KRAS es uno de los primeros oncogenes descubiertos y el que con más frecuencia se encuentra mutado en humanos; y está implicado en la cuarta parte de los tumores. Por ello, el desarrollo de fármacos que inhiban su acción es un campo de investigación muy activo, pero en el que es complicado conseguir resultados.

No obstante, la Administración de Alimentos y Medicamentos estadounidense (FDA) acaba de aprobar el primer compuesto, conocido como sotorasib.

El oncogén KRAS ordena la síntesis de dos proteínas, KRAS4A y KRAS4B, cuyos niveles pueden variar en función del órgano y de la etapa del desarrollo embrionario. Cuando KRAS adquiere una mutación, se activan las dos proteínas –llamadas isoformas porque son producto del mismo gen–, siendo KRAS4B la que más se expresa en los tumores y, por tanto, en la que más se han centrado los estudios científicos con el objetivo de desarrollar estrategias que permitan su inhibición.

KRAS es el oncogén que se encuentra mutado en humanos con más frecuencia. El desarrollo de fármacos que inhiban su acción es un campo muy activo, pero en el que es complicado conseguir resultados

Sin embargo, los investigadores del Grupo de Oncología Experimental del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), liderado por Mariano Barbacid, decidieron estudiar cada isoforma por separado para así entender las funciones que desempeñan individualmente. “La relevancia biológica de la expresión de las dos isoformas intriga a los especialistas desde hace décadas”, explican los autores de este trabajo, publicado en revista científica PNAS.

Implicaciones de KRAS en el desarrollo embrionario

Esta investigación ha revelado que la forma mutada de KRAS4A (KRAS4AG12V) también es oncogénica, y con una actividad mayor a la de KRAS4B, lo que los autores han descrito como “una sorpresa”.

“Hallamos que la proteína KRAS4AG12V por sí sola, en ausencia de KRAS4B, es capaz de promover la formación de tumores en el pulmón e inducir metástasis en el 20 % de los casos”, escriben. Por tanto, “estos resultados sugieren que los tratamientos frente al oncogén KRAS solo serán efectivos si se actúa sobre ambas isoformas”, añaden los expertos.

Para llegar a esa conclusión, los investigadores diseñaron dos modelos de ratón genéticamente modificados que carecen de KRAS4B, y expresan únicamente la proteína KRAS4A, bien en su forma sana o con la mutación.

Por último, el trabajo analiza el papel de ambas isoformas en el desarrollo embrionario y revela que la isoforma KRAS4B “es esencial en el desarrollo posnatal, ya que su ausencia origina importantes alteraciones cardiacas que impiden el crecimiento del ratón”.

julio 28/2021 (SINC)

Referencia:

Salmón et al. “KRAS4A induces metastatic lung adenocarcinomas in vivo in the absence of the KRAS4B isoform”. PNAS,  2021. DOI: 10.1073/pnas.2023112118

Las enfermedades minoritarias se caracterizan por tener una baja prevalencia en la sociedad, al afectar a menos de uno de cada 2 000 habitantes y, en España, se estima que afectan aproximadamente a unos 3 millones de personas.

Existen más de 7 000 enfermedades minoritarias y se calcula que, entre el 5 por ciento y el 7 por ciento de la población, presenta alguna de ellas. El promedio de tiempo hasta el diagnóstico suele rondar los casi 5 años (en algunos casos hasta 10 años).

Este encuentro científico, una de las principales citas del país en este tipo de enfermedades y con una trayectoria ya de más de 10 años, desgrana las nuevas perspectivas en el manejo de este tipo de enfermedades desde campos como el de la genética, la medicina de precisión o la inteligencia artificial.

En palabras de Antoni Riera-Mestre, coordinador del Grupo de Enfermedades Minoritarias de la SEMI, “la medicina de precisión se perfila como una herramienta clave para su abordaje, ya que permite una medicina más personalizada, dirigida no tanto a la enfermedad, sino al paciente”, señala.

El médico internista es una figura clave en el manejo de este tipo de enfermedades en unidades multidisciplinarias, pues muchas son multisistémicas y afectan a distintos órganos del cuerpo.

Actualización en enfermedades minoritarias

Durante el encuentro online, los participantes han abordado temas de actualización en enfermedades minoritarias, como la telangiectasia hemorrágica hereditaria (THH), la púrpura trombótica trombocitopénica, la alfa-manosidosis (enfermedad ultra-rara) o las enfermedades lisosomales (mayoritariamente, las de Fabry y Gaucher).

Asimismo, también se ha hablado de nuevas perspectivas en enfermedades minoritarias (defectos inmunitarios y COVID, la genética y la inteligencia artificial en las EEMM), y se ha dedicado una mesa a la Amiloidosis TTR y otra específica para las enfermedades lisosomales.

junio 18/2021 (Redcción Médica)

La investigación, publicada en Nature Communications, describe la organización 3D del genoma en células germinales de poblaciones salvajes de ratón doméstico (Mus musculus domesticus) con reordenamientos cromosómicos, alteraciones del genoma que cambian la estructura de los cromosomas.

El trabajo supone un avance significativo en el estudio de los mecanismos que generan y regulan la estructura y función del genoma durante la formación de los gametos (óvulos y espermatozoides).

Los organismos con reproducción sexual generan gametos haploides -con un solo juego de cromosomas- a través de dos divisiones celulares consecutivas precedidas de una sola ronda de replicación del genoma. Durante este proceso (denominado meiosis) el genoma se organiza de forma regulada para permitir la recombinación, un mecanismo fundamental que mantiene la diversidad genética de los organismos mediante el intercambio entre cromosomas homólogos de los progenitores, permitiendo al mismo tiempo que los cromosomas resultantes se transmitan de forma íntegra, sin alteraciones estructurales y/o numéricas, a la siguiente generación.

«Nuestro trabajo muestra que tanto la dinámica de la organización del genoma durante la formación de gametos como la recombinación se ven afectadas por la presencia de reordenamientos cromosómicos» explica Aurora Ruiz-Herrera, profesora del Departamento de Biología Celular, Fisiología e Inmunología y del Instituto de Biotecnología y Biomedicina (IBB) de la UAB, y responsable del estudio. «Hemos detectado que estos reordenamientos afectan a la disposición de los cromosomas dentro del núcleo de las células germinales, alterando el patrón de apareamiento entre cromosomas homólogos y la recombinación meiótica. Son resultados que abren nuevas vías de investigación sobre los mecanismos genéticos responsables de la infertilidad».

«Los resultados evidencian la importancia del contexto genómico tridimensional en el que ocurre la recombinación, donde factores como los reordenamientos moldean a la próxima generación de una especie», explica Covadonga Vara, investigadora del grupo coordinado por Aurora Ruiz-Herrera y coautora del trabajo.

Determinar los mecanismos que generan y regulan la estructura y función del genoma durante la formación de los gametos es fundamental, ya que la desregulación de este proceso puede provocar enfermedades como la infertilidad y la alteración del número de cromosomas, como la trisomía 21, señalan las investigadoras.

mayo 31/2021 (Dicyt)

Referencia:

Vara, C., Paytuví-Gallart, A., Cuartero, Y. et al. The impact of chromosomal fusions on 3D genome folding and recombination in the germ line. Nat Commun 12, 2981 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-23270-1

Jerarcas de la CCSS participaron en una conferencia de prensa para conmemorar el aniversario de Isabel Lucia, quien nació el 18 de abril de 2020, y es la primera de 33 niños concebidos por esa técnica en la Unidad de Medicina Reproductiva de Alta Complejidad (Umrac), inaugurada a mediados de 2018.

De esa forma, 29 familias vieron hecho realidad su sueño de tener en su hogar a su hijo, pues dos de ellas tuvieron cada una un par de gemelos.

El gerente médico de la CCSS, Mario Ruiz, calificó este suceso de un hito institucional, pues tiene una gran inversión en infraestructura, equipos y especialización.

Dijo que en ese empeño trabajaron muchos funcionarios, y es el fiel reflejo de la capacidad de Costa Rica para llevar servicios de alta complejidad hasta la población.

Por su parte, el coordinador de la Umrac, Jerchell Barrantes, adelantó que el 30 de abril serán 34 familias las que tendrán la posibilidad de ver su sueño cumplido, y esperan el nacimiento de otros seis bebés en mayo venidero.

abril 23/2021 (Prensa Latina) – Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

En biología, el término quimera se refiere a aquellos animales generados al mezclar células embrionarias de dos individuos distintos, de la misma o distinta especie. En los últimos años, la formación de quimeras interespecie ha supuesto una estrategia prometedora para diversas aplicaciones de medicina regenerativa, incluida la generación de órganos y tejidos para trasplantes.

Ahora, científicos de China y Estados Unidos han inyectado células madre humanas en embriones de primates y han podido cultivar estos embriones quiméricos durante un periodo de tiempo considerable: hasta 20 días. El trabajo, publicado en la revista Cell, tiene implicaciones para el desarrollo de nuevos modelos de biología y enfermedades humanas.

“Este tipo de investigación es importante para desarrollar conocimientos sobre la comunicación celular y el desarrollo biológico durante la embriogénesis y la evolución, así como para una variedad de aplicaciones de investigación y medicina regenerativa”, explica a SINC Juan Carlos Izpisúa Belmonte, investigador del Instituto Salk de Ciencias Biológicas y autor principal del estudio.

El especialista español enfatiza la importancia de este tipo de estudios: “Como no podemos realizar ciertos tipos de experimentos en humanos, es esencial que tengamos mejores modelos para estudiar y comprender con mayor precisión las enfermedades humanas en condiciones in vivo”.

“Por ejemplo, algún día podría dar lugar a la posibilidad de cultivar tejidos humanos de sustitución, como los del corazón y los riñones. También ayudar a probar medicamentos candidatos para enfermedades humanas con más precisión que los modelos animales tradicionales, o entender procesos como el envejecimiento, el principal factor de riesgo en alzhéimer, enfermedades cardíacas o cáncer”, añade.

Para Josep M. Canals, experto en células madre y medicina regenerativa de la Universidad de Barcelona (UBNeuro) que no ha participado en el estudio de Izpisúa, “el modelo utilizado de quimeras humano-mono muestra diferencias en las primeras fases del desarrollo entre estas dos especies. Este tipo de aproximaciones abre un fascinante campo de investigación que puede explicar las diferencias y especificidades del inicio del desarrollo humano”.

Pero, a pesar de su relevancia, “estos modelos raramente llegarán a proveer de soluciones terapéuticas mediante el trasplante de órganos desarrollados por estas quimeras, aunque los autores apunten a esta posibilidad”, puntualiza a SINC Canals.

El primer paso se dio en 2019

El avance que hizo posible el estudio actual se produjo en 2019, cuando el equipo de Izpisúa Belmonte, en colaboración con Weizhi Ji, de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Kunming, en Yunnan (China), también autor del nuevo trabajo, generó una tecnología que permitía a los embriones de macaco permanecer vivos y crecer fuera del cuerpo durante un periodo de tiempo prolongado, pero que “no incluyó quimeras, es decir, células de más de una especie”, enfatiza el investigador español.

Sin embargo, en el estudio actual se inyectó a cada uno de los embriones de mono (que se encontraban en la fase de blastocisto, es decir, con seis días de desarrollo) 25 células humanas. Las células procedían de una línea celular pluripotente inducida conocida como células madre pluripotentes extendidas, que tienen el potencial de contribuir tanto a los tejidos embrionarios como a los extraembrionarios.

Al cabo de un día, se detectaron células humanas en 132 embriones. A los 10 días, 103 de los embriones quiméricos seguían desarrollándose. La supervivencia pronto empezó a disminuir y, en el día 19, solo tres quimeras seguían vivas. No obstante, los autores destacan que el porcentaje de células humanas en los embriones se mantuvo alto durante todo el tiempo que siguieron creciendo.

“Históricamente, la generación de quimeras entre humanos y animales ha soportado una baja eficiencia e integración de las células humanas en la especie huésped”, afirma Izpisúa Belmonte.

“La creación de una quimera entre un humano y un primate no humano , (una especie más estrechamente relacionada con nosotros que todas las especies utilizadas anteriormente, como el ratón o el cerdo), facilitará el mejor conocimiento sobre si existen barreras impuestas por la evolución para la generación de dichas quimeras y si hay algún medio para superarlas”, continúa.

Con todo, hay que tener en cuenta que “todos los experimentos de este artículo se han ejecutado en el laboratorio y no se ha realizado ninguna implantación en animales para un desarrollo de tejidos u órganos más allá de las primeras fases embrionarias. Por tanto, no se sabe si esto sería científicamente posible y si estas quimeras podrían desarrollarse a estadios más complejos”, aclara Canals.

Eso sí, insiste, “las diferencias que se muestran a escala celular entre las dos especies apuntan a que un desarrollo a estadios posteriores no sería viable. Y la implantación de estos pre embriones en úteros que hoy en día la legislación no permite, tendría consideraciones ético-científicas muy relevantes”.

Los dilemas éticos de esta técnica

Además de estos conceptos puramente técnicos, este trabajo no está exento de problemas éticos. En un artículo relacionado, publicado también en la revista Cell, se exponen las posibles consideraciones sobre la generación de quimeras de primates humanos y no humanos.

“La medicina necesita mejores modelos para comprender la biología y las enfermedades humanas y realizar en ellos experimentos que serían éticamente problemáticos en humanos”, indican los autores. “Pero a medida que desarrollamos nuevos modelos vivos que se aproximan más a los humanos, nos acercamos a los mismos problemas éticos que intentamos evitar”.

Según Canals, “como en todo trabajo realizado con células madre pluripotentes humanas, las consideraciones éticas vienen determinadas por su potencial de generar un ser humano cuando se desarrolla en el contexto de gestación dentro del útero de una mujer”.

“En este artículo van un paso más allá, mezclando células humanas con preembriones de mono. Pero en ningún caso se implantan estos preembriones en el útero de monos gestantes para llevar el desarrollo más allá de la pura investigación en laboratorio: los estudios quedan circunscritos al ámbito de la investigación”, especifica.

Eso sí, hay que tener en cuenta que este es el primer artículo que muestra la posibilidad de hacer quimeras humano-mono y, por tanto, abre la puerta a posibles estudios que vayan más allá en el desarrollo de las quimeras en países donde los controles éticos en la investigación no sean tan estrictos.

“De realizarse estudios de implantación de estas quimeras en úteros gestantes, las complicaciones éticas serían muy graves por la generación de posibles especies de primates nuevas que podría tener consecuencias inesperadas e incontrolables”, vaticina Canals.

Izpisúa Belmonte defiende así su trabajo: “Antes de comenzar se realizaron consultas y revisiones éticas tanto a escala institucional como a través de la divulgación a bioeticistas no afiliados y con experiencia en políticas estatales y nacionales en esta área de investigación. Este proceso ayudó a guiar nuestros experimentos, que se centraron por completo en los embriones quiméricos ex vivo”.

“La gente está preocupada por la investigación sobre quimeras, lo cual es comprensible. Es nuestra responsabilidad como científicos trabajar de forma reflexiva, siguiendo todas las normas éticas, legales y sociales vigentes. Todo nuestro trabajo se rige siempre por estas pautas y se someterá a la revisión y aprobación de todos los comités pertinentes”, concluye.

Quimeras entre especies desde 1970

Las quimeras interespecíficas en mamíferos se realizan desde la década de 1970, cuando se generaron en roedores y se utilizaron para estudiar los primeros procesos de desarrollo.

En 2017, el equipo de Izpisúa Belmonte creó embriones quiméricos entre humano y cerdo  con células madre de seres humanos, lo que supuso un primer paso para la incubación de órganos humanos en animales con el objetivo de usarlos en trasplantes y medicina regenerativa. Previamente los mismos expertos desarrollaron un ratón con órganos de rata.

abril 2272021 (SINC)

Referencia:

Tan et al.: Chimeric contribution of human extended pluripotent stem cells to monkey embryos ex vivo. Cell

 «Esto plantea la posibilidad de que se puedan aprovechar para prevenir trastornos del embarazo», adelanta el autor correspondiente Jan J. Brosens, profesor de obstetricia y ginecología en la Escuela de Medicina de Warwick (WMS).

El revestimiento del útero, o endometrio, es un tejido altamente regenerativo capaz de adoptar diferentes estados fisiológicos durante los años reproductivos. En la segunda mitad del ciclo menstrual, cuando los niveles de progesterona son altos, el endometrio comienza a remodelar intensamente, anunciando el inicio de una breve ventana durante la cual un embrión puede implantarse.

El embarazo depende de esta transformación, un proceso llamado decidua, ya que es impulsado por la diferenciación de las células del estroma endometrial en células deciduales especializadas. Estas células imparten la plasticidad necesaria para que el tejido se adapte al rápido crecimiento de un embrión.

«Si bien la magnitud de la remodelación tisular requerida para el embarazo hace que sea probable que las células progenitoras equilibradas y las células precursoras deciduales altamente proliferativas sean críticas para la formación de una interfaz materno-fetal sólida, los mecanismos subyacentes detrás de esto no están claros», apunta Brosens.

El mismo equipo había descrito recientemente la presencia de una población discreta de células mesenquimales altamente proliferativas (hPMC) durante la ventana de implantación. Las células madre mesenquimales / estromales se pueden aislar de la médula ósea, el tejido adiposo y otras fuentes de tejido, y pueden diferenciarse en una variedad de tipos de células según las condiciones del cultivo en el que se cultivan. En este último estudio, el equipo de investigación se propuso caracterizan estas hPMC.

«Nuestros hallazgos indican que las hPMC se derivan de las células madre derivadas de la médula ósea circulantes y se reclutan en el revestimiento del útero en el momento de la implantación del embrión. Estas células parecen críticas en el embarazo para acomodar la placenta de rápido crecimiento, resalta el doctor Brosens. También encontramos que estas células raras, pero altamente especializadas se agotan en el revestimiento del útero de las mujeres con embarazos recurrentes».

Por su parte, Siobhan Quenby, profesora de obstetricia y consultora honoraria en los hospitales universitarios de Coventry y Warwickshire y la Universidad de Warwick, que formó parte del equipo de investigación, resalta el interés de estos hallazgos.

«Ya hemos demostrado que podemos aumentar estas células altamente proliferativas en el revestimiento del útero antes del embarazo, prosigue. Estos nuevos hallazgos explican por qué estas células altamente proliferativas son tan importantes para la prevención del aborto espontáneo y posiblemente el parto prematuro espontáneo, dos trastornos devastadores del embarazo que afectan muchas mujeres y parejas en todo el mundo».

marzo 26/2021 (Europa Press) – Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Referencia:

Harden S.L., Zhou J., Gharanei S., da-Costa M., Lucas E.S., Cui L., Murakami K., Fang J., Chen Q., , Brosens J.J., and Lee Y.H.: Exometabolomic Analysis of Decidualizing Human Endometrial Stromal and Perivascular Cells. Front. Cell Dev. Biol., 28 January 2021 | https://doi.org/10.3389/fcell.2021.626619

Unos días después de la fecundación del óvulo, este se convierte en un blastocisto. Se trata de un embrión de unos 5 o 6 días de desarrollo que presenta una estructura celular compleja formada por aproximadamente 200 células. Es el primer estadio en el que los tipos de células embrionarias y extraembrionarias son fácilmente detectables. Sus defectos son una de las causas de aborto espontáneo y dos de cada tres de los gemelos monozigóticos se producen durante esta fase.

No obstante, a pesar de los grandes avances en desarrollo embrionario humano de los últimos años, su comprensión se ha visto limitada por la falta de modelos adecuados. Los blastocistos humanos donados a la investigación tras la fecundación in vitro (FIV) han ayudado mucho, pero su disponibilidad y uso son limitados.

Recientemente, se han producido en el laboratorio estructuras similares a blastocistos de ratón, llamadas blastoides, que simulan varios aspectos del desarrollo temprano en ratones. Sin embargo, hasta ahora no se había informado de la generación de blastoides similares a partir de células humanas.

Un primer trabajo, publicado esta semana en la revista Nature y liderado por expertos de la Universidad Monash (Australia), logró reprogramar fibroblastos humanos, el principal tipo de célula que se encuentra en el tejido conectivo, para producir en el laboratorio modelos tridimensionales de blastocisto humano, a los que llamaron iBlastoids (blastoides inducidos).

Los investigadores descubrieron que los iBlastoides forman una estructura que se asemeja a la morfología del blastocisto humano y son capaces de dar lugar a células madre pluripotentes y trofoblásticas (que proveen de nutrientes al embrión y se desarrollan como parte importante de la placenta). También fueron capaces de simular varios aspectos de la fase inicial de implantación.

“Nuestros datos demuestran que los iBlastoides representan un sistema modelo accesible, escalable y manejable que será valioso para muchas aplicaciones en la investigación básica y los enfoques traslacionales. Permitirá realizar estudios de enfermedades tempranas del desarrollo y cribado de tratamientos, y posee un enorme potencial para entender la infertilidad y la pérdida temprana del embarazo”, afirman.

Eso, sí, los autores puntualizan que los iBlastoides no deben considerarse un equivalente a los blastocistos humanos. “Es importante destacar que los modelos de blastoides no pueden recapitular lo que desconocemos sobre el desarrollo preimplantacional humano”, explica Teresa Rayon, científica del Instituto Francis Crick.

“La implantación en blastoides puede ayudar a generar hipótesis que deberán ser validadas en embriones humanos, pero no sustituirán la necesidad de utilizar embriones de pre implantación para resolver algunas de las incógnitas”.

Estos modelos no son embriones

Un segundo estudio independiente, publicado también en Nature y liderado por investigadores de la Universidad de Texas Southwestern Medical Center (Estados Unidos), revela una estrategia de cultivo tridimensional que permitió generar blastoides humanos a partir de células madre pluripotentes humanas.

Los blastoides humanos se parecían a los blastocistos humanos en su morfología, tamaño, número de células y composición de los distintos linajes celulares. Además, los autores descubrieron el papel de la señalización de la proteína quinasa C, relacionada con el desarrollo embrionario, en la formación de la cavidad blastoide.

A pesar de los buenos resultados, igualmente destacan que los blastoides humanos no son equivalentes a los blastocistos y no pueden dar lugar a un embrión viable.

“Los blastoides humanos facilitarán un análisis preciso de la interacción entre la población de células madre que componen el blastocisto sin necesidad de contar con embriones donados”, indica Rayon. “Además, los blastoides permiten el estudio de mutaciones específicas, moléculas de señalización o procesos morfogenéticos en el blastocisto, y son útiles para modelar la implantación del embrión”.

A pesar de los buenos resultados, igualmente destacan que los blastoides humanos no son equivalentes a los blastocistos y no pueden dar lugar a un embrión viable. Así, aunque estos dos modelos reproducen aspectos clave del desarrollo humano temprano, presentan una serie de diferencias con los embriones humanos reales y, por tanto, no deben considerarse como tales.

Reacciones de los expertos
Según apunta Peter Rugg-Gunn, del Instituto Babraham (Reino Unido), los próximos pasos deberían consistir en optimizar las condiciones para mejorar la eficacia de la formación de las estructuras similares a los blastocistos, actualmente baja: “Solo uno de cada diez intentos tiene éxito, y el ritmo de formación de las estructuras es asíncrono”.

“Para aprovechar el descubrimiento, el proceso deberá ser más controlado y menos variable. También es importante establecer en futuras investigaciones qué aspectos del desarrollo temprano humano son capaces de recapitular las estructuras similares a los blastocistos”, dice.

Está claro que los autores deseaban que su trabajo fuera aprobado por el público antes de cruzar esta línea. Los científicos deberán explicar las limitaciones y beneficios potenciales de esta tecnología, expresa Martín Johnson, profesor de la Universidad de Cambridge.

Por su parte, Martín Johnson, profesor emérito de Ciencias de la Reproducción en la Universidad de Cambridge (Reino Unido), indica cómo los autores optaron por detener el desarrollo de estos blastoides antes de que pudieran formar una veta primitiva, respetando así la regla de los 14 días que consagra la ley en este país.

“Esto a pesar de que los blastoides no estaban catalogados como embriones humanos y es poco probable, por analogía con los blastoides de ratón de producción comparable, que tengan un potencial de desarrollo pleno. Está claro que los autores deseaban que su trabajo fuera aprobado por el público antes de cruzar esta línea. Los científicos deberán explicar las limitaciones y beneficios potenciales de esta tecnología”, concluye.

marzo 22/2021 (SINC)

El Premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento en Biología y Biomedicina, ha sido concedido en su decimotercera edición a David Julius, de la Universidad de California en San Francisco, y Ardem Patapoutian, del Instituto Scripps, en La Jolla, ambos en Estados Unidos, por “identificar los receptores que nos permiten percibir la temperatura, el dolor y la presión”, señala el acta del jurado que prosigue señalando que «la temperatura, el dolor y la presión forman parte de nuestro sentido del tacto, quizás el menos comprendido de los cinco sentidos humanos. Julius y Patapoutian han desvelado las bases moleculares y neuronales para las sensaciones térmicas y mecánicas».

Se trata de una investigación con potenciales implicaciones médicas, porque “arroja luz sobre cómo reducir el dolor crónico y agudo asociado a numerosas enfermedades, traumatismos y sus tratamientos”. De hecho, varios laboratorios farmacéuticos están investigando para identificar moléculas que actúen sobre estos receptores con el objetivo de tratar distintas formas del dolor crónico, por ejemplo, el asociado a procesos inflamatorios, como la artritis.

El jurado ha destacado además el “gran valor que supone entender, desde un punto de vista fundamental, cómo percibimos el mundo”, en palabras de Óscar Marín, director del Centro de Trastornos del Neurodesarrollo en King’s College London  (Reino Unido) y secretario del jurado. “Aunque todavía no hayamos visto aplicaciones prácticas de estos descubrimientos, su potencial es tan enorme que no nos cabe duda de que es un hito transformador que merece ser reconocido».

Gestionar el dolor crónico y la tensión arterial 

A su juicio, entender cómo nuestro cuerpo es capaz de percibir los cambios de temperatura o la presión es conceptualmente tan significativo que sorprende que no lo supiéramos hasta hace tan poco o, mejor dicho, que solo conociéramos la parte del circuito nervioso que procesa esta información, pero no los sensores moleculares que utiliza. «Es uno de esos hallazgos en los que resulta difícil intuir todo el alcance que puede llegar a tener en cuanto a aplicaciones, aunque ya se esté trabajando en algunas, como la gestión del dolor crónico y el control de la presión arterial”.

Como ejemplo de máxima actualidad para entender la importancia de reconocer la ciencia básica, Marín ha añadido: “Pensemos en quienes hace 20 años trabajaban en la biología del ARN. Ni ellos mismos eran entonces conscientes de que darían con la clave de una nueva generación de vacunas como las que se han desarrollado ahora contra la COVID-19”.

Los hallazgos de los galardonados han abierto un área de investigación capaz de cambiar la manera de entender procesos fisiológicos cruciales en el funcionamiento del organismo, de lo que podrían derivarse aplicaciones médicas relevantes.

El nuevo campo, la ‘mecanobiología’, investiga por primera vez el papel de los receptores de presión en el interior del cuerpo, en sistemas como el excretor, para alertar de que la vejiga urinaria está llena, o el circulatorio, para regular la presión en los vasos sanguíneos.

Sensores de sabor y tacto

La primera sorpresa llegó cuando David Julius descubrió que el receptor que provoca una sensación de quemazón en la boca al ingerir capsaicina, el ingrediente picante de la guindilla o los pimientos de Padrón,  es también el mismo que detecta el calor. Como señala el acta, Julius “identificó el primer gen que codifica un receptor que actúa como sensor de la temperatura, la proteínaTRPV1, usando la capsaicina. Descubrió que TRPV1 también se activa con las altas temperaturas”. La señal que envía ese receptor se integra en el cerebro y está calibrada de tal manera que, si el calor es tan elevado que puede quemar los tejidos, es interpretada como dolor.

