La esclerosis lateral amiotrófica (ELA) es una enfermedad neurodegenerativa que afecta a las neuronas del cerebro y la médula espinal provocando la pérdida del control muscular. Un estudio de la Universidad de Barcelona ha diseñado una potencial estrategia terapéutica para abordar esta patología que todavía no tiene tratamiento. Se trata de una trampa molecular que evita que uno de los compuestos peptídicos causantes de la ELA genética más común, el dipéptido polyGR, provoque sus efectos tóxicos en el organismo. Los resultados muestran que esta estrategia reduce la muerte de las neuronas de los pacientes y en un modelo animal (moscas del vinagre) de la enfermedad.

Los primeros autores de esta investigación internacional publicada en la revista Science Advances son los expertos Juan Alberto Ortega Cano, de la Facultad de Medicina y Ciencias de la Salud y el Instituto de Neurociencias (UBneuro) de la UB, e Ivan Sasselli, del Centro de Física de Materiales (CSIC-UPV/EHU). También han participado investigadores de la Universidad de Zaragoza y la Northwestern University (Estados Unidos), entre otros.

Una de las causas genéticas más frecuentes de la ELA es la mutación en el gen C9orf72, ya que se encuentra en aproximadamente el 33 % de los pacientes afectados por la ELA familiar y el 5 % de los afectados por la ELA esporádica en España. En estos pacientes se generan unos dipéptidos con gran cantidad de cargas positivas que generan efectos altamente tóxicos en las neuronas motoras. En la primera parte del estudio, los investigadores combinaron técnicas computacionales y experimentales para mejorar la comprensión molecular de estos dipéptidos y cómo producen este proceso patológico.

Una unión tóxica para las neuronas

Los resultados mostraron que la toxicidad de estos compuestos se debe en parte a los que se unen al ARN ribosomal (ARNr), una molécula que participa en el proceso de traducción de la información genética y la síntesis de proteínas en la célula. «Hemos visto que estos dipéptidos, especialmente los ricos en el aminoácido arginina (poli-glicina-arginina o poly-GR), se unen a una región concreta del ARNr afectando a la biosíntesis de ribosomas (pequeñas estructuras que se encargan de sintetizar las proteínas de nuestro organismo) y la traducción de proteínas en neuronas motoras humanas, produciendo la muerte de estas», explica el profesor Juan Alberto Ortega Cano. «Además —añade el investigador— esta interacción de los poly-GR con el ARNr es mucho más fuerte que la interacción del poly-GR con otras proteínas ribosomales que se habían descrito previamente en otros estudios, y explica por qué estos dipéptidos tienen gran afinidad en unirse a los ribosomas de las células».

Ante estos resultados, los investigadores diseñaron una estrategia innovadora para engañar a los dipéptidos poly-GR y reducir su toxicidad. Crearon una trampa, una molécula que imitaba la secuencia específica del ARNr con la que se unen los poly-GR durante el proceso patológico, con el objetivo de evitar así los efectos neurotóxicos de esta unión. La aplicación de esta estrategia en neuronas derivadas de tejido de pacientes in vitro y en modelos de la enfermedad (moscas del vinagre) in vivo muestran que «reduce los defectos en la biosíntesis de ribosomas en la traducción de proteínas y la toxicidad en células que expresan poly-GR, así como la muerte en motoneuronas de pacientes de ELA con mutaciones en el gen C9orf72,», detalla el investigador.

Aunque todavía queda mucha investigación por validar y comprender completamente el funcionamiento de esta estrategia, los investigadores señalan en el artículo que estos resultados, prometedores, refuerzan la idea de que el uso de trampas de ARN es útil «no solamente para estudiar las interacciones ARN-proteína, sino también para proteger a las neuronas de los efectos perjudiciales de proteínas anómalas que se generan en otras enfermedades neurodegenerativas».

Referencia

Ortega JA, Sasselli IR, Boccitto M, Fleming AC, Forturna TR, Li Y, et al. CLIP-Seq analysis enables the design of protective ribosomal RNA bait oligonucleotides against C9ORF72 ALS/FTD poly-GR pathophysiology. Sci Adv[Internet]. 2023[citado 15 nov 2023]; 10;9(45):eadf7997. doi: 10.1126/sciadv.adf7997. Epub 2023 Nov 10.

