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lunes, 26 de diciembre de 2011

Los genes que regulan la personalidad (Redes 115)



El manual de instrucciones con el que se ensambla nuestra biología está escrito en el ADN. Pero, ¿es posible que los genes, del mismo modo que regulan el desarrollo de nuestro cuerpo, también influyan en nuestra personalidad? En este capítulo de Redes, Punset indaga sobre esta cuestión con Dean Hamer, genetista de los Institutos Nacionales de Salud de los Estados Unidos y divulgador científico. Hamer ha recopilado numerosas evidencias que sugieren que la felicidad, la espiritualidad, la orientación sexual y otros rasgos de la personalidad tendrían un componente genético.

Fuente: Redes para la Ciencia.

viernes, 30 de septiembre de 2011

Rediseñaremos a los seres humanos (Redes 103)



Desde el origen de la vida, el azar y la selección natural han diseñado el ADN de todos los seres que han pasado por nuestro planeta. Sin embargo, la humanidad está dando los primeros pasos para controlar su propio futuro evolutivo. En el próximo capítulo de Redes, Gregory Stock, especialista en prever los desarrollos de la biotecnología, explica a Punset que estamos dando los primeros pasos para manipular nuestros genes, no solo para evitar las enfermedades, sino para mejorar nuestra especie. Fuente: Redes para la Ciencia

domingo, 31 de julio de 2011

Científicos sevillanos investigan las bases moleculares de la muerte celular programada en plantas y humanos






La apoptosis es un término que proviene del griego ptosis, caída. Se trata de un proceso natural de eliminación controlada de células que desarrolla el cuerpo humano para mantener el número adecuado de éstas en los tejidos. Investigadores del Instituto de Bioquímica Vegetal y Fotosíntesis han iniciado, junto a la profesora de la Uiversidad de Sevilla, Irene Díaz Moreno, un proyecto titulado Regulación Post-transcripcional de la Muerte Celular Programada y financiado con 170.000 euros por la Consejería de Economía, Innovación y Ciencia. En el proyecto son claves dos proteínas con funciones antagónicas: HuR y TIA-1. La primera inhibe el mecanismo de muerte celular programada (anti-apoptótica), mientras que la segunda lo promueve (pro-apoptótica).

Este proyecto de excelencia, aprobado en la convocatoria de 2008 y realizado por jóvenes investigadores, tiene el reto de conocer cómo funciona el mecanismo de muerte celular programada a nivel molecular, un conocimiento que permitirá actuar sobre las proteínas que intervienen en dicho proceso y que pueden ser responsables de enfermedades neurodegenerativas, inflamatorias, así como de la generación de tumores y cánceres.

Los investigadores intentan caracterizar la apoptosis a través de las moléculas de ARN mensajero (ARNm). Este material genético es el responsable de transcribir la información o instrucciones del ADN necesarias para codificar las proteínas que son fundamentales para el correcto funcionamiento fisiológico del cuerpo humano.

Asimismo, el estudio se centra en la regulación del ARNm que codifica para el citocromo–c, metalloproteína que interviene de forma activa en el proceso de apoptosis. “Durante el ciclo de vida de las células, éstas se dividen y multiplican. En respuestas a situaciones de estrés pueden poner en marcha un mecanismo de suicidio controlado o muerte celular programada. Durante este proceso se activan y reprimen determinados genes, responsables de la síntesis o no de determinadas proteínas”, explica la investigadora principal, Irene Díaz Moreno. En este punto, entra en juego la molécula de ARNm y la velocidad a la que codifican el citocromo-c, pues se convierten en medidas significativas a la hora de intentar explicar, en parte, la regulación y el control de la muerte celular.

Protagonismo compartido

En concreto, en el proceso de codificación del citocromo-C intervienen las llamadas Proteínas de Unión ARN como son la HuR y la TIA-1. Éstas son protagonistas en el control del proceso de apoptosis y, por ende, es necesario conocer cómo reconocen el ARNm. “Su función es clave. Pueden estabilizar o promover la degradación de moléculas de ARNm que, a su vez, codifican proteínas esenciales en el proceso de muerte celular controlada”, afirma la doctora Díaz. Por tanto, determinar la estructura molecular y la función de estas proteínas puede constituir el primer paso para comprender y regular la apoptosis. “Con esta investigación pretendemos caracterizar el proceso de reconocimiento molecular entre las Proteínas de Unión a RNA y las propias moléculas de ARNm. La desregulación de dicho proceso puede conllevar al desarrollo de enfermedades muy diversas: bien por la pérdida excesiva de células –principalmente enfermedades neurodegenerativas- como por una proliferación celular descontrolada, con la posible aparición de tumores y cánceres”, apunta la profesora Díaz Moreno.

