Investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid han participado en el desarrollo de andamios moleculares específicos capaces de transportar fármacos y agentes de diagnóstico al neuroblastoma, uno de los tumores infantiles más agresivos.

Un equipo multidisciplinar de científicos de diferentes centros de investigación de la Comunidad de Madrid, entre los que se encuentran varios hospitales y las universidades Politécnica (UPM) y Complutense (UCM), ha desarrollado moléculas sintéticas capaces de unirse a células de neuroblastoma de forma específica.

El desarrollo de sistemas como este, capaces de reconocer células cancerosas y de dirigir únicamente hacia ellas los fármacos necesarios para eliminar el tumor, es un objetivo primordial para incrementar la eficacia de la terapia y disminuir los temidos efectos indeseados asociados. Por ahora los ensayos se están realizando en ratones, pero los investigadores esperan poder estudiar su aplicación en humanos en un plazo de 2 a 5 años.

Por ahora los ensayos se están realizando en ratones, pero los investigadores esperan poder estudiar su aplicación en humanos en un plazo de 2 a 5 años

El neuroblastoma es un tipo de tumor pediátrico muy agresivo que presenta un pronóstico muy complicado cuando se detecta en estado metastásico. El tratamiento actual implica la administración de agentes quimioterápicos con el fin de destruir las células cancerosas y frenar la evolución de la enfermedad.

Desafortunadamente, estos fármacos carecen de especificidad hacia las células malignas y producen numerosos efectos secundarios y toxicidad sistémica elevada, comprometiendo significativamente las posibilidades de curación y la calidad de vida de los pacientes. Con el objetivo de encontrar nuevas soluciones para mejorar esta situación, varios organismos madrileños de investigación, en colaboración con diversos hospitales, pusieron en marcha un estudio del que ya han comenzado a salir resultados.

Solo con la cerradura adecuada
Durante el desarrollo del mismo, se ha sintetizado una familia de moléculas capaces de unirse de forma específica a una proteína que se encuentra presente en la membrana celular de más del 90 % de las células de neuroblastoma, el transportador de norepinefrina (NET).

?Estas moléculas constan de una pequeña estructura central compuesta por aminoácidos naturales que actúan como andamios o soportes moleculares capaces de presentar estructuras específicamente diseñadas para encajar en los centros de reconocimiento de la proteína NET de manera similar a la que una llave encaja en su cerradura?, explica Alejandro Baeza, investigador de la UPM que ha participado en el proyecto.

?De esta forma, el proceso de reconocimiento es altamente selectivo ya que solo se produce la unión con la ´cerradura´ adecuada, que está localizada únicamente en la superficie de las células de neuroblastoma y no en las células sanas de los tejidos sanos vecinos al tumor?, concluye Baeza.

La eficacia de estos andamios moleculares se ha ensayado en ratones que portan esta enfermedad, demostrando su capacidad de transportar tanto fármacos como agentes de diagnóstico. Actualmente se está trabajando en la aplicación de esta tecnología para el transporte específico de fármacos antitumorales en modelos de neuroblastoma similares a los que aparecen en humanos, concretamente en modelos de ratón transgénico que experimentan neuroblastoma metastásico espontáneo. De forma paralela, se está estudiando el uso de estos sistemas en la mejora de las técnicas de diagnóstico clínico temprano de esta enfermedad.

Referencia bibliográfica:

Villaverde, Gonzalo; Alfranca, Arantzazu; González-Murillo, África; Melen, Gustavo J.; Castillo, Rafael R.; Ramírez, Manuel; Baeza, Alejandro; Vallet-Regi, María. (2019). Molecular Scaffolds as Double-Targeting Agents For the Diagnosis and Treatment of Neuroblastoma.   ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION 58 (10): 3067-3072. DOI: 10.1002/anie.201811691

El proyecto se ha llevado a cabo en el seno de una colaboración establecida desde hace varios años entre el grupo de la Profesora María Vallet de la Universidad Complutense de Madrid, el Dr. Manuel Ramírez Orellana del Hospital Niño Jesús y el Dr. Alejandro Baeza, anteriormente investigador del grupo de la Profesora Vallet y en la actualidad Profesor en la Universidad Politécnica de Madrid. Para los ensayos también se ha contado con la colaboración de la Dra. Arantzazu Alfranca del Hospital La Princesa.