17 noviembre 2023 | Fuente: EurekAlert| Tomado de Comunicado de Prensa

La esclerosis lateral amiotrófica (ELA) es una enfermedad neurodegenerativa que afecta a las neuronas del cerebro y la médula espinal provocando la pérdida del control muscular. Un estudio de la Universidad de Barcelona ha diseñado una potencial estrategia terapéutica para abordar esta patología que todavía no tiene tratamiento. Se trata de una trampa molecular que evita que uno de los compuestos peptídicos causantes de la ELA genética más común, el dipéptido polyGR, provoque sus efectos tóxicos en el organismo. Los resultados muestran que esta estrategia reduce la muerte de las neuronas de los pacientes y en un modelo animal (moscas del vinagre) de la enfermedad.

Los primeros autores de esta investigación internacional publicada en la revista Science Advances son los expertos Juan Alberto Ortega Cano, de la Facultad de Medicina y Ciencias de la Salud y el Instituto de Neurociencias (UBneuro) de la UB, e Ivan Sasselli, del Centro de Física de Materiales (CSIC-UPV/EHU). También han participado investigadores de la Universidad de Zaragoza y la Northwestern University (Estados Unidos), entre otros.

Una de las causas genéticas más frecuentes de la ELA es la mutación en el gen C9orf72, ya que se encuentra en aproximadamente el 33 % de los pacientes afectados por la ELA familiar y el 5 % de los afectados por la ELA esporádica en España. En estos pacientes se generan unos dipéptidos con gran cantidad de cargas positivas que generan efectos altamente tóxicos en las neuronas motoras. En la primera parte del estudio, los investigadores combinaron técnicas computacionales y experimentales para mejorar la comprensión molecular de estos dipéptidos y cómo producen este proceso patológico.

Una unión tóxica para las neuronas

Los resultados mostraron que la toxicidad de estos compuestos se debe en parte a los que se unen al ARN ribosomal (ARNr), una molécula que participa en el proceso de traducción de la información genética y la síntesis de proteínas en la célula. «Hemos visto que estos dipéptidos, especialmente los ricos en el aminoácido arginina (poli-glicina-arginina o poly-GR), se unen a una región concreta del ARNr afectando a la biosíntesis de ribosomas (pequeñas estructuras que se encargan de sintetizar las proteínas de nuestro organismo) y la traducción de proteínas en neuronas motoras humanas, produciendo la muerte de estas», explica el profesor Juan Alberto Ortega Cano. «Además —añade el investigador— esta interacción de los poly-GR con el ARNr es mucho más fuerte que la interacción del poly-GR con otras proteínas ribosomales que se habían descrito previamente en otros estudios, y explica por qué estos dipéptidos tienen gran afinidad en unirse a los ribosomas de las células».

Ante estos resultados, los investigadores diseñaron una estrategia innovadora para engañar a los dipéptidos poly-GR y reducir su toxicidad. Crearon una trampa, una molécula que imitaba la secuencia específica del ARNr con la que se unen los poly-GR durante el proceso patológico, con el objetivo de evitar así los efectos neurotóxicos de esta unión. La aplicación de esta estrategia en neuronas derivadas de tejido de pacientes in vitro y en modelos de la enfermedad (moscas del vinagre) in vivo muestran que «reduce los defectos en la biosíntesis de ribosomas en la traducción de proteínas y la toxicidad en células que expresan poly-GR, así como la muerte en motoneuronas de pacientes de ELA con mutaciones en el gen C9orf72,», detalla el investigador.

Aunque todavía queda mucha investigación por validar y comprender completamente el funcionamiento de esta estrategia, los investigadores señalan en el artículo que estos resultados, prometedores, refuerzan la idea de que el uso de trampas de ARN es útil «no solamente para estudiar las interacciones ARN-proteína, sino también para proteger a las neuronas de los efectos perjudiciales de proteínas anómalas que se generan en otras enfermedades neurodegenerativas».

