La evolución del cerebro en los últimos 3 millones de años jugó un papel importante en nuestra capacidad como especie para pensar y desarrollar la cultura. Pero siempre ha sido complejo determinar los cambios genéticos detrás de la expansión cerebral que nos hizo humanos.

En dos trabajos que se publican en Cell, sendos equipos de investigadores identifican a la familia de genes NOTCH2NL, que parece desempeñar un papel importante en el desarrollo de la corteza humana específica y en la evolución de un cerebro grande.

Los genes NOTCH2NL retrasan la diferenciación de las células madre corticales en neuronas, lo que resulta en la producción de más neuronas a lo largo del desarrollo. Se encuentran exclusivamente en humanos, se expresan en gran medida en las células madre neuronales de la corteza cerebral humana, y se hallan en una parte del genoma implicado en los trastornos del neurodesarrollo.

“Nuestros cerebros se triplicaron principalmente a través de la expansión de ciertas áreas funcionales de la corteza cerebral, una base fundamental para convertirnos en seres humanos. En realidad, no hay otra pregunta científica más emocionante en la que pueda pensar que descubrir y descifrar los misteriosos cambios genéticos que nos hicieron lo que somos “, dice David Haussler, coautor principal de uno de los artículos y bioinformático de la Universidad de California, en Santa Cruz y del Instituto Howard Hughes.

El equipo dirigido por Haussler investigaban comparando los genes expresados durante el desarrollo cerebral en modelos derivados de células madre humanas y simias, cuando se dieron cuenta de que podían detectar NOTCH2NL en las células humanas, pero no en las de los macacos. Al observar el ADN, tampoco encontraron los genes en orangutanes y solo hallaron versiones inactivas en nuestros parientes más cercanos, gorilas y chimpancés.

La reconstrucción de la historia evolutiva de los genes NOTCH2NL reveló que mediante el proceso de conversión génica probablemente se reparó una versión no funcional de NOTCH2NL, que originalmente surgió como una duplicación parcial de un gen esencial en el neurodesarrollo, NOTCH2. Esta reparación solo se produjo en humanos, y estiman que ocurrió hace unos 3-4 millones de años, casi al mismo tiempo que los cerebros humanos comenzaron a expandirse, según sugieren las investigaciones en fósiles. Después de que fue reparado, pero antes de que divergiéramos de nuestro ancestro común con los neandertales, NOTCH2NL se duplicó dos veces más.

El equipo que presenta el otro trabajo, dirigido por el biólogo de desarrollo Pierre Vanderhaeghen, de la Universidad Libre de Bruselas, se topó con NOTCH2NL mientras buscaba genes específicos durante el desarrollo del cerebro fetal humano, usando tejido primario. “Uno de los santos griales para los investigadores de nuestro campo es descubrir qué genes son responsables durante el desarrollo humano y la evolución del cerebro grande, particularmente la corteza cerebral”, dice Vanderhaeghen.

“Dada la importancia de la vía Notch en la neurogénesis, consideramos la hipótesis de que los genes NOTCH2NL pudieran actuar como reguladores del tamaño cerebral específicos de una especie. Es fascinante ver que genes que han aparecido muy recientemente durante la evolución interactúan con la vía de señalización probablemente más antigua entre los animales: la vía Nothc”, añade.

Y concluye “tomados en conjunto, los dos trabajos apuntan a un repertorio selectivo de duplicaciones genéticas específicamente humanas que pueden actuar como reguladoras clave del tamaño cerebral y la función: menos copias de NOTCH2NL deberían conducir a un tamaño cerebral reducido, mientras que más copias aumentarían el tamaño”.
junio 4/2018 (diariomedico.com)

Los laboratorios de Evaluación no Destructiva (grupo de Ultrasonidos TEP959 y de Biomecánica TEC12) y el laboratorio de Medicina Regenerativa (grupo CTS-963: Diferenciación, Regeneración y Cáncer) de la Universidad de Granada han trabajado conjuntamente para desarrollar un biorreactor, un dispositivo capaz de hacer crecer tejidos humanos artificiales.

