El avance se presenta en un estudio que publicado Science y que firman, entre otros las universidades de Pensilvania, Edimburgo, y el Instituto Craig Venter.

La tecnología de cromosomas artificiales está muy avanzada para los más pequeños y sencillos de organismos inferiores como bacterias y levaduras, pero crear los humanos es mucho más complicado, en especial por su mayor tamaño y la complejidad de sus centrómeros, la región central en forma de X donde se unen sus dos brazos.

Los métodos usados hasta ahora se habían visto limitados porque las construcciones de ADN utilizadas para lograrlos tienden a unirse (multimerizarse) en series impredeciblemente largas y con reordenamientos que tampoco se pueden prever, lo que complica su uso terapéutico o científico.

El nuevo método permite fabricar cromosomas artificiales humanos (HAC por sus siglas en inglés) con mayor rapidez y precisión, lo que acelerará el ritmo de la investigación sobre el ADN y permitirá ampliar la terapia génica. Con el tiempo, y con un sistema de administración eficaz, ‘esta técnica podría conducir a mejores terapias celulares para enfermedades como el cáncer’, según explica la Universidad de Pensilvania.

La nueva técnica revisó ‘por completo el antiguo planteamiento de diseño y suministro de HAC’, explicó Ben Black, del mismo centro educativo y uno de los firmantes de la investigación.

El científico destacó que los nuevos HAC son ‘muy atractivos para su eventual despliegue en aplicaciones biotecnológicas, por ejemplo, cuando se desee la ingeniería genética de células a gran escala’. Una ventaja es que no alteran los cromosomas naturales de la célula. Los investigadores demostraron que su método era mucho más eficaz para formar HAC viables que los procedimientos estándar, y además eran capaces de reproducirse durante la división celular.

Estos nuevos cromosomas artificiales tienen construcciones iniciales de ADN de mayor tamaño que contienen centrómeros más grandes y complejos, lo que permite que se formen a partir de copias únicas de estas construcciones.

Para su administración a las células, utilizaron un sistema basado en células de levadura capaz de transportar cargas de mayor tamaño. El problema de la multimerización se pudo eludir aumentando el tamaño de la construcción de ADN de entrada para que tendiera de forma natural a permanecer en la forma predecible de una sola copia, detalló Black. Las ventajas potenciales de los cromosomas artificiales -suponiendo que puedan introducirse fácilmente en las células y funcionar como cromosomas naturales- son muchas, recuerdan los firmantes. Por ejemplo, ofrecerían plataformas más seguras, productivas y duraderas para expresar genes terapéuticos, en contraste con los sistemas de administración de genes basados en virus, que pueden desencadenar reacciones inmunitarias e implicar la inserción viral nociva en los cromosomas naturales.

La expresión normal de los genes en las células también requiere muchos factores reguladores locales y distantes, que son prácticamente imposibles de reproducir artificialmente fuera de un contexto cromosómico.  Black mostró su esperanza en que el mismo planteamiento general que han desarrollado sea útil para fabricar cromosomas artificiales para otros organismos superiores, incluidas plantas para aplicaciones agrícolas como cultivos resistentes a plagas y de alto rendimiento.

Ver artículo: Gambogi CW, Birchak GJ, Mer E, Brown DM, Yankson G, Kixmoeller K, et al. Efficient formation of single-copy human artificial chromosomes. Science[Internet].2024[citado 22 mar 2024];383(6689): 1344-9. DOI: 10.1126/science.adj3566

Redacción Ciencia, 21 marzo 2024|Fuente: EF | Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

El método, desarrollado bajo la dirección de científicos del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC), integra de forma simultánea y no invasiva información de los cambios mecánicos y eléctricos en la arritmia.

Con la fibrilación auricular, la sangre puede quedar atrapada en el pequeño apéndice auricular izquierdo y formar un coágulo, como en esta representación 3D.

Diagnosticada en al menos diez millones de personas en Europa (más de 700 000, en España), esta arritmia cardiaca puede conducir a complicaciones como ictus o insuficiencia cardiaca.

La fibrilación produce una serie de cambios en las características eléctricas, mecánicas y estructurales de las aurículas (lo que se conoce como remodelado auricular). Contar con una «foto» lo más precisa posible de esas alteraciones en cada paciente y por tanto, contribuye a un manejo personalizado de la arritmia.

