Esta insulina “inteligente” circularía por el cuerpo de forma pasiva y entraría en acción sólo cuando sea necesario. Así, se podría inyectar con menos frecuencia y ayudaría al cuerpo a mantener niveles normales de azúcar en sangre durante períodos de tiempo más prolongados. Cristina Tejera, médico especialista en Endocrinología y Nutrición y miembro del Área de Diabetes de la Sociedad Española de Endocrinología y Nutrición (SEEN), afirma que estas insulinas serían una copia casi perfecta de la insulina endógena que se produce a nivel pancreático. “Disponer de ellas va a suponer un punto de inflexión en el tratamiento de la diabetes que precise insulina. Estos pacientes mejorarán el control glucémico, se disminuirán las complicaciones e incrementarán su calidad de vida”.

En el estudio, publicado en ACS Pharmacology and Translation, el equipo del MIT utilizó el modelo para analizar los resultados de un ensayo clínico de GRI que se suspendió porque el fármaco mostró poco efecto en humanos. Su análisis encontró que el fármaco, que había funcionado bien en estudios con animales, actuaba de manera diferente en el cuerpo humano debido a diferencias en el comportamiento de un receptor de azúcar que ayuda a controlar la acción del fármaco.

Un proceso complejo

Tejera indica que estas insulinas ya llevan un largo recorrido, pero el paso de los resultados obtenidos in vitro a los datos en práctica clínica real está siendo complicado. “Es necesario evaluar su seguridad, la dosis necesaria en cada persona y posibles efectos secundarios”, resalta.

Así, establece algunos de los obstáculos que deben superar este tipo de insulinas. Entre ellos, destaca el detectar la glucemia de forma selectiva y que sus componentes no den lugar a efectos secundarios o algún otro tipo de toxicidad. Además, incide en que tienen que ser capaces de responder en el rango de glucemia fisiológico o bien a un rango de glucemia de seguridad previamente preestablecido. Además, deben actuar de forma reactiva, rápida y reversible a los cambios de la glucemia, de forma que solo trabaje cuando la glucemia está por encima de rango.

El caso de MK-2640

En los últimos años, diferentes compañías farmacéuticas han estado trabajando en el desarrollo de GRI. En 2016, uno llamado MK-2640 llegó a ensayo clínico de fase I porque había mostrado resultados prometedores en estudios preclínicos realizados en animales. Sin embargo, cuando se probó en humanos, mostró un “efecto realmente mediocre”, indica Michael Strano, autor principal del nuevo estudio.

MK-2640 fue diseñado con un nuevo mecanismo de respuesta a la glucosa conocido como aclaramiento competitivo. La insulina está diseñada para unirse a receptores celulares que normalmente se unen a un azúcar llamado manosa. Cuando los niveles de azúcar en sangre son bajos, las moléculas de GRI se unen a estos receptores y se eliminan del cuerpo. Sin embargo, cuando el nivel de azúcar en la sangre aumenta, el GRI no puede unirse a los receptores y permanece en el torrente sanguíneo, donde ayuda a reducir los niveles de azúcar.

Modelar computacionalmente el sistema glucorregulador

Casi al mismo tiempo, el laboratorio de Strano estaba desarrollando una forma de modelar computacionalmente el sistema glucorregulador de humanos y otros animales. El modelo constaba de un conjunto de ecuaciones que describen cómo se comportan la glucosa y la insulina en diferentes compartimentos del cuerpo humano, como los vasos sanguíneos, los músculos y el tejido adiposo. Esto les permite predecir los niveles de glucosa en sangre en órganos como el hígado, el estómago y el cerebro, para una variedad de especies, incluidos los humanos.

“Este es un modelo muy detallado y tiene parámetros que se han ajustado con una gran cantidad de datos clínicos y de animales, por lo que es capaz de recrear fielmente experimentos que los investigadores realizan tanto en humanos como en animales”, sostiene Strano.

Por ejemplo, el modelo se puede utilizar para predecir cómo cambiarán los niveles de azúcar en sangre después de una comida o qué sucederá si se infunde glucosa en el cuerpo, en función de la cantidad de insulina disponible.