Julius ha explicado tras conocer el fallo que, aunque “en retrospectiva” la conexión entre picante y alta temperatura parezca “obvia”, en su momento no lo era. Su investigación partió de su curiosidad general por el uso de compuestos naturales en la sociedad, que acabó conectando con la investigación de las bases moleculares del dolor.

Finalmente, identificaron el gen del receptor del ingrediente picante de la guindilla, pero la verdadera sorpresa llegó al preguntarse por la función de esa proteína en humanos. “No podía ser”, ha señalado Julius, “que la tuviéramos únicamente para apreciar la comida picante”.

En células en cultivo descubrieron que el calor también activa el receptor de la capsaicina: “Nos dimos cuenta de que calentar las células provocaba la activación intensa de este receptor. Fue un momento emocionante”, ha recordado el científico galardonado.

A continuación, prosiguieron esta línea de investigación con la búsqueda del receptor del frío. Ya sobre la pista de la relación entre temperatura y determinados sabores, recurrieron al mentol presente en la menta, asociado a la sensación de frescor. En efecto, comprobaron que el receptor para el mentol y la baja temperatura es el mismo, y para asombro de Julius, se parece al de la capsaicina.

“Lo más fascinante de este hallazgo fue que esta molécula es genéticamente muy parecida al receptor activado por la capsaicina de las guindillas y el calor. Por tanto, estos descubrimientos nos revelaron que la naturaleza utiliza una estrategia común que permite a nuestro sistema nervioso detectar cambios en la temperatura a través de una familia de moléculas similares”

Wasabi y dolor inflamatorio

Posteriormente, Julius identificó también el receptor del compuesto picante wasabi, de la familia de la mostaza, recurriendo de nuevo a la naturaleza: “Durante años se ha usado extracto de mostaza para pruebas de dolor: se frota sobre la piel del paciente para irritarla y comprobar su respuesta al dolor; esto también provoca inflamación, aumentando la sensibilidad a la temperatura y al tacto. Es un modelo para investigar el dolor inflamatorio, como el de una articulación con artritis. Investigando cómo funcionaba el proceso identificamos un receptor en las células nerviosas, y ese es el mecanismo por el que el wasabi y otras plantas de mostaza provocan una sensación punzante”.

Se ha comprobado que el mismo receptor de wasabi está implicado en el picor que hace llorar al cortar una cebolla, y se activa también por el veneno de algunos animales, como el escorpión. Pero “lo más relevante” de este mecanismo, explica Julius, es que “es muy importante para entender el dolor de una lesión inflamatoria” y puede servir “para comprender cómo las lesiones provocan un dolor no solo agudo, sino persistente, que desemboca en síndromes de dolor crónico”.

Las Piezos; responsables de la presión en la piel y las arterias

El descubrimiento del gen del receptor de la capsaicina se publicó en el año 1997. Por entonces Ardem Patapoutian, un inmigrante armenio que llegó a Estados Unidos huyendo de la guerra en Líbano, con la intención de convertirse en médico, pero que rápidamente se “enamoró de la investigación”, también había empezado a estudiar las bases moleculares de la percepción sensorial.

Ambos galardonados, que coincidieron en la Universidad de California en San Francisco durante una estancia postdoctoral de Patapoutian, describieron ayer el inicio de su relación como “de competidores”, pero pronto se convirtieron en “complementarios”, puesto que investigaban receptores distintos.

Patapoutian, explica el acta, “identificó los genes de los receptores que se activan con la tensión”, la fuerza mecánica del estiramiento. Estas proteínas se denominan Piezos y “son responsables de la percepción de la presión en la piel y los vasos sanguíneos, así que su importancia para la salud va más allá del sentido del tacto”. “Estos descubrimientos”, señala el acta del premio, “abrieron la puerta a la mecanobiología, un campo de investigación emergente que integra biología, ingeniería y física”.

El punto de partida de la investigación de Patapoutian fue la observación de que el tacto es el único sentido basado en la traducción de una señal física, como la presión, al lenguaje químico que comprende el cuerpo. “Al investigar sobre los nervios que nos hacen sentir el tacto y el dolor, nos dimos cuenta de que hacen algo insólito: son capaces de percibir fuerzas físicas, como las fuerzas mecánicas y como la temperatura. Realmente se sabe muy poco sobre cómo el cuerpo traduce estas señales físicas al lenguaje químico”.

Identificar sensaciones 

Con su grupo, Patapoutian buscó células que, cultivadas en el laboratorio, reaccionaran eléctricamente ante un estímulo físico de presión. Cuando las encontraron, anularon de manera sistemática la expresión de genes candidatos mediante ARN de interferencia hasta que identificaron el receptor. No imaginaban entonces la relación del hallazgo con otros procesos fisiológicos: “Sabíamos que había proteínas implicadas en la percepción del dolor, el tacto, la audición o la presión sanguínea, pero nadie sabía que una sola familia, los receptores que descubrimos, Piezo 1 y Piezo 2, explicaría todos estos procesos”, según Patapoutian.

Tras el hallazgo inicial, se han sucedido los descubrimientos en este campo de investigación. El grupo de Patapoutian ha desvelado la estructura tridimensional de los receptores Piezo, lo que ayuda a entender también su funcionamiento mecánico: son grandes proteínas que entran y salen decenas de veces de la membrana de las células, como si fueran un hilo elástico enhebrado en la membrana, que se estira y encoge. El pasado mes de octubre, una publicación en Nature describía cómo Piezo 2 alerta de que la vejiga urinaria está llena. También es Piezo 2 el que detecta un roce en la piel, una caricia. O, también, el que alerta que la piel está inflamada tras una quemadura solar.

“Piezo 2 está implicado en un tipo específico de dolor”, explica Patapoutian. “Un martillazo tiene poco que ver con este receptor, pero si sufro una quemadura solar y me duele simplemente al tocarme el hombro, sí interviene. Esto puede ser relevante para el tratamiento del dolor neuropático. Creo que los próximos cinco o diez años van a ser muy interesantes para descubrir el potencial médico de estos descubrimientos”.

El potencial de la ‘propiocepción’

El investigador del Instituto Scripps también ha comprobado que estos sensores desempeñan un papel fundamental en la ‘propiocepción’, la capacidad de sentir la posición relativa de las partes del cuerpo, “un sentido al que no prestamos atención porque no lo podemos apagar”, pero del que dependemos plenamente para sostenernos en pie o aprender a caminar.

Patapoutian está convencido, además, de que la mecanobiología desvelará un tipo de comunicación adicional entre las células, lo que podría tener enormes implicaciones para la investigación biomédica: “Hasta ahora hemos entendido la vida como un conjunto de sustancias químicas que hablan entre ellas, a través de la síntesis química, pero creo que cada vez más nos damos cuenta de que la mecanobiología, las fuerzas mecánicas, desempeñan un papel importante, en procesos que van desde la división celular hasta la audición, el tacto y el dolor. Lo que hemos descubierto hasta ahora es importante, pero es solo la punta del iceberg de esta ciencia nueva”.

marzo 05/2021 (Diario Médico)

Nota:

La Fundación BBVA es la marca bajo la cual se presta la fundación del Banco Bilbao Vizcaya Argentaria. Sus orígenes se remontan al año 1988, año en el que es constituida la Fundación del Banco Bilbao Vizcaya, adoptando el nombre de Fundación BBVA en 2001.

Los hallazgos, que se publican en la revista Nature, pueden ayudar a comprender por qué algunos embriones no son viables en las primeras etapas de su desarrollo e impulsar nuevos estudios clínicos para tratar la infertilidad o los abortos espontáneos.

Un embrión es frágil en las primeras horas después de su formación. La rápida división celular y el estrés ambiental los hacen propensos a la acumulación de errores celulares, que a su vez provocan la muerte esporádica de las células madre embrionarias. Se supone que esta es una de las principales causas de problemas del desarrollo de un embrión antes de que pueda implantarse.

Los organismos vivos pueden eliminar células erróneas usando células inmunes que llevan a cabo esta función. Sin embargo, un embrión recién formado todavía no es capaz de crear estas células especializadas. En el desarrollo de animales, no es raro que los embriones produzcan errores celulares durante la división celular rápida, y estos pueden hacer que todo el embrión falle.

Los científicos han sospechado durante mucho tiempo que hay una respuesta inmunitaria innata que defiende a los frágiles embriones de amenazas como la muerte celular, la inflamación y los agentes infecciosos. Investigaciones recientes han revelado tales respuestas inmunitarias innatas tanto en células madre embrionarias de ratón como en células madre embrionarias humanas. 

Pero hasta ahora, nadie lo había visto en acción en las primeras etapas. Este estudio es el primero en explicar cómo los «recolectores de basura» limpian la blástula sin un sistema inmunitario especializado.

Para averiguar si los embriones pueden eliminar las células que mueren en ausencia de un sistema inmunológico, el equipo científico utilizó microscopia de alta resolución para grabar embriones de pez cebra y ratón, dos modelos que se utilizan para estudiar el desarrollo de vertebrados. Descubrieron que las células epiteliales, que colectivamente forman el primer tejido en la superficie de un embrión, pueden reconocer, ingerir y destruir las células defectuosas.

Tejido protector

Es la primera vez que se ha demostrado que este proceso biológico, conocido como fagocitosis epitelial, elimina errores celulares en los embriones recién formados. “Mucho antes de que se formen sus órganos, una de las primeras tareas que realiza un embrión en desarrollo es crear un tejido protector”, afirma Esteban Hoijman, investigador y coautor del estudio. Y añade que la fagocitosis epitelial es un proceso sorprendentemente eficiente gracias a la presencia de protrusiones en forma de brazos en la superficie de las células epiteliales. “Las células cooperan mecánicamente; al igual que las personas que distribuyen comida alrededor de la mesa del comedor antes de cenar, descubrimos que las células epiteliales empujan a las células defectuosas hacia otras células epiteliales, lo que acelera su eliminación”.

Utilizando imágenes in vivo de cuatro dimensiones de ratones y embriones de pez cebra, los autores muestran dos tipos de ‘brazos‘ epiteliales que parecen engullir y destruir estas células apoptósicas.

La primera protrusión se llama copa fagocítica, y ayuda a recoger y tragar el objetivo apoptótico, un proceso conocido como fagocitosis. Esta estructura no es diferente de lo que se ve en los organismos adultos, donde la fagocitosis epitelial mantiene los órganos y tejidos sanos de la infección y la inflamación. La segunda protuberancia es una estructura previamente no descrita que puede empujar mecánicamente objetivos apoptósicos circundantes. En dos horas, de hecho, los autores encontraron que el epitelio embrionario podría eliminar 68 partículas apoptósicas.

«Nuestro estudio propone una nueva función para las células epiteliales en las primeras etapas de la embriogénesis, que se ha conservado evolutivamente en los vertebrados: actúan como carroñeras para eliminar las células muertas,” ilustra Verena Ruprecht, jefa de grupo en el programa de Biología Celular y del Desarrollo del CRG y autora principal del artículo. «Nuestro trabajo puede tener importantes aplicaciones clínicas en el futuro, por ejemplo, a través del desarrollo de nuevos métodos para evaluar la calidad de los embriones en la medicina reproductiva”.

En su trabajo muestran cómo durante el desarrollo temprano de los vertebrados, las células epiteliales se especializan para realizar funciones inmunes fagocíticas en ausencia completa de células inmunitarias. «En etapas posteriores del desarrollo, los fagocitos profesionales se diferencian y pueden compartir sus tareas fagocíticas con células mesenquimales o epiteliales».

Según los autores, el descubrimiento que indica que los embriones exhiben una respuesta inmune antes de lo que se pensaba anteriormente motiva una exploración más profunda del papel de la cooperación mecánica como función fisiológica en los tejidos, la cual aún no se comprende bien, y que podría ser de gran importancia en otros procesos biológicos como la homeostasis y la inflamación de tejidos.

En el trabajo han colaborado científicos de la Universidad Pompeu Fabra y del Instituto de Ciencias Fotónicas de Barcelona, así como de la Universidad París-Diderot.

marzo 05/2021 (Diario Médico)

Referencia:

Hoijman, E., Häkkinen, HM., Tolosa-Ramon, Q. et al. Cooperative epithelial phagocytosis enables error correction in the early embryo. Nature 590, 618–623 (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03200-3

Cada año nacen en España 4 000 niños con cardiopatías congénitas, de los que uno de cada tres es intervenido quirúrgicamente en el primer año de vida, con resultados correctivos, en la mayoría de los casos, aunque estas alteraciones son vigiladas y controladas hasta más allá de la edad adulta para confirmar su buena evolución.

Para la Fundación Menudos Corazones, organización estatal de apoyo a niños con alteraciones del corazón, el Día Internacional de las Cardiopatías Congénitas «es una fecha para recordar porque esta alteración representa la patología congénita más frecuente en España”. Así, la fundación ha lanzado recientemente una campaña de vídeo – Yo La Tengo- en la que participan más de 100 personas con cardiopatías congénitas de toda España.

Las cardiopatías son de diversa índole y etiología, y ya sean leves o complejas, son dolencias crónicas. «Las cardiopatías no se curan, sino que, en algunos casos, se corrigen con intervenciones, indica Amaya Sáez, directora de Menudos Corazones, quien no ha olvidado el contexto pandémico en el que nos encontramos y en el que “es fácil olvidarse de otras enfermedades que continúan estando muy presentes, como las cardiopatías, sin olvidar el riesgo de contagios y de la doble vulnerabilidad de estos niños a causa de su enfermedad y del coronavirus”.

Extensión a adolescentes y adultos jóvenes

Las cardiopatías congénitas son defectos en el corazón debido a alteraciones durante el desarrollo embrionario. “Además, el descenso de la natalidad y el aumento de las tasas de supervivencia hacen que ya no solo hablemos de niños con cardiopatías congénitas, sino también de adolescentes y adultos jóvenes con esta afección”, explica Constancio Medrano, cardiólogo pediatra del Hospital General Universitario Gregorio Marañón y presidente de la Sociedad Española de Cardiología Pediátrica y Cardiopatías Congénitas (SECPCC).

El tratamiento definitivo de las cardiopatías congénitas son las intervenciones por cirugía o por cateterismo. De los 4 000 niños que nacen cada año con cardiopatías congénitas, 1 de cada 3 se operan en el primer año de vida.

“Las operaciones más complejas se realizan en el periodo neonatal y tienden a ser completas, cuando es posible. En casos extremos se puede realizar un trasplante. Sin embargo, la mayoría se resuelven mediante dispositivos colocados por cateterismo, evitando las complicaciones de la cirugía”, detalla Medrano, quien en un encuentro organizado por Nutricia, se ha señalado además que el 20 % de los niños con cardiopatías congénitas padece desnutrición, lo que supone un importante factor de riesgo ante la cirugía, ya que una mala situación nutricional en el momento de la cirugía va a predecir una peor respuesta a la misma, más días de hospitalización y un peor pronóstico.

Controlar y mejorar su nutrición

La desnutrición y el retraso en el crecimiento son problemas importantes que afectan a los bebés y niños con una cardiopatía congénita. Según un estudio, la prevalencia de desnutrición moderada en niños con esta patología a los 4 meses de edad fue del 20 % en el grupo de intervención y del 28 % en el grupo de control.

“La insuficiencia cardíaca con retraso en el crecimiento es la principal complicación de una parte importante de las cardiopatías, sobre todo, en lactantes antes de corregirse. Se produce por diversas causas y repercute en la dificultad para la alimentación, en el manejo de líquidos y en la malabsorción de nutrientes”, explica Medrano.

Ignacio Ros, especialista en Gastroenterología y Nutrición pediátrica del Hospital Miguel Servet, de Zaragoza, y miembro de la Sociedad Española de Gastroenterología, Hepatología y Nutrición Pediátrica (Seghnp) y de la European Society for Paediatric Gastroenterology, Hepatology and Nutrition(Espghan), ha indicado además que “el gasto energético hace que el corazón trabaje más y los niños necesiten más calorías de las habituales. A su vez, debido al problema cardiaco, a los niños les cuesta más tomar la alimentación, se cansan antes y esto les produce fatiga, por lo que ingieren menos energía. Además, el problema cardiaco hace que la cantidad de sangre que llega al intestino sea menor y repercuta en una peor absorción”.

Por ello, los profesionales consideran que es fundamental actuar precozmente desde el mismo diagnóstico del problema cardiaco, anticipándonos a la desnutrición y no esperando a que aparezca, ya que en este caso será mucho más difícil conseguir una buena nutrición, señala Ros.

Aportes adecuados

Por ejemplo, tras las cirugías, el corazón precisa un tiempo para normalizarse y, además de necesitar medicación, es necesario un aporte nutricional adecuado que balancee el aporte de líquidos, el aporte calórico-proteico y de otros nutrientes esenciales. “A veces es preciso el uso de fórmulas concentradas, hidrolizadas o elementales para mejorar la absorción y, en algunos casos complejos, también resulta fundamental la alimentación por sonda o por gastrostomía e, incluso, parenteral”, señalan los especialistas.

Un equipo del Centro de Regulación Genómica (CRG), ha descubierto que los embriones recién formados maximizan sus posibilidades de supervivencia al eliminar las células defectuosas. Se trata, según los investigadores, de la respuesta inmunitaria innata más temprana encontrada hasta la fecha en animales vertebrados.

Los hallazgos, que se publican esta semana en la revista Nature, pueden ayudar a comprender por qué algunos embriones no son viables en las primeras etapas de su desarrollo e impulsar nuevos estudios clínicos para tratar la infertilidad o los abortos espontáneos.

Un embrión es frágil en las primeras horas después de su formación. La rápida división celular y el estrés ambiental los hacen propensos a la acumulación de errores celulares, que a su vez provoca en las células madre embrionarias su muerte esporádica. Para los expertos, esta es una de las principales causas de los problemas del desarrollo de un embrión antes de que este pueda implantarse.

Un embrión es frágil en las primeras horas después de su formación. La rápida división celular y el estrés ambiental los hacen propensos a la acumulación de errores celulares

Los organismos vivos pueden eliminar células erróneas usando células inmunitarias, que llevan a cabo esta función. Sin embargo, un embrión recién formado todavía no es capaz de crear estas células especializadas.

Para averiguar si los embriones pueden eliminar las células que mueren en ausencia de un sistema inmunitario, el equipo utilizó microscopía de alta resolución para grabar embriones de pez cebra y ratón, dos modelos científicos establecidos que se utilizan para estudiar el desarrollo de vertebrados.

Así, descubrieron que las células epiteliales –que colectivamente forman el primer tejido en la superficie de un embrión– pueden reconocer, ingerir y destruir las células defectuosas. Es la primera vez que se ha demostrado que este proceso biológico, conocido como fagocitosis epitelial, elimina errores celulares en los embriones recién formados.

“Mucho antes de que se formen sus órganos, una de las primeras tareas que realiza un embrión en desarrollo es crear un tejido protector”, afirma Esteban Hoijman, investigador y coautor del estudio.

Células ‘carroñeras’ para eliminar las defectuosas

Como explica Hoijman, la fagocitosis epitelial es un proceso muy eficiente gracias a la presencia de protrusiones en forma de brazos en la superficie de las células epiteliales. “Estas cooperan mecánicamente; descubrimos que las células epiteliales empujan a las defectuosas hacia otras células epiteliales, lo que acelera su eliminación”.

El descubrimiento de que los embriones exhiben una respuesta inmunitaria antes de lo que se pensaba motiva una exploración más profunda del papel de la cooperación mecánica como función fisiológica en los tejidos, la cual aún no se comprende bien

“Nuestro estudio propone una nueva función para las células epiteliales en las primeras etapas de la embriogénesis, que se ha conservado evolutivamente en los vertebrados: actúan como carroñeras para eliminar las células muertas”, afirma Verena Ruprecht, investigadora del CRG y autora principal del artículo. “Este trabajo puede tener importantes aplicaciones clínicas en el futuro, como el desarrollo de nuevos métodos para evaluar la calidad de los embriones en medicina reproductiva”.

Para los autores, el descubrimiento de que los embriones exhiben una respuesta inmunitaria antes de lo que se pensaba motiva una exploración más profunda del papel de la cooperación mecánica como función fisiológica en los tejidos, la cual aún no se comprende bien. “Podría ser de gran importancia en otros procesos biológicos, como la homeostasis y la inflamación de tejidos”, concluyen.

Este estudio ha sido apoyado por el Ministerio de Ciencia e Innovación de España, el Consejo Europeo de Investigación, el Ministerio de Economía y Competitividad de España, el programa de excelencia Severo Ochoa, la Fundació Cellex, la Fundació Mir-Puig, la Generalitat de Catalunya y el programa de centros CERCA.

febrero 12/2021 (SINC)

Referencia:

Hoijman, E., Häkkinen, HM., Tolosa-Ramon, Q. et al. Cooperative epithelial phagocytosis enables error correction in the early embryo. Nature (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03200-3

Los hallazgos sugieren que desde el comienzo del desarrollo de los óvulos humanos una proporción sorprendente de ovocitos está predestinada a ser cromosómicamente anormales. Pero la frecuencia de los cromosomas sin intercambio no se ve afectada por la edad materna.

«Sabemos desde hace mucho tiempo que la edad materna avanzada aumenta la probabilidad de óvulos cromosómicamente anormales, pero esta observación demuestra que muchos errores cromosómicos no tienen nada que ver con la edad materna, explica el primer autor Terry Hassold, de la Universidad Estatal de Washington. Son, en cambio, errores que son extremadamente comunes en nuestra especie por razones que no están claras».

La meiosis es un tipo de división celular que produce óvulos y espermatozoides. Implica dos rondas de división que finalmente dan como resultado cuatro células con solo una copia de cada cromosoma paterno y materno. Antes de la división, el material genético de las copias paterna y materna de cada cromosoma se intercambia mediante un proceso llamado recombinación meiótica o cruzamiento.

El fallo en la recombinación es una de las principales causas de aneuploidía, que es la presencia de un número anormal de cromosomas. Pero la magnitud del efecto no ha sido clara, porque hasta ahora no se había intentado medir directamente la incidencia de cromosomas sin intercambio en una gran serie de ovocitos humanos, los óvulos inmaduros.

Para abordar esta brecha de conocimiento, Hassold y sus colaboradores llevaron a cabo un gran análisis poblacional de cromosomas sin intercambio en el ovario fetal. En total, examinaron 7 396 ovocitos de 160 muestras de tejido. Para determinar la proporción total de ovocitos humanos que contienen uno o más cromosomas sin intercambio, contaron los pares de cromosomas que carecían de la proteína MLH1 asociada al cruzamiento.

Los investigadores encontraron un nivel sorprendentemente alto de fallo en la recombinación, con más del 7 % de los ovocitos con al menos un par de cromosomas sin intercambio. Según los autores, esto puede ser una subestimación de la frecuencia real de cromosomas sin intercambio en ovocitos humanos debido a los análisis conservadores utilizados, y el valor real puede ser de hasta entre 10 % y 15 %.

Los autosomas más pequeños (es decir, los cromosomas 21 y 22) tienen más probabilidades de presentar fallos de recombinación. También existe una correlación positiva sutil pero estadísticamente significativa entre la edad gestacional y la frecuencia de cromosomas sin intercambio. Las observaciones indican un aumento de 1,6 veces en la aneuploidía en el grupo de edad gestacional más avanzada.

«Probablemente la observación más sorprendente fue simplemente la alta proporción de huevos que contenían cromosomas sin intercambio, señala Hassold. Sabíamos por estudios preliminares anteriores y por embarazos trisómicos que el valor sería alto, pero verlo directamente en óvulos humanos todavía era un poco discordante».

En el futuro, los investigadores buscarán variantes genéticas que puedan afectar la probabilidad de tener cromosomas sin intercambio.

Al final, los nuevos resultados pueden tener una importancia clínica práctica considerable. «A partir de nuestra experiencia al asesorar a parejas que han experimentado un aborto espontáneo o el nacimiento de un niño con un cromosoma extra o faltante, está claro que con frecuencia la culpa la acompaña, señala Hassold. Nuestros resultados indican que, por el contrario, muchos de estos errores cromosómicos están simplemente integrados en la biología humana».

enero 31/2021 (Europa Press) Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

La autora principal del Brigham, Janis H. Fox, había observado que cuando se usaban óvulos de donantes recién recuperados, las tasas de embarazo eran más altas para las transferencias de embriones frescos en comparación con los congelados. Fox y sus colegas estaban intrigados por esta observación y se propusieron determinar científicamente si esta observación se replicaría en una muestra más grande de destinatarios.

Aprovechando los datos nacionales de la Society for Assisted Reproductive Technology ( SART), encontraron que, en los ciclos que usaban óvulos de donantes recién recuperados, las transferencias de embriones frescos se asociaban de hecho con tasas de nacidos vivos significativamente más altas en comparación con las transferencias de embriones congelados.

«En los ciclos que utilizan los propios óvulos, los ensayos controlados aleatorios recientes que comparan las tasas de embarazo entre las transferencias de embriones frescos y congelados han sugerido que las tasas de embarazo son equivalentes o posiblemente más altas después de las transferencias de embriones congelados«, señala la autora correspondiente Iris Insogna, becaria en Endocrinología reproductiva e infertilidad en el Brigham.

«Nuestro estudio sugiere lo contrario en los ciclos con óvulos de donantes recién recuperados, añade. En las receptoras de óvulos de donantes frescos, las tasas de embarazo fueron en realidad más altas después de las transferencias de embriones frescos en comparación con las transferencias de embriones congelados».

El uso de óvulos de donantes ha aumentado constantemente en los Estados Unidos desde que nació el primer niño estadounidense de la donación de óvulos en 1984. Desde 2007, ha habido un aumento notable en el uso de transferencias de embriones congelados en lugar de frescos en los ciclos de óvulos de donantes.

Esto se debe en parte al mayor interés en las pruebas genéticas previas a la implantación para garantizar que el embrión tenga el número correcto de cromosomas (un proceso que requiere congelar el embrión mientras se esperan los resultados), y también porque las transferencias de embriones de donantes frescos presentan desafíos logísticos únicos en el sentido de que requieren sincronizar el revestimiento uterino de la receptora con la estimulación de la donante de óvulos.

Para determinar si los embriones frescos derivados de óvulos de donantes recién recuperados ofrecían algún beneficio en comparación con los embriones congelados, el equipo de Brigham utilizó datos de SART, que recopila información del ciclo de 370 clínicas de fertilización in vitro en Estados Unidos, lo que representa más del 95 por ciento de todos los pacientes asistidos. Volumen de reproducción a nivel nacional. El estudio actual incluye a más de 33 000 destinatarios.

«El extenso conjunto de datos que SART pone a disposición para la investigación y el análisis es un recurso increíblemente valioso para responder preguntas como la nuestra», resalta Fox, endocrinóloga reproductivo asistente en el Brigham’s Center for Infertility and Reproductive Surgery y profesora asistente en la Escuela de Medicina de Harvard.

El equipo descubrió que los embriones frescos derivados de óvulos frescos de donantes se asociaron con tasas de nacidos vivos y de embarazo clínico significativamente más altas, mientras que las tasas de aborto espontáneo fueron las mismas entre ambos grupos.

Para los embriones frescos, la tasa de nacidos vivos fue del 56,6 por ciento en comparación con el 44 por ciento de los embriones congelados. Las tasas de embarazo clínico fueron del 66,7 por ciento para los embriones frescos en comparación con el 54,2 por ciento para los congelados.