Referencia

Ortega JA, Sasselli IR, Boccitto M, Fleming AC, Forturna TR, Li Y, et al. CLIP-Seq analysis enables the design of protective ribosomal RNA bait oligonucleotides against C9ORF72 ALS/FTD poly-GR pathophysiology. Sci Adv[Internet]. 2023[citado 15 nov 2023]; 10;9(45):eadf7997. doi: 10.1126/sciadv.adf7997. Epub 2023 Nov 10.

17 noviembre 2023 | Fuente: EurekAlert| Tomado de Comunicado de Prensa

La mayor causa de muerte por cáncer se debe a la metástasis, el proceso por el que el tumor se disemina a otros órganos y contra el que sigue habiendo pocas opciones de tratamiento. Sí hay, no obstante, grandes avances en la investigación. Son resultados que cambian el concepto de qué es la metástasis y crean nuevas formas de combatirla, algunas ya en fase de ensayo clínico. Lo han contado líderes mundiales en esta área en el congreso CNIO-Caixa Research Frontiers Meeting ‘Metástasis’, celebrado en el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO).

El primer cambio de paradigma es que la metástasis “es una enfermedad distinta, con mecanismos biológicos propios”, explica Eva González Suárez, jefa del Grupo de Transformación y Metástasis del CNIO y co-organizadora del congreso.

Hasta ahora la metástasis era vista como la etapa más avanzada de un proceso oncológico; pero hoy está claro que es un fenómeno que evoluciona por su cuenta y empieza probablemente mucho antes, con unas pocas células, muy específicas, que tienen la capacidad de colonizar otros órganos, como señala Héctor Peinado, jefe del Grupo de Microambiente y Metástasis del CNIO y también co-organizador del congreso. Es más, quizás estas células metastásicas procedan no del tumor primario, como se creía hasta ahora, sino de otras metástasis.

Estrés y cambios en los ritmos circadianos influyen en la metástasis

El mayor conocimiento sobre la biología propia de la metástasis está abriendo ya nuevos frentes para combatirla, algunos sorprendentes. En los trabajos expuestos en el CNIO se explora la posibilidad de prevenir o tratar la metástasis con estrategias que implican bacterias y fármacos contra la hipertensión; control del estrés psicológico; e interceptar la comunicación entre las células cancerosas y las neuronas.

Estos trabajos se enmarcan en otro de los cambios conceptuales en esta área: la metástasis no es el producto de unas cuantas alteraciones genéticas, sino que influyen en ella muchos otros procesos que ocurren a la vez en el cuerpo. “Estamos viendo que en la metástasis, además de las mutaciones y el microentorno en contacto con las células metastásicas, intervienen también el estrés y los cambios en los ritmos circadianos, por ejemplo”, dice Peinado.

“Sabíamos que el tumor altera el apetito, el sueño… pero no le dábamos mucha importancia. Ahora empezamos a entender por qué ocurre esto”, añade González Suárez.

El campo emergente de la neurociencia del cáncer

Una de las claves las está desvelando el joven campo de la neurociencia del cáncer, que estudia la recién descubierta –estos últimos años– interacción entre el cáncer y el sistema nervioso tanto central (el cerebro) como periférico. Es un área tan novedosa que Caroline Dive, del Cancer Research UK Manchester Institute, reconoce que la desconocía antes de co-organizar este congreso.

“Esta mayor comprensión de la biología de la metástasis nos está permitiendo pensar en nuevos tratamientos que ayuden a los pacientes”, dice Dive.

Se observa que “las células tumorales se intercambian señales con mecanismos similares a los que usan las neuronas”, afirma Manuel Valiente, jefe del grupo de Metástasis Cerebral del CNIO.

Frank Winkler, pionero en neuro-oncología, explicó que “las interacciones entre el sistema nervioso y el cáncer pueden regular la oncogénesis, el crecimiento del tumor, la propagación de la metástasis y la resistencia al tratamiento”, además de estimular la inflamación y debilitar la respuesta inmunitaria contra el cáncer.

