domingo, 26 de marzo de 2017

Así alargó la jirafa su cuello

"Unos pocos genes muestran cómo ha sido la evolución del animal más alto de la Tierra"


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Cambios en unos pocos genes explican la particular e imponente figura de la jirafa. Convertida en una de las grandes disputas sobre la evolución de las especies, la secuenciación del genoma de la Giraffa camelopardalis ha permitido identificar las mutaciones genéticas que explican cómo este animal emparentado con los antílopes se convirtió en el más alto que pisa el planeta.
El cuello de la jirafa y el porqué de su largura forma parte ya de la cultura popular. Los dos pioneros de la evolución, el francés Jean-Baptiste Lamarck y el inglés Charles Darwin, usaron a la jirafa para explicar cómo evolucionaban las especies. A comienzos del siglo XIX, Lamarck, que postuló la heredabilidad de los caracteres adquiridos, sostuvo que las jirafas, en su afán por llegar a las hojas más altas, fueron alargando sus cuellos generación tras generación, un alargamiento que acabó por heredarse.
Años más tarde, Darwin le daría la vuelta: por azar, en cada generación algunas jirafas tendrían el cuello más largo, lo que les daría una ventaja adaptativa primando su éxito reproductivo, haciendo que, a la larga, todas las jirafas tuvieran cuellos largos.
La secuencia genética del Okapi es muy parecida a la de la jirafa ya que ambos divergieron de un ancestro común hace apenas 11 o 12 millones de años, poco tiempo en la escala temporal evolutiva. A pesar de su estrecha relación evolutiva, el okapi se parece más a una cebra y no tiene la impresionante altura y capacidad cardiovascular de la jirafa. 
Un siglo y medio después, la genética aclara cómo acabó la jirafa pareciendo una jirafa. Un grupo de investigadores estadounidenses y tanzanos han secuenciado el genoma de la jirafa masai. Para localizar que cambios genéticos hacen tan especial a la jirafa, los científicos compararon ambos genomas con el de otras cuarenta especies de mamíferos, entre ellos los humanos.

Ambos animales comparten la gran mayoría de los poco más de 17.000 genes que forman su genoma pero, en 70 de ellos, la jirafa acumula una serie de cambios que explicarían el éxito evolutivo de un animal que puede rozar los seis metros de altura, que necesita de un descomunal corazón para bombear la sangre dos metros de cuello arriba y que ha desarrollado paredes reforzadas en los vasos sanguíneos de sus extremidades inferiores para que no revienten. Además, en su evolución, su aparato digestivo ha aprendido a sacarle todo el jugo a las hojas de la espinosa y tóxica acacia.
En cuanto al debate entre el darwinismo y el lamarckismo, la genética no da un claro ganador sobre el origen del largo cuello de la jirafa: "Vemos señales darwinianas en al menos tres genes que potencialmente controlan modificaciones epigenéticas (lamarckianas)".




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sábado, 25 de marzo de 2017

La mujer que desarrolla la vacuna contra el cáncer

La estadounidense Catherine Wu impulsa un nuevo tratamiento personalizado que se está probando en personas con tumores de cerebro y melanoma


Katherine Wu, investigadora del Instituto de Cáncer Dana-Farber, en Boston (EE UU). DANA-FARBER

"Ninguna persona responde al cáncer igual que otra”, dice la oncóloga y hematóloga Catherine Wu. Durante años, esta investigadora ha estudiado la respuesta de sus pacientes al trasplante de médula ósea para tratar sus leucemias. “Si te preguntas por qué algunos se curaron”, explica, “entiendes que es una reacción compleja que involucra a todas las ramas del sistema inmune, así que probablemente un tratamiento homogéneo, una especie de talla única para todos los pacientes, no va a funcionar”, asegura Wu en su despacho del Centro de Cáncer Dana-Farber, en Boston (EE UU).

