Hasta el momento la comunidad científica asumía que el feto no tenía un sistema inmunitario maduro. “Esto era necesario para que tolerase el traspaso de células de la madre a través de la sangre?, afirma Florent Ginhoux, investigador del Singapore Immunology Network (SIgN) y autor principal de un estudio que explica la tolerancia inmunitaria del feto durante la gestación.

El trabajo, que publica la revista Nature, abre una nueva ventana sobre las investigaciones del desarrollo del sistema inmunitario humano porque demuestra que el feto es capaz de crear respuestas inmunitarias desde muy temprano.

Como el feto está expuesto a una gran cantidad de moléculas para activar su sistema inmunitario, el equipo de investigadores del grupo A*STAR se centró en el análisis del tejido de 96 fetos durante el segundo trimestre de embarazo ?entre las semanas 14 y 22 de gestación?. De este modo, descubrieron que las células inmunológicamente activas ya estaban presentes en los tejidos en ese momento.

Esta red de células dendríticas fetales ?células inmunes encargadas de dirigir las respuestas inmunitarias del cuerpo? se completa al final del segundo trimestre y, por tanto, permite detectar patógenos y protegerse contra ellos, como ocurre en los adultos.

No obstante, ?estas células fetales son únicas ya que empujan preferentemente la diferenciación de células inmunes en células reguladoras?, explica a Sinc Ginhoux.

Entender las condiciones del embarazo

De este modo, el descubrimiento de este mecanismo desconocido constituye un enorme avance en el estudio del sistema inmunitario humano y permite comprender ciertas condiciones relacionadas con el embarazo.

?Las células dendríticas fetales reducen la capacidad de las células T (que forman parte del sistema inmunitario) para producir una proteína directamente asociada a situaciones como la diabetes gestacional y el aborto espontáneo recurrente?, sostiene el investigador. Con esta información, el objetivo de los científicos es restablecer el ambiente inmunosupresor a través de las células dendríticas fetales, un camino aún por explorar.

Por el momento, el equipo de Ginhoux continúa investigando de qué manera se interrumpe el desarrollo normal de las células dendríticas fetales en casos de infección u otras condiciones asociadas al embarazo.

Además, este análisis podría contribuir a la investigación médica de enfermedades en adultos. ?A través del estudio de la inmunidad prenatal podemos aprender de nuevos mecanismos que controlan la tolerancia y la inmunosupresión que, más allá del desarrollo del feto, también son relevantes en relación a enfermedades del sistema inmunitario en adultos?, concluye el principal autor del estudio.
junio 18/2017 (agenciasinc.es)

Al exponerse a la luz solar, los rayos ultravioletas penetran las capas exteriores de la piel hasta las más profundas, donde pueden dañar las células y causar cáncer de piel. Pero para protegerse esta se oscurece durante el bronceado gracias a la melanina, un pigmento oscuro que se encuentra en las células de los mamíferos.

Ahora, investigadores del Hospital General de Massachusetts y del Instituto de Cáncer Dana-Farber (ambos en Estados Unidos) han desarrollado una manera de incrementar la pigmentación en la piel humana sin los efectos perjudiciales de la radiación ultravioleta. Los científicos han creado pequeñas moléculas que estimulan la producción de pigmentos absorbentes de rayos UV en las células.

Los dos estudios, publicados en la revista Cell Reports, se basan en una investigación previa que David Fisher, jefe del departamento de Dermatología del hospital estadounidense, realizó hace 10 años. Este trabajo presentaba un componente denominado forskolina que, por vía tópica, lograba inducir un tono protector contra el cáncer en la piel de ratones sin necesidad de exponerlos a radiación ultravioleta. Sin embargo, no resultó efectivo sobre las muestras de piel humana.

“La piel humana es una gran barrera y todo un desafío cuando se trata de traspasarla, es por ello que otros intentos con componentes por vía tópica no han funcionado?, asegura Fisher, también profesor en la Escuela Médica de Harvard.

Desarrollo de compuestos diferentes

En los nuevos estudios el equipo ha encontrado la solución para desarrollar un fármaco que penetre la piel con éxito. El hallazgo surgió precisamente de la sinergia entre el grupo de científicos de Fisher y el químico Nathanael Gray, del Instituto de Cáncer Dana-Farber.

?Se trata de una clase diferente de compuestos, que funcionan dirigiéndose a una enzima diferente que converge en la misma vía que conduce a la pigmentación?, describen los investigadores. La diferencia es que esta nueva clase de moléculas diseñadas por los científicos poseen propiedades que les facilitan penetrar la piel humana.

