Un equipo internacional liderado por el Instituto Cajal del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (IC-CSIC), en el que participan investigadores del Instituto de Química-Física Rocasolano (IQFR-CSIC), la Universidad de Hong Kong y la Universidad de Texas Southwest (Estados Unidos), ha estudiado en la proteína neurotóxica tau el mecanismo de formación de amiloide, una estructura habitualmente enferma que se forma a partir de una cascada bioquímica de cambios estructurales y que se acumula en el cerebro de pacientes que sufren enfermedades neurodegenerativas como el alzhéimer.

Los resultados, que aparecen publicados en la revista Angewandte Chemie, revelan una posible diana terapéutica nueva al inicio de esta cascada bioquímica, que se basaría en impedir que tau forme amiloide y, por tanto, en bloquear, en un momento muy temprano, los posteriores pasos que llevan al desarrollo de estas demencias.

La estrategia se basaría en impedir que tau forme amiloide y, en consecuencia, es bloquear, en un momento muy temprano, los posteriores pasos que llevan al desarrollo de estas demencias

Tau es una proteína intrínsecamente desordenada (no adopta una única estructura tridimensional, como la mayoría de ellas) que forma parte del citoesqueleto de las células y se expresa principalmente en las neuronas. Pertenece a la familia de proteínas asociadas a microtúbulos y puede estar relacionada con el transporte y el crecimiento axonal, la polarización neuronal y, por lo tanto, con el funcionamiento normal de las neuronas y el cerebro.

En pacientes afectados por la enfermedad de Alzheimer, tau deja de cumplir su función normal por causas aún desconocidas y comienza a formar agregados tóxicos de amiloide en el interior de las neuronas y las células gliales, que acaban causando su muerte.

Mediante el uso de una técnica que permite el estudio de moléculas individuales denominada espectroscopia de fuerza, basada en el uso de un microscopio de fuerza atómica, los científicos han analizado molécula a molécula la estructura y el comportamiento de tau antes de que comience a ser patológica (en el monómero o forma molecular más simple o no agregada) y han descubierto cuáles son los primeros cambios que inician el proceso de formación de amiloide.

“Esta información abre la puerta a la identificación de una posible diana terapéutica ideal, desde el punto de vista farmacológico, por encontrarse al principio de la cascada bioquímica que desencadena la formación de amiloide”, precisa Mariano Carrión, investigador del Instituto Cajal y líder de la investigación.

Con un microscopio de fuerza atómica, los científicos han analizado molécula a molécula la estructura y el comportamiento de tau antes de que comience a star enferma.

Como la mayoría de proteínas que forman amiloide, tau presenta en su forma no agregada un gran polimorfismo conformacional (fluctúa entre distintas estructuras o conformaciones). Estos científicos han descubierto que, contrariamente a lo que ocurre con otras proteínas neurotóxicas, tau necesita desestructurarse parcialmente, es decir, disminuir su polimorfismo conformacional, para poder iniciar la cascada amiloidogénica relacionada con el desarrollo de la enfermedad.

Mecanismo de formación de amiloide

En los últimos veinte años, la hipótesis de la denominada cascada amiloide ha servido de referencia a las investigaciones sobre el alzhéimer. De acuerdo con ella, el aumento de amiloide explicaría las características patológicas de la enfermedad, que incluyen, entre otras, la formación de ovillos neurofibrilares formados por tau hiperfosforilada y de placas extracelulares compuestas por el péptido beta-amiloide, la disfunción de la sinapsis o comunicación de las neuronas y la muerte de estas en fases tardías de la enfermedad.

Gran parte de las investigaciones que tienen como objetivo final la cura y la prevención del alzhéimer se basa en esta hipótesis y trata de buscar la manera de interrumpir esa acumulación, un proceso que aún no es totalmente comprendido por los científicos.

“Nuestro estudio aporta nueva información sobre el mecanismo de formación de amiloide por parte de tau, al principio del proceso, relevante para futuros estudios en busca de intervenciones terapéuticas eficaces, y también sobre la posible base estructural de la variabilidad observada en las fibras amiloides de tau en diferentes enfermedades”, precisa el investigador.

febrero 10/2023 (SINC)

Referencia

Carrión-Vázquez M. et al. “Expanded Conformations of Monomeric Tau Initiate Its Amyloidogenesis. Angewandte Chemie”. Angewandte Chemie (2023)

Los humanos modernos generan más neuronas durante el desarrollo del cerebro que los neandertales, lo que podría haberles dado una ventaja sobre ellos al contribuir a las diferencias cognitivas implícitas entre ambos.

Ese aumento de la neurogénesis responde a un único cambio genómico en un solo aminoácido de la proteína TKTL1 de los humanos modernos, según un estudio de investigadores del Instituto Max Planck y de la Universidad de Dresde (Alemania), que publica esta semana Science.

El aumento del tamaño del cerebro y de la producción de neuronas durante el desarrollo cerebral se consideran factores importantes para el aumento de las capacidades cognitivas que se produjo durante la evolución.

Aunque humanos modernos y los neandertales desarrollaron cerebros de tamaño similar, se sabe muy poco sobre si la producción de neuronas durante el desarrollo pudo ser diferente, un aspecto han analizado por los autores del estudio.

El equipo ha descubierto que la variante humana moderna de la proteína TKTL1 se diferencia en un aminoácido de la neandertal, lo que aumenta un tipo de células progenitoras cerebrales llamadas glía radial basal, encargadas de generar la mayoría de las neuronas del neocórtex en desarrollo.

Capacidades cognitivas

La región externa de la corteza cerebral —el neocórtex— es una estructura evolutivamente avanzada responsable de las capacidades cognitivas, que es claramente grande y compleja en los seres humanos, lo que se cree que dota a nuestra especie de capacidades cognitivas únicas.

Dado que la actividad de TKTL1 es especialmente elevada en el lóbulo frontal del cerebro humano fetal, los investigadores concluyen que esta única sustitución de un aminoácido subyace a una mayor producción de neuronas en el lóbulo frontal del neocórtex en desarrollo en los humanos modernos.

El equipo, encabezado por Anneline Pinson del Instituto Max Planck, introdujo la variante humana moderna o la neandertal de TKTL1 en el neocórtex de embriones de ratón y vio que las células gliales radiales basales aumentaban con la humana moderna y, por tanto, contenía más neuronas.

A continuación, exploró la relevancia de estos efectos para el desarrollo del cerebro. En los humanos modernos la TKTL1 contiene arginina, mientras que en el neandertal es el aminoácido relacionado lisina.

Los investigadores sustituyeron la arginina por la lisina en organoides cerebrales humanos, que son estructuras en miniatura similares a órganos que pueden cultivarse a partir de células madre en laboratorio y que imitan aspectos del desarrollo temprano del cerebro humano.

“Descubrimos que con el aminoácido de tipo neandertal en TKTL1 se producían menos células gliales radiales basales que con el tipo humano moderno y, como consecuencia, también menos neuronas”, explica Anneline Pinson, líder del estudio

“Aunque no sabemos cuántas neuronas tenía el cerebro neandertal, podemos suponer que los humanos modernos tienen más neuronas en el lóbulo frontal del cerebro, donde la actividad de TKTL1 es mayor que en el de los neandertales”.

El estudio implica que la producción de neuronas en el neocórtex durante el desarrollo fetal es mayor en los humanos modernos de lo que era en los neandertales, en especial en el lóbulo frontal, por lo que, la investigadora considera que “es tentador especular que esto promovió las habilidades cognitivas humanas modernas asociadas al lóbulo frontal”.

Según se indica en un artículo complementario en Science, “estas observaciones abren el camino para descubrir cambios evolutivos más específicos que dieron forma al cerebro humano moderno y también pueden ayudarnos a predecir los próximos pasos de su evolución».

septiembre 30/2022 (SINC)

Referencia:

Anneline Pinson et al. “Human TKTL1 implies greater neurogenesis in frontal neocortex of modern humans than Neandertals”. Science (septiembre, 2022)

Un estudio liderado por Guillermina López-Bendito, investigadora en el Instituto de Neurociencias de Alicante, centro mixto del CSIC y la Universidad Miguel Hernández, muestra en ratones que los circuitos del tacto y de la vista no son independientes en el embrión, sino que están entremezclados.

Este estudio, publicado en la revista Science, indica que es al nacer cuando estos circuitos se separan y las respuestas a los estímulos sensoriales pasan a ser independientes. Cualquier retraso en el desarrollo de esta separación provoca una organización incorrecta de los circuitos visuales que se mantiene en la vida adulta.

En un estudio previo, el laboratorio de López-Bendito demostró que los estímulos táctiles activan los circuitos cerebrales destinados a procesar este tipo de información antes del nacimiento. “Pero queríamos determinar si lo hacen de forma independiente o si se produce de forma temporal un solapamiento con otros sentidos. Este nuevo estudio arroja datos fascinantes de cómo los sentidos se segregan en los primeros días de vida”, señala Guillermina López-Bendito.

En este trabajo, cuya primera autora es Teresa Guillamón-Vivancos, han podido comprobar por primera vez in vivo en ratones que, durante el desarrollo embrionario, un estímulo táctil no solo desencadena la respuesta esperada en la corteza somatosensorial primaria (una de las zonas del cerebro que se ocupa del sentido del tacto) sino que, sorprendentemente, también da lugar a una respuesta en la corteza visual primaria de ambos hemisferios.

“Esta respuesta multimodal (es decir, que abarca más de un sentido) se observó en embriones de ratón analizados en el último día de gestación, pero desapareció con el nacimiento. A continuación, comprobamos si la desaparición de esta respuesta multimodal podría estar relacionada con la llegada de señales de la retina a la corteza cerebral y otras estructuras del cerebro. Nuestros datos demuestran que los circuitos somatosensoriales y visuales no se segregan por defecto, sino que requieren la llegada de ondas de actividad desde la retina para hacerlo”, explica Teresa Guillamón-Vivancos.

Separación de circuitos sensoriales

Este proceso fundamental de separación de los circuitos sensoriales ocurre durante una ventana de tiempo cercana al nacimiento y en una estructura del cerebro denominada colículo superior. Haciendo un símil ferroviario, al nacer, en esta estructura los sentidos se separan siguiendo vías diferentes. El cambio de vía, lo facilitan las ondas de actividad de la retina, que actúan como ferroviarios que dirigen los estímulos de cada modalidad sensorial a la corteza correspondiente, para que podamos percibirlos por separado.

De hecho, el bloqueo de estas ondas de la retina prolonga la configuración multimodal (entremezclada) de los sentidos en la vida posterior al nacimiento, con lo que el colículo superior conserva una identidad mixta táctil-visual y surgen defectos en la organización espacial del sistema visual.

Este trabajo amplía la comprensión de la función de las ondas de actividad de la retina al revelar su papel decisivo en la adquisición de la especificidad de la modalidad sensorial, que va más allá del papel clásico ya conocido en el refinamiento postnatal de los circuitos visuales.

Otra importante aportación de este trabajo es haber constatado la existencia de una ventana temporal limitada para la segregación de los sistemas visuales de los circuitos somatosensoriales. De forma que cualquier retraso en esta segregación provocará cambios duraderos en la organización de los circuitos visuales.

“Nuestros resultados destacan la perspectiva ontogenética, donde el colículo superior ejerce un control maestro durante las primeras etapas del desarrollo del organismo sobre la especificación cortical y la configuración de los circuitos visuales. Por lo tanto, creemos que una comprensión más profunda del desarrollo funcional de las estructuras filogenéticamente antiguas es crucial para entender cómo se forma la corteza cerebral y se especifican sus áreas funcionales”, destaca López-Bendito.

septiembre 10/2022 (Dicyt)

Referencia:

Guillamón-Vivancos, T., Aníbal-Martínez, M., Puche-Aroca, L., Moreno-Bravo, J. A., Valdeolmillos, M., Martini, F. J., & López-Bendito, G. (2022). Input-dependent segregation of visual and somatosensory circuits in the mouse superior colliculus. Science, 377(6608), 845-850.

La habénula lateral, una estructura cerebral poco estudiada hasta el momento, podría desempeñar un papel fundamental en el condicionamiento pavloviano del miedo.

Así lo sugiere una investigación publicada este año por Joaquín Piriz y Tomás Sachella, respectivamente investigador del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), en el Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias (IFIBYNE, CONICET – UBA) y becario del Consejo en el Instituto de Fisiología y Biofísica Bernardo Houssay (IFIBIO HOUSSAY, CONICET – UBA), en conjunto con un equipo de especialistas de diversas instituciones científicas. Los resultados, que apuntan a la comprensión del funcionamiento de esta estructura cerebral, podrían contribuir hacia el avance del tratamiento de patologías asociadas a la expresión del miedo, como fobias, trastornos de ansiedad, estrés postraumático, entre otras.

“El miedo es una reacción extrema e incontrolable ante un estímulo amenazante”, afirman las primeras páginas del artículo publicado en Neuropsychopharmacology. Existen dos tipos de miedos, aquellos que son innatos y los que pueden aprenderse; es acerca de este último tipo de miedos, y la creación de memorias aversivas, que se desenvuelve la investigación sobre el papel de la habénula lateral.

“Se sabe que la habénula lateral participa en la codificación de eventos negativos. Es decir, cuando algo no nos gusta se activa la habénula lateral”, indica Piriz. Y continúa: “Nosotros estudiamos de qué manera esa estructura se relaciona con la formación de memorias de miedo”.

Para lograrlo, los especialistas siguieron el condicionamiento pavloviano, un paradigma de aprendizaje según el cual “se produce una asociación entre dos estímulos”, explica Sachella. Sin embargo, a diferencia del conocido experimento realizado por Pavlov en el que observó la salivación canina frente a un estímulo que anunciaba alimento, en este caso el refuerzo fue negativo: “El sonido predecía una leve descarga”, describe Piriz.

Durante el entrenamiento se presentó ante un modelo murino un tono que anticipaba un pequeño choque eléctrico de un segundo, un protocolo que no produce alteraciones temporales, ni permanentes en el sujeto de estudio. “Así, los animales normalmente aprenden dos cosas, por un lado, que la presentación del tono es peligrosa y por el otro, que el contexto en el cual recibieron la descarga eléctrica también es peligroso”, declara el científico sobre los resultados de los ensayos. “Dos aprendizajes que tradicionalmente se pensaban separados”, advierte Sachella sobre los resultados de la investigación.

En paralelo, fue necesario utilizar técnicas farmacológicas y optogenéticas que permitieran activar y silenciar la habénula lateral temporalmente durante los experimentos con el modelo animal. El objetivo fue evaluar la participación de esta región del cerebro en el condicionamiento.

El hallazgo

“Encontramos que, si la habénula lateral no está, estos dos aprendizajes- sobre tono y contexto- no se producen en forma separada, sino que se originan de forma conjunta”, explica Sachella. Lo que sugiere que la estructura analizada participaría en el condicionamiento del miedo.

Para Piriz, la habénula lateral constituye una estructura sobre la cual es posible volver a actuar para entender la manera en que se producen los mecanismos del aprendizaje, “por ejemplo en aprendizajes equivocados, patológicos, del miedo que son la base de enfermedades como fobias, trastornos de ansiedad, estrés postraumático, entre otras”, puntualiza el científico. Y agrega: “Se generaliza el miedo de una forma tan extrema que se comienza a presentar miedo en situaciones en las cuales no tendría que existir, por esto, potencialmente, es interesante haber encontrado una estructura que regula la generalización del miedo”.

Sobre el camino recorrido, los científicos destacan la implementación del paradigma pavloviano. “Proporcionó un protocolo claro en el cual observar los circuitos implicados en la creación de la memoria aversiva y la manera en que la habénula lateral participa de la formación de esa memoria”, dice Sachella.

De cara al futuro, los investigadores se proponen continuar explorando la hipótesis de generalización del miedo y las implicancias de esta estructura cerebral en el proceso. “Incorporarla y asociarla al aprendizaje del miedo también podría llegar a tener un costado traslacional”, reflexiona Piriz sobre esta región clave del cerebro. Sachella concuerda: “Se abre la posibilidad de que sea un blanco para tratar las enfermedades asociadas a anomalías de la expresión del miedo”.

agosto 27/2022 (Dicyt)

Especialistas del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) demostraron que la activación de la memoria episódica depende de la comunicación coordinada entre dos regiones del cerebro: el hipocampo ventral y la corteza prefrontal. El hallazgo, que se realizó a través de experimentos en modelos animales, se describe en Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA (PNAS), publicación oficial de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos.

“La memoria episódica es aquella relacionada con sucesos autobiográficos y otros eventos, asociados a un contexto espacial y temporal, que pueden relatarse de forma explícita. Como este proceso mental está alterado en enfermedades neurodegenerativas como alzhéimer y enfermedades psiquiátricas, conocer los mecanismos que lo regulan puede ser útil para desarrollar tratamientos más específicos y efectivos”, explica Camila Zold, líder del trabajo e investigadora del CONICET en el Instituto de Fisiología y Biofísica Bernardo Houssay (IFIBIO, CONICET-UBA).

La investigadora también destaca que “reconocer los circuitos neuronales de las memorias episódicas y los mecanismos que controlan su evocación tiene relevancia para conocer mejor un proceso fundamental para la supervivencia de los seres vivos”.

Resultados principales

La información presentada por el contexto en cualquier momento podría impulsar la recuperación de más de un rastro de memoria. ¿Qué mecanismo permite seleccionar el más relevante? De acuerdo con el trabajo publicado en PNAS, un aumento en la sincronización entre el hipocampo ventral y la corteza prefrontal es fundamental para la evocación de la traza de memoria de mayor importancia y la correcta resolución de tareas.

A esa conclusión llegó el equipo de investigación tras evaluar la respuesta electrofisiológica de las neuronas de un grupo de ratas mientras resolvían una tarea de memoria episódica.

En esta tarea, los animales utilizaban la información contextual para discriminar entre un objeto (un frasco o una botella) que ya conocían, pero que nunca habían visto previamente en ese contexto (objeto incongruente), y otro que ya habían visto en ese lugar (objeto congruente). Los animales que resolvían bien la tarea eran los que reconocían rápidamente el objeto congruente (evocación de la memoria relevante o episódica) y procedían a explorar el incongruente.

 “Encontramos que la comunicación entre el hipocampo ventral y la corteza prefrontal aumenta durante la exploración del objeto que es incongruente con el contexto y se logra establecer una nueva asociación objeto-contexto como novedosa”, destaca Noelia Weisstaub, que también lideró el trabajo y es investigadora del CONICET en el Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional (Instituto de Neurociencia Cognitiva y Traslacional (INCYT), CONICET- Instituto de Neurología Cognitiva (INECO), Fundación INECO-Universidad Favaloro).

Por el contrario, en los animales que tenían un mal desempeño con la tarea, la sincronización entre la corteza prefrontal medial y el hipocampo ventral era menor. “Es posible que en estos casos la memoria del objeto incongruente interfiera con la evocación de la memoria relevante y, por lo tanto, el animal se comporta como si ambos objetos (congruente e incongruente) fuesen igualmente familiares en ese contexto”, afirma Weisstaub.

Con farmacología, los autores del estudio desconectaron la comunicación entre la corteza prefrontal medial y el hipocampo ventral, y comprobaron que los animales siempre tenían un mal desempeño con la tarea y la evocación de la memoria relevante.

 “Analizando la actividad de neuronas individuales en la corteza prefrontal durante la tarea, identificamos distintas subpoblaciones de neuronas (células piramidales) que responden cuando el animal explora los objetos. La magnitud de la respuesta de estas neuronas correlaciona con la capacidad de los animales de determinar si ya habían visto o no el objeto en ese lugar previamente”, explica Juan Facundo Morici, becario postdoctoral del CONICET en el INCYT y primer autor del estudio.

A raíz de los resultados obtenidos, los próximos pasos de esta línea de investigación van en la dirección de demostrar el rol específico de la sincronización theta (un tipo de actividad eléctrica del cerebro que coordina el encendido y apagado de millones de neuronas a un ritmo de varias veces por segundo) en la evocación de los trazos de memoria. “Sería interesante observar si modificando la sincronización theta se puede mejorar o empeorar la interferencia durante la evocación”, señala Weisstaub.

Por su parte, Zold agrega que otro objetivo será “identificar otros mecanismos que regulan la sincronización entre el hipocampo y la corteza prefrontal para la evocación de memorias episódicas y cómo esta comunicación es afectada por manipulaciones farmacológicas que sabemos afectan la resolución de la tarea. Estos estudios ampliarán aún más la comprensión del funcionamiento de este tipo de memoria”.

julio 22/2022 (Dicyt)

Referencia:

Morici, J. F., Weisstaub, N. V., & Zold, C. L. (2022). Hippocampal-medial prefrontal cortex network dynamics predict performance during retrieval in a context-guided object memory task. Proceedings of the National Academy of Sciences, 119(20), e2203024119.

La investigación, publicada en el diario Brain, se basa en las autopsias de cerebros de nueve personas que murieron de manera súbita tras contraer el virus.

Más que detectar evidencia de covid en el cerebro, el equipo encontró que fueron los propios anticuerpos de los pacientes los que atacaron las células que recubren los vasos sanguíneos del cerebro, causando inflamación y daño.

Este descubrimiento puede explicar por qué algunas personas tienen efectos persistentes de la infección, incluyendo dolores de cabeza, fatiga, pérdida del olfato y el gusto, incapacidad para dormir, así como «niebla cerebral» -y también puede ayudar a encontrar nuevos tratamientos para covid prolongado-.

El científico del NIH, Avindra Nath, autor principal del estudio, dijo que los «enfermos desarrollan a menudo complicaciones neurológicas con el COVID-19, pero el proceso patofisiólogico subyacente no es muy bien comprendido».

«Hemos mostrado previamente el daño de los vasos sanguíneos y la inflamación del cerebro de los enfermos antes en la autopsia, pero no entendimos la causa de dicho daño. Creo que con este estudio hemos ganado información importante dentro de la cascada de eventos».

Los nueve individuos, con edades entre los 24 y los 73 años, fueron seleccionados del estudio previo del equipo porque mostraban evidencia de daños en los vasos sanguíneos en el cerebro con base en escáner.

Sus cerebros fueron comparados con otros 10 de control, con el equipo en búsqueda de neuroinflamación y respuestas inmunes usando una técnica llamada inmunohistoquímica.

Los científicos descubrieron que los anticuerpos producidos contra el covid-19 equivocadamente atacaron a las células que forman la «barrera hematoencefálica», una estructura diseñada para mantener a los invasores dañinos fuera del cerebro mientras permite pasar solo a las sustancias necesarias.

El daño a estas células puede causar la filtración de proteínas, sangrados internos y coágulos, lo que eleva el riesgo de derrame cerebral.

Estas filtraciones también disparan la acción de células inmunitarias llamadas macrófagos para apresurarse al lugar y reparar el daño, causando la inflamación.

El equipo de investigación encontró que los procesos celulares normales se vieron gravemente interrumpidos en las áreas en las que se concentraron los ataques, lo que tuvo implicaciones en aspectos como su habilidad para desintoxicar y regular el metabolismo.

Los descubrimientos del estudio ofrecen pistas acerca de la biología en juego en pacientes con síntomas neurológicos de larga duración, y pueden ayudar a encontrar nuevos tratamientos -por ejemplo, un fármaco que se enfoque en la acumulación de anticuerpos en la barrera hematoencefálica-.

«Es bastante posible que esta misma clase de respuesta inmune se presente en enfermos de covid de larga duración, resultando en lesiones neuronales», explicó Nath.

Esto podría significar que una droga que modula la respuesta inmune podría ayudar a estos enfermos, agregó el científico. «Así, estos descubrimientos tienen implicaciones terapéuticas muy importantes».

julio 06/2022 (AFP) – Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Referencia:

Nath, A., & Johnson, T. P. (2022). Mechanisms of viral persistence in the brain and therapeutic approaches. The FEBS Journal, 289(8), 2145-2161.

Un estudio realizado con ratones, que se ha presentado en el congreso Experimental Biology celebrado en Filadelfia (Estados Unidos), agrega que esa firma de expresión génica coincide con los patrones observados en el dolor causado por otras enfermedades.

«Un número significativo de personas que padecen covid persistente experimentan anormalidades sensoriales, incluyendo varias formas de dolor», señaló Randal Serafini, de la Escuela de Medicina Icahn en el hospital Mount Sinai de Nueva York.

El equipo usó la secuenciación del ARN para obtener una instantánea de los cambios bioquímicos que el SARS-CoV-2 desencadena en los ganglios de la raíz dorsal, que es una estructura transmisora del dolor.

Este hallazgo, según Serafini podría, «dar lugar a nuevas terapias para los pacientes con covid-19 y covid persistente, así como otros tipos de dolor».

El estudio también muestra -agregó- que el SARS-CoV-2 causa efectos a largo plazo en el cuerpo «de formas drásticamente nuevas, lo que subraya, aún más, por qué la gente debe tratar de evitar infectarse».

Los experimentos incluyeron un modelo de hámster de infección intranasal por covid-19, que refleja fielmente los síntomas experimentados por las personas.

