El bisturí detecta a través de vibraciones microscópicas cuando un tejido cerebral es sano o fue afectado por un tumor; además, orienta al neurocirujano a través de alertas qué puede ver y escuchar

Un investigador mexicano, egresado del Tec de Monterrey, desarrolló junto a otros científicos en Europa, un bisturí inteligente que facilitaría la detección de tumores cerebrales a los neurocirujanos. Se trata de David Oliva, ingeniero en Electrónica y Comunicaciones del campus Estado de México, quien explicó que el dispositivo cuenta con sensores y algoritmos de procesamiento digital de señales avanzados.

?La idea de tener un dispositivo como este nace de la necesidad de poder apoyar a los neurocirujanos a remover tumores en el cerebro como una herramienta de mayor precisión.

?Estas operaciones son las más difíciles y se debe a un principio muy básico: no se puede permitir que quites una parte sana. Tienes que ser muy exacto de no tocar una parte sana porque todo el cerebro está interconectado“, comentó Oliva.

El bisturí detecta, a través de vibraciones microscópicas, cuando un tejido cerebral es sano o fue afectado por un tumor; además, orienta al neurocirujano a través de alertas qué puede ver y escuchar, explicó.

?Hacemos vibrar 400 milisegundos al cerebro en 4 mil diferentes frecuencias. Obtenemos una fotografía de cómo el cerebro está vibrando y analizamos esas frecuencias para obtener un modelo matemático de las propiedades de lo que se está tocando.

?Un tejido sano tiene una forma de vibración muy diferente a una célula cancerígena o de un tumor?, agregó.

Afirmó que el dispositivo incluso puede ayudar a detectar tumores en fase temprana, cuando la diferencia entre el tejido sano y el afectado es casi imperceptible para el sentido de la vista y tacto de los cirujanos.

?Las operaciones de neurocirugía dependen en gran parte del sentido del tacto del cirujano y la punta esférica del bisturí les va a estar diciendo si es o no tumor, o si nos estamos acercando hacia un borde.

?Si logramos el 100 por ciento (de precisión), logramos que el paciente viva el tiempo que tendría que vivir?, añadió.

Además, señaló que en un futuro el dispositivo podría ayudar a remover con la misma precisión tumores en otras partes del cuerpo.

?La tecnología de los materiales permiten hacerlo miniatura y pensar que se puede llevar a endoscopios inteligentes para operaciones de tumores en el estómago, o en el intestino?.

El bisturí fue desarrollado por un equipo de 10 científicos con apoyo de la Universidad de Hannover, en Alemania y la Universidad Libre de Bruselas, en Bélgica, en las que el mexicano hizo sus doctorados y en las que también es investigador.

Actualmente, comentó, el dispositivo está en proceso de patente y se espera el aval de autoridades médicas europeas para poder hacer pruebas en humanos. Hasta el momento se ha experimentado con tejidos artificiales y cerebros de cerdos, obteniendo buenos resultados.

?Estuvimos trabajando varios años diseñando patrones y tejidos artificiales, máquinas para poder validar la evaluación visco elástica. Revisamos muchas propiedades mecánicas y después perfeccionamos la técnica del bisturí. Ha sido una carrera larga.

?Lo estamos llevando a hospitales donde debe haber una aprobación de la comisión de ética de médicos alemanes, pero ya estamos hacia allá, una salida al mercado puede ser factible en 5 años?, estimó. Además destacó que el dispositivo tendría un costo más accesible que el de otras tecnologías vigentes.

?Va a reducir muchísimo el costo. Un aparato de resonancia magnética está en millones de euros, cuando este en los hospitales no superará los 100 mil euros; incluso podría ser adquirido por hospitales públicos y se podría llevar a Latinoamérica?, añadió.

Investigador mexicano en Europa

?Ganar reputación como mexicano en Europa es duro, pero cuando muestras resultados y ven que tienes creatividad, metodología y disciplina, hacer investigación se vuelve una delicia?, platicó Oliva.

Fue hace más de 15 años que Oliva partió hacia Alemania y después Bélgica para hacer investigación; incluso, ha ayudado a otros colegas mexicanos a llegar a Europa.

Junto con otros socios mexicanos fundó la agencia EUMEX-CONNECT que facilita la colaboración de mexicanos y latinoamericanos con instituciones dedicadas a la investigación.

?Desde el 2009 tengo la oportunidad de trabajar organizando redes de profesionales mexicanos, para poder extender lazos de colaboración.

