Un equipo científico de la Universidad de Harvard, Estados Unidos, ha descubierto que la respuesta a la infección arranca desde un grupo de neuronas localizadas en el área preóptica medial ventral del hipotálamo (VMPO, por sus siglas en inglés), que es donde se genera la respuesta a la fiebre y el resto de síntomas. Los resultados de su estudio se han publicado en Nature.

«Era de sobra conocido que el área del hipotálamo en la que se encuentran las neuronas VMPOLPS estaba involucrada en la respuesta a una infección, pero no se sabía cuál era el subnúcleo concreto y el tipo de células específicas definidas molecularmente, porque nadie había hecho el experimento que hemos hecho nosotros», ha afirmado a Diario Médico la famosa bióloga Catherine Dulac, directora del proyecto, catedrática de Biología Molecular y Celular de Harvard. investigadora del Instituto Médico Howard Hughes.

Cuando ocurre una infección, las células inmunes liberan una serie de señales pro inflamatorias como respuesta a la presencia de moléculas asociadas a los patógenos. Estas señales llegan al cerebro a través de los órganos circunventriculares, donde la barrera hematoencefálica es permeable y permite que interaccionen con el endotelio cerebral.

Uno de ellos es el órgano vascular de la lámina terminal (OVLT), implicado en las funciones de regulación del organismo, como la temperatura corporal, la sed o el sueño. De la termorregulación se encarga un grupo de neuronas del área preóptica que ajustan su respuesta según aumente la temperatura ambiental, activando unos circuitos autónomos y el comportamiento para reducirla.

Esto es distinto del mecanismo que desencadena la fiebre, que eleva la temperatura corporal ante una infección. Aunque también se localice en esa área, hasta ahora no se conocía qué neuronas estaban implicadas o cómo modulaban los circuitos que controlan la temperatura.

Fiebre y termorregulación

Para identificar y localizar las células que provocan la fiebre, Dulac y sus colaboradores han utilizado ratones y han simulado una infección, inyectándoles un agente pro inflamatorio LPS (un lipopolisacárido que actúa de endotoxina e imita la infección bacteriana) y un compuesto que reproduce la infección viral (el ácido poliinosínico-policitidílico).

Dos horas después, en el punto máximo de fiebre, han visto un aumento de células marcadas en doce áreas cerebrales, incluidas las regiones involucradas en la termorregulación, el metabolismo, el apetito, el sueño, el estrés y la respuesta al miedo.

Las neuronas activas las han localizado en el área VMPO, muy próximas al órgano circunventricular OVLT. Pero no eran las mismas neuronas que se encargan de la termorregulación (situadas en el núcleo periventricular anteroventral y el núcleo preóptico mediano). Esto demuestra que podrían ser las que buscaban.

Para comprobarlo han realizado toda una batería de experimentos. Dulac lo ha descrito así: «lo que hemos hecho es buscar la activación celular después de una infección, identificar los tipos de células específicos con secuenciación de células individuales -la técnica snRNA-seq- y MERFISH -un tipo especial de marcaje mediante hibridación ‘in situ’-, realizar el análisis funcional (ganancia y pérdida de función) e identificar las quimiocinas y citocinas específicas que activan estas neuronas durante la enfermedad». 

Así, han identificado 32 grupos de células neuronales y no neuronales. Entre las no neuronales hay células endoteliales, ependimarias, microglia, astrocitos y oligodendrocitos maduros.

Las células neuronales constituyen el grupo celular responsable de la fiebre. Se sitúan en la el área preóptica medial ventral y su activación estaría mediada por citoquinas y prostaglandinas liberadas durante la infección y producidas por las células no neuronales cercanas.

Mecanismo beneficioso

Los autores han demostrado que cuando se produce una infección, estas neuronas coordinan el aumento de la temperatura corporal, el comportamiento de búsqueda de calor y la supresión del apetito.

La fiebre es, en sí, un mecanismo beneficioso para el organismo. «Todas estas respuestas a la enfermedad ayudan a los animales a combatir la infección: el aumento de la temperatura corporal afecta la proliferación de gérmenes y estimula la función del sistema inmunológico. Reducir la actividad (la alimentación o la locomoción) ayuda a los animales a conservar energía para combatir los patógenos», ha concluido Dulac.

junio 12/2022 (Diario Médico)

Investigadores del Helmholtz Zentrum de Munich, Alemania, han observado que el ayuno activa la producción de una proteína que regula el metabolismo del hígado, lo que podría servir para combatir la enfermedad del hígado graso, según los resultados publicados en la revista EMBO Molecular Medicine.

Desde hace tiempo el incremento del sobrepeso y la obesidad se ha convertido en uno de los problemas de salud más importantes a nivel mundial, sobre todo por las patologías metabólicas asociadas a este exceso de peso, tales como la diabetes tipo 2. Para combatirlo, se sabe que la reducción de la ingesta de calorías, por ejemplo dejando de comer de forma intermitente, puede servir para poner el metabolismo de nuevo en forma.