Los investigadores observaron que los hámsteres mostraban una ligera hipersensibilidad al tacto al principio de la infección, que se agravaba con el tiempo, hasta los 30 días.

A continuación, realizaron experimentos similares con la gripe A para determinar si otros virus de ARN promueven respuestas similares.

En contraste con el SARS-CoV-2, la gripe A causó una hipersensibilidad temprana que fue más severa, pero que desapareció a los cuatro días pos infección.

El análisis de los patrones de expresión génica en los ganglios de la raíz dorsal reveló que el coronavirus causó un cambio más prominente en los niveles de expresión de los genes implicados en los procesos de señalización específicos de las neuronas en comparación con la gripe.

Otros experimentos demostraron que, cuatro semanas después de recuperarse de la infección vírica, los hámsteres infectados por la gripe no presentaban signos de hipersensibilidad a largo plazo, mientras los de SARS-CoV-2 mostraban una hipersensibilidad agravada, que reflejaba un dolor crónico.

Los hámsteres que se habían recuperado de la covid-19 presentaban firmas de expresión génica similares a las observadas en los ganglios de la raíz dorsal de ratones afectados por el dolor inducido por la inflamación o la lesión nerviosa.

Para profundizar en la maquinaria molecular asociada a la alteración de la sensibilidad en los hámsteres infectados por SARS-CoV-2, los investigadores aplicaron análisis bioinformáticos a los datos de expresión génica que habían obtenido.

El análisis predijo que el SARS-CoV-2 regula a la baja la actividad de varios reguladores del dolor previamente identificados y de una proteína denominada factor de unión al potenciador de la interleucina 3 (ILF3).

Esta regulación a la baja se produce en momentos en los que los comportamientos de dolor en los hámsteres infectados por el SARS-CoV-2 eran muy leves, a pesar de la fuerte inflamación sistémica. En cambio, la hipersensibilidad inducida por la gripe A era grave en esos momentos.

La ILF3 aún no se ha estudiado en el contexto del dolor, pero es un potente regulador del cáncer, señalan los investigadores, que plantearon la hipótesis de que imitar los efectos agudos de la ILF3 podría servir como una nueva estrategia de tratamiento del dolor.

Para comprobar esta predicción, administraron un fármaco anticanceroso clínicamente probado que inhibe la actividad de la ILF3 y comprobaron que, efectivamente, era «muy eficaz» para tratar el dolor en un modelo de ratón de inflamación localizada»

«Creemos que los candidatos terapéuticos derivados de nuestros datos de expresión génica, como los inhibidores de ILF3, podrían dirigirse a los mecanismos del dolor que son específicos de los pacientes tanto con covid-19 como persistente», dijo Serafini.

abril 06/2022 (EFE) – Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

El estudio, dirigido por la profesora Lucía Botero, de la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, se hizo con ocho perros de compañía que presentaban lesión medular traumática crónica, a los cuales se les realizó un trasplante autólogo (autotrasplante) de células de la glía envolvente olfatoria (CGEO), un componente importante de la mucosa nasal olfatoria, con el fin de determinar su efecto.

“Para identificar el sitio exacto de la lesión para el trasplante utilizamos imágenes de resonancia magnética. Las CGEO son un tipo especial de glía que se localizan en el sistema nervioso periférico, en la mucosa olfatoria y en el sistema nervioso central, en las dos capas más externas del bulbo olfatorio”, explica el investigador.

Aunque este tipo de células –específicamente las del bulbo y de la mucosa olfatoria– se han utilizado en investigaciones con modelos de ratas y caninos en lesiones medulares, en América Latina y en Colombia es la primera vez que se realiza dicho procedimiento en mascotas.

Además, el estudio innova en la toma de la muestra por vía endoscópica en la cavidad nasal, lo que evita el proceso quirúrgico del seno nasal utilizado por investigadores ingleses. También es innovador el trasplante realizado con una técnica percutánea con guía ecográfica para depositar las células a nivel intramedular, lo que implicaría una cirugía de columna vertebral.

Entre los ocho perros seleccionados para el estudio había tres hembras y cinco machos; dos de raza criolla, dos Pit Bull, un pinscher, un beagle, un labrador y un bulldog, con edad promedio de 4’9 años.

Las muestras nasales y la resonancia magnética pretrasplante se tomaron en las instalaciones del Centro de Resonancia Especializada Veterinaria (CreVet) en Bogotá, a donde los dueños de las mascotas las llevaron en ayunas y con los resultados de los exámenes prequirúrgicos exigidos por la institución.

Luego de la toma de la muestra de la mucosa nasal, el tejido es procesado y las células son cultivadas por un periodo de aproximadamente 15 a 20 días, tiempo en el cual son trasplantadas directamente en la médula espinal mediante un procedimiento también innovador de guía endoscópica e inyección percutánea.

Después del trasplante, las mascotas pasaron a sala de recuperación y fueron monitoreadas entre dos y tres horas. Posteriormente se entregaron a sus propietarios con la medicación correspondiente y la recomendación expresa de evitar que los animales hicieran movimientos bruscos y que tuvieran caídas o golpes, además de continuar con la dieta normal.

Una semana después del procedimiento endoscópico de toma de muestra en los pacientes, los propietarios reportaron un comportamiento normal de olfateo y apetito, y sin presencia de dolor, inflamación ni molestia alguna en las fosas nasales ni en la piel del hocico, y tampoco secreciones. Eso quiere decir que el procedimiento no ocasionó efectos secundarios, lo que llevó a concluir que es seguro para tomar la muestra de cultivo.

Para evaluar el efecto del trasplante, a todos los pacientes se les realizó un examen neurológico y una prueba de la marcha pre y pos trasplante con diferencia de un mes, junto con resonancia de control a los 90 días pos trasplante.

Las pruebas permitieron establecer efectos positivos en este tipo de trasplante que indujeron cambios en la actividad sensitiva y motora de los miembros posteriores en los pacientes, a pesar de su condición crónica.

Este estudio, apoyado por trabajos previos en ratas llevados a cabo por otros investigadores de la UNAL es el primer paso para la utilización de dicho tratamiento con medicina regenerativa en pacientes animales y humanos con lesiones medulares en el país, señala el doctor Otalora.

abril 03/2022 (Dicyt)

La combinación de dos técnicas de bajo costo se ha mostrado eficaz en el diagnóstico del alzhéimer, una enfermedad neurodegenerativa y progresiva del sistema nervioso central.

El análisis de datos obtenidos mediante la aplicación de la técnica de electroencefalografía (EEG) –utilizada en el diagnóstico de enfermedades tales como la epilepsia, la esquizofrenia, el párkinson y los trastornos del sueño–, en combinación con un algoritmo computacional, permitió diferenciar entre pacientes sanos y los portadores de esta afección.

Este estudio, publicado en la revista PLOS ONE, estuvo a cargo de científicos de la Universidad  Estadual Paulista (Unesp) y del Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (Inpe) de Brasil.

“La técnica utilizada en este trabajo, propuesta durante mi doctorado, permite mapear datos fisiológicos en una red compleja y analizar la dinámica de informaciones a partir de las características de la red asociada. Se sabe que datos de EEG de pacientes con la enfermedad de Alzheimer arrojan una disminución de los llamados componentes de alta frecuencia, como así también un aumento de los componentes de baja frecuencia, cuando se los compara con los estudios de pacientes sanos. Observamos que los datos de EEG de pacientes con dinámicas distintas [sanos versus enfermos] redundaron en un mapeo en redes con topologías también distintas, lo que constituye una muestra de la eficiencia de esta técnica”, explica Andriana Campanharo, docente del Instituto de Biociencias de Botucatu (IBB-Unesp) y coordinadora del estudio.

La electroencefalografía consiste en la medición de las señales eléctricas del cerebro mediante la aplicación de electrodos en el cuero cabelludo, lo que permite el registro de las actividades de las neuronas en intervalos de tiempo uniformes. En tanto, una red compleja es una estructura descrita por un conjunto de vértices, aristas y por algún tipo de interacción entre estos de manera tal que pueda analizárselos computacionalmente.

“Una de las grandes ventajas de este trabajo consiste en utilizar datos de electroencefalogramas, que son estudios de bajo costo, con una alta resolución temporal y amplia disponibilidad, y que suministran información valiosa sobre la dinámica cerebral de individuos con alzhéimer”, dice Aruane Mello Pineda, primera autora del trabajo, realizado durante su maestría en el IBB-Unesp.

El diagnóstico fue posible con base en la clasificación de las redes complejas asociadas a los datos de EEG de 48 voluntarios, de los cuales 24 eran sanos y 24 padecían alzhéimer en un estadio avanzado. La información forma parte de un banco de datos reunido por investigadores de la Universidad del Estado de Florida, en Estados Unidos.

Las áreas más afectadas

Aparte de la clasificación de todos los voluntarios como “sanos” o “enfermos”, se realizó una investigación de las áreas del cerebro más afectadas por la enfermedad. Para ello, los datos de EEG de los portadores de alzhéimer, en 19 posiciones distintas del cuero cabelludo, también se mapearon en redes complejas.

Con base en el análisis estadístico de las redes obtenidas, los investigadores arribaron a la conclusión de que el área temporal parietal izquierda –en la parte trasera superior de la cabeza– es donde los electrodos mejor detectan las señales eléctricas asociadas al alzhéimer.

“Esta observación corresponde a la actual comprensión sobre la progresión de la enfermedad, que generalmente se manifiesta en esa área, responsable de la memoria verbal y que, aparentemente, es más vulnerable”, afirma Mello Pineda, quien actualmente realiza su doctorado, en el Centro de Ciencias Matemáticas Aplicadas a la Industria (CeMEAI), un Centro de Investigación, Innovación y Difusión (CEPID) financiado por la FAPESP y hospedado en la Universidad de São Paulo (USP), en la ciudad paulista de São Carlos.

El grupo encabezado por Campanharo trabaja ahora con un banco de datos mayor, con más de 100 pacientes, entre sanos y con diferentes estadios de alzhéimer. Toda vez que la técnica fue validada para identificar a los portadores de la enfermedad en un estadio avanzado, el objetivo actual consiste en detectar patrones que diferencien el estadio inicial del avanzado.

Este trabajo abre el camino para que en el futuro exista un diagnóstico automático y más preciso de la enfermedad de Alzheimer. De esta forma, será posible detectarla aún en su fase inicial, lo cual facilitará el tratamiento precoz.

El estudio contó con la colaboración de los investigadores Fernando M. Ramos, del Inpe, y Luiz Eduardo Betting, de la Facultad de Medicina de Botucatu (FMB-Unesp).

marzo 2/2022 (Dicyt)

La estrategia consiste en la implantación de células madre adultas, previamente obtenidas a partir del tejido adiposo, es decir grasa corporal, cargadas con nanopartículas magnéticas, y luego direccionadas de manera externa mediante el uso de un imán hacia el lugar del daño. El estudio, publicado en Acta Biomateralia y seleccionado entre miles por la prestigiosa revista Science para comentarlo,  permitió comprobar que la técnica contribuye a la recuperación de la morfología del nervio y su funcionalidad.

Las lesiones de los nervios periféricos –aquellos que están por fuera del sistema nervioso central– son frecuentes y, en algunos casos, ocasionan la disminución o pérdida de movilidad del área dañada, provocando ocasionalmente una discapacidad permanente si no son tratadas a tiempo. Las investigaciones para dar con terapias que permitan la regeneración nerviosa, basadas en el uso de células madre adultas, han mostrado resultados alentadores, pero chocan con un obstáculo importante: asegurar la permanencia de un número suficiente de células en el sitio lesionado durante el tiempo necesario para producir los efectos terapéuticos.

En el trabajo publicado, las expertas combinaron sus experiencias previas en, por un lado, el trasplante de células madre adultas para la regeneración de nervios periféricos y, por otro, el uso de materiales magnéticos en aplicaciones biomédicas “con el objetivo único de mejorar el arribo y la retención de las células madre que tienen las propiedades regenerativas de interés para la terapia en el sitio donde está la injuria”, según comenta Marcela B. Fernández van Raap, investigadora del CONICET en el IFLP, donde es referente de la línea de investigación en nanomagnetismo, y una de las autoras de la investigación.

El primer paso de la terapia, testeada in vivo en ratas adultas de laboratorio, consistió en la obtención de las células mesenquimales, un tipo de células adultas y multipotentes que tienen la capacidad de diferenciarse en diversos tipos celulares (entre otros, en células de Schwann, que son un elemento clave en la regeneración de nervios periféricos) y secretan factores tróficos y regulan la respuesta inmune, todos mecanismos de acción propuestos para ejercer su efecto regenerativo. La extracción se realizó a partir del tejido adiposo de los mismos animales que tenían la lesión, en un procedimiento parecido al de una liposucción.

Una vez obtenidas, las células en cultivo fueron incubadas con nanopartículas magnéticas de magnetita, u óxido de hierro, un material biocompatible y de baja toxicidad. “Cuando entran en contacto, las células endocitan a las nanopartículas, es decir deforman su membrana celular, las envuelven e incorporan. Se las ‘comen’. Por eso decimos que las células se vuelven magnéticas, porque ahora tienen adentro las nanopartículas”, cuenta Paula Soto, quien realizó su doctorado en el IQUIFIB como becaria del CONICET y fue la primera autora del trabajo.

“De esta forma, se obtiene un material híbrido que tiene distintas propiedades: por un lado, las de las células con sus factores de crecimiento y efectos inmunomoduladores y, por otro, el magnetismo de las nanopartículas, lo que hace que pueda ser accionado de forma externa con un campo magnético”, añade Fernández van Raap.

Según explica Patricia Setton-Avruj, investigadora del CONICET y directora del Laboratorio de Células Multipotentes en Neuroregeneración del IQUIFIB, también autora del trabajo, en anteriores experiencias de trasplantes de células multipotentes por vía endovenosa hemos demostrado que estas son reclutadas o convocadas hacia el lugar de la lesión por señales biológicas generadas como consecuencia de la reacción inflamatoria provocada allí.

 “El nervio lesionado secreta esas señales que atraen a las células trasplantadas. El hecho de que hayamos logrado magnetizar las células permite vehiculizarlas y manejarlas desde el exterior con el imán, lo que ayuda a hacer más eficiente su llegada y a que queden retenidas en la zona de la injuria por mayor tiempo y puedan tener un efecto benéfico más significativo”, destaca.

Una vez caracterizadas las células cargadas con las nanopartículas, y establecidas las cantidades incorporadas por las células, fueron trasplantadas en el torrente sanguíneo mediante una inyección endovenosa, y se colocó el imán en la parte externa de la pata del animal, en la zona de la lesión, con un apósito durante 24 horas para atraerlas y retenerlas en ese lugar. “Se trata de un procedimiento no invasivo, no requiere cirugía ni inmovilización, y no provoca dolor ni sufrimiento”, subrayan las expertas.

Recuperación de la estructura y funcionalidad del nervio

Uno de los resultados alentadores de esta estrategia innovadora fue que al cabo de una semana y mediante estudios de microscopía electrónica y electrofisiología pudo verse la recuperación de la estructura y funcionalidad del nervio, respectivamente. “No siempre la regeneración implica recuperación funcional. En este caso sí, se obtienen respuestas a los estímulos. Pudimos corroborar que recobra parte de su funcionalidad”, destaca Soto. “Lo que se logra es un proceso de remielinización, es decir se recupera la mielina, membrana especializada que facilita la velocidad de conducción del impulso nervioso. Cuando hay una lesión, el nervio se desmieliniza”.

Las expertas se entusiasman con la idea de que esta técnica pueda ser potencialmente trasladada a una población adulta, y subrayan que es aplicable a cualquier nervio periférico. “En el sistema nervioso central sería más difícil. Las células trasplantadas podrían llegar y ejercer su efecto, pero sería más complejo lograr su direccionamiento a través de un imán externo. La localización del nervio ciático lo hace más accesible a las fuerzas magnéticas externas”, concluye Setton-Avruj.

octubre 27/2021 (Dicyt)

 Referencia:
Soto, P. A., Vence, M., Piñero, G. M., Coral, D. F., Usach, V., Muraca, D., Fernández van Raap, M. B., … & Setton-Avruj, C. P. (2021). Sciatic Nerve Regeneration After Traumatic Injury Using Magnetic Targeted Adipose-derived Mesenchymal Stem Cells. Acta Biomaterialia. DOI: https://doi.org/10.1016/j.actbio.2021.05.050

Según la revista Nature, el nuevo coronavirus es capaz de matar las células endoteliales, las cuales forman los vasos sanguíneos que aíslan al sistema nervioso central de moléculas potencialmente tóxicas.

Estas –precisa la fuente- tienen un rol sumamente importante en la adecuada irrigación del cerebro.

El SARS-CoV-2 lleva a estas células a producir una «especie de tijeras moleculares a partir de su propio material genético, con las que cortan una proteína llamada NEMO, esencial para su supervivencia, por lo que terminarán muriendo», explican los científicos.

Una vez muertas estas se convierten en los conocidos vasos fantasmas, perdiendo la capacidad de aislar al cerebro y la médula espinal de sustancias extrañas.

Eso podría ocasionar una serie de microhemorragias cerebrales entre otras afectaciones, como, desarrollar trastornos cognitivos, neurodegenerativos o incluso demencia.

octubre 25/2021 (Prensa Latina) – Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Un gesto tan simple como levantar un brazo requiere el esfuerzo coordinado de millones de neuronas diferentes en varias regiones del cerebro, seguido de señales enviadas a gran velocidad desde el cerebro a la médula espinal y luego a los músculos, que se contraen para mover la extremidad. A nivel celular, ese movimiento es un proceso muy complicado y los científicos aún no han llegado a comprender del todo cómo se produce.

Ahora, por primera vez, se han mapeado con todo detalle las neuronas y otras células que intervienen en una región del cerebro que controla el movimiento en humanos, ratones y titíes: la corteza motora primaria.

Los autores destacan que este atlas de la corteza motora primaria allanará el camino para cartografiar todo el cerebro de los mamíferos y comprender mejor las enfermedades cerebrales

La titánica labor se ha llevado a cabo gracias a la colaboración de un gran consorcio de neurocientíficos, reunidos en torno al proyecto Cell Census Network (BICCN) de la iniciativa BRAIN, de los Institutos Nacionales de Salud (NIH) de Estados Unidos Los resultados se publican en Nature, en un artículo principal y otros 16 complementarios.

Los autores destacan que este nuevo atlas allanará el camino para cartografiar todo el cerebro de los mamíferos y comprender mejor las enfermedades cerebrales, incluidas las que atacan a las neuronas que controlan el movimiento, como la esclerosis lateral amiotrófica (ELA).

Según comenta Hongkui Zeng, director del Allen Institute for Brain Science  e investigador principal de varios estudios de BRAIN, “en el cerebro humano hay más de 160 000 millones de células, por lo que tiene 20 veces más células que personas hay en el mundo».

El investigador señala: “Para llegar a entender cómo funciona un sistema tan complejo como el cerebro, primero hay que elaborar una lista de piezas que lo componen, luego entender lo que hace cada parte y, por último, unir las piezas. Y eso es lo que estamos haciendo con el cerebro”. 

El atlas más completo y detallado

“En esta gran colaboración —agrega— han participado decenas de equipos de investigación de todo Estados Unidos que han trabajado conjuntamente para completar este atlas, célula por célula, de la corteza motora primaria, la parte del cerebro de los mamíferos que controla el movimiento”. 

El resultado, según este experto, ha sido la creación de un mapa exhaustivo de los tipos de células de la corteza motora de humanos, ratones y titíes: “Hemos combinado una serie de técnicas diferentes para definir los tipos de células, y la colección de datos de acceso abierto resultante es el atlas más completo y detallado de cualquier parte del cerebro de los mamíferos jamás publicado”. 

Hemos combinado una serie de técnicas diferentes para definir los tipos de células, y la colección de datos de acceso abierto resultante es el atlas más completo y detallado de cualquier parte del cerebro de los mamíferos jamás publicado.

Los investigadores han clasificado los millones de neuronas y otras clases de células cerebrales de la corteza motora en muchas categorías. El número real de tipos de células cerebrales distintas en esta región depende de cómo se midan, pero oscila entre varias docenas y más de 100.

Los creadores del atlas utilizaron varios métodos para medir propiedades celulares y definir un tipo celular mediante la correlación e integración de estas propiedades, incluyendo el conjunto completo de genes que una célula puede activar.

Los datos de expresión génica y epigenética de una sola de ellas fueron especialmente importantes, ya que se utilizaron para integrar toda la demás información celular, creando un marco común para clasificar los tipos de células y compararlos dentro de cada especie y entre ellas.

La capa más externa del cerebro de los mamíferos

El consorcio científico eligió la corteza motora primaria en parte porque es similar en todas las especies de mamíferos. Aunque los cerebros de humanos, monos y ratones tengan muchas diferencias, la forma en que controlamos el movimiento es muy similar.

La elección también se debió a que esta región es representativa del neocórtex, la capa más externa del cerebro de los mamíferos, que no sólo integra la información sensorial y motora, sino que también da lugar a nuestras complejas funciones cognitivas.

Hongkui Zeng apunta un descubrimiento: “Las células de esta región se organizan en subclases amplias y distintas, y los niveles superiores de la jerarquía se componen de unas 25 subclases. Los subtipos pueden estar determinados por su perfil genético y otras características, o por su ubicación en el cerebro”.

También señala que “la organización jerárquica de las células de la corteza motora se mantiene en las tres especies; y además, la conservación de los tipos de células indica que tienen funciones importantes en los circuitos corticales y en la función de los mamíferos en su conjunto”.

La organización jerárquica de las células de la corteza motora se mantiene en humanos, ratones y titíes. La conservación de los tipos de células indica que tienen funciones importantes en los circuitos corticales y en la función de los mamíferos en su conjunto

“Esta información entre especies podría servir para tomar decisiones sobre la selección de los mejores modelos animales y de objetivos terapéuticos a la hora de investigar las enfermedades humanas”, subraya el investigador.

Actualmente el consorcio amplía sus campos de colaboración para crear un censo de células de todo el cerebro del ratón, así como para aumentar el conocimiento del cerebro humano y de otros primates.

“Los trabajos del BICCN representan un verdadero tesoro para futuros descubrimientos, sobre todo las exploraciones que ayuden a comprender mejor cómo la corteza motora controla y modula muchas formas de movimiento», valora Silvia Arber, investigadora de la Universidad de Basilea (Suiza) en articulo de análisis de los trabajos publicado también en Nature.

octubre 08/2021 (SINC)

Referencia:

Zeng H. et al. “A multimodal cell census and atlas of the mammalian primary motor cortex”. Nature.

Estar más tiempo en la cama no garantiza una elevada productividad laboral o disminución de la presión arterial, entre tantos ejemplos que anteriormente se planteaban.

Los científicos, según el comunicado, probaron que las siestas suelen ser más beneficiosas, pues contribuyen a mejorar el proceso de cognición, eficiencia, toma de decisiones y el bienestar en sentido general.

Otro punto de la investigación refiere que «dormir más horas no equivale a mayor bienestar, aspecto que está vinculado a la calidad del sueño«, subraya la fuente.

Respecto a la calidad del sueño el sitio científico Mayo Clinic sugiere revisar los medicamentos y los suplementos que toman las personas.

Evitar ingerir líquidos hasta dos horas antes de ir a la cama para reducir las idas al baño, y mantener el ambiente donde duermes lo más oscuro posible.

De ahí la importancia de evitar las luces provenientes del televisor, de la pantalla de la computadora o dispositivos móviles, porque la luz altera el ritmo natural que tiene el cuerpo al momento de dormir.

Asimismo, los expertos sugieren no consumir productos con cafeína, ni alcohol ocho horas previas de acostarse.

Los licores ayudan a quedarse dormido, una vez que su efecto desaparece, la persona es más propensa a despertarse durante la noche.

agosto 06/2021 (Prensa Latina) – Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Un grupo de investigación del Instituto de Biomedicina de Valencia (IBV), del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha publicado en la revista PLOS Biology, un estudio que describe cómo se desarrolla un tipo de neurona sensorial que recibe información del ambiente, comprobando por primera vez que el proceso es distinto del resto de neuronas similares.

El trabajo se ha realizado en un modelo animal simple, el nematodo Caenorhabditis elegans, lo que podría ayudar a entender mejor el desarrollo de la diversidad neuronal en el cerebro humano, así como comprender los mecanismos que subyacen al componente genético de algunas enfermedades del neurodesarrollo.

El estudio está liderado por la investigadora del CSIC en el IBV Nuria Flames quien, junto a su equipo, ha analizado los mecanismos de regulación genética de 118 tipos de neuronas de C. elegans, concretamente un tipo de neurona serotoninérgica llamada ADF, que recibe información del ambiente, al igual que algunas de nuestras neuronas sensoriales.

ADF es una neurona sensorial, que recibe información del ambiente, igual que otras sensoriales, pero no se puede decir que sean directamente equivalentes, Nuria Flames.

El equipo de investigación del IBV ha identificado un factor de transcripción, llamado LAG-1 (RBPJ en humanos) que actúa como regulador de la expresión de los genes necesarios para que la neurona ADF cumpla sus funciones en C. elegans.

