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Comprueban los beneficios de la melatonina frente al ictus

Investigadores de los departamentos de Biología Experimental y de Psicología de la Universidad de Jaén han confirmado el poder antioxidante y reparador de una hormona neuronal en los daños provocados por la falta de oxígeno en el cerebro. El estudio sienta las bases para su aplicación en el tratamiento de enfermedades como el infarto cerebral.

Las áreas de Biología Celular y de Metodología de las Ciencias del Comportamiento de la Universidad de Jaén han comprobado la acción beneficiosa de la melatonina, confirmando su capacidad antioxidante en enfermedades como el ictus. La investigación indica que esta hormona ejerce un efecto protector en el cerebro.

Microfotografía de la corteza cerebral de ratas. Imagen: F. Descubre.

El ictus es una enfermedad que afecta al suministro de sangre y oxígeno al cerebro. Existen dos tipos principales: los hemorrágicos, que se producen cuando un vaso sanguíneo se rompe, y los isquémicos, provocados por la obstrucción de una arteria. Según el Observatorio del Ictus, plataforma que aglutina a distintas asociaciones de médicos y pacientes, uno de cada seis españoles va a sufrir un ictus a lo largo de su vida.

En el artículo publicado por la revista Nitric Oxide, titulado ‘Melatonin influences NO/NOS pathway and reduces oxidative and nitrosative stress in a model of hypoxic-ischemic brain damage’, los investigadores evalúan cómo la melatonina ejerce su acción protectora antioxidante en el daño producido por la isquemia y la hipoxia, patologías relacionadas con la falta de oxígeno en el flujo circulatorio.

Durante el ictus, se generan radicales libres derivados del oxígeno y del nitrógeno. Estas moléculas, altamente reactivas, causan una desorganización en las membranas celulares del organismo que puede derivar en la muerte celular. Los antioxidantes combaten la formación de estas partículas y anulan su acción, favoreciendo la recuperación de las células. La melatonina, presente en el organismo, interviene en procesos neurológicos como el control del sueño, la memoria o el aprendizaje. Los expertos han observado que el poder antioxidante de la melatonina actúa inmediatamente después de una lesión en las células del sistema nervioso y las protege contra el daño que originan los radicales libres.

“Los derivados del nitrógeno que se obtienen tras la falta de oxígeno en el cerebro, como son el óxido nítrico y el peroxinitro, producen el llamado estrés nitrosativo. Estos compuestos son capaces de sobrepasar las defensas antioxidantes, dañar a las células y provocar su muerte. Por tanto, los resultados indican que la melatonina protege a la célula al evitar la formación de los radicales gracias a su poder antioxidante”, explica a la Fundación Descubre el investigador de la Universidad de Jaén Santos Blanco, autor del artículo.

Protectores contra el ictus

Uno de los grandes problemas de esta enfermedad es el escaso tiempo del que se dispone para que las secuelas no sean graves. Hasta el momento, no hay tratamientos eficaces si no se atiende en las tres o cuatro horas siguientes a que se produzca. Por eso, la comunidad científica está dedicando sus esfuerzos a abrir nuevas ventanas terapéuticas que ayuden a disolver el trombo, el origen más frecuente del ictus.

En esta línea, los resultados obtenidos por el equipo jienense confirman nuevas posibilidades para paliar los efectos negativos que se producen tras un infarto cerebral al demostrar los beneficios conseguidos con la administración de melatonina.

El proyecto se ha desarrollado en un modelo experimental de ictus en rata, en el que se corta el flujo sanguíneo y, por tanto, la distribución del oxígeno a las células. Con él, los expertos han podido observar cómo se produce la reparación del daño causado con el suministro de melatonina sólo en algunas de ellas. Tras la oclusión de la arteria, confirmaron que acumulaban radicales de nitrógeno en la corteza cerebral durante las dos horas siguientes. Sin embargo, los animales tratados con melatonina no acumulan en la misma medida que los no medicados, lo que demuestra su efecto protector.

Tras este proyecto y siguiendo la línea de las conclusiones obtenidas en el estudio, los investigadores están centrados en la aplicación farmacológica de moléculas antioxidantes dirigidas a través de nanocápsulas capaces de atravesar las membranas celulares e integrarse en el torrente sanguíneo para llegar rápidamente al cerebro.
Concretamente, el estudio que les ocupa en la actualidad consiste en la encapsulación y administración de neuroglobina, una proteína que también está presente en la regulación de radicales libres de oxígeno y que posee efectos beneficiosos ante la hipoxia neuronal.

Referencia bibliográfica
Santos Blanco, Raquel Hernández, Gustavo Franchelli, Manuel Miguel Ramos-Álvarez, María Ángeles Peinado: ‘Melatonin influences NO/NOS pathway and reduces oxidative and nitrosative stress in a model of hypoxic-ischemic brain damage’, Nitric Oxide.

Descubren porqué se detiene el crecimiento de una célula cuando no tiene nutrientes

José Pichel Andrés/DICYT El Instituto de Biología Funcional y Genómica (centro mixto del CSIC y la Universidad de Salamanca) ha participado en un trabajo de investigación que revela cómo una célula detiene su crecimiento cuando no tiene nutrientes. El estudio acaba de ser publicado por la revista científica eLife y es un gran paso para poder controlar el crecimiento celular y, por lo tanto, avanzar en la lucha contra enfermedades como el cáncer.

La clave está en la ARN polimerasa I, que “es una de las enzimas más importantes en cualquier célula”, explica en declaraciones a DiCYT Olga Calvo, investigadora del IBFG y una de las autoras de la investigación, junto al equipo de Carlos Fernández Tornero, del Centro de Investigaciones Biológicas (CIB) del CSIC, en Madrid, y el de Oriol Gallego, del Instituto de Investigación Biomédica (IRB) de Barcelona.

