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Un modelo estadístico mejora la predicción del riesgo de recaída en cáncer de mama

Un modelo estadístico mejora la predicción del riesgo de recaída en cáncer de mama

La Universidad de Valladolid participa en un estudio internacional publicado en Nature que anticipa trayectorias de la enfermedad y alumbra tratamientos más dirigidos

Un equipo de investigación internacional, con participación de la Universidad de Valladolid, ha descrito un nuevo método estadístico para predecir el riesgo de recaída en pacientes de cáncer de mama. Este modelo incorpora las diferentes etapas de la enfermedad, distintas escalas temporales y agrega información clínica y molecular del tumor para predecir trayectorias de la enfermedad y alumbrar de este modo tratamientos más precisos y dirigidos a la situación de cada paciente. El trabajo ha sido publicado en la revista científica Nature el 13 de marzo de 2019.

El cáncer de mama es la causa más común de cáncer en mujeres, con unos 1,4 millones de casos nuevos diagnosticados cada año en todo el mundo.  Como resultado de diversos procesos moleculares, en realidad el cáncer de mama es una colección de al menos once tipos diferentes con distinto pronóstico. Por este motivo, es importante modelar a partir de los casos precedentes el comportamiento de este tipo de tumores desde su diagnosis a etapas como la metástasis o la remisión.

Un equipo de investigación, coordinado por el vallisoletano Óscar Rueda desde el Cancer Research UK Cambridge Institute (Reino Unido), ha desarrollado un modelo para predecir el riesgo de recaída a partir de datos clínicos y moleculares de 3240 pacientes de cáncer de mama. Para ello se ha empleado una técnica estadística denominada análisis de supervivencia, que modela procesos de un suceso desde su origen al final pasando por diferentes estados. En el caso de un tumor evalúa etapas como la superación de la enfermedad, la reproducción en otros órganos hasta el fallecimiento del individuo. Para el desarrollo de esta técnica Rueda, licenciado y doctor por la Universidad de Valladolid (UVa), ha contado con la colaboración de su alma mater.

“Ha sido un desarrollo metodológico muy importante y novedoso. Desde la Universidad de Valladolid hemos podido contribuir en la metodología estadística desarrollada específicamente para este trabajo para el análisis más eficiente de la información”, valora Cristina Rueda, catedrática de Estadística e Investigación Operativa de la UVa. Además, en el trabajo de investigación han colaborado instituciones del Reino Unido, Estados Unidos y Canadá, como la Facultad de Medicina de Stanford (California) o el King’s College de Londres.

Óscar Rueda, nvestigador del Cancer Research UK Cambridge Institute (Reino Unido)

Óscar Rueda, investigador del Cancer Research UK Cambridge Institute (Reino Unido)

Hoja de ruta

Este modelo es una compleja ecuación matemática que marca, como si fuera un plano, el posible recorrido de un tumor a partir de datos iniciales. En el caso del cáncer de mama, existen tumores que se repiten hasta dos décadas después, por lo que hay una urgente necesidad de anticipar la hoja de ruta del comportamiento de las células cancerosas para mejorar los tratamientos. El nuevo modelo estadístico no solo puede adelantar el recorrido del tumor, sino que estas predicciones pueden ser actualizadas a lo largo del tiempo.

De forma añadida, el equipo científico pone a disposición el mayor conjunto de datos hasta la fecha de cáncer de mama con información molecular, seguimiento a largo plazo y anotación detallada de metástasis y recurrencias, que puede ser útil para el desarrollo de nuevas estrategias oncológicas basadas en en las características moleculares del tumor.

El modelo se ha validado a partir de datos de 3240 pacientes, incluidos 1980 con información molecular. También se ha constatado con otros dos conjuntos de datos externos. Asimismo, el modelo puede adaptarse para analizar datos de problemas diferentes, “lo que lo convierte en un instrumento útil para otros tipos de cáncer o enfermedades; aplicando ciertas modificaciones”, explica Cristina Rueda.

Cristina Rueda, investigadora de la UVa

Cristina Rueda, investigadora de la UVa

Dos tipos de pacientes

El proceso de adquisición de datos, el desarrollo del modelo estadístico y la validación con conjuntos de datos independientes ha llevado a lo largo de tres años de investigación.