“LAG-1 es el mediador de una vía de señalización fundamental en el desarrollo neuronal, la vía de Notch, que está muy conservada evolutivamente. Sorprendentemente, nuestros resultados muestran que, en el caso de C. elegans, LAG-1 actúa de forma independiente de la vía de Notch para establecer el tipo neuronal ADF”, explica Flames.

La función principal de la ruta de señalización o vía de Notch es controlar los destinos celulares mediante la amplificación y consolidación de diferencias entre células adyacentes. Según la autora, no hay una equivalencia directa entre la ADF y una neurona humana.

“ADF es una neurona sensorial, que recibe información del ambiente, igual que otras sensoriales, pero no se puede decir que sean directamente equivalentes”, señala la investigadora. Sin embargo, C. elegans se utiliza como un modelo simple para entender cómo se genera la diversidad neuronal.

Descubrimiento inesperado

“Fue un descubrimiento inesperado, pues hay muy pocos estudios con descripciones de actividades de LAG-1 y RBPJ independientes de la vía de Notch en cualquier organismo”, revela la experta. Su grupo de investigación en el IBV ha estudiado otras neuronas serotoninérgicas de C. elegans (llamadas NSM y HSN), conociendo cómo se generan.

La comunidad científica desconocía los mecanismos que regulan la diferenciación terminal de este tipo de neurona ADF

Sin embargo, se desconocían los mecanismos que regulan la diferenciación terminal de este tipo de neurona ADF, siendo esta la primera vez que se observa un papel activador de LAG-1 independiente de la vía de Notch en C. elegans.

Este estudio pone de manifiesto que el factor LAG-1 actúa como selector de identidad neuronal en C. elegans, una función que se requiere durante toda la vida del animal e independientemente del ambiente. “Para poder hacer estas funciones tan diferentes de las que normalmente cumple en la vía de Notch durante desarrollo embrionario, LAG-1 ha adquirido la estrategia de independizarse de la necesidad de Notch para trabajar”, resume la investigadora.

julio 27/2021 (SINC)

Referencia:

Miren Maicas et al. “The transcription factor LAG-1/CSL plays a Notch-independent role in controlling terminal differentiation, fate maintenance, and plasticity of serotonergic chemosensory neurons”. PLoS Biology, DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3001334

El neuropéptido encefalina, compuesto por cinco aminoácidos, es fundamental para que el encuentro con alguien que no hemos visto con anterioridad quede archivado en nuestra memoria. Así lo afirma un estudio liderado en el Instituto de Neurociencias de Alicante (CSIC/UMH) y realizado en ratones, una especie social como los humanos. Los resultados se publican en Molecular Psychiatry.

“Este trabajo proporciona un mecanismo novedoso y hasta ahora desconocido para el almacenamiento de la memoria, en el que la acción de neuronas inhibidoras locales produce una plasticidad sináptica de larga duración –indispensable para la formación de esta memoria social– a través de la liberación de la encefalina y su acción sobre los receptores opioides delta”, explica Félix Leroy, científico de la institución valenciana.

Queremos ver cómo la plasticidad que hemos demostrado en esta publicación se puede aprovechar para rescatar la capacidad de formar memoria social en estos animales, expreso Félix Leroy.

La plasticidad sináptica hace referencia a los cambios que se producen en la intensidad de la comunicación entre las neuronas, y es el principal mecanismo implicado en la memoria y el aprendizaje. Mientras, la encefalina actúa como un depresor de la comunicación neuronal y es liberada por las neuronas VIP.

Las neuronas VIP, llamadas así porque producen un péptido que fue aislado inicialmente en el intestino denominado péptido intestinal vasoactivo, se encuentran en una pequeña zona del hipocampo denominada CA2, que está implicada en la formación de la memoria social. Estas células VIP actúan en esta zona del cerebro como neuronas des inhibitorias, porque frenan a las neuronas inhibitorias. De esta manera, las neuronas excitadoras pueden activarse indirectamente.

Así, las neuronas VIP muestran una mayor actividad durante el encuentro con un individuo desconocido que frente a otro familiar y también ante un objeto nuevo. Cuando las inter neuronas VIP en CA2 liberan encefalina, se induce un tipo especial de plasticidad, denominada ITDP (Input-timing-dependent plasticity), que es fundamental para la formación de la memoria social.

Cuando las inter neuronas VIP en CA2 liberan encefalina, se induce un tipo especial de plasticidad que es fundamental para la formación de la memoria social.

Revertir la esquizofrenia

“La disfunción de CA2 ha sido relacionada con la esquizofrenia en humanos y se cree que contribuye a los déficits de memoria social. Una mejor comprensión de cómo los opioides endógenos regulan la función de la CA2 contribuirá a una mejor comprensión de los mecanismos de la enfermedad”, añade Leroy.

“Por los modelos de ratón de esquizofrenia sabemos que la zona CA2 está mal regulada en esta enfermedad, y que esos ratones no pueden formar memoria social. Lo que estamos haciendo ahora es ver cómo la plasticidad que demostrada en esta publicación se puede aprovechar para rescatar la capacidad de formar dicha memoria social en estos animales”, concluye el investigador.

julio 26/2021 (SINC)

Referencia: 

Leroy, F., de Solis, C.A., Boyle, L.M. et al. Enkephalin release from VIP interneurons in the hippocampal CA2/3a region mediates heterosynaptic plasticity and social memory. Mol Psychiatry (2021). DOI: 10.1038/s41380-021-01124-y

Aunque hay medicamentos que ayudan a controlarla, todavía se desconocen los mecanismos que intervienen en el desarrollo del padecimiento. Esto sirvió como motivante de una tesis doctoral donde se analizó el papel del neurotransmisor inhibidor del sistema nervioso central GABA en el origen de las crisis convulsivas.

El autor, Miguel Serrano Reyes, alumno doctoral del investigador José Bargas Díaz, ambos del Instituto de Fisiología Celular (IFC) de la UNAM, busca entender el comportamiento neuronal de quienes sufren convulsiones ocasionadas por la epilepsia. Utiliza técnicas computacionales para entender el mecanismo básico que ocurre en el cerebro de ratones durante la enfermedad.

En particular, realiza análisis de tejido cerebral de un modelo de ratón y analiza cómo ocurren las crisis epileptiformes interictales (IEDs, por sus siglas en inglés), un tipo de descargas eléctricas que ocurren antes o entre las crisis epilépticas, con el objetivo de mejorar los tratamientos.

Los resultados del estudio se publicaron en la revista Neuroscience, y demuestran que el bloqueo farmacológico de la transmisión de GABA provocan periodos de descargas epileptiformes interictales.

Para conocer el papel de este neurotransmisor en las IEDs, Serrano Reyes y sus colegas midieron in vitro la actividad neuronal de la corteza motora de ratones transgénicos donde identificaron distintos tipos neuronales. Estudiaron la actividad de la corteza motora en reposo (cuando no había un estímulo) y durante las IEDs.

Los científicos encontraron que, en reposo, las neuronas actúan de manera funcionalmente estructuradas, se agrupan en ensambles neuronales y presentan secuencias espacio-temporales de manera espontánea. Pero si se bloquea a GABA (principal neurotransmisor inhibidor) el agrupamiento se destruye y se transforma en un macro-ensamble recurrente que puede desencadenar en una crisis convulsiva.

Durante el procedimiento cambiaron la transmisión GABAérgica con químicos que inducen eventos parecidos a los IEDs, y con técnicas de imagenología pudieron visualizar y registrar, de manera simultánea, neuronas con resolución de una sola célula. Además, grabaron células individuales, lo que posibilitó una observación matemática de lo ocurrido durante las IEDs.

Las redes neuronales que se obtuvieron experimentalmente permitieron visualizar alrededor de 70 neuronas de manera simultánea. Los datos se analizaron usando la teoría de grafos (que se emplea para predecir comportamiento). Los grafos han permitido modelar un sistema dinámico (aquellos que se van transformando en el tiempo) de una manera muy sencilla.

En este caso los nodos representan a las neuronas de la corteza motora y los enlaces son conexiones funcionales que hay entre ellas. Las interacciones de las neuronas a su vez forman diferentes grupos que van interactuando entre sí a lo largo del tiempo.

Serrano Reyes explicó que cuando se bloquea la transmisión de GABA los conjuntos neuronales empiezan a moverse hacia un nuevo agrupamiento que se va repitiendo. Este nuevo grupo presenta las características de las IEDs.

La preparación experimental usada ofrece la oportunidad para usarse como bioensayos de distintos fármacos usados comúnmente en el tratamiento de la epilepsia.

Con la implementación de este tipo de algoritmos se espera que el modelo se pueda estandarizar a otros padecimientos motores como la Enfermedad de Parkinson y la Enfermedad de Huntington, lo que permitiría mayor entendimiento de la actividad neuronal.

Con los resultados, Serrano Reyes espera probar diferentes tipos de modelos in vitro que asemejan la epilepsia, para estudiar también la transición que existe de las crisis interictales a través de las crisis que ocurren antes y hacia el momento de la convulsión epiléptica.

 julio 12/2021 (Dicyt)

De un solo golpe, científicos brasileños lograron demostrar la relación existente entre la hipertensión arterial y el aumento de la presión intracraneal, y validaron un método de investigación no invasivo para el monitoreo del encéfalo y un tratamiento para la presión arterial que también tiene efectos sobre la hipertensión intracraneal.

Este estudio, que contó con el apoyo de la FAPESP – Fundación de Apoyo a la Investigación Científica del Estado de São Paulo, monitoreó durante seis semanas la evolución de la presión arterial en ratas. Es un trabajo que es fruto de una colaboración entre un equipo de la Universidade Estadual Paulista (Unesp) con sede en la localidad de Araraquara y la startup Brain4care (del municipio de paulista de São Carlos), y puede resultar en nuevos tratamientos para la hipertensión intracraneal y las complicaciones derivadas de la misma, entre ellas los accidentes cerebrovasculares. Los principales resultados de la investigación constituyeron el tema de un artículo publicado en la revista Hypertension.

“Pretendíamos responder la pregunta referente a cómo evoluciona la hipertensión intracraneal durante el período en que el animal se está volviendo hipertenso».

De manera inédita, logramos monitorear esta evolución mediante un método no invasivo y realizamos un seguimiento de las alteraciones morfológicas de la curva de la presión intracraneal [PIC].

Nuestro estudio sugiere que la hipertensión intracraneal puede prevenirse mediante el diagnóstico precoz y el tratamiento con el medicamento Losartán, ampliamente utilizado contra la hipertensión. Este fármaco bloquea la acción de la angiotensina 2 [un péptido que participa en el control de la presión], algo que probamos que es importante también en la presión intracraneal, comenta Eduardo Colombari, docente de la Facultad de Odontología de Araraquara, de la Universidade Estadual Paulista (Unesp), y coordinador del estudio.

El aumento de la presión intracraneal ocurre generalmente como consecuencia de problemas tales como tumores, encefalitis, meningitis o trombosis. Sin embargo, los investigadores demostraron que la hipertensión crónica puede acarrear consecuencias también sobre la presión en el encéfalo, perjudicando así la complacencia cerebral.

En el estudio, los investigadores utilizaron clips para simular la obstrucción de la arteria renal en ratas, disminuyendo así el flujo sanguíneo hacia uno de los riñones de los animales. La merma de la irrigación hizo que el riñón disparase un conjunto de péptidos, enzimas y receptores (todos ligados al sistema renina -angiotensina, que controla la presión), causando vasoconstricción y aumento de la presión arterial en todo el organismo. A la tercera semana de monitoreo, cuando ya se consideraba a los animales hipertensos, la presión arterial aumentó aún más, ocasionando retención de líquidos y, sobre todo, un aumento del flujo de sangre hacia el encéfalo.

 “De no tratársela, la hipertensión puede volverse aún más grave. Con el aumento de la presión intracraneal causado por la hipertensión sistémica, se produce la pérdida de la capacidad del encéfalo para estabilizar la presión [la autorregulación cerebral]. Esto puede acarrear también la rotura de la barrera hematoencefálica, protectora del encéfalo. En este estudio demostramos que la barrera hematoencefálica de las ratas ya se encuentra comprometida a la tercera semana. Cuando se rompe, la sustancias y los productos del sistema renina-angiotensina, como así también otras sustancias proinflamatorias presentes en los vasos sanguíneos, pueden ir hacia el espacio intersticial, donde están presentes las neuronas, fundamentalmente en las regiones importantes para el ajuste neurohumoral integrativo, tales como el sistema cardiovascular, el respiratorio y el renal, entre otros”, afirma Colombari.

Para tratar la presión intracraneal

Las roturas de la barrera hematoencefálica fragilizan áreas del sistema nervioso importantes para el control de la presión cardiovascular en general. “¿De qué manera se trata actualmente la hipertensión intracraneal? Mediante el coma inducido o con diuréticos para resolver la retención de líquidos fundamentalmente en el encéfalo, envuelto en la cavidad craneal. Son métodos poco específicos y muy sistémicos. Con una mayor comprensión acerca de la relación entre la hipertensión arterial y la hipertensión intracraneal, se abre la posibilidad de crear un nuevo campo de estudio en la farmacología”, sostiene Gustavo Frigieri, director científico de Brain4care, la startup que desarrolló el sensor no invasivo.

Una parte del estudio comprendió la comparación entre las mediciones de PIC realizadas con el sensor no invasivo y las realizadas con el método invasivo. Este dispositivo de tipo vestible, desarrollado por Brain4care, ha venido utilizándose para medir la presión intracraneal de pacientes con compromisos sistémicos, y ya cuenta con la habilitación de la Agencia Nacional de Vigilancia Sanitaria (Anvisa), de Brasil, y de la Food and Drug Administration (FDA), de Estados Unidos.

De esta manera, este trabajo le da la impronta a una nueva fase de la empresa, que se orienta también hacia el campo de la investigación fundamental. “Al comparar los resultados del estudio realizado con el método invasivo con el no invasivo, validamos nuestra tecnología para su uso en investigaciones científicas con pequeños animales. De este modo, será posible llenar algunas lagunas que quedaban abiertas debido a la agresividad del método convencional. Con este se hacía necesario perforar el cráneo e insertar un sensor dentro del encéfalo, lo cual también reviste un gran riesgo de infección”, explica.

Flujo sanguíneo y hormonas

Al final del estudio, los investigadores trataron a los animales con un medicamento antagonista de los receptores tipo 1 de la angiotensina (Losartán). De este modo, amén de bajar la presión arterial de los mismos, también se logró reducir su presión intracraneal. “No se trata de una relación de causa y consecuencia, pues cuando bajamos la presión arterial de los animales con un vasodilatador [Hidralazina] no hubo una merma de la presión intracraneal. Se observó un compromiso muy grande del encéfalo, y el inhibidor de angiotensina [Losartán] mejora no solamente la presión sanguínea, sino también la perfusión sanguínea cerebral”, dice Colombari.

A la sexta semana del experimento, antes de aplicárseles el tratamiento medicamentoso, la presión arterial de los animales se encontraba alta (190 por 100 mmHg) y su presión intracraneal también había aumentado significativamente. Los investigadores descubrieron que, durante ese estadio, ocurren alteraciones incluso en las ondas de pulso de la presión intracraneal. Con cada latido cardíaco (sístole/diástole), se produce el bombeo de sangre hacia el encéfalo, que origina el primer pico de esas ondas (P1). A continuación, se produce una segunda ola de ellas (P2), que está directamente correlacionada con el volumen arterial intracraneal y con la complacencia cerebral, factores importantes que se observan inmediatamente antes de la diástole ventricular.

Los investigadores explican que la segunda ola de ondas está relacionada con la complacencia del tejido cerebral y la capacidad elástica de las arterias, dentro del cráneo, para absorber la energía de la primera ola. Sin embargo, como se produce la rotura de la barrera hematoencefálica y la pérdida de la complacencia cerebral, se hace más difícil controlar la P2 y esta termina volviéndose mayor que la P1.

En este estadio, notamos que la P2 es mayor que la P1, es decir, exactamente lo contrario de una situación normal. Esto sucede porque el cerebro empieza a perder la protección de la barrera hematoencefálica y se expande, con lo cual se desborda líquido hacia los intersticios”, informa.

junio 20/2021 (Dicyt)

Referencia:

Vinicius Fernandes M., Rosso Melo M., Mowry F.E., Lucera G.M.; Ruiz Lauar M., Frigieri G.,Campana Biancardi V., Menani J.M., Almeida Colombari D.S., Colombari E. : Intracranial Pressure During the Development of Renovascular Hypertension. Hypertension 2021; Vol. 77, No. 4I :1311–1322

La investigación y se presentará en la 73 Reunión Anual de la Academia Americana de Neurología que se celebra virtualmente del 17 al 22 de abril.

Las personas que participaron en este estudio recibieron terapias de infusión anti-CD20, que suelen utilizarse para tratar enfermedades autoinmunes como la EM y el trastorno del espectro de la neuromielitis óptica, que es un trastorno inflamatorio recidivante del nervio óptico, la médula espinal y el cerebro. El objetivo de este tratamiento, denominado terapia de depleción de células B, es destruir las células B en la circulación sanguínea. Los linfocitos B son en parte responsables de las respuestas autoinmunes anormales de los enfermos de EM y NMOSD.

«Aunque investigaciones anteriores han demostrado que este tipo de terapia de infusión es eficaz para las personas con estas enfermedades, también sabemos que las personas de raza negra tienden a tener cursos más graves de EM , explica la autora del estudio, la doctora Llya Kister, de la Facultad de Medicina Grossman, en Nueva York y miembro de la Academia Americana de Neurología. Queríamos comparar la rapidez con la que los linfocitos B volvían a aparecer en los negros y en los blancos después del tratamiento».

En el estudio participaron 168 personas, 134 con EM y 32 con trastorno del espectro de la neuromielitis óptica. En el grupo había 61 que se identificaban como negros y 60 que se identificaban como blancos. Las personas recibieron infusiones de los fármacos rituximab u ocrelizumab. Entre cuatro y seis meses después de las infusiones, los negros y los blancos no mostraron diferencias en los niveles de células B que podían medirse en sus muestras de sangre.

Sin embargo, cuando los investigadores observaron los niveles de células B entre seis y 12 meses después de que las personas recibieran sus infusiones de sangre, hubo una diferencia. Dieciséis de 21, o el 76%, de las personas negras tenían niveles detectables de células B, en comparación con cuatro de 12 personas blancas, o el 33,3%.

 «Nuestros hallazgos plantean la cuestión de si la misma dosis de terapia puede ser igual de eficaz para todas las personas, y eso podría tener implicaciones en la forma de tratar en el futuro a las personas negras con enfermedades autoinmunes como la EM y el trastorno del espectro de la neuromielitis óptica», apunta Kister.

abril 17/2021 (Europa Press) – Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Dirigido por investigadores de la Facultad de Medicina Grossman de la Universidad de Nueva York, el estudio se centra en el líquido acuoso del interior del ojo del que depende su funcionamiento. Según los investigadores, la presión del líquido puede acumularse en pacientes con glaucoma, desgastando las células del ojo y los nervios que las conectan con el cerebro.

Sin embargo, estudios anteriores han demostrado que la enfermedad sigue empeorando incluso después de controlar la presión ocular. La conexión entre la acumulación de presión y el deterioro de la visión sigue siendo poco conocida.

El nuevo estudio, publicado en la revista Neurotherapeutics, demuestra que la ingestión del compuesto citicolina restablece las señales del nervio óptico (neurales) entre el cerebro y el ojo hasta niveles casi normales en las ratas del estudio. La citicolina, que se produce de forma natural en el cerebro, pero que también está disponible en el mercado, es una fuente importante de colina, un componente básico de las membranas que recubren las células nerviosas y que mejoran su comunicación.

Aunque los resultados del estudio confirmaron los hallazgos anteriores de que la presión ocular elevada contribuye al daño nervioso en el glaucoma, también demostraron que la citicolina redujo la pérdida de visión en las ratas sin reducir la presión del líquido en el ojo.

«Nuestro estudio sugiere que la citicolina protege contra el glaucoma a través de un mecanismo diferente al de los tratamientos estándar que reducen la presión de los fluidos, afirma el autor principal del estudio, el doctor Kevin Chan, profesor adjunto del Departamento de Oftalmología de la NYU Langone Health. Como el glaucoma interrumpe la conexión entre el cerebro y el ojo, esperamos reforzarla con nuevos tipos de terapias». La Organización Mundial de la Salud calcula que más de 60 millones de personas padecen glaucoma en todo el mundo.

Los hallazgos ayudan a los científicos a comprender mejor el funcionamiento del glaucoma y se suman a las pruebas anteriores de que la citicolina puede contrarrestar la enfermedad, afirma Chan, también director del Laboratorio de Neuroimagen y Ciencias Visuales de la NYU Langone.

Estudios anteriores habían demostrado que los humanos y los roedores con glaucoma tienen niveles de colina en el cerebro inferiores a los normales. Hasta ahora, dice Chan, había pocas pruebas concretas de la eficacia de los suplementos de colina como terapia para el glaucoma o de por qué la colina se presenta en niveles más bajos en los pacientes con glaucoma.

Chan y su equipo probaron si el aumento de los niveles de esa sustancia química frenaría o incluso detendría la degradación del nervio óptico y otras regiones del cerebro relacionadas con la visión. Mediante un estudio exhaustivo de la conexión ojo-cerebro en el glaucoma, su equipo descubrió que administrar a las ratas dosis orales de citicolina durante un periodo de tres semanas protegía los tejidos nerviosos y reducía la pérdida de visión de forma sostenible incluso después de interrumpir el tratamiento durante otras tres semanas.

Para el estudio, los investigadores simularon un glaucoma en varias docenas de ratas utilizando un gel transparente para aumentar ligeramente la presión ocular sin bloquear su visión. A continuación, el equipo midió la integridad estructural y la cantidad de actividad funcional y fisiológica a lo largo de la vía visual mediante resonancia magnética. Los investigadores también siguieron el comportamiento visual de los roedores para comprobar la claridad de la visión de cada ojo.

El estudio demostró que, en el caso de las ratas con una presión ocular ligeramente elevada, los tejidos que conectan el ojo y el cerebro, incluido el nervio óptico, se deterioraron hasta cinco semanas después de producirse la lesión. Mientras tanto, el deterioro de la estructura nerviosa en los roedores tratados con citicolina se ralentizó hasta en un 74%, lo que indica que la sustancia química tenía efectos protectores sobre las células nerviosas, dicen los autores.

Los investigadores advierten de que es necesario investigar más antes de recurrir a los suplementos de citicolina para tratar el glaucoma en humanos, ya que los fármacos comerciales aún no han demostrado su plena eficacia en los ensayos clínicos. En el futuro, los investigadores planean investigar el origen de la disminución de colina en las personas con glaucoma, así como la forma en que la citicolina actúa para reparar el daño.

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

Las diferencias sexuales juegan un papel en la forma en que los pacientes responden a las enfermedades cerebrales, así como a la esclerosis múltiple, la enfermedad de las neuronas motoras y otras dolencias cerebrales. Los cambios están asociados con la ruptura de la barrera hematoencefálica.

La investigación ha mostrado diferencias en las barreras hematoencefálicas (un borde de células que evita que el tipo incorrecto de moléculas en el torrente sanguíneo ingrese al cerebro y lo dañe) de hombres y mujeres. Eso podría influir en las diferencias conocidas en los sexos, como que el alzhéimer es más frecuente en mujeres mayores que en hombres, mientras que el párkinson afecta a los hombres con más frecuencia y tiende a hacerlo de manera más grave.

Esto es un progreso de hace unos años en el campo de la investigación, señala Alisa Morss Clyne, directora del Laboratorio de Cinética Vascular de la universidad. «He trabajado con células vasculares durante 20 años y, hasta hace unos cinco años, si me preguntaras si el sexo de mis células importaba, te habría dicho que no», reconoce Clyne. Pero luego, trabajó en otro estudio en el que aparecían datos «por todas partes«.

«Creo que ha habido un despertar en los últimos 10 años más o menos que no se pueden ignorar las diferencias de sexo”, resalta Clyne. “Mi objetivo es inspirar a las personas a incluir las diferencias de sexo en su investigación, sin importar qué investigación estén haciendo», concluye la investigadora.

abril 14/2021 (Redacción Médica)

Referencia:

Callie M. Weber C.M., Morss Clyne A.: Sex differences in the blood–brain barrier and neurodegenerative diseases . APL Bioengineering 5, 011509 (2021); https://doi.org/10.1063/5.0035610

Los ritmos circadianos son cambios físicos, mentales y conductuales que siguen un ciclo aproximado de 24 horas y que responden, principalmente, a la luz y la oscuridad en el ambiente en el que vive un organismo. Estos ritmos afectan al estado emocional y al control cognitivo de las personas, que es la posibilidad de regular exitosamente y de modo deliberado la intensidad, las circunstancias provocadoras de emociones. A su vez, la toma de decisiones de un sujeto está afectada por factores psicológicos como el estado emocional o el control cognitivo.

