Hallan un mecanismo biológico que explica la disparidad entre hombres y mujeres en el pronóstico del melanoma

Aunque se ha demostrado que los hombres que contraen melanoma son dos veces más propensos a morir de la enfermedad que las mujeres, no se conoce bien la explicación biológica. Ahora, una investigación dirigida por el doctor Alan Spatz, director de Patología Quirúrgica y Molecular en el Hospital General Judío y jefe del laboratorio "X cromosoma y cáncer" en el Instituto Lady Davis en Montreal, Canadá, revela que la disminución de la expresión del gen PPP2R3B del cromosoma X y su proteína PR70 está positivamente ligada a la progresión tumoral en esta forma agresiva de cáncer de piel.

"Centramos nuestra investigación en la maquinaria del cromosoma X porque postulamos que la inactivación de uno de los dos cromosomas X en las mujeres, a diferencia de los hombres que tienen una X y una Y, y la forma en que este mecanismo está regulado, puede tener implicaciones importantes en la biología celular de las células cancerosas", explica el doctor Spatz, cuyo trabajo se describe en un artículo publicado en 'Science Translational Medicine'. LEER MÁS.

Reino Unido legaliza el método para tener bebés de tres progenitores

VIDEO

Reino Unido ha aprobado el procedimiento de fecundación in vitro que permite utilizar ADN de tres padres y comúnmente conocido como "embriones de tres padres".

Apesar de que el método hable de "tres padres", lo cierto es que el ADN de la donante que se añade no es sino para paliar posibles enfermedades hereditarias.

El procedimiento sirve para ayudar a las mujeres que portan mutaciones en el ADN de su mitocondria, la parte de la célula encargada de proporcionar energía. Uno de cada 10.000 niños padecen enfermedades mitocondriales, trastornos muy graves que pueden afectar al cerebro, el corazón o los músculos y suelen conducir a una muerte temprana. Para evitar la transmisión de los 'errores' presentes en la mitocondria, el procedimiento recién autorizado implanta el núcleo de un óvulo de una madre con ADN defectuoso en las mitocondrias en otro óvulo sano donado por una segunda mujer y posteriormente fecundado por el padre. De este modo, la información genética clave pasa al recién nacido pero se evita la transmisión de las mutaciones dañinas presentes en las 'pilas' de la célula. El bebé tendrá así 23 pares de cromosomas heredados de sus padres, pero mitocondrias de otra donante sana. 

Ya se han ofrecido para empezar a aplicar la técnica experimental a mujeres que estén en riesgo de transferir enfermedades mortales a sus hijos. 

 La Iglesia de Inglaterra asegura no oponerse a la técnica pero quiere esperar a ver qué dicen nuevas investigaciones científicas y debatirá sobre sus implicaciones "éticas".

El doctor Izpisua explica su experimento para revertir el envejecimiento (entrevista en Onda Cero)

Salk scientists reverse signs of aging in mice.

Turning back time: Salk scientists reverse signs of aging

New technique rejuvenated organs and helped animals live longer

LA JOLLA—Graying hair, crow’s feet, an injury that’s taking longer to heal than when we were 20—faced with the unmistakable signs of aging, most of us have had a least one fantasy of turning back time. Now, scientists at the Salk Institute have found that intermittent expression of genes normally associated with an embryonic state can reverse the hallmarks of old age.


This approach, which not only prompted human skin cells in a dish to look and behave young again, also resulted in the rejuvenation of mice with a premature aging disease, countering signs of aging and increasing the animals’ lifespan by 30 percent. The early-stage work provides insight both into the cellular drivers of aging and possible therapeutic approaches for improving human health and longevity. READ MORE...

Mejora In Vivo de los marcadores asociados a la edad mediante reprogramación parcial

Por si alguien está interesado en leer el artículo original publicado en la prestigiosa revista Cell aquí os dejo el siguiente ENLACE.

Juan Carlos Izpisúa y su equipo logran revertir el envejecimiento

Juan Carlos Izpisúa (investigador del Laboratorio de Expresión Génica del Instituto Salk) y su equipo han conseguido, mediante la reprogramación celular, revertir el envejecimiento y prolongar la vida en un animal vivo, concretamente en ratones. 
Izpisúa señala que el objetivo de este descubrimiento no es sólo que vivamos más años, si no que vivamos más años sanos.
Una pista sobre cómo detener el envejecimiento la proporciona la reprogramación celular, que  consiste en introducir una combinación de cuatro genes (OSKM) que permite que una célula adulta se convierta en una célula madre pluripotente,lo que implica que ésta tenga la capacidad de dividirse indefinidamente y convertirse en cualquier tipo de célula de nuestro organismo. En el desarrollo embrionario es fundamental una rápida división celular, pero en organismos adultos ese crecimiento es una de las características del desarrollo de tumores, y éste es uno de los riesgos de introducir esta combinación de genes en un ser vivo. 
Por ello, el equipo de Izpisúa se preguntó qué pasaría si indujeran estos genes durante un periodo de tiempo más corto que el utilizado para convertir una célula adulta en pluripotente, y para ello se centraron en la progeria, una enfermedad rara que envejece prematuramente el organismo, provocando daños en el ADN, disfunción orgánica y una vida muy corta. Por otro lado, en los organismos con progeria están desreguladas de forma prematura las marcas epigenéticas, esto es, las marcas químicas que alteran el funcionamiento del gen sobre el que se sitúan. 
En consecuencia, los investigadores aplicaron primero  la reprogramación parcial en células de la piel de ratones con progeria. Esas células rejuvenecieron, pero no tanto como para alcanzar la pluripotencia y perder su identidad como células de la piel. 
El siguiente paso fue usar el mismo método en ratones vivos con progeria, con grandes resultados: los roedores reprogramados parecían más jóvenes que los no tratados. Su función cardiovascular y la de otros órganos mejoró, y además vivieron un 30% más de tiempo que los no tratados y no desarrollaron cáncer.
 Alteramos el envejecimiento cambiando el epigenoma, lo que sugiere que el envejecimiento es un proceso plástico, que se puede manipular", comenta Izpisúa Belmonte, que explica que aún no conocen los cambios de una manera específica. "Sabemos que ciertas marcas epigenéticas aumentan con la edad, otras disminuyen y otras cambian de lugar en el genoma o se modifican. Aunque conocemos muchos de estos cambios, en estos momentos desconocemos cuáles son causa o consecuencia del envejecimiento. Lo que sí sabemos es que la reprogramación celular es un proceso que actúa a través de cambios epigenéticos y que rejuvenece las células. Sabemos que los animales y células en nuestro estudio rejuvenecen por cambios epigenéticos, pero desconocemos exactamente cuáles son las marcas y los cambios que son responsables de este proceso".Los cambios epigenéticos a lo largo de la vida son consecuencia de nuestra interacción con el medio ambiente.Por su naturaleza química, estas marcas son reversibles y modificables, por lo que se podrían revertir marcas epigenéticas negativas, aunque esto no podría aplicarse a las mutaciones.