En todos los seres vivos esta enzima es esencial, porque sintetiza la maquinaria molecular encargada de fabricar todas las proteínas de la célula. Cuando una célula crece, la ARN polimerasa I trabaja a gran velocidad para generar las proteínas necesarias y cuando deja de hacerlo esta enzima tiene que detener su actividad, de manera que las células entran en estado de latencia si no les llega la alimentación suficiente. Sin embargo, hasta ahora se desconocía, precisamente, cómo se para el proceso.

Los investigadores han descubierto que ante la escasez de nutrientes se unen dos copias de esta enzima, de manera que inactivan mutuamente. Por el contrario, cuando la célula dispone de los nutrientes necesarios para seguir creciendo, la ARN polimerasa I se libera y se activa para producir nuevas proteínas. Es decir, que la formación de distintos ensamblajes macromoleculares  de esta enzima permite controlar el crecimiento celular.

En trabajos anteriores, el equipo de Carlos Fernández Tornero ya había desvelado cuál era la estructura atómica de esta enzima en su estado inactivo. Ahora ha dado un paso más gracias a la colaboración de los científicos de Salamanca y Barcelona. “Nuestra aportación ha permitido saber cómo se activa y se inactiva”, apunta la científica del IBFG. Para ello, los científicos han combinado los estudios estructurales con avanzadas técnicas de análisis molecular, ingeniería genética y microscopía de células vivas.

Oportunidad en la lucha contra el cáncer

La importancia de este trabajo radica en que controlar la ARN polimerasa I abre una vía para detener la proliferación celular, característica de los procesos tumorales. En muchas células cancerígenas, la actividad de esta enzima se incrementa de forma descontrolada.

“El problema de las células tumorales es que crecen sin control, así que los estudios se enfocan a ver cómo se podría inhibir ese crecimiento de manera selectiva”, apunta Olga Calvo. Por lo tanto, este nuevo conocimiento puede ser clave para desarrollar futuros tratamientos que solo ataquen a las células tumorales.

Referencia bibliográfica
E. Torreira, J.A. Louro, I. Pazos, N. González-Polo, D. Gil-Carton, A.G. Duran, S. Tosi, O. Gallego, O. Calvo, C. Fernández-Tornero. The dynamic assembly of distinct RNA polymerase I complexes modulates rDNA transcription. eLife DOI: 10.7554/eLife.20832

Publicada la lista de las bacterias para las que se necesitan urgentemente nuevos antibióticos

La lista se ha elaborado para tratar de guiar y promover la investigación y desarrollo (I+D) de nuevos antibióticos, como parte de las actividades de la OMS para combatir el creciente problema mundial de la resistencia a los antimicrobianos

PAHO/DICYT La Organización Mundial de la Salud (OMS) publica hoy su primera lista de «patógenos prioritarios» resistentes a los antibióticos, en la que se incluyen las 12 familias de bacterias más peligrosas para la salud humana.

La lista se ha elaborado para tratar de guiar y promover la investigación y desarrollo (I+D) de nuevos antibióticos, como parte de las actividades de la OMS para combatir el creciente problema mundial de la resistencia a los antimicrobianos.

En la lista se pone de relieve especialmente la amenaza que suponen las bacterias gramnegativas resistentes a múltiples antibióticos. Estas bacterias tienen la capacidad innata de encontrar nuevas formas de resistir a los tratamientos y pueden transmitir material genético que permite a otras bacterias hacerse farmacorresistentes.

«Esta lista es una nueva herramienta para garantizar que la I+D responda a necesidades urgentes de salud pública», señala la Dra. Marie-Paule Kieny, Subdirectora General de la OMS para Sistemas de Salud e Innovación. «La resistencia a los antibióticos va en aumento y estamos agotando muy deprisa las opciones terapéuticas. Si dejamos el problema a merced de las fuerzas de mercado exclusivamente, los nuevos antibióticos que con mayor urgencia necesitamos no estarán listos a tiempo».

La lista de la OMS se divide en tres categorías con arreglo a la urgencia en que se necesitan los nuevos antibióticos: prioridad crítica, alta o media.

El grupo de prioridad crítica incluye las bacterias multirresistentes que son especialmente peligrosas en hospitales, residencias de ancianos y entre los pacientes que necesitan ser atendidos con dispositivos como ventiladores y catéteres intravenosos. Entre tales bacterias se incluyen las siguientes: Acinetobacter, Pseudomonas y varias enterobacteriáceas como Klebsiella, E. coli, Serratia y Proteus. Son bacterias que pueden provocar infecciones graves y a menudo letales, como infecciones de la corriente sanguínea y neumonías.

Estas bacterias han adquirido resistencia a un elevado número de antibióticos, como los carbapenémicos y las cefalosporinas de tercera generación (los mejores antibióticos disponibles para tratar las bacterias multirresistentes).

Los niveles segundo y tercero de la lista—las categorías de prioridad alta y media—contienen otras bacterias que exhiben una farmacorresistencia creciente y provocan enfermedades comunes como la gonorrea o intoxicaciones alimentarias por salmonela.

Esta semana se reúnen en Berlín los expertos en salud del G20. En palabras del Sr. Hermann Gröhe, Ministro Federal de Salud de Alemania, «necesitamos antibióticos eficaces para nuestros sistemas de salud. Debemos actuar unidos hoy para un mañana más sano. Así pues, examinaremos y señalaremos a la atención del G20 la lucha contra la resistencia a los antimicrobianos. La primera lista mundial de la OMS de patógenos prioritarios es una nueva herramienta importante para garantizar y guiar la investigación y el desarrollo que permita lograr nuevos antibióticos».

