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.

Ampliando el lenguaje de Dios

Los científicos acaban de ampliar el lenguaje de Dios. El código genético natural está compuesto de solo dos pares de bases (el par A-T y el par G-C). Floyd Romesberg y sus colegas del Instituto Scripps en La Jolla, en California, han añadido ahora el par artificial d5SICSTP-dNaMPT. Ese tercer par de bases (o de letras) puede replicarse e incorporarse en el ADN de una bacteria sin ser reconocido como una anomalía, lo que demuestra que un organismo puede propagar establemente un alfabeto genético expandido, con tres pares de bases en lugar de los dos naturales.

La creación de vida artificial se acerca así un paso más, después de la creación de los genomas completos de una bacteria y de un cromosoma de la levadura, en ambos casos a partir de productos químicos de bote. Pero el nuevo avance plantea cuestiones inéditas, y no solo para los ingenieros. Por ejemplo, como el alfabeto ampliado permite construir genes y proteínas con componentes nunca vistos en la naturaleza

Desde la más humilde bacteria hasta el lector de este artículo, todos los seres vivos del planeta Tierra utilizan para ese propósito la doble hélice del ADN y un código genético de cuatro ‘letras’ (a, g, t, c), las cuatro bases o nucleótidos con que se escribe todo texto biológico.

La bacteria creada por Romesberg y sus colegas parece funcionar igual de bien con seis letras que con las cuatro naturales. Animados por este hecho, los científicos ya están pensando en añadir aún más bases artificiales al código genético de sus criaturas. 

El trabajo de Romesberg, que se presenta en Nature, es una prueba de principio, pero tanto él como otros expertos en la emergente disciplina de la biología sintética, el diseño de organismos a partir de principios básicos,  lo consideran un gran paso adelante. Creen que facilitará mucho los objetivos a corto plazo de esta tecnología, que son la síntesis de medicamentos, la producción de biocombustibles, la alimentación y la regeneración de los entornos dañados por toda clase de vertidos.

La biología sintética pretende crear desde cero sistemas biológicos, como circuitos genéticos, bacterias y células superiores, que no existen en la naturaleza, y que están diseñados para algún propósito práctico concreto.

FUENTE: EL PAÍS.

Crema con nanopartículas de ácidos nucleicos para tratamientos genéticos cutáneos

Consiste en utilizar fármacos basados en novedosas estructuras con forma esférica de ácidos nucleicos. Estas estructuras, mil veces más pequeña que el diámetro de un cabello humano, tienen la singular capacidad de atraer ciertas proteínas naturales y unirse a ellas, lo cual permite a dichas estructuras atravesar la piel y entrar en las células. El fármaco penetra en todas las capas de la piel y puede actuar selectivamente sobre genes que causan enfermedades sin afectar a los genes normales. 
Los objetivos iniciales de esta innovadora clase de tratamiento son el melanoma y el carcinoma de células escamosas (dos de los tipos más comunes de cáncer de piel), la psoriasis, la cicatrización de heridas diabéticas (llagas que tienden a permanecer abiertas) y un raro trastorno genético de la piel que no tiene tratamiento efectivo (ictiosis epidermolítica). Otros objetivos podrían incluir incluso a las arrugas. 
La forma esférica de las nanoestructuras y la densidad de los ácidos nucleicos son la clave del innovador tratamiento. Los ácidos nucleicos esféricos pueden penetrar en las células. La secuencia de ARN está programada para que el blanco sea el gen causante de una enfermedad.
Gracias al Proyecto Genoma Humano y a toda la investigación genómica realizada durante las últimas dos décadas, ahora es viable lanzarse a buscar tratamientos para diversas enfermedades difíciles. Los blancos sobre los que actuar están identificados en bastantes casos, y con la tecnología del equipo de Paller la misma herramienta, el ácido nucleico esférico, sirve, en principio, para todos los casos. Sólo basta con cambiar la secuencia para incorporar como blanco al gen sobre el que se desea actuar.
Las nanoestructuras se desarrollaron en el laboratorio de Chad Mirkin y luego se combinaron con una crema hidratante comercial. A continuación, en el laboratorio de Paller, los investigadores aplicaron el ungüento terapéutico a la piel de ratones y a muestras de epidermis humana. Las nanoestructuras fueron diseñadas para actuar específicamente sobre un receptor de factor de crecimiento que es un biomarcador asociado con diversos cánceres. En ambos casos, el fármaco atravesó la capa epidérmica y penetró muy profundamente en la piel, llegando las células alcanzadas a absorber el 100 por ciento de las nanoestructuras. De forma selectiva, se desactivó el gen del EGFR, con la consiguiente caída en la producción de las proteínas problemáticas.
Tras un mes de aplicación continuada de la crema, no hubo evidencia de efectos secundarios, ni de activación inapropiada del sistema inmunitario ni de acumulación de las partículas en órganos. El tratamiento actúa exclusivamente en la piel y no interfiere con otras células.