Curiosamente, el equipo del Brigham descubrió que las tasas de nacidos vivos seguían siendo más altas después de la transferencia de embriones frescos, incluso en comparación con la transferencia de embriones congelados que se habían sometido a pruebas genéticas previas a la implantación y se sabía que contenían el número normal de cromosomas.

Los autores señalan que este es un estudio retrospectivo, por lo que solo puede demostrar asociaciones entre exposiciones y resultados. Aunque la base de datos SART es extensa, falta cierta información, incluida la edad y la información demográfica de algunos donantes anónimos incluidos en el estudio.

Si bien los embriones frescos derivados de óvulos frescos de donantes conferían una mayor tasa de nacidos vivos estadísticamente significativa y clínicamente significativa en comparación con los embriones congelados, los autores enfatizan que las tasas de nacidos vivos fueron altas para ambos grupos.

«La transferencia de embriones frescos o congelados derivados de óvulos de donantes recién recuperados proporciona una excelente oportunidad de lograr un embarazo», recuerda Insogna.

enero 14/2021 (Europa Press). Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Referencia Bibliográfica:

Insogna IG, Lanes A, Lee MS, Ginsburg ES, Fox JH. Association of Fresh Embryo Transfers Compared With Cryopreserved-Thawed Embryo Transfers With Live Birth Rate Among Women Undergoing Assisted Reproduction Using Freshly Retrieved Donor Oocytes. JAMA. 2021;325(2):156–163. doi:10.1001/jama.2020.23718

Un grupo de investigadores del Instituto de Neurociencias de Alicante (UMH-CSIC), liderado por Eloísa Herrera, ha descubierto un programa genético esencial para la formación de circuitos bilaterales, como el que hace posible la visión en 3D o la coordinación de los movimientos en ambos lados del cuerpo. El hallazgo, llevado a cabo en ratones, se publica en Science Advances.

“Este nuevo estudio no solo aclara cómo tiene lugar la transmisión de imágenes desde la retina al cerebro para poder ver en 3D, sino que también indica cómo se establece la lateralidad en otros circuitos neuronales, como el que hace posible la coordinación motora entre ambos lados del cuerpo”, afirma Herrera.

Este trabajo no solo aclara cómo tiene lugar la transmisión de imágenes desde la retina al cerebro para ver en 3D, sino que también indica cómo se establece la lateralidad en otros circuitos neuronales.

El trabajo revela también el importante papel de la proteína Zic2 en la regulación de una vía de señalización denominada Wnt, fundamental para el correcto desarrollo del embrión y muy conservada entre especies, desde moscas de la fruta, ratones o humanos.

Esta vía suele estar alterada en escenarios patológicos como la espina bífida u otros trastornos asociados a un cierre incompleto del tubo neural, además de en varios tipos de cáncer. Para los autores, los resultados ayudarán a comprender el origen de este tipo de enfermedades y prevenir su aparición.

La importancia de los circuitos bilaterales

La capacidad para percibir el mundo en 3D y responder adecuadamente a los estímulos externos depende en gran medida de un tipo de circuitos neuronales denominados bilaterales, que comunican los dos hemisferios cerebrales y son esenciales para muchas de las tareas que realizamos diariamente. Estos circuitos bilaterales requieren tanto el cruce de una parte de las fibras nerviosas al hemisferio cerebral contralateral del que proceden, como la permanencia de la otra mitad en su hemisferio de procedencia.

“El programa genético que hemos identificado asegura que una parte de las neuronas localizadas en la retina lleven la información visual al hemisferio cerebral contrario, y la acción de una proteína denominada Zic2 apaga este programa en otro grupo de neuronas retinales para lograr que la señal visual llegue también al mismo hemisferio”, explica Herrera.

Los circuitos bilaterales requieren tanto el cruce de una parte de las fibras nerviosas al hemisferio cerebral contralateral del que proceden, como la permanencia de la otra mitad en su hemisferio de procedencia

Hace años su grupo descubrió que la proteína Zic2 hace posible la bilateralidad al conseguir que parte de las prolongaciones de las neuronas (axones) permanezcan en el mismo hemisferio del que proceden.

En este nuevo trabajo describen que, para lograr que los axones permanezcan en el mismo hemisferio, Zic2 apaga el programa genético que los hace cruzar al hemisferio opuesto. “Este hallazgo permite identificar el programa contralateral y observar que comparte elementos comunes con una conocida vía de señalización, denominada Wnt, involucrada en varios procesos del desarrollo embrionario”, resalta la investigadora.

Cómo crear sensación de tridimensionalidad

Este descubrimiento se ha realizado en la vía visual de ratones, de gran similitud con la de otros muchos mamíferos, incluida nuestra especie. Cada uno de los dos nervios ópticos que conectan las retinas con el cerebro está formado por multitud de fibras nerviosas. Los dos nervios ópticos confluyen en una estructura en forma de X, denominada quiasma óptico, situada en la base del cerebro. Aquí tiene lugar el cruce de información entre ambos hemisferios cerebrales que hace posible la visión en 3D.

Es precisamente en el quiasma óptico donde la proteína Zic2 actúa como un interruptor que apaga el programa genético y permite a los axones pasar al otro hemisferio cerebral. Esta especie de cambio de vía es la que hace posible que a partir de dos imágenes planas procedentes de la retina el cerebro cree una imagen tridimensional.

“Cada ojo envía información visual a ambos lados del cerebro gracias a que aproximadamente la mitad de los axones de las neuronas localizadas en la retina cruzan la línea media cerebral para conectar con el hemisferio contrario, mientras que la otra mitad evita este cruce para proyectar en el hemisferio cerebral al mismo lado del que proceden. Así, el cerebro fusiona las imágenes ligeramente diferentes que recibe desde cada ojo para crear la sensación de tridimensionalidad”, concluye Herrera

diciembre 20/2020 (SINC)

Referencia:

Herrera E., et al.: A Zic2-regulated switch in a noncanonical Wnt/Beta-catenin pathway is essential for the formation of bilateral circuits. Sci. Adv. 2020; 6.

Una investigación llevada a cabo por científicos del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC), liderados por Rui Benedito, ha dado un gran paso en la comprensión de la biología de los vasos sanguíneos. Además, sus resultados permitirán diseñar mejores estrategias terapéuticas para inducir una vascularización y perfusión más efectiva en tejidos lesionados o isquémicos.

El estudio, publicado en Nature, describe un nuevo mecanismo celular y molecular que es esencial para el desarrollo de arterias a partir de capilares sanguíneos, un proceso biológico llamado arterialización. La activación de este sistema en los tejidos que han sufrido una reducción transitoria o permanente del riego sanguíneo, como ocurre tras un infarto de miocardio,  podría mejorar la regeneración y función del tejido cardiaco.

La activación de este nuevo mecanismo en los tejidos que han sufrido una reducción del riego sanguíneo, como ocurre tras un infarto de miocardio, podría mejorar la regeneración y función del tejido cardiaco

Hasta ahora se pensaba que este proceso de arterialización dependía de la diferenciación y especificación de una célula progenitora en una célula arterial, proceso que se producía mediante la activación transcripcional y remodelado del ADN. Sin embargo, este trabajo muestra que requiere la supresión del metabolismo y progresión del ciclo celular, un evento necesario para desencadenar una diferenciación y desarrollo arterial adecuados.

En los últimos 20 años, los científicos han descubierto diferentes mecanismos celulares y moleculares que son esenciales para la formación y diferenciación de las arterias y las venas. “Los primeros vasos sanguíneos que se desarrollan en cualquier órgano en crecimiento son inicialmente inmaduros y forman una red vascular indiferenciada y rudimentaria”, explican los expertos del CNIC.

Esta red o plexo vascular precursor está formada por células endoteliales y es relativamente poco eficaz a la hora de transportar la sangre. Sin embargo, gracias a la acción concertada de varias vías genéticas, incluidas las vías de señalización del receptor Notch y del factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF por Vascular Endothelial Growth Factor), se inicia la diferenciación y movilización de un subconjunto de células en estos vasos rudimentarios para formar las futuras arterias y venas.

Los autores explican que la formación de un sistema vascular jerárquico compuesto por vasos conductores más grandes resulta esencial para transportar la sangre de manera eficiente dentro y fuera de los tejidos.

“Un fallo en este sistema es la causa de muerte embrionaria prematura o de distintas enfermedades potencialmente mortales por malformaciones vasculares que pueden provocar desde un accidente cerebrovascular, una reducción en el aporte de oxígeno o una mala perfusión tisular”, aseguran.

Implicaciones para la formación de vasos sanguíneos

Para que se inicie una correcta especificación arterial es preciso que, inicialmente, se produzcan dos eventos: la activación de VEGF y de la vía de señalización de Notch. “Notch es un sistema de señalización celular capaz de regular directamente la transcripción de una inmensa variedad de genes que alterarán la biología de una célula. Cuando esta vía no se activa en las células endoteliales, se produce el fallo de la especificación arterial y de su desarrollo y, por ello, solo se pueden formar células endoteliales capilares y venosas”, explica Benedito.

Esto llevó a la opinión de que las arterias se constituyen mediante la inducción de un programa de cambio genético arterial altamente conservado y dependiente de Notch en un subconjunto de células endoteliales. Se pensaba que dicho programa genético era esencial para que las células endoteliales se diferenciaran, migraran y formaran arterias.

Gracias al uso de modelos genéticos de ratones de imagen y mapeado celular (fate mapping), el grupo de Benedito ha desvelado que las células con distintos niveles de señalización Notch están sesgadas, pero no genéticamente predeterminadas, ya que pueden adoptar distintos destinos arteriovenosos si se encuentran en un contexto biofísico adecuado.

Los resultados tienen importantes implicaciones en cuanto al uso de compuestos farmacológicos dirigidos a estimular la formación de los vasos sanguíneos en la enfermedad isquémica cardiovascular

Wen Luo, primer autor del estudio, descubrió que la función principal de VEGF y Notch en las células endoteliales sometidas a arterialización es inhibir Myc y su papel promotor del ciclo y metabolismo celular, y que dicha inhibición por sí solo puede inducir un sesgo efectivo en la arterialización.

Los resultados tienen importantes implicaciones en cuanto al uso de compuestos farmacológicos dirigidos a estimular la angiogénesis, formación de los vasos sanguíneos, en la enfermedad isquémica cardiovascular.

Así, el estudio sugiere que los fármacos proangiogénicos que estimulan la proliferación general de vasos sanguíneos suprimirían la arterialización. “La clave ahora será identificar nuevas formas de eliminar las señales de proliferación exclusivamente en las células prearteriales, para así poder inducir una arterialización eficaz al mismo tiempo que se promueve la angiogénesis capilar”, añade Benedito.

Los investigadores aseguran que la capacidad de modular la identidad arterial o venosa de los vasos sanguíneos es de gran interés para el tratamiento de la enfermedad arterial coronaria y la isquemia del miocardio. “Los resultados obtenidos pueden permitir una mejor inducción del proceso de arterialización durante el crecimiento o regeneración tisular o en la enfermedad cardiovascular isquémica”, concluyen.

Referencia:

Wen Luo, Rui Benedito et al.: Arterialization requires the timely suppression of cell growth. Nature doi: 10.1038/s41586-020-3018-x

La investigación ha recibido financiación del European Research Council (ERC) Starting 880 Grant AngioGenesHD (638028).

diciembre 20/2020(SINC)

Nota:

Ruta de señalización Notch: es un sistema de señalización celular altamente conservado en los animales, con el cometido principal de controlar los destinos celulares mediante la amplificación y consolidación de diferencias entre células adyacentes​​.

El factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF, por Vascular Endothelial Growth Factor) es una proteína señalizadora implicada en la vasculogénesis (formación de novo del sistema circulatorio embrionario) y en la angiogénesis (crecimiento de vasos sanguíneos provenientes de vasos preexistentes).

Los genes Myc son una familia de protooncogenes compuesta por varios miembros (L-myc, N-myc y c-myc). Se encuentran en las células normales y codifican proteínas del núcleo de la célula que se unen al ADN y facilitan su transcripción, regulan por lo tanto la actividad de otros genes.

Investigadores de la Fundación Igenomix-INCLIVA, en colaboración con la Universidad de Stanford y el Chan Zuckerberg Biohub (ambos en Estados Unidos), han decodificado por primera vez el comportamiento celular del endometrio humano, la mucosa del útero donde el embrión implanta para poder iniciar la gestación. El hallazgo, publicado en la revista Nature Medicine, mejora la comprensión del funcionamiento del útero y sus repercusiones en la salud de la mujer.

En palabras de los líderes de la investigación, Carlos Simón y Felipe Vilella, esta decodificación celular del endometrio “es la piedra roseta para entender el funcionamiento de este importante órgano reproductivo”. Los autores afirman que este trabajo dará a la comunidad médica y científica la oportunidad de “comprender mejor las patologías que causan infertilidad en el útero”.

El endometrio está formado principalmente por seis tipos celulares, uno de ellos descubierto en esta investigación: las células epiteliales ciliadas

El nuevo estudio revela por primera vez el comportamiento de cada uno de los tipos celulares del endometrio durante el ciclo menstrual y cómo se relacionan entre ellos. “Ahora que sabemos el comportamiento celular del endometrio, se abre una gran oportunidad para entender aspectos desconocidos en enfermedades como la endometriosis, la preeclampsia, el fallo de implantación o el cáncer de endometrio”, explica Simón.

A pesar de la relevancia del endometrio humano, sobre todo en la etapa reproductiva de la mujer, la comprensión del funcionamiento de este órgano seguía siendo limitada. Por eso, los investigadores se plantearon estudiar el funcionamiento de cada uno de los diferentes tipos celulares que lo componen durante todo el ciclo menstrual.

Para ello realizaron el análisis de la expresión de sus genes mediante el aislamiento de células individuales, sobre un total de 73 180 células obtenidas del endometrio de 27 mujeres sanas y en edad reproductiva. El estudio reveló la dinámica de la progresión de las células en el ciclo menstrual; el endometrio está formado principalmente por seis tipos celulares, uno de ellos descubierto en la investigación: las células epiteliales ciliadas.

Cómo mejora este hallazgo el éxito reproductivo

Los expertos han determinado además cuándo y cómo se abre la ventana de implantación, único momento en que el endometrio está listo para iniciar el embarazo. “Uno de los grandes hallazgos de este trabajo, además del patrón celular, es el descubrimiento del mecanismo de la ventana de implantación del embrión”, apunta Vilella.

“Hemos observado que se activa de forma inmediata por unos genes de las células epiteliales, las que estarán en contacto con el embrión en el momento de iniciar el embarazo, y no de forma progresiva como se pensaba hasta ahora”, añade.

Las células endometriales podrán obtenerse mediante una biopsia líquida, por lo que hallar la ventana de implantación para saber cuándo es el momento de mayor receptividad será mucho más sencillo, rápido e indoloro

“Las células endometriales, que a partir de ahora nos ofrecen toda la información sobre el momento ideal para transferir el embrión en un tratamiento de reproducción asistida, podrán obtenerse mediante una biopsia líquida endometrial, por lo que hallar la ventana de implantación para saber cuándo es el momento de mayor receptividad será mucho más sencillo, rápido e indoloro”, continúa Simón.

Los resultados revelan nuevos conocimientos sobre el funcionamiento del endometrio, en cuanto al crecimiento y organización de las distintas células que lo forman, para que se produzca el correcto funcionamiento del órgano en cada ciclo menstrual.

“Este hallazgo posibilita a otros científicos que estudian enfermedades endometriales comparar las células enfermas con las células sanas, lo que ayuda al desarrollo de nuevas terapias o nuevos medicamentos”, concluyen los autores.

diciembre 07/2020 (SINC)

Referencia:

Wang, W., Vilella, F., Alama, P. et al. Single-cell transcriptomic atlas of the human endometrium during the menstrual cycle. Nat Med 26, 1644–1653 (2020).

Nota:

Igenomix (Servicios avanzados en Genética Reproductiva)

INCLIVA (Instituto de Investigación Sanitaria del Hospital Clínico de Valencia)

En una colaboración entre varios laboratorios y financiada a través de la Fundación March of Dimes, los investigadores se propusieron mapear regiones reguladoras de genes importantes y marcadores genéticos relevantes para el parto prematuro. Su primer desafío fue abordar la falta de datos genómicos funcionales en tipos de tejidos relevantes para el embarazo.

«Cuando se estudia una enfermedad, normalmente hay una gran cantidad de recursos genéticos y tisulares disponibles en las bases de datos públicas, explica la coautora principal Carole Ober, presidenta de Genética Humana en la Universidad de Chicago. Pero las condiciones relacionadas con el embarazo, como el parto prematuro, reciben mucha menos atención o financiación y, como resultado, los tejidos relevantes para el embarazo no están bien representados en esas bases de datos».

El artículo, publicado en la revista Science Advances, se centró en las células decidualizadas derivadas de las células endometriales adheridas a la placenta. Las células decidualizadas recubren el útero durante la última mitad del ciclo menstrual, preparándolo para la implantación y apoyando el crecimiento y desarrollo de la placenta y el feto durante el embarazo.

Los investigadores recolectaron tejido placentario donado por pacientes que habían dado a luz y aislaron las células decidualizadas en el laboratorio. El análisis genético de estas células identificó dos nuevos genes candidatos para el nacimiento prematuro, HAND2 y GATA2.

«Estos genes son factores de transcripción importantes que regulan la expresión de varios otros genes, apunta la coautora Ivy Aneas, profesora asociada de investigación de genética humana en Universidad de Chicago. HAND2 media el efecto de la progesterona en el epitelio uterino, mientras que GATA2 participa en el mantenimiento de las células madre».

Se sabe que ambos procesos y los genes que los controlan son importantes para la decidualización endometrial y la implantación de embriones.

«El hecho de que hayamos identificado un vínculo entre estos dos genes y la duración de la gestación sugiere que sus roles en el embarazo pueden ser más importantes de lo que se había anticipado», añade el coautor Noboru Sakabe, científico del personal de la Universidad de Chicago.

Comprender cómo estos genes contribuyen a la duración del embarazo podría ser clave para desarrollar nuevas medidas preventivas contra el parto prematuro.

«Los investigadores han reconocido una serie de factores que pueden conducir a un parto prematuro, que van desde enfermedades ambientales hasta enfermedades infecciosas y más, pero lo que es irritante es que no hemos tenido éxito en prevenirlo», reconoce el coautor principal Marcelo Nobrega, profesor de genética humana en la Univerdidad de Chicago.

 «Nuestra investigación examinó la genética y nos permitió extraer algunos vínculos que podrían iluminar las vías genéticas y las moléculas de señalización involucradas en el proceso de decidualización, que a su vez podrían proporcionar nuevos objetivos para las terapias».

Los investigadores pudieron aprovechar la experiencia combinada en genética humana, genómica y análisis estadístico para combinar datos recopilados de células endometriales humanas en el laboratorio con datos de estudios de asociación de genoma completo (GWAS) existentes para concentrarse en variaciones genéticas clave que pueden estar vinculadas al parto prematuro.

 «Solo seis o siete regiones genómicas se han relacionado con el nacimiento prematuro y la duración de la gestación,  señala el coautor principal Xin He, profesor asistente de genética humana en la Universidad de Chicago. No sabemos qué genes están involucrados o cómo eso influye en la función celular y el riesgo de parto prematuro».

«Con nuestro enfoque, integramos los datos genómicos generados en nuestro centro y los integramos con otras bases de datos para identificar las interacciones genéticas subyacentes, prosigue. Esto puede conducir nosotros a los genes que pueden estar involucrados en esta condición, lo que nos da una pista de la biología subyacente».

Si bien se cree que los factores genéticos solo juegan un papel pequeño en el riesgo de parto prematuro, los investigadores se alegraron de ver resultados tan claros en su estudio.

 «El parto prematuro es muy común y algunas personas lo experimentan repetidamente, recuerda Ober. Si tiene un parto prematuro, no importa si es genético o no, simplemente no quiere volver a experimentarlo. Ahora podemos usar esta información para comprender mejor algunos de los componentes genéticos y cómo desempeña un papel en la condición».

Las investigaciones futuras investigarán otros tipos de células que pueden desempeñar funciones clave en el embarazo y el parto prematuro, como las células inmunitarias que residen en la interfaz materno-fetal, y desarrollarán la «hoja de ruta» de las variaciones genómicas en las células endometriales mediante el examen de los efectos de condiciones ambientales variadas sobre la expresión génica.

diciembre 07/2020 (Europa Press) Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Los organoides, esos pequeños tejidos y órganos cultivados en el laboratorio que son anatómicamente correctos y fisiológicamente funcionales, poseen un enorme interés por sus potenciales aplicaciones, como el de facilitar la producción a demanda de dichos tejidos y miniórganos para la investigación farmacéutica y médica, sin tener que depender constantemente de los donantes.

Si bien ese objetivo puede estar todavía muy lejos, los expertos se están acercando poco a poco. Ahora, bioingenieros de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), en Suiza, han producido un organoide de corazón de ratón en sus primeras etapas embrionarias. El proyecto, dirigido por Giuliana Rossi y Matthias Lütolf, ha sido publicado en la revista Cell Stem Cell.

“Es la primera vez que las etapas tempranas de desarrollo del corazón son capturadas por un sistema organoide embrionario en cultivo”, revela a Sinc Rossi. “En el futuro, este modelo podría utilizarse para detectar los factores que intervienen en las enfermedades cardíacas congénitas”.

Para conseguirlo, los científicos cultivaron sus organoides a partir de células madre embrionarias de ratones que, en las condiciones adecuadas, pueden autoorganizarse en estructuras que “imitan los aspectos de la arquitectura, la composición celular y la función de los tejidos que se encuentran en los órganos reales”.

Colocadas en el cultivo celular bajo condiciones específicas, las células madre embrionarias forman un agregado tridimensional llamado gastruloide, que puede seguir las etapas de desarrollo del embrión de ratón.

La investigadora explica así la importancia de este trabajo: “El modelo puede permitir el análisis detallado de los mecanismos del desarrollo del corazón en el laboratorio, lo que reduce la necesidad de estudiar en animales y permite experimentos que no son posibles en la actualidad, ya que los embriones de mamíferos se desarrollan en el medio uterino y, por tanto, no son fácilmente accesibles”.

Este mismo año, el grupo de Lütolf ha publicado artículos sobre la normalización del crecimiento de los organoides, la impresión en 3D de los organoides, y la producción de un miniintestino funcional basado en organoides.

168 horas para el desarrollo cardíaco

Hay tres características de los gastruloides de ratón que los convierten en un modelo adecuado para imitar el desarrollo embrionario. Por un lado, establecen un plan corporal como los embriones reales y muestran patrones de expresión génica similares. Y cuando se trata del corazón, el primer órgano que se forma y funciona en el embrión, el gastruloide de ratón también conserva importantes interacciones tejido/tejido que son necesarias para su crecimiento.

Para lograr su objetivo, los autores expusieron las células madre embrionarias de ratones a tres factores conocidos por promover el crecimiento del corazón. Después de 168 horas, los gastruloides resultantes mostraron signos de desarrollo cardíaco temprano: expresaron varios genes que regulan el desarrollo cardiovascular en el embrión, e incluso generaron lo que se asemejaba a una red vascular.

Este trabajo confirma que los organoides pueden ser utilizados para imitar las etapas de desarrollo embrionario.

Es más, los investigadores descubrieron que los gastruloides desarrollaron lo que llaman un “dominio similar a una media luna cardíaca anterior”. Esta estructura produjo un tejido cardíaco latiente, similar al corazón embrionario. Y al igual que las células musculares del corazón embrionario, el compartimento latiente también era sensible a los iones de calcio.

Así, este trabajo confirma que los organoides pueden ser utilizados para imitar las etapas de desarrollo embrionario. “Una de las ventajas de los organoides embrionarios es que, mediante el codesarrollo de múltiples tejidos, conservan interacciones cruciales necesarias para la organogénesis embrionaria”, afirma Rossi. “Las células cardíacas emergentes se exponen a un contexto similar al que encuentran en el embrión”, concluye.

noviembre 12/2020 (SINC)

Referencia:

Rossi G., Matthias P. Lutolf et al.: Capturing Cardiogenesis in Gastruloids. Cell Stem Cell 2020. DOI: 10.1016/j.stem.2020.10.013

Nacidos sin estas células, los pulmones de los bebés prematuros no pueden establecer una defensa inmune efectiva contra las infecciones pulmonares microbianas. Esto abre la puerta a la neumonía bacteriana y otras enfermedades respiratorias graves, según los autores del estudio en el Instituto Perinatal Infantil de Cincinnati.

Este estudio nos brinda nueva información importante que nos ayuda a desarrollar métodos nuevos y rentables para aumentar la inmunidad pulmonar innata en los bebés prematuros. Esto podría ayudarlos a desarrollar resistencia pulmonar de por vida a las infecciones respiratorias, explica Hitesh Deshmukh, neonatólogo infantil de Cincinnati.

Deshmukh y sus colegas ahora planean estudios preclínicos en cachorros de ratones de laboratorio prematuros para descubrir si pueden aprovechar sus procesos biogenéticos recientemente descubiertos para estimular la producción de células linfoides innatas de tipo 3,  en los pulmones en desarrollo. Su teoría es: que esto promoverá defensas inmunes duraderas en los pulmones del ratón contra la infección y la inflamación que daña los tejidos.

El estudio revela una interacción compleja entre las bacterias beneficiosas en los intestinos, la maduración de los tejidos pulmonares y el crecimiento de las células inmunes en lo que los investigadores llaman el eje intestino-pulmón. Sucede en los recién nacidos durante una ventana de desarrollo temprano y crítico del pulmón recién nacido, según su informe.

Las bacterias comensales del intestino estimulan la producción de células linfoides innatas de tipo 3. Esto ocurre en las células alveolares tempranas llamadas fibroblastos cuando las señales biológicas del intestino estimulan la producción de una hormona llamada factor de crecimiento similar a la insulina 1 (IGF1). El estudio muestra que IGF1 organiza la expansión y maduración de las células linfoides innatas pulmonares tempranas.

Cuando los investigadores eliminaron el IGF1 pulmonar en los pulmones de ratones bebés, interrumpió el desarrollo biogénico de las células linfoides innatas de tipo 3,  e hizo que los ratones fueran susceptibles a infecciones pulmonares y neumonía. Confirmaron esto analizando los pulmones subdesarrollados de crías de ratones prematuros y tejidos pulmonares donados de las familias de bebés humanos prematuros.

Los hallazgos tienen implicaciones clínicas potenciales porque los bebés prematuros se quedan sin bacterias intestinales útiles por la necesidad de ventilación con oxígeno para ayudarlos a respirar. Esto se ve exacerbado por lo que Deshmukh llamó un doble golpe cuando los bebés deben recibir antibióticos para combatir su vulnerabilidad a la infección.

El estudio preclínico en ratones para evaluar posibles terapias incluirá la administración de bacterias intestinales útiles e IGF1 pulmonar para ver si esto estimula el desarrollo de una defensa inmune fuerte. Deshmukh señala que la administración terapéutica de bacterias comensales y la hormona IGF1 se están probando en humanos para otras afecciones médicas.

Aunque la ciencia y la tecnología médica continúan avanzando, el nacimiento prematuro y sus complicaciones siguen siendo un desafío importante como los principales contribuyentes a la muerte infantil mundial. La neumonía bacteriana mata a más de un millón de bebés en todo el mundo cada año, señalan los autores del estudio.