La lista tiene por objeto animar a los gobiernos a que establezcan políticas que incentiven la investigación científica básica y la I+D avanzada tanto a través de organismos financiados con fondos públicos como del sector privado que inviertan en el descubrimiento de nuevos antibióticos. Asimismo proporcionará orientaciones a nuevas iniciativas de I+D como la Alianza mundial de I+D OMS/DNDi para los antibióticos, que está comprometida con el desarrollo de nuevos antibióticos sin ánimo de lucro.

El bacilo de la tuberculosis, cuya resistencia al tratamiento tradicional ha ido en aumento en los últimos años, no fue incluido en la lista porque es objeto de otros programas específicos. Otras bacterias que no fueron incluidas, como los estreptococos de los grupos A y B y Chlamydia, tienen bajos niveles de resistencia a los tratamientos existentes y no representan actualmente una amenaza significativa para la salud pública.

La lista se elaboró en colaboración con la División de Enfermedades Infecciosas de la Universidad de Tübingen (Alemania), mediante una técnica de análisis de decisiones de múltiples criterios desarrollada por un grupo de expertos internacionales. Los criterios para incluir patógenos en la lista fueron los siguientes: el grado de letalidad de las infecciones que provocan; el hecho de que el tratamiento requiera o no una hospitalización larga; la frecuencia con que presentan resistencia a los antibióticos existentes cuando infectan a las personas de las comunidades; la facilidad con la que se transmiten entre animales, de animales a personas y entre personas; si las infecciones que provocan pueden o no prevenirse (por ejemplo, mediante una buena higiene y vacunación); cuántas opciones terapéuticas quedan; y si se están investigando y desarrollando nuevos antibióticos para tratar las infecciones que causan.

«Los nuevos antibióticos desarrollados contra los patógenos prioritarios que figuran en esta lista contribuirán a reducir las muertes debidas a infecciones resistentes en todo el mundo», dice la profesora Evelina Tacconelli, Jefa de la División de Enfermedades Infecciosas de la Universidad de Tübingen y una de las personas que más han contribuido a la elaboración de la lista. «Esperar más producirá problemas adicionales de salud pública y repercutirá enormemente en la atención a los pacientes».

Aunque es esencial aumentar la I+D, esta solo no basta para solucionar el problema. Para luchar contra la resistencia, tiene que haber también una mejor prevención de las infecciones y un uso apropiado de los antibióticos existentes en la medicina humana y veterinaria, así como un uso racional de cualquier nuevo antibiótico que se desarrolle en el futuro.

Lista OMS de patógenos prioritarios para la I+D de nuevos antibióticos

Prioridad 1: CRÍTICA

  1. Acinetobacter baumannii, resistente a los carbapenémicos
  2. Pseudomonas aeruginosa, resistente a los carbapenémicos
  3. Enterobacteriaceae, resistentes a los carbapenémicos, productoras de ESBL

 

Prioridad 2: ELEVADA

  1. Enterococcus faecium, resistente a la vancomicina
  2. Staphylococcus aureus, resistente a la meticilina, con sensibilidad intermedia y resistencia a la vancomicina
  3. Helicobacter pylori, resistente a la claritromicina
  4. Campylobacter spp., resistente a las fluoroquinolonas
  5. Salmonellae, resistentes a las fluoroquinolonas
  6. Neisseria gonorrhoeae, resistente a la cefalosporina, resistente a las fluoroquinolonas

Prioridad 3: MEDIA

  1. Streptococcus pneumoniae, sin sensibilidad a la penicilina
  2. Haemophilus influenzae, resistente a la ampicilina
  3. Shigella spp., resistente a las fluoroquinolonas

Una fórmula matemática ayuda a estimar dosis de medicamentos para niños

La operación sirve para ayudar a determinar la dosis de medicamentos que se le debe suministrar a un niño en caso de urgencias como caídas, fracturas y otros accidentes, cuando no se tienen a mano equipos especializados

UN/DICYT En una reanimación no se le aplica la misma cantidad de adrenalina a un paciente de dos años que a uno de diez. De igual manera, una mala formulación con morfina podría conducir a una intoxicación o, en el peor de los escenarios, a un paro respiratorio.

Por tal razón, Yefry Andrés Aragón Joya, especialista en Pediatría de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.) Sede Bogotá, se ingenió una operación matemática –aplicable en menores de entre 2 y 15 años– para calcular rápidamente el peso aproximado: se toma la edad del paciente, se multiplica por tres y a dicho resultado se le suma tres. Es decir, un niño de cinco años pesaría alrededor de 18 kilos, explica el profesor.

En urgencias médicas, cuando no hay equipos disponibles, existe un riesgo entre el 15 % y el 30 % de que los profesionales de pediatría no calculen bien la dosificación de los medicamentos, señalan estudios académicos internacionales. Esto se debe, en parte, a la dificultad de estimar el peso del paciente.

La operación matemática, denominada por su autor “Fórmula Aragón”, tuvo una efectividad del 91 % al ser aplicada en una muestra de 259 niños entre el rango de edad señalado en Bogotá e Ibagué, que luego fueron pesados en báscula, con el fin de comparar los resultados.

El objetivo era desarrollar un ejercicio matemático de rápida memorización que le sirva, ante todo, a paramédicos y a enfermeros en casos de urgencia extrema, aclara el docente.

Por otro lado, el profesor Aragón advierte que el modelo no reemplaza la báscula: finalmente, este instrumento siempre se debe utilizar”, enfatiza.

“La fórmula aún no aplica para menores con variaciones significativas en el peso, lo cual se da, por ejemplo, con la obesidad y la desnutrición. Actualmente la comunidad científica está buscando los modelos matemáticos para actuar con esta población”, explica el especialista.

El siguiente paso de la investigación consiste en validar el modelo matemático con una población más grande, y en todo el país.

