SE DESCUBRE LA REGÍON DE ADN REGULADORA MÁS ANTIGUA

Anfioxo

Un equipo internacional de investigadores ha descubierto por primera vez la región reguladora del ADN más antigua identificada hasta ahora en vertebrados e invertebrados. Se trata de un pequeño fragmento de ADN en la zona anexa a los genes soxB2, con una secuencia no codificadora altamente conservada (CNR), y que está implicada en la regulación génica.
El estudio, realizado por Jordi García-Fernández, Ignacio Maeso, Manuel Irimia y Salvatore D’Aniello del  del Departamento de Genética y del Instituto de Biomedicina de la Universidad de Barcelona (IBUB), junto con otros autores de los equipos de José Luis Gómez-Skarmeta (Centro Andaluz de Biología del Desarrollo, CSIC) y de Eric H. Davidson (Instituto Tecnológico de California, EE UU), se ha realizado con especies muy alejadas filogenéticamente, en las que se ha identificado esta secuencia reguladora ancestral.

La investigación publicada en PNAS identifica esta región en vertebrados (la especie humana y el pez cebra) y en invertebrados (cnidarios, equinodermos, cefalocordados y hemicordados). Uno de los pilares básicos del nuevo artículo es el trabajo científico de secuenciación del genoma del anfioxo.

En concreto, el estudio de las secuencias no codificadoras del anfioxo aporta datos de referencia para conocer la evolución biológica de los tres grupos de cordados (tunicados, anfioxos y vertebrados), la transición entre invertebrados y vertebrados, y el origen del genoma humano.

Según explica García-Fernández, "el estudio identifica por primera vez una región reguladora no codificadora, que se ha conservado excepcionalmente en la escala evolutiva desde hace más de 1.000 millones de años, y que mantiene la actividad en el control de la neurogénesis a lo largo de la escala evolutiva de los metazoos".

La secuencia es un pequeño fragmento de ADN con una estructura espacial que facilita la unión de los factores de transcripción en un orden concreto (o sintagmas), actuando como un regulador cis de la expresión de los genes soxB2, una familia génica que participa en el control del desarrollo del sistema nervioso. Este pequeño fragmento de ADN presenta una homología excepcional y una funcionalidad altamente conservada en genomas de vertebrados e invertebrados.

"Un resultado sorprendente del estudio ha sido identificar, en organismos tan divergentes, una secuencia génica altamente conservada desde hace millones de años, y con un patrón de funcionalidad biológica igualmente conservado", señala García-Fernández. "También son espectaculares los resultados encontrados en el modelo de la Drosophila melanogaster. Aunque, hasta ahora, esta región no codificadora no ha sido identificada en su genoma, hemos comprobado que, una vez insertada, es capaz de dirigir la maquinaria de regulación génica en el desarrollo del cerebro y del lóbulo óptico".  

Los resultados muestran un fenómeno cada vez más relevante en la evolución: la coopción de genes. "La complejidad en los seres vivos no se produjo únicamente por la aparición de nuevos genes. Un gen se puede cooptar, es decir, puede emplearse para una nueva función y, en muchos casos, este fenómeno ha podido dar lugar a innovaciones evolutivas. Antes se pensaba que los organismos más complejos lo eran porque tenían más genes, pero no es así: son complejos porque los mismos genes se han cooptado para adquirir nuevas funciones", subraya el investigador de la UB.

Muchas alteraciones genómicas asociadas a enfermedades humanas se ubican en regiones no codificadoras del genoma. Uno de los grandes retos de la genómica comparada será detectar mutaciones en zonas reguladoras que son clave en el control de la expresión génica. "Tradicionalmente, la genética se ha fijado en el estudio de las regiones codificadoras, pero cerca del 97 % del genoma no codifica para obtener proteínas. Como la evolución se ha producido sobre todo por cambios en las zonas reguladoras, el estudio de las regiones del genoma con un papel regulador tendrá cada vez más impacto".

MÉTODO MÁS RÁPIDO Y EFICIENTE DE OBTENER iPS

En el último número de 'Proceedings of the National Academy of Sciences', describen nuevas formas de reprogramación, para obtener iPS.

A estas alturas, las iPS son casi tan famosas como las células madre. En realidad, se trata de un tipo celular que tiene las mismas características que las células madre embrionarias (capacidad para convertirse en cualquier tejido) pero cuya obtención es éticamente menos controvertida, aunque mucho más compleja. El proceso de reprogramación celular (descrito por primera vez por Shinya Yamanaka en 2007) consigue que una célula adulta vuelva a un estado primitivo y las formas de lograrlo, tras unos pocos años de investigación, son muy variadas.