Strano y su equipo de estudiantes decidieron ver si su modelo computacional podía revelar por qué el fármaco MK-2640 no funcionó como se esperaba. Así, los investigadores encontraron que las diferencias entre especies en la capacidad de eliminación del receptor de manosa explicaban el débil desempeño del GRI en ensayos en humanos. Debido a esa diferencia, los niveles de GRI no cambiaron significativamente en humanos en comparación con los de los animales.

El modelo también mostró que, si la versión humana del receptor de manosa estuviera sintonizada para funcionar de manera similar a la de los animales, el fármaco probablemente habría funcionado mucho mejor en los ensayos clínicos.

Diseñando mejores medicamentos

El laboratorio de Strano también está trabajando en otra versión del modelo que incorporaría los efectos del glucagón, una hormona que aumenta el azúcar en sangre y puede prevenir una hipoglucemia potencialmente mortal. Los investigadores han teorizado que tratar a estos pacientes con una combinación de insulina y glucagón podría ofrecer un mejor control de los niveles de azúcar en sangre que la insulina sola.

El enfoque general de diseñar fármacos que respondan a condiciones internas del cuerpo también podría ser beneficioso para tratar una amplia variedad de otras enfermedades. “Esto podría conducir a una nueva generación de fármacos que no sólo circulen pasivamente dentro del cuerpo y esperen a actuar, sino que estén sintonizados para alcanzar un determinado criterio de valoración terapéutico y regular su potencia en consecuencia”, afirma Strano.

Las personas con diabetes en España se han incrementado en un 42 por ciento desde 2019. Unas cifras que se ven reflejadas en los casi seis millones de personas que padecen diabetes en nuestro país y que, en 2025, podrían llegar a ser nueve millones. Según Farmaindustria, el tratamiento de la diabetes y sus complicaciones asociadas generan un gasto global de 760.000 millones de euros. En la actualidad, hay más de 470 nuevos medicamentos en fase de investigación, tanto para el tratamiento de la enfermedad como de sus complicaciones. Por ello, la llegada de este tipo de insulinas “inteligentes” a los pacientes podría ser toda una revolución.

Referencia

Fan Yang J, Yang S, Gong X, Bakh NA, Zhang G, Wang AB, et al.  In Silico Investigation of the Clinical Translatability of Competitive Clearance Glucose-Responsive Insulins. ACS Pharmacol Transl Sci[Internet]. 2023[citado 4 oct 2023]; XXXX, XXX, XXX-XXX. https://doi.org/10.1021/acsptsci.3c00095

5 octubre 2023 | Fuente:  Gaceta Médica| Tomado de Investigación

Las señales eléctricas comandan un enorme conjunto de actividades en el cuerpo humano, desde el intercambio de mensajes entre las neuronas en el cerebro hasta la estimulación del músculo cardíaco y los impulsos que permiten mover las manos y los pies, por mencionar tan solamente algunos ejemplos. Con la mira de las aplicaciones puesta sobre el monitoreo o la modulación de esas señales con fines médicos, ha sido desarrollado un tipo de fibra óptica biocompatible y biodegradable elaborada con el alga agar.

Este trabajo, que contó con el apoyo de la FAPESP, estuvo encabezado por dos profesores de la Universidad de Campinas, en el estado de São Paulo, Brasil –Eric Fujiwara, de la Facultad de Ingeniería Mecánica (FEM-Unicamp), y Cristiano Monteiro de Barros Cordeiro, del Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW-Unicamp)–, y por el profesor Hiromasa Oku, de la Universidad de Gunma, en Japón. Y un artículo al respecto salió publicado en la revista Scientific Reports, perteneciente al grupo Nature.

“Los dispositivos biocompatibles son imprescindibles cuando se utiliza la fibra óptica en aplicaciones médicas tales como el monitoreo de parámetros vitales, la fototerapia o la optogenética [este término alude al estudio y el control de la actividad de células específicas mediante técnicas que combinan óptica, genética y bioingeniería], entre otras. Asimismo, la fibra óptica elaborada con materiales biodegradables constituye una alternativa a las tecnologías disponibles para las telecomunicaciones, que emplean fibras de vidrio o de plástico”, dice Fujiwara.