Como novedad, incorpora unos transductores emisores y receptores ultrasónicos capaces de monitorizar en tiempo real y de forma no invasiva la evolución de dicho crecimiento, “basándose en la hipótesis de que la proliferación celular y la generación de colágeno y otros componentes de la matriz extracelular modifican las propiedades elásticas y biomecánicas del tejido, que a su vez gobiernan la propagación de las ondas ultrasónicas con las que medimos”, han explicado a Diario Médico Juan Antonio Marchal y Guillermo Rus, de la UGR.

El objetivo final es conseguir medidas en tiempo real de la reparación de lesiones cartilaginosas en pacientes tratados. Además, esta medida no invasiva supondría un abaratamiento de las actuales técnicas diagnósticas. “Existen técnicas alternativas basadas, por ejemplo, en cambios de impedancia eléctrica, pero la gran ventaja de los ultrasonidos es que son ondas mecánicas, directamente gobernadas por los cambios mecánicos y de microarquitectura del tejido, mientras que la impedancia eléctrica es una forma de medir mucho más indirecta y, por tanto, menos fiable”, ha comparado Rus.

Ventajas

Las ventajas de este dispositivo se pueden resumir en tres: no invasivo, en tiempo real y de bajo coste. Según los investigadores, “el biorreactor es un sistema que recrea las condiciones óptimas para hacer crecer en su interior células obtenidas de pacientes y generar tejidos artificiales similares al nativo sano”. Concretamente, en este trabajo han generado tejido cartilaginoso cultivado en 3D sobre andamios bioimpresos.

El biorreactor ha sido diseñado para incorporar transductores emisores y receptores ultrasónicos que propagan ondas P a 1MHz a través del constructo bioimpreso. “Mediante un algoritmo basado en un modelo de simulación de dicha propagación e interacción con el tejido, y aplicando algoritmos genéticos para su búsqueda, obtenemos los parámetros biomecánicos de la microarquitectura del tejido en tiempo real”, aseguran Rus y Marchal. Así, mediante una integración y trabajo en equipo de ingenieros de diversas especialidades, matemáticos, biólogos y médicos, han conseguido resolver este problema multidisciplinar.

Los parámetros reconstruidos por los científicos demostraron ser útiles para determinar indirectamente parámetros de proliferación y formación de matriz específica de cartílago de una manera no invasiva.

Los posibles beneficiarios de esta tecnología son pacientes con lesiones degenerativas tales como artrosis, tendinopatías, lesiones ligamentosas y, en el futuro, se podría extender a cualquier enfermedad tratable mediante tejidos bioimpresos. “Aún no lo hemos probado en pacientes. Hemos aislado los condrocitos de tejido sano de pacientes con artrosis y los hemos cultivado en los andamios 3D”, ha detallado Marchal.

El siguiente paso, por un lado, es sistematizar la incorporación de la monitorización ultrasónica en biorreactores para implantes osteocondrales y, por otro lado, desarrollar un prototipo que en un futuro pueda monitorizar la evolución biomecánica de microlesiones cartilaginosas en pacientes bajo tratamiento.

Un estudio internacional con participación de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha demostrado que el tratamiento con el péptido intestinal vasoactivo (VIP) disminuye el número y tamaño de las placas ateroscleróticas en el corazón, el arco aórtico y las arterias carótidas y la aorta, y también reduce la hipertrofia, el daño cardiaco y la fibrosis pericárdica característica de la miocarditis.

El estudio, realizado por investigadores del Instituto de Parasitología y Biomedicina López-Neyra en colaboración con la Universidad de Granada y la Universidad de Harvard y publicado en Journal of Immunology, se ha realizado en ratones, pero los resultados apoyan el inicio de estudios sobre el uso de la molécula VIP como un agente terapéutico para el tratamiento de aterosclerosis, inflamación cardiaca y cardiomiopatía dilatada y todas sus manifestaciones clínicas en humanos.

Actuación a varios niveles

“La aterosclerosis ya no se ve como una simple acumulación pasiva de colesterol en las paredes de las arterias, y existen numerosas evidencias que indican que la respuesta inflamatoria crónica en la pared arterial y el desarrollo de respuestas autorreactivas contra componentes de la misma juegan un papel crítico en la patogénesis de la aterosclerosis, especialmente durante la fase de progresión y cuando la placa es más vulnerable”, explica el investigador del CSIC Mario Delgado, del Instituto de Parasitologia y Biomedicina Lopez-Neyra.