Además, el trabajo ha permitido identificar un subgrupo de pacientes con alto riesgo de recaída en los primeros cinco años, pero que permanecen curados si no recaen en este periodo. Esto contrasta con otro subgrupo, que mantiene el riesgo de recaída en un periodo más prolongado, hasta veinte años después.

Estadística desde la UVa

La ayuda matemática a la solución de problemas de salud es una constante en la actualidad. La investigadora Cristina Rueda define la aportación de la Estadística en el campo biomédico: “Creamos modelos, pero partimos de problemas reales, por lo que los límites de la investigación básica y aplicada en esta disciplina cada vez están más difusos”. El grupo de investigación que dirige, denominado Inferencia con Restricciones, desarrolla otros trabajos como la modelización de procesos asociados al ciclo circadiano (vinculado al sueño), tales como expresiones génicas, y también de otra índole como la brecha de género o sobre la luz de las estrellas.

Precisamente, Óscar Rueda ofrece el 28 de marzo de 2019 una conferencia titulada ‘Métodos estadísticos para medicina personalizada en cáncer de mama’, organizada por el Ateneo del Instituto de Matemáticas de la Universidad de Valladolid, en la sala de Grados I de la Facultad de Ciencias.

Bibliografía

Rueda Palacio, O., Sammut, S., Seoane, J. A., Chin, S., Caswell-Jin, J. L., Callari, M., Batra, R., et al. ‘Dynamics of breast cancer relapse reveal late recurring ER-positive genomic subgroups’. Nature https://doi.org/10.17863/CAM.37037

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Materiales capaces de regenerar tejidos como el esmalte dental o el hueso

Materiales capaces de regenerar tejidos como el esmalte dental o el hueso

El estudio, realizado por las universidades de Valladolid y Queen Mary de Londres, ha sido publicado en Nature Communications

Científicos del grupo BIOFORGE de la Universidad de Valladolid, dentro del consorcio formado por investigadores de esta institución académica y de la Universidad Queen Mary de Londres, han desarrollado un nuevo método para formar materiales mineralizados con potencial para regenerar tejidos duros como el esmalte dental y el hueso. El estudio ha sido publicado en junio de 2018 en la publicación científica Nature Communications y demuestra que se pueden crear este tipo de materiales con una precisión y orden sin precedentes. Tales materiales tienen el aspecto del esmalte dentario y se comportan en el resto de sus propiedades como tal.

Según afirma el profesor de la UVa José Carlos Rodríguez Cabello, director del grupo de investigación BIOFORGE, “el esmalte dentario, que se localiza en la parte exterior de los dientes, es el tejido más duro del cuerpo humano y permite que nuestros dientes mantengan su integridad durante la mayor parte de nuestras vidas, a pesar de estar sometidos a grandes esfuerzos mecánicos por la presión de la mordida y de estar expuestos a comidas y bebidas ácidas y temperaturas extremas. Esta funcionalidad tan sobresaliente es el resultado de su estructura microscópica, la cual presenta niveles muy elevados de organización y complejidad”.Sin embargo, al contrario que otros tejidos, el esmalte dental no puede regenerarse espontáneamente después de su perdida, lo que conlleva a situaciones de sensibilidad dental y dolor y, finalmente, a la perdida de la pieza dental.

Pues bien, el sistema desarrollado en este consorcio se basa en la creación de un material proteico especifico, un recombinamero tipo elastina, que ha sido diseñado y producido por los investigadores de la Universidad de Valladolid y pertenecientes al CIBER-BBN (Centro de Investigación Biomédica en Red. Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina), en el que está incluido el grupo de investigación BIOFORGE. Este material es capaz de provocar la generación de nanocristales de apatita y guiar su crecimiento ordenado a través de distintas escalas dimensionales, desde la atómica y nanométrica hasta la milimétrica. “Se trata de materiales que imitan el esmalte dentario y que, tras su mineralización, se comportan de manera similar al mismo”, afirma José Carlos Rodríguez Cabello, quien añade que “la aportación del grupo de investigación de la Universidad de Valladolid BIFORGE a este proyecto es fundamental, dado que es el encargado del diseño y producción de los biomateriales en torno a los cuales pivota el sistema descrito en el artículo”.

mágenes de microscopía SEM de la parte superior de una membrana de recombinámero tipo elastina (ELR) después de la mineralización que muestran la organización jerárquica de las estructuras mineralizadas y cómo crecen hasta que se encuentran unas con otras

Problemas dentales

Los problemas dentales afectan a más del 50% de la población mundial, por lo que la necesidad de descubrir procedimientos que sean capaces de regenerar el esmalte dentario ha sido un importante objetivo largamente perseguido por la odontología.El material generado por el consorcio Universidad de Valladolid-Universidad Queen Mary de Londres podría ser usado en una gran variedad de problemas dentales tanto en la prevención como tratamiento de piezas dentales ya afectadas por la pérdida del esmalte.