También el Hospital 12 de octubre y el CIBER-BBN han participado en el estudio. El proyecto ha sido financiado a través de la Advanced Grant VERDI (ERC-2015 AdG, no. 694160), el proyecto del Ministerio de Economía y Competitividad, (MEC) (MAT2015-64831-R) y la Asociación NEN, Asociación Pablo Ugarte and Fundación Neuroblastoma.

mayo 29/ 2019 (SINC)

La autodomesticación propone que el ser humano ha sufrido, a lo largo de su evolución, un proceso de juvenilización para limitar la agresividad. Asimismo, la cognición visoespacial está relacionada con la evolución anatómica de las regiones parietales del cerebro. Un nuevo estudio plantea si ambas características podrían haber tenido influencias reciprocas o mecanismos compartidos.

Emiliano Bruner, paleoneurólogo del Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH) acaba de publicar un artículo de opinión sobre la autodomesticación y la cognición visoespacial en el género humano, en el que se plantea si ambas características pueden haber tenido influencias reciprocas o mecanismos compartidos.

Por un lado, la hipótesis de autodomesticación propone que el ser humano ha sufrido, a lo largo de su evolución, un proceso de juvenilización para limitar la agresividad entre individuos y promover la cooperación en grandes grupos sociales.

Por otro lado, nuestra especie presenta una evolución anatómica de las regiones parietales del cerebro, involucradas en integración visoespacial, imaginación visual e integración entre cuerpo y ambiente.

Es de esperar entonces que estos dos aspectos hayan interactuado a lo largo de la evolución del género humano, y sobre todo en nuestra especie, Homo sapiens

Ambos aspectos están involucrados en la capacidad tecnológica y en la complejidad social, dependen de los patrones de nuestras etapas vitales (adolescencia o longevidad), y se relacionan con cambios en los niveles de plasticidad cerebral.

Cuerpos domesticados

Una menor agresividad en una especie a menudo se obtiene reteniendo caracteres infantiles, y estos ?cuerpos domesticados? presentan entonces una apariencia juvenil, son más sociales y más plásticos a nivel del comportamiento (exploración, curiosidad, creatividad).

?El desarrollo de la corteza parietal influye en la capacidad de conectar el cuerpo con la tecnología, y aumenta en número de individuos con el que somos capaces de relacionarnos en el grupo social. Es de esperar entonces que estos dos aspectos hayan interactuado a lo largo de la evolución del género humano, y sobre todo en nuestra especie, Homo sapiens?, explica Emiliano Bruner

Este artículo, del que también es autor Ben Gleeson, de la Australian National University de Canberra (Australia), ha sido publicado en la revista Frontiers in Psychology,  en un volumen dedicado a autodomesticación y evolución humana.

mayo 29/ 2019 (SINC)

 Referencia bibliográfica:

“Body Cognition and Self-Domestication in Human Evolution” Front. Psychol., 21 May 2019 | https://doi.org/10.3389/fpsyg.2019.01111

Un equipo con participación CSIC ha constatado la desconexión que sufren las neuronas granulares del hipocampo en casos de degeneración frontotemporal

Un equipo con participación de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha mostrado por primera vez que un grupo de neuronas dañadas por una enfermedad neurodegenerativa denominada degeneración frontotemporal aparecen ?desconectadas? de otras regiones del cerebro. Los científicos han logrado que estas alteraciones sean reversibles en ratones empleando un nuevo método para ?reconectar? las células.