Wu está aplicando esa idea al desarrollo de una vacuna contra el cáncer o, mejor dicho, muchas vacunas contra muchos cánceres, tantas como pacientes. La nueva generación de fármacos de inmunoterapia se basan en espabilar al sistema inmune para que aprenda a identificar y eliminar las células tumorales. Wu busca la forma de que esa respuesta sea mucho más específica y que además funcione en todas las personas, no solo en una fracción de ellas, como sucede ahora.
“La gente ha trabajado en las vacunas del cáncer durante décadas, se ha puesto mucho esfuerzo y ha habido muy buenas ideas, pero no muchos resultados”, reconoce Wu. Dos avances recientes han devuelto la esperanza a este campo de investigación. El primero es la mejora de la tecnología para secuenciar el genoma completo del tumor de cada paciente, con lo que se conoce al detalle el perfil genético específico de su cáncer. También han mejorado mucho los algoritmos que predicen cómo una proteína concreta se unirá a la superficie de una célula, de forma que el sistema inmune pueda verla.
Hace cuatro años, Wu probó a tratar a pacientes con leucemia crónica con células tumorales desactivadas. Esa autovacuna reforzó la respuesta inmunitaria y ayudó a algunos pacientes a controlar el tumor. La nueva vacuna de Wu es una versión refinada que lleva solo “los ingredientes activos”, conocidos como neoantígenos “Son [proteínas] muy específicas del tumor y no se encuentran en tejidos normales, así que, de repente, tenemos una forma de identificarlos y podemos usar nuestra creatividad para ver cómo vamos a atacar a esos antígenos”, explica Wu. El problema es que los neoantígenos son muy diferentes de paciente a paciente, por lo que hay que hacer un tratamiento específico para cada uno.
La nueva vacuna, NeoVax, tiene dos componentes. El primero son péptidos desarrollados en base a los neoantígenos del tumor. Esos péptidos muestran los antígenos a las células del sistema inmune y estas aprenden a identificarlos y eliminar las células que los llevan en su superficie. El segundo componente es una secuencia de ARN que aumenta la respuesta inmune. LEER MÁS.

jueves, 23 de marzo de 2017

El Hospital General de Elche descubre una mutación genética asociada al cáncer digestivo

La Unidad de Genética Molecular del Hospital General de Elche ha descubierto una nueva mutación genética asociada al cáncer digestivo y de endometrio. Esta nueva mutación está presente en cuatro familias con elevada incidencia de cáncer que fueron atendidas en las Unidades de Consejo Genético en Cáncer de la Comunidad Valenciana por sospecha de síndrome de Lynch (cáncer colorrectal hereditario no polipósico). Esta alteración predispone a determinadas familias a padecer diversos tipos de cáncer, pero sobre todo tumores del aparato digestivo, así como de endometrio.
 
Los especialistas detectaron una serie de casos en los que a pesar de tener sospecha de un posible síndrome de cáncer hereditario, por el elevado número de cánceres diagnosticados en sus familias, no presentaban ninguna mutación en los genes responsables del síndrome de Lynch.
 
Fue entonces cuando los investigadores de la Fundación FISABIO y el Instituto ISABIAL decidieron estudiar otros genes que pudieran estar mutados. La mutación fue encontrada en el gen POLD1, que no es un gen del síndrome de Lynch.
 
Esta mutación ha sido detectada en cuatro familias no relacionadas de la Comunidad Valenciana. Los estudios genéticos han permitido confirmar que se trata de una mutación fundadora y que por lo tanto, tienen un antepasado común. 
 
Los individuos que presentan la mutación tienen un 50% de riesgo de desarrollar cáncer de diverso origen, aunque fundamentalmente de tipo digestivo y de endometrio. Además, los individuos portadores de la mutación pueden transmitirla con una probabilidad del 50% a su descendencia.
 
Los especialistas del hospital ilicitano recomiendan incluir el análisis de este gen en casos de síndrome de Lynch en los que no se encuentre mutación; y recomendar seguimientos clínicos similares a los que se recomiendan en síndrome de Lynch.
 