En este trabajo, los investigadores buscaron entender cómo este ayuno influye en el metabolismo para conseguir este «efecto terapéutico», según ha destacado Stephan Herzig, uno de los autores del estudio, y se pusieron a buscar una molécula que reduzca la absorción de ácidos grasos en el hígado.

Los científicos analizaron las diferencias en la actividad genética de las células hepáticas que provoca el ayuno, y vieron que el gen de la proteína GADD45 beta se lee de manera diferente dependiendo de la dieta. Y cuanto mayor es el hambre, mayor es la producción de esta molécula, cuyas siglas son sinómino de detención del crecimiento y el daño del ADN inducido.

Pruebas posteriores de simulación demostraron que el GADD45 beta es responsable de controlar la absorción de ácidos grasos en el hígado, y los ratones que carecían de este gen eran más propensos a desarrollar la enfermedad de hígado graso.

Sin embargo, cuando la proteína fue restaurada, el contenido de grasa del hígado se normalizó y los niveles de azúcar mejoraron. Además, los científicos también fueron capaces de confirmar este hallazgo en humanos, donde un nivel más bajo de este gen se asoció a una mayor acumulación de grasa en el hígado y mayores niveles de azúcar en sangre.

«El estrés en las células del hígado causado por el ayuno, en consecuencia, parece estimular la producción GADD45 beta, que luego ajusta el metabolismo a la baja ingesta de alimentos», resume Herzig. Los investigadores quieren ahora utilizar los nuevos hallazgos para intervenir en el metabolismo de la grasa y el azúcar, para lo que el ayuno podría ser un buen tratamiento.

julio 11/ 2016 (JANO)

]]> https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2016/07/12/descubren-el-mecanismo-molecular-que-esta-detras-de-que-el-ayuno-ayude-a-combatir-el-higado-graso/feed/ 0 https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2016/05/02/identificado-un-mecanismo-clave-en-las-disfunciones-mitocondriales/ https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2016/05/02/identificado-un-mecanismo-clave-en-las-disfunciones-mitocondriales/#comments Mon, 02 May 2016 06:04:36 +0000 http://boletinaldia.sld.cu/aldia/?p=50354 Una de las principales causas del daño celular en las enfermedades mitocondriales es la deficiencia energética, especialmente en los tejidos con mayor dependencia energética, como el cerebro. Una reciente investigación ha descrito un fenómeno, denominado transporte reverso de electrones, clave para que la mitocondria se adapte a distintos tipos de alimentos.

El estudio publicado en Cell Reports, confirma la naturaleza dinámica de la cadena de transporte, se centra en el metabolismo celular y abre nuevos horizontes en el complejo análisis de los factores implicados en la adaptación celular al uso de diferentes nutrientes, un proceso necesario para prevenir enfermedades metabólicas.

La cadena respiratoria es la encargada de producir energía a partir de los nutrientes ingeridos. Para ello, recibe los electrones procedentes de las moléculas que se oxidan durante el metabolismo celular, en su mayor parte azúcares y ácidos grasos. Los electrones provenientes de los nutrientes oxidados son transportados en dos tipos de moléculas hasta la cadena: NADH o FADH2, y la proporción de electrones aportados como NADH o FADH2 varía según el tipo de alimento. Es decir, hay una mayor proporción de NADH en el metabolismo de los azúcares, mientras que los ácidos grasos aportan proporcionalmente más electrones en forma de FADH2.

Cuando se consumen ácidos grasos y la entrada de electrones por FADH2 se incrementa en exceso, la cadena se satura de electrones volcándose no hacia el complejo III, sino realizando el camino inverso, de vuelta hacia el complejo I. Esto produce un daño en este complejo e induce su degradación. Así el complejo III queda libre para recibir los electrones de la vía mayoritaria en ese momento, la vía FADH2. Si este proceso falla en la adaptación, el tipo de alimento no se procesa de la forma adecuada y pueden producirse disfunciones metabólicas.

abril 28/ 2016 (SINC)

]]> https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2016/05/02/identificado-un-mecanismo-clave-en-las-disfunciones-mitocondriales/feed/ 0 https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2015/06/10/cientificos-alemanes-descubren-mecanismo-importante-de-sistema-auditivo-humano/ https://boletinaldia.sld.cu/aldia/2015/06/10/cientificos-alemanes-descubren-mecanismo-importante-de-sistema-auditivo-humano/#comments Wed, 10 Jun 2015 06:04:51 +0000 http://boletinaldia.sld.cu/aldia/?p=42386 Científicos alemanes descubrieron un mecanismo importante del sistema auditivo humano que ayuda a filtrar el sonido sustancial, informó la Universidad de Leipzig.

Esto podría ayudar a mejorar la calidad de los dispositivos de audición, de acuerdo con la universidad.