De este modo, un menor peso molecular y una mayor capacidad para atravesar los lípidos han permitido oscurecer la piel humana al inhibir las enzimas SIK (sal-cinasa inducida) y estimular los genes que inducen la pigmentación.

Finalmente, el proceso oscureció la piel en función de la dosis y la hora a la que se aplicaban las moléculas. Así, se observó que el bronceado artificial de la piel podía durar días y se podía recobrar su tono natural en una semana o dos al tiempo que se desprenden las células de la superficie, como ocurre con el bronceado natural.

Una protección complementaria

Según Fisher, el potencial de este trabajo para crear una estrategia contra uno de los tipos de cáncer más frecuentes en el mundo es enorme.

La melanina oscura producida mediante esta técnica ?beneficiosa ya que no se produce por lesiones de rayos UV?, podría ser usada para modificar otro tipo de pigmentos con una mayor tendencia cancerígena.

Por el momento, los investigadores se centran en continuar con ensayos clínicos en animales, unas pruebas esenciales para asegurar la efectividad del fármaco antes de pasar a realizar las pruebas de toxicidad en humanos.

?Es posible que esto pueda conducir a nuevas formas de proteger nuestra piel de los dañinos rayos ultravioletas y de la formación de cáncer?, afirma Fisher. El objetivo principal de la investigación es llegar a crear una protección complementaria al uso tradicional de cremas solares.
junio 18/2017 (agenciasinc.es)

Científicos del Departamento de Biología Molecular y Bioquímica de la Universidad de Málaga han desarrollado un modelo matemático que identifica genes resistentes a fármacos contra el cáncer.

El estudio, publicado en la revista Molecular Genetics and Genomics, abre nuevas vías de abordaje con estrategias que detectan los genes de resistencia a medicamentos específicos en cada uno de los subtipos celulares que componen el tumor.

Los investigadores han observado dentro de una misma población de líneas celulares cómo algunas células cancerígenas rechazan la acción de la quimioterapia y otras presentan mayor sensibilidad a ella. Los resultados del trabajo ayudarán a investigar nuevos enfoques terapéuticos más precisos, dirigidos a los subtipos celulares con mejor disposición a cada uno de los distintos tratamientos.

Hasta el momento, los investigadores observaban las diferencias en la expresión génica del conjunto de células que conforman la muestra poblacional total del tumor. Pero el nuevo sistema permite la combinación de los datos de la composición en tipos celulares y de los valores de expresión de distintas líneas cancerígenas con el fin de encontrar los genes responsables de la resistencia a la medicación, expresados de forma específica en las distintas subpoblaciones celulares del tumor.

En esta línea, los expertos exponen el nuevo modelo de cálculo que ha desarrollado las observaciones sobre 16 líneas tumorales, ocho resistentes y ocho sensibles al tratamiento con uno de los medicamentos más usados para quimioterapia en los cánceres más frecuentes.

A través del modelo que proponen los expertos, usado frecuentemente en el estudio de terremotos o en óptica, se mejora la identificación de biomarcadores que indican la resistencia a la quimioterapia teniendo en cuenta que dentro de cada población celular existe una heterogeneidad en la manera en la que expresan su respuesta.

Por tanto, se trata de reconocer cuántas subpoblaciones celulares se encuentran dentro de esas líneas y caracterizarlas en función de su contribución a la expresión de los genes que causan la respuesta ante los medicamentos.

?Uno de los mayores problemas en la lucha contra tumores es la resistencia a fármacos, bien presente de una manera innata en el tumor o adquirida tras la exposición a la quimioterapia. La preocupación por desarrollar estrategias de tratamiento eficaces nos ha llevado a elaborar una fórmula que explique las causas genéticas de esta resistencia debidas a la composición en distintos tipos celulares de la población tumoral?, indica Juan Antonio García Ranea, autor del artículo.

Expresión génica de subpoblaciones celulares

Tradicionalmente, los algoritmos utilizados para calcular las dosis necesarias en el tratamiento contra el cáncer se fundamentaban en los datos teóricos. Sin embargo, las situaciones clínicas concretas son totalmente diferentes a las condiciones genéricas. Por otro lado, los algoritmos basados en modelos matemáticos necesitan menos medidas experimentales para ajustar las cantidades requeridas.