Finalmente, los investigadores se centraron en ratones normales envejecidos. En este caso, la reprogramación celular permitió una mejora sistémica en la capacidad de regeneración del páncreas y del tejido muscular, lo que permite una cicatrización más rápida de las lesiones y una clara mejoría en la calidad de vida. A la pregunta de si no se observa en estos ratones también una extensión del tiempo de vida, Izpisúa explica a que están realizando ese experimento en este momento."La vida de un ratón normal es de entre 2,5 o 3 años.
 Por este motivo, el experimento esta todavía en marcha, pero no está concluido. En principio, el hecho de que la reprogramación celular rejuvenezca en cultivo células de ratones normales e incluso células humanas nos indica que sí va a ser posible. De todos modos, por la complejidad del proceso de envejecimiento y la cantidad de variables (tiempo de reprogramación, frecuencia de reprogramación, edad de comienzo...), creemos que va a ser un experimento complejo, pero que funcionará".Aunque, según decía el investigador, falta todavía mucho tiempo para la aplicación en humanos.

Otra duda es cuánto podría rejuvenecer una persona, si podría revertirse completamente el envejecimiento y si sería una especie de vida eterna. "Cuanto más conozcamos sobre las marcas epigenéticas que provocan el envejecimiento, mejores métodos podemos establecer para revertir estos cambios y mayor será la magnitud del rejuvenecimiento. También recordar que podríamos utilizar este proceso de manera cíclica: rejuvenecer, envejecer y rejuvenecer nuevamente. No sé si eternamente, pero sí durante algunos años", remata Izpisúa.
Pero de esta manera, ¿desaparecerán las arrugas y las canas?, pues bien, Izpisúa argumenta que "en los ratones con progeria la epidermis en la piel se mantiene más gruesa gracias a la reprogramación, indicando que la aparición de las arrugas, que entre otros motivos está causada por cambios en la epidermis y la dermis, podrían frenarse o revertirse". 
Carlos López Otín, catedrático de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad de Oviedo y uno de los mayores expertos en envejecimiento de nuestro país, y en cuyo laboratorio de la Universidad de Oviedo han sido creados los ratones con envejecimiento acelerado usados en la investigación de Izpisúa, señala que los recientes resultados de su laboratorio ovetense demostraron que es posible revertir farmacológicamente la pérdida de plasticidad celular asociada con la edad en ausencia de sistemas artificiales potencialmente peligrosos. Los resultados obtenidos con estas aproximaciones farmacológicas se han visto reflejados en una prolongación sustancial de la vida de los animales con envejecimiento acelerado sin generar tumores. Otros investigadores españoles, como Manuel Serrano y María Abad, también están explorando estas aproximaciones dirigidas a potenciar la plasticidad celular".
Esa misma línea está desarrollando ahora el equipo de Izpisúa, el uso de compuestos químicos para inducir rejuvenecimiento celular. 
El equipo que ha realizado este estudio está formado por investigadores del Instituto Salk, la Universidad Católica de San Antonio de Murcia, la Clínica Cemtro de Madrid, la Fundación Pedro Guillén, el Hospital Clínic de Barcelona y la Facultad de Medicina de la Universidad de Michigan.

¿Cómo puede la ingeniería aeronáutica ayudar a prevenir ataques al corazón?

VISITA DE JUAN CARLOS IZPISÚA BELMONTE A NUESTRO CENTRO

Hoy, 14 de diciembre de 2016, nos ha visitado el científico Juan Carlos Izpisúa Belmonte al que nuestro instituto debe su nombre.

A las 12:15 de la mañana nos ha atendido en el Taller 3 con los alumnos de biología de 1° y 2° de Bachillerato donde hemos podido preguntarle cualquier cosa acerca de su vida y carrera.

Después,  sobre la 13 todos los alumnos del centro hemos tenido la oportunidad de atender a una conferencia donde ha hablado sobre algunos de sus estudios más significativos.

A continuación veremos algunas fotos:

Neuronas a partir de cordón umbilical

(Aunque esta noticia es del año 2012, aprovecho la visita del investigador a nuestro instituto para recordar algunas de sus líneas de investigación) El investigador español Juan Carlos Izpisúa ha logrado por primera vez transformar células del cordón umbilical de un recién nacido en neuronas, tal y como publica la revista 'Proceedings of the National Academy of Sciences' (PNAS). Este hallazgo permitirá indagar mejor en el origen de patologías neurodegenerativas como el Parkinson. LEER MÁS...