La mayor parte de los protocolos de reprogramación son variaciones del usado incialmente por Yamanaka: se introducen cuatro factores (Oct4, Sox2, c-Myc, Klf4) en el ADN de una célula adulta por medio de un vector viral (un virus que los traslada hasta el núcleo). A partir de él, se ha reducido el número de factores o se han cambiado por otros y se ha prescindido del vector. Pero también se han encontrado otras formas de obtener iPS, como utilizando miARN o mediante clonación.

Este último "es más rápido y más eficiente", lo que le dio la idea a los autores de este estudio de que "hay otros factores clave de la reprogramación que aún tienen que ser identificados". Así que empezaron a buscarlos y dieron con dos: RAR-gamma (un receptor del ácido retinoico) y Lrh1, que añadidos a los cuatro clásicos, hiceron que la reprogramación fuera 100 veces más eficiente.

Además, el proceso empezó a dar sus frutos antes de lo habitual, ya que al cuarto día ya había células que mostraban rasgos de iPS, cuando normalmente eso sucede a la semana. También prescinde del vector viral, una estrategia "mucho más segura", según ha explicado Pentao Liu, uno de los autores.



Método para obtener iPS



Las células obtenidas "permitirán a los científicos realizar modificaciones genéticas en el genoma humano para estudiar las funciones de cada gen directamente en las células humanas en lugar de tener que trabajar con otras procedentes de ratón", subraya Liu. Además, "podrán tener aplicaciones clínicas en la medicina regenerativa ya que son genética y epigenéticamente estables", concluye.

RELACIÓN SIMBIÓTICA A TRES BANDAS

Se ha descubierto una bacteria que vive dentro de otra bacteria que a su vez habita dentro de un insecto. Los tres organismos evolucionan juntos, dependen unos de otros para sobrevivir, y cada uno aporta una parte de las enzimas necesarias en las vías metabólicas compartidas.

La mayoría de las bacterias causan enfermedades, pero mucha gente no valora lo suficiente la importancia de las bacterias beneficiosas. El intestino humano, por ejemplo, rebosa de bacterias que desempeñan funciones decisivas para nuestra salud, desde por ejemplo el desarrollo de algunas capacidades del sistema inmunitario, hasta la obtención de ciertos nutrientes a partir de los alimentos.

Planococcus citri

Las bacterias "buenas" disfrutan de un hogar acogedor viviendo en el interior de las personas, y a cambio nos ayudan. Se trata de una relación simbiótica, a diferencia de lo que ocurre con las bacterias "malas". Sin embargo, el grado de interacción en estas asociaciones beneficiosas resulta muy modesto en comparación con la riqueza y complejidad de las relaciones entre el insecto Planococcus citri y sus bacterias buenas.

El hallazgo de esta asombrosa relación a tres bandas lo ha hecho un equipo de biólogos dirigido por John McCutcheon, quien recientemente dejó de trabajar en la Universidad de Arizona para hacerlo en la de Montana.

Los investigadores, incluyendo a Carol von Dohlen de la Universidad Estatal de Utah, han comprobado que uno de los socios bacterianos beneficiosos, la Moranella, vive dentro de otra bacteria simbionte llamada Tremblaya, que a su vez vive en el interior del citoplasma de células del insecto.

En diversos aspectos, el metabolismo animal es extremadamente limitado en comparación con los de las bacterias. En algún momento de la evolución del linaje que condujo a la aparición de los animales, la capacidad de elaborar 10 de 20 aminoácidos esenciales, y varias vitaminas, se perdió; por eso, los animales se vieron obligados a obtenerlos de sus dietas.

Los insectos que sólo se alimentan de la savia de las plantas, no obtienen suficientes aminoácidos y otros compuestos importantes. Por ese motivo, algunos de estos insectos forman relaciones bilaterales estables con un simbionte, dos, o incluso, a veces, más, a fin de garantizar su abastecimiento de aminoácidos esenciales. Esas bacterias viven sólo dentro de ciertas células de insectos, que forman órganos especiales destinados exclusivamente a alojar a dichas bacterias.

En el caso del Planococcus citri, lo asombroso es que una especie de bacteria vive dentro de otra, en lo que es una intrincada pero eficaz estructura anidada. Se trata de una compleja organización, sin precedentes documentados en la literatura científica.