Interceptar neurotransmisores

Winkler, de la Universidad de Heidelberg y el Centro Alemán para la Investigación del Cáncer, expuso en el CNIO estrategias para interceptar la comunicación entre las células cancerosas y frenar así el avance de la metástasis. Como explica en un reciente trabajo en Cell, ya hay ensayos clínicos en fases iniciales que buscan alterar e incluso destruir las redes de señales entre células tumorales.

También en la relación entre cáncer y sistema nervioso, periférico esta vez, trabaja Erica Sloan, de la Monash University, en Australia. Su investigación en la última década aporta pruebas sólidas del vínculo entre el estrés crónico y el agravamiento del cáncer y el desarrollo de metástasis. También identifica moléculas claves en ese vínculo, en concreto un neurotransmisor –una de las sustancias que median la comunicación entre neuronas–.

Betabloqueantes para prevenir metástasis de cáncer de mama

Sloan ha demostrado que un tipo de fármaco ya aprobado contra la hipertensión, los ‘betabloqueantes’, interceptan la comunicación entre el sistema nervioso, el sistema inmunitario y el cáncer. Sus ensayos en pacientes de cáncer de mama apuntan a que el uso de betabloqueantes reduce significativamente la incidencia de la metástasis, y es por tanto una vía terapéutica que debe ser explorada. “El β-bloqueo reduce los biomarcadores asociados con el potencial metastásico, y apoya la necesidad de ensayos clínicos de fase III más amplios”, dice Sloan.

Igualmente, novedosa es la investigación de María Rescigno, de la Humanitas University de Milán (Italia) en “la interrelación entre el cuerpo humano y el microbiota –el ecosistema de bacterias, virus y hongos que puebla los órganos y tejidos–, para entender su papel en las enfermedades”.

“Vamos a empezar a tratar el cáncer con bacterias”

Rescigno es la reciente descubridora de la existencia de una barrera intestinal que protege al organismo de la entrada de agentes externos y, al mismo tiempo, permite la absorción de nutrientes. Su trabajo está mostrando que hay bacterias que proliferan especialmente en el ambiente de poco oxígeno y tejidos muertos que se da en los tumores, lo que ha sugerido la posibilidad de usar bacterias deliberadamente preparadas para activar la respuesta defensiva contra los tumores.

Otra línea de investigación muestra que los microorganismos están implicados en preparar los tejidos para que acojan a las células metastásicas; impedir con fármacos esa preparación del nido para la metástasis sería otra posible vía terapéutica. González Suárez considera relevante destacar en esta línea los ensayos de Claudia Gravekamp, del Albert Einstein College of Medicine (Nueva York, EE.UU.), que implican tratamientos con bacterias contra las que hemos sido vacunados en nuestra infancia, como truco para reactivar la respuesta inmune.

“Vamos a empezar a tratar el cáncer con bacterias”, afirma el co-organizador del congreso Manuel Valiente.

Referencia

Winler F, Venkatesh HS, Amit M, Batchelor T, Ekin Demir I, Deneen B, et al. Cancer neuroscience: State of the field, emerging directions. Cell[Internet]. 2023[citado 15 nov 2023]; 186(8):1689-1707. https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.02.002

16 noviembre 2023|Fuente: EurekAlert|Tomado de Prensa 

Una investigación liderada por el doctor santiagués Yago Leira ha identificado que padecer periodontitis, una enfermedad que afecta a las encías, aumenta el riesgo de padecer ictus isquémico y demencia de tipo Alzheimer.

El estudio elaborado por la Sociedad Española de Periodoncia y la Sociedad Española de Neurología bajo la coordinación del periodoncista e investigador del IDIS ha relacionado que la inflamación crónica y persistente que provoca esta dolencia incrementa la posibilidad de padecer complicaciones neurológicas con el paso de los años.

«Las personas con periodontitis pueden tener casi el doble de riesgo de padecer Alzheimer y el triple de sufrir un ictus isquémico», ha señalado el doctor Yago Leira, que ha incidido en que la enfermedad cerebrovascular y la demencia son las dos enfermedades sobre las que existe una mayor evidencia científica en su relación con la infección de las encías.

