DESARROLLAN MÉTODO PARA PURIFICAR LA EPO: ERITROPOYETINA

La eritropoyetina humana recombinante es una hormona glicoproteica que se usa para tratar a pacientes con insuficiencia renal que requieren de diálisis, y en otras anemias, como las asociadas a las terapias de cáncer, hepatitis C y Sida. También se la utiliza en el tratamiento o la prevención de la anemia del prematuro. En la actualidad, se la postula, además, como candidata terapéutica para otras patologías. 

Los métodos de producción actuales son costosos, ya que demandan sucesivas etapas de purificación. La eritropoyetina adquirió renombre en la prensa mundial, desafortunadamente, por varios escándalos de dopaje en el deporte, en especial en el ciclismo de alta competición, por lo que fue llamada la “droga del ciclista”, dada su capacidad de incrementar la producción de glóbulos rojos en corto tiempo. 

Por citar uno de los casos más resonantes : el del recordado ciclista italiano Marco Pantani, “Il Pirata”, a quien se consideró uno de los mejores escaladores de todos los tiempos. Había sido campeón del Giro de Italia y del Tour de Francia en 1998. En 1999, luego de haber ganado en cuatro etapas del Giro y haberse constituido en líder de la competencia, fue descalificado al superar la tasa permitida de hematocrito -porcentaje del volumen total de sangre compuesta por glóbulos rojos-, lo que muy probablemente significaba que había consumido EPO, sustancia prohibida dado que produce una mejora significativa de la marca deportiva en los ejercicios de larga duración. El 14 de febrero de 2004, a los 34 años, Pantani fue hallado muerto en la habitación de un hotel en Rímini, debido a una sobredosis de antidepresivos y cocaína, droga a la que era adicto. 

La producción de eritropoyetina recombinante humana (EPO rh) requiere de un complejo proceso de separación y purificación para aislarla del medio de cultivo en el cual es producida. “Los procedimientos pueden demandar entre un 60 y 80% de los costos totales de producción. Esto es debido a que los criterios de calidad requeridos para los productos que tendrán uso terapéutico son muy estrictos”, explican los investigadores María Martínez-Ceron, Mariela Marani, Marta Taulés, Marina Etcheverrigaray, Fernando Albericio, Osvaldo Cascone y Silvia Camperi, en un artículo reciente de la revista “ACS Combinatorial Science”.

Debido a que la administración de la EPO rh es parenteral, es decir, se introduce en el organismo por vía subcutánea intravenosa, la hormona debe tener un grado de pureza mayor al 99% y es, por lo tanto, la purificación el paso crítico en su proceso de producción. La EPO humana nativa fue purificada por primera vez en 1977 por T. Miyake y colaboradores, a partir de orina de pacientes con anemia aplásica severa, un trastorno por el que se produce un desarrollo defectuoso o incompleto de las líneas celulares de la médula ósea. Desde que F. Lin descubrió el gen, en 1984, se pudo obtener la EPO recombinante humana (EPO rh) de uso terapéutico que es equivalente, inmunológica y funcionalmente, a la que fabrica el organismo. Es el principal regulador fisiológico del proceso de maduración y diferenciación de los progenitores hematopoyéticos eritroides en la médula ósea. Además, mantiene los niveles fisiológicos de los glóbulos rojos circulantes.

 “Normalmente, el proceso de purificación consiste en múltiples etapas de separación. En consecuencia, se hace necesario mejorar cada etapa, considerada en forma individual, pero también, combinar estos pasos de modo adecuado para incrementar la eficacia global del proceso”, explica Cascone.

El método desarrollado por este equipo de investigadores de las universidades de Buenos Aires, del Litoral y Barcelona, opera en tres pasos: en primera instancia se obtiene un sobrenadante de cultivo libre de células por centrifugación o filtración. “El segundo paso consiste en acondicionar ese sobrenadante por diafiltración y, el tercero, en purificar la EPO rh por cromatografía de afinidad con péptidos inmovilizados en un soporte adecuado. Estos péptidos son seleccionados por screening de una biblioteca combinatoria sintética”, detalla Camperi. 

Es decir, este proceso resulta particularmente eficiente debido, por un lado, a la alta selectividad que se establece entre la proteína y el péptido; y por el otro, dado que conjuga las etapas de captura y de purificación fina en un solo paso, simplificándolo de modo notable y haciendo que los costos de producir eritropoyetina recombinante humana desciendan de modo considerable.

UNA NUEVA TERAPIA EXPERIMENTAL REDUCE EN UN 90% LA METÁSTASIS DE MELANOMA EN PULMÓN

Un estudio liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha desarrollado una nueva terapia experimental que reduce en un 90% la presencia de focos de metástasis de melanoma maligno en el pulmón. Los resultados, probados en ratones, muestran el potencial terapéutico de los inhibidores de la enzima PARP, una molécula clave en la reparación de los daños inducidos sobre el ADN. La investigación ha sido publicada en la revista PLOS Genetics.

“La metástasis es la diseminación de células invasivas del tumor desde el lugar donde se origina hacia otras partes del cuerpo, y es causa de la inmensa mayoría de la mortalidad relacionada con los tumores sólidos", explica el investigador del CSIC Javier Oliver, del Instituto de Parasitología y Biomedicina López Neyra.

Este trabajo describe la capacidad de la enzima PARP para regular la expresión de factores como la vimentina y la VE-cadherina, proteínas claves en la dinámica de las células vasculares situadas alrededor del tumor y en los procesos transformación maligna, como el mimetismo vascular y la adquisición de propiedades invasivas. 