Los investigadores de la UGR, pertenecientes al Centro de Investigación “Mente, Cerebro y Comportamiento” (CIMCYC), junto con los de la Universidad de Bolonia, han evaluado la preferencia circadiana (es decir, si los participantes eran matutinos, vespertinos o intermedios) para conocer la influencia de la hora del día y la preferencia circadiana en la toma de decisiones interpersonales medida mediante un juego económico que los participantes realizaban en un ordenador.

En el estudio participaron 64 estudiantes italianos de ambos sexos, pertenecientes a la Universidad de Bolonia, de los que 32 eran matutinos y 32 vespertinos.

A todos ellos se les planteó un juego que consistía en aceptar o rechazar ofertas propuestas por un compañero virtual. Lo racional en este juego sería aceptar todas las ofertas, ya que aceptar implica que cada uno de los jugadores se queda con la cantidad propuesta, mientras que rechazar implicaría que ninguno de ellos se llevaría nada.

Toma de decisiones

Una vez seleccionados los participantes, en función de su preferencia circadiana extrema (matutino y vespertino), se les citó en dos momentos temporales (por la mañana y por la tarde) para que realizaran una prueba de control cognitivo y la prueba principal de toma de decisiones. Además, se tomaron en cuenta marcadores corporales como la temperatura para verificar que realmente se encontraban en sus momentos óptimo-no óptimo del día. De esa manera, los científicos comprobaron cómo estos se comportaban en su hora óptima del día y en su hora no óptima.

Los resultados demostraron que los participantes mostraron una desviación de la racionalidad, rechazando las ofertas injustas. Además, los matutinos invirtieron más tiempo en tomar las decisiones que reflejaban más incertidumbre (las que no eran claramente justa o injustas).

A la luz de los resultados de su trabajo, dos sus autores, los investigadores de la UGR Ángel Correa Torres y Noelia Ruiz Herrera, afirman que, cuando somos sometidos a horarios que alteran nuestro ritmo circadiano, podríamos tomar decisiones de manera más impulsiva, lo que podría afectar a la calidad de nuestras acciones y por supuesto, actuar en contra de nuestro propio beneficio. Además, afirman que existe una diferencia entre estilos de toma de decisiones entre matutinos y vespertinos, ya que los matutinos invierten más tiempo en meditar las decisiones.

Los autores advierten, por tanto, de la necesidad de conocer la preferencia circadiana para ajustar a los trabajadores a sus horarios de trabajo. De este modo las empresas mantendrían una ventaja, ya que se podrían adaptar de manera más adecuada los horarios de trabajo para aprovechar los picos de rendimiento óptimo de cada trabajador.

 marzo 23/2021 (Dicyt)

Referencia bibliográfica

Correa A., Ruiz-Herrera N., Ruz M., Tonetti L., Martoni M., Fabbri M., and Vincenzo Natale : Economic decision-making in morning/evening-type people as a function of time of day. Chronobiology international.

http://dx.doi.org/10.1080/07420528.2016.1246455

El Grupo de Neuroquímica de la Universidad de Castilla-La Mancha (UCLM) (España) ha comprobado en pruebas de laboratorio que distintos extractos de cerveza (negra, rubia y sin alcohol) modulan los receptores de adenosina, relacionados con el estrés oxidativo en las células y que se encuentran afectados en los pacientes con alzhéimer. La negra es la que más propiedades protectoras tiene, pero es relevante que la cerveza sin alcohol también produce efectos positivos, sin los efectos negativos de las bebidas alcohólicas.

En verano, con el consiguiente incremento de consumo de cerveza en nuestro país, donde además la opción 0,0 ha conseguido una cuota de mercado mucho mayor que en Europa, el trabajo de los investigadores de las Facultades de Ciencias Químicas y Tecnológicas y de Medicina de Ciudad Real viene a sumarse a los que defienden los posibles beneficios de ciertos compuestos presentes en algunas bebidas fermentadas.

La novedad estriba en que en este artículo, publicado en la revista Nutrients, los primeros resultados en laboratorio apuntan a que los componentes de la cerveza, por sí solos, producen efectos saludables. En la variedad sin, estos efectos positivos no se verían contrarrestados por los negativos derivados del consumo de alcohol.

Los científicos de la UCLM observaron los efectos en cultivos de células de dos tipos de tumores del sistema nervioso, gliomas y neuroblastomas. Sometidas a condiciones similares a las que ocurren en las enfermedades neurodegenerativas, las células se ven afectadas. Pero en presencia de extractos de cerveza “los efectos se revierten”, afirma Mairena Martín, profesora de Bioquímica y Biología Molecular e integrante del grupo.

“Los extractos de cerveza tienen un papel protector frente a la oxidación, y los efectos observados parecen tener relación con los receptores de adenosina”, añade Martín. Los receptores celulares que recogen el mensaje de las moléculas son esenciales para el correcto funcionamiento del cerebro.

El profesor de la Facultad de Medicina de Ciudad Real, José Luis Albasanz, coautor del trabajo, apunta a futuros avances en la investigación de los componentes de la cerveza. “Queremos saber qué produce esos efectos. Pensamos que pueden deberse a una molécula llamada xanthohumol, presente en el lúpulo”, señala Albasanz. El interés por cómo afecta una de las bebidas más consumidas y populares en el mundo como la cerveza a nuestro organismo, en este estudio sin la presencia del alcohol, genera nuevas líneas de investigación.

El grupo de Neuroquímica de Ciudad Real tiene estudios muy consolidados relacionados con los componentes presentes en otras bebidas y con efectos probados, como el resveratrol y el vino tinto. El resveratrol que producen algunas plantas como respuesta inmunitaria está en la uva tinta y los frutos rojos, entre otros.

Los efectos antioxidantes y su beneficio frente a enfermedades cardiovasculares y neurodegenerativas ya cuentan con un mayor respaldo científico, sin olvidar, una vez más, los efectos negativos de las bebidas alcohólicas. Según los autores, el xanthohumol y la cerveza podrían seguir la misma línea y la alternativa sin no solo refresca y evita los inconvenientes del consumo de alcohol, sino que podría ser, incluso, saludable.

marzo 06/2021 (Prensa Latina) – Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Referencia:

Molina Hidalgo C., De la O A., Jurado Fasoli L., Amaro Gahete F., Castillo M.: Beer or Ethanol Effects on the Body Composition Response to High-Intensity Interval Training. The BEER-HIIT Study.  Nutrients 2019, 11(4), 909;

 En concreto, el consumo voluntario de alcohol durante la adolescencia afecta la expresión del sistema endocannabinoide principalmente en dos regiones cerebrales, el hipocampo y la corteza cerebral, que se asocian con el aprendizaje, la memoria y la toma de decisiones. Estas zonas cerebrales resultan clave en el desarrollo de la adicción por formar parte del principal circuito de recompensa. La alteración de este sistema en estos puntos concretos podría estar relacionada con la aparición de signos de ansiedad y el estado emocional negativo producido por la abstinencia. Al mismo tiempo, los investigadores indican que esta ingesta temprana de alcohol también produce alteraciones más a largo plazo en las respuestas emocionales inespecíficas en edad adulta.

Como recoge el estudio titulado ‘Impact of intermittent voluntary ethanol consumption during adolescence on the expression of endocannabinoid system and neuroinflammatory mediators’ y publicado en la revista European Neuropsychopharmacology, el objetivo de esta investigación básica se ha centrado en definir la influencia de la ingesta de etanol en una etapa temprana, como es la adolescencia, sobre la respuesta cerebral a nivel emocional en edad adulta y que se relaciona con la aparición de trastornos como la ansiedad y la depresión.

Para ello, los expertos han caracterizado la expresión genética del sistema endocannabinoide en ratas adultas expuestas a alcohol durante la adolescencia. Se trata de un sistema de señalización lipídico muy relevante implicado en la modulación de numerosos procesos fisiológicos a nivel central y periférico que permiten mantener el estado de equilibrio necesario para que el organismo funcione correctamente, también conocido como homeostasis. Además, los investigadores han definido marcadores inflamatorios que evidencian el consumo de etanol.

Ensayos durante la adolescencia

Los expertos del IBIMA se han centrado en la adolescencia, un periodo clave y extremadamente sensible en la transición hacia la etapa adulta y la consolidación de las respuestas cerebrales. “Estudiamos esta etapa porque en ella la capacidad de decisión y control de los actos suele ser más vulnerable y porque aún hay órganos del cuerpo, como el cerebro, en fase de maduración que son especialmente susceptibles a las acciones de sustancias de abuso como el alcohol y la forma de consumirlo. De hecho, el patrón de consumo más habitual entre jóvenes y adolescentes suele ser de borrachera o atracón, y estas cantidades excesivas de alcohol en un corto período de tiempo se ha vinculado con la aparición de alteraciones emocionales y déficit cognitivo en etapas posteriores”, explica a la Fundación Descubre la investigadora Antonia Serrano, autora del estudio y del IBIMA.

En el laboratorio, los investigadores trabajaron con dos grupos de ratas Wistar de entre 21 a 50 días de vida, que equivale a la etapa adolescente en estos animales. Divididas en jaulas, un grupo de ratas dispuso en todo momento de alcohol y agua, mientras que el otro grupo solo disponía de agua. “Colocamos dos botellas en cada jaula, una rellena con una solución de etanol y otra que contenía agua, en el caso del grupo alcohol, y que intercambiábamos de posición diariamente. De esta forma, tenían la oportunidad de elegir libremente si beber de ambas, de una u otra botella”, detalla la autora del estudio.

Para realizar el experimento, las botellas se mantuvieron cuatro días por semana durante un mes. Tras este periodo, al grupo de ratas que disponía de alcohol y agua en la jaula se le sustituyó la botella de alcohol por otra de agua. “La fase de abstinencia se inicia en el momento que se le retira la botella de alcohol a los animales. Esta fase se caracteriza por la aparición de un estado afectivo negativo, mostrando ansiedad, estrés e incluso depresión. Las evaluaciones que realizamos indicaron que a las dos semanas después de haber interrumpido el consumo de alcohol, no se observan síntomas físicos, pero sí había alteraciones a nivel emocional”, afirma Serrano.

 Estudio de cerebro y plasma

La evaluación de la conducta emocional por medio de respuestas locomotoras y exploratorias, y cognición de los animales se realizó con una batería de pruebas de comportamiento. Junto con ellas, los expertos realizaron un estudio postmortem a las ratas en edad adulta, extrayendo partes del cerebro y plasma de la sangre. Concretamente, tres regiones cerebrales – corteza prefrontal, amígdala e hipocampo – que forman parte del circuito cerebral de recompensa fueron seleccionadas para examinar la expresión genética del sistema endocannabinoide y de algunas proteínas inflamatorias mediante la técnica de PCR (reacción en cadena de polimerasa), a tiempo real. Al mismo tiempo, analizaron el plasma sanguíneo para medir los niveles de endocannabinoides circulantes que actúan como marcadores o sensores de lo que sucede en el cerebro.

 “Con estos análisis observamos que las ratas que habían consumido alcohol en edad adolescente presentaban cambios importantes en la expresión del sistema endocannabinoide en la corteza prefrontal y el hipocampo. Estos cambios podrían estar detrás del estado emocional negativo que se produce durante la abstinencia, con la aparición de síntomas de ansiedad. Además de los cambios en el cerebro también pudimos observar cambios en los niveles de estas señales en el plasma”, argumenta la científica.

 febrero 18/2021 (Dicyt)

Investigadores argentinos desarrollaron una técnica breve no invasiva, asistida por computadora, para detectar una alteración del lenguaje que podría reflejar una lesión cerebral en el hemisferio izquierdo.

El test, que se llama “Evaluación de Nombres, por Confrontación, Asistida por Computadora” (ENCAC o CACNE), puede ser transferido al ámbito clínico o traslacional, en forma gratuita, aseguró Nora Vigliecca, doctora en Psicología del Instituto de Humanidades (IDH), que depende de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC) y del CONICET.

La prueba busca reconocer la anomia: una disfunción del lenguaje que se caracteriza por la incapacidad del paciente para nombrar a personas y objetos, a pesar de que se los percibe y describe correctamente. Esta disfunción puede relacionarse con lesiones en el hemisferio cerebral izquierdo (LHI) vinculadas a tumores malignos y benignos, malformaciones arteriovenosas, traumatismos craneoencefálicos, accidentes cerebrovasculares isquémicos y hemorrágicos, atrofia focal y otras causas.

ENCAC podría iniciar un camino adicional de estudios para llegar a un diagnóstico más preciso de la lesión cerebral, añadió Vigliecca.

La anomia es una afección más representativa del hemisferio dominante, es decir, el izquierdo, al que se asocian, entre otras y principalmente, las funciones verbales. “Estas funciones son esenciales en la especie humana, involucran tareas de alta complejidad de procesamiento semántico, motor y sensorial, y constituyen una capacidad superior, ligada al resto de las funciones cognitivas y conductuales”, explica la ‎neuropsicóloga.

ENCAC es un test eficiente, sencillo y automatizado que consiste en mostrar figuras para que el evaluado diga su nombre. En total son 30 ítems o dibujos originales en blanco y negro. “Por ejemplo, si se muestra el dibujo de una grúa y el entrevistado sólo dice ‘eso que se usa para levantar cosas pesadas’, estamos frente a una anomia y, en primera instancia, el entrevistado obtiene cero puntos para ese ítem”, puntualizó Vigliecca.

Las respuestas de los entrevistados ingresan a un software y los resultados se obtienen apenas termina la administración del test, la cual se realiza en interacción con el evaluador que asiste e interviene en determinadas situaciones.

Vigliecca y Javier Voos, ingeniero de la Universidad Tecnológica Nacional (UTN), Regional Córdoba ensayaron la herramienta en 213 participantes sanos de 15 a 89 años, 39 pacientes con LHI y 40 pacientes con lesión del hemisferio cerebral derecho.

“Los resultados demostraron la confiabilidad del test y se verificó su validez para detectar lesiones en el hemisferio dominante verbal”, destacó Voos.

El trabajo, publicado en Dementia & Neuropsychologia, contó con la contribución del Servicio de Neurología y Neurocirugía del Hospital Córdoba. El desarrollo tecnológico de ENCAC se realizó en la regional cordobesa de la UTN.

 diciembre 28/2020 (Dicyt)

Es uno de los momentos de la historia en que más nos necesitamos unos a otros, en que mataríamos por fundirnos en un abrazo, no nos queda otra que resignarnos a, como mucho, chocar codos. O ni siquiera eso, según las últimas recomendaciones de la Organización Mundial de la Salud (OMS).

La pregunta que queda en el aire es: ¿nos afecta esa limitación? A Robin Dunbar, catedrático de Psicología Evolutiva de la Universidad de Oxford (Reino Unido) y uno de los principales investigadores en neurobiología del distanciamiento social, no le cabe duda de que así es.

La falta de estimulación social afecta al razonamiento, a la memoria, al equilibrio hormonal, a la conexión entre materia gris y blanca, y a nuestra capacidad de hacer frente a enfermedades físicas y mentales

“La falta de estimulación social afecta al razonamiento, al desempeño de la memoria, al equilibrio hormonal, a la conexión entre la materia gris y la materia blanca del cerebro, y a nuestra capacidad de hacer frente a enfermedades físicas y mentales”, asegura en un artículo publicado recientemente en Trends in Cognitive Sciences.

Dunbar llega aún más lejos. Está convencido de que la carencia de relaciones sociales eleva más la mortalidad de otros factores de riesgo de sobra conocidos como el tabaco, el alcohol o la falta de ejercicio físico. Una prueba de ello, dice, es que cada vez que nuestras relaciones sociales se ven amenazadas, entran en acción las mismas áreas del cerebro que cuando corre peligro nuestra integridad física.

“El aislamiento social podría suponer la máxima amenaza para la supervivencia y la longevidad”, recalca Dunbar. Traducido a números, se estima que aumenta en torno a un 30 % el riesgo de muerte prematura, sobre todo debido a enfermedades cardiovasculares. No es de extrañar que el año pasado la propia OMS declarara oficialmente que la soledad debe ser considerada un grave problema de salud pública.

Bajan los contactos, bajan las defensas

A Dunbar le interesan especialmente los efectos de esta falta de contacto sobre el sistema inmunitario.

“Parece que acariciarse y abrazarse activa los receptores de los nervios C-táctiles de la piel, que envían una señal directa a varios centros cerebrales para que produzcan endorfinas”, explica a SINC.

Concretamente, estos opioides naturales inundan el tálamo, el estriado, la corteza cingulada y la corteza frontal, provocando sensaciones sumamente placenteras en nuestro órgano pensante. “Pero lo realmente interesante de las endorfinas es que, además de producir un agradable ‘subidón’ anímico, consiguen estimular lo suficiente al sistema inmunitario para que produzca células T-asesinas, una de cuyas misiones es destruir virus invasores”, aclara.

Los expertos deducen de ahí que, cuando nos aislamos y racionamos los abrazos y las caricias, “la actividad del sistema inmunitario desciende y nos defendemos peor de las agresiones externas”. Existen evidencias científicas de que sentirse solo debilita visiblemente la respuesta inmunitaria y retrasa la cicatrización de las heridas.

Es más, si estamos socialmente aislados se dispara la cantidad de proteína C-reactiva que corre por nuestras venas, el marcador más claro de inflamación de nuestro cuerpo.

Existen evidencias científicas de que sentirse solo debilita visiblemente la respuesta inmunitaria y retrasa la cicatrización de las heridas

Tiene lógica que el aislamiento nos afecte tanto, somos animales sociales. Tan arraigado está en nosotros ese rasgo que, si nos privan del contacto humano, nos estresamos. “Estudios en animales de laboratorio indican que el aislamiento social por periodos prolongados, especialmente en edades tempranas, afecta al desarrollo de procesos de plasticidad neuronal y a la capacidad de respuesta ante una situación de estrés», apunta Cristina Márquez Vega, investigadora del Instituto de Neurociencias de Alicante.

Pero pide prudencia a la hora de extrapolar resultados. “A la hora de hacer un paralelismo con nuestra experiencia estos meses hay que ser cautos, entre otros factores por la duración de nuestro confinamiento, mucho más corto comparado con estos trabajos”, añade.

Los beneficios fisiológicos y psicológicos de los abrazos se multiplican si nos tocan personas conocidas

Importa cuánto… y quién

Año 2004. Juan Mann acaba de volver a Australia, su país natal, después de romper con su novia. Pero se siente solo. Sus padres se han separado, su abuela está a punto de fallecer y sus amigos están lejos. Desolado, decide ir a una fiesta, donde una desconocida le regala un abrazo. Y siente tal subidón que decide salir a repartir abrazos a la gente que transita por la calle Pit Mall, en Sídney, con un cartel en las manos que pone en letras bien grandes: Free Hugs (abrazos gratis).

La historia de Mann no se quedó en una simpática anécdota aislada. En pocos meses dio origen a un movimiento mundial, dedicado a repartir abrazos anónimos y espontáneos por doquier. Tierno pero, ¿acaso son lo mismo los abrazos anónimos que los que nos brindan nuestros seres queridos?

Es la pregunta que lleva años haciéndose Juulia Suvilehto, neurocientifica de la Universidad Aalto, en Finlandia. Y parece tener ya la respuesta. Por un lado, el simple contacto piel con piel tiene efectos por sí mismo, “independientemente de si nos tocan las manos de un masajista desconocido o nos abraza un buen amigo”, apunta. Sin ir más lejos, existen pruebas de que abrazarnos unos a otros reduce significativamente la presión arterial, con todos los beneficios que eso conlleva para la salud. Además de bajar los niveles de cortisol, la dañina hormona del estrés.

En cuanto al contacto físico tenemos preferencias claras: si nos dan a elegir, la mayoría escogemos que nos toque un buen amigo o una pareja sentimental

Sin embargo, en las relaciones sociales se añaden otros elementos que amplifican el efecto. Dicho de otro modo, los beneficios fisiológicos y psicológicos de los abrazos se multiplican si nos tocan ciertas personas. “En cuanto al contacto físico tenemos preferencias claras: si nos dan a elegir, la mayoría escogemos que nos toque un buen amigo o una pareja sentimental, y el contacto físico es mucho más agradable con un conocido que con un extraño, aunque objetivamente la cinemática del tacto sea idéntica”, afirma Suvilehto.

La neurocientífica finlandesa colaboró el año pasado con Dunbar en un estudio en cinco países europeos y Japón en el que constataron que, independientemente de nuestro origen y acervo cultural, permitimos que toquen más zonas de nuestro cuerpo cuanto más estrecha es nuestra relación con alguien.

“A pesar de los distintos que somos los finlandeses de los japoneses o los italianos, en todos los casos está asociado directamente cuánto queremos que alguien nos toque, y cuánta superficie corporal permitimos que nos toquen, con lo estrecha que es la relación con cada persona”, aclara la experta.

“Lo heredamos de nuestros antepasados: monos y primates mantienen sus relaciones sociales acicalándose y desparasitándose unos a otros, y nosotros mediante caricias y abrazos”, añade Dunbar. En ambos casos, “las neuronas C-táctiles mandan al cerebro la orden de estimular la liberación de endorfinas, que entre otras cosas tiene un efecto analgésico 30 veces superior a la morfina”, aclara.

Las consecuencias del distanciamiento social

Sin embargo, no está claro cómo se aplica todo este conocimiento a la situación originada por la pandemia. “No sabemos hasta qué punto tocarnos influye en cómo establecemos y mantenemos relaciones humanas, pero supongo que mucho. Ahora nos cuesta más conservar las relaciones sin ese contacto físico”, opina Suvilehto.

“No quiero decir que sea contraproducente pedir el distanciamiento social: hacerlo plantea nuevos retos para nuestra salud mental y física a largo plazo. Pero el SARS-CoV-2 es una amenaza inmediata y no queda más remedio. No envidio a los que tienen que tomar decisiones epidemiológicas en estos momentos”, reconoce.

Cristina Márquez Vega cuestiona que, si bien nos centramos en hablar de la pérdida de abrazos, besos y contactos sociales directos con nuestros allegados, hay más factores. “No deberíamos olvidar dos cambios importantes que esta nueva normalidad ha traído: el distanciamiento social y la capacidad de interpretar señales sociales faciales tras una mascarilla”, subraya.

Robin Dunbar está convencido de que, si el distanciamiento social se prolonga en el tiempo, “merma la calidad de nuestras amistades (y el número) y puede resentirse la supervivencia”

Aunque la distancia interpersonal es muy dependiente de las culturas, incorporar un cambio en lo que debería ser nuestra “distancia normal” con los demás supone un esfuerzo consciente para todos. “Lo que era natural tiene que ser readaptado, y generar nuevos hábitos lleva tiempo y requiere de procesos plásticos en diferentes áreas del cerebro, como la corteza prefrontal y su conexión con los ganglios basales”, aclara.

“Esto no es trivial: aumentar la distancia de nuestro interlocutor hace que muchas veces sintamos que las interacciones son artificiales, y en muchos casos hasta frustrantes”, insiste la neurocientífica. Mantener una atención sostenida en un contexto de tanta incertidumbre como el actual “supone un alto gasto cognitivo, que depende del funcionamiento de la corteza prefrontal, entre otras, y que seguramente explique los problemas de atención y razonamiento abstracto que mucha gente está experimentando”.

Por su parte, Dunbar está convencido de que, si el distanciamiento social se prolonga en el tiempo, “merma la calidad de nuestras amistades (y el número) y puede resentirse la supervivencia, porque perdemos los beneficios que acarrea el contacto humano para la salud”.

Pero coincide con Juulia Suvilehto en el orden de prioridades: “Nada en la vida sale gratis: por cada beneficio, pagamos un precio”, reflexiona. “Ahora lo más importante es parar la COVID-19, así que tendremos que preocuparnos por nuestros contactos más adelante. Si no sobrevivimos al virus, tener amigos servirá de poco”.

diciembre 20/2020 (SINC)

Las células retinianas moribundas envían una señal de rescate a las células madre para que reparen el daño ocular. Una nueva investigación, publicada en Molecular Therapy, abre nuevas vías de tratamiento en el ámbito de la recuperación de la visión como, por ejemplo, el trasplante de células madre modificadas que sean sensibles a esta señal.

Martina Pesaresi, junto con el grupo liderado por Pia Cosma en el Centro de Regulación Genómica (CRG), identificaron dos señales celulares, conocidas como Ccr5 y Cxcr6, en modelos de degeneración retiniana en humanos y ratones.

El equipo modificó las células madre para que expresaran una abundancia de receptores para Ccr5 y Cxcr6. Después de trasplantarlas, estas eran más propensas a moverse hacia las células retinianas moribundas, rescatándolas de la muerte y preservando su función

El equipo modificó las células madre para que expresaran una abundancia de receptores para Ccr5 y Cxcr6. Después de trasplantar estas células madre en los modelos usados, descubrió que eran más propensas a moverse hacia las células retinianas moribundas, rescatándolas de la muerte y preservando su función.

“Uno de los principales obstáculos en el uso de células madre para tratar la pérdida de visión es su baja capacidad de migración e integración celular en la retina”, afirma Cosma, profesora de investigación ICREA, jefa de grupo en el CRG y autora principal del estudio.

