los procesos de resistencia tumoral. Los estudios liderados por el profesor de la Universidad de Singapur Shazib Pervaiz, que lleva 15 años trabajando en este campo, concluyen que la presencia de determinadas especies de radicales libres podrían regular el desarrollo del cáncer.

Este especialista coordina un proyecto de investigación que estudia el papel de los radicales libres en la muerte celular, que permitirá determinar la relación de estas especies reactivas con la señal de proliferación y muerte celular, así como la identificación de nuevos fármacos con actividad antitumoral.

El experto señala que la respuesta del paciente con patología tumoral puede depender del tipo de radicales libres producidos en el tejido afectado y de la capacidad antioxidante de sus células. La presencia del radical superóxido promueve la supervivencia de la célula cancerosa. Por el contrario, el peróxido de hidrógeno o agua oxigenada elimina las células tumorales. Por tanto, “el equilibrio que exista entre estas especies reactivas determina que se desarrolle el cáncer o se produzca la muerte de las células tumorales”, prosigue.

Esta temática no está exenta de controversia en el ámbito de la biomedicina. Hasta hace poco se pensaba que los radicales libres siempre eran los responsables de la muerte de las células tumorales, mientras que los trabajos de este profesor indican que “la disminución de los antioxidantes y aparición de algunas especies reactivas en bajas concentraciones puede promover la multiplicación de las células tumorales”.

Los estudios incluidos en estas líneas de investigación se han desarrollado ‘in vitro’ en modelos de células aisladas, pero “haría falta validar estos hallazgos en los modelos experimentales por lo que son necesarios biomarcadores específicos de la acción de las especies reactivas de oxígeno”, continúa explicando. Por otra parte, en su exposición, el doctor Pervaiz también se ha referido a los factores genéticos y ambientales y su implicación en la aparición de tumores.

El IMIBIC prosigue con los seminarios formativos que organiza semanalmente con el propósito de fomentar la colaboración y la interrelación entre diversos grupos para dar a conocer los principales avances en biomedicina. El instituto es un espacio de investigación multidisciplinar en el que trabajan conjuntamente científicos procedentes del ámbito universitario y sanitario para la mejora de la salud de los ciudadanos y el desarrollo social y económico de la provincia de Córdoba. Para ello integra la investigación básica, clínica y de salud pública que está orientada a la generación de nuevos productos, servicios o procedimientos para la práctica clínica.

Fuente: Instituto Maimonides de investigación Biomédica de Córdoba (IMIBIC).

Piel - Tres14

La piel es el órgano más grande de nuestro cuerpo. Es nuestra frontera con el exterior. Nos protege de amenazas y también nos comunica con lo que nos rodea pero, comparado con otros órganos, se ha estudiado poco. Por ejemplo, existen muy pocos medicamentos para tratar enfermedades cutáneas. Pero las investigaciones avanzan y ahora es posible regenerar toda la piel de una persona a partir de un pequeño trozo como un sello. También se están estudiando terapias génicas para tratar enfermedades que no tienen que ver con la piel como la obesidad o la diabetes a través de nuestra dermis. tres14 entrevista a Marcela del Río, investigadora del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas, que nos explica todo sobre este órgano y las nuevas líneas de investigación.

Fuente: Tres14, RTVE.

Chemical Biologist Targets "Undruggable" Proteins Linked to Cancer in Quest for New Cures

Why is a cure for cancer so elusive? Brent Stockwell, an associate professor with a joint appointment in chemistry and biological sciences and an Early Career Scientist with the Howard Hughes Medical Institute, believes the main culprit is “undruggable proteins”—the 85 percent of the proteins in the human body that are not treatable with traditional drugs. Unfortunately, many of them are associated with the most insidious illnesses, from cancer to neurodegenerative diseases such as Huntington’s and Alzheimer’s.

These undruggable proteins feature prominently in Stockwell’s new book, The Quest for the Cure: The Science and Stories Behind the Next Generation of Medicines (Columbia University Press, June 2011). Stockwell, who grew up in Bayside, Queens, had wanted to write a book for the general public for some time; his desire to do so was shaped in part by his mother, a longtime editor of the newspaper for physicians Oncology Times. The book explores the history of drug development, the challenges facing scientists and promising research approaches, including some in his own lab, that may help lead to cures.

The focus of Stockwell’s research lies in the intersection of biology, chemistry and computer science, as he and his colleagues search for substances that can bind to a nook or cranny in disease-causing proteins and render them harmless. Unfortunately, some of the proteins associated with cancer or neurodegenerative diseases have smooth, flat surfaces to which drugs can’t easily bind.