¿USAR EL ALIENTO COMO HUELLA "DACTILAR"?

Una nueva investigación sugiere que el aire exhalado por una persona al respirar contiene una "huella dactilar" química que es exclusiva de cada persona y que refleja su estado de salud. Si esto se confirma, sería factible valerse de esta "huella dactilar" para diagnosticar enfermedades basándose en el análisis químico del aire exhalado por el paciente al respirar, y empleando para dicho análisis métodos muy sensibles y precisos.

Los fluidos corporales contienen mucha información sobre el estado de salud de una persona. Los médicos utilizan de forma rutinaria los análisis de sangre y orina para detectar eventuales indicios de enfermedades infecciosas o metabólicas, a fin de diagnosticar enfermedades de todo tipo, desde cáncer al mal funcionamiento de un órgano, y también para verificar las dosis realmente tomadas de los medicamentos, basándose para este último caso en la presencia y abundancia de estos compuestos en los fluidos corporales.

Investigadores del Instituto Federal Suizo de Tecnología, en Zúrich, y del Hospital Universitario de Zúrich, proponen ahora extender tales análisis más allá de los fluidos corporales tradicionales, alcanzando ese campo descrito del análisis del aire exhalado al respirar, aprovechando modernos métodos analíticos de alta resolución que pueden proporcionar información en tiempo real sobre la composición química pormenorizada de una muestra de aire.

Estos científicos desarrollaron una versión basada en instrumentos científicos de un principio que ha sido durante mucho tiempo conocido en la medicina china tradicional: El de extraer conclusiones sobre el estado de la salud de un paciente basándose en el olor de su aliento. También se sabe que los perros debidamente adiestrados, y hasta las ratas, pueden distinguir en el aliento de una persona diferencias que dependen de si esa persona está sana o por lo contrario padece de alguno de ciertos tipos de cáncer.

El equipo del químico Renato Zenobi planea perfeccionar por medios artificiales esta capacidad de detección, de tal modo que la tecnología preparada específicamente para este menester permita identificar con gran certeza los compuestos químicos presentes en el aliento de las personas. Gracias a ello, los médicos deberían poder valerse de compuestos específicos presentes en el aliento en concentraciones diminutas pero delatadoras, para hacer diagnósticos.

La espectrometría de masas puede ser la base para dicha tecnología, tal como se ha demostrado en un reciente estudio donde los investigadores del Instituto Federal Suizo de Tecnología (también conocido como Escuela Politécnica Federal) analizaron el aire exhalado por once voluntarios. El equipo de investigación constató que la "huella dactilar" química del aire exhalado al respirar, mayormente integrada por metabolitos volátiles y semivolátiles, muestra un patrón esencial que es característico del individuo. Se comprobó que el aliento de cada voluntario tenía su propia "huella dactilar" química.

Después de mediciones sistemáticas durante 11 días, los investigadores tuvieron claro que esa huella metabólica en el aliento se mantenía igual para cada persona bajo condiciones normales de salud, con sólo algunas pequeñas variaciones a lo largo del día. Por tanto, el patrón químico en el aliento de cada persona era lo bastante estable como para ser útil como herramienta de diagnóstico. Un cambio acentuado sólo podría significar una anomalía en el metabolismo de la persona.El próximo paso que el equipo de Zenobi y Pablo Martinez-Lozano Sinues planea dar es aprender a reconocer los patrones químicos del aliento característicos de enfermedades específicas. A tal fin, el equipo está colaborando con un grupo de médicos de la División de Medicina Pulmonar en el Hospital U.

MECANISMO ALTERNATIVO PARA EL TRÁFICO ALTERNATIVO DE PROTEÍNAS EN LA CÉLULA

Un nuevo estudio científico, publicado en portada en la revista Traffic, describe la existencia de mecanismos alternativos a la vía tradicional de exportación de proteínas sintetizadas en el retículo endoplasmático. La investigación está firmada por un equipo internacional en el que participan el profesor Pedro Moral, jefe del Grupo de Investigación Consolidado de Biología de las Poblaciones Humanas de la Unidad de Antropología de la Facultad de Biología de la UB (España), adscrita al campus de excelencia internacional BKC, y la investigadora Meritxell Cutrona, colaboradora de la Unidad y miembro del Consorcio Mario Negri Sud y de la Fundación Universidad Gabriele D’Annunzio (Italia). 

El trabajo está centrado en el estudio del proceso de secreción de proteínas sintetizadas en el retículo endoplasmático, y aborda lo que se conoce como ruta secretora, es decir, el conjunto de orgánulos de la célula que coordinan el transporte de proteínas desde el retículo endoplasmático hasta otros destinos (por ejemplo, el medio extracelular, o bien otros compartimentos de membrana en el interior de la célula) atravesando el complejo de Golgi. 

Tal como explica Meritxell Cutrona, primera autora del trabajo, «el estudio de la ruta secretora reveló el interés de identificar los mecanismos moleculares y los factores reguladores en la base del transporte de membrana -y de proteínas- entre los diferentes compartimentos celulares». Según la teoría vesicular, el proceso de biogénesis de vesículas de transporte y el intercambio secuencial entre compartimentos está regulado por una serie de productos génicos implicados en la regulación de la ruta secretora. Este proceso incluye la selección y el empaquetamiento de productos proteicos (cargo) a nivel del compartimento de origen, la deformación de la membrana y la formación de la vesícula de transporte, la vehiculización hacia el compartimento sucesivo y, finalmente, la fusión con las membranas para verter los contenidos. 