Un nuevo sistema, cuyos detalles se publican en se publican hoy viernes en Nature Communications, conseguiría afinar ese diagnóstico y el pronóstico de la enfermedad.

La técnica ha sido desarrollada por científicos del CNIC) en una colaboración durante diez años con investigadores nacionales e internacionales. El procedimiento efectúa una evaluación de forma simultánea y no invasiva de la actividad eléctrica y mecánica (contráctil) de las aurículas durante fibrilación auricular.

“Era un reto sin resolver”, comenta el investigador principal del estudio, David Filgueiras, jefe del grupo Desarrollo Avanzado sobre Mecanismos y Terapias de las Arritmias del CNIC y cardiólogo del Instituto de Investigación Sanitaria del Hospital Clínico San Carlos (IdISSC). Por un lado, “la tecnología disponible no permitía integrar ambos tipos de información para obtener un marcador que proporcionara una evaluación más completa”; por otro, “durante la fibrilación auricular los movimientos de contracción de las aurículas del corazón son de baja intensidad y su caracterización supone todo un reto tecnológico”.

Unir dos señales

Con este trabajo se demuestra que “es posible integrar la información eléctrica y mecánica de las aurículas de los pacientes en fibrilación auricular y así obtener información pronóstica personalizada con respecto a la evolución clínica de la arritmia”, afirma Filgueiras.

Para ello, en una primera fase trabajaron clínicos, ingenieros y físicos hasta dar con una solución que integrara los datos electromecánicos. Lo consiguieron uniendo la señal de imagen Doppler tisular de las aurículas para evaluar la actividad mecánica, con la señal del electrocardiograma de superficie, para evaluar la actividad eléctrica.

Las dos señales se registran de manera no invasiva durante un estudio de ecocardiografía transtorácica, una sencilla prueba que evalúa la forma y función del corazón y parte de sus estructuras internas.

Distingue la velocidad de progresión

La clasificación de los pacientes con fibrilación auricular se basa en esencia en criterios que atañen al tiempo que el paciente ha estado con la arritmia. Sin embargo, explica David Filgueiras, “esta clasificación temporal no permite determinar el grado de remodelado subyacente de un paciente en concreto, lo cual tiene especial importancia en los primeros meses de evolución de la fibrilación auricular cuando el grado de avance de los procesos patológicos subyacentes puede seguir distintas velocidades de progresión”.

Para Filgueiras, “la relevancia de este nuevo abordaje diagnóstico se pone de manifiesto en su capacidad para hacer una evaluación personalizada del grado de avance del remodelado auricular en un paciente en concreto, más allá de la clasificación clínica basada en un criterio temporal”.

Las estatinas reducen el riesgo de ACV en pacientes con fibrilación auricular

La irregularidad de los ciclos menstruales aumenta el riesgo de fibrilación auricular

El cribado de la fibrilación auricular en población anciana podría reducir los ictus

En fases precoces de evolución de la fibrilación auricular se desarrolla un desequilibrio entre las activaciones eléctricas y las activaciones mecánicas (contráctiles) de las aurículas del corazón, de tal forma que ambos parámetros se disocian y la frecuencia de activación contráctil no es capaz de seguir la actividad eléctrica, en lo que los investigadores definen como disociación electromecánica auricular.

Disociación electromecánica, un marcador

El desarrollo de esta disociación es un proceso con evolución temporal específica para cada persona, aunque en la gran mayoría de casos se produce en los 2-3 primeros meses tras el inicio de episodios de fibrilación auricular que no se han interrumpido.

Además, la identificación de la disociación electromecánica auricular ocurre antes de que otros parámetros de remodelado se hayan puesto de manifiesto y por lo tanto, pasen desapercibidos durante una evaluación clínica rutinaria o con herramientas convencionales.

Así se observó en una segunda fase del estudio, en la que investigadores del ámbito de la biología, biotecnología, bioquímica e ingeniería biomédica, junto con la unidad de proteómica de CNIC y cardiólogos clínicos, realizaron estudios experimentales para asociar la información obtenida con el nuevo sistema y los cambios patológicos subyacentes en el tejido auricular a medida que la fibrilación auricular progresa en el tiempo.

