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martes, 29 de marzo de 2016

Identificado un mecanismo clave en la producción de energía celular

Identificado un mecanismo clave en la producción de energía celular

Investigadores del CNIC han descrito un fenómeno, denominado ‘transporte reverso de electrones’, clave para que la mitocondria se adapte a distintos tipos de alimentos. Una de las principales causas del daño celular en las enfermedades mitocondriales es la deficiencia energética, especialmente en los tejidos con mayor dependencia energética como son el cerebro, los músculos esqueléticos, el hígado o el corazón.

Las mitocondrias son orgánulos multifuncionales cuya disfunción se relaciona con las enfermedades cardiovasculares, inflamatorias o neurodegenerativas y con el proceso de envejecimiento. Son las principales centrales energéticas de la célula y producen la mayor parte de la energía a partir de compuestos básicos como son los azúcares o los lípidos en un proceso conocido como respiración mitocondrial.
Una de las principales causas del daño celular en las enfermedades mitocondriales es la deficiencia energética, especialmente en los tejidos con mayor dependencia de energía como son el cerebro, los músculos esqueléticos, el hígado o el corazón.
Ahora, un equipo de investigadores del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares Carlos III (CNIC) ha identificado que el fenómeno denominado ‘transporte reverso de electrones’ (RET), cuyo papel fisiológico se desconocía, es clave para que la mitocondria se adapte a distintos tipos de alimentos.
Una de las principales causas del daño celular en las enfermedades mitocondriales es la deficiencia energética
El estudio, liderado por José Antonio Enríquez y cuya primera autora es Adela Guarás, se publica en Cell Reports y confirma la naturaleza dinámica de la cadena de transporte, se centra en el metabolismo celular y abre nuevos horizontes en el complejo análisis de los factores implicados en la adaptación celular al uso de diferentes nutrientes, un proceso necesario para prevenir enfermedades metabólicas.
La cadena respiratoria es la encargada de producir energía a partir de los nutrientes ingeridos. Para ello, explican los investigadores, recibe los electrones procedentes de las moléculas que se oxidan durante el metabolismo celular, en su mayor parte azúcares y ácidos grasos.
La entrada de dichos electrones a la cadena puede producirse en diferentes puntos, y ahí es donde radica la importancia del modo en el que la cadena se estructura y organiza. “En biología estructura y función van de la mano”, afirma Adela Guarás.
Hasta ahora la visión tradicional de la cadena de transporte electrónico nos muestra sus seis componentes, cuatro complejos multiproteicos (I, II, III y IV) y dos transportadores electrónicos, como una sucesión lineal de elementos con poca versatilidad estructural.
Sin embargo, comentan los científicos, en los últimos años se ha observado que los complejos multiproteicos de la cadena son capaces de “asociarse y disociarse dinámicamente, y dicha dinámica permite regular su eficiencia”, explica José Antonio Enríquez. La pregunta sobre la que este trabajo arroja luz es ¿cómo y en respuesta a qué se reorganizan las asociaciones entre los complejos respiratorios?
Tipo de alimento
De forma muy sencilla podría decirse que los electrones provenientes de los nutrientes oxidados son transportados en dos tipos de moléculas hasta la cadena: NADH o FADH2. Y la proporción de electrones aportados como NADH o FADH2 varía según el tipo de alimento. Es decir, aclaran, hay una mayor proporción de NADH en el metabolismo de los azúcares, mientras que los ácidos grasos aportan proporcionalmente más electrones en forma de FADH2.
A su vez, añaden, cada tipo de molécula (NADH o FADH2) introduce los electrones a la cadena por diferentes vías; “por ello la cadena debe reorganizarse para decantarse por una u otra vía de entrada de electrones en función de qué esté utilizando la célula como alimento”.
Si este proceso falla en la adaptación, el tipo de alimento no se procesa de la forma adecuada
En concreto, la ruta NADH (azul en la imagen), mayoritaria para los azúcares, vuelca sus electrones sobre una asociación de complejo I con complejo III; mientras que la vía FADH2 (naranja), mayoritaria para ácidos grasos, precisa que estos dos complejos estén disociados ya que vuelca sus electrones sobre complejo III no asociado con complejo I. 
Entonces ¿cómo se disocia el complejo III del complejo I? La respuesta es sencilla, degradando el segundo. Y el mecanismo que media esta degradación es el RET.
En conclusión, afirma Guarás, “podría decirse que, cuando se consumen ácidos grasos y la entrada de electrones por FADH2 se incrementa en exceso, la cadena se satura de electrones volcándose no hacia el complejo III, sino realizando el camino inverso, de vuelta hacia el complejo I. Esto produce un daño en este complejo e induce su degradación. Así el complejo III queda libre para recibir los electrones de la vía mayoritaria en ese momento, la vía FADH2”, apunta Guarás.
Y, si este proceso falla en la adaptación, el tipo de alimento no se procesa de la forma adecuada. En consecuencia, pueden producirse disfunciones metabólicas, añaden los investigadores.