Según el modelo clásico, la fase inicial del transporte vesicular desde el retículo endoplasmático está regulada por el complejo multiproteico COPII, que aporta el único mecanismo para garantizar la exportación de proteínas cargo y, por lo tanto, el acceso a la ruta secretora. Según explica Meritxell Cutrona, «aun así, desde hacía algunos años, se han ido acumulando indicios que cuestionaban el modelo clásico de externalización y transporte de proteínas basado en la función del complejo COPII». 

Estos ejemplos no coincidentes con las predicciones del modelo clásico de exportación proteica se corresponderían con mecanismos de transporte no convencional. Sería el caso, por ejemplo, del proceso de exportación de proteínas cargo en cepas de levadura mutante por elementos concretos de COPII, atribuido a mecanismos alternativos a la función de COPII, un fenómeno conocido como COPII bypass». El proceso de COPII bypass también se ha registrado recientemente en algunos casos de células de mamífero; pero todavía se desconocen los mecanismos responsables. 

En el estudio, los autores inhibieron la función de COPII (vía tradicional) para identificar los mecanismos no convencionales. Como elemento de innovación, indujeron la represión del complejo COPII mediante el silenciamiento de la expresión génica de los loci que codifican por Sar1 (gen Sar1A y Sar1B) en el genoma de los mamíferos. Sar1 es un elemento del complejo COPII, y es el factor clave para la biogénesis de las vesículas y la ruta secretora. «Esta innovadora aproximación metodológica -apunta Pedro Moral- ha proporcionado una de las evidenciacias más significativas descritas hasta ahora para confirmar la existencia de modelos alternativos para el transporte proteico celular». 

El nuevo trabajo identifica una nueva estrategia que podría ser válida para identificar reguladores generales de transporte alternativo, caracterizar aspectos funcionales y morfológicos de rutas alternativas y establecer los potenciales usuarios entre las proteínas cargo sintetizadas a nivel de retículo endoplasmático. Tal como concluye Meritxell Cutrona, «el estudio también revela un nuevo nivel de regulación del transporte cuando la función de COPII está inhibida por el silenciamiento de Sar1. El hecho de que haya vías múltiples -y no un paso obligatorio y único- para todas las proteínas que se sintetizan en el retículo endoplasmático ayudará a abrir nuevos escenarios para profundizar en el conocimiento de la fisiología celular y su relación con determinadas patologías relacionadas con acumulaciones de proteínas en el retículo endoplasmático (fibrosis quística, por ejemplo).

LA IMPORTANCIA DE LA VITAMINA D EN LA OBESIDAD

La obesidad hace que la persona tenga un mayor riesgo de desarrollar diabetes tipo 2, una enfermedad en la cual el paciente tiene una cantidad excesiva de azúcar en la sangre. Ahora, una investigación indica que los suplementos de vitamina D pueden ayudar a niños y adolescentes obesos a controlar sus niveles de azúcar en sangre, lo cual a su vez puede ayudar a lidiar mejor con el aumento de peso.

El equipo de Catherine Peterson, profesora de nutrición y fisiología del ejercicio de la Universidad de Misuri en la ciudad Estadounidense de Columbia, estudió a 35 niños y adolescentes obesos prediabéticos. Todos los participantes del estudio tenían insuficiencia o deficiencia de vitamina D, y sus dietas y niveles de actividad eran similares. A los participantes del estudio se les asignaron al azar dosis altas de un suplemento de vitamina D o un placebo, que en ambos casos tomaron diariamente durante seis meses.

Quienes tomaron el suplemento alcanzaron niveles suficientes de vitamina D y experimentaron una disminución de la cantidad de insulina en la sangre.

Peterson cree que, a la luz de los resultados de este estudio, el personal sanitario debería comprobar los niveles de vitamina D de sus pacientes obesos, porque estos son propensos a tener cantidades insuficientes. "Añadir suplementos de vitamina D a sus dietas puede ser un complemento eficaz para tratar la obesidad y la resistencia a la insulina asociada a dicha obesidad", valora Peterson.

La vitamina D ayuda a mantener sanos los huesos, los músculos y los nervios. El cuerpo puede obtener dicha vitamina por la dieta, o de suplementos, o por exposición a la luz solar. La insuficiencia de vitamina D es común; sin embargo, puede resultar más perjudicial para las personas obesas.

Lo que hace diferente a la insuficiencia de vitamina D en las personas obesas es que el metabolismo de éstas procesa la vitamina D con la mitad de la eficacia con que lo hace el metabolismo de las personas de peso normal. En la gente obesa, la vitamina D se almacena con más facilidad en sus tejidos grasos, lo que impide que sea procesada adecuadamente. Esto significa que las personas obesas necesitan tomar aproximadamente el doble de vitamina D que las delgadas para mantener disponibles los niveles suficientes de esta vitamina.

EL TÉ VERDE Y EL CAFÉ DISMINUYEN LOS DERRAMES CEREBRALES

Los resultados de una investigación efectuada en Japón apuntan a que el té verde y el café pueden ayudar a reducir los riesgos de sufrir un derrame cerebral, especialmente cuando ambos son consumidos de forma regular. Las personas investigadas en el estudio que bebieron diariamente té verde o café tuvieron un riesgo aproximadamente de un 20 a un 30 por ciento menor de sufrir un tipo de derrame cerebral, en comparación con quienes consumieron esas bebidas con poca frecuencia.