La periodontitis es una infección de las encías que daña el tejido blando alrededor de los dientes y que puede llegar a destruir el hueso. Según IDIS, se estima que pueden padecerlo ocho de cada diez españoles adultos.

Así pues, la investigación liderada por Leira apunta a que emplear como marcador de riesgo a pacientes de periodontitis «son de gran ayuda para evitar, reducir o minimizar el impactos de este tipo de desórdenes neurológicos».

Los estudios apuntan a la inflamación crónica como un desencadenante de consecuencias negativas a nivel neurológico que, además, puede terminar afectando a «órganos diana» que comprometen la salud cardiovascular o la diabetes.

En el ictus, la periodontitis desencadenaría un estado protrombótico de hipercoagulabilidad y de disfunción del endotelio vascular que aumenta el riesgo de trombosis cerebral, como respuesta inmunoinflamatoria crónica, según señalan los investigadores.

En el caso del Alzheimer, la inflamación persistente a bajo grado y las bacterias que se producen durante la infección, contribuyen al proceso neurodegenerativo y disfunción cognitiva.

Mayo 25/2023 (IMmédico) – Tomado de Neurología, Oncología  Copyright 2023 Copyright: Publimas Digital

Investigadores de la Universidad de California en San Diego han hallado una forma de distinguir entre los gestos que hacen las personas con las manos examinando únicamente datos de imágenes cerebrales no invasivas, sin información de las propias manos. Los resultados constituyen un primer paso en el desarrollo de una interfaz cerebro-ordenador no invasiva que algún día podría permitir a pacientes con parálisis, amputación de miembros u otros problemas físicos utilizar su mente para controlar un dispositivo que les ayude en las tareas cotidianas.

La investigación, publicada recientemente en la edición electrónica de la revista Cerebral Cortex, representa los mejores resultados obtenidos hasta la fecha en la distinción de gestos con una sola mano mediante una técnica completamente no invasiva, en este caso, la magnetoencefalografía (MEG).

«Nuestro objetivo era evitar los componentes invasivos», afirma el autor principal del artículo, el doctor Mingxiong Huang, codirector del Centro de MEG del Instituto Qualcomm de la Universidad de California en San Diego. Huang también está afiliado al Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Escuela de Ingeniería Jacobs de la UC San Diego y al Departamento de Radiología de la Escuela de Medicina de la UC San Diego, así como al Sistema Sanitario de Asuntos de Veteranos (VA) de San Diego. «La MEG ofrece una opción segura y precisa para desarrollar una interfaz cerebro-ordenador que, en última instancia, podría ayudar a los pacientes».

Los investigadores subrayaron las ventajas de la MEG, que utiliza un casco con un conjunto de 306 sensores integrados para detectar los campos magnéticos producidos por las corrientes eléctricas neuronales que se mueven entre las neuronas del cerebro. Otras técnicas alternativas de interfaz cerebro-ordenador son la electrocorticografía (ECoG), que requiere la implantación quirúrgica de electrodos en la superficie cerebral, y la electroencefalografía del cuero cabelludo (EEG), que localiza la actividad cerebral con menos precisión.

«Con la MEG, puedo ver el cerebro pensando sin necesidad de quitar el cráneo y poner electrodos en el propio cerebro», afirma el coautor del estudio Roland Lee, MD, director del Centro de MEG del Instituto Qualcomm de la UC San Diego, profesor emérito de radiología de la Facultad de Medicina de la UC San Diego y médico del VA San Diego Healthcare System. «Sólo tengo que ponerles el casco de MEG en la cabeza. No hay electrodos que puedan romperse mientras están implantados dentro de la cabeza; no hay cirugía cerebral costosa y delicada; no hay posibles infecciones cerebrales».

Lee compara la seguridad de la MEG con tomar la temperatura a un paciente. «La MEG mide la energía magnética que emite el cerebro, como un termómetro mide el calor que emite el cuerpo. Por eso es completamente no invasiva y segura».