El investigador desarrolló su fórmula a partir de una operación algebraica denominada “regresión lineal”, y usando estimaciones estadísticas.

Otras fórmulas

En la actualidad existen 20 fórmulas matemáticas para estimar el peso de los menores. El médico Aragón analizó siete. “En Colombia nunca se había comprobado su eficiencia científicamente”, señala.

El modelo más efectivo es el de Argall, implementado en el Reino Unido en 2003, que tuvo un nivel de acierto del 87 % con los 259 niños que formaron parte de la muestra. Por el contrario, el menos eficaz fue el de Theron, con un acierto del 71 %.

La fórmula de Argall consiste en tomar la edad del niño, sumarle dos y multiplicar por tres. En este caso, un paciente de cinco años pesaría cerca de 21 kilogramos.

“Estas estimaciones se hicieron principalmente para trabajar con niños europeos y blancos. No es lo mismo si las aplicamos en la India o en Colombia, donde existen otras circunstancias que determinan el desarrollo y crecimiento de los menores”, concluye el doctor.

Un proyecto nacional profundiza en la resistencia a la colistina, un importante antibiótico

La colistina es un antibiótico de último recurso, es decir, se utiliza cuando ya no existe otra alternativa para el paciente

Cristina G. Pedraz/DICYT Investigadores de la Universidad de Burgos (UBU), junto con colegas de la Universidad Complutense de Madrid y de la Universidad de Extremadura, trabajan en el proyecto del Plan Nacional de I+D+i titulado ‘Bacterias resistentes a colistina, el antimicrobiano de último recurso cuya utilización en animales de granja supone un nuevo reto para la Seguridad Alimentaria’. La iniciativa es coordinada por el catedrático de la UCM Lucas Domínguez Rodríguez.

En concreto, el objetivo del equipo de la UBU es analizar las rutas de transmisión de la resistencia a la colistina a lo largo de la cadena alimentaria, caracterizando a nivel genómico y filogenético bacterias obtenidas en diferentes entornos en España.

El profesor de la Universidad de Burgos David Rodríguez Lázaro, coordinador del proyecto en la UBU, explica a DiCYT la preocupante situación que se está produciendo con la colistina. “Han surgido nuevas variantes bacterianas resistentes a la colistina en producción animal y están llegando a los hospitales. La colistina se utiliza de forma habitual en la producción animal, como tratamiento preventivo en momentos de estrés, y puede ser un canal de comunicación entre la sanidad humana y la sanidad animal”, subraya.

La colistina (polimixina E) es uno de los escasos antibióticos que pueden aún utilizarse para combatir infecciones causadas por microorganismos resistentes a carbapenemas –otro tipo de antibióticos- en humanos.

Se había descrito que la capacidad de las bacterias para desarrollar resistencia frente a la colistina era reducida debido al coste fisiológico que los mecanismos descritos suponían para la bacteria, unido a la ausencia de procesos de transmisión horizontal de la resistencia. Por ello, este antimicrobiano se ha utilizado de manera cotidiana en el tratamiento preventivo en animales de abasto, especialmente en ganado porcino tras el destete, y en aves de corral.

Sin embargo, durante el último periodo de 2015 se ha detectado un elemento génético móvil que confiere resistencia a colistina en bacterias de origen animal y humano, debido a la presencia de un gen, mcr-1. Así, en la actualidad la Comisión Europea ha encargado a la Agencia Europea del Medicamento (European Medicines Agency, EMA) la reevaluación de la utilización de este antimicrobiano en producción animal mediante la creación de un grupo de trabajo de expertos, que posiblemente requiera la modificación de la recomendación realizada en el año 2013 sobre el uso de la colistina en medicina veterinaria.

Cepas resistentes en animales domésticos, efluentes urbanos y alimentos

El equipo de investigación de la UBU ha llevado a cabo diversos estudios en los que se han identificado cepas resistentes a la colistina en enterobacterias aisladas en animales domésticos (ganado bovino, porcino y aves), así como en efluentes urbanos y alimentos. En estos aislados se han observado tanto mutaciones en el operón pmrAB, como la presencia del gen mcr-1 recientemente descrito y asociado a un plásmido altamente transferible que confiere resistencia a este antimicrobiano.

“La resistencia a la colistina está vehiculada por un plásmido. Las bacterias son muy promiscuas y pueden transferir la información a sus vecinas. Muchas veces lo hacen a través de un plásmido, que es móvil, y se puede transmitir por conjugación – proceso de transferencia de material genético entre una célula bacteriana donadora y una receptora- a otras bacterias”, detalla el investigador de la UBU.

Por otro lado, se han identificado aislados resistentes a colistina que no presentaban ninguno de estos dos mecanismos.

Establecer medidas de prevención

Por todo ello, “en el proyecto se pretende efectuar un seguimiento de las poblaciones bacterianas resistentes a colistina en diferentes entornos (animales de producción, humanos y medio ambiente), llevando a cabo una caracterización genética de su resistencia mediante metodologías genómicas y transcriptómicas”, apunta Rodríguez Lázaro.

Además, se emplearán modelos animales ‘in vivo’ para determinar la supervivencia de los aislados portadores de resistencia, evaluando la potencial dispersión de los mecanismos descritos, en especial del plásmido que contiene el gen mcr-1, entre distintas especies bacterianas en diversos hospedadores.
“La finalidad es conocer la situación actual con respecto a este antimicrobiano en entornos diversos, así como evaluar el impacto que la posible dispersión de las cepas resistentes podría conllevar, con el objetivo de establecer medidas de prevención adecuadas”, resume el profesor de la UBU.

