Transporte vesicular

Molécula de kinesina transportando una vesícula a lo largo de un microtúbulo. El interior de la célula es indescriptible.

El cromosoma Y es enteramente prescindible

Una científica de Hawai crea machos de ratón sin un solo gen del cromosoma masculino. 

Los ratones tienen el mismo sistema de diferenciación sexual que las personas: dos cromosomas X (XX) determinan una hembra; un cromosoma X y uno Y (XY) determinan un macho. El cromosoma Y es mucho más pequeño que el X, pero aun así tiene más de 50 millones de bases y centenares de genes (458 genes en nuestra especie). De ahí la sorpresa que supone que todo él sea enteramente prescindible, como acaba de demostrar una genetista de Hawai. Los machos de Ward son perfectamente viables y producen células sexuales masculinas, pero necesitan que alguien se las inyecte a los óvulos de una hembra.

De los centenares de genes del cromosoma masculino, solo dos son estrictamente necesarios para producir machos viables y fértiles (con la ayuda mencionada de la jeringuilla). Fue la propia Ward quien demostró esto hace dos años. Pero sus nuevos ratones no es ya que tengan un cromosoma Y con todos sus genes inactivados menos esos dos: es que carecen por completo del cromosoma Y. Su constitución genética no es XY, sino X0.

El truco es el siguiente. Los dos genes importantes del cromosoma Y se llaman, de forma apasionante, Sry y Eif2s3y. El primero determina el desarrollo de los testículos en el embrión, y el segundo hace que proliferen las células precursoras de los espermatozoides. Pero estos dos genes no son una invención novedosa e irrepetible de los machos. Más bien son dos miembros de dos familias génicas que tienen varios representantes en el genoma, y algunos bien parecidos.

Lo que hace normalmente Sry es activar a otro miembro de su familia (Sox9) que vive en el cromosoma 11, y es éste el que después se encarga de todo lo demás (hacer los testículos). Ward y sus colegas han manipulado el gen Sox9 para que se active por sí mismo, sin necesidad de que se lo digaSry. Y solo con eso ya no hace faltaSry.

Con Eif2s3y, la situación es aún más humillante para el sexo masculino. Porque el gen que ha elegido Ward para sustituirle está nada menos que ¡en el cromosoma X! En este caso, se trata de una mera cuestión de dosis. Basta aumentar la actividad del gen similar del cromosoma X para que se dispare la actividad de proliferación de los precursores de los espermatozoides.

Desarrollan una proteína que permite conocer cómo va a responder un enfermo de cáncer a la quimioterapia.

La investigadora María Ángel García Chaves, recientemente premiada por la Real Academia Nacional de Farmacia, lidera un proyecto que estudia la denominada proteína quinasa 'PKR' que permitiría conocer, con carácter previo a la quimioterapia, la eficacia de este tratamiento frente al cáncer.

Esta doctora, es investigadora del Sistema Nacional de Salud 'Miguel Servet' y pertenece a la Unidad de Gestión Clínica de Oncología del Complejo Hospitalario Universitario de Granada. Además, forma parte del grupo de investigación que dirige el doctor Juan Antonio Marchal Corrales "Terapias Avanzadas: Diferenciación, Regeneración y Cáncer". Trabaja desde hace años en el descubrimiento y mecanismo de acción de esa proteína hasta sus implicaciones clínicas y terapéuticas. En concreto, ha estudiado el mecanismo de acción y regulación de la 'PKR' en el Centro Nacional de Biotecnología de Madrid y en el Instituto de Investigación Biosanitaria de Granada.

El objetivo es poner de manifiesto la importancia que esa proteína tiene como diana molecular de fármacos quimioterapéuticos convencionales y de nueva síntesis y su potencial como biomarcador y diana terapéutica en enfermedades como el cáncer y otras neurodegenerativas y autoinmunes.

Tras su inicial trabajo en diferentes laboratorios, ha logrado trasladar su análisis a pacientes, lo que se denomina investigación "traslacional" para alcanzar así una medicina más personalizada. Según ha explicado la 'PKR' es una proteína que responde al estrés celular y que, en pacientes con cáncer, es en buena parte responsable de que las células tumorales se mueran cuando se les aplica un tratamiento de quimioterapia.