“Una vez trasplantadas las células, estas necesitan llegar a la retina e integrarse a través de sus múltiples capas. Aquí hemos encontrado una manera de facilitar este proceso usando células madre de la médula ósea, pero en principio se puede usar cualquier tipo de célula”, añade.

La degeneración retiniana es incurable, causa discapacidades visuales y, en la gran mayoría de los casos, ceguera. Con una población creciente y envejecida, está previsto que el número de personas afectadas por daños en la retina se incremente sustancialmente en las próximas décadas.

Opción para tratar la discapacidad visual

Las terapias con células madre han sido una de las grandes ideas para tratar las afecciones degenerativas de la retina. Las células madre se pueden trasplantar al ojo, liberando moléculas terapéuticas con propiedades neuroprotectoras y antiinflamatorias que promueven la supervivencia, proliferación y reparación automática de las células retinianas. Las células madre también pueden generar nuevas células retinianas, para reemplazar a las que se han perdido o dañado.

Las células madre se pueden trasplantar al ojo, liberando moléculas terapéuticas con propiedades neuroprotectoras y antiinflamatorias que promueven la supervivencia, proliferación y reparación automática de las células retinianas

Los expertos utilizaron células madre mesenquimáticas, que proceden de la médula ósea y pueden diferenciarse en muchos tipos de células, incluidas las células de la retina que responden a la luz.

Las células madre mesenquimáticas también se pueden cultivar fácilmente fuera de un organismo, proporcionando abundante material de partida para el trasplante, en comparación con otras fuentes celulares, como las células madre hematopoyéticas.

En este estudio, las células madre mesenquimáticas se modificaron usando un lentivirus, pero el equipo cree que el uso de otros métodos , como el vector de virus adenoasociado (AAV), también puede expresar los receptores de la señal de rescate en las células trasplantadas.

“El AAV está ganando popularidad como el vector terapéutico ideal en Europa y Estados Unidos. Los reguladores ya han aprobado los usos comerciales de terapias basadas en AAV en los pacientes. Aún queda mucho trabajo por hacer, pero nuestros hallazgos podrían hacer que los trasplantes de células madre sean una opción viable y realista para tratar la discapacidad visual y la restauración de la visión”, concluye Cosma.

diciembre 08/2020 (SINC)

Referencia:

Pesaresi et al., The Chemokine Receptors Ccr5 and Cxcr6 Enhance Migration of Mesenchymal Stem Cells into the De- generating Retina, Molecular Therapy (2020) https://doi.org/10.1016/j.ymthe.2020.10.026

El estudio ha sido financiado por Velux Stiftung, La Caixa Health, el Ministerio de Ciencia e Innovación de España y la Generalidad de Cataluña.

El metabolismo son las reacciones químicas que ocurren dentro de las células que convierten los alimentos en energía. Esa energía ayuda a mantener los procesos celulares. Los metabolitos son pequeñas moléculas que se encuentran en las células de nuestro cuerpo procedentes de los alimentos que comemos, los procesos químicos que ocurren dentro de nuestros cuerpos y los microbios. Son productos del proceso regulador de una célula. Incluyen lípidos, ácidos grasos, aminoácidos y carbohidratos.

Los niveles de estas pequeñas moléculas pueden cambiar en respuesta a varios factores como enfermedades, genética o el medio ambiente, y pueden ser indicadores de salud celular, salud cardiovascular e incluso salud en general.

«Dado que el accidente cerebrovascular es una causa principal de muerte y discapacidad grave a largo plazo en todo el mundo, los investigadores están buscando nuevas formas de identificar a los pacientes de alto riesgo, determinar las causas del accidente cerebrovascular y desarrollar estrategias de prevención», señala la autora del estudio, Dina Vojinovic, del Centro Médico de la Universidad Erasmus en Rotterdam, en Países Bajos.

«Para nuestro análisis, examinamos una gran serie de metabolitos para obtener nuevos conocimientos sobre los cambios metabólicos que pueden ocurrir antes de un derrame cerebral», explica.

Para el metanálisis, los investigadores combinaron los datos de siete estudios e identificaron a 38 797 personas que no habían sufrido un accidente cerebrovascular al comienzo del estudio. Los participantes proporcionaron historias clínicas, se sometieron a exámenes médicos y dieron muestras de sangre.

Las muestras de sangre se analizaron con tecnología de resonancia magnética nuclear, que utiliza campos magnéticos, para examinar los niveles de 147 metabolitos. Luego, los investigadores determinaron cuántas personas habían sufrido un derrame cerebral desde dos años después hasta 15 años después, según el estudio.

Un total de 1 791 personas sufrieron un accidente cerebrovascular durante el período de seguimiento. Los investigadores encontraron que 10 metabolitos estaban asociados con el riesgo de accidente cerebrovascular.

La asociación más fuerte se encontró con el aminoácido histidina. La histidina proviene de fuentes de proteínas como carne, huevos, productos lácteos y cereales. Es un aminoácido esencial que ayuda a mantener la vida. Los investigadores encontraron que la histidina se asoció con un menor riesgo de accidente cerebrovascular isquémico, un accidente cerebrovascular causado por un bloqueo en un vaso sanguíneo, como un coágulo de sangre.

«La histidina se puede convertir en histamina, que se ha demostrado que tiene un fuerte efecto sobre la dilatación de los vasos sanguíneos , señala Vojinovic. También funciona como un neurotransmisor en el cerebro y se ha demostrado en algunos estudios que reduce la presión arterial y la inflamación, por lo que este hallazgo no es sorprendente».

Con cada aumento de una desviación estándar en los niveles de histidina, las personas tenían un 10 % menos de riesgo de accidente cerebrovascular. Estos no se explicaron por otros factores que podrían afectar el riesgo de accidente cerebrovascular, como la presión arterial alta, la diabetes, el tabaquismo y el índice de masa corporal.

Los investigadores también encontraron que el colesterol de lipoproteínas de alta densidad, HDL y HDL2, considerado ‘colesterol bueno’, se asoció con un menor riesgo de accidente cerebrovascular isquémico. Las personas pueden mejorar sus niveles de colesterol bueno haciendo más ejercicio, perdiendo peso y reemplazando las grasas malas con grasas más saludables de alimentos como pescado, nueces, aceitunas y aguacates.

El colesterol de lipoproteínas de baja densidad o colesterol malo, así como los triglicéridos, se asociaron con un mayor riesgo de accidente cerebrovascular.

Un metabolito llamado piruvato, que se produce cuando las células descomponen la glucosa, aumenta el riesgo de accidente cerebrovascular de una persona. Con cada aumento de una desviación estándar en los niveles de piruvato, las personas tenían un 13% más de riesgo de accidente cerebrovascular isquémico.

«El piruvato es fundamental para suministrar energía a una célula y en estudios anteriores se ha demostrado que disminuye la inflamación, mientras que, por el contrario, también aumenta el riesgo de enfermedad cardiovascular de una persona, por lo que se necesita más investigación», señala Vojinovic.

«Nuestro análisis proporciona nuevos conocimientos sobre cómo el riesgo de accidente cerebrovascular puede verse afectado a nivel molecular, resalta. También plantea nuevas preguntas. Se necesitan estudios futuros para investigar más los mecanismos biológicos subyacentes a estas asociaciones entre metabolitos y riesgo de accidente cerebrovascular».

Una limitación del estudio fue el pequeño número de participantes que sufrieron un accidente cerebrovascular hemorrágico, lo que redujo la capacidad de los investigadores para detectar asociaciones para este tipo de accidente cerebrovascular.

diciembre 04/2020 (Europa Press) Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

El estudio ha sido posible gracias a la participación voluntaria de personas con epilepsia que, debido a su enfermedad, llevan implantados electrodos intracraneales. Haciendo uso de la realidad virtual, los participantes llevaron a cabo tareas de memoria espacial.
El sabor de la merienda al salir del cole, el primer beso, aquella fiesta hasta el amanecer… Los recuerdos son nuestra forma de viajar al pasado y, pese a lo fácil que pueda resultarnos rememorar una situación, el proceso cerebral que tiene lugar es complejo y sigue siendo, en gran parte, un misterio. ¿En qué mecanismo biológico se basa esta capacidad para “viajar en el tiempo”?

Un estudio liderado por Paul Verschure, Profesor de Investigación de la Institución Catalana de Estudios Avanzados (ICREA) y  jefe del grupo de Sistemas sintéticos, Perceptivos, Emotivos y Cognitivos (SPECS) del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) y publicada recientemente en la revista Nature Communications   desvela una cuestión fundamental sobre la memoria humana: por primera vez se demuestra que el hipocampo es el responsable de coordinar el proceso de recuperación de un recuerdo. Una hipótesis que, hasta el momento, solo se barajaba de forma teórica.

La clave que ha permitido dar con este hallazgo reside en los voluntarios que han participado en el estudio: se trata de pacientes de epilepsia que, con el objetivo de monitorizar su enfermedad, llevan implantados electrodos intracraneales. “Estos pacientes nos ofrecían una oportunidad extraordinaria. Gracias a sus implantes, hemos podido registrar simultáneamente la actividad neurofisiológica del hipocampo y el neocórtex, algo que ningún otro estudio en humanos había logrado antes”, subraya Verschure.

La realidad virtual, una gran aliada para la neurociencia

Además, la investigación ha contado con un elemento poco habitual: la realidad virtual. “Queríamos ver qué sucede en los procesos de memoria cuando manipulamos el espacio donde estos se desarrollan”, explica Daniel Pacheco, investigador posdoctoral en el grupo SPECS del IBEC y primer autor del artículo. “Nuestro experimento virtual permite disociar la relación existente entre una imagen y el contexto que la rodea”.

Los participantes del estudio debían recorrer un laberinto virtual formado por cuatro habitaciones, cada una con veinte imágenes en su interior. Las habitaciones poseían texturas distintas en las paredes, que servían para identificarlas como contextos diferentes. Primero, cada participante recorría las habitaciones y observaba las imágenes. Después, volvían a recorrer el laberinto ligeramente modificado: los investigadores habían cambiado las ochenta imágenes iniciales, algunas se encontraban en una habitación distinta y otras habían sido sustituidas por imágenes nuevas. Los participantes tenían que indicar qué imágenes habían visto antes y cuáles no.

“La memoria implica la conservación de la información a lo largo del tiempo. Recordar un episodio requiere, por tanto, el restablecimiento de un estado dinámico en el cerebro, un ‘engrama’”, subraya Pacheco. Los denominados engramas de memoria son huellas, patrones en la actividad del cerebro que se originan cuando creamos un nuevo recuerdo. Cada vez que rememoramos una situación, el engrama se reproduce de nuevo.

Según revela el experimento, cuando una persona está recordando un suceso, es el hipocampo quien inicia un determinado engrama y, 500 milisegundos después, el neocórtex se suma a esta actividad. “Nuestro estudio demuestra que la memoria episódica se basa en interacciones coordinadas dentro de una red hipocampo-neocórtex. Estos resultados proporcionan un gran avance en nuestra comprensión del mecanismo cerebral que subyace a la memoria episódica y abren nuevas líneas de investigación relacionadas con la orquestación de los engramas de la memoria desde una perspectiva global del cerebro”, afirma Verschure. Las aplicaciones futuras que albergan los resultados de este estudio son ambiciosas y muy variadas: desde el tratamiento de aquellas personas que han sufrido episodios traumáticos, hasta su uso en casos de optimización del aprendizaje.

El estudio, liderado por el Instituto de Bioingeniería de Cataluña, ha contado con la colaboración de Rodrigo Rocamora, líder de la Unidad de Epilepsia del Hospital del Mar de Barcelona, y de Nikolai Axmacher, investigador principal del Instituto de Neurociencia Cognitiva de la Universidad de Ruhr Bochum (Alemania); y está enmarcado dentro del proyecto CDAC, liderado por Paul Verschure y financiado mediante una ERC Advanced Grant.

noviembre 16/2020 (IBCBarcelona)

Referencia Bibliográfica: 

Pacheco, D., Sánchez-Fibla, M., Duff, A., Principe, A., Rocamora, R., Zhang, H., Axmacher, N. & Verschure, P.F.M.J (2019). Coordinated representational reinstatement in the human hippocampus and lateral temporal cortex during episodic memory retrieval. Nature Communications, 10, 2255

Ahora, por primera vez, los científicos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Carolina del Norte (UNC) muestran que las técnicas de edición y terapia génica se pueden utilizar para restaurar UBE3A en cultivos de neuronas humanas y tratar los déficits en un modelo animal del síndrome de Angelman.

Este trabajo, publicado en Nature y dirigido por el autor principal Mark Zylka, director del Centro de Neurociencia de la UNC y el profesor distinguido de Biología y Fisiología Celular WR Kenan, sienta las bases importantes para un tratamiento o cura duradero para este debilitante enfermedad, así como un camino terapéutico para otros trastornos de un solo gen.

Nuestro estudio muestra cómo múltiples síntomas asociados con el síndrome de Angelman podrían tratarse con una terapia génica CRISPR-Cas9, explica Zylka. Y ahora estamos persiguiendo esto con la ayuda de los médicos de UNC-Chapel Hill».

El síndrome de Angelman es causado por una deleción o mutación de la copia materna del gen que codifica la ubiquitina proteína ligasa E3A (UBE3A). La copia paterna de UBE3A generalmente se silencia en las neuronas, por lo que la pérdida de UBE3A materna da como resultado una ausencia completa de la enzima UBE3A en la mayoría de las áreas del cerebro.

Eso es crucial porque la enzima se dirige a las proteínas para su degradación, un proceso que mantiene la función normal de las células cerebrales. Cuando ese proceso sale mal, el resultado es el síndrome de Angelman, un trastorno cerebral con síntomas que incluyen discapacidades intelectuales y del desarrollo graves, convulsiones y problemas con el habla, el equilibrio, el movimiento y el sueño.

«Activar la copia paterna de UBE3A es una estrategia terapéutica atractiva porque podría revertir la deficiencia molecular subyacente de la enfermedad», señala Zylka. Sin embargo, el gen paterno es silenciado por una cadena larga de ARN, producida en la orientación antisentido a UBE3A, que bloquea la producción de la enzima a partir de la copia paterna del gen.

Los miembros del laboratorio de Zylka, incluidos los becarios postdoctorales Justin Wolter, y Giulia Fragola, se propusieron idear una forma de usar CRISPR-Cas9 para restaurar la enzima UBE3A a niveles normales al interrumpir el ARN antisentido. Los datos preliminares en cultivos celulares fueron prometedores, y Zylka recibió subvenciones de los NIH, la Angelman Syndrome Foundation y la Simons Foundation para probar sus hallazgos en neuronas humanas y en un modelo de rató de la enfermedad.

En el artículo los coautores Wolter y Hanqian Mao, un postdoctorado en el laboratorio de Zylka, y colegas de la UNC describen el uso de una terapia génica de virus adenoasociado (AAV) para administrar la proteína Cas9 en todo el cerebro de ratones embrionarios que modelo de síndrome de Angelman. Debido a que UBE3A es esencial para el desarrollo normal del cerebro, el tratamiento temprano es crucial.

Los investigadores encontraron que el tratamiento embrionario y posnatal temprano rescató fenotipos físicos y conductuales que modelan los déficits centrales encontrados en pacientes con síndrome de Angelman. Sorprendentemente, una sola inyección neonatal de Ube3a paterna sin silenciar AAV durante al menos 17 meses, y los datos sugieren que es probable que este efecto sea permanente. Los investigadores también demostraron que este enfoque fue eficaz en neuronas humanas en cultivo.

«Quedamos asombrados cuando obtuvimos estos resultados, reconoce Zylka. Ningún otro tratamiento que se esté siguiendo actualmente para el síndrome de Angelman dura tanto, ni tratan tantos síntomas. Estoy seguro de que otros eventualmente reconocerán las ventajas de detectar la mutación que causa el síndrome de Angelman prenatalmente y tratarlo poco después».

Wolter agrega que «los resultados del tratamiento temprano fueron muy prometedores. Desde que aprendimos que podíamos reducir la gravedad del síndrome de Angelman en ratones, ahora estamos enfocados en refinar nuestro enfoque de maneras que sean adecuadas para su uso en humanos.

Mientras trabaja para traducir esta investigación en la clínica, el laboratorio de Zylka colaborará con investigadores del Instituto de Discapacidades del Desarrollo de Carolina (CIDD) para identificar síntomas en bebés que tienen la mutación genética que causa el síndrome de Angelman.

El laboratorio de Zylka está trabajando con investigadores de CIDD dirigidos por el director de CIDD, Joseph Piven, para utilizar imágenes cerebrales y observaciones de comportamiento para identificar síntomas asociados con el síndrome de Angelman en bebés. Los informes anecdóticos sugieren que estos bebés tienen dificultad para alimentarse y un tono muscular reducido, pero estos y otros síntomas tempranos no se han caracterizado rigurosamente hasta la fecha.

«La idea es usar pruebas genéticas para identificar a los bebés que tienen probabilidades de desarrollar el síndrome de Angelman, tratarlos antes del nacimiento o alrededor del momento del nacimiento, y luego usar estos primeros síntomas como criterios de valoración para evaluar la eficacia en un ensayo clínico, apunta Zylka. Nuestros datos y los de otros grupos indican claramente que el tratamiento prenatal tiene el potencial de prevenir el desarrollo completo del síndrome de Angelman».

Como parte del estudio los investigadores también encontraron que el vector de terapia génica bloqueaba el ARN antisentido al integrarse en el genoma en sitios cortados por CRISPR-Cas9. Esta llamada «trampa de genes» podría explotarse para alterar otros ARN y genes largos no codificantes.

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

Referencia Bibliográfica:

Wolter, J.M., Mao, H., Fragola, G. et al. Cas9 gene therapy for Angelman syndrome traps Ube3a-ATS long non-coding RNA. Nature (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2835-2

La esclerosis múltiple (EM) es un trastorno autoinmune que se desarrolla cuando el sistema inmunológico del cuerpo ataca al sistema nervioso central. Específicamente, ataca la capa protectora que rodea las células nerviosas, llamada vaina de mielina. Las terapias actuales tienen como objetivo contrarrestar esta respuesta inflamatoria al suprimir el sistema inmunológico, lo que puede provocar efectos secundarios graves como un mayor riesgo de infección e incluso cáncer.

Los investigadores de Jefferson han encontrado una manera de evitar que las células inmunitarias ataquen la mielina y detenga la progresión de la enfermedad, dejando intacto el resto del sistema inmunológico, en modelos de ratones con EM.

«Hay muchos antígenos activadores inmunes posibles en la vaina de mielina, pero el mayor obstáculo es que no sabemos qué componente de la mielina desencadena la respuesta inmunitaria en los pacientes con EM», reconoce el autor principal Abdolmohamad Rostami, profesor y presidente del Departamento de Neurología de la Facultad de Medicina Sidney Kimmel-Universidad Thomas Jefferson y del Instituto de Neurociencia Vickie y Jack Farber-Jefferson Health.

«Los estudios anteriores han utilizado antígenos de mielina individuales o combinaciones de antígenos para prevenir la autoinmunidad en modelos animales, pero en humanos han tenido un éxito limitado», añade.

Para obtener respuestas, los investigadores recurrieron a células llamadas oligodendrocitos. Estas células envuelven su membrana celular alrededor de las células nerviosas para producir la vaina de mielina. Se pueden recolectar pequeños sacos llamados vesículas extracelulares (EV) a partir de oligodendrocitos cultivados.

Los investigadores encontraron que estos vehículos eléctricos contienen casi todos los antígenos de mielina relevantes. Con todos los antígenos presentes, habría una mayor probabilidad de que estas vesículas pudieran detener el ataque autoinmune a la mielina.

«Lo bueno de estas EV es que nos brindan la oportunidad de tratar la enfermedad de una manera específica de antígeno, sin tener que conocer la identidad exacta del antígeno diana, explica el doctor Rostami. Cubre todas las bases».

Los investigadores pudieron inyectar de forma segura los vehículos eléctricos por vía intravenosa en tres modelos de ratón diferentes de EM que representan las etapas tempranas y tardías de la enfermedad. Cuando se administraron antes de que se desarrollara la enfermedad, las EV tuvieron un efecto profiláctico, previniendo la aparición de síntomas como disminución de la movilidad y parálisis.

Cuando se administraron después del inicio de la enfermedad, los vehículos eléctricos redujeron significativamente la gravedad de la enfermedad en los tres modelos, hasta el punto de que los animales pudieron caminar nuevamente.

«Los antígenos implicados en la respuesta autoinmune pueden diferir entre pacientes con EM e incluso cambiar con el tiempo en un paciente individual, explica el doctor Rostami. El hecho de que nuestro enfoque fue eficaz en diferentes modelos experimentales muestra que esto podría actuar como una terapia universal».

Es importante destacar que los investigadores encontraron que la terapia experimental solo afectó a las células inmunitarias que atacaban la capa de mielina. El resto del sistema inmunológico estaba intacto y no debilitado en absoluto.

«Esta es una gran ventaja de nuestro método específico de antígeno sobre las terapias actuales, que son como un mazo para el sistema inmunológico, destaca,  y lo que lo hace tan novedoso».

Al traducir el enfoque al entorno clínico, el equipo descubrió que podían aislar las vesículas de los oligodendrocitos de origen humano. Estas vesículas humanas, como las de los ratones, también contenían múltiples antígenos de mielina y, por tanto, podrían tener el mismo efecto terapéutico en los pacientes.

El doctor Rostami y su equipo ahora están trabajando para patentar el enfoque de VE intravenoso, que podría ser un paso revolucionario para el tratamiento de la EM.

«Este estudio fue posible gracias a un talentoso grupo de científicos, especialmente Giacomo Casella, un becario postdoctoral en nuestro laboratorio, y Bogoljub Ciric y Guang-Xin Zhang, miembros de la facultad aquí en Jefferson», concluye.

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

Referencia Bibliográfica:

Rostami A. and cols.: Oligodendrocyte-derived extracellular vesicles as antigen-specific therapy for autoimmune neuroinflammation in mice. Science Translational Medicine  04 Nov 2020: Vol. 12, Issue 568, eaba0599 DOI: 10.1126/scitranslmed.aba0599

En trabajos anteriores ya se había demostrado que los ejercicios con sobrecarga, como en el caso de la musculación, tenían la capacidad de inducir un aumento de la cantidad de células satélite. Con todo, en el entrenamiento físico aeróbico, se sabe que el tejido mejora su capacidad, pero no se habían estudiado los mecanismos de reparación asociados a las células satélite.

El grupo de la USP observó que las actividades aeróbicas promueven una deseable expansión de las células satélite y develó importantes alteraciones metabólicas inherentes a este fenómeno. La investigación tuvo lugar durante el posdoctorado de Phablo Sávio Abreu Teixeira, quien contó con el apoyo de una beca de la FAPESP – Fundación de Apoyo a la Investigación Científica del Estado de São Paulo.

“Verificamos que existe una merma del consumo de oxígeno en las células satélite, a diferencia de lo que sucede en el resto del tejido muscular, donde el ejercicio incrementa la demanda de oxígeno. Es la primera vez que se logra observar de qué manera influyen los ejercicios aeróbicos sobre el metabolismo de las mitocondrias de esas células, y el efecto de ello en la regeneración muscular”, le explica Abreu.

Para entender este mecanismo, el posdoctorando llevó a cabo una serie de experimentos con animales en el Instituto de Química de la USP, bajo la supervisión de la profesora Alicia Kowaltowski, quien se dedica al estudio de las mitocondrias desde la década de 1990 e integra el equipo del Centro de Investigaciones de Procesos Redox en Biomedicina (Redoxoma), uno de los Centros de Investigación, Innovación y Difusión (CEPIDs) apoyados por la FAPESP. Estos hallazgos se publicaron en el Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle.

“Descubrimos al menos parte de los mecanismos que llevan a la mejora de la regeneración de los músculos, y este conocimiento constituye el primer paso para que un día se logre interferir en este proceso”, comenta Kowaltowski.

Varias etapas

La investigación se concretó en etapas, con base en experimentos realizados con ratones divididos en dos grupos. A uno de ellos se lo sometió a una batería de ejercicios aeróbicos en la cinta durante un período de cinco semanas, y el otro permaneció sedentario.

Al final del período de entrenamiento, los investigadores realizaron un test para verificar si los animales sometidos a ese programa de ejercicios habían mejorado efectivamente su capacidad aeróbica. Posteriormente lesionaron los tejidos musculares de ambos grupos, una etapa en la que se observó que los músculos ejercitados habían incrementado su capacidad regenerativa.

 “Primeramente observamos que los animales entrenados tenían más fibras musculares formadas recientemente, aparte de una menor sedimentación de tejido fibroso y menos señales de inflamación. De este modo, confirmamos que el tejido muscular de los animales ejercitados estaba efectivamente mejor reparado”, comenta Abreu Teixeira.

