Un equipo científico ha desarrollado un nuevo material bioactivo que regenera con éxito el cartílago en las articulaciones de la rodilla de un modelo animal de gran tamaño, una oveja.

Aunque parece una sustancia gomosa, el biomaterial es en realidad una compleja red de componentes moleculares que actúan conjuntamente para imitar el entorno natural del cartílago en el organismo.

Los detalles se publican en la revista PNAS, en un artículo liderado por investigadores de las universidades Northwestern y Wisconsin-Madison, Estados Unidos.

Los científicos, en sus experimentos, aplicaron el material al cartílago dañado de las rodillas de los animales y en solo seis meses observaron indicios de reparación mejorada, incluido el crecimiento de nuevo cartílago que contenía biopolímeros naturales (colágeno tipo II y proteoglicanos), que permiten una resistencia mecánica sin dolor en las articulaciones.

Estos afirman que, con más trabajo, el nuevo material podría utilizarse algún día para evitar las operaciones de prótesis completas de rodilla, tratar enfermedades degenerativas como la artrosis y reparar lesiones deportivas como la rotura del ligamento cruzado anterior.

El cartílago es un componente esencial de las articulaciones y cuando se daña o se rompe con el tiempo puede tener un gran impacto en la salud general y la movilidad de las personas, explica Samuel I. Stupp, de Northwestern.

El problema es que, en humanos adultos, este no tiene una capacidad inherente para curarse. «Nuestra nueva terapia puede inducir la reparación en un tejido que no se regenera de forma natural», afirma.

El nuevo biomaterial consta de dos componentes: un péptido bioactivo que se une al factor de crecimiento transformante beta-1 (TGFb-1) -una proteína esencial para el crecimiento y mantenimiento del cartílago- y ácido hialurónico modificado, un polisacárido natural presente en el cartílago y en el líquido sinovial lubricante de las articulaciones.

El equipo integró el péptido bioactivo y partículas de ácido hialurónico modificadas químicamente para impulsar la autoorganización de fibras a nanoescala en haces que imitan la arquitectura natural del cartílago.

El objetivo, crear un andamio ‘atractivo’ para que las células del propio organismo regeneren el tejido cartilaginoso (mediante señales en las fibras a nanoescala, el material estimula la reparación del cartílago por las células que pueblan el andamio).

Para evaluar la eficacia del material, los investigadores lo probaron en ovejas con defectos cartilaginosos en la articulación de la rodilla, una unión compleja de las extremidades posteriores similar a la rodilla humana y que es increíblemente difícil de regenerar.

Este trabajo se llevó a cabo en el laboratorio de Mark Markel, de la Facultad de Veterinaria de la Universidad de Wisconsin-Madison.

El equipo inyectó el material espeso y pastoso en defectos del cartílago, donde se transformó en una matriz gomosa. No solo crecía nuevo cartílago para rellenar el defecto a medida que se degradaba, sino que el tejido reparado era sistemáticamente de mayor calidad que el de control, aseguran los científicos.

El tratamiento estándar actual es la cirugía de microfracturas y su principal problema es que suele dar lugar a la formación de fibrocartílago -el mismo que hay en las orejas- en lugar de cartílago hialino, el necesario para tener articulaciones funcionales, dice Stupp.

«Al regenerar el cartílago hialino, nuestro método debería ser más resistente al desgaste, solucionando el problema de la escasa movilidad y el dolor articular a largo plazo y evitando también la necesidad de reconstruir las articulaciones con grandes piezas», concluye.

05 agosto 2024|Fuente: EFE |Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2024. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.|Noticia

Las proteínas de la sangre tienen capacidad para predecir la aparición de más de 60 enfermedades diversas, según apunta una nueva investigación publicada en Nature Medicine y realizada como parte de una asociación de investigación internacional entre GSK, la Universidad Queen Mary de Londres, el University College de Londres, la Universidad de Cambridge y el Instituto de Salud de Berlín en la Charité Universitätsmedizin (Alemania).

Los investigadores utilizaron datos del Proyecto de Proteómica Farmacéutica del Biobanco del Reino Unido (UK Biobank Pharma Proteomics Project, UKB-PPP), el mayor estudio de proteómica realizado hasta la fecha, con mediciones de aproximadamente 3 000 proteínas plasmáticas de un conjunto seleccionado al azar de más de 40 000 participantes del Biobanco del Reino Unido.

Los datos de las proteínas están vinculados a los registros médicos electrónicos de los participantes. Los autores utilizaron técnicas analíticas avanzadas para identificar, para cada enfermedad, una ‘firma’ de entre 5 y 20 proteínas más importantes para la predicción.