 
Fuente: NYCT

SISTEMA QUÍMICO QUE PUEDE REPRESENTAR LA CÉLULA PRIMIGENIA

El requisito más importante para que surja la vida es la existencia de un compartimiento cerrado, y la materialización de este concepto en la vida actual es la membrana celular.

La célula es una máquina muy compleja y evolucionada, y los registros fósiles más antiguos, que datan de varios miles de millones de años atrás, muestran organismos con estructuras que no son muy diferentes de las versiones modernas. Por lógica, estas sofisticadas estructuras celulares tuvieron que evolucionar a partir de un progenitor menos complejo, pero la falta de evidencia fósil de esa "célula primigenia" o protocélula representa el más importante eslabón perdido de la evolución de la vida.

El profesor Stephen Mann y sus colegas de la Escuela de Química de la Universidad de Bristol han abordado ahora este enigma recurriendo al diseño de un sistema químico que espontáneamente se organiza en microgotas que contienen agua, y que además albergan la molécula generadora de energía celular, el trifosfato de adenosina (ATP), y un polímero corto de lisina, un aminoácido natural.

Se trata de un sistema químico que quizá represente el modelo de protocélula más simple en la posible historia de la formación de células en un pasado remoto de la Tierra.

Además de señalar caminos factibles de la organización prebiótica antes de que apareciera la compartimentación basada en lípidos en las células de la Tierra arcaica, estas microgotas preparadas en la investigación pueden ser consideradas como un nuevo tipo de modelo de protocélula que podría ser usado para desarrollar biorreactores revolucionarios, e incluso células primitivas artificiales.

Fuente: NYCT

DESARROLLAN UNA NUEVA TÉCNICA PARA OBTENER CÉLULAS MADRE A PARTIR DE EMBRIONES CLONADOS

Un nuevo estudio viene a dar una vuelta de tuerca a este tipo de investigaciones. Se trata de una modificación de la transferencia nuclear o clonación terapéutica que consigue, según los autores, hacerla más efectiva en humanos. Con el nuevo sistema, desarrollado por científicos estadounidenses, se logra por primera vez obtener células madre embrionarias a partir de una célula de la piel de una persona al reprogramarla con un óvulo, aunque el resultado no es viable para su empleo en la clínica. Para algunos investigadores se trata de un paso más hacia un objetivo: encontrar una fuente de células pluripotentes.

 

Aunque existen varios antecedentes de embriones clonados a partir de una célula adulta humana, estos embriones no eran eficientes por lo que ningún grupo científico había conseguido dar el siguiente paso: la extracción de células madre embrionarias a partir de esos embriones clonados. El problema era que el embrión obtenido no progresaba y detenía la multiplicación de sus células en un momento determinado, dejaba de crecer, lo que impedía conseguir de su interior células para poder luego mantenerlas con vida en un cultivo. Esas líneas celulares son las que finalmente se podrían utilizar a modo de tratamiento, si prosperan las investigaciones, para desarrollar tejidos e implantarlos en una persona o para probar determinados fármacos con ellas.

Ahora un estudio, publicado por la revista 'Nature', ofrece una solución parcial a ese problema al modificar la técnica de la transferencia nuclear o clonación terapéutica. Para comprender el cambio hay que remitirse al proceso clásico. La transferencia nuclear consiste en utilizar el material genético de una célula adulta de una persona e insertarlo en un óvulo al que se le ha extraido su material genético. Al fusionar estas dos células, la técnica activaba el inicio de un embrión. Lo que han hecho en esta ocasión un grupo de investigadores, liderados por Dieter Egli, de la Fundación Laboratorio de Células Madre de Nueva York (EEUU) es que conservan la carga genética del óvulo.

Estos científicos emplearon células de la piel de varios volutarios, varones sanos y otros con diabetes, y las fusionaron con óvulos a los que no se les había quitado su material genético. "Si se añade el genoma de la célula somática [adulta] y el genoma del óvulo no se elimina, se produce el desarrollo a un estadio de blastocisto [de 70-100 células]. De estos blastocistos, fuimos capaces de derivar células madre pluripotentes triploides", explican los autores en su artículo. De los 13 blastocistos generados, obtuvieron dos líneas de células madre, una contenía ADN de un hombre con diabetes tipo 1 y otra, de un varón sano.