Antes del nuevo estudio en Science Immunity, los investigadores publicaron trabajos previos en Nature Medicine y Science Translational Medicine estableciendo la importancia del papel de la interacción molecular entre el eje intestinal y el pulmón y el impacto potencialmente dañino de los regímenes agresivos de antibióticos en bebés prematuros.

noviembre 10/2020 (Europa Press) - Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Las investigadoras Jennifer Doudna, de la Universidad de California, Berkeley, y Emmanuelle Charpentier, de la Unidad Max Planck para la Ciencia de los Patógenos, han hecho historia al recibir el Premio Nobel de Química 2020 por el descubrimiento de CRISPR Cas9, una herramienta con la que se puede editar de forma sencilla y barata el ADN de cualquier organismo.

Tan solo han pasado ocho años desde que estas científicas publicaran en Science su estudio sobre esta tecnología de corta-pega genético, que promete revolucionar campos como la medicina, la agricultura, la ganadería y también la investigación básica. Pero yendo de las expectativas generadas a lo concreto: ¿qué es lo que se ha logrado ya en estos campos con herramientas CRISPR?

En SINC hemos hecho un repaso sobre cómo van avanzado las distintas aplicaciones.

Más de 40 ensayos clínicos, ningún medicamento aprobado

Lluís Montoliu, investigador del Centro Nacional de Biotecnología (CNB) cuenta a SINC que actualmente “se están llevando a cabo 41 ensayos clínicos en el mundo que utilizan estas tijeras genéticas en desarrollos terapéuticos para tratar distintos tipos de cáncer, enfermedades de la sangre y ceguera congénita.

Pero estamos hablando de ensayos, “hay que aclarar que aún hay ningún medicamento basado en tecnología CRISPR aprobado aún por ninguna agencia reguladora”, recalca Montoliu.

Terapias contra el cáncer y las enfermedades de la sangre

El tratamiento del cáncer es una de las áreas en la que se hay más esperanzas depositadas. Uno de los avances más sonados se conoció a comienzos de este año. Un equipo del Centro de Cáncer Abramson de la Universidad de Pensilvania (Estados Unidos) demostró que las células inmunitarias editadas con CRISPR Cas9 de tres pacientes con tumores avanzados pudieron persistir, prosperar y funcionar meses después de haberlas recibido.

Tal y como comenta a SINC Pablo Alcón, investigador en el (MRC) Laboratory of Molecular Biology,  la técnica de este equipo “es una de las más prometedoras en este momento en cáncer. Se hace x vivo, es decir, se sacan las células T, se edita su ADN con CRISPR Cas9 para reprogramarlas y se vuelven a introducir en el cuerpo”, explica.

El objetivo del estudio, publicado en Science, era mostrar que “la edición de células inmunitarias para atacar tumores con esta herramienta era segura y duradera en humanos, lo cual hasta ese momento había sido incierto”, según señaló Carl June, profesor de Inmunoterapia de la universidad estadounidense y líder del trabajo.

La edición de células inmunitarias para atacar tumores con Cas9 mostró ser segura y duradera en humanos en un estudio este año. Es un gran avance, pero aún es un ensayo en fase I

El avance es importante ya que ha demostrado seguridad al usar las células editadas en el cuerpo de los pacientes, pero es solo la fase I, por lo que aún le queda un largo camino que recorrer hasta tener la posibilidad de convertirse un tratamiento aprobado.

Alcón señala que también CRISPR Cas9 puede ser eficaz para corregir dolencias, como la anemia de células falciformes,  “una enfermedad de las células sanguíneas, donde un único gen defectuoso –en este caso una letra– es responsable de la enfermedad”.

De hecho, varios participantes con esta enfermedad sanguínea, y con otra relacionada, la beta talasemia, han logrado curarse con un tratamiento que usa Cas9 y ya no necesitan transfusiones. El estudio, llevado a cabo por instituciones deEstados Unidos y Europa, continúa reclutando voluntarios.

Sin embargo, de nuevo, “los resultados se enmarcan dentro de un ensayo. Es un tratamiento que aún no está aprobado”, insiste Montoliu.

El uso de las herramientas CRISPR en terapias aún tiene muchos desafíos por superar debido a la gran cantidad de incógnitas sobre los riesgos. Entre las preocupaciones, “los posibles efectos off target y las reacciones inmunitarias a la herramienta de edición genética al usarla en nuestros cuerpos”, dice Pablo Alcón.

Diagnóstico de coronavirus

En plena pandemia del coronavirus, la tecnología CRISPR también se está incluyendo en nuevos métodos de diagnóstico, como el test CARMEN desarrollado por investigadores del Broad Institute.

Se trata de un sistema que utiliza la nucleasa Cas13a para la detección simultánea de centenares de virus distintos en un número limitado de muestras clínicas, o la de un solo virus, por ejemplo, el SARS-CoV-2, en más de mil muestras clínicas.

Una versión simplificada de este test, conocida como SHERLOCK  y desarrollada por Feng Zhang (rival de Doudna), usa la nucleasa Cas12b para detectar el coronavirus en una sola muestra. «Este test ha recibido la autorización de emergencia por parte de la FDA [Âdministración de Alimentos y Medicamentos] en EE UU”, según Montoliu.

Además, Jennifer Doudna acaba de proponer otro sistema alternativo, basado en Cas13a, que permitirá detectar el coronavirus en apenas cinco minutos.

Aún no hay mosquitos CRISPR sueltos

Entre las aplicaciones destacadas de Cas9 se encuentra su uso para la modificación de mosquitos transmisores de enfermedades como el paludismo, el zika, la fiebre amarilla y el dengue, mediante el sistema de impulso génico que distribuye rápidamente un gen letal para uno o los dos sexos y reduce el número de mosquitos en un área determinada.

CRISPR Cas9 se usa para modificar en laboratorio mosquitos transmisores de enfermedades como la malaria, el dengue o el zika. Doudna pide regulación y un mayor conocimiento sobre los efectos que tendría su suelta en el medio ambiente

Aún no hay mosquitos sueltos en el medio ambiente modificados con CRISPR. Sin embargo, tal y como señalaba a Nature el investigador de Imperial College Andrea Crisanti, uno de los líderes mundiales en este ámbito, la tecnología podría estar lista en unos dos años.

Crisanti colabora con Target Malaria, un consorcio internacional de investigación sin fines de lucro que trata de utilizar mosquitos editados con la técnica de gene drive para el control de la malaria en África.

Jennifer Doudna comentó en una entrevista con SINC,  que era necesario utilizar esta aplicación con cautela. “El uso del gene drive para crear mosquitos que sean incapaces de propagar enfermedades, como el paludismo, puede ser muy importante para detener esta plaga, pero también tener un impacto ambiental. Así que necesitamos un mayor conocimiento sobre el poder de esta herramienta y la mejor manera de regularla”, señalaba.

Edición de embriones humanos

Más que cautela es lo que los expertos consideran que hay que aplicar en otros posibles usos de CRISPR Cas9. Los más polémicos incluyen la manipulación de embriones humanos y el diseño de bebés a la carta, como los que creó el genetista chino He Jiankui en 2018, que desembocó en un gran escándalo y en la petición de una moratoria para este tipo de experimentos.

Sin embargo, en lo que se refiere a la edición de embriones humanos con estas herramientas con el fin de ayudar a eliminar las enfermedades congénitas, el debate sigue aún abierto y los expertos en genética y ética piden ante todo una regulación estricta.

Nuevos cultivos

Otra área en la que hay también muchas expectativas es en la agricultura y la biología vegetal. CRISPR Cas9 ya se está usando, por ejemplo, para crear nuevos cultivos y mejorar los existentes. “La tecnología permite eliminar plagas, aumentar la eficiencia de los nutrientes y hacer a las plantas más resistentes a la sequía”, dice Montoliu.

Empresas como DuPont, Monsanto (ahora propiedad de Bayer) y BASF , ya han licenciado Cas9 para su uso en el desarrollo de nuevos cultivos y semillas, asegura el biólogo del CNB.

Un proyecto ya muy avanzado es el de un grupo de investigadores del Cold Spring Harbor Laboratory (Estados Unidos) que ha creado una variedad de tomate con CRISPR Cas9 que ya está lista para salir al mercado, a falta de su aprobación por la FDA.

Las características que han conseguido son plantas compactas con arbustos menos extendidos, frutos más grandes que puedan madurar al mismo tiempo, niveles más altos de vitamina C, resistencia a la enfermedad de la mancha bacteriana, frutos que se mantengan mejor adheridos al tallo, resistencia a la sal, etc., según los autores del trabajo. El desarrollo usando la tecnología CRISPR ha sido de tres años en comparación con los 10 de enfoques anteriores de ingeniería genética.

Una variedad de tomate editada con Cas9, desarrollada en Estados Unidos, está lista para salir al mercado a falta de su aprobación por la FDA

Montoliu cuenta que en España “hay muy buenos grupos que están aplicando CRISPR Cas9 en biotecnología vegetal. Uno de los ejemplos más destacados es el desarrollo de un tipo de trigo con bajo contenido en gluten, apto para celíacos, de Francisco Barro, investigador del Instituto de Agricultura Sostenible del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en Córdoba”.

Las normativa europea que decidió equiparar en 2018 a los organismos vegetales modificados con CRISPR con los transgénicos, ha hecho que Barro no pueda comercializar su producto en Europa y se lo haya tenido que ceder a empresas estadounidenses, dice Montoliu.

“Desafortunadamente –recalca– con la legislación de la UE, las aplicaciones en agrobiología tendrán lugar fuera de Europa. Se dará la paradoja de que al final en vez de producir estos productos vegetales editados con tecnología CRISPR los tendremos que comprar fuera, como ahora hacemos con la soja transgénica, que no la podemos producir aquí, pero sí adquirir fuera”.

 Modelos animales de laboratorio

Uno de los mayores impactos de la tecnología CRISPR es el que está teniendo en la investigación fundamental. “Prácticamente todos los laboratorios de biología y medicina del mundo usan hoy estas herramientas para generar modelos celulares o animales de enfermedades humanas”, asegura Montoliu.

Un ejemplo reciente es el desarrollo de ratones humanizados en el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) mediante Cas9, que ya se están usando para probar tratamientos y vacunas españolas contra el SARS-CoV-2.

El equipo de Montoliu en el CNB, por su parte, ha creado modelos de roedor con Cas9 con el objetivo de estudiar el albinismo y el genoma no codificante. La modificación de estos animales con CRISPR es mucho más sencilla, rápida y precisa que con los métodos de modificación previos.

Cerdos limpios de virus para trasplantes

Uno de los avances más sorprendentes en el ámbito de la biotecnología animal ha sido la creación de cerdos editados con CRISPR Cas9 limpios de virus para que sus órganos (hígado, corazón y otros) puedan ser usados en trasplantes a humanos. El estudio, llevado a cabo por investigadores chinos, fue publicado en la revista Science.

También se han empleado estas técnicas de edición genética para hacer que los cerdos sean resistentes a patógenos, como el virus del síndrome respiratorio y reproductor. Y en ganado vacuno, frente a la tuberculosis o al calor, entre otros ejemplos.

Sin embargo, “aún quedan por resolver cuestiones éticas y de seguridad para que estos animales ‘editados’ salgan del ámbito del laboratorio”, opina Montoliu.

Explosión de ‘start-ups’ y el lío de las patentes

Todas las expectativas de negocio que se están generando en torno a la tecnología de corta-pega genético “han hecho que haya habido una explosión de start-ups, centradas en las aplicaciones de CRISPR, principalmente en EE UU”, dice a SINC Guillermo Montoya, investigador de la Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research, en la Universidad de Copenhague

En este sentido, el negocio en torno a CRISPR Cas9 en los campos de la biotecnología y la medicina, según Forbes, podría superar los 30 000 millones de dólares (unos 25.500 millones de euros) en 2030.

En Europa es un fenómeno menos habitual, por el momento, aunque el propio Montoya ha creado una empresa llamada TwelveBIO. Su objetivo, dice, “es mejorar la tecnología CRISPR aplicada al diagnóstico y tratamiento de enfermedades”.

El investigador señala que su firma, creada a finales de 2019, “es una spin off de la Universidad de Copenhague, que está centrada en las posibles aplicaciones en diagnóstico y tratamiento CRISPR Cas12” –otro bisturí molecular menos conocido que Cas9– que, en su opinión, “tiene un gran potencial para la identificación de biomarcadores, como patógenos y mutaciones de cáncer en muestras de pacientes clínicos”.

El negocio en torno a CRISPR Cas9 en los campos de la biotecnología y la medicina, según Forbes, podría superar los 30 000 millones de dólares en 2030

Las grandes farmacéuticas no han querido perder la oportunidad de entrar en este negocio. Por ejemplo, Bayer y CRISPR Therapeutics, la compañía fundada por Charpentier, han creado una joint venture, llamada Casebia Therapeutics, con el objetivo de desarrollar nuevos tratamientos para enfermedades oculares, de la sangre y autoinmunes usando CRISPR Cas9.

Otros gigantes, como GSK, Celgene, Novartis, Regeneron Pharmaceuticals y Allergan, también han forjado alianzas, a través de joint ventures y participaciones, con firmas especialistas en tecnología CRISPR, entre ellas, la mencionada CRISPR Therapeutics, Intellia y Editas, tras las cuales se encuentran los pioneros de CRISPR Cas9.

Montoliu señala que “las relaciones, uniones, fusiones, acuerdos entre empresas en el universo CRISPR son complejas y variadas y se ven lastradas en ocasiones por la guerra de patentes en torno a la herramienta Cas9”, cuya propiedad intelectual continúan disputándose los equipos de Feng Zhang, del Broad Institute, y de Jennifer Doudna, en la Universidad de California, Berkeley.

El biólogo molecular explica que “el uso de la tecnología Cas9 con fines comerciales, industriales, clínicos, en agricultura, ganadería, diagnóstico, y ootras. exige formalizar una licencia no exclusiva de uso con los titulares de la patente, que tienen sus derechos reconocidos. La Oficina de Patentes estadounidense ha favorecido al Broad Institute, en tanto que la europea ha reconocido la patente de la UC Berkeley”.

Por ello, “cualquier empresa que quiera entrar a usar estas herramientas deberá formalizar no uno, sino dos acuerdos no exclusivos con estos dos grupos, lo cual complica todo bastante”, señala.

Una tecnología de Nobel que empezó en las salinas de Alicante

Conviene no olvidar que las herramientas CRISPR de las que se espera tanto y en ámbitos tan distintos tienen su origen en una investigación del español Francisco Mojica, de la Universidad de Alicante. Él fue quien introdujo el término CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, repeticiones palindrómicas cortas agrupadas y regularmente espaciadas) y describió en los años 90 las secuencias repetidas CRISPR en arqueas de las salinas de Santa Pola.

“No habría CRISPR sin Francisco Mojica”, destaca en un artículo la revista Nature la misma que en 2003 rechazó el estudio del microbiólogo español donde presentaba sus descubrimientos.

Según comentaba Doudna en su entrevista con SINC, la investigación de Mojica fue una de las razones por las que su laboratorio empezó a trabajar en CRISPR. “Publicó un trabajo que mostraba que en las bacterias hay una secuencia en el ADN, que él denominó por primera vez CRISPR, que almacena una especie de memoria genética de pasadas infecciones víricas. Fue la primera evidencia de que las bacterias podrían tener un sistema inmunitario adaptado”, reconocía la premio Nobel.

octubre 29/2020 (SINC)

Investigadores del Centro de Regulación Genómica (CRG) y el Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) revelan cómo apretar una célula hasta el punto de que su núcleo comience a estirarse desencadena la activación de proteínas motoras que, a su vez, transforman su citoesqueleto para que pueda huir de un entorno abarrotado. El estudio se encuentra publicado en Science.

Cada célula tiene un núcleo y cada núcleo posee una membrana que separa los cromosomas del resto de la célula. En estado de reposo, dicha membrana nuclear está flácida. Ahora, los expertos han descubierto que comprimiendo la membrana nuclear se alisan las arrugas de su superficie, lo que desencadena una serie de eventos que transforman el citoesqueleto y, finalmente, ayudan a la célula a escapar de ese espacio saturado.

“Es un cambio de paradigma en el que el núcleo en sí no es simplemente un contenedor estático de material genético, sino más bien un sensor dinámico que las células pueden usar para dar sentido al entorno que las rodea”, explica Valeria Venturini, estudiante de doctorado con afiliación en el ICFO y el CRG.

Es la primera vez que se ha podido explicar cómo las células individuales miden y responden a la deformación aguda de su forma. La reacción se activa en menos de un minuto y se invierte cuando las células han escapado del entorno lleno

“La intensidad del estiramiento nuclear predije la intensidad de la respuesta, arrojando nueva luz sobre esta reacción de ‘lucha o huida’ en una sola célula. Que las células tengan la capacidad para detectar deformaciones y reaccionar en consecuencia puede tener implicaciones importantes en procesos como el cáncer y la homeostasis de tejidos”, añade.

Es la primera vez que se ha podido explicar cómo las células individuales miden y responden a la deformación aguda de la forma, una amenaza real para su supervivencia. Así, el reflejo, estudiado en células primarias del embrión de pez cebra, se activa en menos de un minuto y se invierte cuando las células han escapado de su entorno lleno.

“Todos estamos familiarizados con los sentidos tradicionales de la vista, el oído, el olfato, el gusto y el tacto, pero también dependemos de un ‘sexto sentido’ menos conocido, la propiocepción, que es nuestra capacidad para percibir cambios en la postura y el movimiento de nuestro cuerpo”, apunta Verena Ruprecht, investigadora principal del Centro de Regulación Genómica (CRG) y última autora del estudio.

“Es relevante que este sentido también exista en una sola célula. Aquí mostramos por primera vez que el núcleo ayuda a las células a medir los cambios en su forma y ajustar su comportamiento a los desafíos mecánicos en nichos de tejido variables”, apunta.

Un reflejo conservado en todas las especies

Un estudio complementario publicado en la misma edición de Science por investigadores del Institut Curie (Francia), ETH Zurich (Suiza), King’s College London (Reino Unido) y Children’s Cancer Research Institute Vienna (Austria) identifica el mismo reflejo en el sistema inmunitario y las células cancerosas, lo que sugiere que se conserva en todas las especies y en la edad adulta.

El cuerpo humano está compuesto por billones de células que igualmente requieren múltiples sensaciones para cumplir su función en tejidos específicos. Desde la perspectiva de una sola célula, su entorno es un lugar abarrotado con muchos tipos de limitaciones físicas y fuerzas mecánicas.

Estas condiciones inducen cambios en la forma celular que pueden amenazar la integridad de un tejido. Las células necesitan responder a estos desafíos físicos durante el desarrollo embrionario y en la edad adulta, pero cómo miden su propia forma y adaptan su comportamiento a su entorno era hasta ahora una incógnita.

octubre 29/2020 (SINC)

Referencia:

Venturini V., Pezzano F., Català Castro F., Häkkinen H.M., Jiménez-Delgado S., Colomer-Rosell M., Marro M., Tolosa-Ramon Q., Paz-López S., Valverde M.A., Weghuber J., Loza-Álvarez P., Krieg M., Wieser S., Ruprecht.V.: The nucleus measures shape changes for cellularproprioception to control dynamic cell behavior. Science, 15 de octubre de 2020.

El autor del estudio, el doctor Songzan Chen, de la Universidad de Zhejiang, en China, destaca que los resultados de su investigación «sugieren que el riesgo de fibrilación auricular en la edad adulta puede ser mayor para los recién nacidos grandes (más de 4 kilos) que aquellos con peso normal al nacer».

Por ello, señala que «la prevención del peso elevado al nacer podría ser una forma novedosa de evitar la fibrilación auricular en la descendencia, por ejemplo, con una dieta equilibrada y controles regulares durante el embarazo, especialmente para las mujeres con sobrepeso, obesidad o diabetes». «Las personas que nacen con un peso elevado deben adoptar un estilo de vida saludable para reducir la probabilidad de desarrollar el trastorno del ritmo cardíaco», añade.

La fibrilación auricular es el trastorno del ritmo cardíaco más común y afecta a más de 40 millones de personas en todo el mundo y quienes la padecen tienen un riesgo cinco veces mayor de sufrir un accidente cerebrovascular.

La relación entre el peso al nacer y la fibrilación auricular es controvertida. Este estudio investigó el efecto causal a lo largo de la vida del peso al nacer sobre el riesgo de fibrilación auricular.

Los investigadores llevaron a cabo un ensayo controlado aleatorio natural, una técnica llamada asignación al azar mendeliana. Primero, utilizaron datos de 321 223 individuos en un estudio de asociación de genoma completo (GWAS) para identificar 132 variantes genéticas asociadas con el peso al nacer.

Luego, identificaron cuáles de esas variantes juegan un papel en la fibrilación auricular utilizando datos de 537.409 participantes del Consorcio de fibrilación auricular (de los cuales 55 114 tenían fibrilación auricular y 482 295 no).

Para realizar el ensayo controlado aleatorio natural, las 132 variantes genéticas se asignaron al azar a las 537 409 participantes en el momento de la concepción, dando a cada individuo un peso al nacer en gramos. Luego, los investigadores analizaron la asociación entre el peso al nacer y la fibrilación auricular.

El peso elevado al nacer se asoció con un mayor riesgo de fibrilación auricular más adelante en la vida. Específicamente, los participantes con un peso al nacer de 482 gramos (aproximadamente 1 desviación estándar) por encima del promedio (3 397 gramos) tenían un 30 % más de probabilidades de desarrollar el trastorno del ritmo.

«Uno de los puntos fuertes de nuestro estudio es la metodología, que nos permite concluir que puede haber una relación causal entre el alto peso al nacer y la fibrilación auricular, destaca el doctor Chen. Sin embargo, no podemos descartar la posibilidad de que la altura y el peso de un adulto sean las razones de la conexión».

«El peso al nacer es un predictor sólido de la estatura adulta, y las personas más altas tienen más probabilidades de desarrollar fibrilación auricular, prosigue la explicación. Investigaciones anteriores han demostrado que el vínculo entre el peso al nacer y la fibrilación auricular era más débil cuando se tenía en cuenta el peso de los adultos».

Por su parte, el profesor Guosheng Fu, del Hospital Sir Run Run Shaw (SRRSH), afiliado a la Facultad de Medicina de la Universidad de Zhejiang y uno de los presidentes del Comité Científico de GW-ICC 2020, resalta que «este estudio proporciona evidencia genética de la asociación entre el peso elevado al nacer y el mayor riesgo de fibrilación auricular».

«A partir de esta investigación, podemos ver que reducir el número de bebés con peso elevado al nacer probablemente se considere una prevención factible para aliviar la carga de la fibrilación auricular. Por lo tanto, las mujeres embarazadas deben prestar más atención al control de la dieta y chequeos regulares, especialmente para aquellos con obesidad o diabetes, señala. Igualmente, importante, las personas que nacen con un peso alto al nacer deben ser conscientes de reducir otros factores de riesgo para prevenir la fibrilación auricular».

El profesor Michel Komajda, expresidente de la ESC y embajador regional de Asuntos Globales para Asia en GW-ICC 2020, añade que «la fibrilación auricular es una enfermedad devastadora que causa accidentes cerebrovasculares evitables si no se trata. Sabemos que las personas con estilos de vida poco saludables son más propensas a desarrollar fibrilación auricular, y el riesgo se puede reducir mediante la actividad física y manteniendo el peso corporal bajo control, recomienda. Este estudio es una adición bienvenida a nuestro conocimiento sobre cómo prevenir la fibrilación auricular».

octubre 19/2020 (Europa Press) – Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

El estudio, publicado en la revista Science, también podría ayudar a comprender cómo los diferentes mamíferos evolucionaron entre sí y ayudaría a refinar los métodos de la medicina regenerativa.

Todos los mamíferos siguen los mismos pasos para crecer desde embriones hasta adultos. Esto implica la misma serie de eventos, en la misma secuencia, utilizando genes y señales moleculares similares. Sin embargo, la velocidad del progreso a través de estos pasos difiere considerablemente de una especie a otra.

Por ejemplo, las neuronas motoras, las células nerviosas que controlan el movimiento muscular, tardan unos tres días en desarrollarse en ratones, pero más de una semana en desarrollarse en humanos.

Para comprender qué gobierna esta velocidad en diferentes especies, la investigadora Teresa Rayon y sus colegas del laboratorio de Dinámica del Desarrollo de James Briscoe en el Instituto Francis Crick primero cultivaron neuronas motoras a partir de células madre en el laboratorio, para que pudieran cronometrar el desarrollo de las células sin ninguna influencia del entorno interno del embrión.

Usando células madre de ratón y humanas, vieron la misma diferencia de velocidad entre las especies. Las neuronas motoras humanas tardaron más del doble de tiempo que las neuronas motoras de ratón en formarse, por lo que sabían que la respuesta debía estar dentro de las células mismas, no en el entorno circundante.

También comprobaron si los genes eran los responsables introduciendo secuencias de ADN humano en células de ratón. Sin embargo, esto no alteró la velocidad de desarrollo, por lo que la respuesta tampoco estaba en los genes.

En cambio, los investigadores descubrieron que las diferencias en la velocidad a la que se descomponen y reemplazan las proteínas explican la diferencia de velocidad entre las dos especies. Las proteínas se transforman constantemente, se fabrican y se desmantelan, en las células, y esto sucede dos veces más rápido en las células de ratón en comparación con las células humanas.

Esta tasa más rápida de renovación de proteínas en las células de ratón explica el ritmo más rápido de formación de neuronas motoras.

Teresa Rayon explica que «las neuronas motoras humanas y de ratón utilizan los mismos genes y moléculas para su desarrollo embrionario, pero el proceso tarda más en desarrollarse en los seres humanos. Las proteínas son simplemente más estables en los seres humanos que los embriones de ratón y esto ralentiza la tasa de desarrollo humano», añade.

«Es como si un ratón y un embrión humano estuvieran leyendo la misma partitura musical y tocando la misma melodía, pero el metrónomo funciona más lentamente en los humanos que en los ratones –explica–. Ahora que hemos encontrado el metrónomo, queremos entender cómo cambiar su velocidad».

Comprender los mecanismos que controlan la velocidad del desarrollo tiene implicaciones para la medicina regenerativa y para el uso de células madre para comprender la enfermedad. Ser capaz de acelerar o ralentizar el desarrollo de células madre podría ayudar a perfeccionar los métodos para la producción de tipos específicos de células para aplicaciones de investigación y terapéuticas y también podría proporcionar información relevante para ralentizar el crecimiento de células en enfermedades como el cáncer.

James Briscoe, quien dirigió el equipo de investigadores, señala que «los cambios en el tiempo de desarrollo, los llamados heterocronías, juegan un papel profundo en la evolución de las diferencias en las formas y tamaños corporales entre especies».

 «Por ejemplo, el cerebro humano es más grande porque sus células crecen durante un período de tiempo más largo durante el desarrollo embrionario que las células equivalentes en ratones, continúa. Por lo tanto, más allá de las aplicaciones prácticas, comprender cómo se controla el ritmo del desarrollo embrionario tiene el potencial de ayudarnos a comprender cómo evolucionaron las diferentes especies».

 octubre 14/2020 (Europa Press). Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Desde hace ya bastantes años son muy raros los premios Nobel de ciencias en solitario. La mayoría de ellos son compartidos por dos o tres personas, en casi todos los casos hombres y muy de vez en cuando dos hombres y una mujer. Así que la fotografía de los premios de ciencia más importantes del mundo es esa: dos o tres varones o, alguna que otra vez, dos varones y una mujer.

Miles de investigadoras colaboran entre ellas para que avance el conocimiento

El hecho de que sean varias personas las que comparten la fotografía es un reflejo de la forma en la que se hace la ciencia en la actualidad: la colaboración. Pero esas fotografías que se publicaban año tras año no reflejaban otra realidad que este 2020 sí podemos ver en el galardón de química: una enorme cantidad de los grupos que hacen ciencia están integrados y liderados por científicas.