Descubiertas las células que inician la metástasis del cáncer

EL SECRETO DEL AJOLOTE

La medicina regenerativa más avanzada del mundo se inventó en el jurásico. Es la que sigue utilizando el ajolote, un anfibio mexicano de garboso aspecto y asombrosas habilidades biológicas: no solo es capaz de regenerar una mano o una cola perdida, sino también su corazón y otros órganos internos. Los científicos del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) han dado un paso en esa dirección al lograr la reprogramación (o regreso al pasado inmaduro) de las células adultas en ratones in vivo. La idea es que esas células sirvan algún día para reparar tejidos dañados sin sacarlas del cuerpo, como las del ajolote.

Los científicos de Madrid han adaptado la técnica del científico japonés Shin’ya Yamanaka, que recibió el premio Nobel en 2012 por hallar la receta –un simple cóctel de cuatro proteínas reguladoras, o de sus genes— capaz de devolver las células humanas al estado primigenio de células madre. Pero, donde Yamanaka trabajaba con células en cultivo, la nueva investigación lo hace dentro del cuerpo, en el lugar de la lesión. El trabajo, dirigido por Manuel Serrano, merece uno de los artículos principales de Science.

''Si las células saben reprogramarse in vitro es porque también lo hacen en cierto modo in vivo.''

Serrano explica que el trabajo trata sobre la reprogramación in vivo usando los genes de Yamanaka (OSKM, por las cuatro iniciales de esos genes). “Es todavía un tema abierto hasta qué punto la reparación fisiológica de tejidos usa un mecanismo parecido a la reprogramación OSKM”, reconoce el director del estudio. “Sin duda los detalles no serán los mismos, pero va afianzándose la idea de que la reprogramación OSKM no es algo totalmente artificial que Yamanaka descubrió por una carambola increíble; si las células saben reprogramarse in vitro es porque también lo hacen en cierto modo in vivo”.

En el caso de estos experimentos in vivo, o dentro del cuerpo, el regreso al pasado de las células no llega tan lejos como al estado embrionario, cuando las células madre pueden aún convertirse en cualquier tejido u órgano del cuerpo. Aquí se trata solo de un regreso (o des-diferenciación) parcial, hasta el estado de inmadurez relativa relevante en la zona dañada. La esperanza de Serrano es que entender cómo ocurre la reprogramación OSKM in vivo puede dar claves sobre cómo ocurre de manera fisiológica.

Los científicos del CNIO ha comprobado que una reprogramación eficaz tiene que ocurrir en un contexto de daño tisular. “De ahí hemos seguido indagando”, dice Serrano, “y hemos visto que las células dañadas, o senescentes, secretan factores solubles que son importantísimos para la reprogramación de las células vecinas; la más importante es la interleucina-6”.

El objetivo final, aún lejano, es la aplicación clínica. “Una idea”, explica Serrano, “es usar unos nuevos fármacos llamados pro-senescentes. Estos fármacos disminuyen el umbral de daño requerido para que una célula entre en senescencia. Si se los das a una persona sana, no pasa absolutamente nada. Pero, si se lo das a una persona con un cáncer, las células cancerosas pueden activar el programa de senescencia”.

El principal fármaco pro-senescente actual es el palbociclib, que fue aprobado en 2015 por la FDA (la agencia estadounidense del medicamento), la semana pasada por la EMA (la agencia europea) para tratar un tipo de cáncer de mama metastásico. Los investigadores del CNIO han demostrado que el palbociclib incrementa la reprogramación de las células por el sistema OSKM.

“Una de nuestras prioridades ahora es tratar con palbociclib a tejidos dañados, en ausencia de OSKM”, adelanta Serrano. “La interleucina-6 es otra vía de posible aplicación, pues es una proteína soluble y comercial que se puede administrar y que también hemos visto que mejora la reprogramación”. Un par de ideas mientras conseguimos convertirnos en ajolotes.

El gen de la neurofibromatosis tipo 1 está relacionado con rasgos autistas

Las mutaciones del gen NF1 dan lugar a la neurofibromatosis tipo 1.Éste es un trastorno hereditario caracterizado por la presencia de manchas de color café con leche en la piel, nódulos de Lisch en iris y la formación de neurofibromas ( tumores de tejidos nerviosos) en el tejido subcutáneo, nervios y médula espinal.

Además, un reciente estudio sugiere que las diferentes mutaciones del gen NF1 muestran correlación con la variación cuantitativa observada en los trastornos del espectro autista. Aunque los mecanismos de esta relación no están claros, los resultados del trabajo confirman observaciones previas realizadas por los clínicos y ofrecen un marco de acción para mejorar el cuidado y la aproximación a los pacientes con mutaciones en NF1.

En los últimos años diferentes estudios centrados en evaluar los rasgos cuantitativos en espectro autista habían reportado  un aumento en la carga de estas características en los pacientes con neurofibromatosis tipo 1. No obstante, no se había evaluado en detalle esta relación.

Para estudiar ésto, los investigadores recolectaron información exhaustiva de 691 personas diagnosticadas con neurofibromatosis tipo 1. El análisis estadístico detallado de los rasgos autistas en los pacientes analizados reveló que sus valores están desplazados respecto a la población control.Por lo tanto, los investigadores han concluido que el gen NF1 está asociado con una carga elevada de síntomas de este trastorno, lo que  tiene importantes implicaciones para el cuidado de los pacientes con neurofibromatosis tipo 1.

La relación entre el gen NF1 y los rasgos autistas es relevante también para el estudio de las bases genéticas del autismo. En la mayoría de los casos los desórdenes del autismo se producen como consecuencia de la influencia de múltiples genes, pero en este caso, mutaciones en un único gen tienen un peso importante en la aparición de los síntomas. Así pues, estudiar cómo las mutaciones en NF1 contribuyen al desarrollo de rasgos autistas podría mejorar el conocimiento de los mecanismos que intervienen en una condición que afecta a 1 de cada 160 niños.