Fuente:http://noticiasdelaciencia.com

Cuádruple hélice de ADN

En 1953,  Watson y  Crick, de la Universidad de Cambridge, pasaron a formar parte de  la historia de la ciencia tras publicar un artículo describiendo la estructura en doble hélice del ADN, el código químico universal común a todas las formas de vida en la Tierra. Sesenta años después, científicos de la misma universidad acaban de identificar estructuras en cuádruple hélice en el genoma humano. Según publican los investigadores en la revista Nature Chemistry, se trata de estructuras formadas en regiones especialmente ricas en uno de los "ladrillos" del material genético, la base nitrogenada guanina (G).

 
El hallazgo de esta estructura es fruto de diez años de investigación, y apunta a que las cadenas cuádruples son imprescindibles para el proceso de replicación del ADN y para la división celular. Según ha explicado Shankar Balasubramanian , coautor del trabajo, las nuevas estructuras son especialmente abundantes "en los genes de las células que se dividen rápidamente, como las células cancerosas". De ahí que Balasubramanian y sus colegas no descarten que la estructura de la cuádruple hélice pueda conducir a nuevas estrategias terapéuticas para detener la proliferación celular descontrolada que caracteriza al cáncer.

Un gen que ayudó a sobrevivir a los esquimales ahora empeora su salud

 Investigadores de la Universidad de Cambridge  han analizado una variante genética, conocida como CPT1A –exclusiva de ciertos esquimales de Siberia que hace miles de años permitió sobrevivir a estas poblaciones del Ártico. Dicha enzima les servía para procesar mejor las dietas altas en grasas y poder sobrevivir en climas fríos.

Según los resultados de un  estudio, CPT1A favorece en la actualidad la aparición de hipoglucemia –bajos niveles de azúcar en sangre– y al aumento de la mortalidad infantil en estos individuos.

“Este caso ilustra la importancia médica de tener una comprensión evolutiva de nuestro pasado. Los impactos de la evolución en la salud deberían tenerse en cuenta más", indica Florian Clemente, de la División de Antropología biológica de la Universidad de Cambridge y coautor del estudio.

Para comprobarlo, los científicos analizaron los genomas de 25 individuos del norte de Siberia y compararon sus secuencias con otros 25 de Europa y 11 del este de Asia. Los investigadores destacan que la variante CPT1A está presente en el 68% de los esquimales de Siberia, y ausente en otras poblaciones con el mismo genoma.

CPT1A forma parte del proceso de digestión de los ácidos con alto contenido en grasas, como los de la carne. Esto explicaría su influencia en estas poblaciones debido a la insostenibilidad de la agricultura en las regiones del Ártico, que se alimentan de mamíferos marinos. 

Estudian el almidón como vehículo para administrar vacunas orales y proteínas terapéuticas

El sistema, patentado en México, permite unir prácticamente cualquier proteína, antígenos, enzimas y anticuerpos a los gránulos de almidón. Con esta unión específica se exploran varias aplicaciones.