El diagnóstico genético de un síndrome hereditario de cáncer permite definir de una manera muy precisa el riesgo a determinados tipos de cáncer en cada uno de los miembros de la familia, y por consiguiente, plantear un protocolo de seguimiento clínico que posibilite la detección de la enfermedad en estadios precoces y su eficaz tratamiento, o incluso plantear la posibilidad de cirugías reductoras de riesgo, según el caso, manifiesta un especialista.
 
Precisamente, el día 22 de marzo se conmemora el día mundial del Síndrome de Lynch. La Unidad de Genética Molecular actúa como laboratorio de referencia de la Comunidad Valenciana para el diagnóstico genético de éste síndrome. Hasta la fecha se han identificado 650 personas con mutación en los genes del síndrome de Lynch pertenecientes a 225 familias.

domingo, 19 de marzo de 2017

Identificado un gen que condiciona cómo envejecera nuestro cerebro y si padeceremos Alzheimer.


El envejecimiento es un proceso natural y común que, ya sea antes o después, deben afrontar todos los seres vivos. También los humanos. Sin embargo, se trata de un proceso que no resulta igual, o tan igual, para todos. Y es que no todo el mundo envejece igual de bien. O igual de rápido. Una situación que resulta patente en el caso del envejecimiento del cerebro, como demuestra el hecho de que no todas las personas mayores padezcan deterioro cognitivo o una enfermedad neurodegenerativa. Pero, ¿qué determina que un cerebro envejezca ‘mejor’ o ‘peor’? Pues los genes. De hecho, investigadores del Centro Médico de la Universidad de Columbia en Nueva York (EE.UU.) han identificado un gen que condiciona cómo de bien envejecerá nuestro cerebro. Un hallazgo que, más allá de ofrecer un biomarcador para evaluar la efectividad de las intervenciones dirigidas a frenar el envejecimiento, muestra una diana terapéutica potencial para la prevención o el tratamiento de los trastornos cerebrales asociadas a la edad, caso de la enfermedad de Alzheimer. 

Como explica Asa Abeliovich, co-director de esta investigación publicada en la revista «Cell Systems», «cuando miramos a un grupo de personas mayores, siempre nos encontraremos con que algunas de estas personas nos parecerán más jóvenes y otras más mayores. De una manera similar, estas diferencias en el envejecimiento también se pueden observar en la corteza frontal, la región del cerebro responsable de los procesos mentales superiores. Y de acuerdo con nuestros resultados, muchas de estas diferencias están ligadas a las variantes de un gen denominado ‘TMEM106B’. Así, las personas que portan dos copias ‘malas’ de este gen tienen una corteza frontal que, en función de varios parámetros biológicos, parece 12 años mayor que la de aquellos que portan dos copias normales».

Copias ‘buenas’ y ‘malas’

A día de hoy ya se han identificado distintos genes individuales que aumentan el riesgo que puede presentar una persona de desarrollar una enfermedad neurodegenerativa. Es el caso, por ejemplo, del gen ‘APOE’, que codifica la expresión de la apolipoproteína E (APOE) y que se encuentra fuertemente ligado a la aparición de la enfermedad de Alzheimer. O quizás, como puntualizan los autores del nuevo trabajo, no tanto.
Como indica Herve Rhinn, co-director de la investigación, «estos genes justifican solo una pequeña parte del desarrollo de estas enfermedades. Y es que el principal factor de riesgo para padecer una enfermedad neurodegenerativa es, de lejos, el envejecimiento. Según envejecemos se produce algún cambio en el cerebro que nos hace más susceptibles a desarrollar una de estas enfermedades. Y esto nos ha dado que pensar. ¿Qué hay a nivel genético que hace que nuestro envejecimiento cerebral sea saludable?».
Como refiere Asa Abeliovich, «el gen ‘TMEM106B’ comienza a llevar a cabo su efecto cuando la gente alcanza la edad de 65 años. Hasta entonces, todo el mundo se encuentra en el mismo barco. Pero llegados los 65, debe haber alguna situación de estrés aún por identificar que lo desencadena. Si una persona tiene dos copias buenas del gen, entonces responderá bien a ese estrés. Pero si porta dos copias ‘malas’, entonces su cerebro envejecerá más rápidamente».