?Estos 10 años de estar trabajando en la organización e identificación del talento mexicano en el exterior, me llevó a tener una red de trabajo institucional en México, con universidades, gobiernos estatales y centros de investigación?, indicó.

Su formación fue en el TEC

?El Tec de Monterrey es mi casa, estudié la carrera de Ingeniero en Electrónica y Comunicaciones en el campus Estado de México.

?Tengo recuerdos muy claros de que mi gran formación en matemáticas y en ciencias básicas me la dieron mis profesores. Si tengo esa gran capacidad para poder hacer ciencia se debe mucho a la gran educación que recibí en el Tec?, destacó Oliva.

Tras terminar sus estudios, el investigador se convirtió en profesor de planta y Director del Programa Académico de Ingeniería Mecatrónica del Tec campus Estado de México.

Señaló que, tras mudarse a Europa, muchos de los que fueron sus estudiantes siguieron colaborando en sus redes de trabajo.

diciembre31/2019 (dicyt)

Un inhibidor enzimático permite ver el funcionamiento de la ceramidasa ácida, asociada a patologías raras como la enfermedad de Farber o un tipo de atrofia muscular espinal

Un trabajo liderado por científicas del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha desarrollado un innovador método para diagnosticar enfermedades asociadas a mutaciones de la enzima ceramidasa ácida, como la enfermedad de Farber, una patología hereditaria rara que altera el metabolismo de las grasas para la cual no existe tratamiento efectivo. El trabajo se ha publicado en el Journal of the American Chemical Society.

La enfermedad de Farber es un trastorno raro causado por la deficiencia de ceramidasa. Aunque hay una gran variabilidad en los síntomas, estos suelen ser dolor, inflamación y rigidez en las articulaciones de manos y pies, nódulos subcutáneos, defectos cardiacos, pulmonares y deterioro neurológico progresivo.

El método desarrollado para patologías como esta se basa en un inhibidor enzimático, una molécula denominada BODIPY-SOCLAC, que ha sido sintetizada por los científicos. Dicha molécula, por su estructura, reacciona de forma irreversible y selectiva con la enzima solo cuando se encuentra en su forma activa. Al estar ligada a un marcador fluorescente, la molécula permite visualizar y medir los niveles de ceramidasa ácida. Eso permite visualizar tanto los casos en los que hay un exceso de ceramidasa ácida activa como aquellos en los que hay un defecto de la enzima. Y un aspecto destacable es que puede detectar niveles basales, por lo que no es necesario el paso previo para sobreexpresarla, y además permite su uso directamente en células vivas.

Las chaperonas como estrategia terapéutica

?De cara al diagnóstico, la principal ventaja es que permite la visualización de la proteína sólo cuando su estructura y funcionamiento son correctos, que es cuando se encuentra en el lisosoma (un orgánulo de la célula)?, explica Gemma Triola, una de las directoras del trabajo e investigadora del CSIC en el Instituto de Química Avanzada de Cataluña.

Cuando la ceramidasa ácida está mal plegada, se degrada antes de llegar al lisosoma, aclara Triola. Eso es lo que sucede en el caso de la enfermedad de Farber, para la que se han detectado hasta 20 mutaciones en la ceramidasa ácida. En estos casos, una estrategia farmacológica son las chaperonas, que son moléculas de pequeño peso molecular diseñadas para acoplarse a las enzimas y corregir el plegamiento, facilitando su transporte correcto dentro de la célula. En este sentido, el nuevo método permitiría visualizar si, tras aplicar las chaperonas, la ceramidasa ácida llega correctamente al lisosoma.

Otra enfermedad rara para la cual este método tiene interés diagnóstico es la atrofia muscular espinal con epilepsia mioclónica progresiva, una alteración neurológica que cursa con atrofia muscular de la columna vertebral y pérdida de neuronas motoras en la medula espinal y en el tronco cerebral?, señala Gemma Fabrias, científica del CSIC en el mismo instituto y codirectora del estudio. ?El uso de chaperonas farmacológicas es también una opción terapéutica para esta enfermedad que actualmente no tiene curación?, añade Fabrias.

Como señalan los investigadores, la molécula BODIPY-SOCLAC es el primer método por imagen que permitiría visualizar y confirmar la efectividad de las chaperonas como estrategia terapéutica para ambas enfermedades hereditarias.