He cites the disturbing fact that the 20,000 or so pharmaceutical products that have been approved to date by the U.S. Food and Drug Administration interact with just 2 percent of the proteins found in human cells.

One focus in his lab in the Northwest Corner Building is the RAS gene, which is associated with unchecked cell proliferation. It occurs in 20 to 30 percent of tumors and is especially prevalent in pancreatic and lung cancer.

“Each tumor has a specific set of mutations,” says Stockwell. “But there is a lot of overlap. Disease cells may contain several key mutations. If we can find ways to target some of those specific mutations—such as RAS—we can attack the cancer in a specific way.”

He has devised new screening technologies, including the development of paired cell lines, identical except for the presence of a single cancer-causing mutation. Using a liquid-handling robot that can screen molecules in a fraction of the time it would take a human, his team can test hundreds of thousands of small molecules and look for the ones that kill the cancer-causing cell lines and leave the others intact. His efforts have already paid off. He has so far identified two molecules out of more than a million tested that go after the RAS gene.

His hope is that targeting so-far undruggable proteins will one day lead to an era of personalized medicine in cancer treatment. It’s an attractive alternative to chemotherapy, which is often almost as toxic to the body as the disease itself. “The idea is to match the medicine to the mutations in the patient,” he says.

Stockwell, who received his Ph.D. at Harvard and was an independent fellow at the Whitehead Institute for Biomedical Research, affiliated with MIT, traces his research interest back to his undergraduate days at Cornell. There, after staying up late into the night studying the conversion of one molecule into a completely new one, he realized he’d found his passion.

“I realized that all of these diseases were essentially complicated puzzles involving molecules,” he says, “and that if I could help to solve these molecular puzzles, it could make a big impact on people’s lives.”

—by Beth Kwon

Fuente: Columbia University, NYC.

Mariano Barbacid reta a los jóvenes científicos a avanzar en la diagnosis y el tratamiento del cáncer desde la biomedicina

El director del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas, Mariano Barbacid, ha retado a los jóvenes investigadores a avanzar, desde la biomedicina y la medicina individualizada, en el diagnóstico y el tratamiento del cáncer. Y lo ha hecho recordándoles que ya cuentan con una parte del trabajo hecho, con la información facilitada por los investigadores básicos en el campo de la genómica, que están avanzando en la secuenciación del genoma de un gran número de tumores.

“Ahora el reto está en cómo procesar toda esta información de forma rápida y efectiva para que pueda tener una incidencia directa en la diagnosis y el tratamiento del paciente de cáncer”, ha subrayado Barbacid en una conferencia ofrecida en la Universidad de Córdoba en la que ha repasado la última década de resultados científicos en el campo de la oncología.
El director del CNIO ha insistido en que “durante las últimas tres décadas hemos sido testigos de la época más productiva de toda nuestra historia en el campo de la investigación oncológica”, por cuanto ha servido para establecer las bases moleculares del cáncer y avanzar en el diseño de fármacos que actúan contra dianas moleculares. El futuro está ahora en la biomedicina y en las terapias genéticas y ahí es donde Barbacid ha animado a trabajar a los doscientos jóvenes científicos que durante todo el día de hoy asisten a las II Jornadas de Jóvenes Investigadores del Instituto Maimónides de Investigación Biomédica (IMIBIC). Un encuentro al que se han presentado 23 comunicaciones y 40 pósters científicos.

Fuente: Universidad de Córdoba (UCO).

Neurocientíficos apelan a la colaboración internacional para avanzar en el tratamiento de enfermedades neurológicas como el Párkinson, o la depresión

El diagnóstico y tratamiento de las enfermedades neurológicas con técnicas que no requieran intervención quirúrgica y que procuren unos mínimos efectos secundarios, al contrario de lo que puede ocurrir con los tratamientos farmacológicos, ocupa en la actualidad a cientos de investigadores de todo el mundo. Son biólogos y neurocientíficos que se han asomado al cerebro humano entendiéndolo como un “centro de conexiones eléctricas” y no sólo químicas y que han encontrado en una técnica concreta, la Estimulación Magnética Transcraneal (EMT), el aliado perfecto. Se trata de una técnica que se basa en el uso de los campos magnéticos para estimular o inhibir respuestas dentro de las conexiones (redes neuronales) del cerebro.

