La vida en el interior de una célula

Identifican un nuevo orgánulo bioenergético en las plantas.

Siempre se había pensado que las mitocondrias y los cloroplastos eran los únicos componentes de la célula vegetal capaces de producir energía química. Pero otro orgánulo celular –el cromoplasto– también tiene la capacidad de sintetizar energía para su metabolismo.

El cromoplasto es un orgánulo celular propio de los vegetales que se caracteriza por acumular carotenoides –pigmentos que confieren la típica coloración amarilla, naranja o roja a muchas flores, raíces y frutos. Aparte de su papel en la síntesis de carotenoides, el cromoplasto es un orgánulo metabólicamente muy activo que participa en diferentes procesos biosintéticos durante la maduración de los frutos.

Según un nuevo estudio, en el cromoplasto también es capaz de producir energía química, es decir, sintetizar moléculas de la producción energética (ATP) mediante un proceso respiratorio denominado cromorrespiración, un proceso quimiósmotico. Es decir, es un proceso de membrana basado en una cadena respiratoria que crea un gradiente de potencial electroquímico de protones y se acopla a la síntesis de ATP, como en las mitocondrias y los cloroplastos

Se pensaba que la energía que necesitaba el cromoplasto venía de la mitocondria, pero no es así, el cromoplasto es el tercer orgánulo celular con capacidad bioenergética propia en las células vegetales.

El cromoplasto es un orgánulo que deriva de los cloroplastos; no tiene capacidad fotosintética, pero metabólicamente es muy activo y todavía no se conocen bien todas sus funciones.

Los cromoplastos abundan en frutos como el tomate, el pimiento y los cítricos. El proceso de maduración es el momento en que la actividad metabólica de los cromoplastos se dispara.

A pesar de los elementos comunes con mitocondrias y cloroplastos, el proceso de síntesis de ATP en los cromoplastos tiene también características propias. En el cromoplasto hay un cambio en una subunidad reguladora de la ATP sintasa, que es la enzima que cataliza la síntesis de ATP. En el caso del cloroplasto, que tiene capacidad fotosintética, la ATP sintasa se inactiva con la oscuridad. En el cromoplasto, esta enzima siempre está activa, y todo apunta a que esto es posible gracias al cambio en esa subunidad.

En los cromoplastos,  se ha identificado la presencia del citocromo c6, un componente típico de las cianobacterias. Este descubrimiento abre una interesante visión evolutiva, ya que las cianobacterias son el origen de los plastos (cloroplastos, cromoplastos, entre otros) y pueden hacer tanto la fotosíntesis como la respiración.

¿PUEDE EL ADN SINTÉTICO SUSTITUIR AL ADN NATURAL?

El Tribunal Supremo de Estados Unidos acaba de sentenciar que el ADN de los seres humanos no es susceptible de ser patentado. Pero, ¿qué pasa con el ADN sintético? La restricción estadounidense no afecta a las copias obtenidas mediante técnicas de laboratorio. Se mantiene, pues, abierta la vía para nuevos campos de investigación.

La diferencia entre uno y otro es sustancial. El ADN celular es el que se encuentra en las células de nuestro organismo. Procede de la herencia que hemos recibido de nuestros padres.

La sentencia recoge que el ADN sintético no es un producto de la naturaleza, y aunque pueda contener la misma información para la codificación de proteínas que el ADN celular, no contiene algunas de las regiones presentes en el gen original. Para su obtención se parte del ARN mensajero (ARNm), es decir, del ácido ribonucléico que contiene toda la información genética y que determina la manera en la que se ordenarán los aminoácidos de las proteínas. En realidad, sería una copia incompleta del ADN celular a la que le falta parte de la información genética, de la composición de nucleótidos.

Este ADN sintético obtenido a partir del ARNm (denominado ADN complementario) es utilizado por los científicos como medio para estudiar la función de los genes con repercusión en las proteínas que tienen alguna función dentro de las células.

Se puede manipular, modificar y ayudar a desarrollar herramientas para colaborar en el diagnóstico de mutaciones de otros pacientes distintos. Pero su recorrido en el campo del diagnóstico es corto por los altos costes. Hay otros sistemas más eficaces como la secuenciación masiva o la secuenciación directa de los genes. Donde sí tendrá mucha importancia es para clonar los genes y tratar de encontrar las funciones que estos genes llevan a cabo dentro del organismo.

La teoría endosimbiótica

¿Qué es la teoría endosimbiótica o SET (Serial Endosymbiosis Theory)?

Cloroplastos

Es una teoría, ahora totalmente aceptada pero que ha resultado controvertida, que explica cómo se formaron algunos orgánulos celulares (por ejemplo, las mitocondrias).

Mitocondria

Afirma que las mitocondrias y los cloroplastos fueron en su origen células por sí mismas, aunque primitiva; actualmente se cree que fueron fagocitadas por células protoeucarióticas, pero éstas no fueron capaces de digerirlas, por lo que se quedaron dentro de ellas y con el paso del tiempo se han convertido en orgánulos celulares.


¿Quién la propuso?

Evolución de células eucariotas

Fue concebida primeramente por un botánico francés, Andreas Schimper (1856-1901), en 1883, propuesta por el ruso Kostantin Mereschovky en 1909, pero la encargada de hacerla popular y formularla fue Lynn Margulis en 1967.

¿Qué argumentos hay a su favor?
El tamaño mitocondrial es similar al de algunas bacterias; mitocondrias y cloroplastos poseen ADN bicatenario circular (como procariotas), la teoría de la fagocitosis es apoyada por la doble membrana que poseen. La síntesis proteica de mitocondrias y cloroplastos es autónoma; en ellos encontramos ribosomas 70S (no como eucariotas, que son 80S).  La división que realizan es igual que procariotas, fisión binaria (forma de reproducción asexual y se da en arqueobacterias, bacterias, algas unicelulares, levaduras de fisión y protozoos.
Al igual que en las bacterias, se obtiene energía en centros que se localizan en la membrana; los tilacoides de los cloroplastos se parecen a unos sistemas que pueden encontrarse en cianobacterias. La mayor parte de los genes en el genoma mitocondrial y de los cloroplastos se ha ido perdiendo, debido a que gracias a la evolución su dependencia hacia las células eucariotas ha aumentado.