Una de las más interesantes es la utilización del almidón como vehículo de vacunas orales. Con el sistema desarrollado se inmovilizaron sobre los gránulos proteínas de tuberculosis y tétanos; con ello, se logró que las proteínas atravesaran el tracto gastrointestinal sin degradarse, siendo entonces capaces de producir una respuesta inmune en los ratones que recibieron los gránulos con la proteína antigénica por vía oral.

 La investigadora universitaria señaló que una ventaja del polisacárido es que se presenta naturalmente ‘microparticulado’. Actualmente, existe interés en utilizar micro o nanopartículas para una gran variedad de aplicaciones; sin embargo, producirlas requiere cierta tecnología y puede resultar caro. Además, mucho del trabajo que se realiza es para demostrar que las micro o nanopartículas producidas no son dañinas para el ser humano.

 Todo indicaba que funcionaría, “pero había que probarlo en ratones”. Se tomaron dos antígenos: el fragmento C de la toxina tetánica, que es un fragmento de la toxina que despierta respuesta inmune sin producir el tétanos, y una proteína de Mycobacterium tuberculosis, la bacteria que produce la tuberculosis. Obtuvimos respuesta inmune en ambos casos.

 El objetivo del grupo era demostrar que este sistema, que permite unir proteínas al almidón, es útil como un vehículo de administración, ya sea de antígenos, para desarrollar una vacuna o de proteínas terapéuticas para una enfermedad, “y es lo que hicimos”.

 Los resultados de esta investigación ya han sido dados a conocer en publicaciones recientes del International Journal of Pharmaceutics, Carbohydrates polymers y en Applied Microbiology and Biotechnology y han permitido la formación de recursos humanos de licenciatura y posgrado.

Las grasas afectan de manera diferente a los cerebros masculino y femenino.

Un grupo interdisciplinar de científicos de instituciones estadounidenses ha estudiado las diferentes respuestas cerebrales de ratones y ratonas al comer grasas.

El hallazgo, publicado esta semana en la revista Cell Reports, indica que los cerebros de machos y hembras responden de modos muy diferentes a este tipo de dietas. Los machos sufren una mayor inflamación de la región, incrementando el riesgo de diabetes y enfermedades cardiovasculares, en comparación con las hembras.

“Nuestros datos mostraron que los ratones que tenían inflamación cerebral sufrían prediabetes, además de alteraciones en la función cardiovascular”, explica a Sinc Deborah Clegg, del Instituto de Investigación en Diabetes y Obesidad de Los Ángeles. “Esto solo ocurría en los ratones macho; no había inflamación en las hembras”.

“Vimos que no estaba del todo mal que las hembras tuvieran, de vez en cuando, una dieta alta en grasas. Sin embargo, fue altamente perjudicial en hombres”, señala Clegg.

Cuando los ratones macho entraron en un estado de inflamación después de comer dietas altas en grasas, se observó que también sufrieron una reducción de la función cardiaca, mientras que las ratonas no.  

“Es como si el cerebro de las hembras fuera ‘inmune’ al desafío de la dieta alta en grasas”, señala Clegg. “El hecho de que estos procesos de los nutrientes se presenten de manera distinta en los dos sexos con la misma dieta es una novedad”, enfatiza.

Clegg y su equipo están trabajando ahora en una estrategia para confirmar si los hallazgos en ratones también podrían aplicarse a las personas. Las conclusiones podrían explicar las diferencias observadas entre mujeres y hombres en las consecuencias de la obesidad; por ejemplo, por qué las premenopáusicas con sobrepeso tienen mejor salud que los hombres. De ser confirmadas en humanos, estas conclusiones obligarían a adaptar las recomendaciones dietéticas en función del sexo.