La nueva fibra se elaboró con agar, un material transparente, flexible, comestible y renovable, extraído de las algas rojas. Los mismos investigadores ya habían desarrollado una fibra óptica biocompatible de agar para el monitoreo de la concentración química y la humedad (lea más en: agencia.fapesp.br/33696). “El método de fabricación consiste básicamente en rellenar moldes cilíndricos con soluciones de agar. El actual trabajo expande la gama de aplicaciones al proponer un nuevo tipo de sensor óptico que explota la conductividad eléctrica del agar”, afirma.

Fujiwara explica que, excitada por luz coherente, la fibra produce patrones luminosos granulares que evolucionan espacial y temporalmente. La corriente eléctrica presente en el medio atraviesa la fibra y, al hacerlo, modula el índice de refracción del agar generando perturbaciones en los patrones granulares. “Al analizar estas perturbaciones, es posible determinar la magnitud, la dirección y el sentido de los estímulos eléctricos mediante mediciones confiables para corrientes iguales o incluso menores que 100 microamperios [μA]”, comenta.

La capacidad de detectar señales eléctricas tan sutiles inspira posibles aplicaciones en configuraciones biomédicas. “Esta idea puede explotarse para desarrollar sistemas de detección destinados a monitorear estímulos bioeléctricos producidos en el cerebro o en los músculos, como una alternativa biodegradable a los electrodos convencionales. En este caso, las señales ópticas pueden decodificarse para diagnosticar trastornos. Otra posibilidad consiste en utilizar la fibra como interfaz auxiliar en la conexión entre humano y computadora, en tecnologías de asistencia o rehabilitación”, ejemplifica Fujiwara.

La respuesta del sensor puede perfeccionarse ajustando la composición química del material. Y el hecho de que el agar sea moldeable en diversas geometrías vuelve factible la confección de lentes y otros dispositivos ópticos con sensibilidad a la corriente eléctrica. Más que todo, la gran ventaja reside en que, tras su uso, la fibra puede ser absorbida por el organismo evitando intervenciones quirúrgicas adicionales.

Fujiwara remarca que este estudio se ha llevado a cabo en el ámbito de los laboratorios, por ende, se encuentra lejos aún de su aplicación tecnológica. Pero la determinación rigurosa de los parámetros físicos de respuesta óptica a la corriente eléctrica fija un terreno sólido para la eventual fabricación de dispositivos biomédicos.

Referencia

Fujiwara E, Rosa LO, Oku H, Cordeiro C.  Agar-based optical sensors for electric current measurements. Sci Rep[Internet].2023[citado 28 sep 2023]13: 517. https://doi.org/10.1038/s41598-023-40749-7

29 septiembre 2023  Fuente: Dicyt   Tomado de Ciencias Sociales   

Varios grupos de investigación internacionales han analizado las poblaciones de células inmunitarias, hasta ahora poco exploradas —si se comparan con las que circulan en la sangre—, en múltiples tejidos del cuerpo humano con el fin de proporcionar nuevos conocimientos sobre el funcionamiento de nuestro sistema inmunitario.

Los dos estudios publicados en Science y liderados por el Instituto Wellcome Sanger y la Universidad de Cambridge, ambos en Reino Unido, han logrado crear un atlas de libre acceso de las células inmunitarias.

El primero de estos trabajos se centra en el desarrollo temprano del sistema inmunitario y la localización de las células inmunitarias en varios tejidos. El segundo ha examinado las células inmunitarias en múltiples tejidos de individuos adultos, proporcionando un marco para la predicción de la identidad del tipo de célula y la comprensión de la memoria inmunológica.

Ambos forman parte del consorcio internacional Atlas Celular Humano (HCA), cuyo objetivo es cartografiar todos los tipos de células del cuerpo humano para comprender la salud humana y diagnosticar, controlar y tratar las enfermedades. El HCA tiene una concepción abierta y está dirigida por científicos; en él colaboraran diferentes institutos y cuentan con financiación de todo el mundo, con más de 2 300 miembros de 83 países.