Creada vida artificial más sencilla que la vida misma

Creada vida artificial más sencilla que la vida misma

Un equipo de EE UU desarrolla una bacteria sintética con 473 genes, el genoma más pequeño para existir y reproducirse


Desde hoy, la forma de vida más sencilla que se conoce en el planeta es artificial. Se trata de una bacteria microscópica capaz de reproducirse y que ha sido creada por un equipo de científicos en EE UU. Entre ellos está el Nobel de Medicina Hamilton Smith y el científico multimillonario Craig Venter, posiblemente el mayor gurú de la biología sintética.
Desde hace años Venter pregona que el ADN, el libro de instrucciones que regula las funciones vitales de todos los seres vivos, es como un programa de ordenador. El genoma sería a su vez el sistema operativo que hace que un organismo funcione y se reproduzca. Uno de los objetivos de este carismático científico es reescribir el código usando un ordenador para diseñar nuevas formas de vida y luego producir su genoma en el laboratorio mezclando los cuatro componentes bioquímicos básicos del ADN. Ese genoma sintético se trasplanta después a otra célula vaciada de todo su contenido genético y hace que se reinicie y comience a existir de acuerdo con su nueva programación.
En 2010, Venter anunció haber creado así la primera forma de vida con genoma sintético, una bacteria que llevaba codificado en su ADN todo lo necesario para vivir, además de varias direcciones de correo electrónico y una frase premonitoria de James Joyce: "vivir, errar, caer, intentar y, después, crear vida a partir de la vida". Era en parte una medida de seguridad para saber distinguirla de formas de vida naturales en caso de fuga o escape. El objetivo final es el diseño de vida a la carta, microbios con genomas programados para realizar funciones impensables, como producir fármacos o combustible por un precio irrisorio y con mayor eficiencia que los métodos actuales.
El nuevo estudio del equipo de Venter, publicado hoy en Science, presenta un importante paso hacia ese futuro: la creación de vida mínima. En concreto presenta una bacteria del tipo mycoplasma que tiene un genoma sintético de 473 genes. En la naturaleza, los mycoplasmas son los seres vivos autorreplicantes con un genoma más pequeño. El menor de todos ellos hasta ahora era el de una bacteria parasitaria que vive en la entrepierna de los humanos: la Mycoplasma genitalium, con 525 genes. Según el equipo de 22 científicos del Instituto Craig Venter de La Jolla, en California, y otras tres instituciones que firman el estudio, la nueva bacteria tiene la lista de genes mínima para vivir y replicarse, la expresión más simplificada de lo que es estar vivo, con permiso de los virus.
Las nuevas células, apodadas JCVI-syn3.0, se dividen para dar lugar a una hija cada tres horas, cinco veces más rápido que las mycoplasmas naturales. A cambio, la vida artificial y mínima es mucho más vulnerable, pues solo subsiste en un cultivo de laboratorio repleto de azúcar y otros nutrientes sin los que no podría existir, pues su genoma no está preparado para adaptarse a imprevistos como hacen el resto de seres vivos de este planeta.
El equipo llevaba intentando crear esta vida mínima desde 1995. Más de 20 años en los que la tecnología para secuenciar y sintetizar ADN ha dado un salto comparable al que va de los teléfonos móviles tamaño ladrillo adosados a un maletín a los smartphones de hoy. Si en la década de 1980 se necesitaban cinco años y un escuadrón de científicos para sintetizar un solo gen a partir de sus ingredientes básicos, el equipo de Venter produce una célula con genoma sintético cada tres semanas.
La bacteria creada por el equipo. Science
El equipo ha ido descartando genes superfluos con un método aleatorio que requiere mucho tiempo y dinero. Introducen en el genoma de las mycoplasmas sintéticas una cosa llamada transposones, genes “saltarines” que aterrizan en un lugar al azar y desactivan el gen que allí se encuentre. Los científicos han ido quedándose con el paquete mínimo de genes, ni uno más, ni uno menos, para que la célula siga viva y se divida para generar hijas. Muchos de los genes eliminados tienen la misma función que otros esenciales, es decir, son repuestos. El genoma mínimo al que han llegado carece de todos los genes capaces de modificar la secuencia de ADN original, pero conserva la mayoría de genes que hacen falta para leer ese ADN, preservarlo y transmitirlo a las nuevas generaciones. Posiblemente la mayor aportación científica del estudio es que la vida mínima requiere 149 genes cuya función es totalmente desconocida, nada menos que el 30% de todo su genoma.
“El método que describimos puede aplicarse a la construcción de una célula con las propiedades que se deseen”, dicen los autores. Este método, llamado DBT por las iniciales en inglés de diseñar, construir y probar, “está solo limitado por nuestra habilidad de producir diseños con una probabilidad razonable de éxito”, añaden. Ese éxito aumentará a medida que se conozcan las funciones de todos los genes y se gane experiencia en reorganizar un genoma a voluntad, añaden. En otras palabras, la vida a la carta ya tiene libro de instrucciones.