Los neurobiólogos de la universidad descifraron cómo los neurotransmisores excitadores e inhibidores interactúan juntos en la transmisión de información entre las células nerviosas.

Los nuevos hallazgos han sido publicados en e la Revista de Neurociencia

Mucha gente discapacitada auditiva no utiliza ayuda auditiva, quizá porque los dispositivos no proporcionan lo que prometen, dijo Rudolf Ruebsamen, profesor de Zoología General y Neurobiología de la Universidad de Leipzig.

La ayuda auditiva funciona básicamente como un micrófono, que hace que el sonido se escuche más alto, así que algunas células sensibles que todavía funcionan son estimuladas en los oídos de la persona discapacitada.

Sin embargo, el problema es que una parte mayor de los sonidos molestos del ambiente también son reforzados y la persona es inundada con una batería verdadera de sonidos y tonos.

Pero el oído humano sano es mucho más sofisticado.

«Nuestro sistema auditivo ha sido tan optimizado a lo largo de la evolución que también puede filtrar o atenuar el sonido de fondo y así controlar de manera selectiva la atención», explicó Ruebsamen.

Como descubrieron los científicos, el sistema auditivo del humano cuenta con un filtro de tiempo, mediante el cual no todas las señales acústicas registradas pasan a los centros auditivos en el cerebro desinhibidamente.

Ese conocimiento podría servir finalmente para desarrollar dispositivos de apoyo auditivo que hagan más fácil la vida de la gente discapacitada auditiva en el largo plazo, señaló la Universidad de Leipzig.

junio 9/ 2015 (Xinhua)

Los científicos Rosa Ruiz Vázquez, Santiago Torres y Francisco Esteban Nicolás, del grupo Genómica y Biotecnología Molecular de Hongos de la Universidad de Murcia, en colaboración con investigadores de la Universidad de Duke (EE UU), acaban de publicar un artículo en la revista Nature (doi:10.1038/nature13575)que describe un novedoso mecanismo de resistencia a antibióticos: Según los investigadores, el avance podría servir como base para desarrollar tratamientos para enfermedades provocadas por algunos hongos.

El equipo está considerado como el mayor experto mundial en la genética molecular de Mucor, un hongo que suele ser inofensivo para personas sanas pero que puede provocar en individuos inmunodeprimidos una enfermedad grave: la mucormicosis.

Mortalidad del 90 % en inmunoderpimidos

“Normalmente este hongo sólo produce alteraciones en la piel, pero si llega a propagarse al interior del cuerpo, el índice de mortalidad en las personas inmudeprimidas, diabéticas o seropositivas puede llegar hasta el 90%”, según explica Santiago Torres, catedrático de Genética de la Universidad de Murcia.

Los tratamientos son muy escasos y poco efectivos. Un fármaco que se podría utilizar es el tracrolimus, o FK506, que se usa como inmunosupresor en determinadas operaciones de transplantes para disminuir el riesgo de rechazo, para tratamientos de dermatitis severa y que tiene propiedades antifúngicas. «Lo que hemos constatado es que el hongo adquiere resistencia a este antibiótico a través de un novedoso mecanismo, el silenciamiento génico mediado por ARN», añade.

El estudio describe un novedoso mecanismo de resistencia a antibióticos: el silenciamiento génico mediado por ARN

En este sentido Rosa Ruiz Vázquez, otra de las autoras, abunda en esta idea señalando que “las estirpes se hacen resistentes al antibiótico utilizando el mecanismo del silenciamiento génico para suprimir la información genética que utiliza el antibiótico para eliminar al hongo. Es una situación reversible y que se podría generalizar a otros hongos que provocan infecciones en humanos. Esperamos que este conocimiento pueda servir para el diseño de fármacos que eviten la resistencia al tratamiento», agrega.

Tornado en Missouri

El hongo Mucor tomó cierto protagonismo al descubrirse que algunas de las víctimas de los tornados ocurridos en Joplin, Missouri (Estados Unidos) en el año 2011 murieron a consecuencia de infecciones causadas por variedades patógenas de ese hongo. La novedad en este caso es que se trataba de personas sanas, con un sistema inmunitario normal.

Según los autores del artículo, la incidencia de esta enfermedad ha aumentado en los últimos años, si bien el número de casos sigue siendo reducido. Francisco Esteban Nicolás, investigador del grupo, asegura que “en el Hospital Universitario Virgen de la Arrixaca de Murcia, con el que colaboramos desde hace unos meses, se ha podido detectar la presencia de Mucor al menos en dos casos, en personas con factores de riesgo».
julio 28/2014 (SNIC)

Silvia Calo, Cecelia Shertz-Wall, Soo Chan Lee, Robert J. Bastidas, Francisco E. Nicola, Joshua A. Granek. “Antifungal drug resistance evoked via RNAi-dependent epimutations”.Nature, 27 de julio, 2014