Éste es el primer estudio a gran escala que examina juntos los efectos del té verde y del café sobre el riesgo de sufrir derrames cerebrales.

El equipo del Dr. Yoshihiro Kokubo, del Centro Nacional Cerebral y Cardiovascular de Japón, preguntó a 83.269 adultos japoneses sobre sus hábitos de consumo de té verde y café, y mantuvo un seguimiento de esas personas a lo largo de un promedio de 13 años. El equipo encontró que cuanto más té verde o café bebía la gente, menor era su riesgo de sufrir un derrame cerebral (accidente cerebrovascular o ataque de apoplejía).

Las personas que bebían al menos una taza de café al día tenían un 20 por ciento menos de riesgo de derrame cerebral que quienes raras veces bebían café.

Las personas que bebían de dos o tres tazas de té verde al día tenían un riesgo un 14 por ciento menor de derrame cerebral y las que bebían al menos cuatro tazas tenían un 20 por ciento menos de riesgo, en comparación con quienes raras veces bebían té.

Las personas que bebían al menos una taza de café o dos tazas de té verde al día tenían un 32 por ciento menos de riesgo de hemorragia intracerebral, en comparación con las que raras veces consumían estas bebidas. (La hemorragia intracerebral ocurre cuando un vaso sanguíneo se rompe y sangra dentro del cerebro. Alrededor del 13 por ciento de los derrames cerebrales son hemorrágicos.)

Los participantes en el estudio tenían entre 45 y 74 años de edad, había prácticamente la misma cantidad de hombres que de mujeres, y no padecían de cáncer ni de enfermedades cardiovasculares.

Durante los 13 años de seguimiento, los investigadores revisaron los registros médicos hospitalarios y certificados de defunción de los participantes, recopilando datos sobre enfermedades cardiacas, derrames cerebrales y causas de muerte. También ajustaron sus resultados para tener en cuenta la edad, el sexo y factores del estilo de vida como el hábito de fumar, el consumo de alcohol, el peso, la dieta y la práctica de ejercicios físicos.

El té y el café son las bebidas más populares en el mundo después del agua, por lo que los resultados de esta investigación podrían en principio aplicarse a la población de otros países.

No está claro cómo el té verde influye sobre el riesgo de sufrir derrames cerebrales. Un grupo de compuestos conocido como catequinas podría proporcionar cierta protección. Las catequinas tienen un efecto antiinflamatorio y antioxidante, incrementando la capacidad antioxidante y los efectos antitrombogénicos del plasma.

El café contiene ácido clorogénico, el cual reduce el riesgo de sufrir un derrame cerebral mediante la disminución de las posibilidades de desarrollar diabetes tipo 2.

Por supuesto, como ocurre con cualquier producto, un consumo excesivo de café o té es perjudicial para la salud, de modo que nadie debería comenzar a beber cantidades ingentes de té o café.

SINTETIZAN COMPUESTO ANTICANCERÍGENO BASADO EN LOS HONGOS

Inspirados en una sustancia química que algunos hongos secretan para defender su territorio, unos químicos han sintetizado y probado varias decenas de compuestos que quizá podrían actuar como fármacos antitumorales. Hace algunos años, un equipo de investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos, dirigidos por el químico Mohammad Movassaghi, se convirtió en el primero en sintetizar químicamente un compuesto muy complejo derivado de hongos que mostró actividad anticáncer en estudios anteriores.
Éste y otros compuestos relacionados con él están presentes en los hongos de forma natural en cantidades tan pequeñas que ha sido difícil hacer un estudio exhaustivo de la relación entre la estructura del compuesto y su actividad, una investigación fundamental antes de abordar el desarrollo definitivo de fármacos basados en estos compuestos.
En el nuevo estudio, Movassaghi y sus colegas del MIT y de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, Estados Unidos, diseñaron y probaron 60 compuestos basados en esa sustancia química de los hongos, a fin de poner a prueba la capacidad de cada compuesto para matar células cancerosas humanas.
El equipo de Movassaghi y Nicolas Boyer, también del MIT, ha constatado con gran satisfacción, a través de varias líneas de células cancerosas, que algunos de esos compuestos parecen ser notablemente potente.

SE IDENTIFICA UN GEN QUE PUEDE RETRASAR EL ENVEJECIMIENTO

Unos científicos de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA) han identificado un gen que puede retrasar el envejecimiento y prolongar la duración de una vida sana en moscas de la fruta. La investigación, tal como subrayan sus autores, podría tener repercusiones importantes en los recursos de la ciencia médica para retrasar el envejecimiento humano y para tratar ciertas enfermedades.

El gen, llamado parkin, tiene al menos dos funciones vitales: Marca proteínas dañadas para que las células pueden desecharlas antes de que se vuelvan tóxicas, y se cree que desempeña un papel clave en la eliminación de mitocondrias dañadas en las células.

El envejecimiento es un factor de riesgo importante para el surgimiento y el avance de muchas enfermedades neurodegenerativas. En ese sentido, el equipo de David Walker y Anil Rana cree que el nuevo hallazgo brinda nuevos y reveladores datos sobre los mecanismos moleculares que conectan estos procesos.