¿Y en su contra?
Cloroplastos y mitocondrias poseen intrones (propios del ADN eucariótico).
Los orgánulos y la célula no pueden vivir los unos sin el otro (aunque esto se explicaría con el crecimiento de la dependencia).


Aquí os dejo un vídeo que explica (de forma visual) el origen de las mitocondrias y los cloroplastos en el interior de primitivas células, antepasadas de las eucarióticas.

FUENTES:
http://jvilchez2009.blogspot.com.es/
http://webs.uvigo.es/
http://es.wikipedia.org/

Células madre para corazones 'heridos' y sin tratamiento

El tratamiento de la angina de pecho ha experimentado importantes avances en los últimos años, tanto desde el punto de vista farmacológico como del de las técnicas de recuperación del riego sanguíneo (angioplastias y cirugías). Sin embargo, un número considerable de pacientes (hasta el 11%, según datos de EEUU) no responden a estas terapias y sufren lo que se llama angina refractaria, un trastorno que afecta en buena medida a su calidad de vida. Precisamente por sus importantes dificultades para sobrellevar el día a día, en estos pacientes se están probando distintos tratamientos experimentales, como la terapia celular. Aunque aún es mucho lo que se desconoce sobre la utilidad de esta estrategia terapéutica, recientes estudios sugieren que puede beneficiar ampliamente a los pacientes. Una de estas investigaciones es la dirigida por Pilar Jiménez Quevedo desde el Hospital Universitario Clínico San Carlos de Madrid cuyos resultados se han publicado recientemente en la revista Circulation Research, una de las publicaciones de la Asociación Americana del Corazón.

Sus datos, todavía preliminares, han demostrado que un determinado tipo de células madre -concretamente las CD133+ procedentes de la circulación periférica y con un papel conocido en la reestructuración del endotelio vascular- pueden usarse con seguridad y eficacia en pacientes con angina refractaria."Es la primera vez que se estudia este tipo de células en este tipo de pacientes. El nuestro es un estudio piloto, pero, dados los buenos resultados, queremos llevar a cabo un estudio multicéntrico a gran escala", explica Jiménez Quevedo.
El equipo de Jiménez trató con esta terapia celular en una sesión a un grupo de 28 pacientes y comparó los resultados con los de un grupo control. Durante el seguimiento, los investigadores comprobaron que los enfermos que habían recibido la terapia "tenían menos episodios de angina, consumían menos comprimidos de nitroglicerina y mejoraba tanto su calidad de vida como el riego a las zonas del corazón afectadas ", algo que no sucedía en el grupo de control. "Este tipo de células contribuyen en el organismo a la reendotelización  y creo que pueden ser muy útiles en casos de isquemia", señala Jiménez Quevedo.
Esta cardióloga intervencionista explica que gracias al desarrollo tecnológico ha sido posible por primera vez inyectar las citadas células madre de forma percutánea exactamente en la zona isquémica, es decir, la que no tiene riego sanguíneo. Mediante una reconstrucción tridimensional del corazón, aclara, se puede ver dónde hay que llevar a cabo la inyección con el catéter y cómo se está produciendo.
El proceso de 'recogida' y aplicación de las células puede realizarse en unas pocas horas, añade Jiménez Quevedo. "Aunque otros estudios las conservan hasta el día siguiente en una nevera para inyectarlas, nosotros queríamos hacer el esfuerzo e inyectárselas inmediatamente tras su purificación, queríamos que estuvieran en las mejores condiciones  posibles, por lo que todo se hizo entre las 08:00h de la mañana y las 17:00h de la tarde de un día", aclara. La intención del equipo es avanzar un paso más en las investigaciones, por lo que ya está buscando distintas vías de financiación. "El estudio que hemos publicado se ha financiado íntegramente con fondos públicos, es totalmente independiente.Y estamos viendo de qué manera podemos continuar. Es complicado, la crisis se nota y en este campo la industria farmacéutica no tiene tanto interés como en otros, pero hay que tener paciencia. Nos ha costado mucho esfuerzo llegar aquí y queremos seguir avanzando".

Científicos clonan células adultas para crear células madre embrionarias.

Científicos estadounidenses consiguieron por primera vez clonar células adultas humanas para crear células madre embrionarias cuyo ADN se corresponde con el donante, un avance para la medicina regeneradora y el tratamiento de patologías incurables.

En el marco de este estudio, los investigadores utilizaron la técnica desarrollada por el doctor Shoukhrat Mitalipov, el primero en crear en 2013 células madre embrionarias humanas a partir de células de la piel. Pero en estos ensayos de clonación se utilizó ADN de un bebé de ocho meses.

La nueva técnica publicada en la revista estadounidense Cell Stem Celle fue llevada a cabo por el Advance Cell Technology y financiada en parte por el gobierno de Corea del Sur.  El equipo dirigido por el doctor Robert Lanza utilizó el núcleo de células de la piel de dos hombres que insertaron de dos ovocitos que generaron embriones primitivos. El ADN fue extraído de estos embriones.

"Hasta ahora no habíamos logrado clonar células adultas para crear células madre embrionarias", afirman los autores cuyo sistema tiene la ventaja de no utilizar embriones fertilizados, una técnica que genera dilemas éticos o fuertes oposiciones en la iglesia.

La comunidad científica ha puesto sus esperanzas en la clonación terapéutica que podría llegar a sustituir órganos dañados por el cáncer, la ceguera o la enfermedad de Alzheimer.

FUENTE: EL PAÍS.

La membrana celular, examinada en detalle

La membrana celular debe procesar numerosas señales provenientes del medio ambiente y del interior de la célula, a fin de iniciar las oportunas respuestas moleculares a las condiciones cambiantes. Por ejemplo, si determinadas sustancias mensajeras se unen a la membrana, esto puede activar el crecimiento de la célula o la división celular.
La membrana celular ha sido desde hace tiempo el centro de atención de muchas investigaciones científicas. Sin embargo, un aspecto del que no se ha logrado aclarar mucho es cómo exactamente se organizan sus diversos componentes.
Unos científicos en el Instituto Max Planck de Bioquímica en Martinsried, cerca de Múnich, Alemania, han realizado el primer análisis exhaustivo de la estructura molecular de esta capa limítrofe, y a raíz de ello han conseguido averiguar muchos detalles precisos sobre cómo está organizada.
Para el análisis, el equipo de Roland Wedlich-Soldner empleó tecnologías avanzadas de captación de imágenes. Eso ayudó a los investigadores a obtener imágenes mucho más nítidas que lo logrado en otros estudios previos. Las nuevas imágenes muestran detalles de la membrana celular, así como de ciertas proteínas marcadas.