Nueva terapia regenerativa para mejorar la cicatrización de heridas agudas

La terapia se basa en la combinación de plasma rico en factores de crecimiento y células madre mesenquimales procedentes de tejido adiposo

UCH-CEU/DICYT Con el aumento de la esperanza de vida de la población, se ha incrementado la prevalencia de heridas cutáneas agudas y crónicas que presentan problemas de cicatrización. Cirugías, laceraciones accidentales, infecciones, quemaduras, úlceras por presión, venosas o diabéticas son algunas de las principales causas de este aumento de heridas agudas, cuyo tratamiento supone un elevado coste.

Con el objetivo de encontrar nuevos abordajes terapéuticos para una mejor y más rápida cicatrización de este tipo de heridas, la investigadora de la Cátedra Fundación García Cugat-CEU de Investigación Biomédica, Deborah Chicharro Alcántara, ha desarrollado un estudio experimental en el que emplea una nueva terapia regenerativa para la piel de las heridas: la combinación de plasma rico en factores de crecimiento y células madre mesenquimales, procedentes de tejido adiposo. Los resultados obtenidos han mejorado tanto el tiempo de cicatrización cutánea de las heridas, como el aspecto estético de la cicatriz.

La investigación se ha desarrollado con éxito en heridas cutáneas experimentales, empleando como modelo animal experimental la piel de conejo. El estudio forma parte de la tesis doctoral de Deborah Chicharro, profesora del Departamento de Medicina y Cirugía Animal del Grado en Veterinaria de la CEU-UCH, bajo la dirección de los profesores e investigadores de la Cátedra Fundación García Cugat-CEU Joaquín Sopena, José María Carrillo y Mónica Rubio, y ha merecido la calificación de Sobresaliente Cum Laude. En el estudio, se han aplicado cuatro tratamientos diferentes en cada animal sobre cuatro heridas quirúrgicas escisionales: plasma rico en factores de crecimiento, células madre de tejido adiposo, la combinación de ambas terapias y suero salino como placebo. Y se ha evaluado tanto la evolución macroscópica de los cuatro tipos de heridas, en cuanto a su aspecto estético y cicatrización, así como su evolución microscópica, analizando los procesos de epitelización, inflamación, neovascularización y deposición de colágeno, durante los diez días posteriores al proceso quirúrgico.

Cicatrización rápida y estética

Respecto a la cicatrización cutánea macroscópica de las heridas tratadas con estas terapias regenerativas, se ha observado una aceleración estadísticamente significativa en aquellas heridas que fueron infiltradas con células madre mesenquimales, de forma aislada o asociada con plasma rico en factores de crecimiento. Estas heridas tuvieron mayores porcentajes de cicatrización cutánea que las tratadas únicamente con este tipo de plasma o con placebo. “Los mejores valores se obtuvieron en las heridas a las que se aplicó la combinación de ambos tratamientos de regeneración”, destaca Deborah Chicharro.

En cuanto a la evaluación del aspecto estético de las heridas, “aquellas que reciben tratamiento solo con células madre mesenquimales son las que consiguen una coloración y grosor de cicatriz más similar al de una cicatriz fisiológica a corto plazo. Pero, también en este aspecto estético, los resultados son mejores cuando las dos terapias con células y plasma se asocian”.

Menos inflamación y doble neovascularización

En el apartado de los resultados microscópicos, la investigación de la profesora de la CEU-UCH Déborah Chicharro revela que todas las heridas agudas que recibieron tratamiento con células o con plasma presentaron un mayor efecto antiinflamatorio con respecto a las del grupo de heridas placebo, por lo que ambas terapias disminuyen de forma significativa la intensidad de la reacción inflamatoria en las heridas. También en este caso, cuando se asocian ambas terapias se consigue potenciar su efecto antiinflamatorio.

La eficacia de la combinación de terapias se observa además de forma destacada en el proceso de neovascularización en la zona de la herida: “La neovascularización llega incluso a duplicarse en las heridas que reciben la terapia combinada con respecto al resto de heridas, un efecto que se observa ya desde el tercer día de aplicación de los tratamientos”, según destaca la profesora de la CEU-UCH autora de la investigación.

También se ha observado un fuerte estímulo de la epitelización cutánea de forma estadísticamente significativa a lo largo de los tiempos del estudio en las heridas que fueron tratadas con células madre mesenquimales, de forma aislada o conjunta con plasma rico en factores de crecimiento, especialmente a corto plazo, en los primeros cinco días de observación. “Apreciamos también una mayor deposición de fibras de colágeno maduro en las heridas tratadas con ambas terapias de forma significativa y progresiva a lo largo del estudio, siendo estadísticamente superior al grupo tratado solo con plasma y al grupo placebo”.

Efecto sinérgico

Según destaca la investigadora de la CEU-UCH Deborah Chicharro, “los resultados logrados en el estudio nos permiten concluir que la mejor terapia regenerativa para conseguir acelerar los tiempos de cicatrización cutánea y lograr un mejor aspecto estético de las heridas agudas es la asociación de las dos terapias con células y plasma que hemos testado, ya que existe un efecto sinérgico entre ambas que favorece una mayor creación de nuevos vasos sanguíneos en la zona de la herida, una menor inflamación y una mayor deposición de fibras de colágeno”. El nuevo objetivo de este proyecto de investigación es testar la eficacia de estos tratamientos regenerativos combinados en el caso de las heridas que se cronifican.

La Cátedra Fundación García Cugat-CEU de Investigación Biomédica emplea esta combinación de terapias regenerativas en otros ámbitos de la salud, como el tratamiento de la artrosis de rodilla y cadera. Los estudios experimentales en modelos animales para el desarrollo de estos tratamientos se realizan en el Hospital Clínico Veterinario de la Universidad CEU Cardenal Herrera de Valencia, para su posterior evaluación en ensayos clínicos en humanos, en la Clínica Quirón de Barcelona.