La degeneración frontotemporal se refiere a un grupo diverso de trastornos sin cura y poco frecuentes que afectan principalmente a los lóbulos frontal y temporal del cerebro, áreas en general asociadas con la personalidad, el comportamiento y el lenguaje.

?Nuestro estudio muestra por primera vez alteraciones en la forma y en la función de una población de neuronas de una región del hipocampo, las neuronas granulares del giro dentado, en un modelo de ratón con degeneración frontotemporal. Además, hemos utilizado cerebros de varios pacientes donados tras su fallecimiento?, ha explicado la investigadora María Llorens-Martín, que trabaja en el Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (centro mixto del CSIC y la Universidad Autónoma de Madrid).

Según el trabajo, que aparece publicado en la revista The Journal of Neuroscience,  los pacientes que sufren esta patología presentan unas alteraciones idénticas a las de los ratones modelo de la enfermedad. En estos ratones, las neuronas se muestran “desconectadas” de otras zonas del cerebro y fuertemente inhibidas.

Durante los experimentos, los científicos han empleado un complejo sistema de virus modificados genéticamente para ?activar? las nuevas neuronas del giro dentado de los ratones tras ser sometidos a un ambiente estimulante. Cuando esta activación de las células se llevaba a cabo durante unos determinados periodos de tiempo, las neuronas son capaces de recuperar su forma y sus conexiones.

?Comparamos las neuronas de los ratones y los pacientes que padecían degeneración frontotemporal y observamos unas similitudes extremadamente llamativas. Tras ello, decidimos estudiar a fondo los procesos desencadenantes de estas alteraciones en los ratones modelo de la enfermedad, mediante un método novedoso basado en el uso de virus modificados genéticamente. Finalmente, ensayamos las dos estrategias terapéuticas en estos ratones y comprobamos cómo ambas eran capaces de revertir estas alteraciones?, explica Llorens-Martín.

Según los investigadores, si estas alteraciones son reversibles en ratones modelo, el siguiente paso sería tratar de encontrar una posible terapia para la enfermedad. ?Serán necesarios futuros estudios en ratones y pacientes para determinar la aplicación práctica de este descubrimiento. Nuestro grupo de investigación ha mostrado recientemente la existencia del fenómeno de neurogénesis o generación de nuevas neuronas en el giro dentado humano. Aunque aún desconocemos las funciones que desempeñan estas neuronas en el ser humano, los datos obtenidos en ratones son esperanzadores de cara a continuar estudiando estas alteraciones?, concluye la investigadora.

mayo 28/ 2019 (dicyt)

Referencia bibliográfica 

Terreros-Roncal J; Flor-García M; Moreno-Jiménez EP; Pallas-Bazarra N; Rábano A; Sah N; van Praag H; Giacomini D; Schinder AF; Ávila J ; Llorens-Martín M. Activity-dependent reconnection of adult-born dentate granule cells in a mouse model of frontotemporal dementia. The Journal of Neuroscience. DOI: 10.1523/JNEUROSCI.2724-18.2019

El bisturí detecta a través de vibraciones microscópicas cuando un tejido cerebral es sano o fue afectado por un tumor; además, orienta al neurocirujano a través de alertas qué puede ver y escuchar

Un investigador mexicano, egresado del Tec de Monterrey, desarrolló junto a otros científicos en Europa, un bisturí inteligente que facilitaría la detección de tumores cerebrales a los neurocirujanos. Se trata de David Oliva, ingeniero en Electrónica y Comunicaciones del campus Estado de México, quien explicó que el dispositivo cuenta con sensores y algoritmos de procesamiento digital de señales avanzados.

?La idea de tener un dispositivo como este nace de la necesidad de poder apoyar a los neurocirujanos a remover tumores en el cerebro como una herramienta de mayor precisión.

?Estas operaciones son las más difíciles y se debe a un principio muy básico: no se puede permitir que quites una parte sana. Tienes que ser muy exacto de no tocar una parte sana porque todo el cerebro está interconectado“, comentó Oliva.