El grupo de trabajo del Centro de Investigaciones Científicas Isla de La Cartuja de Sevilla (cicCartuja) realiza esta investigación comparada de la Regulación Post-transcripcional de la Muerte Celular Programada tanto en el reino animal como vegetal. El objetivo es determinar las bases moleculares que regulan el proceso de muerte celular no sólo en las plantas sino también en los seres humanos, de tal forma que se puedan establecer pautas comunes entre ambos tipos de organismos. En el caso concreto de las proteínas humanas, el grupo cuenta con los clones de las proteínas HuR y TIA-1 para realizar el estudio. La primera proviene del laboratorio instalado en el National Institute of Health de Baltimore (Estados Unidos) que dirige la doctora Myrian Gorospe. La segunda proviene del equipo del profesor Paul Anderson, en Harvard Medical School, también en Estados Unidos. Al mismo tiempo se trabaja con homólogos vegetales que, hoy día, están en fase de clonación.

Fuente: Andalucía Investiga.

jueves, 23 de junio de 2011

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.

martes, 21 de junio de 2011

Científicos del Imibic investigan el papel de un fármaco usado para disminuir el colesterol en la prevención de la trombosis


Las enfermedades autoinmunes son aquellas que están causadas porque el sistema inmunitario ataca a las células del propio organismo. En concreto, nos referiremos a las enfermedades autoinmunes sistémicas, que son aquellas que se producen cuando los anticuerpos, los encargados de identificar y neutralizar elementos extraños, atacan antígenos no específicos de un órgano en particular, según explica la investigadora del Imibic, Rosario López-Pedrera.

Este grupo, adscrito al Servicio de Reumatología, (dirigido por Eduardo Collantes), y bajo la coordinación clínica de la reumatóloga María Ángeles Aguirre (experta en enfermedades autoinmunes), estudia la aplicación de la fluvastatina, un fármaco tradicionalmente usado para disminuir el colesterol y prevenir enfermedades cardiovasculares, en la prevención de la trombosis y la aterotrombosis en enfermedades autoinmunes sistémicas como el Síndrome Antifosfolípido Primario (SAF), el Lupus Eritematoso Sistémico (LES) y la Artritis Reumatoide (AR). López-Pedrera destacó que se trata de una línea de investigación en marcha desde el año 1995.

López informó de que esta línea de investigación trabaja actualmente con medio centenar de pacientes con síndrome antifosfolípido primario en los que se ha evaluado los resultados de la prevención de la trombosis usando este fármaco. Unos buenos datos, ya que “vimos que no volvieron a sufrir otras trombosis durante ese período y que los efectos secundarios no eran relevantes en ningún caso”. Pero a pesar de ser un resultado exitoso, el trabajo no culmina ahí, y es que el siguiente paso sería la investigación de los mecanismos que regulan este problema.

Estos estudios son muy importantes para las mujeres, porque más del 70% de los afectados por este tipo de dolencias son mujeres, y hombres muy pocos”. Córdoba puede albergar unos 300 pacientes con Síndrome Antifosfolípido Primario (SAF) y Lupus Eritematoso Sistémico (LES) y otros 1.500 que padezcen Artritis Reumatoide, una población mucho más elevada y con mayor grado de afectación cardiovascular, debido a que “las personas artríticas presentan más problemas de aterosclerosis temprana”.

Además, desarrollan estudios genómicos y proteómicos cuya finalidad es la identificación de nuevos genes o proteínas cuya expresión se encuentra alterada en los pacientes, así como las variaciones promovidas en dichos patrones de expresión por efecto del tratamiento con estatinas y nuevas terapias alternativas a los tratamientos convencionales en estas patologías.

Características propias y comunes

Estas tres enfermedades, a pesar de pertenecer al mismo grupo, tienen sus rasgos característicos propios. Analizando uno a uno encontramos que la artritis reumatoide generalmente afecta a las articulaciones de ambos lados del cuerpo por igual, siendo las muñecas, los dedos de las manos, las rodillas, los pies y tobillos las partes del cuerpo más comúnmente afectadas. Su evolución puede variar considerablemente y otros factores como las infecciones, los genes y las hormonas pueden contribuir a su desarrollo.

El lupus puede afectar cualquier parte del organismo, aunque los sitios más frecuentes son el aparato reproductor, las articulaciones, la piel, los pulmones, los vasos sanguíneos, los riñones, el hígado (el primer órgano que suele atacar) y el sistema nervioso. Además, puede originar erupciones cutáneas, artritis, anemia, convulsiones o problemas psiquiátricos y, a menudo, afecta a órganos internos entre los que se incluyen el riñón, los pulmones y el corazón. El síndrome antifosfolípido, por su parte, se caracteriza porque genera problemas en el sistema de coagulación de la sangre derivados de la actuación del propio cuerpo contra los fosfolípidos, que es un tipo de grasa que se encuentra en las paredes externas de las células.