CUANTIFICAR LA IGNORANCIA

Es un estudio “espectacular”, opina Juli Peretó, experto en biología sintética de la Universidad de Valencia cuyo estudio sobre el genoma mínimo necesario para la vida publicado en 2004 ha sido citado por Venter y el resto de su equipo como uno de los antecedentes de su investigación actual. Ese genoma era de solo 206 genes, pero, al probarlo, Venter ha demostrado que no basta, hacen falta esos 473 elementos, ni uno menos. “Se trata de un esfuerzo titánico” y es algo “muy importante para entender cómo funciona la vida”, opina este bioquímico. “En cierta forma este estudio es una cuantificación de nuestra ignorancia”, añade, en referencia a todos esos genes cuya función es desconocida y que resultan ser necesarios para que una célula exista. Esa ignorancia es equiparable a la que tenemos respecto al genoma humano, opina Luis Serrano, director del Centro de Regulación Genómica y experto en biología sintética. “Yo diría que solo conocemos a la perfección la función de un cuarto de todos nuestros genes”, reconoce. En su opinión, el nuevo estudio no presenta “ni vida sintética, ni artificial”, pues aún no se logra que los microbios tengan exactamente las funciones nuevas que ideen sus creadores.

martes, 22 de marzo de 2016

¡Adiós quimioterapia! Españoles desarrollan generador que destruye tumores

Uno de los efectos más negativos que tienen los tratamientos tradicionales para combatir el cáncer, como la radio o la quimioterapia, son sus efectos secundarios como la caída del cabello, las náuseas y vómitos, la falta de apetito, el cansancio constante, la resecamiento de la boca, entre otros. Y todo esto se debe a que son tratamientos altamente invasivos.
Tras investigar mucho tiempo sobre algún método alternativo, de igual eficacia que los tradicionales, pero menos invasivo, es que investigadores de la Universidad de Zaragoza y de la Universidad Pompeu Fabra de España han desarrollado y patentado un generador de pulsos de alta tensión para destruir tumores sólidos, mediante el fenómeno conocido como “electroporación irreversible”.
¿En qué consiste este novedoso método y qué lo diferencia de los tradicionales? Que provoca la muerte de las células al ser éstas incapaces de reparar el daño que los campos eléctricos elevados provocan en su pared celular.
Alguno de los beneficios que presenta la electroporación irreversible para sus pacientes, es que su mecanismo de acción no se basa en alteraciones térmicas, lo que aporta mejoras en la recuperación y permite que sea posible tratar tumores que por su localización no serían tratables, y de un modo más rápido, menos tóxico y menos invasivo, al no ser térmico ni utilizar fármacos.
Oscar Lucía, investigador del Grupo de Electrónica de Potencia y Microelectrónica, explicó que, comparado con la quimioterapia, este sistema es "más localizado y menos lesivo, porque no implica calentamiento térmico a diferencia de la radioterapia o de la radiofrecuencia" y, por tanto, la recuperación es más rápida y con menos secuelas.
Por el momento, el generador, que puede aplicar tensiones de hasta 12 kilovoltios pico a pico y corrientes de hasta 400 amperios, ha sido probado con éxito en estudios "in vivo" y ha demostrado su capacidad para destruir grandes volúmenes de tejido. Pero la patente ha despertado el interés de varias empresas, lo que permitirá avanzar en la electroporación irreversible como herramienta eficaz en la lucha contra el cáncer.
http://www.eldefinido.cl/actualidad/mundo/6610/Adios-quimioterapia-espanoles-desarrollan-generador-que-destruye-tumores/

sábado, 19 de marzo de 2016

Nuevo implante para prevenir el Alzheimer

Nuevo implante para prevenir el Alzheimer

Está compuesto por células modificadas genéticamente que evitan la acumulación de la proteína beta amiloide en el cerebro


Investigadores de Suiza han desarrollado una cápsula bioactiva que contiene células modificadas genéticamente para activar el sistema inmune contra la acumulación de proteína beta amiloide, una de las causas posibles del Alzheimer. La cápsula se implanta en el tejido bajo la piel, y con el tiempo las células producen y liberan un flujo constante de anticuerpos en el torrente sanguíneo, de donde llegan al cerebro.





Funcionamiento del implante. Fuente: EPFL.
Funcionamiento del implante. Fuente: EPFL.
Una de las causas hipotéticas del Alzheimer es la acumulación excesiva de la proteína beta amiloide (Abeta) en diferentes áreas del cerebro. Esto da como resultado la deposición de placas de proteína agregadas, que son tóxicas para las neuronas. Una de las maneras más prometedoras para luchar contra las placas es "etiquetar" las proteínas Abeta con anticuerpos que indican al propio sistema inmune del paciente que las ataque y desactive. 

Para ser más eficaz, este tratamiento tiene que administrarse tan pronto como sea posible, antes de los primeros signos de deterioro cognitivo. Pero esto requiere repetidas inyecciones de la vacuna, que puede causar efectos secundarios. Científicos de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (Suiza) han resuelto ahora el problema con un implante que puede liberar un flujo constante y seguro de anticuerpos en el cerebro del paciente para eliminar las proteínas Abeta. El trabajo se publica en la revista Brain

El laboratorio de Patrick Aebischer en la EPFL ha desarrollado una cápsula bioactiva que contiene células modificadas genéticamente para producir anticuerpos contra Abeta. La cápsula se implanta en el tejido bajo la piel, y con el tiempo las células producen y liberan un flujo constante de anticuerpos en el torrente sanguíneo, de donde llegan al cerebro para dirigirse a las placas de Abeta. 