Además, el disponer del control sobre este tipo de procesos de mineralización abre la posibilidad de crear materiales que imiten otros tejidos duros de interés médico, aparte del esmalte, como pueden ser el hueso y la dentina. De esta forma, los resultados de este trabajo tienen el potencial de poder ser usados en una gran variedad de aplicaciones en medicina regenerativa. Igualmente, este estudio también provee de importante información que permitirá comprender mejor el papel que ciertos desordenes proteicos tienen sobre la fisiología y patología humana.

La colaboración del grupo de investigación BIOFORGE con el doctor Álvaro Mata de la Universidad Queen Mary de Londres se inició hace diez años, unas relaciones de gran importancia ya que la Queen Mary es una de las mejores universidades del Reino Unido y recientemente se ha clasificado entre las 100 mejores universidades del mundo en la última edición de QS World University Rankings.

BIOFORGE

Bibliografía

Sherif Elsharkawy, Maisoon Al-Jawad, Maria F. Pantano, Esther Tejeda-Montes, Khushbu Mehta, Hasan Jamal, Shweta Agarwal, Kseniya Shuturminska, Alistair Rice, Nadezda V. Tarakina, Rory M. Wilson, Andy J. Bushby, Matilde Alonso, Jose C. Rodriguez-Cabello, Ettore Barbieri, Armando del Río Hernández, Molly M. Stevens, Nicola M. Pugno, Paul Anderson & Alvaro Mata. ‘Protein disorder–order interplay to guide the growth of hierarchical mineralized structures’. Nature Communications. 9, Article number: 2145 (2018). DOI: 10.1038/s41467-018-04319-0

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Investigadores de cinco países avisan de los límites actuales del uso de células madres para cataratas en menores

Investigadores de cinco países avisan de los límites actuales del uso de células madres para cataratas en menores

La Universidad de Valladolid firma junto a Harvard, Stanford o la clínica Mayo una carta en la revista Nature para poner en cautela un tratamiento controvertido, defendido en 2016 por un equipo chino

En 2016, la revista científica Nature publicó un prometedor estudio sobre cataratas en menores. Un equipo chino había descrito una técnica sugerente. A partir de células madre, se podría regenerar el cristalino del ojo sin necesidad de un implante artificial, de una lente intraocular, como hasta ahora. El avance supuso una avalancha de consultas paternas en centros oftalmológicos de todo el planeta. Dos años después de la publicación de este trabajo, no se ha vuelto a publicar ningún otro que confirme los resultados expuestos entonces, advierten especialistas de 17 centros científicos, entre ellos la UVa.    

Ahora, ante la inquietud y la esperanza de los padres de menores con cataratas congénitas respecto a esta técnica, un total de 23 investigadores de cinco países han firmado una carta recientemente también en Nature en la que se ponen en cuarentena los resultados de esta investigación. “La idea es brillante, pero la realización del estudio tiene una serie de limitaciones”, explica José Carlos Pastor, del Instituto de Oftalmobiología Aplicada (IOBA) de la Universidad de Valladolid y coautor de la réplica. Firman junto a él representantes de instituciones como las universidades de Harvard y Stanford y de la Clínica Mayo estadounidenses. Junto a Pastor, hay otros dos investigadores españoles, Javier Moreno Montañés y María Dolores Pinazo, de las universidades de Navarra y Valencia, respectivamente.

El idea de utilizar células madre del propio cristalino para reparar esta estructura del ojo resultó ser una gran novedad para la comunidad científica. La noticia dio la vuelta al mundo. Se estima que en el mundo hay unos 200 000 menores con cataratas congénitas y entre 20 000 y 40 0000 las desarrollan cada año. En última instancia, se produce ceguera. “Todos los oftalmólogos hemos recibido consultas de padres con niños afectados que nos preguntan por qué no se usan en sus hijos este tipo de tratamiento”, resume Pastor, miembro del IOBA y jefe de departamento en el Hospital Clínico Universitario de Valladolid. Esta inquietud global fue el motor de una respuesta colectiva al trabajo original.