Investigaciones para regeneración de órganos y tejidos a través de célul...

Craig Venter, pionero en decodificar el ADN

Venter es un científico que cambió la forma de entender la biología del ser humano. Pasó de surfista a paramédico militar y finalmente se convirtió en el pionero en decodificar el genoma humano.

DESCUBIERTA UNA NUEVA ENZIMA CAPAZ DE REPLICAR CADENAS DE ADN DAÑADAS

ADN polimerasa PrimPol pudo influir en la evolución de los genomas y en la diversificación de la vida en la Tierra. El estudio, liderado por el CSIC, ha sido publicado en el último número de la revista Molecular Cell.

Un estudio internacional, liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas, la Universidad de La Laguna y el Medical Research Council de Reino Unido, ha descubierto una nueva enzima humana capaz de replicar cadenas de ADN dañadas.

Según este trabajo, publicado en el último número de Molecular Cell, esta nueva ADN polimerasa, denominada PrimPol, podría haber desempeñado un papel crucial en la evolución de los genomas y en la diversificación de la vida en la Tierra.

Así, las ADN polimerasas son las enzimas encargadas de sintetizar el ADN, no solo haciendo réplicas del mismo, sino también llevando a cabo las reparaciones necesarias para el correcto mantenimiento de la información.

Las ADN polimerasas son las enzimas encargadas de realizar las reparaciones necesarias para el correcto mantenimiento de la información del ADN

“La característica más valiosa de estas enzimas es su fidelidad de copia. Sin embargo, disponer de un molde intacto del ADN para su copia no es siempre posible, ya sea por defectos de las maquinarias de reparación, o por la intensidad del daño genotóxico que acaba alterando el código e incluso produce roturas de cadena”, explica Luis Blanco.

Según Blanco, “para hacer frente a ese problema, existe un grupo de enzimas especializadas que copian y toleran diversos desperfectos en el ADN. PrimPol es probablemente la ADN polimerasa de traslesión humana más antigua y la primera capaz de iniciar la síntesis de nuevas cadenas a partir de unidades de deoxinucleótidos”.

El ADN de cada una de las células codifica nuestros genes, y es a la vez el manual de instrucciones que define las alternativas de expresión asociadas a la diferenciación celular de nuestros tejidos.

Según este estudio, la copia de cadenas de ADN dañadas conlleva la introducción de mutaciones que podrían tener un impacto en el envejecimiento de las células, pero que también desempeña un papel crucial en la evolución de los genomas y en la diversificación de la vida en la Tierra.

“Esta nueva ADN polimerasa humana, que está presente tanto en el núcleo como en las mitocondrias de nuestras células''.

Mediante análisis, los investigadores han visto que la eliminación de PrimPol afecta a la replicación del ADN mitocondrial, lo que sugiere que existen mutaciones en PrimPol que pueden estar relacionadas con mitocondriopatías humanas.

Logran amplificar el genoma con una sola célula

Un equipo internacional de investigadores ha creado un método capaz de amplificar el genoma de una sola célula y que permite hacer diagnósticos a partir de minúsculas cantidades de ADN que circulan por la sangre y los fluidos del organismo, las llamadas "biopsias líquidas".

TruePrime, como se ha bautizado al método, se describe hoy en la revista científica británica Nature Communications.

 

El procedimiento es el resultado de una colaboración entre los científicos de la empresa hispano alemana Sygnis AG y los del Centro de Biología Molecular Severo Ocho.

De hecho, "se trata de un caso excepcional porque, en este trabajo, la publicación científica llega después que el trabajo empresarial", explica a Efe Luis Blanco.

 

El procedimiento, que ya está patentado y comercializado, consigue extraer el ADN de una célula, copiarlo y amplificarlo hasta una cantidad suficiente para hacer análisis de diagnóstico o trabajos forenses.

"La cantidad de ADN de una célula es tan pequeña que resulta insuficiente para analizarlo, por eso hay que amplificar esta información", matiza Ángel J. Picher, investigador de Sygnis.

 

Uno de los métodos principales para amplificar el ADN, se basa en la combinación de una enzima (la polimerasa) con unos cebadores de ADN (moléculas cortas de secuencia aleatoria) que sirven de punto de inicio para que la polimerasa copie el ADN.

"Nosotros hemos eliminado esos cebadores sintéticos y hemos introducido un nuevo enzima, denominado PrimPol, que se encarga de generar cebadores para la polimerasa durante el proceso de amplificación, lo que evita la generación de artefactos, aumenta la sensibilidad y mejora la calidad del producto amplificado", afirma Picher.

 

El resultado es una técnica que "no sólo permite amplificar el escaso ADN de una célula, sino que lo consigue sin errores: el ADN amplificado es idéntico al que está dentro de la célula", asegura Blanco.

El método TruePrime también se utiliza para amplificar ADN tumoral circulante, explican sus creadores.

 

"La tecnología tiene un gran potencial, ya que es capaz incluso de amplificar los fragmentos de ADN que circulan por la sangre y otros fluidos"

 

"Extraer y secuenciar el ADN que circula por el torrente sanguíneo servirá para detectar mutaciones relevantes desde un punto de vista diagnóstico o terapéutico", explican los investigadores.

 

El procedimiento, por tanto, "servirá para generalizar el uso de las biopsias líquidas que deberían sustituir a las biopsias de tejido convencionales, que resultan invasivas y menos representativas de la etiología del tumor", concluye Picher.

 

De hecho, diversos estudios en los últimos años apuntan que las biopsias líquidas de muestras de sangre son una buena alternativa a las biopsias de tejido, ya que, entre otras ventajas, son capaces de ofrecer una imagen precisa del paisaje genómico del tumor.