La propia cápsula, informa la EPFL en una nota, se basa en un diseño del laboratorio de Aebischer publicado en 2014. Se le conoce como un "dispositivo de macroencapsulación" y está hecho de dos membranas permeables junto con un marco de polipropileno. El dispositivo completo es de 27 milímetros de largo, 12 mm de ancho y 1,2 mm de espesor, y contiene un hidrogel que facilita el crecimiento celular. Todos los materiales utilizados son biocompatibles, y el laboratorio utilizó específicamente un método que es fácilmente reproducible para la fabricación a gran escala. 

Las células del interior de la cápsula son importantes. No sólo deben ser capaces de producir anticuerpos, sino que también tienen que ser compatibles con el paciente, a fin de no activar el sistema inmune contra ellas, como puede hacer un trasplante. Aquí es donde las membranas de la cápsula entran en juego, protegiendo a las células de ser identificadas y atacadas por el sistema inmune. Esta protección también significa que las células de un único donante se pueden utilizar en múltiples pacientes.

Modificación genética 

Antes de entrar en la cápsula, las células se modifican primero genéticamente para producir anticuerpos que reconocen y se dirigen específicamente a Abeta. Las células elegidas proceden de tejido muscular y las membranas permeables les permiten interactuar con el tejido circundante para obtener todos los nutrientes y moléculas que necesitan. 

Los investigadores probaron el dispositivo en ratones con gran éxito. Los ratones -una línea genética de ellos que se utiliza comúnmente para simular la enfermedad de Alzheimer- mostró una reducción drástica de la carga de placas Abeta. De hecho, el flujo constante de los anticuerpos producidos por la cápsula en un curso de 39 semanas impidió la formación de placas de Abeta en el cerebro. El tratamiento también redujo la fosforilación de la proteína tau, otra señal de la enfermedad de Alzheimer que se observa en estos ratones. 

Este trabajo de prueba de concepto es un punto de referencia. Se demuestra claramente, según los investigadores, que se pueden usar implantes de células encapsuladas con éxito y de forma segura para proporcionar anticuerpos y tratar la enfermedad de Alzheimer y otros trastornos neurodegenerativos que involucren proteínas defectuosas.

Referencia bibliográfica: 

Aurélien Lathuilière, Vanessa Laversenne, Alberto Astolfo, Erhard Kopetzki, Helmut Jacobsen, Marco Stampanoni, Bernd Bohrmann, Bernard L. Schneider, Patrick Aebischer: A subcutaneous cellular implant for passive immunization against amyloid-β reduces brain amyloid and tau pathologiesBrain (2016). DOI: 10.1093/brain/aww036.

viernes, 18 de marzo de 2016

Descubiertas las neuronas que dicen al cerebro que deje de comer

Descubiertas las neuronas que dicen al cerebro que deje de comer


Un diminuto grupo de neuronas situado en el centro del cerebro regula la sensación de saciedad y da la orden de dejar de comer, según demuestra una investigación de la Universidad Johns Hopkins de Baltimore (EE.UU.) que se presenta hoy en la revista Science.
En un experimento realizado con ratones, los investigadores han observado que los animales llegan a comer el doble y casi a duplicar su peso cuando estas neuronas están inactivas. No engordan comiendo más a menudo sino ingiriendo cantidades mayores en cada comida, lo que indica que las neuronas regulan el umbral a partir del que el cerebro se siente saciado.
En un segundo experimento en el que han estimulado las neuronas, los animales han reducido en un 25% la cantidad de comida que ingieren a lo largo de un día.
Dado que el sistema de regulación del apetito es similar en ratones y en personas, los autores de la investigación creen que los resultados pueden ser útiles en el futuro para desarrollar nuevos tratamientos para la obesidad. “Si las observaciones se confirman en personas, pueden favorecer la búsqueda de fármacos u otras terapias para controlar el apetito”, declara Olof Lagerlöf, primer autor del trabajo, en un comunicado de la Universidad Johns Hopkins.
“Si las observaciones se confirman en personas, pueden favorecer la búsqueda de fármacos u otras terapias para controlar el apetito”
OLOF LAGERLÖF
Primer autor de la investigación
Las neuronas que controlan la saciedad se han encontrado en el hipotálamo, una región del cerebro que regula –entre otras funciones- la temperatura corporal, el hambre, la sed y el sueño. Más exactamente, están localizadas en un pequeño distrito del hipotálamo llamado núcleo paraventricular.
Según los resultados de la investigación, la actividad de estas neuronas depende de una enzima llamada OGT. El trabajo de la enzima consiste en añadir una molécula derivada de la glucosa –el azúcar que circula en la sangre– a algunas proteínas, lo que modifica el comportamiento de estas proteínas.
Dado que el nivel de glucosa se eleva durante las comidas, la actividad de la enzima OGT en el hipotálamo también aumenta. Lo cual estimula las neuronas del núcleo paraventricular que, al llegar a un determinado umbral de actividad, dan la orden de dejar de comer.
En el líquido cefalorraquídeo –el fluido que baña el cerebro-, el nivel de glucosa se mantiene elevado después de las comidas, de modo que la sensación de hambre no reaparece hasta horas después de haber comido. Este mecanismo “tiene la ventaja de estabilizar la ingesta de calorías, ya que la última comida informa de las necesidades calóricas de la siguiente”, concluyen los investigadores en Science.