FUENTE: noticiasdelaciencia.com 

Las proteinas y el autismo

Los científicos han descubierto cómo las mutaciones en dos proteínas pueden provocar autismo.
Han demostrado una proteína aumenta la excitabilidad de las células nerviosas, mientras que el otro tipo de proteína inhibe la actividad celular. El equipo de la Universidad de Texas encontró que en circunstancias normales, las proteínas se contrapesan.
Los resultados sugieren una nueva teoría de que el autismo implica un desequilibrio entre la excitación y conexiones inhibitorias entre las células nerviosas. Las proteínas, que sirven para vincular físicamente las células nerviosas entre sí, fueron descubiertas por el equipo de la Universidad Southwestern Medical Center hace más de una década.

                                        

Las personas con autismo pueden tener dificultades relacionadas con la comprensión de los sentimientos de los demás. Para algunos, esto puede hacer que sea difícil de desarrollar amistades, y tener sentido del mundo en general.

Unos nuevos nanosensores biológicos ultrasensibles pueden contribuir a la detección precoz del cáncer

La sangre contiene proteínas secretadas por tumores, cuya detección en los análisis de sangre será crucial para el diagnóstico precoz del cáncer y para su tratamiento personalizado. Ahora un trabajo internacional liderado por el CSIC, propone emplear unos nanosensores biológicos capaces de detectar biomarcadores de cáncer, y que ofrecen una sensibilidad muy superior a los métodos actuales y una margen de error mucho menor.

El marcador tumoral es atrapado en la superficie de microtrampolines de silicio y posteriormente por nanoparticulas de oro. Tanto el microtrampolín como la nanoparticula tienen en su superficie anticuerpos que muy selectivamente se adhieren al marcador, y por lo tanto actúan como rastreadores.


El paso final es sencillo, “si el marcador tumoral está en la sangre, quedará “registrado” mediante la presencia de nanonpartículas de oro en el trampolín miniaturizado. La frecuencia a la que oscila el trampolín cambia debido a la masa de las nanopartículas (como un columpio cuando hay una persona, oscila más lento). Además las nanoparticulas cambian el color del microtrampolín, y ese cambio de color es muy sencillo de medir.


Se consigue un límite de detección de 10 millones de veces más sensible que los métodos actuales en análisis clínicos. Más importante incluso: la tasa de error es ultrabaja, de 2 errores de cada 10. 000 ensayos.

FUENTE: La razón (Hay un vídeo muy gráfico sobre el funcionamiento de dichos nanosensores) 

Los ácidos nucleicos, relacionados con la metástasis de cáncer colorrectal.

Un grupo de cuatro investigadores  han llevado a cabo un estudio en el laboratorio del Hospital Universitario La Paz (Madrid) con el fin de avanzar en las causas e identificar células que intervienen en la metástasis que padecen enfermos de cáncer colorrectal.

En la actualidad, la idea aceptada por la comunidad científica, es que las células tumorales se liberan del tumor primario, viajan vía torrente sanguíneo y llegan a los órganos diana (órganos secundarios), dónde se instalarán y producirán las metástasis (hígado en el caso del cáncer colorrectal). 

Pero sin embargo, la novedad aportada por este grupo de investigadores es que, no son sólo estas células son las responsables de producir las metástasis, sino los ácidos nucleicos derivados de estas células (liberados por ellas mediante algún proceso, aún desconocido) que llegan a los órganos diana y allí son capaces de introducirse en células "susceptibles" de ser transformadas en células tumorales y que sean éstas las responsables del desarrollo de la metástasis.

El equipo puso en contacto los ácidos nucleicos de las muestras de los tejidos de estos pacientes, con mutaciones en el oncogén K-ras, con las células no susceptibles (ASCs) y susceptibles (NIH-3T3) descubriendo que las susceptibles captan los ácidos nucleicos y se transforman, y las no susceptibles, no. Para comprobar esta incorporación se utilizó la técnica de PCR.

El estudio confirma la presencia de ADN tumoral en un alto porcentaje de plasmas de pacientes con cáncer colorrectal que portaban alguna de las mencionadas mutaciones del oncogén K-ras. Se mostró que el ADN libre de origen tumoral es capaz de transferir secuencias génicas a determinados tipos celulares en cultivo (NIH-3T3), mientras que otros se mostraron resistentes a esta transferencia (ASC).