Fuente: Universidad de Córdoba (UCO).

jueves, 16 de junio de 2011

Stanford researchers use fluorescent nanotubes to illuminate the inner workings of laboratory mice


Stanford researchers have developed a way to see deeper – and more clearly – into the internal organs of laboratory mice, an improvement useful in the development of new medicines. Fluorescent carbon nanotubes, injected into the mice, provide the clearer images.

BY LOUIS BERGERON

Developing drugs to combat or cure human disease often involves a phase of testing with mice, so being able to peer clearly into a living mouse's innards has real value.

But with the fluorescent dyes currently used to image the interior of laboratory mice, the view becomes murky a few millimeters under the skin.

Now Stanford researchers have developed an improved imaging method using fluorescent carbon nanotubes that create color images centimeters beneath the skin with far more clarity than conventional dyes provide. For a creature the size of a mouse, a few centimeters makes a great difference.

"We have already used similar carbon nanotubes to deliver drugs to treat cancer in laboratory testing in mice, but you would like to know where your delivery went, right?" said Hongjie Dai, a professor of chemistry. "With the fluorescent nanotubes, we can do drug delivery and imaging simultaneously – in real time – to evaluate the accuracy of a drug in hitting its target."

Researchers inject the single-walled carbon nanotubes into a mouse and then watch as the tubes are delivered to internal organs by the bloodstream.

The nanotubes fluoresce brightly in response to the light of a laser directed at the mouse, while a camera attuned to the nanotubes' near-infrared wavelengths records the images.

By attaching the nanotubes to a medication, researchers can see how the drug is progressing through the mouse's body.

Dai is one of the authors of a paper describing the research published online this month in Proceedings of the National Academy of Sciences.

The key to the nanotubes' usefulness is that they shine in a different portion of the near-infrared spectrum than most dyes.

Biological tissues – whether mouse or human – naturally fluoresce at wavelengths below 900 nanometers, which is in the same range as the available biocompatible organic fluorescent dyes. That results in undesirable background fluorescence, which muddles the images when dyes are used.

But the nanotubes used by Dai's group fluoresce at wavelengths between 1,000 and 1,400 nanometers. At those wavelengths there is barely any natural tissue fluorescence, so background "noise" is minimal.

The nanotubes usefulness is further boosted because tissue scatters less light in the longer wavelength region of the near-infrared, reducing image smearing as light moves or travels through the body.

"The nanotubes fluoresce naturally, but they emit in a very oddball region," Dai said. "There are not many things – living or inert – that emit in this region, which is why it has not been explored very much for biological imaging."

By selecting single-walled carbon nanotubes with different diameters and other properties, Dai and his team can fine-tune the wavelength at which the nanotubes fluoresce.

The nanotubes can be seen immediately upon injection into the bloodstream of mice.

Dai and graduate students Sarah Sherlock and Kevin Welsher, who are also coauthors of the PNAS paper, observed the fluorescent nanotubes passing through the lungs and kidneys within seconds after injection. The spleen and liver lit up a few seconds later.

The group also did some post-production work on digital video footage of the circulating nanotubes to further enhance the image quality, using a process called "principal component analysis."

"In the raw imaging, the spleen, pancreas and kidney might appear as one generalized signal," Sherlock said. "But this process picks up the subtleties in signal variation and resolves what at first appears to be one signal into the distinct organs."

"You can really see things that are deep inside or blocked by other organs such as the pancreas," Dai said.

There are other imaging methods that can produce deep tissue images, such as magnetic resonance imaging (MRI) and computer tomography (CT) scans. But fluorescence imaging is widely used in research and requires simpler machinery.

Dai said that the fluorescent nanotubes are not capable of reaching the depth of CT or MRI scans, but nanotubes are a step forward in broadening the potential uses of fluorescence as an imaging system beyond the surface and near-surface.

Since nanotube fluorescence was discovered about 10 years ago, researchers have tried to make the fluorescence brighter, Dai said. Still, he has been a little surprised at just how well they now work in animals.

"I did not imagine they could really be used in animals to get deep images like these," he said. "When you look at images like this, you get a sense that the body almost has some transparency to it."

Funding for the research came from the National Institutes of Health.

Fuente: Stanford University, USA.

domingo, 12 de junio de 2011

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.

domingo, 5 de junio de 2011

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.

lunes, 30 de mayo de 2011

El mundo de abajo a arriba (Redes 97)






El progreso tecnológico de los últimos milenios ha hecho de la humanidad una de las especies más exitosas en términos evolutivos. Hoy estamos en la antesala de una nueva revolución: la de la nanotecnología.

En un coloquio realizado en Pamplona, Eduard Punset aprovechó la ocasión para charlar con otro de los invitados, el Nobel de Química Harold Kroto, sobre las aplicaciones de la nanotecnología y sobre cómo cambiará el mundo de abajo a arriba, manipulando la materia a escala atómica y molecular.