Este logro contiene ventajas e inconvenientes sobre las técnicas ya existentes. La principal ventaja es que no necesitan de un embrión humano para conseguir células madre pluripotentes, algo que ya se consigue con las células iPS pero, frente a éstas, las obtenidas con este método no tienen las 'marcas' heredadas de la célula adulta original, en este caso una célula de la piel, y por tanto no presentan limitación a la hora de poder convertirse en cualquier otro tipo de célula. Sin embargo, el principal obstáculo de esta técnica es que las células pluripotentes conseguidas tienen una carga extra de material genético y su uso no es viable.

"Este estudio nos muestra que la contribución materna del ovocito es importante para la formación del embrión. Y nos ayuda a entender por qué la transferencia nuclear [clásica] no funciona. Se trata de un paso importante para comprender la reprogramación del embrión", explica Carlos Simón, director del Banco de Líneas Celulares del Centro de Investigación Príncipe Felipe (CIPF) de Valencia.

Una conclusión similar puede extraerse de un segundo estudio publicado en 'Nature'. El trabajo, liderado por Douglas Melton, muestra que incluso utilizando un cigoto (óvulo fecundado) para la transferencia nuclear, al fusionar una célula adulta con el cigoto, cuyo material genético se ha eliminado, la técnica funciona en ratones pero no en humanos.

El editorial de la revista 'Nature' concluye algo parecido. "El trabajo con células iPS está a la defensiva, y este estudio [en referencia al de Dieter Egli] ofrece una prueba concluyente de que las células somáticas adultas pueden ser reprogramadas. Ahora los investigadores tienen que probar que el trabajo es un paso hacia líneas celulares útiles en biomedicina".

George Q. Daley, investigador del Programa de Trasplantes de Células Madre del Hospital Pediátrico de Boston (Massachusetts, EEUU), señala, en un artículo publicado también en 'Nature', que la transferencia nuclear supone, en estos momentos, una alternativa a las técnicas que emplean iPS, pues las últimas investigaciones realizadas con ellas muestran varios problemas difíciles de solventar. "Aunque este trabajo fracasa en el último objetivo [obtener células pluripotentes viables], el estudio da un paso hacia el éxito, y lanza la provocadora pregunta de cómo las células madre obtenidas de la transferencia nuclear en humanos podrían funcionar como sus parientes las células iPS", concluye Daley.

De la misma opinión es Simón, que explica que lo observado en los últimos estudios es que "aunque las iPS son un modelo fantástico, no existe ninguna visualización de que puedan utilizarse en la clínica. El reto se mantiene. Se trata de encontrar una fábrica inagotable de células pluripotentes. Aunque creo que finalmente se conseguirá".

SE DESCUBRE LA CAUSA DE LOS ATAQUES TARDÍOS DE ASMA

Se estima que 300 millones de personas en el mundo sufren de asma, y la cifra va en aumento.

Por regla general, los síntomas son desencadenados por alérgenos presentes en el ambiente, como por ejemplo el polen y los ácaros del polvo. Estos estímulos pueden hacer que las vías respiratorias se estrechen en cuestión de minutos, causando dificultades para respirar que pueden ser desde leves hasta graves.

Muchas personas sufren también una respuesta asmática tardía, de tres a ocho horas después de la exposición a los alérgenos, afrontando dificultades respiratorias que pueden durar hasta 24 horas.

En la respuesta asmática inmediata, el alérgeno es reconocido por los mastocitos, que emiten señales químicas para que las vías respiratorias se estrechen. Por el contrario, el mecanismo de la respuesta asmática tardía ha carecido, hasta ahora, de una explicación clara.

Una nueva investigación explica por qué cerca de la mitad de las personas con asma experimentan ese ataque tardío varias horas después de la exposición a los alérgenos.

En la investigación, con ratones y ratas, un equipo dirigido por especialistas del Imperial College de Londres ha encontrado pruebas de que la respuesta asmática tardía se desencadena a raíz de que los alérgenos activan ciertos nervios sensoriales en las vías respiratorias. Estos nervios a su vez activan los reflejos que incitan a otros nervios a liberar el neurotransmisor acetilcolina, el cual hace que las vías respiratorias se estrechen.

Si los resultados obtenidos en los citados experimentos con roedores son aplicables a los seres humanos, eso significaría que los medicamentos que bloquean la acetilcolina (los conocidos como anticolinérgicos) podrían utilizarse para tratar a los pacientes con asma que experimentan una respuesta asmática tardía tras la exposición a ciertos alérgenos.