Miles de investigadoras de todos los países del mundo colaboran entre ellas para que avance el conocimiento. Pero eso no lo hemos visto en las fotografías de los premiados en el Nobel hasta que este 2020 Charpentier y Doudna han puesto cara a una realidad que la Real Academia de Ciencias de Suecia ha tardado en ver.

La microbióloga precaria y revolucionaria

Emmanuelle Charpentier (Juvisy-sur-Orge, Francia, 1968), microbióloga de formación, fue quien empezó con el trabajo que les ha llevado hasta el Nobel. Fue una investigadora en precario que tardó muchos años en tener un laboratorio propio pero no se dio por vencida. Tras dos becas posdoctorales en Nueva York, ambas bajo la dirección de dos investigadoras, volvió a Europa y recaló en Viena a principios de los 2000. Allí se empezó a interesar por CRISPR.

Tenía una idea revolucionaria y casi herética para la ciencia convencional sobre cómo podría funcionar este sistema. Para demostrarlo necesitaba que alguno de sus estudiantes de doctorado realizara ciertos experimentos porque ella no tenía ayudantes de laboratorio. Pero sus doctorandos no aceptaron entrar en el camino que les mostraba Charpentier, que solo logró que una de sus estudiantes de máster los realizara.

Poco después dejó su puesto en Viena y se trasladó a Umea (Suecia) y en 2011 publica en la prestigiosa revista Nature, un artículo revolucionario que demostraba cómo dos moléculas de RNA interaccionaban para hacer funcionar el sistema antiviral de las bacterias. La primera firmante era la humilde estudiante de máster.

Puerto Rico las unió

Ese mismo año conoció en un Congreso en Puerto Rico a Jennifer Doudna (Washington D.C., Estados Unidos, 1964), reputada bióloga estructural que trabaja precisamente con RNA. A partir de ahí empezaron a colaborar y solo un año después publicaron juntas en Science, un trabajo que va más allá de la ciencia básica y que fue el inicio de su camino hasta el Nobel: una endonucleasa programable por RNA en la inmunidad bacteriana.

En todo este trabajo la palabra clave era “programable” porque en él demostraron que se podía usar este sistema para introducir cambios muy específicos en cualquier sitio de un genoma con una elegante simplicidad. Charpentier y Doudna acordaron firmar el papel con relevancia equivalente. Les fue fácil ponerse de acuerdo. Y menos de un año después ya había cientos de laboratorios aplicando su método.

Desde entonces les han llovido los premios (en España, el Princesa de Asturias y el Fronteras de la Fundación BBVA, que nos han brindado refrescantes fotografías que, por una vez, no protagonizan chaquetas y corbatas) y continúan investigando y descubriendo cosas nuevas. Su trabajo es un gran ejemplo de cómo la curiosidad científica, sin ninguna intención de aplicación, puede terminar encontrando utilidades enormemente importantes. En esta curiosidad caben ideas locas, que muchas veces quedan en eso pero que, en otras, como en este caso las de Charpentier, sirven para descubrir lo que ocurre de verdad y abren caminos insospechados a la ciencia y a sus aplicaciones.

En realidad, toda esta historia se remonta a un español, Francisco Mojica, microbiólogo de la Universidad de Alicante, que en 1993 publico su descubrimiento de las secuencias CRISPR (sí, fue Francis Mojica quien les dio este nombre) en bacterias de las salinas de Santa Pola. También fue el primero que, en 2005, sugiere en una publicación que se trataba de un sistema inmunitario bacteriano. Aunque ambos trabajos son la base de todo, le costó muchísimo publicarlos. Nadie se lo creía, como le pasó a Charpentier con sus doctorandos.

También es un ejemplo de lo fructíferas que son las colaboraciones entre personas con diferentes especialidades o intereses científicos. Dos investigadoras se encuentran en un congreso, hablan, se entienden, se ponen a trabajar juntas… y cambian el mundo. Enhorabuena, Charpentier y Doudna.

octubre 11/2020 (SINC)

Nota:

CRISPR es una familia de secuencias de ADN que se encuentran en los genomas de organismos procarióticos como bacterias y arqueas. Estas secuencias se derivan de fragmentos de ADN de bacteriófagos que previamente habían infectado al procariota.

El acrónimo CRISPR es el nombre de unas secuencias repetitivas presentes en el ADN de las bacterias, que funcionan como autovacunas. Contienen el material genético de los virus que han atacado a las bacterias en el pasado, por eso permiten reconocer si se repite la infección y defenderse ante ella cortando el ADN de los invasores.

La tecnología CRISPR/Cas9 es una herramienta molecular utilizada para “editar” o “corregir” el genoma de cualquier célula. Eso incluye, claro está, a las células humanas.

La investigación publicada en el Journal of Anatomy ha mostrado un aumento significativo en la prevalencia de la arteria mediana en humanos desde finales del siglo XIX.

La arteria mediana es el vaso principal que suministra sangre al antebrazo y la mano humanos, cuando se formó por primera vez en el útero de la madre, pero desaparece una vez que se desarrollan dos arterias que se ven en los adultos. Pero muchas personas ahora retienen la arteria mediana durante toda su vida además de las otras dos arterias (aproximadamente una de cada tres).

Esta tendencia evolutiva continuará en los nacidos dentro de 80 años, y la arteria mediana se volverá común en el antebrazo humano.

Las arterias radial y cubital generalmente reemplazan la arteria mediana durante las etapas de desarrollo en el útero, por lo que la mayoría de los adultos obviamente no tienen una arteria mediana, pero un número cada vez mayor de casos retiene la arteria, por lo que una persona puede tener las tres arterias, porque la arteria mediana no presenta ningún riesgo real para la salud.

Un cambio que se acelera

El doctor Teghan Lucas de la Universidad de Flinders dice que este estudio sobre la prevalencia de la arteria durante generaciones muestra que los humanos modernos están evolucionando a un ritmo más rápido que en cualquier momento de los últimos 250 años.

«Desde el siglo XVIII, los anatomistas han estado estudiando la prevalencia de esta arteria en adultos y nuestro estudio muestra que está aumentando claramente. La prevalencia fue de alrededor del 10 % en las personas nacidas a mediados de la década de 1880 en comparación con el 30 % en los nacidos a finales del siglo XX, por lo que es un aumento significativo en un período de tiempo bastante corto, en lo que respecta a la evolución», explica en un comunicado.

 «Este aumento podría haber resultado de mutaciones de genes involucrados en el desarrollo de la arteria mediana o problemas de salud en las madres durante el embarazo, o ambos en realidad. Si esta tendencia continúa, la mayoría de las personas tendrán la arteria mediana del antebrazo para el 2100″, añade.

El grupo de investigación investigó la prevalencia de arterias en cada generación mediante el análisis de registros publicados y la disección de cadáveres de individuos nacidos en el siglo XX.

El autor principal, el profesor Maciej Henneberg, que también es miembro del Instituto de Medicina Evolutiva de la Universidad de Zúrich, Suiza, dice que la arteria mediana ofrece beneficios porque aumenta el suministro de sangre en general y se puede utilizar como reemplazo en procedimientos quirúrgicos en otras partes del cuerpo humano.

«Esta es la microevolución en los humanos modernos y la arteria mediana es un ejemplo perfecto de cómo todavía estamos evolucionando porque las personas nacidas más recientemente tienen una mayor prevalencia de esta arteria en comparación con los humanos de generaciones anteriores».

«Hemos recopilado todos los datos publicados en la literatura anatómica y continuamos diseccionando cadáveres donados para estudios en Adelaida y descubrimos que aproximadamente un tercio de los australianos tienen la arteria mediana en el antebrazo y todos la tendrán a finales de siglo si esto el proceso continúa».

Otros ejemplos de anatomía humana que cambian con el tiempo incluyen la prevalencia de espina bífida oculta (apertura del canal sacro), conexiones anormales de dos o más huesos en los pies, o aumento de la ausencia de muelas del juicio.

octubre 08/2020 (Europa Press) –Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

La infertilidad humana tiene una incidencia mundial de aproximadamente un 12 % entre las parejas en edad fértil. En el caso de las mujeres, una de las principales causas es la insuficiencia ovárica primaria, que afecta a entre el 1 y el 3 % de las menores de 40 años. Aunque gran parte de estos trastornos tienen un origen desconocido, se cree que en muchos casos las causas podrían ser de origen genético.

Un grupo del Centro de Investigación del Cáncer, centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), la Universidad de Salamanca (USAL), ha identificado, en una familia afectada de insuficiencia ovárica primaria, una variante del gen HSF2BP como responsable causal de dicha enfermedad. Los resultados del trabajo se publican en la revista Biomedicina eLife.

Los investigadores han descrito, en una familia afectada de insuficiencia ovárica primaria, una variante del gen HSF2BP como responsable causal de dicha enfermedad.

Para profundizar en el mecanismo por el cual la mutación en el gen provoca la infertilidad, el equipo dirigido por Alberto M. Pendás identificó una proteína desconocida hasta ahora, llamada BRME1, que interacciona fuertemente con la proteína HSF2BP, estabilizándola.

Así, la variante infértil humana del gen HSF2BP provoca una reducción de la expresión de la proteína BRME1, que a su vez disminuye la estabilidad de la propia proteína HSF2BP, dando lugar a defectos de la división celular meiótica durante la gestación de gametos, que finalmente provocan la insuficiencia ovárica prematura.

“La meiosis es un tipo de división celular especializada, característica de los organismos que producen gametos, para llevar a cabo la reproducción sexual”, explica Pendás. “A diferencia de la mitosis –donde a partir de una célula diploide se obtienen dos células idénticas a ella–, la meiosis es una división reduccional en la que partir de una célula diploide se producen células haploides o gametos (espermatozoides y oocitos) gracias a un proceso denominado recombinación meiótica”.

“Dicho proceso asegura la unión física entre los cromosomas paternos y maternos, lo que permite su ulterior separación precisa en los gametos”, añade el experto. Como consecuencia de ello, se produce diversidad genética. Errores en cualquiera de estos procesos dan lugar a trisomías como el síndrome de Down, abortos espontáneos o infertilidad.

Natalia Felipe-Medina, primera autora del trabajo, señala que “la identificación y caracterización de la proteína BRME1, así como la caracterización en profundidad de los defectos meióticos de los mutantes de HSF2BP, aportan nuevos conocimientos sobre los mecanismos moleculares que gobiernan una desconocida proteína esencial para la recombinación meiótica”.

Aunque gran parte de estas infertilidades tiene un origen desconocido, se cree que en muchos casos las causas podrían ser de origen genético

Estudio en ratones

Para demostrar el papel de las proteínas HSF2BP y BMRE1, los científicos generaron y analizaron ratones modificados genéticamente con la variante infértil humana en el gen HSF2BP y la deleción (tipo de mutación en la cual se pierde material genético) del gen HSF2BP y BRME1.

De esta forma, pudieron comprobar que los ratones deficientes en el gen HSF2BP eran estériles por defectos meióticos casi idénticos a los ratones carentes del gen BRME1, mientras que los ratones humanizados con el gen HSF2BP presentaban alteraciones sutiles en la recombinación meiótica, que provocaban una disminución de su fertilidad.

octubre 08/2020 (SINC)

CRISPR: son las siglas de una nueva técnica de edición genética que está revolucionando la biología. Las investigaciones se suceden vertiginosamente, pero ¿es tan importante como se dice? ¿Cuáles son sus aplicaciones? ¿Puede usarse ya para tratar alguna enfermedad?

¿Qué es CRISPR?

El acrónimo CRISPR es el nombre de unas secuencias repetitivas presentes en el ADN de las bacterias, que funcionan como autovacunas. Contienen el material genético de los virus que han atacado a las bacterias en el pasado, por eso permiten reconocer si se repite la infección y defenderse ante ella cortando el ADN de los invasores.

Los científicos han aprendido a utilizar la herramienta CRISPR fuera de las bacterias para cortar y pegar trozos de material genético en cualquier célula. El poder de estas tijeras moleculares es inmenso. Por eso, fue considerado el mayor avance científico del año 2015. Justamente por ello, sus propias creadoras advierten que debemos controlar su uso.

¿Cómo funciona?

En resumen, CRISPR utiliza unas guías y una proteína (Cas9) para dirigirse a zonas elegidas del ADN y cortar. A partir de ahí, se pueden pegar los extremos cortados e inactivar el gen, o introducir moldes de ADN, lo que permite editar sus ‘letras’ a voluntad.

“CRISPR es una de las tecnologías más robustas que nunca se han descrito en biología”, comenta Lluís Montoliu, investigador del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC y uno de los referentes sobre CRISPR en España. “Además, es sencilla y barata, y no se necesitan equipos especiales para aplicarla”. Las anteriores técnicas de edición genética eran mucho más laboriosas, impredecibles y costosas.

¿Quiénes lo han inventado?

Su función fue predicha por el microbiólogo ilicitano Francis Mojica en el año 2005. En los años siguientes, varios equipos de científicos desentrañaron su mecanismo y, entre 2012 y 2013, los equipos de Jennifer Doudna, Emmanuelle Charpentier y Feng Zhang, entre otros, lo aprovecharon para desarrollar una herramienta sencilla, versátil y potentísima para editar el ADN de cualquier tipo de célula.

¿Cuáles son sus aplicaciones?

Puede aplicarse en casi cualquier situación en que se desee modificar la secuencia de ADN. Está siendo muy útil en investigación básica para generar modelos de enfermedades que antes apenas se podían estudiar, así como para estudiar nuevas dianas y fármacos.

También está permitiendo producir con mayor seguridad plantas transgénicas, lo que lleva a conflictos legales, ya que en realidad no se introduce ningún gen, sino que se modifica uno ya existente. En Estados Unidos, donde no se someten a una regulación especial, ya se venden cultivos editados, como champiñones que se conservan durante más tiempo. La Unión Europea no se ha pronunciado al respecto. “Solamente Suecia ha determinado que los organismos editados con CRISPR no son organismos modificados genéticamente”, matiza Montoliu.

CRISPR permite llevar a cabo también proyectos de impulso genético en los que un gen modificado se hereda con una probabilidad casi del 100%, lo que modifica poblaciones enteras en apenas unas generaciones. Existen ideas de llevarlos a cabo para alterar los mosquitos transmisores del paludismo, ya sea infertilizándolos o haciendo que actúen contra el parásito. “Se habla muy poco de estos experimentos, pero me parecen poderosísimos y peligrosísimos”, avisa Montoliu. Aunque aún no se han iniciado, estos experimentos supondrían romper la selección natural. Además de riesgos ecológicos, podrían usarse con fines de bioterrorismo o de terrorismo industrial.

Pero seguramente, la aplicación más esperada de CRISPR es en el campo de la medicina, ya que es la gran esperanza para hacer realidad la anhelada terapia génica.

¿Qué enfermedades se intentan tratar con CRISPR?

En principio, las investigaciones se dirigen al tratamiento de enfermedades causadas por alteraciones en un solo gen, aunque otras muchas podrían beneficiarse. Pero todavía no hay ninguna terapia terapia génica con CRISPR aprobada y conviene ser cautos con las expectativas generadas.

Las investigaciones se dirigen al tratamiento de enfermedades causadas por alteraciones en un solo gen, aunque otras muchas podrían beneficiarse

Las enfermedades en las que más se trabaja se manifiestan en sitios accesibles, como el ojo, la sangre y los músculos. Algunos de los ensayos clínicos que se esperan se dirigirán a dolencias graves como la amaurosis congénita de Leber (un tipo de ceguera), la anemia de Fanconi o la distrofia muscular de Duchenne. Sin embargo, los únicos que hay actualmente en marcha están teniendo lugar en China e incluyen pacientes con cáncer sin opciones de tratamiento. Se hace ex­­vivo, sacando las células, modificándolas y volviéndolas a inyectar.

¿Implica riesgos para la salud?

Sí. “El nivel de incertidumbre es todavía muy elevado”, advierte Montoliu. “Dado el nivel de incertidumbre, debemos aplicar lo que se suele decir en los comités de ética: ir caso a caso y paso a paso”, añade. Es decir, valorar individualmente el riesgo-beneficio de una técnica aún muy incipiente.

“Existen dos problemas. Uno es el de los efectos off-target, cortes que se producen en zonas del ADN no deseadas. Este lo podemos controlar. Pero existen también efectos on-target, alteraciones en el mismo lugar que queremos editar, y que pueden dar lugar a mutaciones peligrosas, incluso más perjudiciales que las que pretendemos eliminar. Todavía no sabemos controlar bien los mecanismos de reparación de la célula”.

Otro problema es hacer llegar los componentes de la técnica hasta las células. Actualmente lo más usado son un tipo de virus muy poco peligrosos que los transportan e introducen sin insertarse en el ADN. Pero hay numerosas investigaciones para hacerlo mediante nanotecnología, “que podría ser más eficaz y específica”, apunta Montoliu. De momento, la eficacia es limitada.

¿Podría usarse en embriones?

De la misma forma que CRISPR puede modificar células adultas, lo puede hacer con los gametos o con las células embrionarias. De esta forma se podría corregir una alteración genética y su enfermedad en todas las células futuras del individuo y sus descendientes, aunque sería más difícil hacerlo con otros trastornos, como el síndrome de Down, que afecta a un cromosoma entero. “Se ha hecho en cuatro ocasiones en China y una en Estados Unidos”, comenta Montoliu. Pero en algunos de esos experimentos aparecieron bastantes errores, y los resultados de este último están en revisión.

¿Puede evitar enfermedades o aumentar capacidades?

No es descartable. Existen variantes de un gen —el llamado apoE— que se relacionan con distintas probabilidades de desarrollar la enfermedad de Alzhéimer. Pero la variante más protectora parece incrementar, en contrapartida, el riesgo cardiovascular. Mucho más complicado y lejano aún sería aumentar capacidades como la inteligencia. Apenas se conoce su genética, más allá de que depende de un conglomerado e interacción de numerosos genes. En cualquier caso, según Montoliu, “está lejos de poder justificarse en ambos casos. Conduciría a problemas de eugenesia, asuntos que se sabe cómo pueden comenzar, pero no cómo terminan”.

Pensar en estos términos podría dar al traste con los beneficios reales de la técnica. “Hoy mismo existen millones de personas con enfermedades raras que están expulsadas de los sistemas de salud. Es éticamente irresponsable pensar en embriones, en personas que no existen, antes que en ellas”, explica el investigador.

¿Quiénes serán los primeros beneficiados?

Montoliu tiene claro que las primeras aplicaciones de CRISPR tendrán lugar en adultos y considera “un error tratar de modificar embriones, porque no hay ninguna necesidad ni médica ni biológica para hacerlo. No está justificado ni ética ni técnicamente”. La inmensa mayoría de los errores que pueden corregirse se evitan seleccionando los embriones sanos mediante diagnóstico preimplantacional.

Todavía no tenemos el control necesario sobre CRISPR para utilizarlo en personas de manera eficaz y segura

¿Es legal la modificación genética de embriones?

Actualmente, ningún país tiene previsto permitir el nacimiento de niños modificados genéticamente. Sin embargo, existen discrepancias sobre su uso en investigación. El Convenio de Oviedo firmado en 1997 lo prohibía, pero “países como China, Japón, el Reino Unido y Estados Unidos no lo firmaron”, detalla Montoliu. En España no está permitido. El investigador reconoce que es difícil poner puertas al campo, pero avisa de que “hacen falta unas normas que debemos darnos entre todos”. Para ello, deberían intensificarse reuniones de comités éticos internacionales donde “no solo hay científicos, también personas de muchos otros ámbitos de la sociedad”.

Ya se puede modificar ARN, en lugar de ADN. ¿Qué significa?

El ADN contiene la información para fabricar proteínas, pero para ello debe transcribirse primero en forma de ARN. El equipo de Feng Zhang –uno de los impulsores de la técnica CRISPR– ha conseguido modificar de forma bastante fiable una de las letras del ARN sin necesidad de producir un corte. Esto abre nuevas puertas, ya que los cambios no serían permanentes como en el caso del ADN. “Disminuiría los conflictos éticos, pero, sobre todo, permitiría hacer tratamientos temporales y reversibles”, asegura Montoliu. “Aunque aún está por ver su fiabilidad exacta, podría ser una revolución”.

Hay una lucha por la patente entre las instituciones donde se desarrolló la técnica. ¿Está frenando esta contienda las investigaciones?

“Indudablemente”, afirma Montoliu. “La inseguridad jurídica está dificultando el clima necesario para que las empresas asuman y financien el riesgo que supone una investigación de este tipo”. Al menos, la investigación más básica y académica puede continuar sin problemas, ya que la patente solo actúa si es con fines comerciales.

¿Están justificadas las esperanzas sobre CRISPR?

“Sí”, asegura Montoliu. “No voy a decir que pueda usarse de aquí a cinco años, pero la investigación avanza muy rápidamente”. Aun así, alerta de los riesgos: “Todavía no tenemos el control necesario sobre ella para utilizarla en la clínica, necesitamos que sea suficientemente eficaz y segura. Si nos precipitamos y surgen problemas, puede aparecer un rechazo en la sociedad que nos impida desarrollarla”.

octubre 07/2020 (SINC)

Nota: Este reportaje ha sido publicado en 2017, se decide republicar debido a su importancia y vigencia actual.

Es el descubrimiento que científicos de la Universidad de Sheffield publican en la revista Molecular Biology and Evolution.

Los machos y las hembras de la misma especie de aves pueden ser sorprendentemente diferentes. Por ejemplo, además de las diferencias fundamentales en la reproducción, los sexos pueden mostrar una profunda variación en el comportamiento, el color, el metabolismo, la incidencia de enfermedades y la historia de vida.

El equipo quería comprender cómo se desarrollan estas notables diferencias a pesar de que los hombres y las mujeres comparten principalmente el mismo ADN.

Thea Rogers, estudiante de doctorado en la Universidad de Sheffield y autora principal del estudio, destaca que «un ejemplo notable de las diferencias entre los machos y las hembras está en el pavo real. Los machos tienen un plumaje magnífico, mientras que el de las pavas es relativamente aburrido. La cola larga y los colores brillantes evolucionaron para ayudarlos a atraer parejas, pero tener un aspecto tan llamativo puede tener aspectos negativos, como hacerlos más notorios para los depredadores».

Según precisa, «características como esta son beneficiosas para los machos, pero pueden no serlo para las hembras, por lo que las aves deben encontrar una manera de desarrollar características diferentes. Predijimos que el secreto de estas diferencias debe estar en comprender cómo se expresan y funcionan los mismos genes de manera diferente en masculinos y femeninos», añade.

El equipo estudió los genomas de múltiples especies de aves para comprender cómo expresaban estas diferentes cualidades en machos y hembras.

Los genes codifican proteínas, moléculas grandes y complejas que impulsan procesos en el cuerpo y son responsables de la función y estructura de los tejidos del cuerpo. Antes de que los genes se puedan utilizar para producir proteínas, su secuencia de ADN se transcribe en ARN, una molécula intermedia que contiene las instrucciones para producir proteínas.

Los científicos encontraron que los hombres y las mujeres difieren en cómo se unen los fragmentos de ARN, lo que significa que el mismo gen puede producir una gran cantidad de proteínas y funciones distintas según el sexo en el que se exprese el gen. Este proceso se denomina empalme alternativo.

La doctora Alison Wright, investigadora de la Universidad de Sheffield y autora principal del estudio, señala que «es probable que este proceso genético sea realmente importante para generar biodiversidad, no solo en las aves sino en todo el reino animal».

septiembre 28 /2020 (Europa Press). Tomado de la Selección Temática sobre Medicina e Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Referencia Bibliográfica:

TH.F. Palmer, D.H.  Wright A.E.:Sex-specific selection drives the evolution of alternative splicing in birds. Molecular Biology and Evolution, msaa242, https://doi.org/10.1093/molbev/msaa242. Published: 25 September 2020.

Más de 300 años después de que el holandés Antonie van Leeuwenhoek, utilizara uno de los primeros microscopios y describiera los movimientos de los espermatozoides humanos como si tuviera unan “cola que, al nadar, se mueve como una serpiente o como las anguilas en el agua”, un equipo científico ha revelado que en realidad se trata de una ilusión óptica.

Utilizando la microscopía 3D y las matemáticas más avanzadas, Hermes Gadelha de la Universidad de Bristol (Reino Unido), junto a Gabriel Corkidi y Alberto Darszon de la Universidad Nacional Autónoma de México, han sido pioneros en la reconstrucción del verdadero movimiento de la cola de los espermatozoides, que recuerda al del sacacorchos.

Los investigadores han usado una cámara de alta velocidad capaz de grabar más de 55 000 fotogramas en un segundo, y una platina de microscopio con un sensor piezoeléctrico para mover la muestra hacia arriba y hacia abajo a una velocidad increíblemente alta. De esta manera, fueron capaces de escanear en 3D a los espermatozoides nadando libremente.

El estudio, publicado en la revista Science Advances, revela que su cola está de hecho torcida y solo se mueve de un lado. Mientras que esto debería significar que el movimiento unilateral lo haría nadar en círculos, los espermatozoides han encontrado una forma inteligente de adaptarse y nadar hacia adelante.

Al observarse con los microscopios de dos dimensiones, el rápido y sincronizado movimiento la ilusión óptica de que la cola culebrea de lado a lado de forma simétrica. Pero resulta que su aleteo es asimétrico: sucede de un solo lado. Es como remar una canoa con un solo remo y eso produce un movimiento circular, señalan los autores.

Crear simetría a partir de la asimetría

Para compensar ese desequilibrio, los espermatozoides han desarrollado una técnica con la que desplazarse y lo hacen en forma de tirabuzón. Según dice Gadelha, “han resuelto así un rompecabezas matemático a escala microscópica, creando simetría a partir de la asimetría”.

Sin embargo, comenta el coautor, su giro es complejo. “La cabeza del espermatozoide gira al mismo tiempo que lo hace la cola en la dirección de la natación. Esto se conoce en la física como precesión, muy parecido a cuando las órbitas de la Tierra y Marte giran alrededor del Sol”.

Los espermatozoides han desarrollado una técnica con la que desplazarse y lo hacen en forma de tirabuzón

Los sistemas de análisis de semen asistidos por ordenador que se utilizan en la actualidad, tanto en clínicas como en investigación, todavía utilizan microscopios en 2D para ver el movimiento de los espermatozoides.

Por lo tanto, como el primer microscopio de Leeuwenhoek, todavía son propensos a esta ilusión de simetría mientras evalúan la calidad del semen. Este descubrimiento, con su novedoso uso de la tecnología del microscopio 3D combinado con las matemáticas, puede proporcionar una nueva esperanza para desbloquear los secretos de la reproducción humana.

“Dado que más de la mitad de la infertilidad se debe a factores masculinos, entender mejor su movimiento podría servir para desarrollar nuevas herramientas de diagnóstico”, concluyen los investigadores.

septiembre 20/2020 (SINC)

Referencia:

Gadêlha H., Hernández-Herrera P., Montoya F., Darszon A., Corkidi G.. “Human sperm uses asymmetric and anisotropic flagellar controls to regulate swimming symmetry and cell steering”. Science Advances (Julio, 2020).

En los últimos años, la práctica de transferir embriones previamente congelados en tratamientos de reproducción asistida ha ido creciendo de forma progresiva, gracias a las mejoras introducidas en el laboratorio, como la vitrificación (un proceso que permite congelar material biológico de forma mucho más rápida y segura), y la optimización de los cultivos que facilitan el desarrollo del embrión en el incubador.

Sin embargo, hasta la fecha no se había podido comprobar si la transferencia de embriones previamente vitrificados puede ofrecer una tasa de embarazo equiparable a los ciclos que se realizan en fresco. Existían algunos trabajos precedentes en China y Vietnam o minoritarios en Estados Unidos, pero no se había realizado ningún estudio amplio multicéntrico en Europa.