Fuente: Redes para la Ciencia.

jueves, 26 de mayo de 2011

El Hospital Reina Sofía lidera la aplicación de terapia celular a pacientes diabéticos con graves problemas circulatorios





El estudio se inició hace casi dos años y los enfermos presentan resultados favorables tras recibir este novedoso tratamiento con células madre cuya administración se ha mostrado segura

El Hospital Universitario Reina Sofía de Córdoba lidera un ensayo clínico que permite estudiar la seguridad y posible utilidad de la terapia celular en sesenta pacientes con graves problemas de circulación en las extremidades inferiores provocados por la diabetes que padecen.

Aún no se dispone de resultados definitivos, pero tras los cinco meses discurridos después de la administración del tratamiento con células madre al último de los sesenta pacientes que forman parte del estudio, para quienes no existía otra alternativa de tratamiento, no se han detectado reacciones adversas graves en ninguno de los sujetos y la mayoría de los enfermos parece experimentar una mejora en su pronóstico y calidad de vida.

El objetivo del trabajo es tratar a estas personas con células madre procedente de su propia médula ósea, que se aplican en la zona afectada -por debajo de la rodilla- vía intraarterial para propiciar el crecimiento de los escasos vasos sanguíneos que tienen y promover la fabricación de otros nuevos, de forma que mejora la regeneración de los tejidos. Se trata de un ensayo clínico en fase II titulado 'Angiogénesis terapéutica con células mononucleares de médula ósea autóloga en pacientes diabéticos con isquemia crónica crítica de miembros inferiores no revascularizables'.

Los investigadores del Hospital Reina Sofía que llevan a cabo el trabajo son la hematóloga y directora de la Unidad de Terapia Celular, Concepción Herrera Arroyo; Antonio Chacón Quevedo, de la Unidad de Cirugía Cardiovascular y los radiólogos vasculares intervencionistas Miguel Canis López y José García-Revillo García.

Estudio multicéntrico

Este estudio multicéntrico está promovido por la Consejería de Salud a través de la Iniciativa Andaluza en Terapias Avanzadas y participan, además del centro cordobés -que lidera el ensayo- (aporta 40 pacientes), los hospitales Morales Messeguer de Murcia (11 pacientes), San Cecilio y Virgen de las Nieves de Granada (con 4 y 3 pacientes, respectivamente) y Virgen del Rocío de Sevilla (2). Por tanto, el estudio incluye un total de sesenta pacientes cuyo reclutamiento finalizó en diciembre de 2010.

Los pacientes, que en su mayoría ya han sido evaluados a los seis meses y al año, han presentado una evolución favorable. Según afirman los facultativos, 'se ha visto que aumenta la circulación colateral y el número de arterias, y en la mayoría de los pacientes mejora su situación clínica'.

'Antes, los pacientes tenían una calidad de vida muy limitada -además, no existía para ellos alternativa quirúrgica- y después del tratamiento ha mejorado su pronóstico, lo que significa que se podrían evitar futuras amputaciones digitales o de piernas afectadas', señalan los especialistas. Estos resultados son aún preliminares, si bien apuntan a que las células madre podrían ser seguras y útiles en el tratamiento de este tipo de pacientes. Los resultados definitivos se conocerán a finales de 2011, cuando se haya podido evaluar a todos los pacientes.

El proceso para la administración de terapia celular se realiza por equipos multidisciplinares de alta experiencia. El enfermo entra en quirófano por la mañana para proceder a la extracción de células madre de su médula ósea, que se practica con anestesia local y dura de 20 a 30 minutos. A continuación, ya en el Laboratorio de Terapia Celular, se separan de la médula ósea las células necesarias y se preparan para infundirlas en las arterias por debajo de la rodilla unas horas más tarde en las salas de radiología vascular intervencionista del centro mediante la utilización de catéteres. Normalmente, si todo va bien, al día siguiente el paciente recibe el alta médica.

Si se atiende a la dosificación del tratamiento que reciben los pacientes diabéticos que participan, se trata de la primera vez que se realiza un estudio similar a nivel mundial, con una escala de 100, 500 y 1.000 millones de células madre en las infusiones que reciben. Esto permitirá conocer si el número de células que se aplica incide en los resultados.

Línea de investigación

El trabajo se incluye en la línea de investigación que tiene abierta el hospital desde hace cinco años sobre pie diabético de alto riesgo y los pacientes que se han incluido -con edades comprendidas entre 18 y 80 años- son revisados hasta en ocho ocasiones en el laboratorio vascular del Hospital Reina Sofía.

El estudio, que cuenta con una cofinanciación de 431.000 euros por parte del Ministerio de Sanidad, Política Social e Igualdad, se enmarca en la Iniciativa Andaluza en Terapias Avanzadas y colaboran en su desarrollo profesionales de la Fundación Progreso y Salud y del Centro Andaluz de Biología Molecular y Medicina Regenerativa (Cabimer).