Finalmente, el trabajo incluyó un estudio prospectivo multicéntrico en 83 pacientes reclutados durante estadios precoces de evolución de la fibrilación auricular, con el objetivo de determinar el valor pronóstico de la evaluación eléctrica y mecánica de las aurículas de los pacientes con este tipo de arritmia.

Daniel Enríquez Vázquez, del Complejo Hospitalario Universitario de A Coruña y miembro del CiberCV, junto con los otros dos primeros firmantes del trabajo, Jorge G. Quintanilla y Alba García Escolano, del CNIC, destacan que “a nivel clínico, los resultados del trabajo indican que la identificación de disociación electromecánica en pacientes con fibrilación auricular nos informa de un mayor avance de la enfermedad y la necesidad de tomar decisiones más rápidas para devolver de forma eficaz y duradera el ritmo cardíaco normal a estos pacientes”.

Así, subraya Filgueiras, “el uso de esta nueva aproximación diagnóstica permite una caracterización precoz del grado de remodelado subyacente de los pacientes con fibrilación auricular”.

Además, resaltan Nicasio Pérez Castellano, del IdISSC, y David Calvo Cuervo, del Hospital Central de Asturias y actualmente también miembro del IdISSC, “el abordaje propuesto y resultados obtenidos se ven reforzados por el carácter no invasivo de esta nueva aproximación diagnóstica en el manejo de los pacientes con fibrilación auricular”.

Añade Julián Pérez Villacastín, colaborador clínico del estudio en el Hospital Clínico San Carlos y actual presidente de la Sociedad Española de Cardiología, que “el desarrollo de este tipo de investigaciones y su implementación clínica, permitirán un abordaje cada vez más personalizado de los pacientes con fibrilación auricular”.

El equipo dirigido por Filgueiras, en colaboración con investigadores nacionales e internacionales del Hospital Clínico San Carlos, Hospital Universitario Central de Asturias, Hospital de la Santa Creu i Sant Pau, el Complejo Hospitalario Universitario de A Coruña, Universidad Complutense de Madrid, Universidad Politécnica de Madrid, Universidad Autónoma de Barcelona, Universidad de Connecticut (EE.UU.) y CiberCV, ha trabajado durante los últimos 10 años para que puedan integrarse la información eléctrica y mecánica, y permitir así una caracterización personalizada del estadio de los cambios patológicos asociados a la progresión de la fibrilación auricular.

 5 agosto  2023 (Diario Médico)

Aquellos que recibieron crioestimulación de todo el cuerpo también experimentaron una mayor reducción en la circunferencia de la cintura y en los niveles de azúcar en la sangre. El Dr. Jacopo Fontana, del Instituto Auxologico Piancavallo IRCCS, Italia, señaló al respecto: «Sabemos por investigaciones anteriores que WBC puede tener efectos beneficiosos en el organismo»

Entre dichos efectos, los investigadores detallaron: aumentar la actividad del sistema nervioso parasimpático, así como actuar como tratamiento antiinflamatorio y antioxidante. La unión de ambos pueden tener efectos beneficiosos sobre la composición corporal, incluida la proporción de tejido adiposo.

«La WBC es una terapia adyuvante o complementaria útil para una variedad de afecciones, tales como, artritis reumatoide, fibromialgia, esclerosis múltiple, afecciones musculoesqueléticas inflamatorias y COVID prolongado», añadieron los investigadores.

El Dr. Fontana y su equipo estudiaron el efecto de WBC en la composición corporal, la presión arterial, la variabilidad de la frecuencia cardíaca, los perfiles de lípidos y hematológicos y el rendimiento físico en personas que viven con obesidad.

Para su estudio, seleccionaron 29 participantes (12 hombres y 17 mujeres, IMC >30 kg/m 2 ), hospitalizados para un programa de rehabilitación multidisciplinar (que incluía un plan de alimentación personalizado, apoyo psicológico y actividad física supervisada) y asignados de forma no aleatoria a un grupo que recibía 10 Sesiones de WBC de 2 minutos a menos 110 °C en una cámara criogénica durante dos semanas (WBC) o un grupo de control que recibe la misma intervención a temperaturas no crioestimulantes de menos 55 °C (SHAM).