La tesis de Deborah Chicharro “Aplicación del plasma rico en factores de crecimiento autólogo en asociación con células madre mesenquimales derivadas de grasa en el tratamiento de heridas experimentales en el conejo” ha sido defendida en la CEU-UCH. El tribunal que otorgó la calificación de Sobresaliente Cum Laude estuvo presidido por el doctor Ramón Cugat Bertomeu y compuesto por los doctores Belén Cuervo Serrato y Juan Manuel Domínguez Pérez.

La peste negra afectó a las ciudades medievales en función de su posición dentro de la red de comunicaciones

Los núcleos de poblaciones más conectados con otros núcleos vía comercio, turismo y peregrinación, entre otros factores, pueden sufrir más las epidemias de enfermedades. Esta es una de las principales conclusiones de un estudio elaborado por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), en el que han tomado como modelo las pautas de expansión de la Peste Negra a mediados del siglo XIV. Los resultados han sido publicados en la revista Scientific Reports.

El trabajo recoge datos de 2.084 puntos de conexión, tanto comerciales como de peregrinación, entre 1.311 asentamientos medievales de Europa, Asia y Norte de África. Con esa información, los investigadores determinaron empíricamente el efecto de la conectividad y centralidad de esas ciudades en la tasa de mortalidad a causa de la Peste Negra y simularon matemáticamente la frecuencia con que la enfermedad llegaba a las ciudades como consecuencia de su disposición dentro de la red.

“Hemos descubierto que las ciudades con una posición más central dentro de la red y las más conectadas eran más vulnerables a las enfermedades y sufrieron la plaga con mayor severidad. Además, también eran más propensas a que los brotes se repitiesen por causas externas”, explica el investigador del CSIC José María Gómez, de la Estación Experimental de Zonas Áridas.

Asímismo, el análisis señala que las ciudades situadas en regiones con mayor densidad de población dentro de la red se vieron más afectadas por la enfermedad que aquellas que se encontraban en zonas menos pobladas.

La peste Negra

La pandemia conocida como Peste Negra arrasó Europa entre 1346 y 1353 y acabó con entre el 30% y el 50% de la población. Su expansión ha estado históricamente asociada a las rutas comerciales. Originada en Asia Central, la enfermedad viajó hasta Occidente a través de la Ruta de la Seda y en 1343 llegó a la antigua ciudad de Caffa (actual Feodosia), en la península de Crimea. Desde ahí se propagó por Europa a través de las principales rutas comerciales y llegó a casi todas las poblaciones.

“Es una pandemia que tuvo lugar en un momento de la historia donde las comunicaciones eran frecuentes, lo que permite el análisis de redes, pero no tan intensa como en la actualidad, lo que permite desvelar los patrones con más claridad.

Esta ventaja tiene asociada, sin embargo, la desventaja de no disponer de fuentes rigurosas sobre mortalidad”, añade el investigador del CSIC Miguel Verdú, del Centro de Investigaciones sobre Desertificación, centro mixto del CSIC y la Universidad de Valencia.

El estudio también señala como factor de dispersión las rutas de peregrinación. Del total de 1311 ciudades incluidas en la red, 403 estaban conectadas por este tipo de itinerarios. “Sin duda las rutas de peregrinación también contribuyeron a expandir la enfermedad, aunque nuestros análisis sugieren que fueron menos importantes que las rutas comerciales”, añade Gómez.

Reflejo en la actualidad

Según sus autores, este estudio proporciona un método sencillo para identificar los lugares de riesgo en las redes epidémicas. Concentrar los esfuerzos en aquellos nodos más vulnerables podría ahorrar tiempo y recursos, así como mejorar la gestión del control de plagas mortales.

“Vivimos en una época en la que las redes de transporte y la vulnerabilidad de los nodos pueden determinarse de forma más exacta. Es vital comprobar si el patrón encontrado en este estudio para las redes medievales se mantiene en la actualidad”, concluye Verdú.

Referencia bibliográfica
José M. Gómez & Miguel Verdú. Network theory may explain the vulnerability of medieval human settlements to the Black Death pandemic. Scientific Reports. DOI: 10.1038/srep43467

Descubiertas las evidencias culturales más antiguas de humanos modernos fuera de África

La reciente investigación y excavación arqueológica en la cueva de Kaldar está a cargo de un equipo mixto iraní y español, co-liderado por el arqueólogo iraní Behrouz Bazgir, investigador predoctoral de la Fundación Atapuerca, y por Andreu Ollé, miembro -como el anterior- del Equipo de Investigación de Atapuerca en el IPHES (Institut Català de Paleoecologia Humana i Evolució Social). Esta investigación ha permitido identificar las primeras evidencias culturales fuera de África atribuidas a humanos anatómicamente modernos (HAM).

Se trata de herramientas de piedra asociadas a restos de fauna en un nivel datado por Carbono 14 entre 36.000 y 54.000 años de antigüedad. Este hallazgo ha sido publicado recientemente en Scientific Reports, una de las diez revistas más importantes del mundo en ciencias multidisciplinarias.

Los resultados de la datación de este yacimiento sitúan a Irán entre los primeros lugares habitados por humanos modernos que, junto con los grupos de homínidos levantinos, consiguieron por primera vez llegar desde Asia occidental a Europa. La cueva de Kaldar refuerza así la posición de Irán en la arqueología paleolítica mundial.

La secuencia excavada recientemente en Kaldar contiene niveles más antiguos con industria musteriense, asociada generalmente a los neandertales. Esto proporciona evidencias de su sustitución por la industria baradostiana, similar a la auriñaciense, exclusiva de los humanos anatómicamente modernos, y supone una ocasión única de estudiar la transición del paleolítico medio al paleolítico superior en los montes del Zagros.