http://www.lavanguardia.com/ciencia/20160317/40514735923/neuronas-hipotalamo-saciedad.html

jueves, 17 de marzo de 2016

Los recuerdos borrados por el alzhéimer pueden recuperarse

Los recuerdos borrados por el alzhéimer pueden recuperarse

Pocas cosas hay más desgarradoras en la vida que comprobar que tu madre no recuerda quién eres. Unos 47 millones de personas, una multitud del tamaño de la población de toda España, padece demencia en el mundo. Y la enfermedad de Alzheimer, caracterizada por el deterioro de la memoria y el intelecto, está detrás del 70% de los casos.
Un nuevo estudio ofrece hoy un poco de esperanza a los pacientes y sus familias. Sus resultados sugieren que, al menos en las primeras etapas del alzhéimer, los recuerdos no han desaparecido de los cerebros de los afectados. Siguen ahí. Tu madre enferma tiene archivada en su cabeza tu fecha de cumpleaños, lo que le falla es el sistema de acceso a su memoria.
Los autores del estudio, capitaneados por el premio Nobel Susumu Tonegawa, han concebido un audaz experimento. Tomaron dos grupos de ratones —unos sanos y otros modificados genéticamente para padecer las primeras fases del alzhéimer— y los colocaron en un habitáculo cuyo suelo soltaba descargas eléctricas a voluntad de los investigadores. Todos los roedores mostraron síntomas de miedo cuando eran recolocados en la misma cámara una hora después. Sin embargo, cuando se repetía la jugada días después, solo los ratones sanos experimentaban temor. Los roedores con alzhéimer se habían olvidado del chispazo.
La técnica, que requiere abrir el cráneo, jamás se ha empleado en seres humanos
La segunda parte del ensayo fue más sofisticada. Entró en juego la optogenética, una técnica que inserta, mediante virus, genes de algas sensibles a la luz en los cerebros de los ratones. Una vez en las neuronas, los genes producen una proteína capaz de activar o desactivar cada célula en función de ráfagas de luz láser enviadas por los investigadores. La técnica, que requiere abrir el cráneo, jamás se ha empleado en seres humanos.
El equipo de Tonegawa observó el giro dentado del hipocampo de los ratones, una de las áreas del cerebro relacionadas con la memoria. Allí detectaron los engramas implicados: las estructuras neuronales que sufren cambios bioquímicos durante una experiencia y se reactivan al recordarla. Al marcar estas células concretas y encenderlas con ráfagas de luz, los ratones con alzhéimer volvían a recordar la descarga eléctrica. “Lo importante de esto es que es una prueba de concepto. Incluso si un recuerdo parece haberse esfumado, todavía sigue ahí. El problema es cómo recuperarlo”, resume en un comunicado Tonegawa, director del Centro RIKEN-MIT para la Genética del Circuito Neural, en Cambridge (EE UU).
Sin embargo, el rescate de los recuerdos de los ratones se suspendió al apagar la luz. Los investigadores dieron entonces otro paso. En condiciones normales, el miedo se graba mediante el refuerzo de las conexiones entre las neuronas del giro dentado y las de la corteza entorrinal, otra zona del cerebro localizada detrás de la sien. El grupo de Tonegawa logró este mismo efecto con reiterados pulsos de luz lanzados de manera muy específica en puntos de esta región cerebral de los roedores con alzhéimer. Los animales recuperaron su memoria a largo plazo hasta llegar al mismo nivel de los ratones sanos. Sus resultados se publican hoyen la revista Nature.
Incluso si un recuerdo parece haberse esfumado, todavía sigue ahí. El problema es cómo recuperarlo
El experimento, no obstante, no funcionó si los científicos repartían brochazos gruesos de luz de manera indiscriminada en el giro dentado. El éxito solo se lograba al dirigir estas ráfagas a los circuitos neuronales realmente implicados en la grabación del recuerdo en el cerebro. Estas neuronas iluminadas recuperaban la densidad de sus espinas dendríticas, unas prolongaciones asociadas a la memoria cuyo número se reduce a medida que el alzhéimer avanza.
“Basándonos en estos resultados, creemos que estos recuerdos todavía están almacenados en el cerebro durante las fases tempranas de la enfermedad de Alzhéimer”, subraya el joven neurocientífico Dheeraj Roy, investigador del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y principal autor del estudio.
Roy reconoce las limitaciones de sus resultados, dado que la optogenética, muy invasiva, todavía no está autorizada para su uso en humanos. “En el futuro, podríamos intentar utilizar alguna variante de la estimulación cerebral profunda, puesto que es una terapia ya aprobada para varios trastornos, o desarrollar fármacos que pudieran conseguir resultados similares”, especula. Laestimulación cerebral profunda se emplea para aliviar los síntomas del párkinson y consiste en un dispositivo implantado con cirugía que estimula con electricidad áreas cerebrales concretas. Su precisión ni se acerca a la lograda con la optogenética.
¿Será posible entonces que en el futuro una abuela con alzhéimer recuerde el nombre de su hija mediante la iluminación de sus neuronas? “Por supuesto, en teoría sería posible activar de manera directa los bloques neuronales del hipocampo en pacientes con alzhéimer temprano y recuperar sus memorias supuestamente perdidas”, opina Roy. “En la práctica, todos los investigadores de la comunidad neurocientífica tendrán que trabajar juntos para lograr tal hazaña en los seres humanos”, admite.
http://elpais.com/elpais/2016/03/16/ciencia/1458131857_131609.html