“El péptido intestinal vasoactivo actúa a varios niveles, en distintos procesos patológicos claves para el desarrollo de la placa aterosclerótica y la miocarditis, lo que puede suponer una ventaja sobre tratamientos actuales que van contra un único componente”, indica Delgado. “Especialmente, VIP corrige la respuesta autorreactiva e inflamatoria contra la pared arterial y miocardio, y genera una respuesta protectora de mantenimiento de tolerancia inmunológica”.

“Aunque el tratamiento con VIP reduce ligeramente los niveles de colesterol en sangre, este no es el mecanismo de acción terapéutica, por lo que se podría utilizar en combinación con medicamentos reductores de colesterol usados actualmente en clínica, y sobre todo tras con una dieta baja en colesterol”, señala Delgado. “VIP se ha usado en el tratamiento de otros modelos de enfermedades autoinmunes y carodiovasculares, y se ha utilizado como terapia en humanos en enfermedades inflamatorias y respiratorias, demostrando su seguridad y su eficiencia”, añade.

Diversas evidencias indican que la progresión de la aterosclerosis y la miocarditis depende del desarrollo de respuestas autorreactivas contra componentes del miocardio y la pared arterial, “lo cual abre la posibilidad que aproximaciones terapéuticas inmunomoduladoras puedan ser efectivas en estas enfermedades cardiovasculares”, concluye Delgado.
junio 4/2018 (diariomedico.com)

Los niveles en orina de la enzima sirtuina-1 se asocian con la actividad y características de una de las más graves y primeras manifestaciones del lupus eritematoso sistémico (LES), la afectación renal o nefropatía lúpica.

El LES es una enfermedad autoinmune en la que el sistema inmunitario ataca a las células y tejidos sanos por error; puede afectar a las articulaciones, los riñones, el corazón, los pulmones los vasos sanguíneos y el cerebro.

Presenta numerosos síntomas y no existe una prueba única para diagnosticarlo, por lo que a menudo se confunde con otras enfermedades. De ahí la importancia de detectar marcadores bioquímicos, como los niveles de sirtuina-1, que están asociados a la actividad y características histológicas en estos pacientes.

El estudio se basa en el análisis de los niveles de ARN mensajero y proteicos de sirtuina-1, un enzima con efectos protectores en diferentes trastornos renales, en el sedimento urinario de pacientes con LES. Así, se encontraron mayores niveles de este enzima en aquellos pacientes con afectación renal. Además, los valores de sirtuina-1 estuvieron asociados con índices de actividad lúpica y con la gravedad de las características histológicas en el riñón. El estudio se publica en Clin Sci (Lond) 2018.
junio 5/2018 (neurologia.com)

La depresión podría hacer algo más que afectar al estado de ánimo, ya que una nueva investigación sugiere que podría debilitar la memoria.

También se ha hallado que la estructura cerebral de las personas mayores con síntomas más graves de depresión difiere de la de los sujetos no deprimidos.

El estudio incluyó a 1111 participantes con una edad media de 71 años, sin antecedentes de ictus. Se sometieron a imágenes de resonancia magnética, a una evaluación de la salud mental, y realizaron pruebas de memoria y habilidades de pensamiento al inicio del estudio. Su memoria y sus habilidades de pensamiento se evaluaron de nuevo unos cinco años después.

Al inicio del estudio, un 22 % de los participantes tenían unos mayores síntomas de depresión y puntuaron más bajo en las pruebas de memoria episódica, que es la capacidad de recordar experiencias y eventos específicos. Pero el estudio no probó que la depresión en realidad provocara problemas de memoria. Quienes mostraban mayores síntomas de depresión tenían un volumen cerebral inferior y un 55 % más de probabilidades de padecer infartos cerebrales silentes.

No hubo evidencias de un vínculo observado entre unos mayores síntomas de depresión y cambios en las habilidades de pensamiento a lo largo de cinco años. El estudio fue publicado en Neurology 2018.
junio 5/2018 (neurologia.com)