Los triglicéridos, el colesterol total y los niveles de colesterol HDL y LDL cayeron en ambos grupos, pero las reducciones fueron el doble en el grupo de glóbulos blancos. Después de dos semanas, los niveles promedio de triglicéridos habían disminuido un 17 % en el grupo WBC, en comparación con un 8,7 % en el grupo SHAM, colesterol total (20,2 % de disminución en el grupo WBC frente a 9,4 % de disminución en el grupo SHAM), HDL (12,7 % disminución frente a disminución del 6,3 %), LDL (disminución del 24,7 % frente a disminución del 10,5 %).

De manera similar, los niveles de glucosa en sangre (disminución del 10,3 % frente a disminución del 2,8 %) y la circunferencia de la cintura (disminución del 5,6 % frente a disminución del 1,4 %) cayeron en ambos grupos, pero las disminuciones fueron mucho mayores en el grupo de glóbulos blancos.

Los investigadores barajan que estos resultados se deban a que las bajas temperaturas promueven la conversión de tejido adiposo blanco en tejido adiposo marrón. En temperaturas frías, la grasa parda descompone el azúcar (glucosa) y las moléculas de grasa para generar calor y ayudar a mantener la temperatura corporal.

La presión arterial diastólica disminuyó más en el grupo WBC (disminución del 9,9 % frente a una disminución del 3,9 %), mientras que la frecuencia cardíaca disminuyó en el grupo SHAM pero aumentó en el grupo WBC. Asimismo, el rendimiento físico, medido en pruebas de fuerza de prensión manual y velocidad al caminar, mejoró en la misma medida en ambos grupos.

La actividad del sistema nervioso parasimpático, la rama del sistema nervioso autónomo que relaja el cuerpo después de períodos de estrés y controla la frecuencia cardíaca, la presión arterial, la digestión y otras respuestas «automáticas» (involuntarias) durante los tiempos de descanso, aumentó en ambos grupos pero el incremento fue mayor en el grupo WBC.

El Dr. Fontana indicó al respecto que «la actividad del sistema nervioso parasimpático, o el tono parasimpático, se asocia en estudios clínicos con el bienestar mental y físico y un menor riesgo de mortalidad, particularmente con respecto a la enfermedad cardiovascular. Un aumento en el tono parasimpático, como se ve aquí, tiene beneficios potenciales para la salud a corto y largo plazo para los participantes».

Los investigadores consideran que la temperatura de menos 110°C en el grupo WBC indujo efectos más fuertes en los perfiles metabólicos y hematológicos (glucosa y lípidos), la composición corporal (circunferencia de la cintura) y los signos vitales que los menos 55°C experimentados por el grupo SHAM.

«Nuestros resultados indican que la crioestimulación de todo el cuerpo es beneficiosa en el tratamiento de la obesidad. Las mejoras en las grasas y la glucosa en la sangre fueron particularmente sorprendentes, pero se necesitan estudios más grandes y de mayor duración para confirmar estos resultados preliminares», concluyó el Dr. Fontana.

Mayo 19/2023 (IMMédico) – Tomado de Atención Primaria, I+D+I, E. Infecciosas y Microbiología, Reumatología, Medicina Interna  Copyright 2023 Copyright: Publimas Digital.

Las lluvias torrenciales que han azotado la ciudad egipcia de Asuán, al sur del país, la pasada semana no solo han provocado inundaciones, fuertes vientos y cortes de electricidad, también una invasión de escorpiones arábigos de cola gorda (Androctonus crassicauda), que han buscado refugio en calles y casas.

El resultado es que cientos de personas han tenido que ser hospitalizadas y se han registrado al menos tres fallecidos, según el Ministerio de Salud de Egipto. La principal razón es la potencia del veneno, compuesto de neurotoxinas, cardiotoxinas y posiblemente miotoxinas, de este artrópodo de unos 10 centímetros de longitud.

Un nuevo trabajo ha desarrollado una innovadora técnica para estudiar por primera vez los genes presentes en el veneno de estos animales a partir de la sustancia real en lugar del tejido de la glándula del veneno.