A través de dos proyectos concedidos por la Junta de Andalucía y el Instituto de Salud Carlos III, García Chaves pretende estudiar cómo se encuentra esa proteína en los pacientes de cáncer, en concreto los de colon, que responden o no a la quimioterapia.

La presencia de esa proteína varía mucho dependiendo del paciente, de ahí que la investigación pretenda relacionar su estado con la respuesta del paciente a la quimioterapia.

Si del análisis logran validarse las hipótesis planteadas, el objetivo futuro sería desarrollar un 'kit' comercial que permitiera un test genético basado en la referida proteína y conocer así, gracias a esa prueba, si el paciente va a responder o no a la quimioterapia.

Todo esto evitaría al enfermo de cáncer los efectos secundarios negativos en caso de que este último tratamiento no le resultara eficaz y buscar, en cambio, otras alternativas terapéuticas. "Hemos visto que las líneas celulares que no tienen esta proteína no responden a la quimioterapia, no les hace nada. Ahora queremos ver si los pacientes que no la tienen o la expresan poco responden a ese tratamiento", ha señalado.

El proyecto también quiere ver otros biomarcadores, los denominados 'microRNAs' en sangre, que también permitirían mediante un simple análisis predecir la respuesta del paciente al tratamiento.

Fuente: Antena 3.

Desvelado el mecanismo que regula el tamaño de las células en función de sus nutrientes

Las plantas y los animales alcanzan un mayor tamaño cuanto mejor alimentados están debido a que sus células crecen más si disponen de un mayor número de nutrientes. Sin embargo, los científicos no conocían el motivo. Un artículo publicado en la revista Current Biology por investigadores del Instituto de Biología Funcional y Genómica (IBFG, centro mixto del CSIC y la Universidad de Salamanca), en España, identifica un complejo mecanismo molecular por el que las células con más nutrientes tienen más tiempo para crecer antes de dividirse. Este descubrimiento tiene implicaciones en el envejecimiento y en enfermedades como el cáncer.

Los investigadores británicos Peter Fantes y Paul Nurse describieron hace 40 años que células de levadura cultivadas en un medio rico en nitrógeno eran de mayor tamaño que las mismas células cultivadas en un medio pobre. Además, observaron que las células eran más grandes porque retrasan la división celular y así disponen de más tiempo para crecer hasta que llega el momento de su división. Por lo tanto, debía existir una conexión entre el crecimiento celular y la división celular, de manera que a mayor tasa de crecimiento, más se retrasa la división, lo cual genera células más grandes.

El equipo de Sergio Moreno, director del IBFG, ha descubierto el mecanismo molecular que acopla estos dos aspectos, el crecimiento celular con la división celular, determinando así el tamaño de las células en función de su ambiente nutricional.

La clave estaba en encontrar una conexión entre TOR (Target of Rapamycin), el controlador central del crecimiento celular, y los complejos Cdk/Ciclina, que regulan la división celular. “TOR es el motor de combustión de las células, que se pone en marcha gracias a los nutrientes y, cuando hay muchos, le comunica a los complejos Cdk/Ciclina que esperen antes de iniciar la división celular”, resume Sergio Moreno en declaraciones a DiCYT.

Los científicos han descubierto que ambos se acoplan gracias a un módulo de Greatwall-Endosulfina-PP2A/B55, compuesto por una proteína quinasa (Greatwall), una proteína fosfatasa (PP2A/B55) y un potente inhibidor de PP2A/B55 (endosulfina) que solo la inhibe cuando previamente ha sido fosforilada por Greatwall. Las proteínas quinasas catalizan la adición de grupos fosfato (fosforilación) a otras proteínas diana, mientras que las proteínas fosfatasas catalizan la reacción opuesta, la eliminación de grupos fosfato (desfosforilación). Estas reacciones de fosforilación/desfosforilación modifican la actividad de las proteínas diana.

En medios ricos en nitrógeno, el controlador central del crecimiento (TOR) está muy activo e inhibe a Greatwall, por lo que la proteína fosfatasa PP2A/B55 también está muy activa al no ser inhibida por la endosulfina. Niveles elevados de PP2A/B55 contrarrestan la activación del complejo que regula la división celular y las células entran en mitosis (el proceso previo a la división celular) con un tamaño más grande.