En este nuevo estudio, publicado en la revista The British Medical Journal, participaron un total de 460 mujeres de entre 18 y 39 años, con ciclos menstruales regulares que fueron incluidas en el estudio durante el inicio de su primero, segundo o tercer ciclo de Fecundación in vitro o ICSI (microinyección intracitoplasmática de espermatozoides).

Las pacientes se dividieron en dos grupos: en el primer grupo se optó por vitrificar todos los embriones obtenidos tras la estimulación ovárica y la fecundación en laboratorio y les fue transferido uno que se descongeló previamente; en el segundo grupo se siguió un proceso de FIV convencional, y se realizó la transferencia también de un único embrión, pero en un ciclo en fresco. En las mujeres que presentaron una alta respuesta al tratamiento de estimulación ovárica de este grupo (más de 18 ovocitos) se les ofreció la posibilidad de posponer la transferencia del embrión en fresco como medida de seguridad.

Los resultados al comparar ambos grupos mostraron que la tasa de embarazo no ofrecía diferencias significativas siendo de 27,8 por ciento en el grupo en el que se había optado por la vitrificación frente a 29,6 por ciento en las pacientes que habían realizado el ciclo en fresco. Asimismo, la tasa de niños que nacieron posteriormente fue prácticamente la misma: 27,4 por ciento para el grupo que apostó por la vitrificación, y 28,7 por ciento registrado en el grupo que realizó el ciclo en fresco.

Los resultados de este trabajo son decisivos en el contexto actual de la pandemia de COVID-19, ya que demuestran que la estrategia de vitrificar el material biológico ante el confinamiento o la interrupción del tratamiento al que se han visto obligadas algunas pacientes, no va en detrimento del éxito de los tratamientos de reproducción que utilizan este material y realizan la transferencia del embrión en diferido.

En cuanto al riesgo de complicaciones durante el embarazo, el parto o neonatales tampoco se observaron diferencias, como ya hemos mencionado, aunque sí se apreció un ligero mayor peso de los bebés al nacer y una mayor duración de la gestación en el grupo en que se apostó por la vitrificación, y un mayor riesgo de nacimientos prematuros en el grupo que hizo el tratamiento en fresco.

septiembre 20/2020 (Europa Press) – Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Referencia bibliográfica:

Sacha Stormlund, Sopa N., Zedeler A., Bogstad J., Prætorius L., Svarre Nielsen H., Kitlinsk M.L, Sven O Skouby S.O., Mikkelsen A.L., Spangmose A.L., Janni Vikkelsø Jeppesen, Ali Khatibi, la Cour Freiesleben N., Ziebe S., Polyzos N.P., Bergh CH., Humaidan P., Andersen A.N., Løssl K.and Pinborg A.. Freeze-all versus fresh blastocyst transfer strategy during in vitro fertilisation in women with regular menstrual cycles: multicentre randomised controlled trial. BMJ 2020; 370 doi: https://doi.org/10.1136/bmj.m2519 (Published 05 August 2020) Cite this as: BMJ 2020;370:m2519

Las células madre pluripotentes humanas (hPSC) son prometedoras en el campo de la medicina regenerativa por cómo dan lugar a cualquier otro tipo de célula en el cuerpo y por su capacidad de multiplicarse indefinidamente. Sin embargo, su potencial se ve obstaculizado por la tendencia del cuerpo a rechazar cualquier tejido o célula «alogénica», lo que significa que las células provienen de un donante que no es el paciente.

Este rechazo se debe a que el sistema inmunológico del cuerpo etiqueta las células como «invasores extraños» y pone en marcha una serie de estrategias destinadas a evitar lo que considera un ataque, lo que deja a los investigadores luchando por encontrar una forma de evitar esta medida protectora.

El artículo detalla un método que podría proporcionar la respuesta. Los autores informan sobre cómo editaron genéticamente un conjunto clave de proteínas que se encuentran en la superficie de las hPSC, que son el objetivo del rechazo inmunológico, básicamente haciéndolas invisibles para el sistema inmunológico del cuerpo.El equipo de investigación multiinstitucional fue dirigido por Xiaoqing Zhang y Lin Ma, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Tongji. «Lo que hemos hecho es aprovechar las moléculas de antígeno leucocitario humano (HLA) no clásicas, que codifican los objetivos principales del rechazo de aloinjertos, para construir hPSC hipoinmunogénicas», explica el doctor Zhang.

«Nuestra estrategia no solo mejora las principales armas de inmunorrechazo del cuerpo, las células T (especialmente las CD8+ T), las células asesinas naturales (NK) y las células presentadoras de antígenos, sino que también atenúa la muerte celular por contacto y la inmunogenicidad del entorno del aloinjerto», añade.

El trabajo surgió de su conocimiento de que la familia HLA-G es una de las moléculas HLA clase I expresadas de manera más prominente en la placenta, con la función de proteger el tejido fetal del sistema inmunológico de la madre.

El doctor Jan Nolta, editor en jefe de ‘STEM CELLS’, señala que «el desarrollo de este método para proteger a los derivados pluripotentes de células madre del sistema inmunológico es un ‘cambio de juego’ en el campo. Si esta innovadora técnica puede ser llevada a ensayos clínicos, podría significar que los receptores de las células no necesitarían de la inmunosupresión. Estamos muy contentos de publicar esta novedosa y potencialmente cambiante investigación».

Por su parte, el doctor Ma agrega: «Hasta donde sabemos, este es el primer estudio que informa que las proteínas beta2m-HLA-G5 modificadas genéticamente son solubles, secretables y pueden proteger de manera eficiente las células del donante de las respuestas inmunitarias. Esto no solo proporciona una nueva estrategia para generar células humanas hipoinmunogénicas para el aloinjerto, pero también arroja luz sobre el papel del HLA-G en la tolerancia inmunológica durante el embarazo y el trasplante de órganos».

El siguiente paso, dicen los dos, será abordar cualquier problema de seguridad con las células modificadas, incluso si tienen un mayor riesgo de desarrollar tumores dada su capacidad para escapar de la vigilancia inmunológica.

«La introducción de un gen suicida controlable podría proporcionar una forma eficaz de eliminar el riesgo, apunta Ma. Si todo va bien, las hPSC diseñadas podrían servir como una fuente de células ilimitada para generar injertos de células ‘listos para usar’ universalmente compatibles en el futuro».

septiembre 17/ 2020 (Europa Press) – Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

«Dado que las variantes epigenéticas que identificamos no serían detectadas por la secuenciación del genoma, pero pueden conducir a la desregulación y el silenciamiento de genes que se sabe están vinculados con enfermedades hereditarias, nuestro trabajo muestra que algunos tipos de mutaciones que causan enfermedades no serán detectados por las pruebas genéticas estándar que solo examinan la secuencia del ADN», señala Andrew Sharp, doctor en Filosofía y profesor Asociado de Genética y Ciencias Genómicas de la Escuela de Medicina Icahn en el Hospital Monte Sinaí.

El equipo de investigación estudió los perfiles de metilación del ADN de más de 23 000 personas, lo que constituye la primera encuesta poblacional a gran escala de defectos epigenéticos raros en el genoma humano.

El equipo identificó miles de epivariaciones, lo que demuestra por primera vez que estos son eventos relativamente frecuentes en los seres humanos. También demostraron que se asocian con frecuencia con una expresión génica anormal, y se prevé que muchos de estos afecten a genes que se sabe que subyacen a las enfermedades mendelianas. Los hallazgos indican que las epivariaciones probablemente contribuyan a una fracción significativa de muchos tipos diferentes de enfermedades genéticas.

El estudio también proporciona muchas ideas novedosas sobre las causas subyacentes y la biología de las epivariaciones, y muestra que, si bien algunas son causadas por una rara variación de la secuencia que perturba los elementos de regulación, alrededor de un tercio se producen somáticamente. Un análisis más detallado de los datos también identificó muchas expansiones repetidas de CGG novedosas que subyacen a algunas epivariaciones.

Durante la última década, han aparecido en la literatura informes aislados de defectos epigenéticos que causan enfermedades genéticas, incluidos cánceres hereditarios de mama y colon. Sin embargo, se pensó que estos eran eventos muy raros.

Los investigadores buscaron identificar la prevalencia de este tipo de mutación en el genoma humano, determinar su impacto potencial en todos los tipos de enfermedades mendelianas y obtener información sobre las causas subyacentes y la biología de las epivariaciones

septiembre 16/2020 (Europa Press). Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Estudiar cómo la variación genética hereditaria regula la actividad de los genes en diferentes tejidos es el objetivo del Consorcio Genotype-Tissue Expression (GTEx).

Con esta iniciativa internacional, la comunidad científica se ha propuesto construir un repositorio público completo que permita analizar la expresión de los genes y su regulación específica en tejidos.

Tras más de diez años de trabajo, esta semana se publican los resultados en un conjunto de trece artículos (cuatro en Science, uno en Cell y ocho en otras revistas científicas). Uno de ellos, liderado por la Universidad de Chicago y la Northwestern y con participación del Centro de Regulación Genómica (CRG) y la Universidad de Barcelona, muestra diferencias de sexo en la expresión génica en tejidos humanos vinculadas a la grasa corporal, al cáncer y al peso al nacer.

Si hay variantes genéticas que contribuyen a un atributo concreto en hombres y mujeres, podrían plantearse biomarcadores, terapias o dosis farmacológicas específicas

“El sexo biológico (XX en mujeres y XY en hombres) tiene una influencia sobre la forma en la que actúan nuestros genes, es decir, el transcriptoma humano,  y su regulación, pero desconocemos la magnitud de estos efectos y su contexto”, explica a SINC Manuel Muñoz Aguirre, uno de los autores del CRG.

“La importancia de nuestro estudio radica en que es un compendio de diferencias moleculares entre hombres y mujeres en tejidos normales que busca llenar este vacío”, añade Muñoz Aguirre. “Este compendio cimienta el camino para futuras investigaciones que busquen vincular diferencias transcriptómicas entre hombres y mujeres con rasgos complejos, por ejemplo, el riesgo de padecer alguna enfermedad”.

Sus hallazgos, publicados en Science, muestran que el sexo biológico tiene una pequeña pero extendida influencia en la expresión génica de casi cada tipo de tejido humano. Los genes que se estima deben expresarse a diferentes niveles en mujeres y hombres adultos están implicados en muchos procesos biológicos distintos, incluidos la respuesta a la medicación, el control de los niveles de glucosa en sangre durante el embarazo, y el cáncer.

Además, el sexo tiene un efecto menor pero relevante en la contribución genética a la regulación génica. De hecho, el equipo ha descubierto conexiones que no se habían reportado con anterioridad entre genes y atributos, como el peso al nacer y el porcentaje de grasa corporal.

Según los autores, en el futuro este conocimiento podría contribuir a la medicina personalizada.

Así, este trabajo pone de manifiesto la importancia de considerar el sexo como una variable biológica en los estudios genéticos. Si hay genes específicos o variantes genéticas que contribuyen diferencialmente a un atributo concreto en hombres y mujeres, podrían plantearse biomarcadores, terapias o dosis farmacológicas específicas (o diferenciadas),  farmacológicas específicas (o diferenciadas).

“En el futuro este conocimiento podría contribuir a la medicina personalizada, en la que se considera el sexo biológico como uno de los componentes relevantes de las características de una persona”, declara Barbara E. Stranger, autora principal del estudio en la Universidad Northwestern.

 Necesarios más estudios

Hasta ahora, las diferencias sexuales han sido previamente atribuidas a hormonas, cromosomas sexuales, diferencias en el comportamiento y factores medioambientales, pero los mecanismos moleculares subyacentes de la biología son en gran parte desconocidos.

En este estudio, los autores investigaron las diferencias sexuales en el transcriptoma, que es la suma de todas las transcripciones de ARN de una célula, en 44 tipos de tejidos humanos sanos pertenecientes a 838 personas. Las diferencias de sexo en la expresión génica se reportan en al menos un tipo de tejido en alrededor de un tercio de todos los genes humanos (37 %).

A pesar de ser abundantes los efectos sexuales en la expresión génica, son mayoritariamente pequeños. El número de genes con sesgo sexual y sus efectos en el tamaño no están dominados por ningún sexo.

“Nuestro trabajo demuestra la importancia de considerar el sexo como variable biológica al momento de estudiar el genoma humano: hemos encontrado 58 asociaciones de genes con rasgos complejos que no habría sido posible identificar si no tuviéramos en cuenta el sexo”, subraya Muñoz Aguirre.

“En un futuro, creemos que los métodos basados en el transcriptoma de células únicas, innovadores y que tengan en cuenta el sexo pueden tener un papel importante para desenmarañar sus efectos de forma más extensa”, apunta Meritxell Oliva, coprimera autora en la Universidad de Chicago.

Sin embargo, a pesar de ser abundantes, los efectos sexuales en la expresión génica son mayoritariamente pequeños. Igualmente, los autores también destacan que el estudio tiene diversas limitaciones, por lo que serían necesarios más estudios al respecto.

“Hemos encontrado que existen muchas diferencias (en cantidad) a nivel transcriptómico entre hombres y mujeres, pero la magnitud de estas diferencias es pequeña”, afirma el experto. “En la regulación de los genes, el sexo también influye poco. Y a escala fenotípica, es decir, características observables, muchos aspectos de la biología entre hombres y mujeres son compartidos”, concluye.

Diferencias en los telómeros

La longitud de los telómeros se considera un importante biomarcador en el envejecimiento y las enfermedades humanas, pero la mayoría de los estudios se han realizado en un único tipo de tejido: la sangre. Otro de los estudios, publicado también en Science, examina la longitud de los telómeros en más de 20 tipos diferentes de tejido humano, de casi 1.000 donantes postmortem.

“La mayoría de los estudios sobre la longitud de los telómeros humanos se centran en tipos de tejido que son fáciles de obtener de sujetos vivos, como la sangre o la saliva”, indica Kathryn Demanelis, de la Universidad de Chicago. “Queríamos ver si la longitud de los telómeros en las células de la sangre se alinea con los encontrados en otros tejidos”.

Los autores descubrieron que de los 23 tejidos que estudiaron, la longitud de los telómeros en 15 tejidos mostraba una correlación clara y positiva con la longitud en las células sanguíneas, lo que apoya su uso, de fácil obtención, como sustituto en aquellos de más difícil acceso, como el cerebro y el riñón.

“Algunos patrones se mantuvieron a través de diferentes tejidos, como los telómeros más cortos en el envejecimiento y los más largos en las personas de ascendencia africana, pero otros no, como los más largos en las mujeres. También observamos telómeros más cortos entre los fumadores en solo unos pocos tejidos”, apunta Demanelis.

Esto ayuda a aclarar los resultados contradictorios de estudios anteriores que indican las relaciones entre los rasgos individuales y la longitud de los telómeros, o la falta de ellos. “Estos resultados ayudarán a los investigadores a comprender qué aspectos de la longitud de los telómeros se deben sistemáticamente a la herencia genética frente a los que pueden verse afectados por el estilo de vida, las exposiciones ambientales o los cambios epigenéticos durante la vida de una persona”, concluyen los autores.

septiembre 13/2020 (SINC)

Referencia:

• Oliva M., Muñoz-Aguirre M.,  Guigó R., and Stranger BE. The impact of sex on gene expression across human tissues. Science 369, eaba3066 (2020). DOI: https://doi.org/10.1126/science.aba3066.
• The GTEx Consortium. The GTEx Consortium atlas of genetic regulatory effects across human tissues. Science, Sep 11, 2020. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aaz1776
• Kim-Hellmuth et al. (including Muñoz-Aguirre M, Wucher V, Garrido-Martín D., and Guigó R from CRG). Cell type-specific genetic regulation of gene expression across human tissues. Science 369, eaaz8528 (2020). DOI: https://doi.org/10.1126/science.aaz8528

Financiación:

El CRG ha recibido el apoyo del Common Fund of the Office of the Director, U.S. National Institutes of Health, y del NCI, NHGRI, NHLBI, NIDA, NIMH, NIA, NIAID, y NINDS a través de la ayuda R01MH101814 (M.M-A., V.W., S.B.M., R.G., E.T.D., D.G-M., A.V.), Ministerio de Economía y Competitividad y fondos FEDER (M.M A., V.W., R.G., D.G-M.), la Fundación la Caixa ID 100010434 bajo el acuerdo LCF/BQ/SO15/52260001 (D.GM.), FPU15/03635, Ministerio de Educación, Cultura y Deporte (M.M-A.).

El ensayo, que compara a los pacientes tratados de acuerdo con pequeñas diferencias genéticas con los pacientes tratados de acuerdo con las pautas existentes, es el primero de su tipo en niños y adolescentes. Aunque los investigadores advierten de que se necesita más trabajo, sus hallazgos apuntan a que los síntomas del asma de los niños podrían controlarse mejor con tratamientos personalizados.

El estudio ha sido presentado en la conferencia virtual por el doctor Tom Ruffles, consultor honorario en medicina respiratoria pediátrica, que trabajó con el equipo de estudio dirigido por el profesor Somnath Mukhopadhyay, presidente de pediatría. Ambos se encuentran en el Royal Alexandra Children’s Hospital, Brighton & Sussex Medical School, en Reino Unido. El ensayo fue realizado y gestionado por la Unidad de Ensayos Clínicos de Tayside de la Universidad de Dundee.

El doctor Ruffles ha explicado en la conferencia que «el asma es una afección común en los niños que causa tos, sibilancias y dificultad para respirar. En el Reino Unido, por ejemplo, el asma afecta a uno de cada 11 niños y cada 18 minutos un niño ingresa en el hospital debido a su asma».

«Tenemos varios medicamentos que son generalmente eficaces para tratar a los niños con asma, pero no funcionan igual de bien para todos los niños, ha añadido. Creemos que las diferencias genéticas podrían tener un efecto sobre si estos medicamentos funcionan, y eso es lo que queríamos examinar en este estudio».

La investigación involucró a 241 niños de entre 12 y 18 años que estaban siendo tratados por sus médicos de cabecera por asma. Los niños fueron asignados aleatoriamente para recibir tratamiento de acuerdo con las pautas existentes, o para recibir tratamiento de acuerdo con diferencias genéticas particulares (su genotipo), un enfoque conocido como medicina personalizada.

El tratamiento según el genotipo significó que se pidió a los niños que dieran una muestra de células raspadas del interior de sus mejillas. Estas muestras se analizaron para diferentes versiones de un gen en particular, utilizando una prueba que cuesta menos de 20 euros.

Los investigadores estaban probando una pequeña diferencia en el gen que contiene las instrucciones para producir el receptor beta-2 y buscaban niños que tuvieran una copia del gen alterado o dos copias del gen alterado. El receptor beta-2 es la molécula a la que se dirigen los tratamientos para el asma. Por lo tanto, los investigadores creen que las diferentes versiones del gen para producir este receptor pueden influir en la eficacia de los tratamientos.

Investigaciones anteriores sugieren que la mayoría de los niños con asma se beneficiarán del tratamiento estándar con un preventivo del asma llamado salmeterol, además de su inhalador de esteroides habitual. Sin embargo, alrededor de uno de cada siete niños tiene una pequeña diferencia genética que significa que el uso de este medicamento podría resultar en que estos niños tengan más síntomas de asma.

En este ensayo, los niños del grupo de medicina personalizada que tenían esta diferencia genética fueron tratados con un medicamento alternativo para el asma llamado montelukast.

Los investigadores siguieron a los niños durante un año para controlar su calidad de vida, con una puntuación entre uno y siete según cómo eran sus síntomas, si sus actividades normales estaban limitadas por su asma y cómo les hacía sentir su asma.

Compararon la puntuación media del grupo de niños a los que se decidió la medicación en función de su genética con la puntuación media de los niños que fueron tratados de acuerdo con la práctica actual que no implica ninguna prueba genética, y encontraron solo una pequeña mejora de 0,16 con quienes recibieron una atención personalizada.

Sin embargo, cuando los investigadores observaron específicamente a los niños que tenían dos copias del gen del receptor beta-2 alterado, encontraron un mayor beneficio, y los niños experimentaron una mejora promedio de 0,42 en su puntaje de calidad de vida. Los investigadores dicen que esto se traduciría en una calidad de vida notablemente mejor para los niños con dos copias de genes alteradas.

El profesor Mukhopadhyay ha señalado que, estos resultados son muy prometedores porque muestran, por primera vez, que podría ser beneficioso probar ciertas diferencias genéticas en niños con asma y seleccionar medicamentos de acuerdo con esas diferencias.

 «En este estudio, solo vimos un efecto modesto, pero esto puede deberse en parte a que el asma de los niños en general estaba muy bien controlado y solo unos pocos niños experimentaron síntomas graves durante el período de 12 meses, prosigue. Ensayos más grandes, con un enfoque en aquellos con un peor control del asma, puede ayudarnos a determinar el verdadero beneficio para los niños de recetar de esta manera».

Por su parte, el profesor Chris Brightling, de la Universidad de Leicester y presidente del Consejo Científico de la Sociedad Respiratoria Europea, que no participó en la investigación, ha añadido que «este enfoque de ‘atención personalizada’ tanto para niños como para adultos con asma es un objetivo importante para la investigación respiratoria».

«En este estudio, los investigadores utilizaron información genética que sabemos que está relacionada con la respuesta de los pacientes a algunos tratamientos con inhaladores, ha continuado-. Descubrieron que el uso de esta información genética mejoraba los resultados para los niños con asma».

septiembre 10/2020 (Europa Press). Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

La investigación es obra del equipo de Amit Green, del Instituto del Sueño y la Fatiga adscrito al Centro Médico Assuta en Tel-Aviv, Israel.

Los resultados preliminares muestran que una mayor exposición a los dispositivos del tipo comentado por la noche y sobre todo después de la hora en que la persona debería comenzar a dormir, se asocia con una disminución de la calidad del semen. En los hombres que por la noche usaron durante más tempo teléfonos inteligentes y otros dispositivos parecidos, el nivel de concentración de espermatozoides en su semen, así como la capacidad de estos para «nadar» eficientemente, fueron menores, mientras que el porcentaje de espermatozoides que no podían avanzar fue mayor.

Hasta donde saben los autores del estudio, este es el primero que da a conocer este tipo de correlaciones entre la calidad del semen y el tiempo de exposición a la luz de longitud de onda corta emitida por los dispositivos de ese tipo por la noche

Los investigadores obtuvieron muestras de semen de 116 hombres de entre 21 y 59 años de edad que estaban siendo sometidos a una evaluación de fertilidad. Los participantes completaron cuestionarios sobre sus hábitos de sueño y el uso de dispositivos electrónicos.

El estudio también encontró que una mayor duración del sueño se correlacionaba con una mayor cantidad total de espermatozoides y con una mayor eficiencia en la capacidad de desplazamiento de estos.

septiembre 09/2020 (Europa Press).Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Son más de 2,5 millones de personas las que se han recuperado del COVID-19 en Brasil hasta este momento, y entre ellas hay pacientes ancianos, algunos de ellos nonagenarios e incluso centenarios, con diabetes e hipertensión, por ejemplo, quienes más allá de exhibir esos factores de riesgo se curaron de la enfermedad sin grandes complicaciones. Por otra parte, entre los que no resistieron y fallecieron como consecuencia de la infección provocada por el nuevo coronavirus, existen diversos casos de jóvenes sanos, sin historial de enfermedades crónicas.

Uno de los factores que pueden haber contribuido para que la enfermedad haya evolucionado de esta forma inesperada en esos dos grupos de personas puede ser genético, según estiman científicos del área.

“Las personas que desarrollan las formas graves de la enfermedad pueden poseer lo que denominamos de genes de riesgo, mientras que otras que se infectaron con el virus, pero que no desarrollaron la enfermedad, pueden tener genes protectores”, explica la investigadora brasileña Mayana Zatz, docente del Instituto de Biociencias de la Universidad de São Paulo (IB-USP) y coordinadora del Centro de Estudios del Genoma Humano y de Células Madre (CEGH-CEL).

Para confirmar o refutar esta hipótesis, investigadores del CEGH-CEL –uno de los Centros de Investigación, Innovación y Difusión (CEPIDs) financiados por la Fundación de Apoyo a la Investigación Científica del Estado de São Paulo -FAPESP– están estudiando el genoma de personas de esos dos grupos de pacientes: los superresistentes y los susceptibles.

Aparte del estudio de los genomas –a partir del ADN–, se han tomado muestras de células de sangre de pacientes ancianos que resistieron al COVID-19, fundamentalmente de nonagenarios y centenarios.

En el laboratorio, se reprogramarán las células adultas de esos pacientes superresistentes de modo tal que regresen al estadio de células madre pluripotentes, con capacidad para diferenciarse en diversos linajes de células: de pulmón, de riñón y de corazón, por ejemplo.

Para evaluar las respuestas de esos distintos linajes celulares al SARS-CoV-2, se los expondrá al nuevo coronavirus. “De este modo, verificaremos si el virus infecta o no a esas células y cómo se comportan las mismas cuando se las expone al SARS-CoV-2”, dice Zatz.

En tanto, para analizar la respuesta genética de los pacientes jóvenes que desarrollaron formas graves de COVID-19 y fallecieron, los investigadores del CEGH-CEL establecieron una colaboración con pares de la Facultad de Medicina de la USP (FM-USP).

En el marco de un proyecto que también cuenta con el apoyo de la FAPESP y mediante la aplicación de procedimientos mínimamente invasivos, los investigadores de la FM-USP están realizando autopsias de cuerpos de pacientes fallecidos con diagnóstico de COVID-19 en el Hospital de Clínicas de la institución.

Este proyecto resultó en la formación de un biorrepositorio de tejidos que han venido utilizando diversos grupos de científicos en estudios referentes a los mecanismos de la infección con el objetivo de perfeccionar el diagnóstico, entre otros objetivos.

 “Esos pacientes, fundamentalmente los más jóvenes, habrían sido portadores de alguna mutación que hizo que desarrollasen formas más graves de la enfermedad y, desafortunadamente, no resistieron”, afirma Zatz.

La diferencia de sexo

Los investigadores del CEGH-CEL estudian también al grupo de los asintomáticos, es decir, el compuesto por personas (generalmente cónyuges) que estuvieron en contacto directo con los enfermos, pero que no se infectaron o no exhibieron ningún síntoma.

En general, este último grupo está compuesto predominantemente por las parejas de los infectados.

“Existen varios casos de hombres con diagnóstico confirmado de la enfermedad mediante pruebas moleculares y serológicas que fueron hospitalizados o permanecieron en aislamiento en casa bajo los cuidados de sus compañeras, y ellas no se infectaron. Cuando presentan serología positiva –en el test de anticuerpos –, se clasifica a esas mujeres como asintomáticas, pero cuando la serología es negativa se las denomina resistentes”, dice Zatz.

De acuerdo con la investigadora, los datos internacionales muestran que los varones se ven más afectados por el COVID-19. Los casos más graves de la enfermedad también son más comunes entre varones que entre mujeres.

En estudios internacionales, se han venido analizando las distintas respuestas a la enfermedad entre mujeres y varones, sintomáticos y asintomáticos. “En el Reino Unido, existe una propuesta de proyecto que apunta a secuenciar los genomas de 20 mil personas, y en Estados Unidos también existen iniciativas en esa misma línea”, afirma Zatz.