Para solventar estos obstáculos y ajustarse más a la realidad de los casos, el sistema que proponen los autores se apoya en el análisis y observación de la expresión génica de subpoblaciones celulares mediante deconvolución. Este es un modelo matemático basado en la regresión lineal múltiple, que consiste en la restauración de datos que han sido degradados. Es decir, permite combinar distinta información con el fin de obtener los datos iniciales y plantear las conclusiones sobre los orígenes o causas en unos y otros casos.

Los expertos parten de una población celular en la que se incluyen subpoblaciones resistentes a los tratamientos y otras que no lo son. La deconvolución permite el análisis del desarrollo evolutivo de la expresión de genes en estas subpoblaciones de manera diferenciada, determinando por qué y en qué medida unas desarrollan resistencia a un medicamento que se usa normalmente en quimioterapia y otras no lo hacen.

Hasta el momento, los valores obtenidos de un tumor eran valores medios de la expresión de los distintos tipos celulares que lo componen, aunque éstos no son reflejo exacto de la realidad heterogénea del tumor, ya que las técnicas actuales no permiten observar la expresión génica en cada tipo celular. Sin embargo, la deconvolución posibilita la descomposición de las señales medias para obtener valores que sean realmente representativos de los subtipos celulares y relacionarlos con el desarrollo de la resistencia.

En el estudio se llegaron a identificar casi 90 genes específicos de los distintos subtipos celulares, cuya expresión diferencial permanecía oculta dentro de los valores de expresión medios del tumor. Los autores demostraron en el trabajo que dichos genes se comportan como biomarcadores capaces de distinguir entre líneas resistentes y sensibles a la medicación en una muestra dispar de tipos de cáncer.

Por tanto, una línea futura en la que los investigadores plantean continuar sus estudios orientados hacia la identificación de los posibles mecanismos y sistemas moleculares implicados en la resistencia, asociados a los nuevos genes identificados.

El equipo de trabajo forma parte de la red europea de excelencia denominada ?Systems Microscopy NoE? y el proyecto ha sido financiado por la comisión europea de investigación dentro del VII Programa Marco.
junio 18/2017 (agenciasinc.es)

Un equipo de investigadores de la Universidad de Valencia ha identificado potenciales compuestos terapéuticos para el tratamiento de la enfermedad de Parkinson en Drosophila, comúnmente conocida como mosca de la fruta.

El trabajo, publicado en la revista Free Radical Biology and Medicine, apunta que algunos compuestos han conseguido aumentar la capacidad motora de las moscas y reducir el estrés oxidativo que sufren las células.

Para la realización del estudio, liderado por Nuria Paricio, se utilizó un modelo animal de párkinson desarrollado en Drosophila con una mutación en el gen DJ-1, asociada a una variante de la enfermedad de inicio temprano.

Los científicos encontraron varios compuestos químicos que no solo mejoraban la actividad motora de las moscas con dicha alteración genética, sino que además, algunos de ellos eran capaces de reducir el estrés oxidativo que sufren las células ?que causa mal funcionamiento y degeneración neuronal en este tipo de enfermedades?. Estos compuestos son antioxidantes, antiinflamatorios o neuroprotectores.

Posteriormente, el modelo fue replicado en células humanas en las que la función del gen DJ-1 está reducida. Este modelo celular permitió validar el potencial terapéutico de algunos de los compuestos identificados en Drosophila, capaces de aumentar la viabilidad de las células con la mutación.

?Se demostró así la utilidad de Drosophila como modelo animal para estudiar la enfermedad de Parkinson con el objeto de identificar compuestos potencialmente terapéuticos?, explica Nuria Paricio.

?Drosophila es un organismo fácilmente cultivable y manejable, por lo que se pueden hacer estudios a gran escala de una manera rápida y económica. Además, a pesar de ser un organismo que a priori parece alejado de la especie humana, presenta una gran conservación de los procesos fisiológicos relacionados con el sistema nervioso central?, ha destacado Francisco J. Sanz, primer firmante del artículo.

La importancia de encontrar nuevos compuestos

La enfermedad de Parkinson es el segundo trastorno neurodegenerativo más frecuente tras el alzhéimer. El tratamiento actual se basa en restituir la actividad de la dopamina, el principal neutrotransmisor cerebral, disminuido en los pacientes.