En medios pobres, la actividad de TOR cae, facilitando la activación de Greatwall, que a su vez fosforila a la endosulfina e inhibe a PP2A/B55, lo cual permite la activación prematura del complejo que regula la división celular y la entrada en mitosis con menor tamaño.

La relación es tan compleja que su demostración a través de experimentos genéticos en cultivos de levadura ha llevado seis años de trabajo. El esfuerzo ha merecido la pena porque los resultados son muy relevantes, ya que estas rutas se conservan en las células animales.

Esto suscita un enorme interés biomédico, puesto que TOR y los complejos Cdk/Ciclina son importantes para el envejecimiento y algunas enfermedades relacionadas. Por ejemplo, el cáncer se caracteriza, precisamente, por un crecimiento y una división celular extraordinarios.

De hecho, algunos estudios indican que inhibir a TOR retrasa el envejecimiento. “Parece que sería importante que TOR estuviera muy activo en el momento del crecimiento de los seres vivos, pero que en una segunda etapa sería crucial una disminución de esta actividad para prolongar la vida”, apunta Moreno. En este sentido, ciertas investigaciones apuntan a que una disminución de calorías hace vivir más y la clave puede estar, precisamente, en un TOR menos activo.

Por otra parte, llevado al ámbito del ser humano, el hecho de que las generaciones actuales estén mejor alimentadas y alcancen una mayor estatura que hace décadas también puede estar muy relacionado con un mayor tamaño de sus células, que reciben una mayor cantidad de nutrientes.

El ‘tatuaje’ que vigila tu corazón

Un ritmo cardíaco que se para por un segundo, que fluye de manera irregular o sin freno: un corazón desbocado es motivo suficiente para que un cardiólogo recomiende llevar una pequeña riñonera, llena de cables y electrodos conectados al pecho durante las siguientes 24 o 48 horas. El médico quiere descubrir qué te desboca el corazón y por qué.

Se trata de un Holter, una grabadora que registra la actividad cardíaca de los pacientes para ayudar al diagnóstico de posibles enfermedades. Aunque es cada vez más pequeño, su diseño puede resultar incómodo o aparatoso. Para solucionar este problema, un grupo de científicos ha creado una pegatina. Mide cuatro centímetros y se adhiere a la parte interior del antebrazo, a la altura de la muñeca. Según los investigadores, recoge la misma información que un electrocardiograma. Su estudio se acaba de publicar en la revista Science Advances.

Los investigadores cuentan que para que los datos sean lo más fiables posible lo ideal es que el paciente no sienta que está siendo monitorizado. Y con esta pegatina se consigue: mide 0,004 milímetros de grosor, está construida con electrodos diminutos y una fila de amplificadores que transmiten la información a la parte donde se almacenan los datos. Es muy flexible y, según los investigadores, puede aguantar las "deformaciones cotidianas" provocadas por la persona que la lleve. Tiene una membrana de silicona elástica con nanopartículas de oro, que aumentan su estabilidad y memoria.

De izquierda a derecha: electrodos que recogen información, amplificadores y almacenamiento.

Igual que el Holter, esta pegatina está destinada a pacientes con alteraciones de la frecuencia cardíaca, como las arritmias. El latido irregular del corazón puede ser mortal si no se trata, pero "las arritmias pueden ser imprevisibles y muy breves, por eso es importante el monitoreo continuo del corazón para diagnosticarlas", cuenta el investigador principal, Dae-Hyeong Kim, de la Universidad Nacional de Seúl (Corea del Sur). También puede ser útil para pacientes que sufran mareos o pérdidas de consciencia, según Carlos Macaya, jefe de Cardiología del Hospital Clínico San Carlos de Madrid.

En los últimos años se han desarrollado dispositivos distintos al Holter, como relojes o bandas, que también miden la actividad del corazón, pero los materiales de los que estaban hechos tenían problemas con la eficiencia de su almacenamiento y no se adherían lo suficiente a la piel para detectar el ritmo cardíaco con precisión.

Los investigadores están convencidos de que los resultados de su estudio ayudarán a diseñar en el futuro dispositivos móviles para monitorizar la salud a distancia que estén mejorados y personalizados.