Y es que la información que facilitan estas pruebas ayudan a los profesionales clínicos a seleccionar la terapia más adecuada para cada paciente. EFE

¿Qué es CRISPR?

Este logro no fue invención del ingenio humano, sino la evolución biológica, quien descubrió unos catalizadores de enorme especificidad o unas placas fotovoltaicas para convertir la luz solar en energía química. Pero CRISPR va todavía más allá. Este sistema es una forma barata, eficaz y fácil de modificar el genoma humano.

Un microbiólogo ilicitano, Francis Mojica, quien lo descubrió en 1993 como un sistema inmune de las bacterias y las arqueas. Jennifer Doudna y Emmanuelle Charpentier la convirtieron en 2012 en el sistema de edición genómica actual.

Sus aplicaciones son muy extensas, pero las más importantes son la referente a la edición del genoma humano. Esto ocurrirá en tres fases.

Principalmente, será posible usar la técnica para corregir genes erróneos en personas con enfermedades hereditarias. Esto ya se intentó con técnicas menos eficaces, pero esta está llamada a convertir la terapia génica en una metodología de utilidad clínica, como ya se ha demostrado en animales.

En la segunda fase, no implica poner parches en personas enfermas, sino erradicar la enfermedad genética en cuestión en su línea germinal, también dicho, en las células precursoras de sus óvulos o espermatozoides, de modo que esa persona y toda su descendencia nazca sin esa enfermedad.

Y finalmente, se utilizará no para curar enfermedades, sino para mejorar cualidades humanas como la inteligencia u otros rasgos psicológicos.

Esto conlleva un largo camino que ya ha pasado a algo no ficticio.

Los lípidos, claves en el tratamiento del cáncer

La eliminación de una sola enzima paraliza drásticamente la capacidad de las células cancerosas agresivas de difundir y hacer crecer los tumores, lo que ofrece un nuevo objetivo prometedor para el desarrollo de tratamientos contra el cáncer, según un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de California (EEUU). El estudio, que se publica en The Proceedings of the National Academy of Sciences, arroja nueva luz sobre la importancia de los lípidos, un grupo de moléculas que incluyen ácidos grasos y colesterol, en el desarrollo del cáncer.

Los investigadores han sabido durante mucho tiempo que las células cancerosas metabolizan los lípidos de manera diferente que las células normales. Los niveles de lípidos éter, que son más difíciles de romper, son particularmente elevados en los tumores de alto grado de malignidad. «Las células cancerosas producen y utilizan una gran cantidad de grasa y lípidos. Para que las células cancerosas se dividan y proliferen a un ritmo acelerado, necesitan lípidos que componen las membranas de la célula», explica el director del estudio, Daniel Nomura.

Señales

«Los lípidos tienen una variedad de usos de la estructura celular, pero lo que estamos mostrando con nuestro estudio es que los lípidos también pueden enviar señales de crecimiento del cáncer», agrega este investigador, que junto a su equipo probó los efectos de la reducción de los lípidos de éter en células de cáncer de piel humana y los tumores de mama primarios. Los investigadores se dirigieron a una enzima, fosfato sintasa alkylglycerone, o AGPS, conocida por ser crítica para la formación de los lípidos de éter. Los expertos confirmaron que la primera expresión AGPS aumentó cuando las células normales se volvieron cancerosas y que la inactivación de AGPS reduce sustancialmente la agresividad de las células cancerosas. «Las células cancerosas son menos capaces de moverse e invadir», resumió Nomura.

Los científicos también compararon el impacto de la desactivación de la enzima AGPS en ratones que habían sido inyectados con células de cáncer. «Entre los ratones que tenían la enzima AGPS inactivada, los tumores no existían -subrayó Nomura-. En los ratones que no tenían esta enzima desactivada los tumores se desarrollaron rápidamente».

Inhibición

Los investigadores determinaron que la inhibición de la expresión de AGPS se agotaron los lípidos de éter de las células cancerosas y que AGPS alteró los niveles de otros tipos de lípidos importantes para la capacidad de las células cancerosas de sobrevivir y propagarse, incluyendo prostaglandinas y fosfolípidos acilo. «El efecto sobre otros lípidos fue inesperado y desconocido», dijo el autor principal del estudio, Daniel Benjamin, estudiante de doctorado en el Grupo de Investigación de Nomura. «Otros estudios han investigado las vías específicas de señalización de lípidos, pero lo que hace que AGPS destaque como un objetivo de tratamiento es que la enzima parece regular simultáneamente varios aspectos del metabolismo lipídico importante para el crecimiento del tumor y cáncer», concluye

La nueva guerra contra el cáncer no está en un órgano sino en los genes

En los años setenta, los científicos comenzaron a revelar la verdadera cara del cáncer. Entonces se descubrió que muchos tumores surgen por fallos genéticos dentro de células normales y Harold Varmus, uno de los líderes de aquella revolución, describió la enfermedad como una versión deformada de nosotros mismos. Desde entonces, la investigación ha desvelado una enfermedad tremendamente diversa y con una capacidad de adaptación temible. La victoria total en la guerra contra el cáncer lanzada en aquellos años parecía imposible.

Pero el estudio sobre estas enfermedades no solo produjo un conocimiento abrumador. La información molecular sobre los tumores permitió el diseño de los primeros fármacos teledirigidos. Frente a la quimioterapia, que ataca a todas las células para dañar también a las cancerosas, se comenzaron a crear fármacos para mutaciones específicas detrás de tipos concretos de cáncer. Junto a estos nuevos medicamentos, aparecieron también los test diagnósticos que permitían saber si el paciente tenía una mutación específica que le haría responder bien a ese tratamiento.