En las células de levadura, los autores del estudio han comprobado que toda la membrana se compone de dominios independientes o sectores, cada uno con unos pocos tipos de proteínas o incluso con sólo un tipo. Si una proteína se traslada a un dominio inadecuado, puede incluso dejar de funcionar. El estudio confirma que la membrana es en algunos aspectos como una especie de colcha de retazos.

Los resultados de esta investigación deberían ayudar a los científicos a comprender mejor cómo funcionan los procesos celulares básicos.

Un nuevo tipo de célula madre acerca el sueño de la medicina regenerativa.

 

Si ya se había aprendido la diferencia entre células madre adultas, embrionarias o iPS, ahora tendrá que recordar unas nuevas siglas para seguir entendiendo los avances de la prometedora medicina regenerativa. Un equipo internacional de investigadores ha identificado un nuevo tipo de célula madre pluripotente, es decir con capacidad para transformarse en neuronas, células cardiacas o cualquiera de los 200 tipos celulares del organismo humano adulto.

Estas nuevas células llamadas «F» –por el término en inglés «fuzzy» (difusas)– son estables y podrían utilizarse en tratamientos para crear células de repuesto para cada tejido enfermo. Este hallazgo y nuevos detalles sobre el camino necesario que hay que recorrer para reprogramar una célula, se detallan en la revista «Nature» con tres trabajos de investigadores de la Universidad de Utrecht (Holanda), Universidad Nacional de Seúl (Corea) y el Hospital Mount Sinai de Toronto (Canadá). Los tres forman parte de un consorcio internacional de investigadores que busca arrancar todos los secretos a la reprogramación celular, la técnica que algún día permitirá regenerar tejidos enfermos.

Más fáciles y baratas de obtener

Como en su momento hicieron las células iPS, las nuevas células pluripotentes identificadas abren un sinfin de posibilidades, desde curar la diabetes a desarrollar tratamientos para enfermedades como el alzhéimer o las lesiones medulares. La diferencia con las veteranas es que son más fáciles y más baratas de obtener y crecen más rápido que las famosas células iPS, las células que hace ocho años revolucionaron este campo y pusieron fin al dilema ético de las células madre. Al descubrirlas el japonés Shinya Yamanaka demostró que no era necesario destruir embriones para desarrollar la terapia celular. Bastaba con tomar una muestra de la piel, aislar sus células y dar marcha atrás en su reloj biológico para que se comportara como una célula embrionaria.

El hallazgo le mereció el nobel de Medicina a Yamanaka, pero el procedimiento para conseguir esta transformación todavía resulta poco eficaz.

Las nuevas células «F» que ahora se han descubierto podrían ser el relevo. Permitiría su producción a gran escala para esas terapias que ven cada vez más cerca los investigadores y aún no terminan de llegar a las consultas.

Más tiempo para valorar su aplicación

Juan Carlos Izpisúa, del Instituto Salk de la Jolla (California) considera «valioso» el hallazgo, aunque pide tiempo. «Lo mejor de las nuevas células es su crecimiento más rápido, pero su aplicación aún no está completamente clara y se precisan estudios posteriores que demuestren no solo la funcionalidad de estas células «F» a la hora de generar distintos tipos celulares, sino la posibilidad de obtener estas células en humanos», explicó a ABC.

Su identificación también abre un nuevo interrogante. ¿Y si hay más células pluripotentes en el organismo? «Es importante estudiarlos porque contaríamos con diferentes opciones según en el contexto en el que se vayan a emplear», apunta.

En esta carrera por llevar a la clínica la medicina regenerativa, llevan la delantera las células iPS. En agosto arrancó en Japón el primer ensayo clínico en humanos para probar la eficacia y seguridad de las células iPS. Se ha elegido el tratamiento de la degeneración macular asociada a la edad, la principal causa de ceguera. Seis personas recibirán un nuevo tejido de retina, fabricado a partir de estas células. Si funciona podría contarse con un tratamiento válido para la principal causa de ceguera en el mundo.

Visualizan por primera vez cómo se rompe la doble hélice de ADN

Científicos del Grupo de Cristalografía de Macromoléculas del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas en España, ha desarrollado un método de producción de cristales biológicos que ha permitido observar, por primera vez, cómo se produce la rotura de la doble cadena del ADN.

 Además, han desarrollado una simulación informática que hace visible al ojo humano este proceso, de duración en la naturaleza de millonésimas de segundo.

 Se sabía que las enzimas, o proteínas, endonucleasas son las responsables de la rotura de la doble hélice, pero no se conocía el mecanismo exacto.

Al diseñar  el mecanismo exacto por el que se produce la rotura, este conocimiento podrá emplearse en múltiples aplicaciones biotecnológicas: desde la corrección de mutaciones para tratar enfermedades raras y genéticas, hasta el desarrollo de organismos genéticamente modificados.

 Alterando la temperatura y el pH, el equipo del CNIO ha ralentizado hasta diez días una reacción química que en condiciones normales dura microsegundos. En estas condiciones, han creado una película en slow-motion de todo el proceso.

 Para disparar la reacción enzimática  se han añadido metales  para posteriormente producir cristales biológicos y congelarlos a -200 ºC y se han recogido 185 estructuras cristalográficas que representan todos los cambios conformacionales de cada paso de la reacción.

 Finalmente, mediante análisis computacional, los investigadores han ilustrado los siete estadios intermedios del proceso de separación de las cadenas de ADN. 

Una proteína de la membrana celular causa la resistencia a la quimioterapia de un cáncer infantil

Varias investigaciones han relacionado la caveolina-1 con la regulación de las vías de señalización celular y el proceso de transformación maligna previa a la aparición de un tumor (oncogénesis). Aún así, esta es la primera vez que se relaciona esta proteína con la resistencia a los fármacos quimioterápicos que presenta el sarcoma de Ewing.