Tras detectar que los músculos habían mejorado su capacidad de reparación, el siguiente paso consistió en investigar las alteraciones ocurridas en las células satélite aisladas en esos animales ejercitados. Las proteínas que regulan la progresión de las células quiescentes (durmientes) y su activación, para que se concrete la autorrenovación o la diferenciación, aparecían aumentadas en esas células. “Asimismo, mostraron un retraso en la diferenciación, lo que confirmó nuestros hallazgos”, continua Abreu Teixeira.

Tal como explica el investigador, las células satélite se encargan de regenerar y preservar el tejido muscular en los adultos. Para ello permanecen en quiescencia, un estado de latencia que mantiene la homeostasis del tejido. En el transcurso de la vida, las mismas se activarán ante alguna lesión o desgaste, como en el ejercicio físico o en las lesiones que Abreu Teixeira les indujo a los ratones de laboratorio.

A partir de entonces, una parte de ellas se diferencia para formar las células que compondrán el tejido, y otra inicia un proceso de autorrenovación que da origen a nuevas células satélite para que ese ciclo perdure.

 “Estas células se activan constantemente; pero, con el paso del tiempo, pueden entrar en fatiga y dejar de autorrenovarse, que es un fenómeno que se observa en las distrofias y cuando existe una pérdida de la masa muscular, como en la caquexia y en la sarcopenia”, comenta Abreu Teixeira. “Si hay más células renovadas, significa que hay más células aptas para regenerar el tejido”, añade.

De este modo, Abreu Teixeira verificó que el ejercicio mantiene la capacidad de regeneración del tejido muscular y contribuye en la recuperación de las lesiones. Por último, el investigador midió el gasto de oxígeno en las células satélite de los roedores sometidos al entrenamiento, en busca de respuestas acerca de qué era lo que llevaba a aquel comportamiento. “Lo sorprendente es que ellas consumen menos oxígeno: es como si se volviesen más económicas”, comenta Abreu Teixeira.

Este descubrimiento contradice la hipótesis inicial de los investigadores, que creían que, dado que los músculos mejoran su capacidad oxidativa con los ejercicios aeróbicos, y que las células satélite permanecen ancladas sobre la superficie del tejido musculoesquelético (de allí su nombre), estas también mejorarían su capacidad aeróbica.

El papel de las mitocondrias

El proceso de respiración celular transcurre en las mitocondrias, estructuras celulares que, hasta hace poco tiempo, se imaginaba que se encargaban únicamente de la producción de energía para el organismo. “En los últimos años hemos descubierto de qué manera están implicadas en diversos procesos”, destaca Kowaltowski.

Para confirmar si el consumo de oxígeno de las mitocondrias realmente era el causante de la autorrenovación de las células satélite, Kowaltowski y Abreu Teixeira realizaron otras dos pruebas: mimetizaron el efecto de la disminución del consumo del oxígeno con medicamentos en cultivos in vitro y, en un segundo momento, les trasplantaron las células ejercitadas a animales sedentarios.

La disminución del consumo de oxígeno en las células estudiadas in vitro mejoró la autorrenovación de las células madre. En el trasplante, no se registraron alteraciones en la cantidad de células reparadas, aunque sí una disminución de la inflamación, un hallazgo que sugería una mejor recuperación muscular.

La idea ahora es investigar los efectos de la merma del consumo de oxígeno mitocondrial y las vías implicadas en la autorrenovación de las células satélite. “En suma, debemos entender por qué al inhibir la respiración celular incrementamos la recuperación muscular”, comenta la científica.

En el futuro, quizá sea posible replicar este fenómeno para tratar la pérdida de masa muscular relacionada con la edad y con problemas tales como el cáncer y el envejecimiento, un proceso que aún es, como se sabe, muchas veces irreversible.

noviembre 01/2020 (SINC)

Referencia:

Abreu P., Kowaltowski A. : Satellite cell self‐renewal in endurance exercise is mediated by inhibition of mitochondrial oxygen consumption. Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle. 2020

https://doi.org/10.1002/jcsm.12601

Los investigadores han encontrado una región específica del gen ApoD que se sobreexpresa en el cerebelo en condiciones de estrés oxidativo y que estaría realizando una función neuroprotectora, lo que podría constituir, en el futuro, la base sobre la que diseñar nuevos tratamientos frente a diversas enfermedades neurodegenerativas. El trabajo se ha publicado en la revista científica PLOS ONe.

Las lipocalinas son una gran familia de proteínas presente en los animales vertebrados, compuesta por más de 150 miembros. Pero de este gran número de lipocalinas, algunas de ellas de gran interés en el ámbito biomédico, solo unas pocas se expresan dentro del sistema nervioso. Una de ellas es la apolipoproteína D, que está codificada por el gen ApoD -es decir, el gen ApoD es el que contiene la información precisa para producir esta proteína y las “instrucciones” acerca de su función-. Pero, ¿cuál es esa función?

La comunidad científica sabe bien que ApoD es uno de los pocos genes que se sobreexpresa constantemente en el cerebro envejecido de todas las especies de vertebrados en los que se ha analizado, así como en la mayoría de enfermedades neurodegenerativas y psiquiátricas, independientemente de su origen.

Esquizofrenia, trastorno bipolar, enfermedad de Alzheimer o esclerosis múltiple comparten esa sobreexpresión de ApoD. Pero su función aún no está del todo clara, ¿está causando de alguna forma ApoD estas enfermedades? ¿o ApoD está tratando de realizar una función protectora precisamente frente a ellas?

Sergio Diez Hermano, primer autor de este estudio, detalla a DiCYT que el estrés oxidativo aparece claramente como un factor común en el envejecimiento cerebral y en estas enfermedades de etiologías tan variadas. Y el ratón, como modelo animal, ha aportado una gran cantidad de conocimientos sobre las funciones de esta lipocalina atípica. Según los datos recogidos en trabajos previos, ApoD retrasaría el envejecimiento cerebral y promovería la longevidad y la supervivencia de las neuronas, protegiéndolas en condiciones de estrés oxidativo.

Así, controlar la expresión de ApoD podría llevar, en el futuro, a nuevos tratamientos para estas enfermedades. Pero para controlar la expresión de ApoD es necesario, primero, obtener más información sobre cómo se regulan y coordinan todas estas funciones.

Por ello, el equipo realizó un extenso trabajo ‘in silico’, o lo que es lo mismo, mediante análisis bioinformático, acompañado de comprobaciones experimentales, para analizar regiones inexploradas reguladoras del gen ApoD en ratón, en diferentes tejidos, etapas de desarrollo y condiciones fisiológicas.

“Hemos encontrado que hay una región concreta del gen ApoD que se activa en condiciones de estrés oxidativo. Está más expresada en el cerebelo y solo cuando hay estrés oxidativo, lo que es una prueba indirecta del papel protector de ApoD”, explica Diez Hermano. Esta región, denominada variante E, tendría un papel potencial como regulador de una respuesta rápida y protectora de ApoD frente al envejecimiento y a muchas enfermedades neurodegenerativas, causalmente relacionadas con el estrés oxidativo.

Los hallazgos de este trabajo abren nuevas y prometedoras líneas de investigación, por ejemplo, de terapias farmacológicas que permitan expresar ApoD anticipándose a su expresión endógena. El equipo también avanza en otras líneas en relación con este gen, investigando por ejemplo la interrelación entre diabetes, inflamación y ApoD e incluso tratando de desentrañar la historia evolutiva de las lipocalinas.

octubre 29/2020  (Dicyt)

Referencia
Diez-Hermano S, Mejías A, Sánchez D, Gutiérrez G, Ganfornina MD (2020) Control of the neuroprotective Lipocalin Apolipoprotein D expression by alternative promoter regions and differentially expressed mRNA 5’ UTR variants. PLoS ONE 15(6): e0234857. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0234857

A la fecha la nación indochina lleva 56 jornadas consecutivas sin fallecimientos a causa de la COVID-19 (la cifra de 35 no crece desde el 3 de septiembre) y 57 días sin infestaciones comunitarias, señal de la eficiencia con que el Gobierno y las autoridades dirigen la batalla contra la enfermedad.

De las mil 173 personas que dieron positivo al SARS-CoV-2 desde su entrada al país a inicios de año, mil 62 están de alta y entre los aún hospitalizados, 16 pasaron con éxito al menos una prueba de detección del virus.

Hasta el 25 de julio, Vietnam solo reportaba 417 enfermos, cero muertes y 99 días sin contagios internos, pero ese día se produjo en la central ciudad de Da Nang un rebrote del mal que se extendió a otros territorios y disparó las cifras hasta las actuales.

Pero a los dos meses el país resolvió la situación epidemiológica y, sin descuidarla, se adentra día a día en una «nueva normalidad» cuyas únicas inusuales señales son el uso de mascarillas sanitarias en lugares públicos y otras pocas medidas preventivas.

octubre 29/2020 (Prensa Latina) Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

La investigación, publicada en la revista Current Biology, ofrece pistas sobre cómo funcionan estas decisiones en otras especies, y tal vez incluso podría aplicarse para ayudar a las máquinas de inteligencia artificial (IA) a aprender a categorizar información.

Alguien que esté trabajando cerca de una ventana abierta si el ruido exterior es lo suficientemente bajo, es posible que ni siquiera lo note. A medida que el nivel de ruido aumenta gradualmente, comenzará a notarlo más y, finalmente, su cerebro tomará una decisión sobre si debe levantarse y cerrar la ventana.

Pero cómo traduce el sistema nervioso ese aumento gradual y lineal de intensidad en una decisión binaria de «es una pregunta realmente importante, admite el neurocientífico Bing Ye, miembro de la facultad del Instituto de Ciencias de la Vida de la Universidad de Michigan y autor principal del estudio. Entre la entrada sensorial y la salida del comportamiento hay una especie de ‘caja negra’. Con este estudio, queríamos abrir esa caja».

Las imágenes del cerebro en humanos u otros mamíferos pueden identificar ciertas regiones del cerebro que responden a estímulos particulares. Pero para determinar cómo y cuándo las neuronas transforman la información lineal en una decisión no lineal, los investigadores necesitaban un análisis mucho más profundo y cuantitativo del sistema nervioso, señala Ye.

Eligieron trabajar con el organismo modelo ‘Drosophila‘ debido a la disponibilidad de herramientas genéticas que permiten identificar neuronas individuales que responden a estímulos.

Usando una técnica de imágenes que detecta la actividad neuronal a través de la señalización de calcio entre las neuronas, los científicos pudieron producir imágenes de neuroactividad en 3-D de todo el sistema nervioso central de las moscas.

«Lo que vimos fue que, cuando estimulamos las neuronas sensoriales que detectan estímulos dañinos, bastantes regiones del cerebro se iluminan en segundos, explica Yujia Hu, investigadora de la LSI y una de las autoras principales del estudio. Pero estas regiones cerebrales realizan diferentes funciones. Algunas procesan inmediatamente la información sensorial, otras activan la salida del comportamiento, pero algunas son más para este proceso de transformación que ocurre en el medio».

Cuando las neuronas sensoriales detectan los estímulos externos dañinos, envían información a las neuronas de segundo orden del sistema nervioso central. Los investigadores descubrieron que una región del sistema nervioso en particular, denominada núcleo medial posterior, responde a la información sensorial ya sea silenciando señales menos intensas o amplificando señales más intensas, clasificando eficazmente un gradiente de entradas sensoriales en categorías de «responder» o «no responder».

Las señales se amplifican a través de un mayor reclutamiento de neuronas de segundo orden en la red neuronal, lo que los investigadores denominan amplificación escalonada. Un estímulo leve podría activar dos neuronas de segundo orden, por ejemplo, mientras que un estímulo más intenso podría activar 10 neuronas de segundo orden en la red. La red más grande puede provocar una respuesta conductual.

Pero para tomar una decisión de «sí» o «no», el sistema nervioso necesita una forma no solo de amplificar la información (para una respuesta de «sí»), sino también de suprimir información innecesaria o menos dañina (para una respuesta de «no»).

«Nuestro sistema sensorial detecta y nos dice mucho más de lo que nos damos cuenta, asegura Ye, quien también es profesor de biología celular y del desarrollo en la Facultad de Medicina de la UM. Necesitamos una forma de silenciar esa información, o simplemente tendríamos una amplificación exponencial constante».

Usando las imágenes en 3-D, los investigadores encontraron que las neuronas sensoriales en realidad detectan los estímulos menos dañinos, pero esa información es filtrada por el núcleo medial posterior, a través de la liberación de una sustancia química que reprime la comunicación de neurona a neurona.

Juntos, los hallazgos decodifican el mecanismo biológico que utiliza el sistema nervioso de la mosca de la fruta para convertir un gradiente de información sensorial en una respuesta conductual binaria. Y Ye cree que este mecanismo podría tener aplicaciones mucho más amplias.

«Existe una idea dominante en nuestro campo de que estas decisiones se toman mediante la acumulación de evidencia, lo que lleva tiempo, explica. En el mecanismo biológico que encontramos, la red está cableada de tal manera que no necesita una fase de acumulación de evidencia. No lo sabemos todavía, pero nos preguntamos si esto podría servir como modelo para ayudar a la IA a aprender a clasificar la información más rápidamente».

octubre 29/2020 (Europa Press) Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

 Referencia Bibliográfica:

Hu Y.,Yang C., Yang L., Pan G., Liu H., Yu G., Ye B.: A Neural Basis for Categorizing  Enhance Decision Accuracy. Current Biology. 2020. https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.09.045

 «En muchos deportes, las diferencias entre llegar primero o segundo, o no ganar ninguna medalla, son muy pequeñas, recuerda Renske Lok, primer autor del artículo y ex estudiante de doctorado en la Universidad de Groninga. Nos preguntamos si el reloj biológico de un atleta estaba influyendo».

Este reloj determina los ritmos diarios de nuestro cuerpo: regula características fisiológicas como la temperatura corporal central y los niveles de glucosa en sangre. «Y sabemos que el rendimiento máximo suele coincidir con el pico de la temperatura corporal central», añade Lok.

Decidió investigar esta idea analizando los tiempos de los nadadores olímpicos que llegaron a la final de su brazada y distancia particular. «Esto significó que tuvieron que nadar tres rondas: las eliminatorias, las semifinales y la final», señala. Los resultados de los atletas masculinos y femeninos se obtuvieron de sitios web que enumeraban los resultados oficiales de los Juegos que tuvieron lugar en Atenas (2004), Beijing (2008), Londres (2012) y Río de Janeiro (2016).

«Elegimos la natación porque la situación exterior es muy similar: la temperatura del agua está bien regulada y casi no se utiliza ningún equipo», explica. Para descartar cualquier factor de confusión, como los trajes de baño de piel de tiburón usados en Pekín, se normalizaron los resultados de cada participante. Se calculó el tiempo individual medio durante las tres rondas y cada ronda se comparó posteriormente con el promedio.

Este análisis arrojó dos conclusiones interesantes. «Primero, los atletas se desempeñaron mejor en las finales, mientras que las eliminatorias siempre fueron más lentas que las semifinales. Pudieron adaptar su actuación y reservar sus mejores esfuerzos para la final», resalta.

Una segunda observación fue que la diferencia entre las semifinales y las eliminatorias fue mínima en Pekín. «Esto fue muy interesante porque en las otras sedes, las eliminatorias se programaron por la mañana, mientras que las semifinales y finales se llevaron a cabo por la noche, continúa. En Pekín, sin embargo, las eliminatorias se programaron para la noche, mientras que las semifinales y las finales fueron por la mañana y por la tarde».

Esto sugirió que el rendimiento en las eliminatorias, semifinales y finales se vio afectado por la hora del día. Por lo tanto, Lok y sus colegas utilizaron un modelo para eliminar todas las variaciones que no estaban relacionadas con el reloj biológico. Este análisis dio como resultado un patrón de rendimiento sinusoide claro en el transcurso de un día.

«La actuación no fue tan buena por la mañana, mejor por la tarde y peor de nuevo al final de la noche», resume. Los tiempos más rápidos estaban previstos para el final de la tarde, justo después de las cinco.

El tamaño del efecto (representado por la amplitud de la función sinusal) fue considerable: superó la diferencia de tiempo entre una medalla de oro y una de plata en el 40 % de las finales, entre una medalla de plata y de bronce en el 64 % y entre medalla de bronce y ninguna medalla en el 61 por ciento.

«Por supuesto, todos los nadadores están en la piscina al mismo tiempo para la final. Sin embargo, no todos los nadadores tendrán el mismo cronotipo», relata Lok. Los individuos muestran variaciones en el momento en que se desempeñan mejor. Y esto, por tanto, podría afectar las posibilidades de ganar una medalla olímpica.

A su juicio, los atletas pueden usar este conocimiento. «Es posible cambiar su reloj biológico exponiéndose a la luz del día adicional en el momento adecuado del día, añade. Si hace esto en el transcurso de varios días, podría cambiar el momento de máximo rendimiento hacia el momento de una carrera».

Aún no está claro si el efecto del reloj biológico tiene algún impacto en otros deportes. «En el ciclismo, por ejemplo, la calidad de la bicicleta también es importante», dice Lok, que ahora es investigador postdoctoral en el Departamento de Psiquiatría y Ciencias del Comportamiento de la Universidad de Stanford.

El reloj biológico que se investigó en el artículo afecta tanto a los músculos de los brazos como de las piernas y, por tanto, parece lógico trasladar estos resultados a otros deportes. «Además, estos atletas de élite entrenan todo el día y hemos demostrado que esto no anula el efecto del ritmo circadiano», precisa.

octubre 22/2020 (Europa Press) –Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

«Estos potentes respondedores proteicos inicialmente protegen las células cerebrales del bajo nivel de oxígeno como se esperaba, pero encontramos que su actividad prolongada conduce a un daño colateral no intencional que finalmente afecta la función de las células cerebrales», explica el investigador principal del estudio Paul Tesar, profesor del Departamento de Genética y Ciencias del Genoma en la Facultad de Medicina de Case Western Reserve.

Definir el mecanismo del daño de las células cerebrales en condiciones de bajo oxígeno brinda la oportunidad de desarrollar terapias efectivas, incluida una clase de medicamentos estudiados en su investigación que podrían informar futuros enfoques clínicos para muchas enfermedades neurológicas causadas por bajo oxígeno. El trabajo también aclara cómo la respuesta al bajo nivel de oxígeno causa enfermedades en otros tejidos fuera del cerebro.

Con el nacimiento de una atmósfera oxigenada, fue posible un estallido de vida multicelular, ya que el oxígeno podría usarse para producir la energía necesaria para sustentar funciones vitales complejas. Dado el requerimiento de oxígeno para la vida, casi todos los organismos desarrollaron un mecanismo para responder rápidamente al bajo nivel de oxígeno, una condición llamada hipoxia. El Premio Nobel de Fisiología o Medicina se otorgó en 2019 por los descubrimientos de cómo las células de nuestro cuerpo detectan los niveles bajos de oxígeno y responden para mantenerse vivas.

En el núcleo de esta antigua respuesta se encuentran las proteínas llamadas factores inducibles por hipoxia (FIH), que instruyen a la célula para minimizar el consumo de oxígeno y maximizar su acceso al oxígeno. De esta manera, los FIH pueden considerarse héroes valientes que intentan proteger y resucitar las células en la respuesta inmediata a la falta de oxígeno.

La hipoxia prolongada causa disfunción en muchos tejidos. En particular, las células madre en el cerebro se ven afectadas por la hipoxia en muchas enfermedades, incluyendo apoplejía, parálisis cerebral relacionada con el nacimiento prematuro, síndromes de dificultad respiratoria, esclerosis múltiple y demencia vascular. Incluso el daño neurológico significativo causado por la COVID-19 se atribuye a la hipoxia.

Hasta ahora, se desconocían las causas precisas del mal funcionamiento celular debido a la falta de oxígeno. En este estudio, los investigadores desarrollaron un nuevo enfoque para estudiar de cerca cómo funcionan las proteínas que responden a la hipoxia.

Al comparar cómo funcionan en las células madre del cerebro con otros tejidos, como el corazón y la piel, los científicos confirmaron que las proteínas que responden a la hipoxia desempeñan una función beneficiosa para promover la supervivencia celular con poco oxígeno en todos los tejidos. Sin embargo, estas mismas proteínas que responden a la hipoxia tenían un lado oscuro que antes no se apreciaba, ya que también activaban otros procesos celulares fuera de la respuesta beneficiosa central.

Luego, el equipo demostró que esta respuesta adicional, y previamente desconocida, es lo que afecta la función de las células madre del cerebro. Esto sugiere que, si bien las proteínas que responden a la hipoxia evolucionaron para promover la supervivencia celular en todos los tejidos del cuerpo en condiciones de bajo oxígeno, sus poderosos efectos también pueden tener consecuencias no deseadas para alterar la función celular.

Los autores probaron miles de medicamentos para intentar restaurar la función de las células madre del cerebro para superar los efectos dañinos de las proteínas que responden a la hipoxia. Descubrieron un grupo de medicamentos que superan específicamente la respuesta inductora de daño, dejando intacta la respuesta beneficiosa.

«Una de las avenidas emocionantes que se derivan de este trabajo es la identificación de fármacos que se dirigen específicamente al lado dañino de la respuesta a la hipoxia mientras que evitan el lado beneficioso –destaca el primer autor Kevin Allan, estudiante graduado del Programa de Capacitación para Científicos Médicos de Case Western–. Esto ofrece una nueva perspectiva sobre la lucha contra el daño tisular debido a la hipoxia».

«Aún se desconoce si el lado dañino de la respuesta a la hipoxia es únicamente un efecto patológico involuntario o potencialmente un proceso normal no descubierto previamente que sale mal en la enfermedad, añade Tesar.

Nuestro trabajo abre la puerta a una nueva forma de pensar sobre cómo las células responden a la falta de oxígeno en la salud y la enfermedad.

octubre 22/2020 (Europa Press).- Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

En el primer estudio de este tipo, tras años de investigación, el equipo demuestra que las métricas cuantitativas del reflejo de luz pupilar (RLP), que determinan cómo responde la pupila a la luz y se obtienen mediante el uso de un pupilómetro infrarrojo dinámico de mano (DIP), se pueden utilizar diferenciar a los atletas adolescentes con conmoción cerebral de los adolescentes sanos.

Sabemos que el sistema visual se ve afectado después de una conmoción cerebral relacionada con el deporte, y esto es algo que los pacientes no pueden controlar u ocultar intencionalmente. La respuesta de la pupila a la luz es una función autónoma con métricas que se capturan fácilmente mediante pupilometría infrarroja dinámica automatizada, explica la autora principal Christina L. Master, codirectora del Programa de investigación de conmociones cerebrales Minds Matter y especialista en medicina deportiva de atención primaria pediátrica en el CHOP.

«Pensamos que, si RLP podía distinguir entre atletas adolescentes con conmoción cerebral y sin conmoción cerebral, podríamos tener la oportunidad de realizar una evaluación objetiva donde los datos se obtienen fácilmente a través de un dispositivo de mano en entornos clínicos y deportivos», añade.

Actualmente, diagnosticar adecuadamente una conmoción cerebral es un desafío debido a la falta de pruebas de diagnóstico objetivas para los adolescentes. En los últimos años, los investigadores del CHOP han estudiado el sistema visio-vestibular del cuerpo, el sistema sensorial que procesa el movimiento espacial y la información visual, para buscar biomarcadores objetivos para la conmoción cerebral que puedan respaldar el diagnóstico y guiar el tratamiento individualizado y los planes de recuperación.

Estudios previos han demostrado que la conmoción cerebral conduce a dificultades para ajustar el enfoque visual y deficiencias en el sistema nervioso autónomo, lo que hace que el RLP sea un biomarcador fisiológico potencial prometedor para la conmoción cerebral. Este estudio observacional prospectivo buscó cuantificar estas diferencias en RLP a través de DIP para proporcionar a los médicos una futura herramienta de diagnóstico objetivo.

El estudio, que se llevó a cabo en un programa especializado en conmociones cerebrales y en una escuela secundaria suburbana privada, inscribió a una cohorte de atletas adolescentes entre 12 y 18 años e incluyó tanto a atletas sanos como a atletas con un diagnóstico de conmoción cerebral relacionada con el deporte. Los investigadores estaban interesados en nueve métricas de RLP específicas que evalúan objetivamente la función autónoma, que ocurre automáticamente, sin el esfuerzo consciente de una persona.

El estudio encontró diferencias significativas entre los atletas con conmoción cerebral y los adolescentes sanos para todas las métricas RLP excepto la latencia o el tiempo que tarda la pupila en responder a la luz.

Los atletas con conmoción cerebral tenían un diámetro pupilar máximo y mínimo más grande, mayor porcentaje de constricción y mayor velocidad máxima y media de constricción y dilatación en comparación con los atletas sanos. Cuando los datos se limitaron a solo las conmociones cerebrales evaluadas dentro de los siete días de la lesión, siete de las nueve métricas de RLP permanecieron sensibles para identificar la conmoción cerebral en comparación con las personas sanas.

Los investigadores también examinaron las diferencias de sexo en los datos. No se encontraron diferencias de sexo en el grupo de control sano para ninguna métrica pupilar, lo que confirma la investigación publicada anteriormente. Sin embargo, se observaron diferencias para las mujeres con una conmoción cerebral, que exhibieron un tiempo más largo hasta el 75  % de redilatación pupilar que los hombres, lo que justifica una mayor investigación para caracterizar mejor las diferencias sexuales en la conmoción cerebral.