Dos de los científicos que mejor la conocen y que más avances han logrado en el conocimiento de estas enfermedades gracias a su utilización son el catedrático de Neurología de la Universidad de Harvard Álvaro Pascual-Leone y el profesor René Drucker-Colin, de la Universidad Autónoma de México. Ambos pasan estos días en Córdoba enseñando a medio centenar de médicos e investigadores españoles cómo manejar correctamente EMT para avanzar en el tratamiento de enfermedades como la depresión o del dolor crónico, para los que ya es habitual su uso, o seguir avanzando en la investigación de otras como la enfermedad de Parkinson o la epilepsia. Y es que la EMT, según explican ambos expertos, se ha revelado como una herramienta extraordinariamente útil en el laboratorio en el que se logran resultados óptimos de diferenciación celular sin necesidad de usar los antiguos cultivos.

Para garantizar el éxito de estas investigaciones es absolutamente necesario, según Pascual Leone y Drucker-Colin, la cooperación científica internacional y multidisciplinar. En este sentido ambos científicos subrayan el papel de la Física en el desarrollo de la tecnología que emplea la EMT y la necesidad de colaborar con los neurocientíficos básicos y clínicos, que desde laboratorios y centros sanitarios avanzan cada día en el conocimiento de las enfermedades neurológicas. Para los expertos, ese trabajo en equipo posibilitará en pocos años la extensión del uso de la EMT en hospitales de todo el mundo gracias al abaratamiento de los costes de la tecnología y al incremento de la formación de especialistas. Para conseguirlo, no obstante, será necesaria la apuesta decidida de las administraciones públicas que actúan de manera desigual en todo el mundo. En esta línea, el profesor Drucker-Colin ha subrayado las diferencias entre EEUU, que dedica el 2,6% de su PIB al I+D; España, con un 1,1%, y México, con un 0,3%.

Fuente: Universidad de Córdoba (UCO), Spain.

Científicos de CABIMER destacan el papel del sistema inmune en el desarrollo de enfermedades neurodegenerativas

El Laboratorio de Terapias Avanzadas en Inmunorregulación y Neuroprotección, del Centro Andaluz de Biología Molecular y Medicina Regenerativa (CABIMER), que dirige David Pozo, considera que el sistema inmune tiene una gran importancia como elemento desencadenante o cronificador de enfermedades neurodegenerativas. Para ello se centra en el estudio de los mecanismos que lo alteran, muchos de ellos comunes en enfermedades como la Esclerosis Múltiple, la Esclerosis Lateral Amiotrófica, el Alzheimer y el Parkinson.

“Nuestra estrategia se basa en tratar de entender esos mecanismos de desregulación del sistema inmune para modularlos, en lo posible, mediante la utilización de moléculas endógenas que se encuentran presentes en nuestro organismo, como determinados neuropéptidos. Son proteínas de pequeño tamaño producidas tanto por células del sistema nervioso como del sistema inmune, que forman parte del entramado molecular por el que dialogan entre sí estos sistemas. En concreto estudiamos el eje formado por los neuropéptidos VIP (Péptido Intestinal Vasoactivo), capaces de modificar la respuesta inflamatoria y de tolerancia del sistema inmunológico, y la molécula ADNP (Activity Dependent Neuroprotective Protein), de efecto neuroprotector”, apunta el investigador.

Estas aproximaciones terapéuticas llevan implícita una doble función: inmunomoduladora, porque modifica la respuesta del sistema inmunológico para frenar el proceso neurodegenerativo; y neuroprotectora. Sus trabajos van encaminados a la intervención de los procesos de equilibrio del sistema inmune, bien a través de la utilización directa de neuropéptidos, o bien a través de terapia celular. En esta última, el marco experimental, permitiría infundir al paciente células inmunes T-reguladoras específicas de antígeno, sustancia que desencadena la formación de anticuerpos y puede causar una respuesta autoinmune.
El octapeptido NAP, neuroprotector e inmunoregulador

“Son células del propio paciente que podrían utilizarse después de manipulación ex vivo, en el laboratorio. De este modo actuarían desactivando la respuesta del sistema inmunitario de forma específica, favoreciendo la tolerancia a un determinado antígeno, en este caso, el desencadenante del proceso neurodegenerativo”, indica David Pozo, que señala: “Aunque los resultados se han obtenido de ensayos realizados en modelos de animales, otros grupos de investigación ya han trabajado infundiendo células T-reguladoras en pacientes con esclerosis múltiple”.