Dada la peligrosidad de la picadura de este arácnido, común en los ambientes desérticos del norte de África y Oriente Medio, se están administrando dosis de antiveneno –logrado para esta especie– para evitar la aparición de síntomas, como fiebre, dolor intenso, inflamación, vómitos, temblores musculares o problemas respiratorios o cardíacos, o su empeoramiento.

Para la creación de estos antisueros o incluso para encontrar nuevos y potenciales medicamentos, como los destinados a tratar enfermedades cardiovasculares, entre otras aplicaciones, la comunidad científica necesita tener acceso a las toxinas extraídas del tejido de la glándula donde se crea el veneno de animales como los escorpiones. Pero la mayoría de las especies venenosas no han sido estudiadas, y cuando sí se ha hecho, se ha requerido la muerte del animal.

Un nuevo trabajo, publicado en la revista PLoS ONE, ha desarrollado una innovadora técnica para estudiar por primera vez los genes presentes en el veneno de estos animales a partir de la sustancia real en lugar del tejido de la glándula del veneno. Así se ha podido determinar cuál es el proceso por el que se produce esta sustancia única, con la principal ventaja de que ya no es necesario sacrificar al animal.

La técnica, llamada transcriptómica, permite examinar los patrones de expresión de los genes y observar cuáles están activos durante la producción de veneno. El método, desarrollado por científicos de la Universidad Libre de Ámsterdam (VU Amsterdam en Países Bajos) y la Universidad de Oporto (Portugal), en colaboración con el Centro de Biodiversidad Naturalis y la Universidad de Leiden (Países Bajos), ofrece nuevas posibilidades para la investigación de este compuesto.

Cada animal tiene su técnica de producción de veneno

“Gracias a esta técnica, podemos ver con mucha precisión qué genes están activos en distintos momentos de la producción del veneno”, afirma Freek J. Vonk, profesor de la universidad holandesa e investigador de Naturalis. “Esta instantánea ofrece por primera vez la posibilidad de estudiar cómo influyen la nutrición, la estación del año y la edad, en la producción de veneno en un solo individuo”, recalca.

Con este nuevo método, más fácil, puro y específico que las técnicas anteriores, los científicos pueden investigar qué variaciones existen en el veneno y qué factores pueden influir en ellas. “Todo veneno contiene desde decenas hasta más de cientos de sustancias venenosas diferentes, llamadas toxinas, que son producidas por la glándula del veneno. Tras una mordedura o picadura, estas pueden tener un efecto tóxico sobre diversos sistemas, como las terminaciones nerviosas o la circulación sanguínea”, explica Vonk.

El método permite ahora analizar las variaciones del veneno en un gran número de animales venenosos que apenas han sido estudiados, como los escorpiones, los peces e incluso el ornitorrinco, Arie van der Meijden

Pero esta sustancia es producida por los animales de diferentes maneras: “Algunos animales, como las serpientes y los ciempiés, tienen células productoras de veneno que emiten su veneno al espacio de almacenamiento de esa glándula en pequeñas vesículas, lo que da lugar a un veneno relativamente ‘limpio”, explica Mátyás Bittenbinder, experto en venenos y estudiante de doctorado en Naturalis y la VU Amsterdam.

Otros, como los escorpiones, permiten que las células de su glándula venenosa se “corten” en trozos o incluso se desintegren completamente en el espacio de almacenamiento del veneno. Por lo tanto, producen un veneno que contiene muchos restos celulares que comprenden sustancias sobre las que se puede aplicar la transcriptómica. Así se puede mapear qué genes se activan para producir qué proteínas.

La forma en la que cada animal produce el veneno indica si la técnica puede realizarse o no. En el caso de las serpientes, el método no funciona en ellas. “Por el contrario, la técnica permite ahora estudiar las variaciones del veneno en un gran número de animales venenosos que apenas han sido estudiados, como los escorpiones, los peces e incluso el ornitorrinco”, subraya Arie van der Meijden, investigador de la Universidad de Oporto e inventor del innovador método.

noviembre 21/2021 (SINC)

Referencia:

Freek J. Vonk et al. “A non-lethal method for studying scorpion venom gland transcriptomes, with a review of potentially suitable taxa to which it can be applied” PLoS ONE

Se desconocen las causas de esta patología que se produce por isquemia  y debuta inesperadamente, por lo general en sujetos sanos que un día comienzan a tener dolor de cadera, cojera y pérdida de movimiento.