La semana pasada, en Boston, en un viaje al que EL PAÍS fue invitado por Roche, varios responsables de la empresa Foundation Medicine se mostraban convencidos de encontrarse en el centro de otra revolución. Las mejoras y el abaratamiento de las técnicas de secuenciación, la aparición de nuevos tratamientos para mutaciones específicas y el incremento en la capacidad de gestión de datos ofrece la oportunidad de utilizar la ingente información acumulada para combatir mejor el cáncer.

Garret Hampton, vicepresidente de la sección de desarrollo de biomarcadores de Roche, la farmacéutica que compró en 2015 el 56% de Foundation Medicine y la principal productora de medicamentos contra el cáncer del mundo, recordaba cómo ahora se sabe que aunque el cáncer de dos personas tenga el mismo aspecto bajo el microscopio pueden ser muy distintos desde el punto de vista molecular. Este nuevo enfoque hace que, cada vez más, el cáncer se afronte como una enfermedad que depende de unos errores genéticos más que una dolencia asociada a un órgano. De esta manera, se podría aprovechar un fármaco empleado contra una mutación que afecta al cáncer de mama para tratar un cáncer gástrico en el que también se encuentre ese mismo cambio genético. Un ejemplo es el trastuzumab, una molécula aprobada en 1998 para tratar los tumores de mama con el gen HER2 sobre expresado, a la que doce años después se dio el visto bueno para tratar el cáncer gástrico.

La revolución a la que se refieren los responsables de Foundation Medicine es un paso más en el tratamiento personalizado del cáncer. En lugar de buscar las mutaciones más probables para un tipo de cáncer, como se suele hacer ahora, tienen capacidad para escarbar entre 315 genes relacionados con el desarrollo del cáncer. Vincent Miller, jefe médico de la empresa, explica que de esta manera “el test es agnóstico”, porque no requiere que los oncólogos hagan una apuesta por qué tipo de mutaciones creen que pueden encontrar. Además, permite obtener mucha más información a partir de las biopsias de los pacientes, muestras del cáncer escasas y difíciles de obtener.

Una vez identificadas las mutaciones, la información se cruza con la que tienen en su base de datos de cerca de 100.000 pacientes. Así tratan de aprender qué funcionó en otras ocasiones, casos raros incluidos, para diseñar la mejor combinación de fármacos para la combinación de mutaciones del paciente. Este sistema tiene su versión para tumores sólidos y hematológicos, e incluye la biopsia líquida, una forma de detectar algunos tipos de cáncer a través del ADN que estos sueltan al torrente sanguíneo.

Foundation Medicine se encontrará con la competencia de compañías como Illumina, líder en el ámbito de la secuenciación genómica, o Guardant Health, con la que ya ha tenido enfrentamientos por patentes, y deberá enfrentarse a limitaciones económicas y a cierto escepticismo. Por un lado, como reconocen desde la propia empresa, hace falta más evidencia sobre el beneficio clínico que supone el tratamiento del cáncer con medicina personalizada frente a los tratamientos convencionales. No obstante, citan un análisis de 570 ensayos clínicos de fase II con más de 32.000 pacientes donde se observó un beneficio estadísticamente significativo de más de tres meses de supervivencia libre de progresión en aquellos pacientes que fueron tratados en base a alteraciones moleculares que permitieron dirigir su tratamiento.

Ana Vivancos, jefa del grupo de Genómica del Cáncer del Instituto de Oncología Vall d’Hebron, coincide en que aún se ha de analizar mejor la forma en que el perfil molecular del cáncer del paciente puede prolongar su vida. “Tenemos claro que hay determinantes moleculares que prolongan la vida de los pacientes, pero no sabemos si a nivel global se beneficiarían o no”, señala.

Otra de las dificultades, relacionada con el punto anterior, es el coste del producto, algo superior a los 5.000 dólares. De manera convencional, los pacientes reciben una serie de tratamientos dependiendo del tipo de cáncer que se les detecte y se van probando nuevos fármacos con un alto componente de ensayo y error. Como apunta Vivancos, es posible que cuando los fármacos habituales no funcionen y el paciente se vaya quedando sin opciones se plantee la posibilidad de realizar un análisis como el de Foundation Medicine. Desde la compañía, Miller afirma que, a largo plazo, realizar la inversión en su test al principio abarataría los costes del tratamiento, porque evitaría dar al paciente fármacos con un coste muy elevado que no se sabe si van a funcionar. En cualquier caso, la acumulación de evidencia científica serviría para plantear la financiación de este tipo de pruebas. Ahora, en España, en algunas comunidades, son las propias farmacéuticas que venden fármacos para mutaciones concretas las que financian los test.

CREMA CON NANOPARTÍCULAS DE ÁCIDOS NUCLEICOS PARA TRATAMIENTOS GENÉTICOS CUTÁNEOS

La aplicación tópica de tecnología de regulación genética a células internas de la piel es extremadamente difícil debido a las formidables defensas que tenemos en el cuerpo.

Una nueva estrategia consiste en utilizar fármacos basados en novedosas estructuras con forma esférica de ácidos nucleicos. Estas estructuras, cada una 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, que se aplica directamente sobre la piel, penetra en todas sus capas y puede actuar selectivamente sobre genes que causan enfermedades sin afectar a los genes normales. Una vez dentro de las células, el fármaco simplemente "apaga el interruptor" de los genes problemáticos.

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 (un trastorno inflamatorio común de la piel), 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 que aparecen a medida que envejece la piel. La forma esférica de las nanoestructuras y la densidad de los ácidos nucleicos son la clave del innovador tratamiento. 

Los ácidos nucleicos normales (lineales) no pueden penetrar en las células, pero estos ácidos nucleicos esféricos sí pueden hacerlo. La secuencia de ARN está programada para que el blanco sea el gen causante de una enfermedad.

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 (EGFR) 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.