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sábado, 18 de marzo de 2017

Lucha contra las enfermedades transmitidas por los mosquitos

Los mosquitos que quizá salven millones de vidas humanas en el futuro viven en un sótano del sur de California al que únicamente tiene acceso un reducido grupo de personas. Detrás de dos pesadas puertas de acero, cada una de las cuales solo se pude abrir si la otra está cerrada, los insectos zumban en cubiletes para palomitas y se atiborran de sangre de gallina. 
Resultado de imagen de mosquito Anopheles stephensiSe trata de mosquitos de la especie Anopheles stephensi. En India son considerados los principales transmisores de la malaria. Sin embargo, los insectos que viven en el exilio estadounidense han perdido esa capacidad. La causa es que el grupo de trabajo de Anthony James, de la Universidad de California en Irvine, les ha implantado dos genes que neutralizan los agentes patógenos de la enfermedad. Pero esto no es todo: si los insectos de los cubiletes se apareasen con mosquitos salvajes de su misma especie, los individuos de la siguiente generación tampoco podrían transmitir la malaria a los seres humanos. Y lo mismo ocurriría con sus descendientes, y con los descendientes de sus descendientes. Nunca más.
James tiene 65 años y ha dedicado casi toda su vida profesional a perseguir este objetivo. Conoce a fondo la genética de los mosquitos y ha sido el autor de las recombinaciones de material genético que impiden que estos insectos transmitan los parásitos causantes de la malaria. Sin embargo, para dar el último y definitivo paso —hacer extensiva esta característica a toda una población—, él y sus colaboradores han tenido que emplearse a fondo. Ninguno de sus intentos funcionaba como esperaban. Sin embargo, al investigador le ha llegado su oportunidad: el año pasado se descubrió un truco tan sencillo como efectivo que podría convertir a los mosquitos modificados genéticamente en una nueva alternativa en la lucha contra la enfermedad.
El peligro acecha fuera (2)
Una de las razones por las cuales la idea es tan tentadora es que los buenos resultados de las demás medidas contra los mosquitos dependen de que la gente las ponga en práctica. Hay que fumigar con insecticida, eliminar el agua estancada en la que los insectos pueden poner sus huevos, dormir bajo una mosquitera impregnada, y hacerlo toda la vida, a diario y con regularidad. Precisamente por eso tantos intentos han fracasado. Bien la gente baja la guardia, bien los mosquitos se adaptan a los productos químicos empleados. 
En la actualidad, los insectos ya son resistentes a un buen número de agentes tóxicos.La técnica, denominada “genética dirigida”, otorga superpoderes a un gen por la vía de la herencia. Mientras que la reproducción sexual siempre da como resultado una combinación de los legados genéticos del padre y de la madre, con la genética dirigida se impone invariablemente el carácter manipulado. En el caso de los mosquitos de Anthony James, esto significa que, en teoría, una pareja de insectos modificados con esta técnica sería capaz de inmunizar contra los agentes patógenos de la malaria a toda una población de congéneres en el lapso de pocas generaciones sin más intervención del ser humano. Para el mosquito tigre, portador en potencia del dengue, la fiebre amarilla y el zika, también se están desarrollando impulsores genéticos. ¿Supone esto que ciertos problemas mundiales de salud se podrían solucionar liberando una pareja de mosquitos manipulados genéticamente?
Al parecer, el nuevo método es mucho más barato y eficaz que los insecticidas o que los mosquitos esterilizados por manipulación genética “normal”. En el caso de estos últimos, hace falta soltarlos repetidas veces en cantidades enormes para obtener resultados. Además, la técnica llega en un momento en el que la velocidad a la que se propaga el virus del zika está poniendo de manifiesto la vulnerabilidad a las enfermedades.  
Pero, ¿realmente deberíamos aprovechar esta oportunidad? Los insectos que diseminan libremente genes extraños en el entorno son una categoría muy diferente de los ratones genéticamente modificados, que jamás han salido del laboratorio. La genética dirigida juega con la evolución. ¿Qué ocurriría si la recombinación del ADN pasase involuntariamente a otras especies o se produjesen mutaciones accidentales que se propagasen por transmisión hereditaria acelerada y agravasen aún más la malaria? ¿A quién le corresponde decidir la utilización de seres vivos que no reconocen las fronteras? Los impulsores genéticos son como los males de la caja de Pandora: una vez han salido al mundo, ya no se pueden volver a encerrar.