Catarata congénita

Catarata congénita. Foto: IOBA

El estudio y sus límites

En 2016, investigadores de las universidades Sun Yat-sen (China) y de California en San Diego (EE.UU.) afirmaron que podían eliminar la catarata con una intervención de menor profundidad a las actuales. A partir de células madre epiteliales del cristalino, los científicos estimaban que se podría regenerar toda la esta estructura ocular. El cristalino es el sistema de enfoque del ojo. El equipo informó de que, después de probar con modelos animales (conejos y monos), se realizaron intervenciones en menores de doce años también con éxito.

“Las principales limitaciones del estudio de Lin y colaboradores radican en un seguimiento inadecuado de la mayoría de los pacientes, de unos resultados funcionales pobres comparados con la cirugía convencional”, resume Pastor. Los firmantes advirtieron también de problemas éticos en las intervenciones sugeridas con esta técnica y que ninguna otra investigación ha confirmado los resultados entonces expuestos. “Apoyamos sin restricciones la innovación, pero hay que ser cautos cuando se proponen tratamientos nuevos; sobre todo para los pacientes más jóvenes, la población más vulnerable”, continúa el fundador del IOBA.

Los actuales tratamientos emplean ultrasonido para ablandar el cristalino y una lente intraocular artificial implantada en el ojo para corregir las cataratas. Los ojos de los menores son, sin embargo, más susceptibles de generar problemas de adaptación en este tipo de intervención que los adultos. La cirugía convencional, a juicio de Pastor, está bastante asentada y las líneas de investigación actuales se centran en corregir adecuadamente la vista de estos niños, especialmente en el cálculo de las lentes intraoculares y que estos ojos desarrollen visión y no se vuelvan ojos vagos.

El IOBA realiza técnicas quirúrgicas punteras y dispone de una línea de investigación en terapia celular.

Bibliografía

Demetrios G. Vavvas, Thaddeus P. Dryja, M. Edward Wilson, Timothy W. Olsen, Ankoor Shah, Ula Jurkunas, Roberto Pinead, Vasiliki Poulaki, Sotiria Palioura, Peter Veldman, Javier Moreno Montañés, María D. Pinazo Durán, José Carlos Pastor, Miltiadis Tsilimbaris, Douglas Rhee, Kathryn Colby, David G. Hunter, Solon Thanos, Taiji Sakamoto, Louis R. Pasquale, Joan W. Miller, Deborah VanderVeen y Scott R. Lambert. ‘Lens regeneration in children’. Nature. Volumen 556. 5 de abril de 2018. DOI: 10.1038/nature26149

Haotian Lin, Hong Ouyang, Jie Zhu, Shan Huang, Zhenzhen Liu, Shuyi Chen, Guiqun Cao, Gen Li, Robert A. J. Signer, Yanxin Xu, Christopher Chung, Ying Zhang, Danni Lin, Sherrina Patel, Frances Wu, Huimin Cai, Jiayi Hou, Cindy Wen, Maryam Jafari, Xialin Liu, Lixia Luo, Jin Zhu, Austin Qiu, Rui Hou, Baoxin Chen, Jiangna Chen, David Granet, Christopher Heichel, Fu Shang, Xuri Li, Michal Krawczyk, Dorota Skowronska-Krawczyk, Yujuan Wang, William Shi, Daniel Chen, Zheng Zhong, Sheng Zhong, Liangfang Zhang, Shaochen Chen, Sean J. Morrison, Richard L. Maas, Kang Zhang & Yizhi Liu. ‘Lens regeneration using endogenous stem cells with gain of visual function’. Nature. Volumen 531. 323-328 (17 de marzo de 2016). DOI: 10.1038/nature17181

 

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Un trabajo de la UVa analiza a largo plazo la pérdida de peso en pacientes de cirugía bariátrica

Un trabajo de la UVa analiza a largo plazo la pérdida de peso en pacientes de cirugía bariátrica

La Facultad de Enfermería realiza el seguimiento de 100 pacientes intervenidos quirúrgicamente durante dos años

La obesidad se ha convertido, de manera progresiva, en un problema sociosanitario de primer orden. En España, afecta al 17% de la población. El exceso de peso afecta negativamente a la salud para quien lo soporta (aumento de riesgos cardiovasculares, artrosis o diabetes son algunos riesgos), sino también un incremento del gasto sanitario por lo menos del 25% que en personas con normopeso. La Universidad de Valladolid (UVa) ha evaluado el proceso postoperatorio de una de las técnicas más efectivas de la actualidad, un tipo de cirugía de mini bypass gástrico, a través de un estudio científico publicado recientemente.