Éste descubrimiento es desarrollado por el equipo de la Dra. Amy S. Paller, directora del Centro de Investigación de Enfermedades de la Piel adscrito a la Universidad del Noroeste en Illinois, Estados Unidos.

En el trabajo de investigación y desarrollo también han intervenido Dan Zheng, David A. Giljohann, David L. Chen, Matthew D. Massich, Hristo Iordanov y Xiao-Qi Wang, todos de la Universidad del Noroeste en Illinois.

Logran restaurar la visión de ratones ciegos

Un equipo interdisciplinario de científicos anunció uno de los grandes avances del año: una técnica capaz de modificar células adultas en un animal vivo y así alterar su genoma.

La técnica permite insertar ADN en una localización objetivo en las células no divisorias, el tipo de células que constituyen la mayoría de órganos y tejidos adultos. Para demostrar su eficacia, pudieron restaurar parcialmente las respuestas visuales en roedores ciegos.

El logro fue realizado por investigadores del Salk Institute for Biological Studies, en colaboración, con colegas del Hospital Clínic de Barcelona-IDIBAPS y la Universidad Católica San Antonio de Murcia- y publicado en la prestigiosa revista Nature.

"Estamos entusiasmados con la tecnología descubierta porque es algo que no se podía hacer antes", explicó Juan Carlos Izpisua-Belmonte, profesor del Laboratorio de Expresión Genética del Salk Institute y líder del trabajo.

El avance es muy importante, ya que por primera vez se logra insertar ADN en una localización concreta en células que no se dividen. De esta manera, se abre una nueva esperanza en la lucha contra la ceguera, debido a que genera nuevas vías para la investigación básica y para el desarrollo de una gran variedad de tratamientos en enfermedades de la retina, neurológicas o cardíacas, aseguran los especialistas.

La técnica abre nuevos caminos en la edición genética de seres vivos (Shutterstock)

En primer lugar, los investigadores trabajaron en la optimización de la maquinaria NHEJ para su uso con el sistema CRISPR-Cas9, que permite insertar el ADN en lugares muy precisos dentro del genoma. El equipo creó un paquete de inserción personalizado compuesto por un cóctel de ácidos nucleicos, al que denominaron HITI. Después, utilizaron un virus inerte para entregar el paquete de instrucciones genéticas de HITI a neuronas derivadas de células madre embrionarias humanas.

Hasta el momento, las técnicas preexistentes con capacidad para modificar el ADN solo eran eficaces en células en división, como las de la piel o el intestino. Además, el salto tecnológico permite diez veces más eficiencia que otros métodos para incorporar nuevos ADN en cultivos de células en división, así se convierte en una herramienta prometedora para la investigación y el futuro de la medicina.

"Por primera vez, podemos entrar en células que no se dividen y modificar el ADN. Las posibles aplicaciones de este descubrimiento son enormes", dijo Juan Carlos Izpisua-Belmonte.

Por su parte, Keiichiro Suzuki, investigador asociado en el laboratorio de Izpisúa-Belmonte y uno de los autores principales del artículo, sostuvo: "El uso de la vía de NHEJ para insertar ADN es revolucionario para la edición del genoma de organismos adultos vivos. Nadie ha hecho esto antes".

OBTENCIÓN DE CÉLULAS MADRE CON PROTEÍNAS

Un descubrimiento llevado a cabo por el Scripps Research Institute de San Diego, podría eliminar la necesidad de destruir embriones para crear células madre y tener de esa forma un método para crear células madre específicas por paciente para usar en terapias y estudios de enfermedades.

El descubrimiento consiste en insertar proteínas en las células de forma que estas células vuelvan a su estado primitivo

El equipo de investigadores, liderado por Sheng Ding, ha transformado células de fibroblastos totalmente formadas, precursoras del músculo y células de la piel, en células madre primitivas parecidas a las de los embriones sin usar genes peligrosos o virus, según un artículo de la revista científica Cell Stem Cell.

Una vez que se tienen estas células similares a las de los embriones, pueden ser usadas para transformarse en diferentes tipos de células del cuerpo.

Además, el proceso, que fue probado en células de ratones. Básicamente esto nos dice que este proceso puede hacerse sin insertar ADN.

Una aproximación que muchos científicos están intentando, incluido Ding, es usar pequeñas moléculas para coaccionar los cambios en las células. Otros científicos han probado insertando genes y luego eliminándolos después de los cambios.

El método que usó Ding toma un rumbo muy difícil. Los genes insertados en las células, llevaban al cuerpo a crear proteínas que hicieran a las células volver a un estado primitivo.

El equipo de Ding creó esas proteínas fuera de la célula. Una vez creadas las proteínas, se trata de insertarlas directamente en la célula, provocando su transformación.Las células madre creadas por inducción de las proteínas (piPS) fueron desarrolladas formando tres tipos de células básicas. A partir de estas células, en el desarrollo de los embriones se diferencian todos los órganos y tejidos.

Aunque parece simple, la magia fue conseguir poner la proteína en las células, en el momento correcto y la localización correcta.

En humanos podría permitir a los científicos crear células madre, a partir de una célula de piel de una persona, similares a las de los embriones, específicas para esa persona. Estas células podrían entonces ser usadas para estudiar la enfermedad de una persona o, teóricamente, crear una terapia totalmente personalizada, usando células con exactamente la misma composición genética de esa persona.

NUGGETS ENRIQUECIDOS CON OMEGA -3

Nuggets de pollo enriquecidos con omega-3, sin alteración del sabor y otras cualidades organolépticas. Este es el resultado de la investigación llevada a cabo por investigadores del grupo de Investigación de Tecnología y Calidad de Alimentos (TECAL) del Instituto Universitario de Investigación de Carne y Productos Cárnicos de la Universidad de Extremadura. Ante la creciente demanda en el consumo de alimentos con características nutritivas más adecuadas, el objetivo de los científicos del grupo TECAL ha sido desarrollar nuggets de pollo enriquecidos con microcápsulas de aceite de pescado con el fin de mejorar el perfil en ácidos grasos de los productos cárnicos.