El estudio, que se ha publicado en la edición digital de la revista International Journal of Cancer, demuestra que la caveolina-1 aumenta la resistencia de las cèlulas tumorales del sarcoma de Ewing a los fármacos quimioterápicos indicados en esta enfermedad (cisplatino y doxorrubicina) mediante la activación de una reacción en una enzima denominada PKC-alfa.

Si se reducen los niveles de caveolina-1 o de PKC-alfa presentes en las células, aumenta considerablemente la eficacia del cisplatino y de la doxorrubicina ante las células tumorales. Esto abre una vía para desarrollar nuevos fármacos que permitan mejorar la eficacia de los tratamientos quimioterápicos existentes contra el sarcoma de Ewing.

El segundo cáncer de huesos infantil más frecuente

Esta enfermedad representa un dos o un tres por ciento de los tumores infantiles y tiene una incidencia anual de 0,6 casos por millón de habitantes. El pronóstico de la enfermedad es grave. A menudo se disemina a otras partes del cuerpo, especialmente a la médula ósea, los pulmones, los riñones, el corazón y la glándula suprarrenal. En un número significativo de casos, la quimioterapia no es efectiva.

Fuente:http://www.agenciasinc.es

Un hallazgo sobre células madre desafía al dogma de cómo se desarrollan los fetos

Se ha descubierto un nuevo tipo de célula madre que, aparentemente, puede convertirse en una célula hepática o en una célula que conforma el revestimiento de los vasos sanguíneos del hígado.

La existencia de dicho tipo de célula contradice la teoría actual sobre cómo surgen los órganos a partir de las capas celulares en el embrión, y puede proporcionar pistas sobre los orígenes del cáncer de hígado y posibles tratamientos futuros.

Gracias a las células madre, cada ser humano se desarrolla a partir de una única célula, convirtiéndose al final del proceso en un ser complejo hecho de más de 200 tipos de células. La célula madre humana original, el embrión resultante de la fertilización, tiene el potencial de desarrollarse en cada tipo de célula humana. Las células madre se multiplican (proliferan) y especializan (diferencian), hasta que logran una población de millones de células funcionales, incluyendo células hepáticas (hepatocitos), células de vasos sanguíneos (células endoteliales), células musculares, óseas, etcétera.

En el útero, una de las fases iniciales del embrión humano comienza con la aparición de tres capas distintas de células madre: el endodermo, el mesodermo y el ectodermo.

El consenso hasta ahora era que el endodermo se centra en formar el hígado y otros órganos de la zona digestiva; el mesodermo se ocupa del corazón, los músculos y las células sanguíneas; y el ectodermo se dedica al cerebro y la piel. Es importante saber con certeza qué capa da lugar a qué órganos porque estos orígenes guardan pistas cruciales sobre las causas de ciertas enfermedades en los sujetos adultos, además de sobre cómo debe ser el desarrollo correcto del individuo.

El equipo de Valerie Gouon-Evans, de la Escuela Icahn de Medicina, dependiente del Centro Médico Monte Sinaí en la ciudad estadounidense de Nueva York, ha encontrado una célula madre que puede convertirse en célula hepática, que se cree se origina en el endodermo, o en célula endotelial (que ayuda a formar un vaso sanguíneo), y cuyo origen exclusivo se atribuía al mesodermo.

El nuevo descubrimiento va en contra de la teoría tradicional de las capas iniciales, que dice que una célula madre solo se convierte en tipos de célula en consonancia con la capa de la que proviene dicha célula madre. Ahora resulta que, aparentemente, las células endoteliales pueden surgir tanto del endodermo como del mesodermo.

Descubren mutaciones genéticas en células humanas reprogramadas, lo que podría ayudar en el estudio del cáncer.

Un equipo internacional de investigadores dirigido por la Universidad de California en San Diego (Estados Unidos), en el que se integran Juan Carlos Izpisúa y Nuria Montserrat desde el Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona, ha descubierto mutaciones genéticas en células madre pluripotentes inducidas humanas. Los resultados del trabajo se publican en la revista Nature.

Las células humanas reprogramadas como las células madre pluripotentes inducidas (hiPSC, según sus siglas en inglés) podrían revolucionar la medicina personalizada al crear nuevas y diversas terapias únicas para los pacientes individuales. Sin embargo, existen dudas sobre la alteración del material genético durante el proceso de reprogramación.

Los investigadores descubrieron que el material genético de las células reprogramadas podría de hecho verse afectado y sugieren que el análisis genético amplio de estas células se realice de forma rutinaria antes de su uso clínico.
Los científicos, dirigidos por Kun Zhang, examinaron 22 líneas diferentes de hiPSC de siete grupos de investigación que empleaban distintos métodos para reprogramar células de la piel en células madre pluripotentes. En todas estas líneas celulares, los investigadores descubrieron mutaciones puntuales en la codificación de proteínas, aproximadamente seis mutaciones por exoma. El exoma es la parte del genoma que contiene instrucciones genéticas para producir proteínas y otros productos genéticos.
Los autores señalan que aunque algunas de las mutaciones parecen no producir alteraciones, la mayoría sí causaban cambios específicos en las funciones de las proteínas, incluyendo aquellas en genes asociados con el desarrollo del cáncer.
El trabajo actual se centra en un importante daño genético: los cambios que se producen durante la reprogramación en los nucleótidos simples o pares de bases que alteran los elementos constituyentes de las células. Los resultados ayudan a resolver la cuestión de si la reprogramación de las células de mamíferos adultas en hiPSC afecta al genoma global en el nivel fundamental de los nucleótidos simples y el trabajo muestra que sí lo hacen. Zhang se refiere a las mutaciones como "cicatrices permanentes del genoma".
El equipo de la Universidad de California desarrollo un nuevo y muy sensible método para identificar mutaciones que se producen en frecuencias muy bajas y descubrieron que aproximadamente la mitad de las mutaciones descubiertas eran del tipo de las que se producían en unas pocas células en algún momento de la vida de una persona o durante el cultivo celular en el laboratorio y que eran somáticas o no heredadas. La otra mitad de las mutaciones eran muy raras de detectar y podían haberse producido durante o después de la reprogramación.
Las mutaciones, que los científicos denominaron 'mutaciones asociadas a la reprogramación', proceden de tres fuentes distintas: un primer grupo que incluía mutaciones ya presentes en las células de la piel antes de la reprogramación; un segundo grupo de mutaciones que se producían durante la reprogramación; y un tercer grupo de mutaciones que se producían después de la reprogramación, cuando las células pluripotentes comenzaban a proliferar.