Gracias a estos ensayos, “estamos empezando a entender cuándo y dónde manipular una respuesta inmune inflamatoria en el sistema nervioso central, favoreciendo incluso una respuesta positiva, para tratar los procesos de neurodegeneración”, explica David Pozo.

Fruto de este trabajo son las publicaciones en revistas de referencia internacional como Nanomedicine, EMBO Journal, Journal of Immunology o PLOSOne, junto al registro de 5 patentes, tres de ellas en las que participan las universidades de Sevilla y Pablo de Olavide, el Consejo Superior de Investigaciónes Científicas (CSIC) y la Fundación Reina Mercedes para la Investigación Sanitaria, y las dos más recientes de 2011: “Nanoliposomas funcionalizados con péptidos”, de la Universidad Sevilla y el Servicio Andaluz de Salud.


Fuente: CABIMER. (Centro Andaluz de Biología Molecular y Medicina Regenerativa - Andalusian Molecular Biology and Regenerative Medicine Centre)

Desarrollan un modelo matemático para predecir el crecimiento de los tumores

En la figura se puede observar la similitud con el desarrollo real de un tumor, como se muestra en la parte inferior derecha de la misma

Dos profesoras del Departamento de Informática y Análisis Numérico de la Universidad de Córdoba, Carmen Calzada y Mercedes Marín, han desarrollado, con la colaboración de Enrique Fernández-Cara y Gema Camacho, de la Universidad de Sevilla, un método de resolución de un modelo matemático capaz de predecir la evolución de un tumor en la fase avascular, cuando los únicos nutrientes que llegan a las células tumorales vienen de los tejidos adyacentes y en la fase vascularizada, cuando ya se ha creado una red de capilares que llegan al tumor aportándole gran cantidad de nutrientes y haciendo que crezca rápidamente.

Este equipo de investigación ha resuelto el modelo empleando técnicas numéricas basadas en métodos de conjuntos de nivel y de dominios ficticios, que se utilizan con éxito desde hace tiempo en otros problemas con origen distinto, como por ejemplo la sedimentación de partículas en un fluido.

Estos resultados, publicados en la revista Journal of Computational Physics, son un paso más en la lucha por la supervivencia de los enfermos con cáncer. Aunque el estudio está aún en fase preliminar, el equipo trabaja ya en la incorporación al modelo de las variables y relaciones que simulen la administración de una terapia. El objetivo es plantear y resolver un problema de control óptimo que permita simular diferentes protocolos de administración según el tipo de tumor, con el objetivo de ayudar en la toma de decisiones.

Los modelos matemáticos y las simulaciones por ordenador se utilizan cada vez más en Medicina para describir y comprender el funcionamiento de los seres vivos y sus enfermedades. Así, a la experimentación in vitro, en laboratorio, e in vivo, con seres vivos, se ha unido, desde hace un tiempo, la llamada experimentación in silico, realizada por ordenador.

Fuente: Universidad de Córdoba (Spain).

Un equipo de la UCO prueba los beneficios antienvejecimiento del aceite de oliva mediante el estudio de las proteínas plasmáticas

Un equipo de investigadores del Departamento de Biología Celular, Fisiología e Inmunología de la Universidad de Córdoba ha logrado recientemente ofrecer nuevas pruebas sobre los beneficios saludables del consumo habitual de aceite de oliva virgen. Demostración que ya ha sido aceptada para su publicación en la revista AGE, de gran relevancia en el ámbito de la biogerontología.

En esta ocasión, los científicos de la UCO se han basado en la observación de los cambios en determinadas proteínas usadas como marcadores para poder llegar a los resultados que publicará AGE y que apuntan claramente a la influencia del aceite de oliva virgen en la protección contra la inflamación, el estrés oxidativo y el riesgo cardiovascular propios del envejecimiento.
Los investigadores cordobeses hicieron las pruebas estudiando cómo el aceite de la dieta afecta a las proteínas plasmáticas de ratas jóvenes (6 meses) o viejas (24 meses) alimentadas a lo largo de su vida con dietas que contenían como fuente grasa bien aceite de oliva virgen o aceite de girasol. Emplearon además una estrategia proteómica basada en la separación de proteínas mediante electroforesis bidimensional –técnica muy utilizada en medicina molecular- y posterior identificación mediante espectrometría de masas –técnica que permite analizar con precisión los componentes de las mismas.