El gen parkin puede regular el proceso de envejecimiento en moscas de la fruta, las cuales por regla general viven menos de dos meses. Los investigadores aumentaron los niveles del gen parkin en las células de las moscas estudiadas, y encontraron que esto extendía su vida en más de un 25 por ciento, en comparación con un grupo de control en cuyas moscas no se potenció ese gen.
Todas las moscas del grupo de control ya habían muerto en el día 50. En cambio, en el grupo que tenía el gen parkin sobreexpresado, casi la mitad de la población aún vivía después de esos 50 días. Y esto, habiendo manipulado sólo uno de sus cerca de 15.000 genes.

Con sólo aumentar los niveles de parkin, las moscas viven mucho más tiempo sin que su salud experimente efectos secundarios nocivos. Viven más tiempo, pero manteniéndose activas, fértiles y, en definitiva, sanas. Esto último es importante, ya que, tal como argumenta Anil Rana, lo que se busca con esta línea de investigación no es solo alargar la vida sino también la etapa en que la salud general aún es buena, antes del deterioro general asociado a la senilidad.

LAS CLAVES DEL ENVEJECIMIENTO

¿Cuántos años puede llegar a vivir el ser humano? La respuesta a esta pregunta tan ambiciosa no está, de momento, al alcance de la ciencia. Por ello, quizás sea más sensato determinar las causas del envejecimiento y, de esta forma, centrar los objetivos en los que actuar para retrasar los efectos de la edad. A ello se ha dedicado un grupo de investigadores que han recopilado en un artículo que publica Cell los hallazgos de tres décadas de estudios sobre los procesos vinculados a la edad.

“Esta revisión no habla de teorías, sino de evidencias moleculares y genéticas”, apunta Carlos López-Otín, de la Universidad de Oviedo, uno de los autores. Junto a él, firman el trabajo María Blasco y Manuel Serrano,  del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), Linda Partridge (Instituto Mark Plank para la Biología del Envejecimiento) y Guido Kroemer (Universidad de París-Descartes).

“Había llegado el momento de presentar de manera organizada y comprensible las claves moleculares de un proceso todavía muy incomprendido, pese a los miles de artículos científicos publicados cada año sobre él”, añade López-Otín. Estos factores, que se encuentran interconectados, están en la raíz de “muchas enfermedades asociadas al envejecimiento”, indican María Blasco y Manuel Serrano, del CNIO.

De acuerdo con el artículo, titulado Las características del envejecimiento (The Hallmarks of aging), las cuatro causas primarias a las que hay que prestar atención son las lesiones en los genes o en los interruptores que los activan, el acortamiento de los telómeros (los capuchones que protegen los extremos de los cromosomas) y los fallos en el control de calidad de la eliminación de proteínas.

Acumulación de daño genético: A medida que pasa el tiempo, los genes sufren lesiones. Pueden ser de origen externo, por ejemplo, provocadas por radiación solar o tóxicos químicos, o endógenas, como errores en la replicación del ADN. Si los mecanismos de reparación de estas lesiones (tanto del núcleo celular como del ADN mitocondrial) fallan, las alteraciones se acumulan y desembocan en síndromes de envejecimiento prematuro o procesos tumorales, entre otros efectos patológicos. Conviene recordar que el daño en el material genético es un elemento común del cáncer.

Un ejemplo de cómo mutaciones en el ADN pueden derivar en envejecimiento precoz es la progeria (enfermedad de Hutchinson-Gilford). La patología provoca un envejecimiento acelerado en los niños que la padecen, que muestran un aspecto envejecido y no suelen sobrevivir a los 13 años. El funcionamiento incorrecto del gen LMNA, que interviene en el funcionamiento del núcleo celular, provoca una alteración en la estructura del núcleo y envejecimiento precoz.

Desgaste en el extremo de los cromosomas: Una consecuencia de la inestabilidad genética es el acortamiento de los telómeros, los capuchones que protegen el material genético de los bordes de los cromosomas. Pero este fenómeno tiene tal entidad, que los investigadores lo consideran como una causa de envejecimiento por sí misma.

Con el paso del tiempo, los mecanismos para reparar estas fundas se deshacen (como las protecciones de los cordones de los zapatos que impiden que se deshilachen), los telómeros se desgastan y la célula o no se puede replicar o muere. Investigadores del CNIO advirtieron el año pasado en ratones que el ritmo al que se van encogiendo los telómeros está relacionado con la esperanza de vida en los roedores.

Influencia del ambiente: Los hábitos de vida y la exposición al ambiente influyen no solo en los genes, sino en cómo se expresan. Existe un conjunto de señales bioquímicas que, a modo de interruptores, encienden o apagan la actividad de los genes y que son básicos para el funcionamiento normal de las células. La disciplina que se ocupa de su estudio se conoce como epigenética. A pesar de que queda mucho por conocer de estos mecanismos, ya se sabe, por ejemplo, que el tabaco o la radiación solar pueden silenciar la expresión genética mediante un proceso denominado metilación. Y los cigarrillos se encuentran detrás de un 30% de los tumores.

Enfermedades degenerativas por proteínas fuera de control.: El funcionamiento adecuado de las células tiene que ver, entre otros factores, con una correcta eliminación de las proteínas defectuosas o sobrantes. Errores en estos procesos, que pueden desembocar en la acumulación de proteínas, se relacionan con enfermedades asociadas al envejecimiento, como es el caso del alzhéimer. En esta patología, las neuronas mueren por la formación de las llamadas placas seniles, unos depósitos de la proteína beta-amiloide, que no deberían acumularse.