Los mamíferos ya pueden regenerar órganos como los peces y salamandras

La medicina regenerativa señala el camino para la recuperación de personas con cegueras, infartos o problemas de riñón. Los pasos que se están dando son la vez prometedores y,  en muchos casos, muy preliminares. La buena noticia es que en los mejores laboratorios del mundo trabajan para identificar todos los caminos por los que la medicina del futuro podría avanzar: de este modo, no habrá callejón sin salida que impida dar con los tratamientos y las curas. 

Es el caso del laboratorio del español Juan Carlos Izpusúa. "Estamos pensando en varios sistemas en paralelo", reconoce. En el Instituto Salk de California estudian cómo reprogramar células madre para reconstruir órganos y cómo usar las de cerdos, por ejemplo, para producirlos. Pero también se han detenido a observar cómo actúa la naturaleza en otros animales, como las salamandras que recuperan una extremidad aunque se la mutilen una y cien veces. O los peces cebra, a los que les cortas el 20% de su corazón y lo vuelve a regenerar una y otra vez sin problemas.

Izpisúa y su equipo han trabajado en entender el mecanismo molecular que permite a los peces cebra regenerar el corazón para después, estudiar si sería posible en mamíferos como ratones y humanos. En un experimento dado hoy a conocer han demostrado que es posible: han conseguido activar ese mecanismo en el corazón de un ratón adulto para que se recupere tras quedar seriamente dañado por un infarto.

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"Hemos visto que los factores responsables de la regeneración del corazón en el pez tienen una expresión muy distinta en los mamíferos. Y los hemos cambiado en ratones a imagen y semejanza de como lo hace el pez. El resultado ha sido espectacular: el corazón del ratón se ha regenerado también", resume Izpisúa. Hasta ahora se sabía que al nacer el ratón tiene unos días en los que la capacidad de regenerar tejidos está activa, pero que desaparece por completo en adultos. Es decir, es una capacidad que forma parte del genoma  del ratón, que no se ha perdido con la evolución e incluso es activa durante los primeros días de vida: mamíferos que son como salamandras durante un escaso periodo de tiempo. Ahora se ha conseguido que los roedores tengan esa capacidad autosanadora, propia de superhéroes de comic, ya en su edad adulta.

Izpisúa y su equipo han copiado el mecanismo que usa el pez cebra para sanar su corazón

Izpisúa insite en la importancia de este trabajo porque demostraría que "se puede activar la regeneración endógena en mamíferos de manera parecida a lo que hacen algunos animales como el pez o el ajolote mejicano de forma natural, sin necesidad de trasplantar células desde fuera del organismo", como se está haciendo en otros campos de la medicina regenerativa. Por ejemplo, en el último gran logro, al conseguir que un grupo de pacientes con problemas de visión recuperan algo de vista implantando células madre en la retina. En este caso, el planteamiento de Izpisúa sería algo así: modifiquemos determinados genes para despertar al pez cebra que todos los ratones llevan dentro.

En el estudio que su equipo publica hoy en Cell Stem Cell explica que identificaron cuatro genes que activan o desactivan ese don autosanador. Los consiguieron modificar primero in vitro, para comprobar que las células del corazón se recuperaban (en la imagen) y posteriormente in vivo, directamente en la cicatriz que dejaba el infarto en el corazón de un ratón adulto. Cuando se sufre un infarto, hay una parte del corazón, de sus células, que fallecen y que dejan el músculo más o menos tocado, con una cicatriz que dificulta el bombeo de la sangre y que es lo que se ha logrado sanar en estos experimentos.

También participó en el artículo el director del Hospital Clínic de Barcelona, Josep Maria Campistol, para ayudar a enfocar estos esfuerzos hacia su aplicación médica futura. "Lo que estamos viendo es que somos capaces de identificar los genes y las proteínas implicadas en esta regeneración y vemos cómo darle la vuelta a unos genes que habían dejado de estar activos tras nuestro desarrollo evolutivo", explica advirtiendo que su participación se ha enmarcado en el plano teórico.

Los ratones tienen en su genoma la capacidad de regenerar órganos, como las salamandras, pero está desactivada

Hasta ahora se estaban usando células madre embrionarias  y células adultas reprogramadas (denominadas iPS) para que se convirtieran en células del corazón dañado. "Juan Carlos Izpisúa va siempre más allá. Ahora se trata de ir directamente al gen, que está presente y deja de tener esa capacidad, lo que facilita y simplifica muchísimo la regeneración", asegura Campistol. "El siguiente paso es comprobar si también es reversible en mamíferos cada vez más grandes: ratas, conejos, cerdos", avanza Campistol, que ya colaboró con Izpisúa en  el logro de producir  miniriñones humanos.

En cualquier caso, el propio estudio reconoce que no se entienden por completo los mecanismos que activan la capacidad autosanadora. "Estamos lejos de reproducirlo en humanos porque desconocemos mucho sobre la capacidad de regeneración de esos otros animales y cómo se apaga tras nacer en los mamíferos. Por eso reivindico la importancia de dedicarse a la investigación básica", defiende Izpisúa.

La investigadora Nadia Mercader también estudia el mecanismo que permite a los peces cebra regeneren el corazón  seccionado en su laboratorio del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares. "Son muy interesantes sus resultados, un modelo a seguir. Es muy bonita la forma en la que copian el mecanismo de los peces cebra", asegura Mercader, que no ha participado en el trabajo que hoy se publica. "Lo más interesante es que ven que hay una mejora en la respuesta de reparación y también tienen indicios de que hay células del corazón que son capaces de proliferar", indica Mercader. No es solo sanar el tejido dañado sino recuperarlo haciendo que crezcahasta su estado anterior al infarto. 