Los resultados de esos proyectos pueden contribuir para modificar el abordaje terapéutico de los pacientes y prever cuáles exhibirían mayores o menores probabilidades de padecer complicaciones, según sostienen los investigadores.

septiembre 09/2020 (Dicyt)

Los científicos, que publican sus conclusiones en la revista Science Advances, han ahondado en el mecanismo que regula la división meiótica. Al inicio de esta división, una gran estructura macromolecular de proteínas, denominada complejo sinaptonémico, se dispone a modo de cremallera para garantizar el perfecto apareamiento entre cromosomas homólogos.

 “Hemos visto que SYCE1, un gen que codifica una proteína que forma parte del complejo sinaptonémico, establece una serie de interacciones con otra proteína de esta estructura o andamiaje, denominada SIX6OS1. Estas interacciones son esenciales para el correcto ensamblaje del complejo y, por tanto, para que la meiosis en los mamíferos se lleve a cabo correctamente”, explica Alberto M. Pendás, investigador del CSIC en el Centro de Investigación del Cáncer (CIC-IBMCC, un centro mixto del CSIC y la Universidad de Salamanca).

Los científicos han replicado en ratones las mutaciones humanas que causan infertilidad empleando herramientas de edición genómica CRISPR. “Actualmente la mayor parte de los casos de infertilidad tienen una causa desconocida, aunque muchos de ellos se sabe que tienen una base genética, como aquellos individuos que sufren de fallo ovárico prematuro y azoospermia no obstructiva por mutaciones en el gen SYCE1”, destaca Fernando Sánchez- Sáez, otro de los autores del Centro de Investigación Cooperativa en Biociencias (CIC) (IBMCC, CSIC-USAL) que ha participado en el estudio.

Fallos de ensamblaje

A partir del estudio de las interacciones que establece SYCE1 con SIX6OS1, los investigadores han determinado que las mutaciones presentes en caso de infertilidad provocan defectos en el ensamblaje de este complejo y dan como resultado el bloqueo de la división meiótica. “Todo ello desemboca finalmente en ratones infértiles, algo que ocurre también, resalta otra de las autoras, la investigadora Laura Gómez, en las familias humanas con dichas mutaciones”.

Los resultados, obtenidos en colaboración con científicos de la Universidad de Newcastle (Reino Unido), apuntan, no solo a que la carencia de las proteínas SYCE1 o SIX6OS1 puede afectar a la fertilidad, sino que ciertas mutaciones puntuales en los dominios o módulos donde interaccionan estas proteínas son suficientes para ocasionar fallos en la división meiótica, los cuales desembocan en infertilidad humana.

septiembre 09/2020 (Dicyt)

Han identificado un nuevo conjunto de genes que se sobreexpresan en las células endoteliales de pacientes con síndrome de Down. Esto crea un entorno propicio para la leucemia, que se caracteriza por el desarrollo y crecimiento incontrolados de las células sanguíneas. Sus hallazgos, publicados en la revista Oncotarget, apuntan a nuevos objetivos potenciales para el tratamiento y posiblemente la prevención de la leucemia, en personas con síndrome de Down y en la población general.

«Encontramos que el síndrome de Down, o trisomía 21, tiene implicaciones en todo el genoma que colocan a estos individuos en mayor riesgo de leucemia», explica la coautora principal Mariana Perepitchka, investigadora asociada del Instituto de Investigación Manne en Lurie Children’s.

«Descubrimos una mayor expresión de genes que promueven la leucemia y una disminución de la expresión de genes involucrados en la reducción de la inflamación, añade. Estos genes no estaban ubicados en el cromosoma 21, lo que los convierte en posibles objetivos terapéuticos para la leucemia incluso para personas sin síndrome de Down».

El síndrome de Down es un trastorno genético congénito causado por material genético adicional de una copia adicional del cromosoma 21 que ocurre en aproximadamente uno de cada 700 bebés. Estas personas tienen un riesgo 500 veces mayor de desarrollar leucemia megacarioblástica aguda (LMA) y un riesgo 20 veces mayor de ser diagnosticadas con leucemia linfoblástica aguda (LLA).

«Nuestro descubrimiento de la expresión génica que conduce a la leucemia en las células endoteliales podría abrir nuevas vías para la investigación del cáncer», prosigue la coautora principal Yekaterina Galat, investigadora asociada en el Instituto de Investigación Manne en Lurie Children’s.

El estudio utilizó muestras de piel de pacientes con síndrome de Down para crear células madre pluripotentes inducidas (iPSC) que luego se diferenciaron en células endoteliales. Se encontró que el deterioro de la expresión genética de las células endoteliales produce una función endotelial alterada durante la maduración celular.

«Afortunadamente, los avances en la tecnología iPSC nos han brindado la oportunidad de estudiar tipos de células, como las células endoteliales, que los pacientes no pueden obtener fácilmente», reconoce el autor principal Vasil Galat, director de Human iPS and Stem Cell Core en el Instituto de Investigación Manne y profesor asistente de Investigación de Patología en la Facultad de Medicina Feinberg de la Universidad Northwestern.

«Si se confirman nuestros resultados, es posible que tengamos nuevos objetivos genéticos para desarrollar nuevos tratamientos y prevención de la leucemia», adelanta.

septiembre 09/2020 (Europa Press). Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Los investigadores han observado que los bebés expuestos al virus, nacidos sin microcefalia, que quizá parezcan normales, en el momento del nacimiento, podrían padecer otras anomalías con unas frecuencias mayor de la que podría preverse en la población general.

Un nuevo estudio publicado en JAMA Network Open, incluyó los datos de 296 bebés con infecciones por virus del Zika confirmadas 74 % o sospechadas, adquiridas durante el embarazo. Un 24,2 % de los niños nacieron con microcefalia, mientras que los demás parecían tener una cabeza con un desarrollo típico. Se dio seguimiento al desarrollo de los niños durante tres años y medio. Los niños recibieron evaluaciones mensuales durante los seis primeros meses de vida, y luego, cada tres meses.

Los investigadores encontraron que, en algunos niños, la circunferencia de la cabeza varió a lo largo del tiempo. De los bebés nacidos con una cabeza de tamaño normal, alrededor del 10 % desarrollaron microcefalia durante el seguimiento. Al contrario, un 7,5 % de los que nacieron con microcefalia luego tuvieron una cabeza de tamaño normal durante el estudio.

Un total de 213 bebés se sometieron a exámenes neurológicos. Un 75 % tuvieron hallazgos anómalos, como hiperrreflexia. Entre los bebés con microcefalia, un 26 % padecía problemas del oído, y un 79 %, anomalías oculares, frente a un 10 % y 18 %, respectivamente, en niños con una cabeza de tamaño normal.

Respecto a pruebas de imagen, un 96 % de niños con microcefalia objetivaron hallazgos anómalos, frente a un 29 % de los que nacieron con una cabeza de tamaño normal.

septiembre 06/2020 (Neurología)

Referencia Bibliográfica:

Cranston JS, Tiene SF, Nielsen-Saines K, Vasconcelos Z, Pone MV, Pone S, et al.: Association Between Antenatal Exposure to Zika Virus and Anatomical and Neurodevelopmental Abnormalities in
Children. JAMA Netw Open 2020; 3: e209303

Investigadores del Instituto Wellcome Sanger, el Instituto Broad del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y la Universidad de Harvard, junto a colegas de 101 instituciones de investigación en todo el mundo, han estudiado a cientos de miles de participantes e identificado más de 7 000 regiones del genoma humano que controlan las características de las células sanguíneas, como el número de glóbulos rojos y blancos.

Los estudios también muestran por primera vez cómo la estructura genética de una persona contribuye a que desarrolle enfermedades de la sangre. Este conocimiento nos acerca un paso más al uso de la puntuación genética en la clínica para predecir el riesgo personal de desarrollar trastornos sanguíneos.

Las células sanguíneas juegan un papel esencial en la salud humana, incluida nuestra respuesta inmunológica, transportando oxígeno por nuestro cuerpo y coagulando para evitar la pérdida de sangre por lesiones. Los trastornos sanguíneos como la anemia, la hemofilia y los cánceres de la sangre son una importante carga para la salud mundial.

Muchos de estos trastornos pueden verse como extremos de estados biológicos normales, como en la anemia, donde tener muy pocos glóbulos rojos dan como resultado un suministro inadecuado de oxígeno al cuerpo. Estos extremos pueden ocurrir como resultado de pequeñas variaciones en nuestro ADN, algunas de las cuales aumentan nuestro riesgo de desarrollar una enfermedad.

Al comparar las secuencias de ADN de un gran número de individuos, es posible investigar cómo las variaciones genéticas se traducen en características físicas o rasgos, incluida la posibilidad de desarrollar enfermedades comunes como asma, enfermedades cardíacas y hemofilia.

En estos estudios, se analizaron datos genómicos y sanitarios anonimizados del Biobanco del Reino Unido y otros estudios del Blood Cell Consortium (BCX), que incluyeron participantes del estudio de ascendencia europea, asiática oriental y afroamericana. Los autores descubrieron 7 193 regiones genéticas distintas asociadas con 29 mediciones de células sanguíneas, lo que representa el mayor conjunto de regiones genéticas correlacionadas identificadas hasta la fecha.

Los investigadores también evaluaron el potencial para predecir los rasgos de las células sanguíneas basándose en puntuaciones poligénicas, que se utilizan para predecir el riesgo de enfermedad de una persona en comparación con el de otra según las diferencias combinadas en su ADN. Descubrieron que las puntuaciones poligénicas podían predecir la predisposición a enfermedades complejas, incluidos los trastornos sanguíneos.

Dragana Vuckovic, primera autora del estudio del Instituto Wellcome Sanger y la Unidad de Investigación de Sangre y Transfusiones del NIHR en Salud y Genómica de Donantes de la Universidad de Cambridge, señala:persona está más predispuesta genéticamente a una hemoglobina baja, por ejemplo, entonces es más probable que  «En este estudio, hemos podido mostrar cómo una persona la predisposición genética a ciertas mediciones relacionadas con la sangre, como lo indica su puntaje poligénico, puede predisponerlos a enfermedades de la sangre. Si una desarrolle anemia».

Además de las variaciones en el ADN, los factores ambientales y otros están involucrados en enfermedades complejas como el asma o la hemofilia. Los análisis realizados en este estudio mejoraron el rendimiento de las puntuaciones poligénicas, aumentando su potencial como una herramienta poderosa para ayudar a predecir el riesgo personal.

Parsa Akbari, primer autor del estudio de la Universidad de Cambridge, explica que «la construcción de puntuaciones poligénicas requiere el análisis de grandes cantidades de datos. Nuestro estudio muestra que el rendimiento de las puntuaciones poligénicas para predecir los rasgos de las células sanguíneas se mejora con selección de un conjunto más pequeño de asociaciones genéticas determinadas por análisis estadísticos más profundos de los datos disponibles, añade. Este hallazgo interrumpe una suposición común de que incluir un mayor número de asociaciones genéticas resultará en una mejor puntuación poligénica predictiva».

Por su parte, la profesora Nicole Soranzo, autora principal del estudio del Instituto Wellcome Sanger y la Universidad de Cambridge, apunta que «este estudio indica que las puntuaciones poligénicas podrían usarse de manera rutinaria en la medicina personalizada en el futuro, luego de más investigaciones. El ADN de cada ser humano contiene millones de variaciones que nos hacen únicos y que influyen en lo que es «normal» para cada uno de nosotros».

«La genética ahora nos ayuda a comparar lo que es «normal» desde el nacimiento y nos permite, por primera vez, controlar las desviaciones de esta línea de base que podrían indicar un mayor riesgo de enfermedad durante nuestra vida», añade.

septiembre 06/2020 (Europa Press). Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Un equipo liderado por el biólogo molecular español Guillermo Montoya en la Novo Nordisk Foundation Center for Protein Research, en la Universidad de Copenhague, ha logrado determinar y analizar la estructura atómica del sistema CRISPR más complejo y de mayor tamaño conocido hasta ahora.

El sistema, descrito en un estudio que se publica en la revista Molecular Cell, se denomina Cmr-β y pertenece al subgrupo CRISPR Cas tipo III-B. Los investigadores han utilizado una tecnología avanzada de criomicroscopía electrónica (CryoEM) para mapearlo.

CRIPSPR Cas Cmr-β puede , entre otras cosas, “eliminar el ARN del invasor específicamente y el ADN y ARN de una sola hebra de manera inespecífica, por lo tanto, funciona como una trituradora de ácidos nucleicos”, dice Montoya

«Hemos resuelto el mayor y más complicado sistema CRISPR Cas visto hasta ahora que elimina el material genético de virus bacterianos u otro tipo de invasores. Gracias a esta información, hemos logrado entender cómo funciona a nivel molecular», dice Montoya a SINC.

El investigador aclara que “será muy difícil que este complejo proteico pueda ser usado para la edición de genes como se hace con las famosas tijeras moleculares CRISPR Cas9, debido a su complejidad y a su tamaño, ya que es alrededor de cinco veces mayor”.

Sin embargo, opina que en el futuro este sistema “podría ser clave para entender la respuesta inmunitaria de las bacterias y tener aplicación en la lucha contra la resistencia a los antibióticos”.

Lucha contra los fagos invasores

CRISPR se encuentra en organismos procariotas (bacterias y arqueobacterias) y está involucrado en su sistema inmunitario, donde tiene una función clave en la constante lucha contra los fagos invasores, virus específicos de bacterias.

Según Montoya, CRISPR Cas Cmr-β puede tener además potencial terapéutico. En el futuro, podríamos ser capaces de utilizarlo para el diagnóstico de problemas de salud que hasta el momento se nos escapaban. Ahora, nuestro objetivo es buscar una aplicación para este sistema», destaca el investigador.

En el nuevo estudio, Montoya y su equipo han investigado los mecanismos detrás de la respuesta inmunitaria de Cmr-β contra estos fagos y cómo se regula.

Nuestros hallazgos destacan las diversas estrategias de defensa de la familia CRISPR de tipo III. También hemos identificado una subunidad única llamada Cmr7, que parece controlar la actividad del complejo proteico, y creemos además que puede defenderse contra posibles proteínas virales anti-CRISPR, detalla Nicholas Heelund Sofos, coautor del estudio.

Una empresa para mejorar el diagnóstico y el tratamiento con CRISPR

Guillermo Montoya, junto con Stefano Stella, uno de los investigadores de su equipo, han creado empresa llamada TwelveBIO. Su objetivo, dicen a SINC, es mejorar la tecnología CRISPR aplicada al diagnóstico y tratamiento de enfermedades.

La nueva compañía, creada a finales de 2019, es un spin off de la Universidad de Copenhague y ha recibido subvenciones de fundaciones danesas de cerca de 500 000 euros para su puesta en marcha.

Montoya explica que la firma está ahora mismo centrada en las posibles aplicaciones en diagnóstico y tratamiento de las tijeras moleculares de edición genética CRISPR-Cas12, que “tiene un gran potencial para la identificación de biomarcadores, como patógenos y mutaciones de cáncer en muestras de pacientes clínicos”, señala.

Por su parte, Stefano Stella indica que “Cas12a es la herramienta de edición de próxima generación, gracias a su mayor especificidad en comparación con la proteína Cas9, que fue la primera enzima CRISPR descubierta en 2012″.

agosto 24/2020 (SINC)

Referencia:

Sofos N. , Feng M., Stella S., Pape T., Fuglsang A., Lin J., Huang Q., Yingjun L, She Q., Montoya G.. “Structures of the Cmr-β Complex Reveal the Regulation of the Immunity Mechanism of Type III-B CRISPR-Cas”. Molecular Cell . 2020.

Antes de que se descubrieran las primeras mutaciones en oncogenes en el cáncer humano a principios de los 80, la década de 1970 aportó los primeros datos que sugerían alteraciones del material genético en los tumores. En este contexto, la revista Nature publicó en 1975 la existencia de una alteración específica de la célula transformada: a un ARN encargado de llevar un aminoácido para construir las proteínas (ARN de transferencia) le faltaba una pieza, el enigmático nucleótido “Y”.

Después de esa observación, el más absoluto silencio y desconocimiento ha reinado durante cuarenta y cinco años sobre las causas y consecuencias de no poseer la base correcta en ese ARN.

En un artículo publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS),  por el grupo de Manel Esteller, director del Instituto de Investigación contra la Leucemia Josep Carreras, profesor de investigación ICREA y catedrático de Genética en la Universidad de Barcelona, se resuelve este misterio describiendo que en las células cancerosas se inactiva epigenéticamente la proteína que genera el nucleótido “Y”, originando tumores pequeños, pero altamente agresivos.

Desde el descubrimiento original de 1975 ha existido mucho trabajo bioquímico para caracterizar las enzimas implicadas en los diferentes pasos que llevan al deseado nucleótido “Y”, una guanina hipermodificada, pero sin conectar esta caracterización con su defecto en la biología tumoral. Nosotros hemos construido el puente entre estos dos mundos al demostrar que el silenciamiento epigenético del gen TYW2 es la causa de la pérdida del esquivo nucleótido “Y”, explica Esteller.

Avance para el cáncer de colon, estómago y útero

El bloqueo epigenético del gen TYW2 ocurre principalmente en cáncer de colon, estómago y útero y tiene consecuencias indeseables para una célula sana: el ARN que envía la señal para producir proteínas empieza a acumular errores y la célula adquiere un aspecto distinto, alejado del epitelio normal, denominado mesenquimal y que se asocia con la aparición de metástasis.

En este sentido, cuando estudiamos pacientes con cáncer de colon en estadios precoces, la lesión epigenética de TYW2 y la pérdida del nucleótido “Y” se asocia a aquellos tumores que, aunque de tamaño pequeño, ya comportan una menor supervivencia de la persona. Nos gustaría explorar ahora la forma de devolver la actividad del gen TYW2 y restituir la añorada pieza “Y” en el cáncer, para poder cerrar el ciclo de esta historia que se inició de forma tan brillante en 1975, en los albores de la biología molecular moderna”, concluye el investigador.

agosto 16/2020 (SINC)

 Referencia:

Esteller M et al. Epigenetic Loss of the tRNA-Modifying Enzyme TYW2 Induces Ribosome Frameshifts in Colon Cancer. PNAS

Un artículo de opinión publicado en la revista Trends in Genetics describe una nueva teoría, llamada ‘hipótesis Y persistente’, para explicar por qué el cromosoma Y puede ser más resistente de lo que parece.

«En general, se cree que el cromosoma Y está protegido de la extinción al tener funciones importantes en la determinación del sexo y la producción de esperma, lo que, si se traslada a otro lugar del genoma, indicaría su desaparición», explica el coautor Paul Waters, profesor de Universidad de Nueva Gales del Sur, en Australia.

«Proponemos que el futuro del cromosoma Y es seguro porque lleva genes ejecutores que son fundamentales para la progresión exitosa de la meiosis masculina, y a diferencia de otros genes en el Y, estos verdugos se autorregulan», añade.

Durante la meiosis, los organismos que se reproducen sexualmente forman gametos haploides (óvulos y espermatozoides), cada uno de los cuales contiene solo una copia de cada cromosoma. Lo hacen a través de una ronda de replicación del genoma seguida de dos rondas consecutivas de división celular. Este proceso meiótico está estrictamente regulado para evitar infertilidad y anomalías cromosómicas.

Un paso de la meiosis requiere el silenciamiento de los cromosomas X e Y durante una ventana específica. «Es importante destacar que el cromosoma Y tiene genes que regulan este proceso, una característica que se conoce desde hace años», dice la coautora Aurora Ruiz-Herrera, profesora de la Universidad Autónoma de Barcelona en España.

«Creemos que portar estos genes es lo que protege al cromosoma Y de la extinción. Los genes que regulan el proceso de silenciamiento, los genes Zfy, se denominan genes ‘verdugos’ –añade–. Cuando estos genes se activan en el momento y lugar incorrectos durante la meiosis, son tóxicos y ejecutan el espermatozoide en desarrollo. Básicamente actúan como su propio juez, jurado y verdugo, y al hacerlo, protegen al Y de la pérdida».

El cromosoma Y está presente en todas las especies de mamíferos, excepto en unas pocas. Contribuciones importantes para comprender el cromosoma Y provienen de observar los mamíferos raros que no siguen las reglas, por ejemplo, un puñado de especies de roedores.

«Siempre he creído firmemente que la comparación de sistemas inusuales es informativa para otros sistemas, señala Waters. La determinación de los requisitos previos comunes para la pérdida rara de cromosomas Y nos permitió construir una hipótesis sobre cómo persisten los cromosomas Y en la mayoría de las especies».

La colaboración entre Waters y Ruiz-Herrera, con base en medio mundo de distancia, comenzó a dar sus frutos durante la pandemia de COVID-19. «A principios de este año, elaboramos una solicitud de subvención para examinar aspectos del silenciamiento del cromosoma X durante la meiosis», dice Waters.

«Después del cierre de nuestros laboratorios, decidimos incluir nuestras discusiones en un artículo de revisión, añade. No teníamos idea de que tropezaríamos con un mecanismo tan intuitivo para explicar por qué el cromosoma Y de mamífero ha persistido en la mayoría de las especies».

En el futuro, los investigadores planean observar más de cerca cómo evolucionaron los genes verdugos y ver cómo están regulados desde perspectivas evolutivas y funcionales.

«La Y de mamífero ha sido tomada como un símbolo de masculinidad, no solo en la cultura popular sino también en la comunidad científica, señala Ruiz-Herrera. A pesar de eso, muchos han proyectado que, dado suficiente tiempo, se perderá eventualmente. Sin embargo, proponemos que el cromosoma Y puede escapar a este destino fatal. Para que nuestros colegas masculinos puedan respirar tranquilos: el cromosoma Y, persistirá.

agosto 10/2020 (Europa Press) – Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

El genoma humano contiene unos 20 000 genes encargados de codificar proteínas, esas moléculas que desempeñan gran variedad de funciones dentro de una célula: estructurales, mecánicas, bioquímicas y de señalización. Sin embargo, las partes codificantes de nuestros genes solo representan alrededor del 2 % de todo el genoma.

Durante las últimas dos décadas, los científicos han estado tratando de averiguar qué hace el 98 % restante de nuestro ADN. Uno de los grandes desafíos ha sido el mapeo de los elementos funcionales –las regiones que determinan el grado de expresión de los genes– en ese alto porcentaje.

El proyecto de la Enciclopedia de Elementos de ADN (más conocido como ENCODE) se creó en 2003, poco después de la primera secuenciación completa del genoma humano, con el objetivo de crear un catálogo de dichos elementos funcionales y perfilar su papel en la regulación génica.

 “El proyecto ENCODE ha abierto nuevas fronteras anteriormente desconocidas para entender el código de la vida humana”, explica Manuel Muñoz Aguirre, investigador del CRG y uno de los autores de este macroestudio

Desde entonces, miles de investigadores de todo el mundo se han valido de sus datos para arrojar luz sobre la biología del cáncer, las enfermedades cardiovasculares y la genética humana, entre otros. Esta semana, una colección de 14 artículos en la revista Nature hace pública la tercera fase de este programa, que proporciona nuevos hallazgos sobre la organización y función del genoma.

En 2007, la fase piloto buscó elementos funcionales en el 1 % del genoma de unas pocas líneas celulares humanas. Cinco años más tarde, la segunda fase amplió la búsqueda a todo el genoma en más líneas celulares humanas. Ahora, la última fase ha generado el catálogo más completo, con células tomadas directamente de tejidos.

El equipo, formado por un consorcio internacional de aproximadamente 500 científicos, ha conseguido publicar un registro online de más de 1 200 000 candidatos a elementos funcionales del ADN en el genoma humano y roedor –muy similares genómica y biológicamente–, un logro que ayudará a revelar cómo la variación genética da forma a la salud y las enfermedades humanas.

“Si pensamos en el genoma como un libro, los resultados de este estudio representan un antes y un después en la descripción de sus capítulos, letras y contenido”, explica a Sinc Manuel Muñoz Aguirre, investigador en el Centro de Regulación Genómica (CRG) y uno de los autores de un estudio complementario realizado con datos de ENCODE. “Este proyecto ha abierto nuevas fronteras para entender el código de la vida humana”.

“Entender la composición del genoma humano es vital para deducir los mecanismos que forman parte de los procesos biológicos normales, así como los que tienen un papel en la manifestación de enfermedades”, añade Muñoz Aguirre.

Por qué es importante este catálogo

El propósito principal de ENCODE es identificar y caracterizar los elementos del genoma que podrían tener un rol potencial en la regulación de los genes, algo fundamental para avanzar en el conocimiento sobre cómo funciona el cuerpo humano.

Además, esta enciclopedia del genoma es fácilmente accesible a la comunidad investigadora. “Es un compendio tan amplio de datos biológicos que puede servir como base para contestar muchos tipos de preguntas diferentes acerca del funcionamiento de nuestro cuerpo”, apunta Muñoz Aguirre. “Es un proyecto ejemplar de colaboración científica desde distintas partes del mundo”.

Esta enciclopedia del genoma es fácilmente accesible a la comunidad investigadora: ha motivado más de 2 000 publicaciones de expertos no pertenecientes a ENCODE, que han utilizado los datos del proyecto

Estos esfuerzos en la ciencia abierta han dado como resultado más de 2 000 publicaciones de investigadores no pertenecientes a ENCODE, que han utilizado los datos generados por el proyecto.

Sobre cómo estos hallazgos pueden cambiar la forma en la que nos enfrentamos a distintas patologías, el experto del CRG lo tiene claro: “Caracterizar los elementos reguladores en nuestro genoma es indispensable para describir cómo este puede cambiar al cursar una enfermedad”.

En el caso del cáncer, donde ocurren muchas mutaciones y cambios en el genoma, saber si estas mutaciones afectan a los elementos reguladores puede ayudar a los equipos investigadores a entender cómo funcionan los distintos mecanismos detrás del tumor –así como de otras patologías–, e identificar tratamientos potenciales.

Llevar el ARN a la genómica

Otros trabajos de la colección utilizan los datos de ENCODE para revelar los principios que rigen el funcionamiento de algunos elementos funcionales. Por ejemplo, los expertos mapearon las interacciones de la cromatina (un complejo de ADN y proteínas) en 24 tipos de células humanas y descubrieron que las diferencias en el bucle de cromatina entre los tipos de células pueden afectar a la expresión de los genes.

Los resultados también pueden servir de punto de partida para la investigación de los elementos reguladores que intervienen en los trastornos del desarrollo humano.

Además, los investigadores han identificado muchos sitios adicionales que codifican las moléculas de ARN que probablemente influyan en la expresión de los genes. Estas secuencias de ARN no se traducen en proteínas, sino que actúan de diversas maneras para controlar la cantidad que se produce a partir de los genes codificantes.

También se ha explorado el papel regulador de los elementos reguladores en cis –regiones no codificantes del ADN que regulan la transcripción de los genes cercanos– durante el desarrollo prenatal de los mamíferos en los ratones.

Así, tres de los artículos publicados presentan información sobre los ratones fetales durante ocho etapas de desarrollo. Los resultados pueden servir de punto de partida para la investigación de los elementos reguladores que intervienen en los trastornos del desarrollo humano.

Solo cinco grupos de células en el cuerpo

En una publicación en Genome Research, complementaria al informe ENCODE, un equipo dirigido por Thomas Gingeras del Laboratorio Cold Spring Harbor (CHSL) de EE UU y Roderic Guigó del CRG detalla que las células del cuerpo humano pueden clasificarse en cinco grupos principales.

Los investigadores crearon esta nueva clasificación monitorizando el transcriptoma (conjunto de transcripciones de genes) de las células primarias en múltiples órganos. Los cinco grupos celulares actúan como bloques de construcción fundamentales, a partir de los cuales se ‘ensamblan’ los tejidos y órganos del cuerpo humano.