Los autores del trabajo describen otro conjunto de daños relacionados con el envejecimiento que denominan secundarios. Se trata de fallos en los procesos destinados a eliminar las células lesionadas por los cuatro fenómenos anteriores. En ocasiones, la reacción del cuerpo para corregir un fallo acaba siendo perjudicial en sí misma. Es lo que sucede cuando las células que acumulan mutaciones dejan de replicarse y se suicidan para no perjudicar al organismo. Cuando se da en exceso, la caída en picado de regeneración celular provoca el envejecimiento de los tejidos y, en consecuencia, del organismo.

En este grupo de causas secundarias del envejecimiento, los investigadores incluyen a los radicales libres “que pueden ser dañinos en grandes cantidades pero cuya presencia desencadena también una respuesta protectora” y distintas alteraciones metabólicas. Una de las más controvertidas está relacionada con el abuso de alimentos. Distintos estudios vinculan el exceso de aportación calórica a una menor expectativa de vida, de la misma forma que la escasez de nutrientes pone en marcha estrategias protectoras en el organismo. Sin embargo, los investigadores alertan de que presumiblemente, esta estrategia “con el tiempo y en exceso”, puede dar lugar a resultados patológicos.

 

Finalmente, los investigadores identifican un último grupo de otros dos procesos biológicos que provocan los que califican de "daños terciarios" al organismo relacionados con la edad. Una vez más, son un efecto cascada de los anteriores. Por ejemplo, el agotamiento de las células madre de los tejidos y la consiguiente imposibilidad de renovación celular (la etapa final de la muerte celular masiva y el envejecimiento del tejido). O errores en la comunicación celular, entre los que se encuentra la inflamación, "un proceso que de forma crónica se asocia al cáncer", según los autores del trabajo.

Mientras que las estrategias destinadas a extender la longevidad a través de la reparación de los daños que el tiempo causa a los genes "están todavía lejanas", López-Otin cree que las relacionadas con el metabolismo "pueden ser más accesibles". En cualquier caso, no será a corto plazo.

Manuel Serrano

Carlos López Otín

María Blasco

Fuente: El País.

EL GEN ROC1 DETIENE EL CRECIMIENTO DEL TALLO Y FAVORECE EL ALARGAMIENTO DE LAS RAÍCES

Además de usar la luz como fuente de energía, las plantas la utilizan para informarse sobre el ambiente que las rodea. Ahora, científicos del Instituto Leloir descubrieron un gen clave para organizar la distribución del trabajo: su actividad detiene el crecimiento del tallo y favorece, al mismo tiempo, el alargamiento de las raíces y el despliegue de las hojas, dos pasos que propician la fotosíntesis.

“Si se determinan los mecanismos moleculares que participan en esos procesos es posible conocer mejor y optimizar genéticamente las respuestas de los cultivos al ambiente luminoso en que se desarrollan”, señaló a la Agencia CyTA el doctor Jorge Casal, jefe del laboratorio del Fisiología Molecular de Plantas.

El cambio de aspecto de la planta al exponerse a la luz se llama “desetiolación”. Gracias a la acción de receptores de luz –como los fitocromos y los criptocromos- distribuidos por sus órganos, éstos pueden detectar si se encuentran en la oscuridad propia del suelo o ya emergieron a la superficie. Los fitocromos perciben luz roja y roja lejana del espectro luminoso y los criptocromos, la luz azul.
 El gen ahora identificado, ROC1, guarda la información para fabricar una proteína que actúa en una vía metabólica común a ambos receptores, como si fuera el mismo eslabón de dos cadenas.

“La proteína ROC1 actúa en la interfase entre las señales de luz, percibidas por fitocromos y criptocromos, y las señales internas, regulando la sensibilidad a los niveles de ciertas hormonas vegetales (brasinosteroides)”, destacó Casal, quien también trabaja en el Instituto de Investigaciones Fisiológicas y Ecológicas Vinculadas a la Agricultura (IFEVA) de la UBA. Como resultado de esa interacción, la planta privilegia la expansión de las hojas en desmedro del crecimiento del tallo.

Los experimentos se realizaron en la planta Arabidopsis thaliana, un modelo que sirve para estudiar otras especies vegetales de importancia agronómica.

Arabidopsis thaliana

CONTROLAN EL GEN NgR1 PARA RESTABLECER UN CEREBRO MADURO AL GRADO DE ADOLESCENTE

La activación de cierto gen ayuda de forma decisiva a crear las conexiones neuronales maduras que permiten al cerebro pasar de la impresionabilidad adolescente a la estabilidad adulta. Recientemente, unos investigadores han conseguido invertir el proceso en cerebros de ratones adultos, recreando la estructura de un cerebro joven con su consiguiente mejora en la capacidad de aprendizaje así como en la de curación ante una lesión cerebral.

 Los científicos han sabido durante mucho tiempo que el cerebro de un adolescente es muy distinto al de un adulto. Uno y otro tienen sus ventajas y desventajas. Entre las ventajas del cerebro adolescente figura la de que es más maleable o adaptable, una cualidad que permite a niños y adolescentes aprender idiomas más rápidamente que a la persona adulta típica. Otra ventaja del cerebro joven es que se recupera con más rapidez de lesiones cerebrales. En contraste, la relativa rigidez del cerebro adulto se debe en parte a la función de un solo gen que ralentiza el cambio rápido en las conexiones sinápticas entre neuronas.

Mediante el control de las sinapsis en ratones vivos durante semanas y meses, unos investigadores de la Escuela de Medicina de la Universidad de Yale, en New Haven, Connecticut, Estados Unidos, han identificado el interruptor genético clave para la maduración del cerebro. El gen NgR1 se requiere para suprimir los altos niveles de plasticidad en el cerebro adolescente y crear los niveles de plasticidad relativamente lentos que son típicos de la edad adulta.