La Facultad de Enfermería y miembros del Centro de Investigación en Endocrinología y Nutrición Clínica de la UVa (IENVA) realizaron un seguimiento de 100 pacientes sometidos a cirugía de mini bypass gástrico / bypass gástrico de única anastomosis en una clínica vallisoletana. El equipo investigador resalta la efectividad “en el tratamiento de la obesidad, con un periodo de estancia hospitalaria”, indica en un trabajo publicado en Scientific Reports, revista científica del grupo Nature.

“Se ha realizado una recogida de datos muy sistemática a los tres, seis, nueve, doce, dieciocho y veinticuatro meses. No existen habitualmente series tan largas en la literatura científica de este tipo de intervenciones, lo que nos da una perspectiva muy completa del periodo de recuperación de las personas sometidas a este tipo de cirugías”, explica una de las corresponsables del estudio, la doctora María José Castro, de la Facultad de Enfermería de la UVa.

La cirugía bariátrica es empleada para casos extremos de personas con obesidad mórbida, ya que, a pesar del progreso en las técnicas, aún conlleva algunos riesgos para los pacientes. La técnica empleada emplea anestesia general y laparoscopia, que permite la visión de la cavidad pélvica-abdominal con la ayuda de una lente óptica. El bypass gástrico es un tipo de derivación que permite reducir el espacio útil del estómago, y por tanto, reducir la asimilación de alimentos por el organismo al estar saciado antes.

El doctor en Enfermería José María Jiménez, en su despacho

El doctor en Enfermería José María Jiménez, en su despacho

Obesidad e índice de masa corporal

El estudio, que forma parte de la tesis doctoral de José María Jiménez, resaltó que la “pérdida de peso inducida fue mayor que con otras técnicas bariátricas”. Un total de 71 mujeres y 29 hombres fueron incluidos en el trabajo de investigación, con un rango de edad entre los 13 y los 65 años y un peso entre 75 y 176 kilos. Los pacientes tenían un índice de masa corporal de entre 30 y 59. Se considera obesidad a partir de 30 y obesidad mórbida a partir de 50.

Concretamente, el equipo investigador observó un mayor porcentaje de índice de peso corporal perdido conforme pasaba el tiempo tras la intervención. “Nos indica que existe una mayor adhesión a nuevos hábitos alimentarios más saludables en el periodo postquirúrgico”, explica Castro.

María José Castro ahonda en la necesidad de prevenir, a través de hábitos de alimentación saludables, la obesidad. Incide en la prevención en edades infantiles o adolescentes. “Un niño obeso tiene un 25 por ciento más de posibilidades de convertirse en un adolescente obeso, y un obeso adolescente, un 70% de alcanzar esta circunstancia cuando sea adulto”. Por ello, el momento crítico para la adopción de hábitos alimentarios saludables “es la infancia”. Por ello, considera que los lugares de actuación para motivar la adquisición de estos hábitos es el entorno escolar.

Bibliografía

Miguel Á. Carbajo, José M. Jiménez. Enrique Luque de León, María José Cao, María López, Sara García, María José Castro. ‘Evaluation of Weight Loss Indicators and Laparoscopic One-Anastomosis Gastric Bypass Outcomes’. Scientific Reports (2018) 8:1961. DOI: 10.1038/s41598-018-20303-6

 

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Descrita una proteína clave en la formación del aislante eléctrico de las neuronas

Descrita una proteína clave en la formación del aislante eléctrico de las neuronas

El IBGM, centro mixto UVa-CSIC, avanza en el conocimiento de las membranas de células gliales cuyo daño origina enfermedades como la esclerosis múltiple

Igual que la electricidad necesita un cableado para que no se escape la corriente, las prolongaciones de las neuronas están recubiertas de otras células que hacen las veces de fundas para que la comunicación entre ellas sea efectiva. Ese recubrimiento se lo ofrecen células gliales y se denomina mielina. En algunas enfermedades, como la esclerosis múltiple, esta capa protectora falla. Un equipo de investigación del Instituto de Biología y Genética Molecular (centro mixto Universidad de Valladolid-Consejo Superior de Investigaciones Científicas) ha descrito una proteína que juega un papel clave en la compactación del envoltorio. Su conocimiento ayuda a comprender mejor el sistema de protección de las prolongaciones de las neuronas y, en un futuro aún lejano, podría proporcionar nuevos fármacos para el tratamiento de enfermedades desmielinizantes como la esclerosis múltiple.