El consorcio internacional Atlas Celular Humano tiene objetivo cartografiar todos los tipos de células para comprender la salud humana y diagnosticar, controlar y tratar las enfermedades

Estos estudios exploran las similitudes y diferencias de las células inmunitarias en los distintos tejidos. Conocer las reacciones de las células inmunitarias en estos tejidos, en las distintas etapas de la vida, podría contribuir a mejorar las terapias destinadas a producir o potenciar una respuesta inmunitaria para combatir enfermedades, como las vacunas o los tratamientos contra el cáncer.

Además, la revista Science se hace eco de otras dos investigaciones que han creado atlas celulares transversales de tejidos completos y de libre acceso, que también contribuirán a la creación de un único Atlas Celular Humano.

La complejidad del sistema inmunitario

El sistema inmunitario humano está formado por muchos tipos diferentes de células que se encuentran en todo el cuerpo y que desempeñan funciones cruciales. No solo combaten los agentes patógenos cuando aparecen, sino que los recuerdan para poder eliminarlos en el futuro.

El Instituto Wellcome Sanger y sus colaboradores han creado un atlas del sistema inmunitario humano en desarrollo en nueve órganos. Para ello, han utilizado la transcriptómica espacial con objeto de conocer la diversidad celular de los tejidos, y la secuenciación de ARN unicelular para trazar la ubicación exacta de células específicas dentro de los tejidos en desarrollo.

«En esta investigación sobre el sistema inmunitario en desarrollo, examinamos tres secciones diferentes de tejido de tres zonas. Tomamos muestras de todos los órganos hematopoyéticos prenatales, responsables de la producción de células sanguíneas, que son el saco vitelino, el hígado y la médula ósea. De los órganos linfoides analizamos tejidos del timo, el bazo y los ganglios linfáticos», dice Chenqu Suo, del Instituto Wellcome Sanger y coautora principal del estudio.

Tanto los órganos hematopoyéticos como los linfoides son muy importantes en el desarrollo de las células inmunitarias. Para obtener una visión más amplia de lo que ocurre después de que las células inmunitarias migran fuera de estos órganos, investigaron también una selección de órganos periféricos no linfoides, que son la piel, el riñón y el intestino. «Este amplio abanico de muestras de tejidos, procedentes de diversas zonas, nos proporcionó una visión profunda y global de cómo se desarrolla el sistema inmunitario», expone.

El sistema inmunitario humano está formado por muchos tipos diferentes de células que se encuentran en todo el cuerpo y que desempeñan funciones cruciales

Los científicos han identificado un nuevo tipo de célula B y T distintivas que aparecen en las primeras etapas de la vida. El equipo utilizó los datos del otro estudio del Atlas Celular Humano para demostrar que estas células inmunitarias concretas no se encuentran en los adultos.

«Identificamos concretamente las células B1 y las células T no convencionales. Las primeras se habían descrito anteriormente en ratones, pero esta es la primera vez que se han caracterizado ampliamente en humanos. Se demostró que pueden secretar espontáneamente anticuerpos junto con otras funciones. Asimismo, se sabe que las células T no convencionales tienen una respuesta rápida a los antígenos, en comparación con las convencionales. Estos dos nuevos tipos se encuentran más abundantemente en los primeros años de vida, lo que sugiere que el sistema inmunitario en esta etapa está más orientado a responder rápidamente a cualquier desafío patógeno», argumenta Chenqu Suo.

Muzlifah Hannifa, otro de los autores principales de este primer trabajo en el mismo centro y la Universidad de Newcastle, enfatiza: «Este completo atlas del desarrollo inmunitario humano revela los tejidos que intervienen en la formación de las células sanguíneas e inmunitarias, lo que mejora nuestra comprensión de los trastornos inmunitarios y sanguíneos. En colaboración con los demás estudios, permite cartografiar el sistema inmunitario desde el desarrollo hasta la edad adulta”, señala.

Para los autores, este conocimiento más a fondo de estas células, sus diferencias con las células adultas y los genes que se activan en las distintas fases del desarrollo, permitirá a los científicos descubrir lo que ocurre en un crecimiento sano. Además, podría revelar lo que falla en determinados trastornos del desarrollo y cánceres que tienen su origen en los primeros años de vida.