La cueva de Kaldar es uno de los ejemplos más antiguos de la existencia del hombre moderno en esta parte del mundo, y proporciona datos sobre cómo estas poblaciones sobrevivieron al clima y a las situaciones medioambientales paleoárticas, nuevas para ellos.

En el artículo han colaborado 19 autores internacionales, entre ellos investigadores de renombre internacional como Eudald Carbonell, profesor de la Universidad Rovira i Virgili de Tarragona, investigador del IPHES, codirector de los yacimientos de la sierra de Atapuerca y director general de la Fundación Atapuerca; Jan van der Made del Museo Nacional de Ciencias Naturales de Madrid; Marcel Otte de la Université de Liège en Bélgica; y Thomas Higham de la University of Oxford en Reino Unido. Además han participado Faranak Bahrololomi y Moloudsadat Azimi, colaboradores del Instituto Iraní de Investigación del Patrimonio Cultural y Turismo (RICHT), en el marco de su acuerdo de colaboración con el IPHES.

Referencia bibliográfica:
Bazgir, B., Ollé, A., Tumung, L., Becerra-Valdivia, L., Douka, K., Higham, T.F.G., Made, J.v.d., Picin, A., Saladié, P., López-García, J.M., Blain, H.-A., Allué, E., Fernández-García, M., Rey-Rodríguez, I., Arceredillo, D., Bahrololoumi, F., Azimi, M., Otte, M., Carbonell, E., 2017. Understanding the emergence of modern humans and the disappearance of Neanderthals: Insights from Kaldar Cave (Khorramabad Valley, Western Iran), Scientific Reports 7, 43460. doi: 10.1038/srep43460.

La edición de genes permite revertir células de leucemia mieloide crónica a su estado normal

La técnica CRISPR-Cas9, probada en ratones, abre la puerta a que los enfermos puedan tratarse con su propia médula ósea después de que las células sean “corregidas” en el laboratorio

José Pichel Andrés/DICYT Científicos del Centro de Investigación del Cáncer de Salamanca (CIC) han empleado la técnica de edición de genes CRISPR-Cas9 para eliminar el oncogén que produce la leucemia mieloide crónica. En un artículo publicado por la revista Oncotarget demuestran que de esta forma las células de ratón tumorales revierten a su estado normal. Si los investigadores consiguen reproducir los resultados con células de pacientes, tendrían una herramienta eficaz para tratar la enfermedad.

La técnica CRISPR-Cas9 está llamada a revolucionar la medicina, puesto que permite corregir el genoma de cualquier célula mediante unas proteínas denominadas nucleasas, con las que se pueden realizar cortes precisos. “Es como editar un texto, podemos cortar y pegar en el sitio que queremos, insertar o eliminar párrafos”, explica a DiCYT Manuel Sánchez Martín, investigador de la Universidad de Salamanca, “y nuestro texto es el genoma”.

Su grupo de investigación lleva dos años trabajando con esta técnica, que es bastante nueva pero tan prometedora que los expertos dan por hecho que los científicos que han contribuido a su desarrollo recibirán el premio Nobel próximamente. Las aplicaciones clínicas de CRISPR-Cas9 pueden ser casi infinitas si se resuelven las disputas sobre las patentes, que no afectan a la investigación básica como la que desarrolla este equipo del CIC. Además, se trata de una técnica sencilla que probablemente será muy utilizada en todos los campos de la biología.

En este caso, este procedimiento ha permitido suprimir un gen que induce la formación del cáncer –llamado oncogén- en células de ratón. El resultado es que “la célula revierte el fenotipo patológico a un fenotipo normal”, lo que quiere decir que “ya no es capaz de crecer indefinidamente ni formar tumores”.

En la actualidad, el tratamiento para la leucemia mieloide crónica se basa en fármacos que se dirigen a inactivar una oncoproteína, es decir, la proteína expresada por el oncogén, pero no acaban con el origen de la enfermedad. Además, son tratamientos largos, caros y que generan resistencias.

Válido para otros tumores

Por otra parte, a diferencia de otros tipos de cáncer, esta enfermedad se desencadena por un solo oncogén. “Para el desarrollo de un carcinoma son sucesivamente varios eventos oncogénicos los que provocan la neoplasia, sin embargo en sarcomas y linfomas, un solo evento suele ser el desencadenante, como sucede en la leucemia mieloide crónica, por lo que esta estrategia terapéutica sería especialmente útil en este tipo de tumores”, señala Manuel Sánchez Martín.

Ahora el reto es obtener los mismos resultados in vitro con células tumorales de enfermos y, a partir de ahí, realizar ensayos clínicos. “Tenemos un hándicap, que es introducir de manera eficiente esta herramienta terapéutica en las células humanas y en eso estamos trabajando actualmente”, apunta el científico.

No harían falta donantes de médula ósea

Si funciona, sería una excelente estrategia terapéutica para esta enfermedad. “Estaríamos hablando de extraer la médula ósea del paciente, editarla y devolvérsela corregida”, resume Ignacio García-Tuñón, primer firmante del artículo.

Para ello habría que extraer células madre tumorales de la médula ósea del paciente, corregirlas en el laboratorio y reintroducirlas. Hoy en día, lo más difícil a la hora de afrontar la leucemia mieloide crónica es encontrar un donante compatible para realizar un trasplante de médula ósea, pero mediante esta terapia génica no sería necesario, puesto que se abordaría con un autotrasplante.