Finalmente, los profesionales del Reina Sofía iniciaron los primeros estudios con células madres en el ámbito de la cardiología hace siete años y han desarrollado ya numerosos trabajos con buenos resultados en infarto agudo de miocardio, cardiopatía isquémica crónica y miocardiopatía dilatada. Por otra parte, en los próximos meses, cuando entren en funcionamiento las salas blancas, se iniciarán nuevos ensayos clínicos para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas, entre otras.

Iniciativa Andaluza en Terapias Avanzadas

Las terapias avanzadas son aquellas que conducen al desarrollo de tratamientos y medicamentos altamente innovadores derivados de la terapia génica (con genes), la terapia celular (con células) y la ingeniería tisular (con tejidos). En la Iniciativa Andaluza en Terapias Avanzadas, promovida por la Consejería de Salud y con la colaboración de la Consejería de Economía, Innovación y Ciencia, participan las universidades andaluzas, los investigadores, representantes de los sectores biotecnológico y farmacéutico y las asociaciones de pacientes. La investigación con terapias avanzadas en la comunidad autónoma contará con una inversión de 90 millones en los próximos cuatro años.

Impulsar la investigación aplicada a la Salud de los ciudadanos en el marco de las terapias avanzadas es una apuesta clara de la Junta de Andalucía y, por consiguiente, de la Consejería de Salud. Para ello, se está dotando a la comunidad autónoma de los recursos necesarios para poder llevar a cabo la práctica científica de calidad y excelencia en este ámbito concreto, actuaciones que pasan por una legislación específica, el desarrollo de ensayos clínicos, unas infraestructuras concretas y la formación para los profesionales.

Fuente: Hospital Universitario Reina Sofía, Córdoba

lunes, 16 de mayo de 2011

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).

miércoles, 11 de mayo de 2011

El profesor de la UCO Manuel Tena Sempere recibe el premio de la Sociedad Europea de Endocrinología



El catedrático de la Universidad de Córdoba Manuel Tena Sempere ha recibido esta semana el premio “European Journal of Endocrinology Prize (EJE)”, con el que la Sociedad Europea de Endocrinología reconocer anualmente el trabajo y la trayectoria de los científicos menores de 45 años especializados en endocrinología.

El galardón ha sido otorgado en años anteriores a quienes en la actualidad son los endocrinólogos más influyentes a nivel internacional. Por eso, Tena Sempere lo ha recibido, según sus palabras, con “una satisfacción y una considerable responsabilidad. Satisfacción por lo que implica de reconocimiento de la labor continuada de todo nuestro equipo, en el que trabajamos muchas personas, desde investigadores senior hasta estudiantes de doctorado y técnicos, que han contribuido todos decisivamente a la consecución de este premio. Por otra parte, es una gran responsabilidad engrosar un listado de colegas de tanto prestigio como los ganadores de este premio; espero estar a la altura”.

A pesar de ello, el catedrático de la UCO asegura que para los investigadores “los premios no son el motor de nuestro trabajo; yo diría que tampoco lo es el salario, que en muchas partes de la carrera investigadora es escaso e incierto. Nuestra profesión tiene un alto componente vocacional, y en ella son especialmente importantes las evaluaciones y valoraciones recibidas de nuestros colegas. En este sentido, recibir un premio europeo como este supone un reconocimiento por parte de los propios compañeros, un cierto aval a la trayectoria recorrida y un aliciente para seguir haciendo las cosas con mayor dedicación aún”.
Actualmente, el equipo de investigación que dirige Tena Sempere trabaja en diversos proyectos encaminados a la caracterización de los mecanismos básicos de control de la pubertad y el sistema reproductor, con especial atención a su modulación por factores metabólicos y el peso corporal.

Fuente: Universidad de Córdoba (Spain).

lunes, 9 de mayo de 2011

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)

RNA dynamics deconstructed - Technique offers detailed view of how RNA levels change







RNA plays a critical role in directing the creation of proteins, but there is more to the life of an RNA molecule than simply carrying DNA’s message. One can imagine that an RNA molecule is born, matures, and, eventually, meets its demise. Researchers at the Broad Institute of Harvard and MIT have developed an approach that offers many windows into the life cycle of these essential molecules and will enable other scientists to investigate what happens when something in a cell goes wrong. They describe their approach, which offers high resolution and a comprehensive scope, in a Nature Biotechnology article published online on April 24.

“People are discovering more and more how the RNA life cycle is at the heart of problems we see in disease, but we actually understand a lot less about it than we understand about many other cellular processes,” said Aviv Regev, a core faculty member of the Broad Institute and a co-senior author on the paper.

Regev and her colleagues have developed a method that allows them to tease apart the different stages of this life cycle by measuring how much messenger RNA (mRNA) is produced and how much is degraded. The balance of these two processes contributes to the changes seen in RNA levels in a cell over time, much the way that birth and death rates contribute to a country’s total population.