Hasta dentro de cuatro años no habrá pruebas en pacientes. Es un camino difícil y no es bueno crear falsas expectativas", dice Campistol

En 2011, el equipo de Hesham Sadek de la Universidad de Texas descubrió que los ratones recién nacidos podían curar su corazón por sí solos, abriendo una vía para estas investigaciones posteriores al mostrar que esa capacidad permanece, aunque dure muy poco, en los mamíferos. "Creo que este es un estudio importante que identifica un campo potencial de regeneración en el corazón de los mamíferos adultos", asegura Sadek consultado por esta redacción. "Hemos tenido numerosos saltos en los últimos años", recuerda este cardiólogo, "y creo que estos resultados se deben traducir en más estudios, en diferentes tipos de lesiones, en animales más grandes y en última instancia en los pacientes con insuficiencia cardíaca".

"Es un paso más allá, pero todavía queda mucho por hacer", señala Mercader recordando que hay laboratorios en todo el mundo estudiando cómo se regenera la naturaleza, desde microorganismos como la hidra hasta gusanos como las planarias. Campistol coincide con Mercader en que están lejos de llevar estos hallazgos a la práctica médica: "No podemos olvidar que detrás están los pacientes. El artículo es importante, arroja luz sobre la regeneración, pero hasta dentro de tres o cuatro años no habrá pruebas en pacientes. Es un camino difícil y no es bueno crear falsas expectativas", defiende.

Grasa contra la diabetes

Científicos del Instituto Salk y del BIDMC (Centro Médico Beth Israel Deaconess) han descubierto una seríe de moleculas presentes de forma natural en humanos y ratones que protege al organismo contra la diabetes.
Esta molécula, concretamente un lípido, es capaz de reducir los niveles de azúcar en sangre en los ratones con diabetes tipo 2. Tambien han encontrado relación entre la redución de los niveles de estos lípidos en el organismo con un alto riesgo de diabetes.

Estos lípidos son los ácidos grasos hidroxi o FANHFAs, los cuales se descubrieron en los tejidos de los ratones resistente a la diabetes. Además se sabia que estos disminuian en las primeras fases de la diabetes, lo que indicaba una relación con la enfermedad.

Los ratones inmunes a la diabetes contienen este lípido en una concentración muy alta; esto, contrastado con el descubrimiento de que las cobayas normales alimentadas con FAHFAs disminuian sus niveles de azucar en sangre y aumentaban los de insulina, era un indicador de la relación entre esta grasa y la diabetes.

Los estudios en humanos parecen indicar los mismos resultados ya que las personas propensas a la diabetes tienen una menor cantidad de esta grasa en sus tejidos, es decir, los niveles de FAHFAs en el organismo son un factor determinante para padecer, o no, esta enfermedad.

Esta grasa "funciona" de la siguiente manera: Cuando aumentan los niveles de azucar en sangre, estos lipidos estimulan rapidamente la secreción de una hormona que indica al páncreas la necesidad de liberar insulina, pero su función no acaba ahí ya que también mejoran la absorción de azucar en las células y reducen la respuesta inflamatoria.

Este conjunto de carácteristicas proporcionan a este lípido un potencial terapeútico enorme según los investigadores. Están presentes (en poca cantidad) en verduras, frutas y otros alimentos, pero tambien se producen y degradan dentro del propio organismo, lo que da paso a medicamentos con los que controlar el proceso de sintetización de esta grasa.

Este descubrimiento a establecido un nuevo marcador para detectar la diabetes antes de su aparición, y lo más importante, un medio muy efectivo para prevenirla y tratarla.
La lista de lípidos beneficiosos se sigue ampliando.

Fuente: cienciaybiologia.com

Nuevo mapa de proteínas

 Un equipo de investigadores internacionales, en el que han participado científicos de EEUU, Canadá, Bélgica y España, ha publicado en la revista Cell el mapa de interacciones entre proteínas humanas más avanzado que existe, un 30% mayor con respecto a estudios publicados en las últimas décadas. Descifrar esta red de interacciones físicas es esencial para describir el papel que desempeñan las proteínas en las células humanas. Gracias a las nuevas tecnologías basadas en el manejo del genoma humano completo, se han podido testar en el laboratorio millones de pares de proteínas para comprobar cuáles interaccionan molecularmente entre sí.

Al igual que las secuencias del genoma revolucionaron la genética humana, los mapas de redes de interactoma serán fundamentales para comprender plenamente las relaciones genotipo-fenotipo (para comparar la información contenida en los cromosomas con su manifestación y relación con el medio). Es decir, los científicos están trabajando para identificar de manera sistemática las interacciones de las proteínas dentro de un organismo.

En el trabajo 'A Proteome-Scale Map of the Human Interactome Network' se ha descrito un mapa de aproximadamente 14.000 interacciones binarias proteína-proteína humanas de alta calidad. Aunque la información actual de la red presentada cubre una porción relativamente pequeña del proteoma, el mapa es más homogéneo y revela una red más amplia de las interacciones de las proteínas de los humanos, que proporciona datos para precisar aspectos funcionales del cáncer. El estudio ha permitido describir con más precisión las proteínas implicadas en el desarrollo del cáncer (también conocidas como oncoproteínas) y se ha constatado una gran cantidad de relaciones entre ellas. Por esta razón los científicos las denominan “nodos críticos” de una red. Este avance puede tener una aplicación directa en clínica debido a que muchos de los tratamientos del cáncer consisten en restablecer relaciones normales para dichas oncoproteínas, ‘deshaciendo’ algunas relaciones que son claramente perjudiciales y malignas para las células humanas.

Fuente: El mapa más avanzado de interacciones entre proteínas humanas

Usan células madre uterinas para tratar el cáncer de mama

Células madre uterinas, que se obtienen a través de una citología normal, podría servir para combatir el cáncer de mama. Lo ha visto un equipo de Investigadores de la Universidad Rey Juan Carlos, de la Fundación Hospital de Jove (Gijón) y de la Universidad de Santiago de Compostela.

Para llevar a cabo este hallazgo, los investigadores han aislado células madre del cuello uterino para analizar las sustancias que dichas células expulsan al medio de cultivo contra células tumorales. A partir de esta premisa, han constatado que estas células tienen la capacidad de inhibir la invasión y multiplicación de las células tumorales, sobre todo, de las más agresivas.