miércoles, 16 de marzo de 2016

Tres millones de vidas. Vacunas

"Las vacunas son uno de los medicamentos que más vidas humanas han salvado en la historia. Cada año siguen salvando unos tres millones de vidas humanas, fundamentalmente de niños. Por ello, es necesario insistir y subrayar que las vacunas son medicamentos; es decir, que se han desarrollado por investigaciones realizadas con alto rigor científico, y se han comercializado siguiendo criterios de control muy estrictos para que sean altamente seguras y eficaces".

Las vacunas son uno de los medicamentos que más vidas humanas han salvado en la historia. No solo erradicaron en la década de los 70 del siglo pasado la única enfermedad de la que nos hemos librado la humanidad, la viruela, que causaba 5 millones de muertes anuales, sino que cada año siguen salvando unos tres millones de vidas humanas, fundamentalmente de niños. Desde el año pasado ya no hay casos de la polio en África, y la erradicación mundial está cercana. Sin embargo, las vacunas no llegan a todas las personas a las que se podría proteger, y se estima que todavía un millón y medio de niños mueren anualmente por enfermedades infecciosas que se podrían evitar con vacunas disponibles. Por ejemplo, mueren unos 115.000 niños al año por infecciones con el conocido y demasiado poco temido sarampión, tantos como si un avión de los grandes lleno de niños se estrellase ¡cada día! En el mundo occidental también mueren personas por sarampión. La razón es que la cobertura mediante la vacunación no es total, y no es por falta de acceso, sino por renuncia voluntaria y mal informada de algunas personas a la vacunación.
Por ello, es necesario insistir y subrayar que las vacunas son medicamentos; es decir, que se han desarrollado por investigaciones realizadas con alto rigor científico, y se han comercializado siguiendo criterios de control muy estrictos para que sean altamente seguras y eficaces. Este es un proceso continuo que permite desarrollar nuevas vacunas tanto para microrganismos patógenos ya conocidos como para otros nuevos. Las estrategias para conseguir la inmunización evolucionan desde el uso de patógenos debilitados, que iniciaron la historia de las vacunas, hasta el uso de síntesis química e ingeniería genética para las más modernas, que permiten emplear solo la molécula, o antígeno, susceptible de provocar la reacción inmunitaria protectora.
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La memoria inmunológica es el proceso que explica por qué muchas enfermedades infecciosas las pasamos una sola vez. Funciona de una manera semejante a la memoria que tenemos de acontecimientos pasados, reforzándose cada vez que se expone de nuevo a una infección, aunque los mecanismos moleculares desentrañados por los investigadores en inmunología son radicalmente distintos. El detallado conocimiento de la memoria inmunológica ha permitido a la humanidad desarrollar vacunas cada vez más precisas y eficaces. Nuestro sistema inmunitario tiene una altísima capacidad de luchar contra las infecciones, y no se gasta al exponerlo a las vacunas, sino que se robustece. El sistema inmunitario de los niños está todavía inmaduro.
Por ello, es mucho mejor enseñarle a funcionar con formas atenuadas e inofensivas de los agentes infecciosos (¡eso son las vacunas al fin y al cabo!), que exponerle a las más severas infecciones naturales. Así, su sistema inmunitario se expondrá ya más maduro y preparado a las infecciones reales. Funciona de una manera semejante a todos los aspectos de la educación infantil, diseñados para que cuando los niños crezcan se enfrenten bien preparados al mundo laboral. En España funciona bien el sistema nacional de salud, y los ciudadanos están en general informados de los beneficios de las vacunaciones. Sin embargo, es preocupante el creciente número de personas bien educadas que dudan sobre la vacunación y por desinformación acaban no protegiendo a sus hijos.