RNA levels are dynamic — they change in response to certain stimuli. For this study, the researchers examined dendritic cells, which are involved in the body’s immune response, as a model. They exposed these cells to a stimulus that resembled a pathogen and then looked at RNA changes before and after exposure.

“We wanted to understand how cells regulate RNA levels, and if regulation happens at the step of producing the molecule, degrading the molecule, or processing it,” said Michal Rabani, first author of the paper and an MIT graduate student at the Broad. “Each of these steps can affect the level of active RNA molecules in cells. If you want to understand what happens when things go wrong, you have to understand how things work when they work as they should.”

The researchers’ approach allows them to look at a specific cell type and see changes in the expression of all genes. This combination of breadth and specificity offers a systematic view of how RNA changes over time. “If we want to look at specific neurons in the brain or a specific cell that’s lying between other kinds of cells in the lung, this technique allows us to zoom in on one process in one cell among a billion other cells. This is the case in many diseases, a short circuit in one specific cell type, and now we have a great tool to find it,” said Ido Amit, a co-senior author of the paper and a scientist at the Broad.

The scientists harnessed an existing technique to trace the fate of newly produced RNA and paired it with a new sequencing-based technology that counts molecules of mRNA. The results also gave the researchers a view of some of the in-between steps, during which mRNA is edited or processed — an unexpected but serendipitous finding. “That’s the beauty of sequencing: It has a very extensive view so it shows you things you didn’t expect to see,” said Regev.

A key aspect of the approach is that the researchers were able to take “snapshots” of RNA levels over very short time intervals. Strung together, these snapshots reveal not only how the amount of RNA changes, but also the short-lived, intermediate phases of the RNA life cycle that are otherwise impossible to detect. “This allows us many windows into the world of RNA,” said Amit.
One critical application of the new method is in following up on leads from disease studies, such as mutated genes in cancer or other diseases that impact the RNA life cycle. “In the past, you would know that there’s a mutation and there’s even a suspicion of what the gene does, but it would have been extraordinarily hard to see the effect of the mutation on these types of processes in the cell,” said Regev, who is also an assistant professor at MIT and an Early Career Scientist at the Howard Hughes Medical Institute. The researchers hope that their newly developed technique will enable others to gain deep insights into how gene mutations disrupt RNA levels, and in turn, what proteins are made.

“We’re decomposing these RNA levels, breaking them down into each separate step, so that we can understand what happens at each of these steps and how they interact with each other to produce the final readout,” said Rabani. “It’s a very complex system, but understanding it could eventually help us understand what goes wrong when things don’t work.”
This work was supported by the Richard Merkin Foundation for Stem Cell Research at the Broad Institute.

Fuente: Harvard University,

lunes, 2 de mayo de 2011

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.

miércoles, 27 de abril de 2011

Europe comes together to develop cancer diagnostics based on genetics and protein chemistry


Uppsala University is participating in Europe’s largest academic-industry collaboration aimed at developing new diagnostic methods for, in the first instance, intestinal cancer. The collaboration represents an important step towards more efficient conversion of cancer research findings into patient benefit.
Approximately 60 researchers are comprised by the five-year OncoTrack project, which is being led by Bayer Healthcare Pharmaceuticals and the Max Planck Institute for Molecular Genetics in Berlin.

During the last few decades, the field of cancer research has produced notable progress in terms of treatment. Nevertheless, the significant differences that characterise tumours entail that even advanced therapies only help certain patients. The challenge is to diagnose tumour types and stages as accurately as possible so that the right drugs or combinations of drugs can be chosen in connection with treatment.

“The key factor in this connection is finding tumour-specific markers to improve diagnostics,” says Ulf Landegren, Professor of Molecular Medicine at the Rudbeck Laboratory, who is participating in the project together with his colleague Mats Nilsson, Professor of Molecular Diagnostics. “The collaboration aims at developing the required techniques and computer models.”

Tumour-specific markers would also make it possible to follow patient response in the course of treatment, providing an effective means of learning more about specific forms of cancer and evaluating treatment choices. The project will draw on advanced gene sequencing and protein analysis techniques developed in Uppsala and computer models that allow doctors to analyse large amounts of data about patients. The goal is to understand the connections between tumour characteristics and genetics, a starting point for the development of improved treatments.

“A collaboration of this kind between academia and industry provides decisive advantages for addressing the complicated task of using large-scale genetic analysis as a basis for choosing effective cancer treatments and for developing new medicines and treatment regimes,” says Mats Nilsson.

The other participating research teams are based in Germany, the UK, France and Austria.


Fuente: Uppsala University, Sweden.

domingo, 24 de abril de 2011

Flashbacter, una bacteria capaz de recordar





Flashbacter es el nombre del proyecto con el que un grupo de estudiantes de biotecnología e informática de la Universidad Pablo de Olavide, participará en la competición internacional de biología sintética iGEM (Internacional Genetically Engineered Machines), organizada por el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT).