El bisturí detecta, a través de vibraciones microscópicas, cuando un tejido cerebral es sano o fue afectado por un tumor; además, orienta al neurocirujano a través de alertas qué puede ver y escuchar, explicó.

?Hacemos vibrar 400 milisegundos al cerebro en 4 mil diferentes frecuencias. Obtenemos una fotografía de cómo el cerebro está vibrando y analizamos esas frecuencias para obtener un modelo matemático de las propiedades de lo que se está tocando.

?Un tejido sano tiene una forma de vibración muy diferente a una célula cancerígena o de un tumor?, agregó.

Afirmó que el dispositivo incluso puede ayudar a detectar tumores en fase temprana, cuando la diferencia entre el tejido sano y el afectado es casi imperceptible para el sentido de la vista y tacto de los cirujanos.

?Las operaciones de neurocirugía dependen en gran parte del sentido del tacto del cirujano y la punta esférica del bisturí les va a estar diciendo si es o no tumor, o si nos estamos acercando hacia un borde.

?Si logramos el 100 por ciento (de precisión), logramos que el paciente viva el tiempo que tendría que vivir?, añadió.

Además, señaló que en un futuro el dispositivo podría ayudar a remover con la misma precisión tumores en otras partes del cuerpo.

?La tecnología de los materiales permiten hacerlo miniatura y pensar que se puede llevar a endoscopios inteligentes para operaciones de tumores en el estómago, o en el intestino?.

El bisturí fue desarrollado por un equipo de 10 científicos con apoyo de la Universidad de Hannover, en Alemania y la Universidad Libre de Bruselas, en Bélgica, en las que el mexicano hizo sus doctorados y en las que también es investigador.

Actualmente, comentó, el dispositivo está en proceso de patente y se espera el aval de autoridades médicas europeas para poder hacer pruebas en humanos. Hasta el momento se ha experimentado con tejidos artificiales y cerebros de cerdos, obteniendo buenos resultados.

?Estuvimos trabajando varios años diseñando patrones y tejidos artificiales, máquinas para poder validar la evaluación visco elástica. Revisamos muchas propiedades mecánicas y después perfeccionamos la técnica del bisturí. Ha sido una carrera larga.

?Lo estamos llevando a hospitales donde debe haber una aprobación de la comisión de ética de médicos alemanes, pero ya estamos hacia allá, una salida al mercado puede ser factible en 5 años?, estimó. Además destacó que el dispositivo tendría un costo más accesible que el de otras tecnologías vigentes.

?Va a reducir muchísimo el costo. Un aparato de resonancia magnética está en millones de euros, cuando este en los hospitales no superará los 100 mil euros; incluso podría ser adquirido por hospitales públicos y se podría llevar a Latinoamérica?, añadió.

Investigador mexicano en Europa

?Ganar reputación como mexicano en Europa es duro, pero cuando muestras resultados y ven que tienes creatividad, metodología y disciplina, hacer investigación se vuelve una delicia?, platicó Oliva.

Fue hace más de 15 años que Oliva partió hacia Alemania y después Bélgica para hacer investigación; incluso, ha ayudado a otros colegas mexicanos a llegar a Europa.

Junto con otros socios mexicanos fundó la agencia EUMEX-CONNECT que facilita la colaboración de mexicanos y latinoamericanos con instituciones dedicadas a la investigación.

?Desde el 2009 tengo la oportunidad de trabajar organizando redes de profesionales mexicanos, para poder extender lazos de colaboración.

?Estos 10 años de estar trabajando en la organización e identificación del talento mexicano en el exterior, me llevó a tener una red de trabajo institucional en México, con universidades, gobiernos estatales y centros de investigación?, indicó.

Su formación fue en el TEC

?El Tec de Monterrey es mi casa, estudié la carrera de Ingeniero en Electrónica y Comunicaciones en el campus Estado de México.