El trabajo ha contado con la participación de científicos del grupo Centro de Investigación Biomédica en Red Enfermedades Hepáticas y Digestivas, el Institut National de la Santé et de la recherche médicale ,Francia, la Escuela de Medicina Icahn Mount Sinai, Estados Unidos, del Institut Fédératif de Biologie, Francia, y de la Universidad de Barcelona.

diciembre 31/2019 (DICYT)

Referencia bibliográfica 

Ordóñez YF, Abad JL, Aseeri M, Casas J, Garcia V, Casasampere M, Schuchman EH, Levade T, Delgado A, Triola G y Fabrias G. Activity-Based Imaging of Acid Ceramidase in Living Cells. Journal of the American Chemical Society.

Investigadores del CIBERSAM, descubren por primera vez evidencias de una superposición significativa en la expresión génica entre el autismo y los cánceres de cerebro, riñón, tiroides y páncreas

El trastorno del espectro autista (TEA) es una afección crónica del desarrollo neurológico que aparece en la infancia y que se caracteriza por problemas en la comunicación e interacción social y por patrones de comportamiento, intereses o actividades restringidas y repetitivas.

Sin embargo, son menos conocidos otros importantes aspectos clínicos como el incremento en la mortalidad prematura de estas personas, que puede explicarse en parte por la asociación entre el autismo y otros problemas de salud crónicos, como la epilepsia, la diabetes, las enfermedades cardiovasculares y gastrointestinales, la depresión, el suicidio y el cáncer.

Se ha publicado en la prestigiosa revista Molecular Autism    un estudio que identifica las conexiones mecanicistas entre el TEA y el cáncer, desarrollado por investigadores pertenecientes a varios grupos del CIBER de Salud Mental (CIBERSAM): Rafael Tabarés-Seisdedos y Jaume Forés-Martos (Universidad de Valencia); Celso Arango y Mara Perellada (Hospital Gregorio Marañón), y Lourdes Fañanás (Universidad de Barcelona), en colaboración con investigadores del Instituto de Salud Carlos III (ISCIII), el Centro de Supercomputación de Barcelona, el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) y diversas instituciones de Francia, Inglaterra y Estados Unidos.

La publicación explica la implicación de varios procesos biológicos y vías que se vieron afectadas conjuntamente en ambas enfermedades, incluidas las alteraciones del sistema inmunológico, del metabolismo energético, del ciclo celular y las alteraciones en la fosforilación oxidativa, entre otras.

Según indica el jefe de grupo del CIBERSAM Rafael Tabarés y coordinador del estudio, ?los resultados del meta-análisis de la expresión génica diferencial del TEA y del cáncer ayudan a explicar las observaciones epidemiológicas que sugerían asociaciones comórbidas directas e inversas entre el este trastorno y tipos específicos de cáncer?, dado que se ha comprobado que los cánceres de cerebro, riñón, tiroides y páncreas son candidatos para asociaciones comórbidas directas con el TEA, y que de pulmón y próstata son candidatos para asociaciones comórbidas inversas.

En esta línea, estudios previos llevados a cabo en Taiwán y Suecia observaron un aumento significativo en la mortalidad por cáncer en individuos con TEA en comparación con la población general, con un aumento adicional de la incidencia de cánceres cerebrales y genitourinarios. Además, se ha demostrado que las madres de niños con TEA tienen aproximadamente un 50% más de probabilidades de morir de cáncer que las de los hijos no autistas. Estos datos llevan a pensar que puede haber una asociación directa entre el TEA y la presencia de cáncer.

Nuevas posibilidades terapéuticas

Lo más importante, según explica Rafael Tabarés, es que ?estos resultados proporcionan evidencias suficientes de un vínculo molecular entre el TEA y el cáncer, lo que puede abrir las puertas a nuevos tratamientos para ambas condiciones?. Por ejemplo, los agentes quimioterapéuticos que inhiben la señalización de PTEN o las vías relacionadas son posibles candidatos para tratar varias manifestaciones de autismo.

diciembre 31/2019(DICYT)

Referencia bibliográfica 

Jaume Forés-Martos, Ferrán Catalá-López, Jon Sánchez-Valle, Kristina Ibáñez, Héctor Tejero, Helena Palma-Gudiel, Joan Climent, Vera Pancaldi, Lourdes Fañanás, Celso Arango, Mara Parellada, Anaïs Baudot, Daniel Vogt, John L. Rubenstein, Alfonso Valencia y Rafael Tabarés-Seisdedos.  ?Transcriptomic metaanalyses of autistic brains reveals shared gene expression and biological pathway abnormalities with cancer.? Molecular Autism 2019

Son una de las herramientas más utilizadas y fueron ideados como una tecnología social que permite la conectividad en tiempo real con otras personas, pero ¿cómo afecta a la vida cotidiana el uso excesivo de los smartphones?