Mayo 20/2023 (MedicalXpress) – Tomado de Neuroscience, Biomedical technology  Copyright Medical Xpress 2011 – 2023 powered by Science X Network.

Investigadores de la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Pensilvania y de la Queen’s University de Canadá han elaborado un modelo teórico de transmisión de la enfermedad Covid-19 que tiene en cuenta los efectos de la dinámica social y, en concreto, el modo en que las normas sociales afectan a las Intervenciones No Farmacéuticas (INF), como el enmascaramiento y el distanciamiento social.

La investigación, publicada en Proceedings of the National Academy of Sciences, muestra que la conformidad social crea una especie de «adherencia» por la que los individuos se niegan a cambiar su uso de las INF si difiere de lo que hacen los demás.

Los investigadores pretendían comprender mejor cómo la priorización del riesgo y las normas sociales afectan a la adopción de las INF durante una pandemia. Para ello, desarrollaron un modelo que tiene en cuenta el riesgo de infección, el coste de las INF y el coste social de desviarse de las normas de uso de las INF. El modelo describe la dinámica de umbral en el número de individuos necesarios para apoyar un cambio de comportamiento, lo que crea «puntos de inflexión» en la adopción de comportamientos INF donde un pequeño cambio en la prevalencia de la enfermedad puede causar un cambio significativo en el comportamiento de la población.

«Nuestro modelo descubrió que pequeños cambios en determinados factores, como la eficacia de las INF, la tasa de transmisión y los costes de las intervenciones, pueden provocar grandes cambios en la tasa de propagación de la enfermedad, o tasa de ataques», afirma Akçay.

Explica que esto se debe en parte a que la gente es conformista y, por tanto, lenta a la hora de adoptar nuevos comportamientos como el uso de mascarillas, hasta que la enfermedad alcanza niveles tan altos que la percepción del riesgo anula la conformidad, momento en que la población se vuelca. El conformismo también funciona en sentido contrario; el nuevo comportamiento persiste más tiempo en la población de lo que lo haría si la gente sólo se preocupara de sus riesgos y costes individuales. Esto crea olas de infección y de comportamiento ante INF distintas.

Según el equipo, los resultados ponen de manifiesto una compleja relación entre las normas sociales y la propagación de la enfermedad. Explican que al realizar una simulación epidemiológica sin uso de INF al principio de la epidemia, obtuvieron una tasa de ataques previsiblemente alta y, con el tiempo, los individuos empezaron a utilizar INF por temor al riesgo de infección.

Sin embargo, el inicio del uso del INF se produce mucho más tarde, cuando los parámetros del coste de desviarse de las normas sociales se fijan más altos «porque si nadie se enmascara no quieres ser la primera persona», afirma Akçay.

«Así que aumentar este parámetro provoca un retraso en el enmascaramiento, lo que hace que la primera oleada de la epidemia sea mucho más alta de lo que habría sido si los individuos reaccionaran a sus niveles de riesgo. Por otra parte, cuando realizamos la simulación con enmascaramiento y el número de casos empezó a descender, se produjo una reticencia a dejar de enmascararse porque nadie quería ser la primera persona en dejar de hacerlo, lo que denominamos pegajosidad.»

Morsky explica que el modelo estuvo motivado inicialmente por algunos resultados de un estudio anterior que investigaba las normas sociales y sus efectos en relación con el comportamiento de reciprocidad, donde el comportamiento conformista puede inducir ciclos de auge y caída en comunidades cooperativas. En este caso, el comportamiento conformista hace que las oleadas epidémicas sean intrínsecamente más distintas de lo que habrían sido de otro modo, inclusive en ausencia de factores externos como la variación estacional de las tasas de transmisión.

Akçay afirma que la información sobre estas tendencias y dinámicas sociales puede ser útil para los responsables políticos que sopesan decisiones sobre cómo responder al comportamiento humano.

Mayo 10/2023 (MedicalXpress) – Tomado de Diseases, Conditions, Syndromes – Health informatics  Copyright Medical Xpress 2011 – 2023 powered by Science X Network.

Traducción realizada con la versión gratuita del traductor www.DeepL.com/Translator