Los ácidos grasos de cadena larga omega-3 - EPA y DHA - son recomendables en nuestra dieta al ser ácidos grasos esenciales, ya que nuestro organismo no los puede sintetizar. Algunas de las ventajas que se han relacionado con su consumo incluyen la mejora del desarrollo neurológico en edades tempranas y la disminución del riesgo de enfermedades cardiovasculares, entre otras. La principal fuente de EPA y el DHA en la dieta es el pescado azul como el salmón, la sardina o el atún. Sin embargo el consumo de pescado no es suficiente para alcanzar las dosis recomendadas de estos ácidos grasos.

Por ello, los investigadores han seleccionado el aceite de hígado de bacalao por su alto contenido en estos ácidos grasos. A partir de este aceite, se ha procedido a obtener emulsiones de distintos tipos para, mediante la técnica de spray-drying, desarrollar y optimizar microcápsulas ricas en ácidos grasos poliinsaturados omega-3.“Incluir las grasas saludables de pescado para mejorar el perfil lipídico es muy común en otros productos alimentarios como la leche, productos de panadería, pero el enriquecimiento en ácidos grasos omega-3 mediante la adición de microcápsulas a productos cárnicos ha sido escasamente estudiado”, explica la investigadora Teresa Antequera Rojas que ha codirigido el estudio.

La ventaja de la adición de microcápsulas es que se protegen los ácidos grasos omega-3 muy susceptibles a la oxidación, limitando así el contacto del sustrato fácilmente oxidable con agentes oxidantes, "y envolviendo los compuestos funcionales en una matriz que actúa como estructura protectora. Como consecuencia, mejoran las características sensoriales de los productos en relación a la adición de aceites o emulsiones", matiza Antequera.

Estas microcápsulas se han introducido en la masa de nuggets de pollo precocinados y han demostrado su efectividad como fuente de omega-3 en este producto alimentario. “Hemos seleccionado los nuggets por su amplio consumo, principalmente entre la población joven”, apunta Trinidad Pérez. El proceso es muy sencillo. Las microcápsulas producidas mediante spray-drying se incorporan a la masa de los nuggets como un ingrediente más, ya que se obtienen en forma de polvo.

Las ventajas frente al enriquecimiento con emulsiones o adición directa de aceite de pescado van más allá de las cualidades sensoriales. “Efectivamente, no hay alteración de las cualidades físico-químicas, los catadores no diferenciaron por el sabor los nuggets enriquecidos con el grupo de control que no contenía ácidos grasos omega-3, pero es que, además, la microencapsulación ha demostrado ser una técnica efectiva de protección frente a la oxidación de estos ácidos grasos”, añade Trinidad Pérez. Así, los estudios de almacenamiento que han realizado los investigadores proponen la conservación óptima de las microcápsulas durante tres meses y a temperatura ambiente.

Por tanto, la adición de microcápsulas de aceite de pescado, obtenidas a partir de emulsiones multicapa, es una estrategia adecuada para el enriquecimiento de productos cárnicos pre-fritos que se comercializan congelados como los nuggets de pollo. Por un lado, permite que estos productos conserven sus características de calidad y, por otro, protege a los ácidos grasos omega-3 durante los procesos de pre-fritura y almacenamiento y fritura final previa al consumo, para finalmente consumir alimentos con unas propiedades nutricionales mejoradas.

Crean las primeras esferas proteicas comparables a células artificiales

  La barrera que separa lo vivo de lo inerte a escala microscópica es cada vez menos infranqueable para la ciencia a medida que nuevos y más sorprendentes avances tecnológicos se suceden. Uno de estos avances llega ahora de la mano de unos científicos de la Universidad de Sarre (Saarland) en Alemania. Este equipo, encabezado por la profesora de física de materia condensada Karin Jacobs.

Decidieron llevar a cabo una nueva fase de experimentos para descubrir si la bicapa estable que habían obtenido podía ser reconfigurada para formar un pequeño saco de transporte rodeado por una membrana, o sea esencialmente una vesícula.

Intentaron inflar la membrana bicapa estable de una manera similar a como se hace para generar una burbuja de jabón, pero usando agua en vez de aire. La esfera con aspecto de célula y algunos rasgos estructurales similares a los de las células resultó ser estable. Esto es algo que no se había conseguido hasta ahora, tal como destaca Jean-Baptiste Fleury, quien llevó a cabo los exitosos experimentos. Hasta ahora solo había sido posible crear membranas monocapa o vesículas a partir de macromoléculas sintetizadas de forma especial. Las vesículas hechas de una bicapa de proteínas naturales que pueden ser también ajustadas para un uso en un entorno acuoso o aceitoso son algo bastante nuevo.

En experimentos posteriores, los científicos han demostrado asimismo que se pueden incorporar canales de iones a estas vesículas, permitiendo que se transporten partículas cargadas (iones) a través de la bicapa de hidrofobinas de una manera idéntica a la forma en que los iones pasan a través de las bicapas de lípidos de las células naturales.

Lo logrado hasta ahora en esta línea de investigación ya es base suficiente para comenzar a trabajar en el acondicionamiento de estas pseudocélulas como vehículos en los que cargar fármacos para su liberación en puntos muy precisos del interior del cuerpo humano. Estas vesículas se podrían usar para transportar moléculas solubles en agua a través de un medio acuoso o moléculas solubles en grasa a través de un entorno graso. 

Estructuras definibles como vesículas con bicapas hechas de proteínas hidrofobinas. La parte azul es hidrofílica, y la roja hidrofóbica. Arriba en un medio graso, abajo en uno acuoso.