En los ratones sin la actividad de este gen, los niveles juveniles de plasticidad cerebral persisten a lo largo de la vida adulta. Cuando los investigadores bloquearon la función de este gen en ratones viejos, restablecieron en el cerebro viejo el grado de plasticidad que es típico de los cerebros adolescentes de ratón.

La rehabilitación que viene después de sufrir lesiones cerebrales, incluyendo las provocadas por un derrame cerebral, requiere que los pacientes reaprendan tareas tan simples como mover una mano. El equipo de Stephen Strittmatter, Feras Akbik, Sarah M. Bhagat, Pujan R. Patel y William B.J. Cafferty, constató que los ratones adultos que carecen del gen NgR1 se recuperaron de una lesión cerebral en plazos de tiempo similares a los de ratones adolescentes en la misma situación. Los ratones adultos sin actividad del gen dominaron de nuevo las tareas motoras complejas antes que los adultos en los que sí actuaba el gen.

Esto plantea la posibilidad de que, mediante la manipulación temporal del gen en los humanos se pueda acelerar y ampliar la rehabilitación después de una lesión cerebral.

Los investigadores también han demostrado que el gen NgR1 disminuye la pérdida de recuerdos. 
Los ratones sin el gen pierden los recuerdos desagradables más rápidamente que los ratones en los
 que sí actúa el gen. Esto sugiere que manipular del modo apropiado al gen podría ayudar a tratar el trastorno de estrés postraumático.

LOS PESTICIDAS AUMENTAN EL RIESGO DE PARKINSON

Los primeros datos en relacionar el uso de pesticidas con la aparición de Parkinson datan de los años 80. Desde entonces se han publicado numerosos estudios que sugieren que existe una relación causal; sin embargo, ninguno de ellos es concluyente al cien por cien. El problema, como vuelve a poner de manifiesto esta semana un trabajo en la revista 'Neurology', es que es difícil demostrar una relación causal directa.

El estudio, realizado por los italianos Gianni Pezzoli y Emanuele Cereda (de la Fundación IRCCS de Milán), ha revisado 104 investigaciones sobre Parkinson y pesticidas publicados en diversas revistas médicas. Sus conclusiones admiten que existe un incremento del riesgo neurológico en personas expuestas a pesticidas, insecticidas y disolventes, aunque reconocen que es difícil ser claro a la hora de hablar de una relación causal.

Como admiten Pezzoli y Cereda, muchos de los trabajos analizados son pequeños, muy heterogéneos entre sí, o no han controlado adecuadamente la vía de exposición (inhalada, por contacto...) o la dosis ingerida. Así, aunque los trabajos de mayor calidad metodológica sí perciben un riesgo de Parkinson relacionado con estos productos tóxicos (que oscila entre el 33% y el 80%, según la investigación), sigue siendo necesario todavía un estudio adecuadamente controlado y riguroso que permita sacar conclusiones.

"Que los pesticidas aumentan el riesgo de Parkinson ya está claro; tanto como que el tabaco causa cáncer de pulmón", explica Francisco Pan-Montojo, un investigador español de la Universidad de Dresde (Alemania), especializado en este campo "Lo que nos faltan por conocer son los detalles. Igual que no sabemos porqué hay fumadores que no desarrollan cáncer, no sabemos todavía si hay algún tipo de característica genética que proteja frente a los daños neurológicos de los pesticidas, qué nivel de dosis es tóxica, si hay ciertos herbicidas más peligrosos que otros...".

En 2010, el equipo que dirige Pan-Montojo en Alemania relacionó la exposición prolongada a la rotenona (un pesticida) en el intestino con la muerte de neuronas dopaminérgicas en el cerebro de ratas. "Posteriormente, otro equipo dirigido por Caroline Tanner demostró en la revista 'Environmental Health Perspectives' que sustancias como la rotenona y el paraquat, que inhiben la función de la mitocondria, duplicaban el riesgo de Parkinson en humanos", explica a ELMUNDO.es el científico gallego.

Igual que en el trabajo italiano, en aquel experimento se observó mayor riesgo en personas expuestas a dosis mayores y durante periodos de tiempo más prolongados. Sin embargo, como reconocen los autores italianos, falta por demostrar adecuadamente qué papel juega la exposición a múltiples pesticidas simultáneamente (cómo pueden interaccionar estos en el organismo) y si la genética de cada individuo puede jugar un papel en esta cuestión.

"El problema de muchos estudios de este tipo es que están basados en autocuestionarios sobre la exposición por parte del propio trabajador", reconoce Cereda; "no sabemos realmente cuál es la ruta de exposición o su llevaban protección". Aún así, añade, los estudios controlados con agricultores y trabajadores muy expuestos a estos productos han demostrado que el riesgo es mayor; "ahora que ya sabemos eso, falta un estudio más serio".

En ese sentido, el propio doctor Cereda apunta que su metaanálisis no hace sino señalar esas cuestiones que siguen sin resolver alrededor de esta cuestión, pero con importantes implicaciones desde el punto de vista de salud pública. "La literatura apoya la hipótesis de que la exposición a pesticidas y disolventes es un factor de riesgo en el desarrollo de Parkinson. Sin embargo, son necesarios estudios prospectivos de calidad para sostener esta relación causal".