Las muestras utilizadas en esta investigación proceden de The Human Developmental Biology Resource (HDBR), un banco de tejidos que recoge, almacena y proporciona materiales prenatales humanos a grupos de investigación del Reino Unido e internacionales. El HDBR cuenta con la aprobación del Servicio Nacional de Ética en la Investigación y está autorizado como banco de tejidos por la Autoridad de Tejidos Humanos del Reino Unido.

Un catálogo celular del cuerpo humano adulto

En el segundo estudio, científicos del Wellcome Sanger, la Universidad de Cambridge y otros centros han analizado simultáneamente las células inmunitarias de 16 tejidos de 12 donantes de órganos adultos a través del Cambridge Biorepository for Translational Medicine y LiveOnNY.

El equipo desarrolló además una base de datos y un algoritmo que clasifica automáticamente los distintos tipos de células, llamado CellTypist, para manejar el gran volumen y la variación de las células inmunitarias. De este modo, han logrado identificar unos 100 tipos de células distintos.

“CellTypist es una herramienta bioinformática de libre acceso que está disponible para la comunidad científica con el objetivo de analizar datos de secuenciación de célula única. Este algoritmo ha sido desarrollado por Chuan Xu y los datos utilizados para su desarrollo han sido revisados por un equipo de inmunólogos que yo he liderado”, dice a SINC la investigadora española Cecilia Domínguez Conde, coautora del segundo estudio en el Wellcome Sanger.

De esta forma, han revelado la relación entre las células inmunitarias de un tejido y sus homólogas en otros, hasta encontrar similitudes entre ciertas familias de células inmunitarias, como los macrófagos, así como diferencias en otras. Por ejemplo, algunas células T de memoria muestran características únicas según el tejido en el que se encuentren.

“Hemos creado un catálogo de células inmunitarias dentro del cuerpo humano adulto, lo que nos permite identificar automáticamente los tipos de células en múltiples tejidos. Queremos agradecer a los donantes y a sus familias que han hecho posible esta investigación”, apunta Domínguez.

Además de crear un nuevo recurso para que los investigadores clasifiquen los distintos tipos de células, nuestro trabajo tendrá muchas implicaciones, como servir de marco para el desarrollo de terapias para luchar contra las enfermedades relacionadas con el sistema inmunitario, expresa Sarah Teichmann, coautora principal de ambos estudios

Para Joanne Jones, también coautora desde la Universidad de Cambridge: “En esta investigación no solo hemos identificado distintos tipos de células inmunitarias, sino que también hemos descubierto que algunos tipos de células inmunitarias siguen patrones específicos de distribución en los tejidos. Esto puede ayudar a fundamentar la investigación de las enfermedades y el modo en que los tratamientos dirigidos a estas células podrían afectar a otros tejidos”.

“Además de crear un nuevo recurso para que los investigadores clasifiquen los distintos tipos de células, nuestro trabajo tendrá muchas implicaciones traslacionales, como servir de marco para el desarrollo de terapias para luchar contra las enfermedades relacionadas con el sistema inmunitario y gestionar las infecciones”, concluye Sarah Teichmann, coautora principal de ambos estudios.

Estos atlas de células inmunitarias entre tejidos son de libre acceso para la comunidad investigadora. «En un futuro podrían ayudar a localizar nuevas dianas terapéuticas para el desarrollo de fármacos y terapias celulares, identificando los genes vinculados a una determinada enfermedad», asegura Chenqu Suo.

Un ejemplo de ello son las inmunodeficiencias congénitas, que son un grupo de enfermedades genéticas por las que los niños nacen sin la capacidad de luchar contra las infecciones. «Aunque se han relacionado algunos genes con las inmunodeficiencias congénitas, aún se desconocen los mecanismos y las células exactas implicadas. Nuestro atlas celular puede contribuir a determinar qué células se ven afectadas por estos genes y en qué fase del desarrollo lo están, lo que podría servir de base para nuevas terapias», concluye.

mayo 15/2022 (SINC)

Referencias:

Suo CH., Dann E., Goh I., et al. “Mapping the developing human immune system across organs”. Science. 2022

Domínguez Conde. C, Xu. C, Jarvis. LB, Rainbow. DB, Wells. SB, et al. “Cross-tissue immune cell analysis reveals tissue-specific features in humans”. Science. 2022

Al participar en la XXVI Reunión Anual «La Academia Recomienda» 2014 de la Academia Mexicana de Pediatría que se lleva a cabo en la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP) detalló que el cuerpo principalmente tiene bacterias.