Las vacunas no llegan a todas las personas a las que se podría proteger, y se estima que todavía un millón y medio de niños mueren anualmente por enfermedades infecciosas que se podrían evitar con vacunas disponibles"
En la actualidad existen unas 25 vacunas, de las cuales unas 15 están incluidas en el calendario general de vacunación nacional. Las demás no están incluidas, porque no son necesarias en nuestro ámbito, o porque están indicadas solo para personas de grupos especiales de riesgo. Como todos los medicamentos, pueden tener efectos adversos, en general leves, y su empleo está bajo estricto y constante seguimiento por las autoridades sanitarias y las agencias de medicamentos. Cuando una vacuna o un lote de vacuna no funcionan o tienen efectos no admisibles, se retiran inmediatamente del mercado.
Para hacernos una idea de la relación entre riesgos y beneficios, podemos comparar los inherentes a la infección natural con los de la vacunación. Por ejemplo, en el caso del sarampión, ambas exposiciones al virus confieren inmunidad, pero se estima que los riesgos de complicaciones graves son 1.000 veces superiores por la exposición natural que si vacunamos a nuestros bebés. Así que merece la pena vacunar, sin duda.
Todavía hay enfermedades infecciosas terribles, como el sida, hepatitis C, algunas meningitis, etc. Hace falta desarrollar más vacunas, y mejoras algunas de las existentes. Por eso es reconfortante saber que en nuestro país también se lleva a cabo investigación puntera en este tema. Entre los numerosos grupos de investigación en el campo, es actualidad el trabajo del grupo de Carlos Martín Montañés, catedrático de la Universidad de Zaragoza, desarrollando una nueva vacuna, denominada MTBVAC, frente a la tuberculosis, la enfermedad infecciosa que mayor mortalidad causa en el mundo. Aunque en la mayoría de los casos la tuberculosis es curable mediante 6 meses de tratamiento con una combinación de varios fármacos, en la última década se han detectado brotes de tuberculosis resistentes a los antibióticos, lo que hace que esta enfermedad vuelva a ser difícilmente controlable.
La vacuna actual, la denominada BCG, no protege a las personas contra las formas respiratorias de la enfermedad. Esta vacuna se derivó de una bacteria que causaba tuberculosis en las vacas y le falta un gran número de antígenos reconocibles por el sistema inmune humano. Por la gravedad de la situación de la tuberculosis en el mundo, hay más de una decena de ensayos clínicos con nuevos prototipos de vacuna frente a la tuberculosis. El grupo aragonés es innovador y su vacuna, desarrollada en colaboración con la compañía biotecnológica española Biofabri, es la única de éstas que está basada en el bacilo humano de la tuberculosis. Tras demostrar en modelos animales su eficacia protectora frente a la enfermedad, superior a la de BCG, y probarse su seguridad en voluntarios sanos adultos en Suiza, los siguientes pasos para su desarrollo clínico incluyen estudiar en Sudáfrica la seguridad del nuevo candidato vacunal MTBVAC en bebés y realizar estudios de eficacia contra la tuberculosis pulmonar en comparación con la actual BCG.
Es preocupante el creciente número de personas bien educadas que dudan sobre la vacunación y por desinformación acaban no protegiendo a sus hijos
Para difundir la necesidad de las vacunas y dar a conocer las investigaciones más recientes que se están desarrollando, la Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales ha programado una sesión especial, de carácter divulgativo y abierta a un público no especializado, el próximo martes 29 de marzo. En esta sesión, que será moderada por el virólogo y académico Luis Enjuanes, profesor de investigación del Centro Nacional de Biotecnología, intervendremos Carlos Martín Montañés y yo misma.
Margarita del Val es investigadora científica del CSIC en el Centro de Biología Molecular Severo Ochoa.