Referencia bibliográfica
García-Tuñón, I., Hernández-Sánchez, M., Luis Ordoñez, J., Alonso-Pérez, V., Álamo-Quijada, M., Benito, R., Guerrero, C., Hernández-Rivas, J., & Sánchez-Martín, M. (2017). The CRISPR-Cas9 system efficiently reverts the tumorigenic ability of BCR/ABL in vitro and in a xenograft model of chronic myeloid leukemia. Oncotarget, 5. DOI: 10.18632/oncotarget.15215

Un nuevo biosensor detecta el VIH una semana después de la infección

Un equipo del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha desarrollado un biosensor que puede llegar a detectar el VIH tipo 1 durante la primera semana después de la infección. Los experimentos, realizados con suero humano, detectan el antígeno p24, una proteína presente en el virus del VIH-1. La tecnología, patentada por el CSIC, detecta esta proteína hasta en concentraciones 100.000 veces inferiores que los sistemas actuales. Además, el tiempo total del ensayo es de cuatro horas y 45 minutos, por lo que los resultados clínicos se podrían obtener en el mismo día. La investigación aparece publicada en la revista PLOS ONE.

El biosensor combina estructuras micromecánicas de silicio con nanopartículas de oro, ambas funcionalizadas con anticuerpos específicos al p24. Al final del inmunoensayo, el p24 es atrapado a modo sándwich entre las nanopartículas de oro y las estructuras micromecánicas de silicio. Las nanopartículas de oro presentan resonancias ópticas conocidas como plasmones capaces de dispersar la luz con mucha eficiencia y se han convertido en una de las estructuras que más interés han despertado en la última década en el campo de la óptica. Las estructuras micromecánicas son excelentes sensores mecánicos capaces de detectar interacciones tan pequeñas como las fuerzas intermoleculares. La combinación de estas dos estructuras produce señales mecánicas y ópticas para detectar el p24, que se amplifican la una a la otra produciendo una extraordinaria sensibilidad.

La tecnología, patentada por el CSIC, está siendo además aplicada para la detección precoz de algunos tipos de cáncer. “El chip en sí mismo, la parte física, es el mismo para las pruebas de VIH que para la de los biomarcadores de cáncer. Lo que cambia es la parte química, la solución que colocamos para que reaccione según lo que estamos buscando. Por eso, nuestro trabajo fundamental se centra en desarrollar aplicaciones para esta nueva tecnología”, señala el investigador del CSIC Javier Tamayo, que trabaja en el Instituto de Microelectrónica de Madrid.

“El biosensor usa estructuras que se fabrican con tecnologías bien establecidas en microelectrónica, lo cual permite su producción a gran escala y a bajo coste. Esto unido a su simplicidad lo podrían convertir en un buen candidato para ser usado en países en vías de desarrollo”, detalla Tamayo.

¿Cómo funciona el biosensor?

El experimento se inicia incubando sobre el sensor un mililitro de suero humano durante una hora a 37 °C para permitir la unión de los antígenos p24 de HIV-1, si los hubiera, a los anticuerpos de captura ubicados en la superficie del sensor. Tras esto se vuelve a incubar, pero en este caso con nanopartículas de oro, a 37 °C durante 15 minutos para el marcaje de las proteínas p24 capturadas.

Finalmente, el material resultante se somete a un enjuague para eliminar las partículas que no se han unido. “El tiempo total del ensayo es de cuatro horas y 45 minutos. Es realmente rápido, por lo que, para confirmar el diagnóstico se podría incluso repetir las pruebas y los resultados clínicos podrían estar el mismo día del control médico. Los resultados son estadísticamente significativos y podrían adaptarse a los requerimientos médicos”, detalla el investigador del CSIC.

Los sistemas de detección de VIH

La infección aguda por virus de la inmunodeficiencia humana se define como el tiempo desde la adquisición del virus hasta la seroconversión, es decir, la aparición de anticuerpos detectables para el VIH en la sangre.

En la actualidad existen dos formas para detectar el VIH en sangre. La infección puede ser diagnosticada mediante la detección en sangre de ARN viral por las pruebas de amplificación de ácidos nucleicos, o al detectar p24 con los inmunoensayos de cuarta generación.

El primer método, basado en la detección en sangre de ARN viral, presenta un límite de detección de 20 a 35 copias de ARN por mililitro, es decir, una concentración que típicamente ocurre dos semanas después de la adquisición del VIH. En el segundo método, durante los inmunoensayos de cuarta generación, se alcanza un límite de detección de p24 de 10 picogramos por mililitro, una concentración alcanzada aproximadamente tres o cuatro semanas después de la infección.

“Esta nueva tecnología es capaz de detectar p24 en concentraciones hasta 100.000 veces inferiores que la última generación de inmunoensayos aprobados y 100 veces inferiores que los métodos de detección en sangre de ARN viral. Esto reduce la fase indetectable después de la infección a solo una semana”, señala la investigadora del CSIC Priscila Kosaka, del Instituto de Microelectrónica de Madrid.

Detección del VIH en sangre

La duración de la etapa entre el contagio y la seroconversión es de aproximadamente cuatro semanas. La detección temprana del VIH es crucial para la mejora de la salud del individuo. Los cambios progresivos se producen después de la adquisición del VIH, como el agotamiento irreversible de los linfocitos CD4 en el intestino, la replicación en el sistema nervioso central y el establecimiento de reservorios latentes de VIH.

“El potencial de infectividad del VIH en la primera etapa del contagio es mucho mayor que en etapas posteriores. Por tanto, el inicio de la terapia antirretroviral antes de la seroconversión mejora el control inmunológico y se ha asociado con beneficios en el recuento de células CD4, reducción de la inflamación sistémica, preservación de la función cognitiva y reducción del reservorio latente. Por motivos lógicos, su detección es crítica para la prevención de la transmisión del VIH”, detalla Kosaka.

Esta tecnología, está patentada por el CSIC y licenciada a la empresa Mecwins, una spin-off del CSIC creada en 2008 por Javier Tamayo y Montserrat Calleja. Esta spin-off posee además tres patentes fruto del trabajo de este equipo del CSIC. La investigación actual cuenta con financiación de la Asociación Española contra el Cáncer.