«Este efecto es debido a que la zona de transformación uterina está en permanente regeneración, por lo que las células se reproducen más rápidamente», explica José Schneider, investigador de la Facultad de Ciencias de la Salud de la URJC y coautor del estudio publicado en la revista científica «Oncotarget».

Citologías de rutina

La principal ventaja que presenta este estudio es que la obtención de las células madre se realiza a partir de un cepillado de cérvix, es decir, a partir de citologías normales, por lo que resulta una técnica poco invasiva.

En esta investigación, se han centrado en el cáncer de mama, donde han observado que no solo se frena el crecimiento de las células, sino que las induce al suicidio programado, lo que se conoce como apoptosis.

Según Schneider, «hemos trasplantado células de pacientes reales con cáncer a ratones inmunodeprimidos y hemos comprobado que aquellos a los que se les ha tratado con este medio de cultivo sobrevivían significativamente más que los ratones que estaban sin tratar».

Pero además, los investigadores señalan que existen otros elementos añadidos, que según explica el profesor de la URJC, «al tratarse de una zona en permanente contacto con ciertos elementos peligrosos, como bacterias, hongos y virus, que son los que desencadenan el cáncer de cuello de útero, pensamos que probablemente ese mecanismo de defensa que estas células han desarrollado puede tener una aplicación más general». Es por ello que, a corto plazo, si se verifica la capacidad antivírica, se podrían poner en marcha ensayos clínicos mediante 

Curar el VIH con células madre del cordón umbilical

El único caso reportado en el mundo de curación del VIH ha sido el del «paciente de Berlín», un estadounidense llamado Timothy Brown, que lleva más de un lustro limpio del virus. Diagnosticado en 1995, Brown comenzó una terapia con antirretrovirales que cronificó el VIH y le permitió llevar una vida normal hasta que, en 2006, se le diagnosticó una leucemia mieloidea aguda, y obligó a los médicos a actuar rápido. Tras un tratamiento de quimioterapia sin resultados, un oncólogo alemán le hizo en 2007 un trasplante de células madre de un donante portador de un gen hereditario poco común. A día de hoy, el paciente sigue libre del virus.

Su caso despertó un enorme interés científico, pero hasta ahora no se ha podido reproducir ya que es un procedimiento de alto riesgo y solo se indica en pacientes con VIH y una enfermedad hematológica potencialmente mortal, como era el caso de Brown. Según los especialistas, la mutación genética rara del donante parece ser el principal factor que determinó la curación, pero hay otros procesos clínicos que también pudieron haber contribuido.

Ahora, el Instituto de Investigación del Sida IrsiCaixa y la University Medical Center Utrecht han iniciado un proyecto para tratar de mejorar las intervenciones para curar a estos pacientes y comprender mejor la implicación de las células madre en el control y en la erradicación de la infección.

Según los investigadores implicados, usar células madre de sangre del cordón umbilical tiene una clara ventaja, ya que son mucho más compatibles que las extraídas de la médula ósea.

Con esta nueva estrategia, las posibilidades de encontrar un donante que sea compatible y que, además, tenga la mutación genética que confiere resistencia natural al VIH se multiplica por 100.

En paralelo, el consorcio, denominado Epistem y financiado por el amfAR Research Consortium on HIV Eradication (ARCHE), creará un inventario que permita identificar cuáles de las 10.000 unidades de sangre de cordón disponibles en los bancos de sangre del norte de Europa contienen la mutación genética rara que confieren resistencia al VIH. Esto permitirá que estas unidades estén inmediatamente disponibles para el trasplante.

Se crea un método para tratar la distrofia muscular con células madre

Un equipo de científicos japoneses logró corregir la disfunción genética que da origen a la distrofia muscular mediante células pluripotentes introducidas iPS, por lo que esto, podría frenar el desarrollo de la enfermedad.
A partir de células normales que fueron extraídas de un paciente que padecía gravemente esta enfermedad, los investigadores del Centro del iPS de la Universidad de Kioto, fueron capaces de crear células madre iPS. Así, modificaron el gen responsable de este trastorno degenerativo de forma exitosa. El método todavía tiene que perfeccionarse para poder usarlo en la práctica pero los investigadores creen que puede servir para aliviar los síntomas más graves de dicha enfermedad .
Este hallazgo tiene un gran potencial para tratar la enfermedad hereditaria pero aún así, aun quedan muchos obstáculos por separar, afirmó Akitsu Hotta ( director de la investigación).
La distrofia muscular es un trastorno hereditario poco frecuente y sus síntomas se suelen presentar en la infancia y consiste en un debilitamiento muscular. La forma más usual de este tipo de distrofia puede causar fallos cardíacos y respiratorios, pero en la actualidad no hay ningún tratamiento que la pueda curar. Por eso se espera que la aplicación de las células iPS puedan ampliar las posibilidades de los tratamientos regenerativos y suponga un gran avance hacia la medicina personalizada.

Shinya Yamanaka fue premiado en 2012 con el Premio Nobel de Medicina por el método que desarrolló para crear este tipo de células mediante la reprogramación de éstas ya maduras.

Un trasplante de células madre devuelve la visión a personas ciegas

En EE UU, un trasplante con células madre embrionarias, capaces de convertirse en cualquier tejido del cuerpo, ha devuelto la visión a personas ciegas y también ha mejorado la vista de pacientes que tenían serias discapacidades visuales. Se ha tratado a 18 pacientes que sufrían dos enfermedades de la retina, ambas incurables, y que son la causa más común de ceguera entre jóvenes y adultos en los países desarrollados.

 

El ensayo se centró en regenerar células de la retina, la parte interna del ojo donde se proyectan las imágenes.

Los pacientes sufrían dos tipos de lesiones por causas hereditarias o por el deterioro asociado a la edad.

Para reemplazar las células perdidas, el equipo tomó células madre de embriones y las convirtió en epitelio pigmentario retinal, las células que estaban provocando los problemas de visión de los pacientes. A todos ellos se les inyectaron las células en la retina del ojo con el que peor veían y los pacientes mejora su visión.