Fuente: NYCT

SE HA SINTETIZADO UN BRAZO CROMOSÓMICO DESDE CERO

Se ha conseguido sintetizar desde cero un brazo cromosómico, una de las más grandes moléculas de ADN sintetizadas hasta la fecha. También se ha logrado desarrollar un nuevo método para reestructurar el código genético de un organismo.

Sacharomyces cerevisiae

El equipo de Jef D. Boeke (Escuela de Medicina de la Universidad Johns Hopkins, en Estados Unidos) ha reemplazado todo el ADN en el brazo de un cromosoma de levadura, con ADN diseñado por ordenador y elaborado de manera sintética. Este ADN artificial es estructuralmente diferente del ADN original, pero cumple las mismas funciones esenciales, de tal modo que el resultado del experimento ha sido una célula sana de levadura. Los cromosomas de la levadura son a menudo representados con una forma que recuerda a la de una pajarita, con cada cromosoma exhibiendo dos brazos posicionados de un modo similar a como lo están los dos extremos de esta última.

Los resultados del experimento confirman que es viable sintetizar grandes bloques de ADN e insertarlos en un cromosoma, y también validan los principios adoptados por el equipo para el diseño de cromosomas.

El éxito logrado con la síntesis del ADN artificial, y con su incorporación en el brazo cromosómico, constituye un importante paso hacia la meta final de sintetizar todo el ADN utilizable por una célula de levadura. Con un diseño adecuado, sería posible mejorar cualidades de la levadura o dotarla de propiedades extra. Un grado de dominio de la genética como éste podría aportar, si se hace un buen uso de él, muchos beneficios para la humanidad, además de servir para explorar qué configuraciones son compatibles con la vida y cuáles no.

Los resultados de este espectacular experimento también representan un avance significativo para la biología sintética, un campo emergente de la biología centrado en el diseño y la construcción de sistemas biológicos que no existen en la naturaleza.

Un equipo de investigación del Instituto J. Craig Venter ya sintetizó tiempo atrás cromosomas bacterianos, pero los cromosomas de la levadura son más grandes y más complicados que los de las bacterias y por eso resultan más difíciles de sintetizar. De ahí que el logro del equipo de Boeke se considere un paso importante en el campo de la biología sintética.

MUERE STEINMAN : CIENTÍFICO GALARDONADO CON EL NOBEL 2011

El canadiense Ralph Steinman, uno de los tres científicos distinguidos con el Premio Nobel de Medicina y Fisiología de 2011, murió el viernes pasado (30 de septiembre de 2011) a los 68 años, según ha informado el comité del premio y la universidad donde él trabajaba (Rockefeller, en Nueva York, EEUU).

"Puedo confirmar que el profesor Steinman ha fallecido", afirmaba Anna Dumanski, del Instituto Karolinska, quien no quiso dar más detalles.

Miembros de la Universidad Rockefeller explican que este científico "tenía cáncer de páncreas y había conseguido sobrevivir cuatro años gracias a una inmunoterapia diseñada por él mismo". El canadiense descubrió las células dendríticas centinelas en el sistema inmunitario y, según el comunicado, demostró que "la ciencia puede manejar el poder de esas células y otros componentes del sistema inmunitario para combatir las infecciones y otras enfermedades contagiosas".

Steinman fue premiado con el Nobel de Medicina junto al estadounidense Bruce A. Beutler y el francés Jules A. Hoffmann por sus aportaciones al estudio del sistema inmunitario humano.

Un premio que no se puede conceder a título póstumoSegún se recoge en los estatutos de 1974, estos premios no se pueden conceder a título póstumo, sólo se pueden otorgar si el galardonado ha muerto después de realizar el anuncio del premio, lo que ya ocurrió con William Vickrey en 1996, que murió pocos días después del anuncio. Ante la duda de si queda o no invalidado, el secretario del Comité Nobel para Medicina, Göran Hansson, ha señalado que se trata de una "situación única", ya que Steinman falleció "horas antes de que se tomase la decisión" y los jurados desconocían la noticia del fallecimiento.

La Fundación Nobel ha decidido mantener la concesión del premio a Steinman ya que considera que obró "de buena fe" y respetando el espíritu de los premios.

En un comunicado difundido en su página web, el Comité de la Fundación Nobel ha celebrado un encuentro la tarde del lunes para examinar las circunstancias excepcionales del premio a Ralph Steinman. Según la nota, la información de su muerte el pasado 30 de septiembre se transmitió al Instituto Karolinska, a través del presidente de la Universidad Rockefeller, a mediodía del tres de octubre, dos horas antes de que se anunciara el galardón. La propia Universidad se enteraba casi al mismo tiempo, ya que hasta ese mismo momento la familia no había comunicado el fallecimiento del investigador.