?Tengo recuerdos muy claros de que mi gran formación en matemáticas y en ciencias básicas me la dieron mis profesores. Si tengo esa gran capacidad para poder hacer ciencia se debe mucho a la gran educación que recibí en el Tec?, destacó Oliva.

Tras terminar sus estudios, el investigador se convirtió en profesor de planta y Director del Programa Académico de Ingeniería Mecatrónica del Tec campus Estado de México.

Señaló que, tras mudarse a Europa, muchos de los que fueron sus estudiantes siguieron colaborando en sus redes de trabajo.

mayo 29/ 2019 (dicyt)

Un equipo de científicos chilenos ha descubierto una estructura celular clave para la reparación del corazón, se trata de los cilios primarios, necesarios para reparar el corazón del daño que genera el infarto del miocardio. El hallazgo ha sido publicado por la revista ‘Circulation‘

La fibrosis cardiaca es un proceso que produce una mayor generación y depósito de colágeno en el corazón. Dichas consecuencias poseen dos caras, ya que por una parte pues se consideran reparativas y beneficiosas en el caso del infarto del miocardio, pero a su vez dañinas en el caso de los pacientes hipertensos.

A su vez, el cilio primario es una estructura con forma de antena que nace en la superficie celular y se proyecta al exterior. Se considera esencial en la comunicación celular, pues desde ella se emiten mensajeros químicos pero también se recepcionan señales externas que regulan el funcionamiento celular.

El estudio publicado en la revista Circulation titulado ?Fibroblast primary cilia are required for cardiac fibrosis? (?Los cilios primarios del fibroblasto se requieren para el desarrollo de la fibrosis cardíaca?) describe la presencia de estas ?antenas? en los fibroblastos cardiacos, células del corazón responsables de la producción del colágeno.

Asimismo, dicha investigación reveló que el cilio primario contiene la policistina-1, una proteína esencial para regular la síntesis y secreción del colágeno en el corazón. ?La idea fue identificar nuevos reguladores de la fibrosis cardiaca necesarios para la reparación de la herida que genera la desaparición de los cardiomiocitos -células responsables de la contracción cardiaca- posterior al infarto del corazón?, señaló Elisa Villalobos, quien compartió la primera autoría con Alfredo Criollo.

Criollo agregó que ?existían estudios muy poco convincentes acerca de la presencia de cilios en las distintas tipos celulares que forman el corazón. Nuestro estudio termina por aclarar que el tejido cardiaco contiene fibroblastos que expresan cilios primarios?.

Colaboración internacional para el desarrollo de la ciencia de frontera en Chile

Esta investigación contó con la participación de Elisa Villalobos, doctora en Nutrición de la Universidad de Chile y que actualmente realiza perfeccionamiento postdoctoral en el Centro de Ciencia Cardiovascular de la Universidad de Edimburgo, Escocia. En tanto, Alfredo Criollo detenta los Grados de Doctor en Bioquímica de la Universidad de Chile y en Biología Celular y Molecular de la Universidad de Paris XI. Después de un largo periodo de entrenamiento postdoctoral en Francia y Estados Unidos, regresó y hoy es académico de la Facultad de Odontología de esta casa de estudios.

Participaron además siete investigadores chilenos: Francisco Altamirano, Lorena García, Guillermo Díaz Araya y Sergio Lavandero de las Facultades de Ciencias Químicas y Farmacéuticas y Medicina de la Universidad de Chile; y de Diego Romero, Juan Carlos Roa y Eugenia Morselli de la Pontificia Universidad Católica de Chile.

Esta publicación reafirma los lazos creados por el FONDAP Advanced Center for Chronic Diseases (ACCDiS) y el Cardiology Division, University of Texas Southwestern Medical Center en Dallas. De hecho, los dos autores responsables de este trabajo son Sergio Lavandero y Joseph A. Hill, quienes ya han publicado 35 trabajos en conjunto.

mayo 29/ 2019 (dicyt)