El grupo de estudiantes que participará en iGEM con el proyecto Flashbacter
“Nuestro objetivo es demostrar que es posible almacenar información de forma estable en organismos vivos, como si fueran componentes electrónicos o pequeños ordenadores”, explica uno de los promotores de la idea, el investigador Fernando Govantes.

El proyecto consiste en modificar genéticamente varias poblaciones de bacterias para que reciban impulsos y almacenarlos en un código binario de ceros y unos. A través de un sistema de biestables con un funcionamiento similar al de los componentes electrónicos de los ordenadores, las bacterias son capaces de almacenar información. “El dispositivo funcionaría a modo de interruptor; en respuesta a un determinado estímulo se enciende de manera continua en forma de 1 y en forma de 0 cuando se apaga al recibir otro estímulo”, apunta el investigador.

Este grupo de estudiantes tratará de utilizar organismos vivos, bacterias, a modo de ‘biosensores’ para detectar la presencia de sustancias que aporten información que pueda tener una utilidad posterior. Entre las aplicaciones posibles han pensado en la detección de contaminantes en el medio ambiente o de ciertos indicadores que determinen la diagnosis de enfermedades humanas.

“La ventaja de este sistema es que la bacteria, una vez que detecta el contaminante, se enciende y permanece encendida de forma continua, es decir, no tiene que estar en contacto permanente con el contaminante para que envíe la señal”, señala Fernando Govantes. De este modo, el biodispositivo no sólo detecta, también almacena información que es posible recuperar para un posterior análisis.

Para ello, combinarán herramientas de dos campos diferenciados: la biología y la informática: “Utilizamos los conocimientos de la informática para mejorar los sistemas de control biológicos, de forma que estemos más cerca de poder dirigir el funcionamiento celular con absoluta certeza”.

Los resultados obtenidos por los distintos equipos europeos que participan en el iGEM se presentarán a una fase de clasificación en Amsterdam el próximo mes de octubre, y los equipos seleccionados accederán a la final en la sede del MIT en Boston. Para realizar su trabajo, el grupo de la Olavide está actualmente buscando financiación tanto en las administraciones públicas como en entidades privadas.


La bacteria que se enciende

Para hacer visible la respuesta de la bacteria a un estímulo, Fernando Govantes señala la necesidad de “un elemento regulador”, normalmente una proteína, “capaz de detectar la sustancia deseada y estimular la respuesta luminosa”. De este modo la bacteria ‘se enciende’ cuando entra en contacto con la sustancia de estudio, por ejemplo un contaminante.

Utilizando unos genes de la enzima luciferasa, responsable de que las luciérnagas emitan luz, estos científicos consiguen que las bacterias ‘se iluminen’. También pueden hacer que sean fluorescentes. “Determinadas proteínas tienen la propiedad de hacer que la bacteria ‘brille’: cuando la luz incide sobre ella. Ésta, a su vez, emite una luz a otra longitud de onda como respuesta, que puede ser de diferente color”, explica el investigador. “Una de las posibilidades que facilitan estos distintos efectos de las proteínas es que, en respuesta a una determinada sustancia, brille en verde, en rojo o en amarillo, como si fuera un semáforo”.

Tornillos y genes

Además de la colaboración entre científicos, el compromiso de hacer divulgación sobre biología sintética es uno de los objetivos de iGEM. Con este fin, dentro del programa de divulgación que ha desplegado este grupo de estudiantes destaca la iniciativa Tornillos y Genes un blog que nace para hacer contribuciones “no sólo sobre biología sintética, sino sobre ciencia en general, ciencia en el entorno social, poniendo énfasis en la relación entre los círculos científicos y la sociedad”, señala Govantes.

Asimismo, el equipo tiene planeadas otras actividades de divulgación en institutos de secundaria de la comunidad andaluza, en la Feria de la Ciencia de Sevilla y en la Semana de la Ciencia de la UPO.

Fuente: Andalucía Investiga.

jueves, 21 de abril de 2011

Researchers Resurrect Ancient Enzymes to Reveal Conditions of Early Life on Earth






Scientists from Columbia University, Georgia Institute of Technology and the University of Granada have for the first time reconstructed active enzymes from four-billion-year-old extinct organisms. By measuring the properties of these enzymes, they can examine the conditions in which the extinct organisms lived. The results shed new light on how life has adapted to changes in the environment from ancient to modern Earth.

In their study, published in the April issue of Nature Structural & Molecular Biology, the researchers used vast amounts of genetic data to computationally reconstruct the genes of extinct species, a technique known as ancestral sequence reconstruction. The researchers then went a step further and synthesized the proteins encoded by these genes. They focused on a specific protein, thioredoxin, a vital enzyme found in all living cells.