El Comité considera por tanto que la decisión del premio se tomó de buena fe y que el caso se puede equiparar a otros premiados que murieron en el tiempo que transcurrió desde el anuncio del galardón y la ceremonia de entrega.

STEINMAN

"A la Universidad Rockefeller le complace que la Fundación Nobel haya reconocido a Steinman por sus descubrimientos seminales sobre la respuesta inmunológica del cuerpo", afirma el presidente de esa universidad neoyorquina, Marc Tessier Lavigne.

Asimismo, aclara que la noticia de la concesión de ese máximo galardón científico era "agridulce", pues informó de que "esta mañana, nos enteramos por la familia de Ralph de su muerte hace pocos días después de perder la batalla con el cáncer".

Por su parte, Alexis, hija del fallecido científico canadiense, emitió un comunicado en el que señaló que la familia se sentía "honrada porque su trabajo de muchos años haya sido reconocido con el premio Nobel".

"Dedicó su vida a su trabajo y a su familia y él se sentiría verdaderamente honrado", dijo la hija del científico, nacido en Montreal (Canadá) el 14 de enero de 1943 y que estudió en la Facultad de Medicina de la Universidad de Harvard.

PREMIOS NOBEL 2011

Bruce A. Beutler, Jules A. Hoffmann y Ralph M. Steinman han sido los ganadores del Premio Nobel de Medicina y Fisiología de 2011, un galardón que, cada año, concede el Instituto Karolinska de Suecia. Según ha anunciado la organización en un comunicado, estos científicos son merecederos de este reconocimiento por sus aportaciones en el ámbito de la inmunología y las vacunas.

La mitad del galardón ha sido concedida a Beutler y Hoffman por "sus descubrimientos relativos a la activación del sistema inmune", mientras que la otra mitad ha recaído en Steinman por "su descubrimiento de la célula dendrítica y su papel en la inmunidad adaptativa".

El estadounidense Bruce Beutler, el francés Jules Hoffmann y el canadiense Ralph Steinman se repartirán así una dotación de 10 millones de coronas suecas (aproximadamente 1,08 millones de euros). Estos tres prestigiosos investigadores se unen así a la larga lista de premiados por la Academia sueca, que desde 1901 apoya el genio intelectual con estos galardones.

La inmunología es un ámbito que ya ha recibido "un buen número de premios Nobel", según recuerda el doctor Manuel Juan, del Hospital Clinic de Barcelona y la Sociedad Catalana de Inmunología. Sin embargo, se trata de una especialidad "poco desarrollada en nuestro país", según lamenta este experto.

"Hasta los años 90 no entró en la Universidad [española], a pesar de que hay gente dedicada a la inmunología desde el siglo XIX", explica Juan. "Es una ciencia transversal que ha tardado en desarrollarse, pero el nivel de producción científica es muy alto", añade.

Según ha destacado la Academia sueca, los descubrimientos que han sido premiados por el Nobel de Medicina han hecho posible el desarrollo de nuevos métodos para hacer frente a las enfermedades, como las vacunas de última generación o las terapias que luchan contra el cancer a través de la activación del sistema inmunitario.

Por otro lado, estos hallazgos también son claves para entender por qué el sistema inmunitario a veces ataca a su propio organismo -como ocurre en las enfermedades autoinmunes-, lo que ha arrojado nuevas pistas para encontrar tratamientos contra estos trastornos.

LAS MUTACIONES: IMPORTANTES EN LOS CASOS NO HEREDADOS DE ESQUIZOFRENIA

Los resultados de una nueva investigación indican que las mutaciones que son nuevas, es decir que están presentes en un paciente pero no en su padre ni en su madre, ejercen un papel importante en más del 50 por ciento de los casos esporádicos (no hereditarios) de esquizofrenia.

El grupo de Maria Karayiorgou, Joseph A. Gogos y Bin Xu, todos del Centro Médico de la Universidad de Columbia en la ciudad de Nueva York, examinó los genomas de pacientes con esquizofrenia y familiares suyos, así como los de un grupo de personas sanas sin parentesco con las primeras. Todos los sujetos examinados son de la población genéticamente aislada de los afrikáners, que es como se conoce a los descendientes de los colonos europeos (mayormente holandeses) afincados en Sudáfrica.