 Fuente: El Mundo

SE RELACIONA POR PRIMERA VEZ UN CÁNCER CON GEN IMPLICADO EN LA PROTECCIÓN DE LOS TELÓMEROS

Un estudio pionero, publicado en la revista Nature Genetics, explora un nuevo mecanismo que puede contribuir al desarrollo de diversos tumores, incluyendo la leucemia linfática crónica, una forma de cáncer que afecta a más de mil nuevos pacientes cada año en España.

Este trabajo, dirigido por María Blasco, directora del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), Carlos López-Otín, del Instituto Universitario de Oncología de la Universidad de Oviedo y Elías Campo, del Hospital Clínic/Universidad de Barcelona, representa un nuevo avance del Consorcio Español para el estudio del Genoma de la Leucemia Linfática Crónica.

“La leucemia linfática crónica es la leucemia más frecuente en los países occidentales”, comenta López-Otín. “Una vez descifrados los cambios genéticos y epigenéticos más frecuentes en su desarrollo, es necesario conocer los mecanismos bioquímicos alterados, para poder mejorar el diagnóstico y el tratamiento de esta enfermedad”.

Siguiendo los trabajos previos dirigidos por Campo y López-Otín, publicados en Nature y Nature Genetics en los dos últimos años, los investigadores se centraron en las mutaciones que afectan a POT1, uno de los genes implicados en la protección de los extremos de los cromosomas, los telómeros. Es la primera vez que aparece mutado en un cáncer humano un gen con esta función.

“Llevamos mucho tiempo estudiando la biología de los telómeros, ya que alteraciones en su mantenimiento se asocian al cáncer y también al envejecimiento. Aunque se conocen mecanismos por los que las células tumorales alteran sus telómeros, las mutaciones en POT1 revelan otra ruta hasta ahora desconocida”, señala Blasco.

Cada cromosoma tiene en su extremo, en los telómeros, un capuchón protector formado por proteínas, y POT1 es la ‘grapa’ que lo fija uniéndolo al ADN telomérico. Todas las mutaciones ahora halladas en POT1 impiden a este gen cumplir su función. El ADN del extremo del cromosoma se queda por tanto sin su cubierta protectora.

En el trabajo que ahora se publica, los investigadores han encontrado que el 3,5% de los pacientes con leucemia linfática crónica presenta mutaciones en POT1, pero esta cifra asciende al 9% del subgrupo de pacientes con una forma especialmente agresiva de la enfermedad.

Para los autores, el estudio de la ruta bioquímica que lleva de estas anomalías al crecimiento descontrolado de los linfocitos B puede proporcionar importantes claves sobre la leucemia linfática crónica y sobre el cáncer en general.

Además, tras analizar el genoma de 341 pacientes de leucemia linfática crónica –comparando en cada caso los genes de células sanas con los de células tumorales–, los investigadores han descubierto que POT1 es uno de los genes más frecuentemente mutados en esta enfermedad.

Los resultados previos del Consorcio Español para el estudio del Genoma de la Leucemia Linfática Crónica, financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad, ya habían mostrado que en esta enfermedad intervienen más de mil mutaciones, y que cada paciente presenta una combinación única de centenares de ellas.

Es más, los diversos genes mutados identifican subgrupos relativamente pequeños de pacientes con características diferentes en su enfermedad. De hecho, las mutaciones que más se repiten se dan en solo el 15% de los pacientes. Aun así, su identificación representa un gran avance, “porque es un paso hacia el objetivo de las terapias personalizadas, adaptadas al perfil genético de cada tumor”.

“Los pacientes con mutaciones en POT1 pertenecen al grupo con peor pronóstico. Por tanto, la intervención terapéutica sobre esta ruta podría ayudar al tratamiento de un grupo de pacientes cuyas perspectivas clínicas son, en la actualidad, muy desfavorables”, concluye Campo.

NUEVO DESCUBRIMIENTO DE CÓMO EL FLÚOR ATACA LA CARIES

En un avance decisivo hacia el esclarecimiento de un misterio con medio siglo de existencia, unos científicos han presentado nuevas evidencias sobre cómo el flúor (en forma de ciertos fluoruros) presente en pastas de dientes, agua potable, líquidos para enjuagues dentales, y otros productos para el cuidado bucal, previene contra la caries.

A pesar de medio siglo de investigaciones científicas, durante todo este tiempo no ha cesado la controversia sobre cómo exactamente los compuestos de flúor reducen el riesgo de caries. Dichas investigaciones establecieron hace bastante tiempo que el flúor ayuda a endurecer la capa de esmalte que protege a los dientes del ácido producido por las bacterias que causan caries. Estudios más recientes han encontrado que el flúor penetra en una capa de esmalte mucho más delgada de lo que se creía y la endurece, lo que respalda a otras teorías sobre cómo actúa el flúor.

El equipo de Karin Jacobs, de la Universidad de Saarland en Alemania, ha encontrado ahora nuevas evidencias de que el flúor también merma la fuerza de adhesión de las bacterias que se pegan a los dientes y producen el ácido que crea las caries.

Los experimentos, realizados en dientes artificiales (bolitas de hidroxiapatita) para permitir la aplicación de técnicas de análisis de alta precisión, revelaron que el flúor reduce la capacidad de las bacterias que causan caries para pegarse a esas bolitas, lo cual, por tanto, también debe ocurrir en el caso de los dientes naturales. El resultado es que, gracias al flúor, resulta más fácil deshacerse de las bacterias mediante la saliva, el cepillado u otra acción comparable.