Pero además de hongos, virus y protozoarios, los cuales no son dañinos; ya que numerosas comunidades de bacterias cumplen funciones benéficas e importantes para la vida y la salud, señaló.

«Siempre hemos sospechado que son importantes, pero pensamos en los microbios como agentes de enfermedad y no como simbióticos, que incorporan conjuntamente probióticos y prebióticos, necesarios para realizar actividades cotidianas», acotó.

Javier Mancilla ejemplificó, que tal es el caso de la leche materna, la cual se pensaba era estéril, pero en 800 mililitros se encuentran millones de bacterias diferentes, las cuales inciden en el proceso de colonización del intestino neonatal y brindan las defensas contra otros microorganismos.

Agregó que actualmente existen unos 22 mil genes humanos que son activos, en cambio en la composición del microbioma del cuerpo humano hay alrededor de ocho millones de genes que corresponden a esos microorganismos.

El especialista en Medicina Geográfica y Enfermedades Infecciosas explicó, que el término microbioma lo acuñó en 2001 Joshua Lederberg, biólogo molecular estadounidense que fue uno de los tres investigadores que obtuvieron en 1958 el Premio Nobel de Medicina.

«Originalmente microbioma se refería al conjunto de genes de nuestros microorganismos comensales que forman la microbiota, pero hoy en día ambos términos se usan como sinónimos», acotó.

Mancilla Ramírez mencionó, que este conjunto de genes en el cuerpo humano se caracteriza por cambiar a cada momento, un ejemplo de ello es al momento de lavarse las manos o tener relaciones sexuales; en donde además cada individuo tiene un microbioma que lo identifica como diferente y único.

Explicó que el proyecto del Microbioma Humano tiene por objetivo construir un catálogo o mapa genético de los microorganismos que pueblan el cuerpo de un adulto saludable.

Resaltó que para desarrollarlo se requieren más recursos que los empleados para el estudio del genoma humano y para almacenar las secuencias metagenómicas se necesitarían 3.5 terabytes, al mismo tiempo de puntualizar que el conocimiento del microbioma modificará la forma de hacer medicina.
septiembre 23/2014 (Notimex)

Tomado del Boletín de Prensa Latina Copyright 2014 «Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Los lugares que prefieren del cuerpo humano son los talones, las uñas de los pies y entre los dedos de los pies, indicaron los expertos en la más reciente edición de la revista británica Nature ( doi:10.1038/nature12171 ).

Estos investigadores trazaron un mapa de la diversidad de estos microorganismos en el cuerpo humano que es el hogar de diferentes hongos inofensivos, pero que pueden causar infecciones en caso de que se multipliquen de forma descontrolada.

Los científicos secuenciaron el ADN de esos organismos extraídos de la espalda, la ingle, las fosas nasales, la parte interna del codo, el pecho, entre las cejas, la parte posterior de la cabeza, los talones, uña de los pies y entre los dedos de los pies.

El estudio reveló que se encuentran en todo el cuerpo humano, pero la mayor concentración está en el talón con 80 tipos, seguido de las uñas de los pies con 60 y el tercer lugar es para entre los dedos de los pies con 40.

La más baja concentración se encuentra en la cabeza y el torso con entre dos y 10 variedades, respectivamente.

Según los expertos, el análisis de las cantidades normales de hongos que viven en la piel puede ayudar a combatir enfermedades como el pie de atleta, que es la dermatofitosis más frecuente.

Investigadores que no participaron en el estudio señalaron que esta pesquisa muestra la amplia diversidad de hongos existentes en el cuerpo humano, en una cifra mayor de lo que se creía, hasta ahora.
mayo 25/2013 (PL)

Tomado del boletín de selección temática de Prensa Latina: Copyright 2013 «Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.»

Keisha Findley, Julia Oh, Joy Yang, Sean Conlan, Clayton Deming. Topographic diversity of fungal and bacterial communities in human skin.Nature. 22 May 2013