viernes, 17 de marzo de 2017

El proyecto que nos permitirá alterar nuestra genética y curar enfermedades con el móvil

Un proyecto de la Universidad de Maryland, en Estados Unidos, se ha aproximado a esa idea de comunicar nuestro cuerpo con un dispositivo electrónico e intercambiar información sobre nuestra salud e incluso alterar el comportamiento de determinados elementos.

Un científico señala cómo con los teléfonos móviles se puede hacer “todo, excepto comunicarse con la biología. La principal razón, bajo mi punto de vista, es que el modo de transmitir la información es diferente”. La microelectrónica se basa en sistemas eléctricos y electrodos; en biología, son las moléculas. “No hay conexión entre los dos”, recalca.

Demostrado en células bacterianas


La principal conclusión a la que han llegado los investigadores es que sí, se puede lograr. En concreto, ya lo han demostrado con células bacterianas. Según Bentley, lo que han creado sirve de enlace entre sistemas electrónicos y la biología y podría ayudar a programar dispositivos para detectar y tratar enfermedades.
Así, para detectar un hipotético problema, el dispositivo debería identificar ciertas moléculas.  Según explica Bentley, las bacterias segregan toxinas moleculares que se unen a nuestra piel mediante receptores moleculares. Ahora, hay que identificar esas bacterias, diferenciar sus actividades y determinar cómo responder.
Para que un sistema microelectrónico se conecte con los genes hay que aprovecharse de las moléculas redox, moléculas que hay en el interior de la célula y que pueden ser modificadas. El dispositivo cambia la redox, añadiendo o quitando electrones. Así fue como el equipo consiguió alterar las células bacterianas. De acuerdo a sus conclusiones, estos electrones también se convierten en moléculas que influyen en el fenotipo de grupos de células cercanos. Además, las señales eléctricas enviadas a través de estas moléculas también demostraron que se podía controlar el consumo de glucosa y regular la actividad enzimática.
Lo siguiente que ha de descubrir el equipo es cómo conectar el dispositivo móvil con las células. Bentley piensa en alternativas como un implante que, una vez instalado, transmita la información a un ‘wearable’. “Quizá haya un modo de detectar una infección externamente, con el dispositivo, como otra aplicación potencial”. Otra alternativa que plantea es, por ejemplo, tragar una píldora con un sistema microelectrónico que registre patógenos en el aparato digestivo y libere algún tipo de medicamento para combatirlos. Nosotros, desde nuestro dispositivo móvil, podríamos programar cuándo liberar esos componentes. Si contuviera bacterias beneficiosas, también se podrían liberar.
Bentley explica que los experimentos no han tenido un comité ético detrás y que no considera que haga falta. “Primero, solo lo estamos haciendo en bacterias; normalmente a la gente no le importan mucho las bacterias. Pero la extensión a células humanas… No es un problema tampoco, necesariamente. No creo que haya un verdadero problema ético aquí, en absoluto”.

La relación entre medicina y tecnología

Hasta ahora, tecnología, cuerpo humano y enfermedades están vinculados más bien de otra forma, sin incidir en la alteración de genes o células. Por ejemplo, al tomar una pastilla con una cámara incorporada que realice la misma labor que una endoscopia. Recientemente se ha sabido también que científicos japoneses han sido capaces de crear un robot que puede realizar o dejar de realizar algunas acciones según las señales de ADN que reciba. Como dice el estudio, “ganar la habilidad de medir, detener o mejorar estas señales biomoleculares permitiría el desarrollo de tecnologías avanzadas para estudiar y manipular el entorno biológico”.
Ahora, Bentley y su equipo buscan fondos y están en contactos con compañías para “dedicarse a ello”, a desarrollar esas aplicaciones o aparatos con los que alterar la biología. De conseguirlo, algún día podremos dar órdenes a nuestras células y genes para combatir nuestras propias enfermedades. Y todo ello con un simple toque sobre una pantalla táctil.