Los investigadores informan sobre la capacidad de ‘firmas’ de proteínas para predecir la aparición de 67 enfermedades, entre ellas el mieloma múltiple, el linfoma no Hodgkin, la enfermedad de la neurona motora, la fibrosis pulmonar y la miocardiopatía dilatada.

Los modelos de predicción de proteínas obtuvieron mejores resultados que los modelos basados en información clínica estándar registrada. La predicción basada en recuentos de células sanguíneas, colesterol, función renal y pruebas de diabetes (hemoglobina glucosilada) tuvo un rendimiento inferior al de los modelos de predicción de proteínas en la mayoría de los ejemplos.

Los beneficios que aporta a los pacientes la medición y el análisis del riesgo de sufrir un ataque cardíaco o un accidente cerebrovascular en el futuro (puntuaciones de riesgo cardiovascular) están bien establecidos. Esta investigación abre nuevas posibilidades de predicción para una amplia gama de enfermedades, incluidas las más raras. Muchas de ellas pueden tardar meses y años en diagnosticarse, y esta investigación ofrece oportunidades totalmente nuevas para realizar diagnósticos oportunos.

Estos hallazgos requieren validación en diferentes poblaciones, incluidas personas con y sin síntomas y signos de enfermedades y en diferentes grupos étnicos.

«Estamos muy entusiasmados con la oportunidad de identificar nuevos marcadores para la detección y el diagnóstico a partir de las miles de proteínas que circulan y que ahora se pueden medir en la sangre humana. Lo que necesitamos con urgencia son estudios proteómicos de diferentes poblaciones para validar nuestros hallazgos y pruebas efectivas que puedan medir las proteínas relevantes para la enfermedad según los estándares clínicos con métodos asequibles», señala la autora principal y directora del Instituto de Investigación Universitaria de Atención Sanitaria de Precisión (PHURI) de la Universidad Queen Mary de Londres, Claudia Langenberg.

Por su parte, la estudiante de investigación en GSK y la Universidad de Cambridge en ese momento y ahora investigadora postdoctoral en PHURI, la doctora Julia Carrasco Zanini Sánchez, apunta que «varias de las firmas proteicas tuvieron un rendimiento similar o incluso mejor que el de las proteínas que ya se habían probado por su potencial como pruebas de detección, como el antígeno prostático específico para el cáncer de próstata».

«Por lo tanto, estamos muy entusiasmados con las oportunidades que nuestras firmas proteicas pueden tener para la detección temprana y, en última instancia, para mejorar el pronóstico de muchas enfermedades, incluidas enfermedades graves como el mieloma múltiple y la fibrosis pulmonar idiopática. Identificamos tantos ejemplos prometedores que el siguiente paso es seleccionar enfermedades de alta prioridad y evaluar su predicción proteómica en un entorno clínico», añade.

El coautor principal, el vicepresidente y director de Genética y Genómica Humana de GSK, el doctor Robert Scott, apunta que «un desafío clave en el desarrollo de fármacos es la identificación de los pacientes con más probabilidades de beneficiarse de los nuevos medicamentos» y que «este trabajo demuestra lo prometedor que es el uso de tecnologías proteómicas a gran escala para identificar a individuos con alto riesgo en una amplia gama de enfermedades, y se alinea con su enfoque de utilizar la tecnología para profundizar la comprensión de la biología y las enfermedades humanas».

05 agosto 2024|Fuente: Europa Press |Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2024. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.|Noticia

Investigadores de la Universitat Politècnica de València (UPV), en el este de España, el CIBER de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN) y la Universidad de Edimburgo desarrollan nuevas cajas moleculares para mejorar la efectividad y reducir la toxicidad de fármacos anticancerígenos.

El equipo investigador acaba de publicar en la revista Chemical Science, que ha seleccionado además el proyecto para una de sus portadas interiores, una estrategia basada en el uso de sistemas moleculares para la encapsulación y liberación de fármacos con posibles aplicaciones en futuras terapias contra el cáncer.

En su estudio encapsularon un fármaco anticancerígeno en una caja molecular que responde a cambios de pH y comprobaron su eficacia contra células cancerígenas, según informó la UPV en un comunicado.

Las cajas moleculares son estructuras que envuelven completamente las moléculas huésped, encapsulando en este caso un fármaco y dejándolo en un estado inactivo para su posterior liberación recuperando la actividad.

El estudio, que se ha desarrollado como parte del proyecto de tesis doctoral de Giovanni Montà, ha permitido iniciar la línea de investigación en cajas moleculares para aplicaciones biológicas.