Los investigadores esperan que estos hallazgos puedan conducir a una futura herramienta de evaluación objetiva para su uso en entornos deportivos o de atención de urgencia, que en última instancia conduzcan a un diagnóstico y tratamiento de conmociones cerebrales más oportuno y preciso.

octubre 17/2020(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 Psychological Bulletin, examinó tres signos diferentes de envejecimiento biológico: pubertad temprana, envejecimiento celular y cambios en la estructura cerebral, y descubrió que la exposición al trauma estaba asociada con los tres.

«La exposición a la adversidad en la infancia es un poderoso predictor de resultados de salud más adelante en la vida, no solo los resultados de salud mental como depresión y ansiedad, sino también resultados de salud física como enfermedades cardiovasculares, diabetes y cáncer», avanza Katie McLaughlin, profesora asociada de Psicología en la Universidad de Harvard y autora principal del estudio.

«Nuestro estudio, añade, sugiere que experimentar violencia puede hacer que el cuerpo envejezca más rápidamente a nivel biológico, lo que puede ayudar a explicar esa conexión«.

Investigaciones anteriores ya habían encontrado evidencia mixta sobre si la adversidad infantil siempre está vinculada al envejecimiento acelerado. Sin embargo, esos estudios analizaron muchos tipos diferentes de adversidad (abuso, negligencia, pobreza y más) y varias medidas diferentes de envejecimiento biológico.

Para afinar los resultados, McLaughlin y sus colegas decidieron analizar por separado dos categorías de adversidad: la adversidad relacionada con la amenaza, como el abuso y la violencia, y la adversidad relacionada con la privación, como la negligencia física o emocional o la pobreza.

Realizaron un metanálisis de casi 80 estudios, con más de 116 000 participantes en total. Descubrieron que los niños que sufrieron traumas relacionados con amenazas, como la violencia o el abuso, tenían más probabilidades de entrar pronto en la pubertad y también mostraban signos de envejecimiento acelerado a nivel celular, incluidos los telómeros acortados, las tapas protectoras en los extremos de nuestros filamentos de ADN que desgastarse a medida que envejecemos.

Por el contrario, los niños que experimentaron pobreza o negligencia no mostraron ninguno de esos signos de envejecimiento temprano.

En un segundo análisis, McLaughlin y sus colegas revisaron sistemáticamente 25 estudios con más de 3 253 participantes que examinaron cómo la adversidad temprana afecta el desarrollo del cerebro y descubrieron que la adversidad estaba asociada con la reducción del grosor cortical, un signo de envejecimiento porque la corteza se adelgaza a medida que las personas envejecen.

Sin embargo, diferentes tipos de adversidades se asociaron con adelgazamiento cortical en diferentes partes del cerebro. El trauma y la violencia se asociaron con adelgazamiento en la corteza prefrontal ventromedial, que está involucrada en el procesamiento social y emocional, mientras que la privación se asoció con mayor frecuencia con el adelgazamiento en las redes frontoparietales, por defecto y visuales, que están involucradas en el procesamiento sensorial y cognitivo.

Según McLaughlin, estos tipos de envejecimiento acelerado podrían haberse derivado originalmente de adaptaciones evolutivas útiles. En un ambiente violento y lleno de amenazas, por ejemplo, alcanzar la pubertad antes podría hacer que las personas tengan más probabilidades de reproducirse antes de morir.

Al mismo tiempo, un desarrollo más rápido de las regiones del cerebro que juegan un papel en el procesamiento de las emociones podría ayudar a los niños a identificar y responder a las amenazas, manteniéndolos más seguros en entornos peligrosos. Pero estas adaptaciones que alguna vez fueron útiles pueden tener graves consecuencias para la salud  y la salud  mental en la edad adulta.

La nueva investigación subraya la necesidad de intervenciones tempranas para ayudar a evitar esas consecuencias. Todos los estudios analizaron el envejecimiento acelerado en niños y adolescentes menores de 18 años.

«El hecho de que veamos pruebas tan consistentes de un envejecimiento más rápido a una edad tan joven sugiere que los mecanismos biológicos que contribuyen a las disparidades de salud se ponen en marcha muy temprano en vida. Esto significa que los esfuerzos para prevenir estas disparidades de salud también deben comenzar durante la infancia», destaca McLaughlin.

Existen numerosos tratamientos basados en la evidencia que pueden mejorar la salud mental en niños que han experimentado traumas, apunta. «Un próximo paso fundamental es determinar si estas intervenciones psicosociales también podrían ralentizar este patrón de envejecimiento biológico acelerado. Si esto es posible, podremos prevenir muchas de las consecuencias para la salud  a largo plazo de la adversidad en la vida temprana», concluye.

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

Las redes dinámicas que se especializan en la transmisión de información generalmente constan de múltiples componentes, que incluyen no solo procesadores primarios, como computadoras, por ejemplo, sino también numerosas aplicaciones y servicios de soporte.

El sistema nervioso humano es fundamentalmente muy similar: las neuronas, como las computadoras, procesan y transmiten información, enviando señales moleculares a través de axones a otras neuronas, todas las cuales están respaldadas por componentes no neuronales, incluida una matriz de células conocida como glía.

Las células gliales llevan a cabo una serie de funciones de apoyo y mantenimiento, y un tipo en particular, la célula glial astrocítica, tiene la capacidad única de formar tejido cicatricial alrededor de las neuronas dañadas. La presencia de tejido cicatricial se asocia con efectos inhibidores sobre el recrecimiento de neuronas maduras dañadas por una lesión de la médula espinal.

Sin embargo, la evidencia reciente sugiere que estos efectos inhibidores son reversibles, y en un nuevo trabajo, científicos de la Facultad de Medicina Lewis Katz de la Universidad de Temple (LKSOM) y la Universidad de Pensilvania muestran que las células gliales astrocíticas pueden de hecho desempeñar un papel importante en facilitando la reparación de neuronas.

«Descubrimos que la glía tiene un interruptor metabólico asociado con el metabolismo de la glucosa que, cuando se activa, revierte los efectos inhibidores sobre el crecimiento y promueve la regeneración de axones», explica Shuxin Li, profesor de anatomía y biología celular en el Centro de Investigación Pediátrica del Hospital Shriners en LKSOM e investigador principal del estudio.

La investigación es la primera en establecer un vínculo entre el metabolismo de la glucosa en las células gliales y la regeneración funcional de neuronas dañadas en el sistema nervioso central.

En colaboración con el investigador principal Yuanquan Song, profesor asistente de patología y medicina de laboratorio en la Facultad de Medicina Perelman de la Universidad de Pensilvania, el doctor Li y sus colegas se propusieron investigar cómo la formación de tejido cicatricial inducida por las células gliales afecta la regeneración de axones, utilizando ambos modelos de moscas y ratones de lesión axónica.

En experimentos iniciales, confirmaron lo que habían indicado estudios anteriores, que los efectos negativos de la actividad de las células gliales sobre la regeneración de axones son de hecho reversibles. Pero los investigadores también encontraron que el cambio entre efectos positivos y negativos sobre el recrecimiento de axones está directamente relacionado con el estado metabólico de las células gliales.

En experimentos de seguimiento en moscas, los investigadores se centraron específicamente en la glucólisis, la vía metabólica responsable de la descomposición de la glucosa, y descubrieron que la regulación positiva de esta vía sola en las células gliales era suficiente para promover la regeneración de axones.

Este mismo resultado se observó en ratones. Una mayor investigación en modelos de moscas y ratones condujo a la identificación de dos metabolitos de la glucosa, el lactato y el hidroxiglutarato, que actúan como mediadores clave del cambio glial de una reacción inhibidora a una respuesta estimulante.

«En el modelo de mosca, observamos la regeneración de axones y mejoras dramáticas en la recuperación funcional cuando aplicamos lactato al tejido neuronal dañado, señala Li.  También encontramos que en ratones lesionados, el tratamiento con lactato mejoró significativamente la capacidad locomotora, restaurando algo de capacidad para caminar, en comparación con los animales no tratados».

El doctor Li y sus colegas examinaron la vía específica por la cual actúan el lactato y el hidroxiglutarato para mejorar la regeneración de axones. Los experimentos revelaron que cuando las células gliales se activan, liberan metabolitos de la glucosa, que posteriormente se unen a moléculas conocidas como receptores GABAB en la superficie neuronal y, por lo tanto, activan vías en las neuronas que estimulan el crecimiento de los axones.

«Nuestros hallazgos indican que la activación del receptor GABAB inducida por el lactato puede tener un papel fundamental en la recuperación neuronal después de una lesión de la médula espinal, añade. Además, este proceso es impulsado por un cambio metabólico a la glucólisis aeróbica, que conduce específicamente a la producción de lactato y otros metabolitos de la glucosa».

Los investigadores planean ahora probar las capacidades regenerativas del lactato y moléculas relacionadas en animales más grandes y determinar qué moléculas son más efectivas para promover la regeneración. «Las próximas fases de nuestro trabajo podrían sentar las bases para futuros estudios traslacionales en pacientes humanos afectados por una lesión de la médula espinal», añade el doctor.

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

Existen numerosas situaciones en las que el ser humano se ve obligado a pensar y a actuar de forma rápida y efectiva: en carretera cuando surge algo inesperado, en la calle en medio de una muchedumbre o en un combate.

Para afrontar estas situaciones, el cerebro las transforma en una imagen estática, congelando el tiempo y manteniendo solo el espacio, lo que facilita la comprensión de la cambiante realidad. Es lo que afirma el estudio publicado en el Journal of Advanced Research por un equipo de investigación liderado desde la Universidad Complutense de Madrid (UCM).

Ante situaciones imprevistas en las que hay que tomar decisiones rápidas y eficaces, “es como si nuestro cerebro convirtiese una película entera en un solo fotograma que, al verlo, nos permite entender toda la película”

El mismo equipo ya propuso hace diez años la llamada hipótesis de la compactación del tiempo, por la que el cerebro convierte el tiempo en espacio, simplificando la situación y pudiendo actuar de forma inmediata. Con sus nuevos resultados experimentales consideran que la han demostrado.

Según su teoría, cuando una persona está en una situación dinámica, por ejemplo caminando entre una multitud, su cerebro transforma la situación en una ‘foto’ que contiene toda la información necesaria para realizar movimientos: por dónde puede y no puede pasar, qué caminos seguir para no chocar, etc.

“Es como si nuestro cerebro convirtiese una película entera en un solo fotograma que, al verlo, permitiese entender toda la película”, destaca Valeri Makarov, investigador del Instituto de Matemática Interdisciplinar de la UCM, quien ha colaborado con otros colegas de esta universidad, la UNED y la Universidad Estatal de Nizhni Nóvgorod (Rusia).

Experimento con un juego de ordenador

Aunque el equipo propuso la hipótesis de la compactación del tiempo hace una década, hasta ahora no encontraba la manera de avalarla o desmentirla de forma definitiva a través de un experimento, pero ahora lo han conseguido.

Más de 400 voluntarios de varias universidades nacionales y extranjeras han participado en un juego de ordenador que prueba la capacidad de aprendizaje en diferentes situaciones dinámicas. Según los autores, estas se representan internamente como un mapa estático, denominado representación interna compacta (CIR).

En el juego, explica Makarov, debían deducir una regla (“pulso tal o cual tecla si me aparece tal o cual cosa en la pantalla”), de forma que el número de intentos que necesitaban para aprender la regla variaba dependiendo si el voluntario empleaba o no la compactación del tiempo.

Los investigadores consideran haber probado su hipótesis de la compactación del tiempo, por la que el cerebro convierte el tiempo en espacio, simplificando la situación y pudiendo actuar de forma inmediata.

En un grupo de voluntarios el aprendizaje ha sido más rápido gracias a la compactación del tiempo y en el otro más lento cuando el usuario estaba forzado a no emplear la compactación (algo que se podía controlar mediante estímulos visuales).

El análisis matemático de los resultados obtenidos ha confirmado la hipótesis, descartando a la vez otras explicaciones posibles, destacan los investigadores.

“Nuestros resultados van más allá al demostrar que el cerebro puede eliminar el tiempo convirtiéndolo en espacio (de película a foto). Esto explicaría cómo somos capaces de tomar decisiones eficaces de forma inmediata en situaciones complejas que cambian con el tiempo, desde conducir o practicar ciertos deportes, hasta luchar, huir o cazar, habilidades clave para sobrevivir durante nuestra evolución como especie”, subraya Makarov.

Aplicaciones en robots e inteligencia artificial

Según los autores, estos resultados tienen doble relevancia. Por un lado, desde el punto de vista teórico o neurofisiológico para explicar el proceso involucrado en la cognición espacio-temporal y, por el otro, para aplicaciones en inteligencia artificial.

“Si sabemos cómo lo hace el cerebro, podemos reproducirlo en robots para que puedan emplear la representación estática, es decir, reemplazar película por foto, de una situación que cambia en el tiempo para entenderla y actuar inmediatamente de forma versátil, compleja y efectiva”, concluye el matemático.

octubre 13/2020 (SINC)

Referencia:

Villacorta-Atienza1 J.A., Calvo Tapia C., Diez-Hermano S., Sanchez-Jimenez A., Lobov S., Krilova N., Murciano A., Lopez-Tolsa G., Pellon R., and Makarov V.A. “Static internal representation of dynamic situations reveals time compaction in human cognition,” Journal of Advanced Research, 2020; DOI: https://doi.org/10.1016/j.jare.2020.08.008.

Aunque la mayoría de los adultos necesitamos entre unas 7-8 horas para descansar, las horas de sueño necesarias varían según cada persona. Hay quienes con solo 4 horas se sienten llenos de energía, los llamados ‘’poco dormidores’’, y quienes necesitan 10 horas diarias para afrontar la vida cotidiana, los denominados ‘’grandes dormidores’’.

La ausencia de sueño se presenta en distintas formas, por lo que podemos hablar de varios tipos de insomnio:

1. Insomnio de mantenimiento: es cuando tenemos dificultad para mantener el sueño de forma continua mientras dormimos, es decir, nos despertamos varias veces o madrugamos involuntariamente siendo incapaces de volver a dormirnos.

2. Insomnio de inicio: como su nombre indica, es cuando tenemos problemas para dormirnos al principio de la noche, tardando media hora o más. Esta situación es bastante molesta por lo que llega a causar irritabilidad y ansiedad.

Estos dos tipos de insomnio se pueden presentar a corto o largo plazo. El insomnio a corto plazo, también denominado agudo o temporal, dura unos días o semanas, y suele aparecer por exceso de estrés. El problema viene cuando ese insomnio se prolonga a lo largo del tiempo, es decir, insomnio crónico, llegando a durar meses e incluso años.

Debemos saber que el insomnio puede ser el problema principal o estar vinculado a otras afecciones o enfermedades, por lo que debemos conocer la causa del problema para curar el insomnio  y erradicar sus consecuencias en nuestro día a día y no entrar en un círculo vicioso de preocupación y malestar.

Existen varios factores relacionados con los problemas para conciliar el sueño. Dentro de las causas médicas podemos identificar alteraciones hormonales, metabólicas, digestivas, cardiovasculares, urológicas o cefaleas, así como trastornos psiquiátricos como depresión, esquizofrenia o ansiedad, entre otros.

En cuanto a las causas externas, el insomnio se vincula frecuentemente con los factores ambientales que afectan negativamente a nuestro descanso como pueden ser el abuso de sustancias, medicamentos, malos hábitos, jet lag, y otros.

Son muchos los jóvenes cuya causa de insomnio se vincula directamente con un incorrecto aprendizaje del hábito de dormir durante su infancia, lo que se conoce como insomnio idiopático.

Otra causa muy común es aquella relacionada con una alta preocupación por el problema del sueño, el denominado insomnio psicofisiológico. Este tipo de insomnio es muy llamativo porque es la propia persona la que ocasiona el problema, ya que es cuando realiza grandes esfuerzos para dormir cuando más le cuesta y, sin embargo, cuando no lo piensan mucho es cuando logran dormirse rápidamente y sin dificultad. Suelen ser las personas muy perfeccionistas y exigentes las que padecen este insomnio por querer mantenerlo todo bajo control sin éxito alguno.

Por todo lo anterior, sea cual sea tu caso, te recomendamos identificar la causa para curar el insomnio y conseguir descansar lo necesario para afrontar tu vida diaria. Rompe el círculo de insomnio cambiando aquellos factores que afectan a tu descanso. Acaba con tus pensamientos negativos y de preocupación.

La mayoría de expertos aconsejan seguir las siguientes recomendaciones para combatir el insomnio crónico:

• Regular los horarios de sueño
• Usar la cama solo para dormir
• Evitar las siestas
• Acostarnos solo cuando tengamos sueño
• Mejorar nuestro estilo de vida (alimentación y ejercicio)
• Controlar nuestra preocupación respecto al sueño

Siguiendo los anteriores consejos para curar el insomnio podrás mejorar tu descanso y conseguir que el insomnio crónico no afecte a tu salud y bienestar general. Evita automedicarte y acude a un especialista. Recuerda que cada caso es distinto por lo que no todas las terapias o medicamentos valen.

septiembre 24/2020 (NCYT)

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Hasta el momento, no se conocía con exactitud la cantidad de selenio y las formas químicas que adopta en la leche materna. Para ello, los expertos del grupo Análisis Medioambiental y Bioanálisis han desarrollado un nuevo método de análisis que presentan en el artículo A novel HPLC column switching method coupled to ICP-MS/QTOF for the first determination of selenoprotein P (SELENOP) in human breast milk, publicado en la revista Food Chemistry. Con él cuantifican los niveles de los distintos compuestos que recibe el bebé, destacando la observación por primera vez de la selenoproteína P.

Además, esta molécula, que se produce en el hígado, funciona como transportadora de selenio por vía plasmática a otros tejidos, por lo que es una buena indicadora de la cantidad de este mineral en el cuerpo. “El descubrimiento en la leche del selenio en forma de selenoproteína P abre diversas posibilidades de investigación sobre la influencia de la lactancia en el desarrollo neurológico del bebé, ya que su acción ha sido descrita en enfermedades como el alzhéimer”, afirma a la Fundación Descubre la investigadora de la Universidad de Huelva Tamara García Barrera, autora del artículo y directora del estudio.

La transmisión de la selenoproteína P ya había sido estudiada durante el embarazo mediante el cordón umbilical y el líquido amniótico, pero se desconocía su presencia en la leche materna. Su deficiencia durante la gestación está asociada con aborto espontáneo, diabetes gestacional, parto prematuro y bajo crecimiento, entre otras complicaciones obstétricas.

Ahora, mediante el nuevo sistema, han obtenido todos los componentes de una manera más rápida y eficiente que con otros utilizados anteriormente, lo que lo valida como un método eficaz en el análisis de leche materna. Concretamente, han determinado la presencia de glutatión peroxidasa, un antioxidante celular, que representa el mayor contenido de selenio en la leche materna humana con un 37 %, seguido por la selenoproteína P (31 %), la selenocistamina (18 %), que interviene en los procesos de oxigenación e hidrogenación celular, y otros derivados del selenio (14 %).

Estos resultados abren la vía de nuevas investigaciones con el fin de obtener leches de continuación mejoradas y otros alimentos funcionales enriquecidos en selenio. Pero antes de proponer una fórmula válida, deberán observar cómo se produce la digestión en el bebé de estos nutrientes y qué partes son realmente activas en su organismo.

Antioxidantes por parte materna

El selenio forma parte de funciones básicas para la vida en el organismo y evita la formación de radicales libres que provocan el deterioro celular. Por esta razón, la deficiencia de selenio ha sido relacionada con diversas alteraciones como son el cáncer, la infertilidad, el deterioro de las funciones inmunes y tiroideas, el desarrollo de enfermedades cardiovasculares, en patologías neurodegenerativas y en la enfermedad alcohólica.

Concretamente, la selenoproteína P posee dos propiedades. Por un lado, es la proteína responsable de transportar el selenio desde el hígado, donde se sintetiza, a todo el organismo, por lo que es un buen biomarcador de este elemento. Es decir, conociendo la proporción de selenoproteína P, se obtiene la cantidad de selenio total. Por otro lado, posee capacidad antioxidante extracelular que inhibe la actividad de radicales libres, unos compuestos que provocan la muerte celular.

El nuevo método analítico utiliza la cromatografía líquida de alta precisión que permite separar físicamente los distintos componentes de una mezcla. Para ello, utilizan distintas formas de esta técnica. Por un lado, mediante la cromatografía por exclusión las moléculas se agrupan por tamaño. Por otro, la cromatografía por afinidad interacciona específicamente con las moléculas. Además, los expertos han sumado otro procedimiento analítico llamado ‘espectrometría de masas cuádruplo y tiempo de vuelo’ que permite analizar las estructuras moleculares. Combinado con el ‘plasma de acoplamiento inductivo con detector de masas’, distingue los constituyentes químicos de la leche materna. De esta manera, se obtienen resultados de forma rápida y precisa sobre la cantidad de selenio, así como las distintas formas en las que este elemento químico se presenta en el organismo.

Por último, se combinan las columnas cromatográficas logrando el análisis simultáneo de las diferentes formas del selenio. Esto permite determinar en una sola medida toda la composición de un medio concreto. En este caso, en la leche.

septiembre 15/2020 (Dicyt)

Referencia Bibliográfica:

Arias-Borrego A., Callejón-Leblic B., Rodríguez-Moro G., Velasco I., Gómez-Ariza J.L., García-Barrera T.: A novel HPLC column switching method coupled to ICP-MS/QTOF for the first determination of selenoprotein P (SELENOP) in human breast milk. Food Chemistry. Volume 321, 15 August 2020, 126692

Muchas personas con autismo experimentan estos tres trastornos: hipersensibilidad sensorial, déficit de atención e interrupción del sueño. Una región del cerebro implicada en estos síntomas es el núcleo reticular talámico (TRN), que se cree que actúa como un guardián de la información sensorial que fluye hacia la corteza.

«La idea es que podría dirigirse muy específicamente a un grupo de neuronas, sin afectar todo el cerebro y otras funciones cognitivas», dice Guoping Feng, uno de los líderes del equipo de investigación, profesor de neurociencia en el MIT y miembro del Instituto McGovern para el Cerebro del MIT Investigación, que publican en la revista Nature.

Cuando la entrada sensorial de los ojos, oídos u otros órganos sensoriales llega al cerebro, primero va al tálamo, que luego lo transmite a la corteza para un procesamiento de nivel superior. Las deficiencias de estos circuitos talamocorticales pueden provocar déficit de atención, hipersensibilidad al ruido y otros estímulos, y problemas de sueño.

Una de las principales vías que controla el flujo de información entre el tálamo y la corteza es el TRN, que es responsable de bloquear la entrada sensorial distractora. En 2016, el profesor asistente de Feng y MIT Michael Halassa, quien también es autor del nuevo artículo de Nature , descubrió que la pérdida de un gen llamado Ptchd1 afecta significativamente la función TRN.

En los niños, la pérdida de este gen, que se transporta en el cromosoma X, puede conducir a déficit de atención, hiperactividad, agresión, discapacidad intelectual y trastornos del espectro autista.

En ese estudio, los investigadores descubrieron que cuando el gen Ptchd1 fue eliminado en ratones, los animales mostraron muchos de los mismos defectos de comportamiento observados en pacientes humanos. Cuando se eliminó solo en la TRN, los ratones mostraron solo hiperactividad, déficit de atención e interrupción del sueño, lo que sugiere que la TRN es responsable de esos síntomas.

En el nuevo estudio, los investigadores querían tratar de aprender más sobre los tipos específicos de neuronas que se encuentran en la TRN, con la esperanza de encontrar nuevas formas de tratar la hiperactividad y los déficits de atención. Actualmente, esos síntomas se tratan con mayor frecuencia con medicamentos estimulantes como Ritalin, que tienen efectos generalizados en todo el cerebro.

«Nuestro objetivo era encontrar algunas formas específicas de modular la función del gasto talamocortical y relacionarla con los trastornos del desarrollo neurológico, explica Feng. Decidimos intentar usar la tecnología unicelular para diseccionar qué tipos de células hay y qué genes se expresan y si hay genes específicos que se pueden medicar como objetivo».

Para explorar esa posibilidad, los investigadores secuenciaron las moléculas de ARN mensajero que se encuentran en las neuronas de la TRN, que revela los genes que se expresan en esas células. Esto les permitió identificar cientos de genes que podrían usarse para diferenciar las células en dos subpoblaciones, en función de cuán fuertemente expresan esos genes en particular.

Descubrieron que una de estas poblaciones celulares se encuentra en el núcleo de la TRN, mientras que la otra forma una capa muy delgada que rodea el núcleo. Los investigadores encontraron que estas dos poblaciones también forman conexiones con diferentes partes del tálamo.

Sobre la base de esas conexiones, los investigadores plantean la hipótesis de que las células en el núcleo están involucradas en la transmisión de información sensorial a la corteza cerebral, mientras que las células en la capa externa parecen ayudar a coordinar la información que ingresa a través de diferentes sentidos, como la visión y la audición.