martes, 15 de marzo de 2016

Aumentar las defensas antioxidantes del organismo podría retrasar el envejecimiento, Vitamina B3

Aumentar las defensas antioxidantes del organismo podría retrasar el envejecimiento

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Un nuevo estudio, publicado hoy en Nature Communications, ofrece una nueva visión sobre el papel de los antioxidantes en la salud y la longevidad. El trabajo consigue, por primera vez, aumentar de forma global los mecanismos antioxidantes naturales de las células y apunta el uso de fármacos relacionados con la vitamina B3 como posibles vías para retrasar el envejecimiento y enfermedades asociadas.

http://www.agenciasinc.es/Noticias/Aumentar-las-defensas-antioxidantes-del-organismo-podria-retrasar-el-envejecimiento
Más información sobre:
daño oxidativo
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envejecimiento
G6PD
NADPH
CNIO / UV |  | 15 marzo 2016 11:01
<p>En el origen del envejecimiento desempeña un papel muy importante la progresiva acumulación de daños en las células. / Fotolia</p>
En el origen del envejecimiento desempeña un papel muy importante la progresiva acumulación de daños en las células. / Fotolia
En el origen del envejecimiento desempeña un papel muy importante la progresiva acumulación de daños en las células. Pero hay muchos tipos de daños celulares y todavía es una pregunta sin respuesta cuáles de ellos son los verdaderos responsables del envejecimiento y cuáles son simples daños colaterales de poca relevancia.
La hipótesis oxidativa del envejecimiento —también conocida como hipótesis de los radicales libres—, se formuló en 1956 por Denham Harman. Desde entonces la gran mayoría de intentos por demostrar que el daño oxidativo es una de las causas que contribuye al envejecimiento han resultado fallidos, incluidos múltiples ensayos clínicos en humanos con compuestos antioxidantes.
A día de hoy muchos científicos consideran que el daño oxidativo, aunque no se cuestiona que exista, es sin embargo poco relevante para el envejecimiento. Pero a la luz de los recientes resultados se diría que la hipótesis oxidativa del envejecimiento puede no estar tan desencaminada. 
Un grupo de científicos del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), dirigidos por Manuel Serrano, en colaboración con un grupo de la Universidad de Valencia, dirigido por José Viña, y con investigadores del IMDEA Alimentación de Madrid, han puesto su objetivo en aumentar globalmente la actividad de todas las enzimas antioxidantes de la célula a través del incremento en los niveles del NADPH, una molécula relativamente sencilla cuya importancia es clave para las reacciones antioxidantes y que, sin embargo, hasta ahora no había sido objeto de estudio en relación al envejecimiento.
Los investigadores han utilizado una aproximación genética para aumentar los niveles de NADPH. En concreto, han generado ratones transgénicos con expresión aumentada en todo su organismo de una de las enzimas más importantes para su producción, la glucosa-6-fosfato deshidrogenasa (o G6PD).
Los resultados del trabajo, publicado hoy en la revista Nature Communications, indican que un aumento de G6PD, y por lo tanto del NADPH, aumenta las defensas antioxidantes naturales del organismo, protege del daño oxidativo, disminuye procesos relacionados con la edad como la resistencia a la insulina y aumenta la longevidad. 
Un aumento de estas moléculas aumenta las defensas antioxidantes naturales del organismo, protege del daño oxidativo y aumenta la longevidad
Antioxidantes para retrasar el envejecimiento
“Como era de esperar, las células de estos animales son más resistentes a tratamientos oxidativos artificiales altamente tóxicos, demostrando así que el incremento de G6PD realmente mejora las defensas antioxidantes”, explica Sandrina Nóbrega-Pereira, primera firmante del trabajo y actualmente investigadora en el Instituto de Medicina Molecular de la Universidad de Lisboa.
Más aún, cuando los investigadores analizaron animales transgénicos longevos, observaron que sus niveles de daño oxidativo eran menores que los de sus compañeros no transgénicos de la misma edad. También estudiaron en detalle la propensión de estos animales a desarrollar cáncer y no observaron ninguna diferencia, lo que sugiere que elevar la actividad de G6PD no tiene un efecto importante sobre el desarrollo del cáncer.
Para el equipo, la sorpresa mayúscula fue cuando midieron el proceso de envejecimiento de los ratones transgénicos: los animales con una expresión elevada de G6PD y, por lo tanto, niveles altos de NADPH, envejecían de forma más tardía, metabolizaban mejor el azúcar y tenían una mejor coordinación en sus movimientos al envejecer. Además, las hembras transgénicas vivían un 14% más que las no transgénicas, mientras que no observaron efectos significativos en la longevidad de los machos.
“Este aumento de la longevidad, aun siendo modesto, es llamativo teniendo en cuenta que hasta ahora los intentos de aumentar la longevidad manipulando las defensas antioxidantes habían fracasado”, puntualiza Pablo Fernández-Marcos, coprimer firmante del trabajo e investigador del IMDEA Alimentación.
Aumento global de la capacidad antioxidante
Quizás la clave esté en que los investigadores del actual trabajo han potenciado todas las enzimas antioxidantes de una manera global. “Frente a la aproximación tradicional de administrar antioxidantes que reaccionan directamente con el oxígeno, nosotros hemos estimulado el conjunto de todos los mecanismos antioxidantes naturales de las células a través de elevar G6PD y su producto, el NADPH”, destaca Mari Carmen Gómez-Cabrera, coautora del trabajo e investigadora de la Universidad de Valencia.
Con estos resultados, los autores apuntan al uso de fármacos que aumenten los niveles de NADPH como posibles herramientas para retrasar el envejecimiento en humanos y aquellas enfermedades asociadas a él como la diabetes, entre otras. Concretamente, la vitamina B3 y sus derivados son responsables de la síntesis de los precursores del NADPH y son candidatos idóneos para futuros estudios.
Referencia bibliográfica:
Sandrina Nóbrega-Pereira, Pablo J. Fernandez-Marcos, Thomas Brioche, Mari Carmen Gomez-Cabrera, Andrea Salvador-Pascual, Juana M. Flores, Jose Viña, Manuel Serrano. G6PD protects from oxidative damage and improves healthspan in mice. Nature Communications (2016). DOI: 10.1038/ncomms10894
El estudio ha sido financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad, la Comunidad de Madrid, el Consejo Europeo de Investigación de la Unión Europea, la Fundación Botín y el Banco Santander a través de su División Global Santander Universidades, la Asociación Española Contra el Cáncer (AECC), la Fundación Ramón Areces, la Fundación AXA y la Red Española de envejecimiento y fragilidad RETICEF y los Fondos de desarrollo regional FEDER de la Comunidad Europea.
Zona geográfica: España
Fuente: CNIO, Universidad de Valencia