«En nuestra investigación, evaluada en pruebas in vitro en células, hemos realizado un análisis comparativo entre dos cajas análogas: una caja metalo-orgánica y otra caja orgánica, explicó Giovani Montà, que añadió: «Se trata de un estudio único, de gran relevancia para poder avanzar qué tipo de caja es mejor para aplicaciones biológicas y, en este caso concreto, para luchar contra esas células cancerígenas».

En su estudio, el equipo del IDM-UPV y el CIBER-BBN, en colaboración con Paul Lusby de la Universidad de Edimburgo, ha comprobado que la caja molecular orgánica tiene mejores propiedades que la caja metalo-orgánica, y permite administrar mejor el fármaco debido a su ausencia de toxicidad.

Vicente Martí, investigador del IDM-UPV y del CIBER-BBN, explicó que la caja orgánica destaca por su alta compatibilidad celular, ya que no muestra ninguna toxicidad celular incluso en dosis altas, a diferencia de las cajas metalo-orgánicas, en las que sí observaron toxicidad.

«Además, la caja orgánica administra el fármaco anticancerígeno doxorrubicina de forma eficaz a las células, preservando la actividad citotóxica de este fármaco anticancerígeno», apuntó David Bastante, investigador predoctoral en el IDM-UPV.

De esta forma, según Alba García, investigadora CIBER-BBN, este estudio establece unas bases para futuros desarrollos de sistemas de liberación de fármacos basados en cajas moleculares, aplicados al tratamiento de enfermedades como el cáncer.

Tras los buenos resultados del sistema desarrollado en sus laboratorios, el equipo del IDM, CIBER-BBN sigue trabajando en la mejora de sus propiedades.

«Nuestro objetivo es obtener un sistema que nos permita avanzar en aplicaciones biológicas, y poder realizar ensayos in vivo», concluyó Ramón Martínez-Máñez, director del Instituto IDM en la UPV e investigador también del CIBER-BBN.

05 agosto 2024|Fuente: EFE |Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2024. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.|Noticia

Una investigación ha logrado resolver, gracias a técnicas de vanguardia, cómo el organismo es capaz de identificar los daños en el ADN causados por la luz solar, el alcohol y la contaminación para poder luego repararlos, un hallazgo que puede abrir la puerta a mejorar los tratamientos contra el cáncer.

El trabajo publicado en Nature descifra un «misterio de décadas», según sus responsables del Laboratorio de Ciencias Médicas de Londres y del Laboratorio de Biología Molecular de Cambridge, que han desvelado el mecanismo básico por el que uno de los sistemas de reparación del ADN más vitales reconoce los daños e inicia su restauración.

El ADN, el manual de instrucciones de todas las tareas que las células deben realizar, se daña constantemente a lo largo de la vida por factores ambientales como la luz ultravioleta del sol, el consumo de alcohol, el tabaco, la contaminación y la exposición a sustancias químicas, y aunque suele reparase, esto no siempre funciona.

Una de las formas en que el ADN se deteriora es cuando se ‘entrecruza’ (sus dos cadenas quedan pegadas una a la otra), lo que impide que pueda replicarse y expresar genes con normalidad, explica un comunicado del Laboratorio de Ciencias Médicas, que recuerda que la acumulación de daños puede provocar cáncer.

Para este estudio, los investigadores, liderados por David Rueda y Lori Passmore, se centraron en una vía de reparación del ADN conocida como la vía de la anemia de Fanconi, que se identificó hace más de veinte años.

Esta está activa durante toda la vida e identifica los daños y los repara continuamente (las personas con mutaciones que reducen la eficacia de esta vía son mucho más propensas a padecer cáncer).

Aunque las proteínas implicadas en esta vía se descubrieron hace tiempo, seguía siendo «un misterio» cómo identificaban el ADN entrecruzado e iniciaban el proceso de reparación.

El equipo de Lori Passmore en Cambridge había constatado previamente -el trabajo se publicó en 2020- que el complejo proteico llamado FANCD2-FANCI (D2-I), que actúa en uno de los primeros pasos de la vía de la anemia de Fanconi, se adhiere al ADN, iniciando así su reparación.

Sin embargo, quedaba por resolver cómo este complejo reconoce el ADN entrecruzado y por qué está implicado en otros tipos de daño.

Para avanzar en este conocimiento, los investigadores utilizaron una combinación de técnicas de vanguardia para demostrar que el complejo D2-I se desliza a lo largo del ADN, controlando su integridad, y para visualizar cómo reconoce dónde detenerse, permitiendo que las proteínas se muevan y se bloqueen en ese punto para iniciar su restauración.