?Dicha estrategia es efectiva para tratar los síntomas en las primeras etapas de la enfermedad, pero presenta problemas en tratamientos crónicos. Además, es incapaz de detener o incluso ralentizar su progresión. Por ello, es importante encontrar nuevos compuestos con mecanismos de acción diferentes a los usados actualmente y que puedan sustituirlos o potenciarlos?, apunta Verónica Muñoz, también firmante del artículo.
junio 18/2017 (agenciasinc.es)

Investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid han demostrado que los endocannabinoides (cannabinoides producidos y liberados por nuestro sistema nervioso) pueden favorecer la plasticidad sináptica, una propiedad esencial de nuestro sistema nervioso para procesar y almacenar la información que proviene de nuestro entorno.

?Las neuronas procesan y codifican dicha información cambiando su actividad eléctrica y, durante determinados patrones de esta actividad, liberan los endocannabinoides almacenados en las neuronas corticales?, explican los autores.

?Estos endocannabinoides disminuyen la acción de las neuronas inhibidoras corticales y permiten que la transmisión sináptica excitadora sea más eficaz y que este aumento de eficacia persista en el tiempo, un fenómeno conocido como potenciación a largo plazo de la transmisión sináptica, o también LTP, del inglés long-term potentiation?, agregan.

El trabajo, publicado en la revista Cerebral Cortex, describe cómo determinados patrones de actividad eléctrica liberan endocannabinoides desde las neuronas piramidales corticales, y revela que los endocannabinoides liberados actúan reduciendo la liberación de neurotransmisores inhibidores y favoreciendo por tanto el aumento de la excitación cortical.

Todo esto, de acuerdo con los resultados, produce la liberación del factor neurotrófico derivado del cerebro, así como la inducción de la potenciación a largo plazo de la transmisión sináptica excitadora.

El estudio utilizó técnicas para el registro de actividad eléctrica en neuronas específicas de la corteza somatosensorial de ratas. De este modo, logró demostrar que la facilitación de la plasticidad sináptica no ocurre en todas las neuronas piramidales corticales, sino que solo aparece en aquellas que al liberar los endocannabinoides reducen específicamente la liberación de neurotransmisores inhibidores y no los excitadores.

?Nuestro estudio incrementa así el conocimiento de los diferentes moduladores endógenos implicados en el procesamiento de la información sensorial en la corteza?, aseguran los autores.

?Los endocannabinoides son esenciales en el funcionamiento de la corteza cerebral, ya que favorecen la plasticidad a largo plazo de las sinapsis excitadoras y, por tanto, contribuyen al almacenamiento de la información sensorial?, detalla el director del estudio, David Fernandez de Sevilla.

Plasticidad sináptica y procesamiento de la información táctil

La corteza somatosensorial en humanos es la encargada de analizar la información proveniente del sentido del tacto, mientras que en la rata y el ratón, los animales más utilizados en neurociencia, integra la información de los estímulos sensoriales que recibe a través de sus bigotes.

Una propiedad esencial del sistema nervioso, tanto en humanos como en roedores, es la de ser plástico. Esta plasticidad permite cambiar la función nerviosa para poder procesar y almacenar la información proveniente del entorno. Parte de esa plasticidad se debe a la plasticidad sináptica, que es una propiedad de las conexiones neuronales que les permite modificar su eficacia en respuesta a determinados patrones de actividad neural inducidos por los estímulos procedentes del entorno.

La plasticidad sináptica es esencial para determinar cómo la información sensorial es adquirida, organizada y almacenada en el cerebro, y es considerada la base celular de los procesos de memoria y aprendizaje.

Concretamente, en las sinapsis excitadoras de la corteza somatosensorial se había descrito una forma de plasticidad sináptica en la que el aumento de la eficacia de la trasmisión sináptica se mantenía a lo largo del tiempo (LTP) que requería la activación simultanea de las neuronas conectadas entre sí. Sin embargo, los resultados se habían obtenido bloqueando con fármacos la transmisión sináptica inhibidora rápida, desconociéndose en qué situaciones se podría dar esta plasticidad cuando en condiciones naturales estuviera funcionando la inhibición.

Este trabajo ha descubierto que los endocannabinoides, al ser capaces de disminuir la inhibición en determinadas neuronas corticales, permiten que aparezca esta LTP en sus conexiones sinápticas excitadoras cuando estos son liberados por patrones de actividad eléctrica específicos. Estos patrones pueden ser provocados por los estímulos sensoriales que recibe la rata cuando está realizando tareas de exploración del medio exterior, lo que pone de manifiesto la importancia de los endocannabinoides en el procesamiento de los estímulos táctiles procedentes del entorno.
junio 18/2017 (agenciasinc.es)