Julio Fernandez, professor in the Department of Biological Sciences, and his team conducted a detailed biophysical analysis of the reconstructed thioredoxin enzymes, using an atomic force microscope with single-molecule resolution.

“Given the ancient origin of the reconstructed thioredoxin enzymes, with some of them predating the buildup of atmospheric oxygen, we expected their catalytic chemistry to be simple,” said Fernandez. “Instead we found that enzymes that existed in the Precambrian era up to four billion years ago possessed many of the same chemical mechanisms observed in their modern-day relatives.”

Further examination of the ancient enzymes revealed some striking features: The enzymes were highly resistant to temperature and were active in more acidic conditions. The findings suggest that the species hosting these ancient enzymes thrived in very hot environments that since then have progressively cooled down, and that they lived in oceans that were more acidic than today.

“By resurrecting proteins, we are able to gather valuable information about the adaptation of extinct forms of life to environmental alterations that cannot be uncovered through fossil record examinations,” said Eric Gaucher, an expert in ancestral sequence reconstruction at the Georgia Institute of Technology.

The researchers are now looking to apply their strategy to other enzymes to get a clearer picture of what life was like on early Earth. Their work could also have applications in biotechnology, where enzymes are playing an increasing role in many industrial processes.

“The unique features we observe in the ancestral enzymes show that our technique could be adapted to generate enhanced enzymes for a wide range of applications,” said Pallav Kosuri, a graduate student and part of the team at Columbia. “If we learn to harness these extinct features, we could potentially improve the efficiency of chemical processes such as the generation of biofuels.”

Fuente: Columbia University, NY.

viernes, 15 de abril de 2011

Designing gene

Stephanie Mitchell/Harvard Staff Photographer








Harvard Professor Hopi Hoekstra (left) and research associate in the Department of Organismic and Evolutionary Biology Marie Manceau have found that a gene called agouti governs color patterns in deer mice, the most widespread mammal in North America, and may also be responsible for color pattern in a wide variety of species.


Scientists at Harvard University are moving closer to answering some age-old questions.

How did the leopard get its spots? How did the zebra get its stripes?

The answer may be a gene called agouti, which the Harvard team has found governs color patterns in deer mice, the most widespread mammal in North America. This gene, found in all vertebrates, may establish color pattern in a wide variety of species, a process that has been poorly understood at both the molecular and the evolutionary level.

“The question of how color patterns are established in vertebrates has been a black box,” says Marie Manceau, a research associate in Harvard’s Department of Organismic and Evolutionary Biology and lead author of a paper appearing this week in the journal Science. “Taking advantage of the simple color pattern of deer mice — which have a dark back and a light belly — we showed that small changes in the activity of a single pigmentation gene in embryos generate big differences in adult color pattern.”

Manceau and senior author Hopi E. Hoekstra found that color patterns in these mice rely on the establishment of an embryonic “pre-pattern” of agouti expression. In the mice they studied, this took place midway through gestation — just 12 days after conception, well before the first pigments are ever produced in the skin.

Agouti had previously been known to affect the type of pigment found in vertebrate fur, feathers, and scales: Little expression of the gene in adults results in the production of dark pigments, while robust agouti activity generally yields light pigment production. But Manceau and Hoekstra found that subtle changes in the gene’s embryonic activity can also make a profound difference in the distribution of pigments across the entire body.

“During embryogenesis, agouti is expressed in the belly, where it delays maturation of the cells that will eventually produce pigments,” says Hoekstra, John L. Loeb Associate Professor of the Natural Sciences at Harvard. “This leads to a lighter-colored belly in adults, which is the most common color pattern across a wide variety of vertebrates, from fish to antelope.”

Beyond color patterning, this study highlights how genetic and developmental mechanisms underlying trait variation can affect the evolution of natural diversity: Even small changes in agouti gene expression can establish a completely new color pattern. In deer mice, natural selection drives changes in the amount and place of agouti expression, which in turn results in new color patterns that can camouflage animals from visual predators in habitats including dark forests and light sandy beaches.

“It is hard not to speculate that agouti plays a role in generating more complex patterns — from stripes to spots — in a diversity of vertebrates,” Hoekstra says.

Manceau and Hoekstra now plan to continue researching the molecular basis of animals with more complex color patterns, such as zebra mice, chipmunks, thirteen-lined ground squirrels, and perhaps eventually even leopards and zebras.

“Are the same pre-patterning mechanisms we see in deer mice also involved in the formation and evolution of more complex pigment patterns, like the racing stripes of chipmunks?” Manceau asks. “That’s the exciting question now.”

Manceau and Hoekstra’s co-authors on the Science paper are Vera S. Domingues and Ricardo Mallarino, both of Harvard’s Department of Organismic and Evolutionary Biology. Their work was supported by the National Science Foundation and the Portuguese Foundation for Science and Technology.

Fuente: Harvard University.