ENCODE ha comenzado ya su cuarta fase. “Esta enciclopedia es un recurso vivo. Tiene un principio pero no fin. Seguirá mejorando y creciendo a medida que pase el tiempo”, concluye Thomas Gingeras

Basándose en la expresión de estos genes, los autores estimaron la composición celular de los tejidos, y descubrieron que esta composición refleja los rasgos fenotípicos de los tejidos y cambia con la edad, el sexo y los estados de enfermedad.

“Entender esto es un buen primer paso para la caracterización de lo que ocurre en una patología”, declara Muñoz Aguirre. “Al contrastar la información entre individuos enfermos y saludables, tendremos una pista para entender qué puede salir mal en las células”.

El proyecto ENCODE ha comenzado ya su cuarta fase, empleando nuevas tecnologías e investigando tipos de células adicionales. “Esta enciclopedia es un recurso vivo. Tiene un principio pero en realidad no tiene fin. Seguirá mejorando y creciendo a medida que pase el tiempo”, concluye Thomas Gingeras.

agosto 09/2020 (SINC)

Referencias:

• Expanded encyclopaedias of DNA elements in the human and mouse genomes. DOI 10.1038/s41586-020-2493-4 https://www.nature.com/articles/s41586-020-2493-4
• Perspectives on ENCODE. DOI 10.1038/s41586-020-2449-8 https://www.nature.com/articles/s41586-020-2449-8
• A large-scale binding and functional map of human RNA-binding proteins. DOI 10.1038/s41586-020-2077-3 https://www.nature.com/articles/s41586-020-2077-3
• Landscape of cohesin-mediated chromatin loops in the human genome. DOI 10.1038/s41586-020-2151-x https://www.nature.com/articles/s41586-020-2151-x
• Occupancy maps of 208 chromatinassociated proteins in one human cell type. DOI 10.1038/s41586-020-2023-4 https://www.nature.com/articles/s41586-020-2023-4
• An atlas of dynamic chromatin landscapes in mouse fetal development. DOI 10.1038/s41586-020-2093-3 https://www.nature.com/articles/s41586-020-2093-3
• Spatiotemporal DNA methylome dynamics of the developing mouse fetus. DOI 10.1038/s41586-020-2119-x https://www.nature.com/articles/s41586-020-2119-x
• The changing mouse embryo transcriptome at whole tissue and single-cell resolution. DOI 10.1038/s41586-020-2536-x https://www.nature.com/articles/s41586-020-2536-x
• Global reference mapping of human transcription factor footprints. DOI 10.1038/s41586-020-2528-x https://www.nature.com/articles/s41586-020-2528-x
• Index and biological spectrum of human DNase I hypersensitive sites. DOI 10.1038/s41586-020-2559-3 https://www.nature.com/articles/s41586-020-2559-3
• An integrative ENCODE resource for cancer genomics. DOI 10.1038/s41467-020-14743-w https://www.nature.com/articles/s41467-020-14743-w
• Transcriptional activity and strain-specific history of mouse pseudogenes. DOI 10.1038/s41467-020-17157-w https://www.nature.com/articles/s41467-020-17157-w
• Detecting sample swaps in diverse NGS data types using linkage disequilibrium. DOI 10.1038/s41467-020-17453-5 https://www.nature.com/articles/s41467-020-17453-5
• Supervised enhancer prediction with epigenetic-pattern recognition and targeted validation. DOI 10.1038/s41592-020-0907-8 https://www.nature.com/articles/s41592-020-0907-8

La vitamina B9 es una vitamina esencial que el propio cuerpo humano no es capaz de sintetizar por sí mismo y, por ello, es necesario incluirla en la alimentación. El déficit de ácido fólico debe analizarse junto con la vitamina B12, ya que ambos tienen un metabolismo que está muy interrelacionado y producen, en ocasiones, alteraciones similares como la anemia.

La vitamina B9 puede encontrarse de dos formas: como folato, presente en algunos alimentos y como ácido fólico, que es una variante del folato sintetizada y se encuentra en alimentos fortificados y suplementos dietéticos.

El folato es indispensable para la formación de coenzimas metabólicas, especialmente para las involucradas en la síntesis de los ácidos nucleicos. Su deficiencia se asocia con malformaciones congénitas como los defectos de cierre del tubo neural y alteraciones en el feto, como déficit del lenguaje, riesgo de desarrollo de enfermedades como la diabetes, autismo o leucemia. También puede provocar una elevación del marcador de la homocisteína, aumentando el riesgo de desarrollar enfermedades cardiovasculares como el infarto de miocardio.

Además, puede provocar otras alteraciones hematológicas con origen en la médula ósea y a largo plazo alteraciones de la mucosa de la cavidad oral, depresión, irritabilidad, insomnio, deterioro cognitivo, fatiga y psicosis.

En el caso de las embarazadas un déficit de ácido fólico puede provocar problemas durante la gestación como el desprendimiento de placenta o aborto espontáneo. Por ello, estos expertos recomiendan dar suplementos de esta vitamina antes de la concepción y durante los tres primeros meses de embarazo.

La escasez de esta vitamina supone un déficit nutricional con una prevalencia creciente en el mundo occidental que puede afectar hasta a un 20 por ciento de los adolescentes en Europa. Además, la población anciana presenta un alto riesgo de padecer esta deficiencia.

El tratamiento se basa en una suplementación oral (de 1 a 5 mg al día) para corregir la deficiencia rápidamente. Por otro lado, insisten en que un exceso de suplementación es tan perjudicial como el déficit, ya que «puede incrementar el riesgo de algunos tipos de cáncer como el cáncer colorrectal». Por este motivo, aconsejan realizar una suplementación específica solamente en las personas con riesgo de padecer este déficit y no de manera generalizada.

agosto 06/2020 (Europa Press) – Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Científicos del Centro Nacional de Investigadores Cardiovasculares (CNIC),  han descrito los mecanismos responsables de la competencia entre genomas mitocondriales cuando conviven en la misma célula. El trabajo, publicado en Science Advances, estudia por qué la presencia simultánea de más de un tipo de ADN mitocondrial en las células es rechazada por la mayoría de los tejidos, que seleccionan una única variante que es diferente según dicho tejido.

El ADN mitocondrial es una parte del material genético, transmitido únicamente desde las madres a su descendencia. Los investigadores explican que el proceso de selección entre ADN mitocondriales que conviven en la misma célula depende de su impacto en el metabolismo celular y puede ser modulado tanto por variaciones en la función de diversos genes como por la acción de fármacos o alteración de la dieta de los animales. Todos estos factores determinan la preferencia del tipo de genoma mitocondrial seleccionado.

La célula es capaz de reconocer y seleccionar de forma específica las mitocondrias con uno u otro ADN mitocondrial, lo que les otorga sutiles diferencias funcionales

El estudio, resultado de más de cinco años de investigación y colaboraciones con diversos laboratorios de Europa, revela que la célula es capaz de reconocer y seleccionar de forma específica las mitocondrias con uno u otro ADN mitocondrial, lo que les otorga sutiles diferencias funcionales que las hacen más o menos eficientes para distintos tipos de células dependiendo de sus necesidades metabólicas. Esto explica que el ADN mitocondrial preferido sea distinto en diferentes tipos celulares.

“La selección del ADN mitocondrial depende del tipo celular y no del tipo de tejido, como se creía hasta el momento”, señala Ana Victoria Lechuga-Vieco, primera autora del artículo. “Además, la preferencia celular por un tipo de mitocondria depende del programa metabólico de la misma y de diversos genes nucleares que afectan de forma sutil el metabolismo y el control de calidad mitocondrial. Hemos descrito este mecanismo como un proceso de selección funcional”.

Obtenidas dianas moleculares

Las mitocondrias, orgánulos celulares presentes en el citoplasma de la mayoría de las células eucariotas, suministran la mayor parte de energía a la célula a través de la generación de ATP [trifosfato de adenosina, la principal fuente de energía de los seres vivos] en la cadena respiratoria. Estos orgánulos contienen su propio genoma, representan menos del 0,2 % de la información genética celular del ser humano y codifican un total de 37 genes.

La mezcla de variantes mitocondriales coexistiendo en una misma célula es más frecuente de lo esperado en el ser humano y puede ser provocada por nuevos tratamientos en enfermedades mitocondriales y nuevas tecnologías médicas relacionadas con la donación mitocondrial. Esta situación se denomina técnicamente heteroplasmia. Entender sus implicaciones es de vital importancia para evaluar la seguridad de los procedimientos que pueden causarla, señala José Antonio Enríquez, coordinador del trabajo.

La investigación se ha realizado en modelos de ratón con distintos genomas mitocondriales coexistiendo en la misma célula. Este sistema permite entender cómo la célula puede advertir la presencia de más de un tipo de ADN mitocondrial y el estudio de la complejidad en la comunicación entre el núcleo y las mitocondrias.

Además, añaden los investigadores, el estudio ha definido dianas moleculares para desarrollar herramientas que modularían la selección del ADN mitocondrial y metabolismo celular como medio para prevenir la generación de heteroplasmia accidental derivada de nuevas tecnologías médicas, entre las que se encuentra el trasplante de mitocondrias sanas para prevenir enfermedades mitocondriales, la inyección de mitocondrias en ovocitos para incrementar la fertilidad, o la propuesta de transferir mitocondrias entre células como opción terapéutica en diversas patologías (cardiovasculares, pulmonares o nerviosas) utilizando técnicas de terapia celular.

agosto 04/2020 (SINC)

Referencia:

Lechuga-Vieco V., et al.: Cell identity and nucleo-mitochondrial genetic context modulate OXPHOS performance and determine somatic heteroplasmy dynamics. Science Advances  29 Jul 2020: Vol. 6, no. 31, eaba5345 DOI: 10.1126/sciadv.aba5345

El estudio ha contado con la financiación de The International Human Frontier Science Program Organization (HFSP RGP0016/2018) y en él han colaborado investigadores del Centro de Investigación Biomédica en Red de Fragilidad y Envejecimiento Saludable (CIBERFES), del Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Respiratorias (CIBERES), de la Universidad de Zaragoza, del Instituto de Investigación Sanitaria Aragón (IISA), de la Universidad de Salamanca, de la Universidad de Bergen (Noruega), el MRC Human Immunology Unit, Weatherall Institute of Molecular Medicine de la Universidad de Oxford (Reino Unido),del IRCCS ICS-Universidad de Pavía (Italia), del Imperial College London, del Centro de Investigación Cooperativa en Biomateriales CIC biomaGUNE y de la Universidad Complutense de Madrid.

Un equipo multidisciplinario de la Fundación Jiménez Díaz, de Madrid,  ha logrado un embarazo y el nacimiento de un bebé sano e histocompatible con su hermano mayor, afectado por anemia falciforme, que podrá por tanto ayudar a su tratamiento para su correspondiente curación.

“El hito conseguido, que va a permitir que su hermano enfermo pueda recibir su médula ósea donada por él, se logra muy pocas veces; de ahí su importancia y el avance que supone para la prevención y tratamiento de estas enfermedades”, afirma Carmen Ayuso, jefa del Departamento de Genética del hospital madrileño.

Las posibilidades de éxito de obtener embriones sanos e histocompatibles en este tipo de situaciones no son altas, «alcanzándose en menos de un 20 por ciento de los casos”, añade Corazón Hernández, jefa de la Unidad de Reproducción Asistida.

Única terapia eficaz 

Una vez logrado, la pequeña de la familia, nacida a principios de mayo, podrá convertirse a partir de los 2 años de edad en donante de médula ósea para su hermano mayor, que ahora tiene 4 años y que, diagnosticado nada más nacer de esta enfermedad grave y hereditaria que deforma y reduce los glóbulos rojos dificultando la circulación sanguínea y causando desde anemia crónica hasta obstrucciones vasculares y microinfartos en distintos órganos, solo tenía esta opción como alternativa terapéutica eficaz.

“Este éxito ha sido fruto del esfuerzo y coordinación de un equipo multidisciplinario formado por genetistas, hematólogos, embriólogos, ginecólogos, obstetras y neonatólogos, entre otros especialistas, pero sobre todo de las condiciones idóneas de la pareja para abordar el tratamiento, principalmente la juventud de la madre, que tiene 28 años”, explica Hernández, haciendo hincapié en que, si bien “el diagnóstico genético preimplantacional (DGP) supone la máxima expresión de la medicina preventiva, cuanto antes se demanden este tipo de tratamientos, más fácil es conseguir el objetivo, como ha sido el caso”.

El Servicio de Genética de la Fundación Jiménez Díaz figura entre los pocos del Sistema Nacional de Salud que ofrecen DGP, técnica dirigida a evitar la implantación de embriones, y el consiguiente nacimiento de individuos, con enfermedades genéticas graves, sin tratamiento eficaz y que comprometen la calidad de vida de quienes las sufren, y cuya existencia ya se conoce en la familia. “Fundamentalmente, el DGP está enfocado a las enfermedades raras, que actualmente tienen muy pocas opciones terapéuticas, una de las cuales es precisamente su prevención a través de esta técnica”, señala Ayuso.

Adicionalmente, hay un tipo específico de DGP que es el diagnóstico e identificación de embriones histocompatibles, posibles donantes de médula ósea, con el doble propósito de que “una pareja engendre un niño sano y, al mismo tiempo histocompatible, para que pueda solucionar el problema, a través de la donación de médula ósea de un hermano concebido con tal propósito, de otro hermano que ya ha nacido con una enfermedad rara y que existe en la misma familia”, apunta  Isabel Lorda, jefe asociado del Servicio de Genética de la Fundación Jiménez Díaz.

Embriones libres de enfermedad 

Ana Bustamante, especialista en Genética, explica que este tipo de selección embrionaria requiere un estudio genético previo, y que la enfermedad motivo de estudio esté perfectamente identificada, como era el caso de la anemia falciforme, cuya mutación causante es conocida e identificable, y una búsqueda de marcadores del genoma para estudiar y seleccionar dos regiones dentro del mismo: la relacionada con la enfermedad y la relacionada con la histocompatibilidad para poder ser donante de su hermano.

Una vez detectados los marcadores a utilizar y confirmar que el estudio era factible, la pareja pasó a la Unidad de Reproducción Asistida donde, como apunta Luz Rodríguez, especialista de esta, una estimulación ovárica controlada permitió obtener numerosos ovocitos, que se inseminaron y convirtieron en un número importante de embriones. “Tras tres días de cultivo, fueron biopsiados para realizar el citado estudio genético, y aquellos identificados como libres de enfermedad e histocompatibles fueron seleccionados como aptos para una posible transferencia uterina”, añade. Uno de estos embriones transferido dio lugar a un embarazo.

Así, recuerda Ester Arango, especialista del Servicio de Obstetricia y Ginecología de la Fundación Jiménez Díaz, la madre vivió un embarazo de bajo riesgo y un parto a término y natural durante el que  la recogida de la muestra de sangre del cordón para realizar la donación dirigida estuvo perfectamente coordinada por parte de todo el equipo médico. 

Una vez nacido el bebé, el Servicio de Genética del hospital comprobó la ausencia de enfermedad, y el Centro de Transfusiones de la Comunidad de Madrid, avaló su histocompatibilidad con su hermano mayor, confirmando así que el proceso había sido correcto, apunta Maria José Trujillo-Tiebas, jefe asociado del servicio.

julio 31/2020 (Diario Médico)

Se puso a prueba el trióxido de arsénico en células de una de las variedades más agresivas de este tipo de tumores y el mismo exhibió resultados prometedores en la eliminación de las células tumorales, además de volverlas más sensibles a la radioterapia.

Este estudio, publicado en la revista Scientific Reports, contó con el apoyo de la Fundación de Apoyo a la Investigación Científica del Estado de São Paulo – FAPESP.

Los meduloblastomas se dividen actualmente en 12 subgrupos, de acuerdo con sus características moleculares que también indican el pronóstico. Uno de los grupos con peor pronóstico es el que se conoce como SHH con mutación somática en el gen TP53, en cuyo tratamiento se combina la quimioterapia y la radioterapia, dice Paulo Henrique dos Santos Klinger, primer autor del artículo, fruto de su investigación de maestría en la FMRP-USP con beca del Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq) de Brasil.

Este estudio integra el proyecto intitulado “La interacción entre blancos terapéuticos emergentes y las vías de desarrollo asociadas a la tumorigénesis, con énfasis en las neoplasias de niños y adolescentes”,  coordinado por Luiz Gonzaga Tone, docente de la FMRP-USP.

En este proyecto se enfocó la investigación en profundidad de la desregulación de las vías de señalización que controlan el desarrollo embrionario normal y su interrelación con el comienzo y la progresión del cáncer en la infancia y en la juventud, explica el investigador.

En niños, la radioterapia en el cerebro puede dejar graves secuelas cognitivas, endocrinas y de locomoción. De allí la búsqueda de tratamientos que disminuyan o eliminen la necesidad de irradiación.

En el estudio, los investigadores seleccionaron distintos linajes de células tumorales del subtipo SHH y testearon diferentes dosis de trióxido de arsénico, un fármaco que se emplea en el tratamiento de la leucemia mieloide. Asimismo, probaron una combinación de este tratamiento con distintas dosis de irradiación.

El fármaco por sí solo logró eliminar a las células tumorales e incluso evitar la formación de nuevas colonias celulares. Y sus efectos se potenciaron cuando se combinó el medicamento con la irradiación. Al aplicárselo en células sanas, mostró escaso efecto tóxico.

El trióxido de arsénico por sí solo podría incluso erigirse como un tratamiento para portadores de meduloblastoma de hasta tres años de edad, y podría explorarse su acción combinada con quimioterapéuticos clásicos contra meduloblastomas. A los niños de esa franja etaria no puede tratárselos con radioterapia en el cerebro a causa de los daños irreversibles que puede provocar la radiación en el sistema nervioso.

Mutación

La elección de esta droga obedeció al hecho de que se la conoce porque bloquea la misma vía de señalización celular, denominada SHH, en la leucemia. Esencial durante la génesis del embrión humano, la SHH es desactivada cuando culmina la embriogénesis. Cuando se reactiva, por motivos que aún se desconocen, termina derivando en ciertos tipos de cáncer, tales como algunos de piel, meduloblastomas y distintos tipos de leucemia.

Otra ventaja del trióxido de arsénico residió en su capacidad de penetración en la barrera hematoencefálica, que es la estructura que protege al sistema nervioso central contra las sustancias potencialmente tóxicas presentes en la sangre. Estudios previos demostraron que, en los meduloblastomas, la penetración fue razonable, explica Elvis Terci Valera, médico asistente del hospital escuela (Hospital de Clínicas) de la FMRP-USP y docente del posgrado del Programa de Salud de Niños y Adolescentes de la institución, quien coordinó el estudio.

Normalmente, los meduloblastomas del grupo SHH tienen un pronóstico intermedio, con la mitad de los pacientes que responden bien al tratamiento. Sin embargo, cuando ocurre la mutación somática en el gen TP53, el pronóstico es peor. Sucede que ese gen tiene la función de chequear la vía SHH, y puede corregir eventuales alteraciones que llevan al cáncer.

La mutación germinativa en ese gen apunta hacia el llamado Síndrome de Li-Fraumeni, que se caracteriza por un conjunto de factores clínicos que generalmente comprenden la pérdida de la función del gen TP53 que aumenta las posibilidades de aparición de distintos tipos de tumores”, dice Dos Santos Klinger. Entre los niños y los adolescentes que padecen este síndrome se registra una frecuencia aumentada del surgimiento de meduloblastomas, particularmente del subgrupo SHH.

Los investigadores ahora pretenden poner a prueba el medicamento en modelos animales, con el fin de verificar si los resultados serán los mismos. En caso positivo, el tratamiento podría testearse futuramente en humanos.

 julio 29/2020 (Dicyt)

Referencia:

Dos Santos Klinger, P.H., Delsin, L.E.A., Cruzeiro, G.A.V. et al. Arsenic Trioxide exerts cytotoxic and radiosensitizing effects in pediatric Medulloblastoma cell lines of SHH Subgroup. Sci Rep 10, 6836 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-63808-9

Estudios poblacionales sugieren que los hijos de madres que desarrollan DMG pueden presentar hasta el doble de posibilidades de desarrollar sobrepeso y entre 4 y 8 veces más de riesgo de desarrollar diabetes tipo 2 a lo largo de su vida.

La placenta es el órgano responsable de proporcionar oxígeno y nutrientes al feto y su funcionalidad es esencial para un correcto desarrollo del mismo. Durante la diabetes gestacional, la placenta sufre alteraciones que modifican su función, pudiendo comprometer la salud del bebé.

En la placenta residen múltiples tipos celulares de origen fetal encargados de que todos los procesos biológicos funcionen correctamente. Uno de los más importantes son las células madre mesenquimales amnióticas, (AMSC, por sus siglas en inglés), células progenitoras que llevan a cabo procesos de recambio y de regulación del sistema inmunitario.

Menor capacidad de proliferación

En esta nueva investigación, publicada en la revista Stem Cells Translational Medicine, los investigadores del CIBERDEM en el IISPV se centraron en determinar si la diabetes gestacional podría dejar huella en los precursores fetales de la membrana amniótica, en concreto sobre las AMSC, y si esto podría estar relacionado con resultados adversos en la descendencia.

Para ello, en el trabajo, realizado en el Hospital Universitario de Tarragona Joan XXIII, se llevó a cabo un reclutamiento y seguimiento de un total de 18 mujeres embarazadas programadas para realizarles cesárea electiva (9 con DMG y 9 con tolerancia normal a la glucosa).

Los resultados obtenidos demostraron que las células madre mesenquimales de mujeres con diabetes gestacional tienen una menor capacidad de proliferación y de diferenciarse en otros tipos celulares. Además, se determinó que estas células presentan un perfil más inflamatorio y una mayor capacidad para invadir otros tejidos y reclutar al sistema inmunológico, favoreciendo una reacción inflamatoria.

Nuestros resultados sugieren que la diabetes gestacional modifica la plasticidad de las células precursoras fetales en la membrana amniótica. Mostramos que la DMG da como resultado una desregulación de genes implicados en la inflamación en las AMSC, que han sido asociados con el desarrollo de resistencia a la insulina, diabetes tipo 2, obesidad y aterosclerosis, han explicado el primer y última firmante del artículo, respectivamente, Francisco Algaba-Chueca y Sonia Fernández-Veledo.

Además, apostillan, dichas alteraciones se asocian con parámetros metabólicos encontrados en sangre de cordón umbilical, indicando una relación potencial entre las características biológicas de las células madre y la susceptibilidad para desarrollar enfermedades metabólicas en el feto.

Estos datos apuntan a que las células madre de membrana amniótica podrían constituir una herramienta para estudiar las células del feto de manera indirecta, abriendo la posibilidad a investigaciones más predictivas y/o diagnósticas de la diabetes gestacional. Aun así, se requieren estudios adicionales para terminar de comprender las posibles implicaciones de las alteraciones en las células madre sobre el riesgo de desarrollar complicaciones metabólicas.

julio 02/2020 (Europa Press) – Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A

Al principio del desarrollo, cuando el embrión humano es apenas una pequeña bola de células, se dobla sobre sí mismo para formar una estructura de tres capas con un extremo delantero y otro trasero, llamada gástrula.

Este proceso se llama gastrulación, y las capas pasan a formar los diferentes tipos de tejido del cuerpo: el ectodermo da lugar al sistema nervioso, el mesodermo a los músculos y el endodermo al intestino.

Aunque se habían hecho estándares en 3D de este proceso utilizando células de ratones, estos poseen limitaciones para estudiar el desarrollo humano. Científicos de la Universidad de Cambridge, Reino Unido, liderados por el español Alfonso Martínez Arias, han desarrollado un nuevo modelo del desarrollo embrionario temprano en nuestra especie.

Este nuevo sistema modelo permitirá investigar por primera vez en el laboratorio los procesos del desarrollo embrionario humano temprano, clave en la generación de defectos de nacimiento y enfermedades humanas.

“La gastrulación es el momento clave de la embriogénesis. Es cuando surge el organismo en sí, cuando se organizan las células con respecto a una serie de ejes virtuales que organizarán el desarrollo de tejidos y órganos”, explica Martínez Arias.

El equipo ha logrado generar estructuras tridimensionales, llamadas gastruloides, a partir de células madre de embriones humanos. Dicho modelo, publicado esta semana en la revista Nature, representa algunos elementos clave de un embrión de unos 18 a 21 días y permite observar los procesos que subyacen a la formación del cuerpo humano nunca antes observados.

Para los investigadores, un gastruloide de 3 días imita ciertas características clave de un embrión humano de 20 días. Así, sugieren que este modelo representa un primer paso hacia la modelización del cuerpo humano en 3D. “El conocimiento de estos procedimientos tiene el potencial de revelar las causas de los defectos de nacimiento y las enfermedades humanas, así como de crear pruebas para su detección en las mujeres embarazadas”.

“Este nuevo sistema modelo permitirá investigar por primera vez en el laboratorio los procesos del desarrollo embrionario humano temprano”, añade Naomi Moris, primera autora y experta de la Universidad de Cambridge.

Hallazgo pionero por las limitaciones éticas

Hasta ahora, la gastrulación se conocía como el período ‘caja negra’ del desarrollo humano, ya que las restricciones legales impiden el cultivo de embriones humanos en el laboratorio más allá del día 14 después de la fecundación, cuando comienza este proceso. Este límite moral –que no técnico– se estableció para que cayera en la etapa en que el embrión ya no puede formar un gemelo.

En los últimos años se han desarrollado varias técnicas para producir modelos similares a los embriones a partir de células madre animales y humanas. Esto ha llevado a los investigadores a pedir directrices específicas para proporcionar una supervisión ética más clara de este campo en rápido desarrollo. De momento, la legislación al respecto varía enormemente en los diferentes países.

Hasta ahora, la gastrulación se conocía como el período caja negra del desarrollo humano, ya que las restricciones legales impiden el cultivo de embriones humanos cuando comienza este proceso

“Nuestro trabajo permite estudiar de forma ética esta importante fase del desarrollo en humanos”, afirma Martínez Arias. “Hemos encontrado una manera de recapitular los elementos fundamentales de la gastrulación en nuestra especie, abriendo la posibilidad de analizar el momento en el que tienen su origen muchas enfermedades”.

Así, muchos defectos de nacimiento se originan durante este corto período, con causas que van desde la ingesta o exposición al alcohol, medicamentos, productos químicos e infecciones. Por eso, los autores subrayan que entender la gastrulación humana también podría arrojar luz sobre la infertilidad, el aborto espontáneo y los trastornos genéticos.

 Desarrollar mejores modelos de desarrollo humano

Los organismos modelo, incluyendo ratones y peces cebra, han permitido previamente a los científicos obtener algunos conocimientos sobre la gastrulación humana. Sin embargo, estos modelos pueden comportarse de manera diferente a los embriones humanos cuando las células comienzan a diferenciarse.

Los modelos animales pueden comportarse de manera diferente a los embriones humanos cuando las células comienzan a diferenciarse, como ocurrió con la talidomida.

Un ejemplo es la talidomida, utilizada para el tratamiento de las náuseas en embarazadas. El fármaco pasó los ensayos clínicos tras ser probado en ratones, pero posteriormente provocó graves defectos de nacimiento en bebés. “Por esta razón es importante desarrollar mejores modelos de desarrollo humano”, subrayan los autores.

Los gastruloides no tienen el potencial de desarrollarse en un embrión completamente formado. No tienen células cerebrales ni ninguno de los tejidos necesarios para implantarse en el útero. Esto significa que nunca podrían pasar de las primeras etapas de desarrollo y, por lo tanto, se ajustan a las normas éticas actuales.

junio 24/2020 (SINC)

Referencia:

Moris, N. et al.; An in vitro model for anteroposterior organisation during human development. Nature, June 2020. DOI: 10.1038/s41586-020-2383-9