De esta forma, el equipo de investigación que dirige el profesor José Manuel Villalba, ha probado que, en comparación con la dieta que contenía aceite de girasol, la dieta enriquecida en aceite de oliva virgen indujo disminuciones significativas en los niveles plasmáticos de las proteínas de fase aguda, justo lo contrario de lo que ocurre en los procesos inflamatorios, así como en proteínas habituales en situaciones de estrés oxidativo, y las relacionadas con la coagulación sanguínea, el riesgo cardiovascular y con el metabolismo y el transporte de lípidos. Entre estas observaciones, los investigadores de la UCO destacan el hecho de el aceite de oliva redujera sensiblemente los niveles de fibrinógeno, uno de los principales marcadores asociados al riesgo cardiovascular, los de T-kininógeno, cuyos niveles incrementan de manera sustancial durante los últimos meses de vida en la rata, los de β2-glicoproteína I, una proteína relacionada con las complicaciones trombóticas en pacientes autoinmunes, y los de la Clusterina, una proteína cuyos niveles se encuentran incrementados en diversos estados patológicos como la aterosclerosis y constituyen un marcador en el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer en humanos.
Por otro lado, la dieta enriquecida en aceite de oliva incrementó los niveles de apolipoproteína A-I, una proteína relacionada con la protección contra la arterioesclerosis, y contrarrestó muchos cambios en los niveles de proteínas plasmáticas asociados a la edad.

Fuente: Universidad de Córdoba.

Investigadores de la UGR descubren indicios sobre la influencia de células del sistema nervioso en la degeneración de la retina

Un grupo de investigadores del Departamento de Biología Celular de la Universidad de Granada, liderados por el profesor Miguel Ángel Cuadros, descubren indicios de la influencia de las células microgliales, que se encuentran en el Sistema Nervioso Central y son responsables de eliminar restos celulares en el ojo, en la muerte de células fotorreceptoras, es decir, las encargadas de convertir la luz en señales reconocibles por las neuronas. De comprobarse al 100% esta hipótesis ayudaría a explicar y tratar ciertas enfermedades degenerativas de la retina como la retinosis pigmentaria, el Síndrome de Usher o la degeneración macular asociada a la edad (DMAE), informa Andalucía Innova.

“Si se conocen los factores relacionados con la muerte programada de los fotorreceptores se podrán desarrollar estrategias terapéuticas que eviten o retarden la evolución de las enfermedades degenerativas de la retina”, explicó el profesor Cuadros. Para ello, los expertos han desarrollado dos modelos experimentales: uno con ratones vivos a los que expusieron a luz intensa y otro con cultivos in vitro de explantes, fragmentos de retina, también procedentes de estos roedores.

Los investigadores han comprobado que las células microgliales de las capas internas de la retina de los ratones emiten prolongaciones hacia los núcleos de las células fotorreceptoras justo al final de la exposición a la luz intensa cuando comienza la degeneración de fotorreceptores; 24 horas más tarde hay numerosas células microgliales en la región eliminando células degradadas y a partir de las 72 horas la microglía intenta volver a la normalidad, aunque se mantiene la activación microglial, por si fuera necesario la eliminación de nuevas células muertas. Esta secuencia temporal de las modificaciones en las células microgliales ha sido recientemente publicada en el Journal of Comparative Neurology.

En los explantes -fragmentos- de retina, cultivados en condiciones aptas de nutrientes y temperatura durante un máximo de 18 días manteniendo las características generales de la retina, analizaron la viabilidad celular en el cultivo, que sufría un descenso durante los primeros días “probablemente como consecuencia del drástico cambio que sufre la retina cuando se prepara el explante y se pone en un medio de cultivo”, indica el profesor Cuadros. Posteriormente, la estructura general de la retina se conservaba durante dos semanas, tiempo en el que se realizaron los experimentos. También se realizaron explantes de retina de animales que carecían del enzima PARP-1, implicada en la reparación del ADN y relacionada con la activación de la función microglial, en los que la muerte de células se producía uno o dos días después en relación a retinas con PARP-1, aunque el equipo aún no ha logrado explicar el por qué.

En ambos casos los investigadores detectaron que la disminución de la viabilidad celular coincidía con un incremento de la activación microglial confirmado mediante citometría de flujo, técnica para contar o medir componentes y propiedades de células. Tras determinar la viabilidad normal de las células, los investigadores se centraron en determinar el efecto de alterar la función microglial sobre la viabilidad del fragmento de retina.