En concreto, utilizaron una técnica de microscopía de última generación conocida como ‘pinzas ópticas correlacionadas e imagen de fluorescencia’ para explorar cómo ese complejo proteico se desliza a lo largo de una molécula de ADN de doble hélice.

Además, usaron la criomicroscopía electrónica, una potente técnica para visualizar proteínas a nivel molecular y con la que determinaron las estructuras del complejo D2-I.

«Comprender el proceso de reparación del ADN y, lo que es más importante, por qué falla reviste una enorme importancia, ya que el daño en el mismo es un factor clave en muchas enfermedades», resumen los autores, entre ellos el español Pablo Alcón.

Muchos fármacos contra el cáncer provocan un daño celular tan grave que las células cancerosas dejan de dividirse y mueren. En tales casos, las vías de reparación del ADN, un proceso fisiológico tan vital en la vida normal, pueden ser secuestradas por las células cancerosas, que las utilizan para resistir los efectos de los fármacos quimioterapéuticos.

Entender las bases mecánicas del primer paso en la vía de reparación del ADN puede ayudar a que los fármacos contra el cáncer sean más eficaces en el futuro.

31 julio 2024|Fuente: EFE |Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2024. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.|Noticia

Un grupo de pequeños animales de tamaño microscópico de agua dulce, los rotíferos bdeloideos, son capaces de protegerse de las infecciones con recetas antibióticas ‘robadas’ a las bacterias, según un estudio que publica la revista Nature Communications.

Detrás de la investigación hay un equipo de la Universidad de Oxford y la Universidad de Stirling, ambas en Reino Unido, y del Laboratorio Biológico Marino de Woods Hole, en Estados Unidos.

Estas diminutas criaturas tienen cabeza, boca, intestino, músculos y nervios como los demás animales, aunque son más pequeños que un cabello.

Según el nuevo trabajo, cuando estos rotíferos se exponen a una infección fúngica activan cientos de genes que han adquirido de bacterias y otros microbios. Algunos de estos genes producen en ellos armas de resistencia, como antibióticos y otros agentes antimicrobianos.

«Cuando tradujimos el código del ADN para ver qué hacían los genes robados, nos llevamos una sorpresa», explica Chris Wilson, de la Universidad de Oxford. «Los genes principales eran instrucciones para sustancias químicas que no pensábamos que los animales pudieran fabricar: parecían recetas para antibióticos».

Investigaciones anteriores ya habían constatado que los rotíferos han estado recogiendo ADN de su entorno durante millones de años, pero el nuevo estudio es el primero que los descubre utilizando estos genes contra enfermedades, según los autores, que añaden que no se conoce ningún otro animal que ‘robe’ genes de los microbios a tan gran escala.

Estos genes complejos -algunos de los cuales no se encuentran en ningún otro animal- fueron adquiridos de bacterias pero han sufrido una evolución en los rotíferos, explica por su parte David Mark Welch, del Laboratorio Biológico Marino.

Los antibióticos son esenciales para la asistencia sanitaria moderna, pero la mayoría de ellos no fueron inventados por científicos. Los producen de forma natural hongos y bacterias en la naturaleza, y los humanos pueden fabricar versiones artificiales para utilizarlas como medicina, detalla un comunicado del citado laboratorio.

La nueva investigación sugiere que los rotíferos podrían estar haciendo algo parecido. «Estos extraños animalitos han copiado el ADN que indica a los microbios cómo fabricar antibióticos», afirma Wilson.

El equipo los observó utilizando uno de estos genes contra una enfermedad causada por un hongo; los animales que sobrevivieron a la infección produjeron 10 veces más de ‘la receta química’ que los que murieron.

Los científicos creen que los rotíferos podrían dar pistas importantes en la búsqueda de fármacos para tratar infecciones humanas causadas por bacterias u hongos.

Enzimas inusuales

Los genes que los rotíferos adquirieron de las bacterias codifican una clase inusual de enzimas que ensamblan aminoácidos en pequeñas moléculas llamadas péptidos no ribosomales.

La siguiente fase de la investigación incluirá la identificación de múltiples de estos péptidos y el establecimiento de las condiciones en las que se puede inducir la síntesis de estos compuestos.

Uno de los problemas que plantea el desarrollo de nuevos fármacos es que muchos antibióticos fabricados por bacterias y hongos son venenosos o tienen efectos secundarios en los animales. Sólo unos pocos pueden convertirse en tratamientos que eliminen los microbios nocivos del cuerpo humano.

Si los rotíferos ya fabrican sustancias químicas similares en sus propias células, podrían abrir el camino a fármacos más seguros para otros animales, incluidas las personas, según los autores.