Lo descubierto en este estudio y en otros anteriores sugiere que muchas más mutaciones de las que se sospechaba pueden contribuir a la esquizofrenia. Esto es probablemente debido a la complejidad de los circuitos neurales que se ven afectados por la enfermedad.

Los resultados del nuevo estudio también podrían ayudan a explicar dos enigmas:

1) Uno de ellos es que la esquizofrenia persiste en la población humana, a pesar de que quienes padecen esta enfermedad no tienden a transmitir sus mutaciones a sus descendientes.

2) El otro enigma que ahora puede quedar parcialmente explicado por lo descubierto en el nuevo estudio es el alto nivel mundial de incidencia que tiene la enfermedad, a pesar de las grandes variaciones medioambientales asociadas a la geografía.

¿POR QUÉ SE PRODUCE LA SARCOPENIA?

A medida que envejecemos nuestros músculos esqueléticos tienden a debilitarse, en un fenómeno conocido como sarcopenia.

La sarcopenia, que comienza a aparecer en torno a los 40 años de edad, y se acelera después de los 75 años, es una causa importante de discapacidad en los ancianos. El ejercicio físico puede ayudar a contrarrestar los efectos de esta pérdida de masa muscular. Aparte de este tratamiento, no hay otros de los que se tenga suficiente certeza de que funcionan.

Según el nuevo estudio, a cargo de investigadores del Centro Médico de la Universidad de Columbia, en Estados Unidos, y realizado sobre ratones, la sarcopenia aparece cuando cierto grupo de proteínas en las células musculares pierde calcio. Estas fugas de calcio activan luego una cadena de eventos que finalmente limita la capacidad para contraerse de las fibras musculares.

Los receptores de la rianodina, que son canales de calcio presentes en la mayoría de los tejidos del cuerpo, han sido objeto de investigación por el Dr. Andrew R. Marks desde 1989. Después de clonar el gen del receptor de la rianodina, Marks descubrió, en estudios con ratones, que los receptores de la rianodina que pierden calcio están implicados en el desarrollo de arritmias e insuficiencia cardíaca.
En el año 2009, Marks mostró que las fugas en estos canales también contribuyen a la distrofia muscular de Duchenne, un trastorno genético caracterizado por un debilitamiento muscular progresivo rápido y una muerte prematura.

Como la distrofia muscular y la sarcopenia tienen cosas en común, el Dr. Marks sospechó que la fuga en los receptores de la rianodina también podía estar implicada en el deterioro muscular asociado al envejecimiento, lo cual ha sido confirmado por el estudio actual.

El nuevo estudio, en el que ha sido decisivo el trabajo del Dr. Daniel C. Andersson, también sugiere una posible terapia para la sarcopenia: un fármaco experimental llamado S107, desarrollado por el Dr. Marks y sus colegas. El fármaco actúa estabilizando una proteína que se enlaza a los receptores de la rianodina y evita la fuga de calcio.

FUENTE: NYCT

LA EXPRESIÓN DEL GEN HCN2 ES CRÍTICA PARA EL DOLOR

La investigadora de la Universidad de Cádiz (UCA) Esther Berrocoso Domínguez ha publicado en la revista Science un estudio centrado en la demostración de que la expresión de la proteína que es producida por el gen HCN2 es crítica para algunos aspectos particulares del dolor, algo que puede conducir a la eliminación del dolor de tipo inflamatorio o neuropático.

El estudio ha sido realizado junto a los científicos de la Universidad de Cambridge E. C. Emery, G.T. Young, L. Chen y Peter A. McNaughton, este último director del Departamento de Farmacología de la institución británica e investigador responsable del proyecto.

Esta proteína no influye en el dolor agudo causado, por ejemplo, por la fractura de un hueso. Sin embargo, en condiciones de inflamación, estos investigadores han observado, mediante técnicas de manipulación genéticas en animales de laboratorio, un aspecto diferente de la respuesta dolorosa: “En ratones normales (y en los mismos humanos) el dolor es percibido como más grave si se produce en un área que ya está inflamada (debido a una quemadura, artritis, etc). En los ratones en los que el gen HCN2 fue eliminado mediante técnicas genéticas, la inflamación no produjo este efecto potenciador del dolor. Además, otro efecto importante de la eliminación de este gen fue que tampoco se produjo un aumento de la sensación dolorosa en una situación de dolor neuropático”, como explica la investigadora de la UCA.