Fabrican células madre con toxinas que matan las células cancerosas

Científicos del Instituto Harvard Stem Cell del Hospital General de Massachusetts han ideado una nueva forma de utilizar las células madre en la lucha contra el cáncer de cerebro. En concreto, el equipo dirigido por el neurocientífico Khalid Shah, quien recientemente demostró el valor de las células madre cargadas con virus de herpes para matar el cáncer, ha modificado mediante ingeniería genética una forma de células madre para que puedan producir y secretar toxinas para que eliminen las células tumorales.

 

«El uso de toxinas que eliminan el cáncer se ha utilizado con éxito en una variedad de cánceres de la sangre, pero hasta ahora no había funcionado bien en los tumores sólidos debido a que no son tan accesibles y las toxinas tienen una vida media corta», explica Shah.

 

Shan señala que hace unos años se dieron cuenta que las células madre podrían utilizarse para administrar de forma continua estas toxinas terapéuticas en los tumores cerebrales, «pero primero teníamos que manipular genéticamente las células madre para que no fueron ellas mismas eliminadas por las toxinas», explica. Y ahora, confirma, «ya tenemos células madre resistentes a las toxinas que pueden liberar fármacos y matar así las células tumorales».

 

Las citotoxinas son mortales para todas las células, pero desde finales de 1990 los investigadores han sido capaces de modificar las toxinas para que únicamente entren en aquellas células cancerosas con moléculas de superficie específicas; por eso, ahora ya posible obtener una toxina dirigida a estas células tumorales sin que ello plantee un riesgo para las células normales. Y una vez dentro de una célula, la toxina altera su capacidad para producir proteínas y, por ello, al cabo de un tiempo, la célula tumoral comienza a morir.

 

Un hallazgo sobre células madre desafía al dogma de cómo se desarrollan los fetos

Se ha descubierto un nuevo tipo de célula madre que, aparentemente, puede convertirse en una célula hepática o en una célula que conforma el revestimiento de los vasos sanguíneos del hígado.

La existencia de dicho tipo de célula contradice la teoría actual sobre cómo surgen los órganos a partir de las capas celulares en el embrión, y puede proporcionar pistas sobre los orígenes del cáncer de hígado y posibles tratamientos futuros.

Gracias a las células madre, cada ser humano se desarrolla a partir de una única célula, convirtiéndose al final del proceso en un ser complejo hecho de más de 200 tipos de células. La célula madre humana original, el embrión resultante de la fertilización, tiene el potencial de desarrollarse en cada tipo de célula humana. Las células madre se multiplican (proliferan) y especializan (diferencian), hasta que logran una población de millones de células funcionales, incluyendo células hepáticas (hepatocitos), células de vasos sanguíneos (células endoteliales), células musculares, óseas, etcétera.

En el útero, una de las fases iniciales del embrión humano comienza con la aparición de tres capas distintas de células madre: el endodermo, el mesodermo y el ectodermo.

Prototipo de una célula madre

El consenso hasta ahora era que el endodermo se centra en formar el hígado y otros órganos de la zona digestiva; el mesodermo se ocupa del corazón, los músculos y las células sanguíneas; y el ectodermo se dedica l cerebro y la piel.
El equipo de Valerie Gouon-Evans, de la Escuela Icahn de Medicina, ha encontrado una célula madre que puede convertirse en célula hepática, que se cree se origina en el endodermo, o en célula endotelial (que ayuda a formar un vaso sanguíneo), y cuyo origen exclusivo se atribuía al mesodermo.

El nuevo descubrimiento va en contra de la teoría tradicional de las capas iniciales, que dice que una célula madre solo se convierte en tipos de célula en consonancia con la capa de la que proviene dicha célula madre. Ahora resulta que, aparentemente, las células endoteliales pueden surgir tanto del endodermo como del mesodermo.

Descubren pez con células que combaten enfermedades

 Ruth Lizzeth Madera Sandoval, investigadora de la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas realizó un trabajo pionero a nivel mundial al descubrir en una tercera especie, la carpa común, la presencia de las células linfoides asociadas al tejido graso o FALC  que tienen capacidad para combatir enfermedades.

                           

Explicó que las citadas células son de tipo sanguíneo y se dedican a la defensa del organismo ante la entrada de huéspedes o agentes extraños. Entre las funciones que tienen destacan la defensa contra parásitos o helmintos intestinales  los que ingresan a nuestro organismo al comer en la calle.

Además, dijo, durante las investigaciones se descubrió una función tumorogénica en las carpas; "estas células tienen el poder de hacer un cambio en la pared intestinal, una sobreproducción de colágeno que va envolviendo un determinado tejido, haciendo una masa, la cual aún no se sabe si es tumoral, aunque lo más seguro es que sí y esto representa el primer hallazgo sobre el tema".

Célula clave para el contraataque del VIH.

Se encuentra un punto débil en el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH-1) que podría explicar la causa por la cual algunas personas se contagian de manera inmediata y otras permanecen inmunes.

El VIH-1 actúa debilitando la el sistema inmune de la persona, mediante la invasión de los linfocitos T, impidiendo que la maquinaria molecular se reproduzca. En este sentido, se produce un deterioro progresivo del sistema inmune, provocando el llamado ‘síndrome de inmunodeficiencia adquirida’ (SIDA)

Los científicos explican que entre los mecanismos de defensa antiviral de los linfocitos T existen proteínas conocidas como ‘APOBEC3′, que consiguen bloquear la capacidad de propagación del VIH-1. Sin embargo, el VIH-1 tiene un mecanismo de lucha contra esa defensa, una proteína llamada ‘vif’, que pelea contra los linfocitos T destruyendo sus propias APOBEC3.

El equipo de investigación descubrió que cada persona tiene un gen variante en su célula APOBEC3 y esa variación es lo que hace la clave del contraataque del virus.

Los científicos vieron que las variaciones estables lograban limitar con éxito la capacidad del VIH-1 de replicarse si el virus infeccioso tenía una versión débil de vif.

“Este trabajo muestra que la competencia entre el virus y el huésped está aún en desarrollo, el virus no ha perfeccionado completamente su capacidad para replicarse en humanos”.

Como el virus ataca también a la célula APOBEC3 y en algunos casos logra eliminarla ellos aseguran que el siguiente paso es encontrar la manera de detener la capacidad de vif de desactivar las enzimas APOBEC3. “Este enfoque podría suprimir indefinidamente la replicación del virus e, incluso, lograr curarlo”, concluyen.