18 julio 2024|Fuente: EFE |Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2024. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.|Noticia

Un equipo de científicos españoles ha identificado un conjunto de microproteínas que solo se producen en los tumores de hígado y que son claramente identificables para el sistema inmunitario, lo que los convierte en una diana perfecta para desarrollar vacunas contra el cáncer.

Los detalles del estudio, liderado por el Instituto de Investigación Hospital del Mar, con la Universidad Cima de Navarra (CIMA) y la Universidad Pompeu Fabra, se han publicado en la revista Science Advances.

En una primera fase del estudio, basada en técnicas bioinformáticas de última generación, el equipo identificó este conjunto de microproteínas a partir de las muestras de 117 pacientes con cáncer de hígado.

«Teníamos tejido del tumor pero también del tejido adyacente sano y por eso hemos identificado con mucha precisión estas microproteínas que solo están en el tumor y no aparecen ni en el tejido sano del mismo paciente ni en el hígado o en otros tejidos», explica a EFE Mar Albà, investigadora ICREA en el Instituto de Investigación Hospital del Mar y autora del estudio.

Estas microproteínas representan una diana perfecta para el desarrollo de vacunas contra el cáncer porque al expresarse solo en tumores y no en los tejidos sanos, permiten diseñar vacunas que activen las defensas del sistema inmunitario para atacar específicamente a las células que contienen estas proteínas y que solo están en el tumor.

Para confirmar estos hallazgos en el laboratorio, el equipo estudió la respuesta inmune a la vacuna en ratones y confirmó que el sistema inmunitario de estos animales podía ver a estas microproteínas, lo que hace pensar que «tienen potencial para desarrollar vacunas», subraya Albà.

Vacunas contra el cáncer

El desarrollo de vacunas contra el cáncer se basa en la capacidad del sistema inmunitario para reconocer moléculas extrañas que no forman parte del organismo pero algunos cánceres, como el de hígado, son muy difíciles de detectar.

Por eso, para este tipo de cáncer, el hallazgo de estas microproteínas supone una alternativa muy alentadora.

«Este estudio demuestra que hay un número importante de microproteínas que se expresan exclusivamente en las células tumorales y que podrían servir para desarrollar nuevos tratamientos», sostiene Marta Espinosa Camarena, del Instituto de Investigación Hospital del Mar y coautora del estudio.

«Hemos visto que algunas de estas microproteínas pueden estimular el sistema inmune, generando potencialmente una respuesta contra las células cancerosas. Esta respuesta se puede potenciar con vacunas, similares a las del coronavirus, pero produciendo estas microproteínas. Estas vacunas podrían detener o reducir el crecimiento tumoral», dice Puri Fortes, científica del CIMA y del CIBERehd.

Además, a diferencia de otros tipos de vacunas basadas en mutaciones específicas de cada paciente, este tratamiento podría utilizarse en múltiples personas, ya que la misma microproteína se expresa en varios pacientes.

Y aunque la investigación para la aplicación de las vacunas todavía no ha comenzado, los investigadores creen que su administración podría ser relativamente sencilla. «Ese es nuestro objetivo», defienden los autores.

Antes, el equipo probará combinaciones de estas microproteínas en ratones para ver cómo responde el sistema inmunitario de los ratones y ver cómo funciona como vacuna y, si todo va bien, el siguiente paso sería probarlo en células humanas para ver si los linfocitos se activan.

Un estudio de gran calidad

En opinión de Ramón Salazar, jefe del Servicio de Oncología Médica del Instituto Catalán de Oncología en l’Hospitalet (ICO), este estudio «de gran calidad», combina «todas las tecnologías de última generación para validar un nuevo concepto que puede ser clínicamente muy relevante».

«Lo más relevante es la validación de que existen zonas del genoma de estas células cancerosas que se creían silentes pero que en realidad codifican para microproteínas, así como el descubrimiento de que estas proteínas son específicas del tumor y que pueden estimular una respuesta inmunitaria», explica en declaraciones al Science Media Centre España (SMC España).

«Por tanto, pueden ser aprovechadas para la fabricación de vacunas genéricas de manera masiva, sin necesidad de individualizar para cada paciente, lo que podría significar un gran avance», puntualiza.

En cuanto a las posibles limitaciones del estudio, apunta que todavía no hay experiencia clínica y que, aunque el concepto es «muy atractivo», uno de los problemas del carcinoma hepatocelular y de otros tumores es que «les falla el sistema de presentación de las proteínas al sistema inmunitario, que es necesario para que las vacunas sean eficaces»

10 julio 2024|Fuente: EFE |Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2024. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.|Noticia