Los investigadores ahora planean estudiar los diferentes roles que estas dos poblaciones de neuronas pueden tener en una variedad de síntomas neurológicos, que incluyen déficit de atención, hipersensibilidad y trastornos del sueño. Utilizando técnicas genéticas y optogenéticas, esperan determinar los efectos de activar o inhibir diferentes tipos de células TRN, o genes expresados en esas células.

«Eso puede ayudarnos en el futuro a desarrollar objetivos farmacológicos específicos que potencialmente puedan modular diferentes funciones, añade Feng. Los circuitos tálamo-corticales controlan muchas cosas diferentes, como la percepción sensorial, el sueño, la atención y la cognición, y puede ser que estos puedan ser dirigidos más específicamente».

Este enfoque también podría ser útil para tratar los trastornos de atención o hipersensibilidad, incluso cuando no son causados por defectos en la función TRN, dicen los investigadores.

«TRN es un objetivo en el que, si mejora su función, podría corregir los problemas causados por las alteraciones de los circuitos talamocorticales, apunta Feng. Por supuesto, estamos muy lejos del desarrollo de cualquier tipo de tratamiento, pero el potencial es que podemos usar la tecnología unicelular no solo para comprender cómo se organiza el cerebro, sino también cómo se pueden segregar las funciones del cerebro, lo que le permite identificar objetivos mucho más específicos que modulan funciones específicas».

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

Referencia Biliográfica:

Vormstein-Schneider, D., Lin, J.D., Pelkey, K.A. et al. Viral manipulation of functionally distinct interneurons in mice, non-human primates and humans. Nat Neurosci (2020). https://doi.org/10.1038/s41593-020-0692-9

El estudio muestra que los niveles de p-tau-217 están elevados durante las primeras etapas de la enfermedad de Alzheimer y podrían conducir a un análisis de sangre simple capaz de diagnosticar el neurodegenerativo desorden años antes de que los síntomas comiencen a aparecer.

La enfermedad de Alzheimer se caracteriza por la presencia de placas en el cerebro formadas por una proteína llamada amiloide-beta, así como también agregados de una proteína llamada tau que forman nudos neurofibrilares en las neuronas de los pacientes con alzhéimer.

El amiloide-beta y la tau comienzan a cambiar años antes de que cualquier síntoma cognitivo, como la pérdida de memoria y la confusión, sea evidente, pero anteriormente la única forma de detectarlos era con una tomografía por emisión de positrones (PET) para visualizar el cerebro o una columna vertebral toque para medir los niveles cambiantes de amiloide-beta y tau en el líquido cefalorraquídeo.

Durante muchos años, los investigadores han intentado desarrollar análisis de sangre que puedan detectar la enfermedad de Alzheimer antes de que aparezcan los síntomas, a la vez que son más baratos y menos invasivos que los escáneres PET y los golpes espinales.

Randall Bateman, Nicolas Barthélemy y sus colegas de la Facultad de Medicina  de la Universidad de Washington en St. Louis descubrieron previamente que un fragmento modificado de tau, conocido como p-tau-217, se acumula en el líquido cefalorraquídeo de los pacientes de alzhéimer antes del inicio de los síntomas cognitivos. Aumenta con la progresión de la enfermedad y puede predecir con precisión la formación de placas amiloides.

Los investigadores sospecharon que p-tau-217 también podría estar presente en la sangre de pacientes con alzhéimer, aunque a niveles muy bajos que dificultarían la detección.

«Por lo tanto, queríamos cuantificar los niveles de diferentes proteínas tau, especialmente p-tau-217, en la sangre y compararlas con la patología amiloide y la aparición de demencia para evaluar su potencial como biomarcadores de la enfermedad de Alzheimer en la sangre», señala Bateman, profesor distinguido de Neurología en la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington.

Barthélemy y sus colegas en el laboratorio de Bateman desarrollaron un método basado en espectrometría de masas para medir la cantidad de p-tau-217 y otros fragmentos de tau en tan solo 4 ml de sangre, a pesar de que muestras tan pequeñas pueden contener menos de una billonésima parte de un gramo de p-tau-217.

Hasta donde sabemos, esta es la concentración más baja jamás medida por espectrometría de masas para un marcador de proteína en el plasma sanguíneo humano, dice Barthélemy, profesor asistente en el laboratorio de Bateman.

Los investigadores encontraron que, similar a los niveles de p-tau-217 en el líquido cefalorraquídeo, los niveles de p-tau-217 en la sangre eran extremadamente bajos en voluntarios sanos, pero elevados en pacientes con placas amiloides, incluso en aquellos que aún no habían desarrollado síntomas cognitivos.

La medición de los niveles plasmáticos en sangre de p-tau-217 fue capaz de predecir con precisión la presencia de placas amiloides en las exploraciones PET, obteniendo un mejor rendimiento que otro fragmento de tau, p-tau-181, que anteriormente se había propuesto como biomarcador para la enfermedad de Alzheimer.

«Nuestros hallazgos respaldan la idea de que las isoformas de tau en la sangre son potencialmente útiles para detectar y diagnosticar la patología de la enfermedad de Alzheimer, apunta Bateman. Además, nuestro ensayo para medir los niveles de tau en plasma podría usarse como una herramienta de detección altamente sensible para identificar los cambios de tau asociados con la formación de placa amiloide en sujetos normales, reemplazando las costosas imágenes de PET».

julio 29/2020 (Europa Press) – Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Los neandertales y los humanos modernos han mezclado e intercambiado genes varias veces a lo largo de los milenios. Ahora se ha descubierto que las personas que han heredado una variante genética para un canal de iones tienen un umbral de dolor más bajo, es decir, lo sienten antes.

El dolor está mediado por células nerviosas especializadas que se activan cuando algo potencialmente dañino afecta a varias partes del cuerpo. Estas células tienen un canal de iones de sodio especial que desempeña un papel clave en el inicio del impulso eléctrico que señaliza esa sensación y la envía al cerebro.

Un nuevo estudio de investigadores del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva (Alemania) y del Instituto Karolinska (Suecia) indica que las personas que han heredado la variante genética neandertal de este canal de iones experimentan más dolor. Los resultados del trabajo se han publicado en el último número de la revista Current Biology.

Los autores han utilizado los datos de un gran estudio de población de Reino Unido y han descubierto que aquellas personas que tienen la variante neandertal del canal de iones experimentan más dolor.

En la actualidad, los científicos disponen de varios genomas neandertales de alta calidad con los que pueden identificar los cambios genéticos que estaban presentes en esa especie, investigar sus efectos fisiológicos y examinar sus consecuencias cuando se producen en los humanos actuales.

Al investigar un gen que conlleva tales cambios, el equipo liderado por el neurocientífico Hugo Zeberg encontró que algunas personas, especialmente de América Central y del Sur, pero también de Europa, han heredado una variante neandertal de un gen que codifica un canal de iones que inicia la sensación de dolor.

Los autores han utilizado para su trabajo los datos de un enorme estudio de población de Reino Unido y han descubierto que aquellas personas que tienen la variante neandertal del canal de iones experimentan más dolor. El factor más importante para la intensidad de dolor que la gente reporta es su edad. Pero llevar esta variante hace que se sienta más dolor, similar al que se experimentaría si se tuvieran ocho años más, dice Zeberg.

Tres diferencias de aminoácidos 

Esta variante, explica el investigador, contiene tres diferencias de aminoácidos con respecto a la variante común ‘moderna’. Mientras que las sustituciones de un solo aminoácido no afectan a la función del canal de iones, la variante neandertal completa que lleva estas tres sustituciones conduce a una mayor sensibilidad al dolor en las personas de hoy en día, destaca.

A nivel molecular, el canal de iones neandertal se activa más fácilmente, lo que podría explicar por qué las personas que lo han heredado tienen un umbral de dolor más bajo.

Es difícil decir si los neandertales experimentaban más dolor porque este se modula tanto en la médula espinal como en el cerebro, dice el coautor Svante Pääbo, considerado ‘padre’ del genoma neandertal, «pero nuestro trabajo muestra que su umbral para iniciar los impulsos de dolor era más bajo que en la mayoría de los humanos actuales».

Referencia Bibliográfica:

Zeberg H., Dannemann M., Sahlholm K., Tsuo K., Maricic T., Wiebe V., W., Robinson H.P.C.,  Kelso J., Pääbo S.: A Neanderthal Sodium Channel Increases Pain Sensitivity in Present-Day Humans. Current Biology, 2020; DOI: 10.1016/j.cub.2020.06.045

Los investigadores hicieron el descubrimiento en modelos de ratón, mientras estudiaban los canales de iones en el cerebro. El estudio ha sido publicado en la revista científica Nature.

Niños y adultos con SXF carecen de la proteína FMRP (fragile X mental retardation protein) que, entre otras funciones, favorece el desarrollo de sinapsis entre las neuronas.

La inyección de FMRP ayuda a restablecer en los ratones los niveles de proteínas en el cerebelo y el cerebro hasta un día después de la inyección. Así, la hiperactividad se redujo durante casi 24 horas y tres proteínas clave que se sabe que están en el cromosoma X frágil estaban todavía en niveles normales.

En otros intentos fallidos de inyectar FMRP a modelos de ratón para mitigar el SXF, los científicos utilizaron la molécula entera, pero en esta ocasión se usó solo un fragmento de FMRP que fue capaz de cruzar la barrera hematoencefálica, un fragmento con importantes características estructurales y componentes funcionales que están activos en el control de los canales de iones y los niveles de otras proteínas.

julio 23/2020 (neurología)

Referencia Bibliográfica:

Zhan X, Asmara H, Cheng N, Sahu G, Sánchez E, Zhang FX, et al.: FMRP(1–297)-tat restores ion channel and synaptic function in a model of Fragile X syndrome. Nat Commun 11, 2755 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-16250-4

Un reciente estudio publicado en la revista de Neurología, ha realizado una revisión sistemática sobre los tratamientos de fisioterapia empleados en la actualidad para incrementar la funcionalidad de la extremidad superior afectada en niños de 0 a 10 años diagnosticados de parálisis braquial obstétrica.

Los investigadores realizaron una búsqueda bibliográfica de los trabajos publicados entre 2009 y 2018 en las bases de datos PubMed, PEDro, ScienceDirect y Cochrane Library.

Tras aplicar los criterios de inclusión/exclusión, se obtuvieron diez estudios con resultados favorables para la funcionalidad de la extremidad superior afectada y la densidad de mineralización ósea, independientemente de la técnica de elección utilizada durante la intervención.

Se analizaron los programas de fisioterapia empleados en los diferentes estudios, como la terapia de movimiento inducido por restricción, el kinesioterapia, la electroterapia, la realidad virtual y el uso de férulas u ortesis.

Según los autores, todas las técnicas descritas sugieren resultados favorables para la funcionalidad del miembro superior en niños de 0 a 10 años con parálisis braquial obstétrica.

julio 21/2020 (Neurología)

Referencia:

Palomo R., Sánchez R.: Fisioterapia aplicada en la extremidad superior a niños de 0 a 10 años con parálisis braquial obstétrica: revisión sistemática. Rev Neurol 2020; 71: 1-10

Los investigadores fotografiaron en alta resolución imágenes en sección de muestras de tejido y las combinaron en un modelo informático tridimensional.

Estas mediciones microanatómicas evidencian ahora exactamente por dónde corren los nervios en relación con los vasos sanguíneos, así como la distancia media entre los vasos sanguíneos y los nervios en ciertas posiciones importantes del oído, lo que ayuda a encontrar el punto correcto para colocar los electrodos de estimulación.

El modelo informático también puede utilizarse para calcular qué señales eléctricas deben utilizarse, ya que no solo es importante la fuerza de la señal, sino también su forma.

En la simulación por ordenador se demostró por primera vez que, desde un punto de vista biofísico, debería ser útil un modelo de señal trifásico, similar a lo que se conoce de la ingeniería energética, solo que con una magnitud mucho menor. Este tipo de estimulación se probó en personas que sufrían dolor crónico y los experimentos demostraron que, en efecto, el patrón de estimulación trifásico es particularmente eficaz.

julio 19/2020 (Neurología)

Referencia:

Dabiri B, Kampusch S, Geyer SH, Le VH, Weninger WJ, Széles JC, et al.: High-Resolutin Episcopic imaging for visualization of Dermal Arteries and Nerves of the Auricular Cymba Conchae in Humans. Front Neuroanat 2020; 14: 22

La aparición de conceptos abstractos en el cerebro humano se asociaba a una interacción compleja de muchas neuronas. Este estudio, publicado en Scientific Report, desmontaría esta hipótesis demostrando que en realidad en cada término abstracto intervendrían solo unas pocas neuronas individuales o células conceptuales. Lo mismo sucede con la música, para distinguirla del ruido: cada nota requiere unos conceptos musicales concretos.

Para llevar a cabo el estudio, los investigadores crearon una red neuronal de 3 200 células en la capa selectiva y 1 600 en la capa conceptual. Inicialmente, las células registraban ondas sonoras de manera aleatoria, sin poder detectar a qué nota pertenecían.

Sin embargo, después del entrenamiento, como se mostró en el experimento con la Novena Sinfonía de Beethoven, las neuronas procesaban la información recibida siendo capaces de determinar qué nota sonaba, actuando como células conceptuales, explica Valeri Makarov, investigador del Instituto de Matemática Interdisciplinaria de la UCM.

Es decir, cuando suena la nota “fa”, su célula conceptual asociada se activa, al igual que lo hace la que representa al concepto “árbol” o, como recientemente han demostrado en la Universidad de Leicester, la “neurona de Jennifer Aniston” cuando escuchamos el nombre de la actriz.

Avance para mejorar la inteligencia artificial

En cuanto a las aplicaciones de estos resultados, el investigador de la UCM está convencido de su gran impacto en la ciencia fundamental, descubriendo los principios de funcionamiento del cerebro y también en aplicaciones como el desarrollo de nuevos algoritmos para la inteligencia artificial (IA).

Las redes neuronales artificiales intentan copiar la estructura y el funcionamiento del cerebro. Hoy en día estas redes ya nos superan en tareas relativamente fáciles, como por ejemplo el reconocimiento de imágenes, pero se quedan muy por detrás en las habilidades cognitivas.

Para el avance en esta capacidad es necesario comprender cómo el cerebro “entiende” nuestro entorno”, justifica el investigador de la UCM la importancia de sus hallazgos. Además de la UCM, en la investigación han participado la Universidad de Leicester (Reino Unido) y la Universidad de Nizhny Novgorod (Rusia).

julio 19/2020 (Dicyt)

Referencia bibliográfica:

Calvo Tapia, C., Tyukin, I. & Makarov, V.A. Universal principles justify the existence of concept cells. Sci Rep 10, 7889 (2020). DOI: 10.1038/s41598-020-64466-7

Cuando el 7 de mayo de 1824 se estrenó la Novena Sinfonía de Ludwig van Beethoven (Bonn, 1770-Viena, 1827) en el Teatro de la Puerta Carintia en Viena, la mayoría de los asistentes pensaron que por aquel entonces el músico estaba totalmente sordo. Aún hoy, 250 años después de su nacimiento, esa sigue siendo la creencia popular.

Pero para uno de los mayores expertos del mundo sobre Beethoven, Theodore Albrecht, profesor en la Universidad del Estado de Kent en Estados Unidos, esto no es más que un mito. Pudo escuchar su última sinfonía en su estreno, pero de forma relativamente débil, lo suficiente como para dar a la mayoría de los espectadores la impresión de que estaba completamente sordo, explica a SINC.

A lo largo de sus últimos 30 años de vida, el compositor alemán fue experimentando la progresiva pérdida auditiva, que poco a poco le obligó a dejar de escuchar convenientemente no solo su música, sino también los aplausos. Pero no fue hasta su último año de vida, allá por 1826, que la sordera llegó a ser profunda. “Estuvo muy débil en ese momento”, continúa Albrecht.

Esa fragilidad pudo haberla arrastrado toda su vida. La viruela que sufrió de niño y que le provocó marcas en la cara, una cicatriz en la barbilla y sobre todo una visión débil, pudo ser el detonante de otros de sus problemas de salud. “No hay muchos investigadores médicos que hayan investigado sobre cómo pudo haber influido en sus otros sistemas más adelante en su vida”, sugiere el experto americano.

Una progresiva sordera

Los problemas de oído de Beethoven empezaron en torno al año 1798 cuando ya era un músico formado y podía “visualizar” una sinfonía, un concierto o una sonata en su cabeza sin escucharla acústicamente.

Atormentado e incapaz de ocultar su afección, escribió una carta a sus dos hermanos en octubre de 1802 para despedirse de ellos. “En ese periodo fue cuando Beethoven comenzó a tener pensamientos suicidas”

“Se dio cuenta de que estaba perdiendo la audición pasados sus 25 años, aunque sospecho que tuvo indicios de ello incluso antes de eso”, apunta Robin Wallace, profesor de Musicología en la Universidad de Baylor en Estados Unidos, y cuya difunta esposa también perdió la audición al final de su vida.

No fue hasta junio de 1801 que el compositor, cada vez más irascible, confesó su discapacidad a sus amigos, el doctor Franz Wegeler en Bonn y el maestro de escuela y violinista Carl Amenda en Kurland. En el verano de 1802, con 32 años, otros comenzaron a apreciar pequeños lapsus auditivos ocasionales, así como el miedo y la confusión que esto le empezó a originar.

Así quedó reflejado en el Testamento de Heiligenstadt, una carta que el músico, atormentado e incapaz de ocultar su afección, escribió a sus dos hermanos en octubre de ese mismo año para despedirse de ellos. “En ese periodo fue cuando Beethoven comenzó a tener pensamientos suicidas”, concreta Yasmin Ali, investigadora en el departamento de Salud Mental y Pérdida Auditiva de la Universidad de Nottingham (Reino Unido). El documento, que nunca se envió, quedó escondido el resto de su vida.

Aunque su capacidad para oír se fue debilitando lentamente, Beethoven no interrumpió del todo sus actuaciones en público, incluso con la orquesta, al menos durante esos primeros años. “Se le hizo más difícil tocar el piano en público, aunque lo hizo con éxito en diciembre de 1808”, señala Albrecht.

Sin embargo, en algunos de los conciertos que dirigió, sus grandilocuentes gestos y exagerados movimientos le fueron delatando. “Tocó su Concierto para Piano n°5 con la orquesta en privado, pero nunca en público. Esa transición probablemente tuvo lugar hacia 1810 o 1811”, recalca el experto, que señala que, a pesar de todo, el músico se atrevió con una improvisación al piano delante de un pequeño grupo de amigos y compañeros en septiembre de 1825, dos años antes de su muerte.

A medida que su audición decayó, el compositor comenzó a comunicarse por escrito en sus cuadernos de conversación, que llevaba siempre con él. Algunos de estos, que están siendo editados en la actualidad por el profesor Albrecht, se han logrado conservar hasta la fecha y están aportando información valiosa sobre este virtuoso de la música. En ellos, pedía a las demás personas que escribieran lo que no podía escuchar y él también empezó a hacer anotaciones.

Una música más atronadora

A nivel musical, también empezó a depender más de la notación. “La composición para él consistía cada vez más en dibujar, escribir y revisar en papel”, precisa Robin Wallace, autor del libro Hearing Beethoven: A Story of Musical Loss and Discovery. Prueba de ello es el manuscrito de la Quinta Sinfonía, una de las obras más conocidas de la historia de la música.

“La música de Beethoven se hizo más fuerte, agresiva y oscura, lo que también reflejó su estado de ánimo”, indica Yasmin Ali.

“Tiene tantas tachaduras y correcciones que es casi ilegible. Esto se debe a que Beethoven todavía estaba componiendo activamente, incluso cuando escribió la partitura final”, dice el experto. Acústicamente, la degeneración de su estado de salud también pudo plasmarse en su obra.

“Su estilo musical se desarrolló mucho, pero es difícil saber si esto se debió a su sordera. Sin embargo, sospecho que su creciente dependencia por piezas musicales cortas y fáciles de recordar pudo ser producto de su pérdida auditiva”, recalca Wallace.

A pesar de que los expertos no quieren hacer asociaciones directas, sí coinciden en afirmar que sus composiciones seguramente fueron influenciadas por la ira, el miedo y otras emociones que pudo sentir, debido al avance de su afección.

“La música de Beethoven se hizo más fuerte, agresiva y oscura, lo que también reflejó su estado de ánimo”, indica a SINC Ali. Según la investigadora, la teoría que existe sobre la evolución de la música más profunda del compositor es que este pudo centrarse en los tonos de sonido fuertes que eran los que podía escuchar, antes de volverse profundamente sordo. Después, incluso estas tonalidades apenas las pudo detectar.

Problemas psicológicos

Pero su estado de salud se vislumbró sobre todo en sus interacciones sociales. “La sordera de Beethoven hizo que se aislara socialmente, y puede que por eso sus últimos trabajos fueran más personales e introspectivos. Con esto no quiero decir que fue una simple cuestión de causa y efecto”, señala Wallace.

Sin embargo, con la pérdida auditiva, independientemente del nivel, leve, moderado, severo o profundo, es frecuente que las personas se aparten en cierto modo de la sociedad porque ya no pueden participar en conversaciones o comunicarse de manera efectiva con los demás.

El impacto de esta afección sobre el bienestar mental de las personas aún no se tiene en cuenta, manifiesta Ali

Según Ali, esto puede generar un bajo estado de ánimo y, en última instancia, depresión o ansiedad. “Lo interesante es que Beethoven se vio afectado por la pérdida auditiva hace doscientos años exactamente de la misma forma en que las personas se ven aquejadas hoy, subraya Ali.

En la actualidad, más de 466 millones de personas en todo el mundo tienen pérdida auditiva incapacitante, y se estima que más de 900 millones de personas lo sufrirán para el año 2050, según la Organización Mundial de la Salud. Una de esas personas es el hermano mellizo de la investigadora, afectado desde los 18 años por una hipoacusia neurosensorial, la misma sordera que pudo sufrir Beethoven.

Preocupada por las consecuencias psicológicas de esta discapacidad, la experta escribió un ensayo en la revista Nature, que le valió el premio al mejor ensayo de Jóvenes Científicos 2019, en el que transmitía la necesidad de abordar este problema, muchas veces pasado por alto por la sociedad, de manera efectiva en los servicios de salud. El impacto de esta afección sobre el bienestar mental de las personas aún no se tiene en cuenta, manifiesta.

Tuve mucha suerte de ganar la competición, pero la mayor victoria para mí sería lograr una mayor concienciación en la comunidades científicas y públicas sobre los efectos de la pérdida auditiva, confiesa Ali.

Origen incierto

En el caso del compositor, el origen de la sordera no está todavía del todo claro. Una investigación, publicada a principios de año en la revista The Laryngoscope, apuntaba a una posible intoxicación crónica por plomo como la causa de la progresiva sordera de Beethoven.

El músico intentó varios tratamientos que no hicieron más que deteriorar su estado de salud. Los médicos entendían poco de sordera y lo que probó no fue útil, explica Wallace

Los científicos llegaron a esta conclusión al comparar los síntomas del músico observados en manuscritos, cartas e informes de su autopsia con los de una mujer de 64 años que acudió al hospital en 2018.

Otros investigadores, como el australiano Peter J. Davies,nautor de un libro sobre la vida y muerte del compositor, propone algún tipo de enfermedad del nervio auditivo, que al final de su vida, a los 56 años, se juntó posiblemente con otros trastornos como el alcoholismo y la depresión, entre otros.

“A día de hoy, todavía no hay manera de restaurar la pérdida de audición neurosensorial, que es el tipo más común y el que tenía Beethoven”, asegura Yasmin Ali. El músico intentó varios tratamientos, aunque “los médicos entendían poco de sordera y lo que probó no fue útil”, explica Wallace. Beethoven optó por algunas soluciones que no hicieron más que deteriorar su estado de salud.

Entre ellas, destacan las plantas tóxicas en la piel, como la llamada matacabras (Daphne mezereum) que provoca picazón y enrojecimiento, sanguijuelas, galvanismo, la corriente eléctrica que pasa por el cuerpo para su estimulación, el aceite de almendras, incluso el aislamiento forzado en el campo durante el verano le fue recomendado en mayo de 1802 por el médico Johann Adam Schmidt, para preservar su audición con la soledad y el silencio.

Más tarde se puso audífonos después de que su pérdida auditiva empeorara mucho, pero su efectividad en ese momento no era como la que tenemos hoy, afirma Yasmin Ali, que está convencida de que si Beethoven hubiera vivido ahora hubiera llevado audífonos más avanzados o un implante coclear.

Aunque el sonido a través de estos dispositivos parece más robótico, habría sido más efectivo. De hecho, hay muchos músicos exitosos con implantes cocleares, comenta Ali.

Sin embargo, el compositor, siempre en busca del perfeccionismo, podría haberse frustrado con el sonido imperfecto de estos dispositivos. Y entonces posiblemente su «furia creativa» nunca hubiera dado lugar a algunas de las piezas más importantes de la historia de la música.

junio 24/2020 (SINC)