“Aunque tenemos indicios de que la activación de la microglía de la retina puede contribuir a la degeneración de fotorreceptores, no podemos decir que la hipótesis esté confirmada al 100%”, afirma el profesor Cuadros. Dos argumentos apoyan su tesis: con el uso de minociclina (antibiótico que impide la activación microglial y tiene un efecto anti-inflamatorio) y con la inhibición de la enzima PARP (implicada en la movilización de las células microgliales), se produce un incremento de la supervivencia de las células de la retina. Pero aún se desconoce si el efecto es transitorio o estable.

En la actualidad, el equipo de Biología Celular de la UGR trabaja en la eliminación de las células microgliales en explantes de retina. Si logran eliminar la microglía obtendrán datos de alto interés acerca de su influencia en la degeneración retiniana. Además, este hito permitirá identificar si existen mecanismos alternativos que influyan y/o desemboquen en la muerte de fotorreceptores, premisa que el equipo no descarta.

Este descubrimiento forma parte de un Proyecto de Excelencia incentivado con casi 195.000 euros por la Consejería de Economía, Innovación y Ciencia de la Junta de Andalucía.

Fuente: Universidad de Granada.

Investigadora italiana presenta en el IMIBIC nuevas aplicaciones de un fármaco en tumores neuroendocrinos

María Chiara Zatelli, de la Universidad de Ferrara, muestra los últimos estudios que lleva a cabo su equipo, centrados en la investigación y aplicación de nuevas alternativas que mejoren el pronóstico de los pacientes

El tema central del seminario organizado hoy por los miembros del Instituto Maimónides de Investigación Biomédica (IMIBIC) ha sido el abordaje de los tumores neuroendocrinos con fármacos que tratan de abrir nuevas puertas al tratamiento de estas patologías para así mejorar el pronóstico de los pacientes. La investigadora y especialista en Endocrinología María Chiara Zatelli ha sido la encargada de dar a conocer las líneas de trabajo de su equipo.

La doctora Zatelli pertenece a la Sección de Endocrinología -laboratorio que depende de la Universidad de Ferrara (Italia) y del Hospital Santa Ana, ubicado en esta misma ciudad-, donde en estos momentos un grupo multidisciplinar formado por endocrinos, cirujanos, biólogos, técnicos, oncólogos y anatomopatólogos investigan y aplican nuevas soluciones para el tratamiento de los tumores neuroendrocrinos.

Este laboratorio italiano es uno de los máximos exponentes de investigación traslacional, es decir, sus miembros investigan sobre muestras de células procedentes de pacientes cultivadas in vitro, más tarde aplican los nuevos conocimientos en ensayos clínicos sobre pacientes y finalmente, si se confirma el beneficio, se administra a los pacientes. Esta unidad recibe anualmente alrededor de un centenar de muestras de células tumorales de enfermos derivadas desde el Hospital de Ferrara y de otros centros próximos.

Uno de los trabajos que desarrolla en la actualidad el grupo de esta experta italiana tiene que ver con nuevos usos de un medicamento que ya se empleaba en el tratamiento de un tipo determinado de tumores renales. Los estudios de este equipo han demostrado que este fármaco -un inhibidor de la MTOR- también favorece, en determinados casos, la muerte celular en los tumores neuroendocrinos.

María Ciana Zatelli explica que “encontrar un marcador que ayude a conocer cuándo es efectivo este fármaco permitiría planificar el tratamiento y aplicarlo a aquellas personas que sabemos con antelación que se van a beneficiar de él”. Esta especialista insiste en la importancia de investigar en este tipo de tumores, ya que debido a su escasa incidencia entre la población y a que los pacientes suelen estar asintomáticos al principio, se detectan en estadios avanzados cuando las posibilidades de ofrecer un tratamiento curativo se reducen.

Otra de las líneas de investigación que ha expuesto la endocrinóloga hoy en el IMIBIC tiene que ver con los trabajos que llevan en cabo sobre tumores hipofisarios. En estas patologías se ve afectada la hipófisis, glándula que se ocupa de regular todas la funciones endocrinas (reproducción, metabolismo, crecimiento, etc.) y, por tanto, pueden provocar graves trastornos.
El Instituto Maimónides de Investigación Biomédica, que ha organizado este encuentro, es un espacio de investigación multidisciplinar en el que trabajan conjuntamente científicos procedentes del ámbito universitario y sanitario para la mejora de la salud de los ciudadanos y el desarrollo social y económico de la provincia de Córdoba. Para ello integra la investigación básica, clínica y de salud pública que está orientada a la generación de nuevos productos, servicios o procedimientos para la práctica clínica.

Fuente: Instituto Maimonides de Investigaciones Biomédicas de Córdoba (IMIBIC).