Aunque es muy similar a la enfermedad de Legg-Calve-Perthes (igualmente necrosis avascular en la cabeza del fémur, pero en niños de 3 a 10 años) hay algunas diferencias en el tratamiento que se han debatido durante el XII Congreso de la Sociedad Española de Fijación Externa y Cirugía Reconstructiva del Aparato Locomotor (SEFEx-CR) que se ha celebrado en Murcia.

Así lo ha recalcado Rosendo Ullot, responsable de la Unidad de Fijación Externa del Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología del Hospital Universitario Dexeus de Barcelona, al subrayar que el debut y sintomatología de la enfermedad es prácticamente idéntico, sin que se detecte nada en las primeras radiografías de control hasta que las molestias persistentes hagan recomendable una gammagrafía ósea o resonancia en la que, finalmente, se apreciará que una parte de la cabeza femoral no tiene irrigación sanguínea.

Pero a partir de los 10 años esta entidad se diferencia de la enfermedad de Legg-Calve-Perthes, aunque se produzca una isquemia similar, en que durante la primera infancia suele regenerarse el hueso necrosado, mientras que en la adolescencia o edad adulta la necrosis empeora hasta colapsar la cabeza femoral si no se interviene con presteza. “Ello conlleva graves secuelas, como la necesidad de prótesis de cadera, muchas visitas al quirófano y probables complicaciones que son más impactantes en la vida de los más jóvenes y por ello hay que tratarlos con técnicas reconstructivas de vascularización”, explica el traumatólogo, que acaba de ser elegido presidente de la SEFEx-CR.

Desde 2008 Ullot ha venido aplicando una técnica combinada, ideada por él, que consiste en la aplicación del fijador externo en la cadera con técnica de artrodiastesis y el injerto de un peroné vascular que se extrae de la pierna sana del paciente. Según este experto hasta entonces sólo se aplicaba uno u otro procedimiento por separado con resultados parciales, mientras que defiende la idoneidad de la doble intervención al considerar insuficiente que se descomprima la cabeza femoral con un fijador externo para prevenir su colapso. “Es evidente que hay que evitar que se hunda la cabeza del fémur pero si sólo se aplica esa cirugía no habrá revascularización y el beneficio será muy parcial”, arguye.

Para mayor eficacia de la doble intervención en Dexeus se hace con dos equipos quirúrgicos que trabajan simultáneamente. Uno prepara la cabeza femoral vaciando la zona necrótica mientras el otro extrae el peroné vascular del lado contralateral. Este abordaje por el cuello del fémur requiere expertos en microcirugía que implantan un fragmento de peroné vascular del miembro sano del propio individuo, logrando que la sangre vuelva a irrigar la cabeza femoral tras suturar los vasos con alta precisión. Y en la pierna “donante” se une la zona distal con un tornillo a la tibia para que no se altere la articulación.

La cirugía bilateral implica un postoperatorio incapacitante porque ambas piernas están afectadas, pero en unas seis semanas el paciente empieza a deambular sin que se retire el fijador externo del lado afectado. Para ir facilitando el movimiento se utiliza un fijador articulado que se afloja paulatinamente  y permite al paciente sentarse.

En los últimos once años Ullot ha intervenido a una quincena de pacientes de entre 10 y 15 años de edad con la doble técnica. Los resultados se mantienen en los adolescentes pioneros, hoy adultos, que tras 8 o 10 años siguen sin necesitar prótesis de cadera y en algunos casos incluso practican deporte recreativo. “No todos los pacientes presentan igual afectación cuando llegan a consulta. Unos tienen el 100% de la cabeza femoral sin vascularización y otros el 50% y o el 75%. A partir del 50% de necrosis estaría indicada esta cirugía para evitar el colapso de la cabeza femoral y por tanto la funcionalidad de la cadera, o solo se podrá recurrir a tratamientos paliativos.

mayo 25/ 2019 (Diario Médico)