martes, 14 de marzo de 2017

Maíz transgénico contra una toxina cancerígena

Investigadores de EE UU han modificado un gen del maíz que bloquea la aparición de toxinas en dos hongos que crecen en las mazorcas. Además de diezmar las cosechas, esta toxina es uno de los agentes carcinógenos más potentes y, en especial en los países menos desarrollados, provoca miles de muertes, en particular de niños. El estudio mostró que, mientras el maíz convencional tenía una alta concentración de la toxina, los granos transgénicos,no.
Cereales, como el maíz o el trigo, y frutos secos, como las nueces, los cacahuetes o los pistachos, tienen que lidiar con diversas especies de hongos. Pero hay dos especialmente peligrosas, el Aspergillus flavus y el Aspergillus parasiticus. Durante su metabolismo, ambos generan aflatoxinas que envenenan el fruto. En humanos, estas micotoxinas están relacionadas con la aparición de cáncer hepático. También pueden provocar en los niños el síndrome de Reye o kwashiorkor, una de las afecciones infantiles más dramáticas. Unas 20.000 personas, la mayoría menores, mueren cada año por ingerir comida con aflatoxinas. La FAO estima que el 25% de las cosechas están contaminadas con alguna micotoxina.
Aunque se investiga con variedades del cereal resistentes o se usa la lucha biológica, propagando cepas no tóxicas de Aspergillus, no hay un método preventivo realmente eficaz. La principal medida para evitar que la comida contaminada llegue a humanos o animales es tirarla. Cada año se retiran de los silos unos 16 millones de toneladas de maíz, en especial en aquellos países donde más hace falta. Pero, dada la interrelación entre el hongo y su huésped, ¿por qué no probar a interferir en su metabolismo cambiando algo en el maíz?
"Insertamos una porción de ADN [casete génico] que produce una pequeña molécula de ARN que, cuando el grano está infectado por Aspergillus, puede migrar hasta el interior de la célula del hongo", explica la investigadora de la Universidad de Arizona (EE UU) y directora del estudio, Monica Schmidt. La molécula de ácido ribonucleico interfiere en la expresión de un gen específico que está detrás de la aparición de la aflatoxina en el hongo.
Esta técnica de manipulación genética usa una variante de la llamada interferencia por ARN. En esta investigación, publicada en Science Advances y financiada por la Fundación Bill y Melinda Gates, la particularidad es doble. Por un lado, se modifica genéticamente el maíz para que este altere la genética del hongo. Por el otro, lo hace usando una molécula que puede pasar del cereal al hongo. "El maíz genera este ARN de forma constante durante todo el desarrollo del grano", recuerda Schmidt. Eso lo protegería hasta el momento de cosecharlo.
En el estudio, los investigadores expusieron plantas manipuladas para expresar esta molécula y plantas convencionales a 100.000 esporas de A. flavus. En los dos casos, el hongo prosperó. Pero comprobaron que las mazorcas transgénicas no tenían ni rastro de aflatoxinas, mientras que en las panojas usadas como control la concentración de la toxina fue de entre una y 10 partes por millón. Aunque se necesitarán más estudios, no detectaron ningún otro cambio en el hongo y, en especial, en el maíz.
Esta técnica tiene, además, la ventaja de que podría, en teoría, funcionar también con otros cereales o frutos afectados por aflatoxinas. Pero palabras como transgénico unidas a comida despiertan temores y suspicacias, especialmente en Europa. "Sabemos que los organismos modificados genéticamente provocan controversia", reconoce la biotecnóloga estadounidense. Pero, como dice Schmidt: "Este maíz modificado genéticamente podría reducir la exposición a la comida contaminada de unos 4.500 millones de personas de los países menos desarrollados ".