Un estudio realizado conjuntamente por investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) y de la Universidad de Oviedo, ambas en España, pone de manifiesto que un uso compulsivo de los teléfonos móviles no solo no mejora nuestras relaciones sociales, sino que podría incluso poner en peligro algunas de ellas.

?Usar el teléfono móvil de un modo compulsivo, hará que tengas menos amigos y más estrés?, explica Antonio Hidalgo, profesor de la ETSI Industriales de la UPM y uno de los autores de este trabajo que ha sido publicado en la revista Social Science Computer Review.

Aunque en un primer momento los smartphones fueron diseñados como herramientas que facilitan el contacto con otras personas y la relación con ellas, su uso compulsivo está derivando en consecuencias muy alejadas de esa idea inicial, añade.

Y es que, lejos de apoyar una mayor interrelación entre las personas, el estudio en el que han participado los investigadores de la UPM pone de manifiesto conclusiones muy diferentes. La adicción a los teléfonos inteligentes y el apoyo social se relacionan negativamente a lo largo del tiempo, a más adicción menos apoyo social. Además, las trayectorias de apoyo social a lo largo del tiempo entre individuos están influenciadas negativamente por los niveles anteriores de adicción al Smartphone, asegura Hidalgo.

Para llegar a estas conclusiones, los investigadores de la UPM hicieron un seguimiento durante un año a 416 usuarios de teléfonos inteligentes estudiando la relación entre su adicción al uso de los mismos, el apoyo social a lo largo del tiempo y sus niveles de angustia psicológica.

A mayor adicción al teléfono móvil también aumentan los niveles de estrés psicológico de los usuarios. Aparecen también consecuencias similares a las de otras adicciones, como la adicción al juego, como son la mala adaptación psicológica y un incremento de los problemas y los conflictos con familiares y amigos, explica Alberto Urueña, otro de los investigadores de la UPM que participan en el trabajo.

Los estudios sobre la adicción a los teléfonos inteligentes representan una continuación de los primeros estudios sobre la adicción a Internet y a los teléfonos móviles y comparten algunas de sus premisas. Estos estudios comparten la idea de que las tecnologías de la comunicación pueden conducir al aislamiento social, lo que tiene consecuencias negativas para el bienestar.

La versatilidad de los teléfonos inteligentes para la comunicación tiene el potencial de promover un uso cada vez más extenso en nuestra vida diaria y los investigadores estamos comenzando a advertir sobre sus posibles consecuencias negativas asociadas, continúan los investigadores.

No obstante, hasta el momento, los estudios sobre este tema son limitados dado el carácter limitado o poco representativo de sus muestras, una situación que trata de paliar este trabajo.

La evidencia empírica sobre la relación entre la adicción a los teléfonos inteligentes y el bienestar psicosocial de los usuarios es todavía incipiente. Aunque ya hay algunas advertencias de parte de la Organización Mundial de la Salud, la mayor parte de la evidencia disponible proviene de estudios transversales realizados únicamente con estudiantes universitarios que representan solo una pequeña parte de la población. Esto hacía difícil que sus resultados pudieran extrapolarse, explica Hidalgo.

La importancia de investigaciones como la actual, radica en que emplea una muestra representativa de la población española y hace un seguimiento más duradero en el tiempo a los usuarios, algo fundamental para seguir avanzando en estos aspectos, concluyen los investigadores.

diciembre 31/2019

Un equipo de científicos de la Universidad de Granada (UGR) ha conseguido dar un nuevo paso en la investigación de la enfermedad de Chagas, una grave enfermedad producida por el parásito Trypanosoma cruzi, que afecta a más de 8 millones de personas en todo el mundo y para la que actualmente no existe un tratamiento. Los investigadores han logrado esclarecer cómo los exosomas (nanovesículas extracelulares) liberados por el parásito responsable de la enfermedad de Chagas pueden atacar a las células cardíacas, provocando así una de las afecciones más frecuentes de la enfermedad. Este hallazgo podría ser de una enorme utilidad para el diseño de nuevas terapias frente a esta enfermedad.

Cada año se diagnostican en todo el mundo 300 000 casos nuevos de la enfermedad de Chagas o tripanosomiasis americana, responsable de  una mortalidad de en torno a 15 000 casos. Hoy día es considerada como una de las enfermedades olvidadas más importantes por su gravedad y extensión actual a nivel mundial.