Desde hace algún tiempo, se conoce que hay muchos genes relacionados con la transmisión del dolor, y que en la mayor parte de los casos su manipulación inhibe la transmisión del dolor o incluso la percepción del mismo. Lo novedoso del trabajo realizado por este grupo de investigadores es que el bloqueo del gen HCN2 (mediante su eliminación a través de técnicas genéticas o por procedimientos farmacológicos) quita el dolor de tipo inflamatorio o neuropático pero, curiosamente, no interfiere con el procesamiento del dolor normal agudo.
Este hallazgo, por tanto, puede tener una importante relevancia clínica porque la transmisión normal de dolor agudo es esencial para la vida por su función de alerta.
De esta forma, este trabajo en el que ha participado Esther Berrocoso, identifica una nueva diana terapéutica para el desarrollo de nuevos fármacos analgésicos que  podrían bloquear la proteína HCN2, proporcionando así alivio en dolores de tipo inflamatorio y neuropático sin afectar a la conducción normal del dolor agudo. Asimismo, estos posibles fármacos podrían ser especialmente útiles en dolores de tipo neuropático que actualmente siguen sin tener un tratamiento del todo óptimo.

Sin embargo, el desarrollo de un futuro tratamiento farmacológico no será una tarea fácil ya que sería necesario salvar dos obstáculos: “el diseño de un fármaco altamente específico para la proteína HCN2 y que no afecte a HCN4 (que se encarga de regular la frecuencia cardíaca); y que este medicamento no atraviese la barrera hematoencefálica donde la proteína HCN2 se encarga de regular el movimiento y el estado de consciencia”.
Por ello es necesario insistir en la idea de que “este es un importante primer paso, hemos detectado la diana, pero aún queda un largo camino que recorrer para encontrar un fármaco o una posible terapia que sea efectiva y que no genere otros efectos negativos en las personas que padezcan estas dolencias”, como se insiste desde la Universidad de Cádiz.

La idea de la que partió este estudio giraba en torno al papel del gen HCN4 a nivel cardíaco, que es responsable de la regulación de la frecuencia cardíaca, lo que hace a través de la generación de actividad repetitiva en el tejido del nodo sinusal. Así, “si el HCN4 era capaz de regular la transmisión de la actividad eléctrica en el corazón, un gen relacionado, el HCN2 (HCN2 es el acrónimo de Hyperpolarization-activated Cyclic Nucleotide-gated channel 2) que se sabía que se expresaba en las neuronas nociceptivas (aquellas que transmiten el dolor) podría de la misma manera regular la frecuencia eléctrica de las mismas y con ello regular la transmisión nociceptiva o transmisión del dolor”, en palabras del grupo de investigación.

El estudio, bajo el título ‘HCN2 ion channels play a central role in inflammatory and neuropathic pain’, ha constado de tres partes. En la primera, se eliminó, mediante técnicas de manipulación genética, específicamente el gen HCN2 de las neuronas que transmiten el dolor. En la segunda parte, se realizaron estudios electrofisiológicos en estas neuronas en cultivo para estudiar la alteración en sus propiedades fisiológicas cuando el gen HCN2 es eliminado. Y finalmente, como los estudios “in vitro” mostraron resultados muy prometedores, se analizó el comportamiento en ratones a los que se les había eliminado el gen.

La doctora Esther Berrocoso Dominguez, formada en la Universidad de Cádiz, ha participado en este proyecto durante su estancia en la Universidad de Cambridge, algo que fue posible gracias al programa de becas europeas Marie Curie que se enmarca en el VII Programa Marco de Investigación de la Unión Europea. En la actualidad es miembro del grupo de investigación CTS-510: Grupo de Investigación y Desarrollo en Neuropsicofarmacología de la UCA, que dirige Juan Antonio Micó Segura, y basará sus próximos trabajos en el estudio de la parte emocional del dolor.

En concreto esta investigadora centrará sus esfuerzos en encontrar una respuesta científica al por qué se produce desde lo que es un proceso puramente sensorial una aceptación emocional en los pacientes afectados por algún tipo de dolor. De hecho,  “los pacientes con dolor crónico sufren constantemente depresiones, graves procesos de ansiedad… y aún desconocemos qué pasa en nuestro cerebro para que esto suceda. Nosotros estamos empezando a demostrar en la UCA que cuando se padece un proceso de dolor crónico se producen alteraciones en el sistema nervioso central que hacen que nos sintamos mal, tristes o con desesperanza. No es que esté triste porque me duela algo, es que porque me duele algo estoy triste”, en palabras de la propia doctora.

Fuente: NYCT