Justificación de manifestaciones clínicas 
El estudio, coordinado por el catedrático Antonio Osuna, director del Instituto de Biotecnología de la UGR, ha conseguido demostrar cómo dichas vesículas aisladas a partir del parásito son capaces de afectar a las células sanas, alterar su movilidad, y favorecer la entrada del mismo. ?Además, estos exosomas son capaces de alterar la permeabilidad de la membrana y el esqueleto celular, lo que permite la entrada de moléculas que normalmente no tendrían acceso?, explica Osuna.

Estos hallazgos, permiten esclarecer el efecto de las exovesículas liberadas por Trypanosomacruzi, contribuir a describir el mecanismo que podría justificar las manifestaciones clínicas de la enfermedad de Chagas, así como a identificar dianas terapéuticas, ?según los datos que publica PLOS Neglected Tropical Diseases.

diciembre 31/2019 (Diario Médico)

Este abordaje podría ser efectivo en el 20-25 % de todos los tipos de cáncer en el ser humano. Antes, estos resultados tienen que confirmarse en ensayos clínicos.

A través de quimio, con terapias moleculares e inmunológicas. Son los tres grandes pilares del actual tratamiento contra el cáncer y, lejos de estancarse, los últimos estudios apuntan a una posible cuarta alternativa.

Concretamente, una investigación española liderada por el científico Manel Esteller, director del Programa de Epigenética y Biología del Cáncer del Instituto de Investigaciones Biomédicas de Bellvitge (IDIBELL), señala el metabolismo de las células tumorales como un elemento clave a la hora de abatir alrededor de un 20-25 % de todos los tipos de cáncer del ser humano.

Se sabe desde hace décadas que en el cáncer hay muchas vías alteradas y una de ellas es el metabolismo celular. Es decir, la manera en la que las células dañadas obtienen energía para dividirse, crecer y moverse. De esta manera, así como las sanas consiguen energía a partir de las mitocondrias (cadena respiratoria mitocondrial), las afectadas escogen otro camino más fácil y rápido. Se nutren directamente de glucosa. “Para ellas, es el kit kat de un niño”, comenta Esteller. “La glucosa del medio le da ese plus de energía al que son adictas“.

Ahora, tras cuatro años de estudio, Esteller y su equipo han descubierto por qué las células tumorales eligen el ‘fast food‘ en lugar de la vía ordinaria para obtener energía a través de las mitocondrias. Según explican en su artículo, publicado este mes en el Journal of Clinical Investigation Insight, existe una lesión epigenética responsable de esta forma de conseguir energía por parte de cáncer.

Ocurre especialmente en los tumores de cabeza y cuello, por ejemplo: boca, cuello, lengua, cara, faringe, esófago, cuello del útero, un tipo de leucemia y en el carcinoma escamosa de pulmón (representa al 25 % de los tumores de pulmón). En estos, hemos observado la pérdida de actividad de un gen denominado SVIP, cuya función es evitar la degradación de proteínas clave para el equilibrio del metabolismo celular.

Dado que este gen está inhibido en las células tumorales estudiadas, se pierde la maquinaria metabólica que permite el uso fisiológico de la glucosa para obtener energía de forma pausada y controlada a través de las mitocondrias. Así, en lugar de elegir el camino correcto, las células afectadas optan por una especie de ‘fast food‘ molecular a través del que obtiene energía barata y rápida que le permite proliferar. De hecho, se divide con más rapidez de la habitual. En el estudio, hemos demostrado también que los pacientes con esta alteración tienen peor pronóstico, menor supervivencia, agrega el investigador.

La buena noticia es que esta adicción de las células cancerosas a la glucosa podría ser también su talón de Aquiles. Como subraya Esteller, catedrático de Genética de la Universidad de Barcelona, si inhibes esta captación de energía, estos tumores mueren. Los resultados preclínicos de su investigación demuestran que estos pacientes con el defecto epigenético de SVIP son más sensibles a un tipo de fármacos dirigidos.

Existe un receptor (GLUT1) cuya misión es nutrirse de la glucosa rápida para crecer. Lo que hemos hecho es probar un fármaco que inhibe dicho receptor (asociado al metabolismo) y la regulación de niveles de azúcar, argumenta el científico de IDIBELL. El resultado: las células con estas alteraciones epigenéticas eran muy sensibles, morían.

Dado que esta investigación está realizada con células de cultivo y en ratones, sus resultados podrían ser usados como un biomarcador de respuesta para hacer ensayos clínicos, relata el experto. Convendría que las farmacéuticas que tienen estos fármacos de forma preclínica y otros similares se animen y pasen a desarrollar ensayos clínicos.

diciembre31/ 2019 (mundo.es)