La apolipoproteína D es una vieja conocida para el equipo de investigación que encabezan Lola Ganfornina y Diego Sánchez, adscritos al Departamento de Bioquímica y Biología Molecular y Fisiología de la UVa. Desde 1992 han trabajado con esta molécula. Su papel más conocido es el de guía para las neuronas. En la fase embrionaria, las neuronas tienen una forma redondeada, pero poco a poco empiezan a estirar sus brazos, denominados axones, por los que se transmiten las señales eléctricas y químicas que dan sentido a todo el sistema nervioso. ¿Cómo saben las neuronas hacia dónde crecer? Esta proteína, también conocida como ApoD, hace de lazarillo y les enseña el camino.

Su papel no queda reducido a este pastoreo. La mielina es una vaina para los axones, las prolongaciones de las neuronas. Las células gliales protectoras se envuelven en torno a estos extremos, pero entre sus capas pueden dejar espacios. Si la funda queda deteriorada, las neuronas, células transmisoras del impulso nervioso, quedan expuestas a un daño. El IBGM ha descubierto ahora que para compactar estas vainas, la célula emplea la proteína ApoD. El trabajo ha sido publicado recientemente en la revista científica Glia.

En un trabajo experimental con ratones, el equipo investigador observó que aquellos en los que no se expresaba la proteína tenían una vaina más débil. En estos ratones, las células de su sistema nervioso envejecían más rápidamente. La investigación ha sido desarrollada en colaboración con el Instituto de Neurociencias de Castilla y León, de la Universidad de Salamanca.

“Llevamos persiguiendo las pistas que va dejando ApoD en las células gliales como si fuera una película policiaca”, explica Lola Ganfornina. Mediante imágenes de microscopía electrónica y confocal, el equipo científico observó la última pista, un movimiento de la proteína objeto de estudio desde la membrana, donde se sitúa de forma general, al interior de la célula. En la célula existe un sistema de reciclaje denominado lisosoma. Reutiliza compuestos que la célula ha desechado inicialmente o los reduce para expulsaros de forma ordenada al exterior. También ayuda a reciclar la membrana de la mielina, y de esta forma se controla su compactación, que la convierte en vaina aislante. Cuando el lisosoma no está estable, las funciones de reparación y reciclado se descontrolan y empiezan a afectar a otras partes de la célula. Es el origen de enfermedades como la de Niemann-Pick de tipo A. La proteína ApoD sirve de apoyo al lisosoma para evitar o minimizar su descontrol.

. Investigadoras del grupo del IBGM (Instituto de Biología y Genética Molecular, centro mixto UVa-CSIC) en torno al desarrollo y degeneración del sistema nervioso

Investigadoras del grupo del IBGM (Instituto de Biología y Genética Molecular, centro mixto UVa-CSIC) en torno al desarrollo y degeneración del sistema nervioso

Aplicaciones

Al saber cómo ApoD ayuda concretamente a compactar la mielina, este conocimiento puede ser útil para desarrollar nuevos fármacos en enfermedades desmielizantes, como la esclerosis múltiple. También puede servir para enfermedades donde el lisosoma yerra, no solo en células de la mielina, sino en otras células gliales.

La proteína ApoD está presente en estas células auxiliares del sistema nervioso, tanto en los astrocitos, que intervienen secundariamente en la sinapsis entre las neuronas, como en la mielina, la capa que protege las prolongaciones transmisoras de las señales eléctricas de las neuronas.

En los animales que no disponen de esta proteína, se ha observado que el cerebro envejece antes. En experimentos de comportamiento con ratones, aquellos que tenían anulada la expresión de la proteína perdían capacidades cognitivas asociadas a la memoria. A todos se les proporcionaba estímulos nuevos. El ratón es un animal curioso por naturaleza, por lo que se acercaban a estos estímulos, tales como figuras decorativas u otros objetos. Cuando se cambiaba alguna de estas piezas, los animales sanos se centraban en la nueva, mientras que los que tenían la proteína anulada no eran capaces de reconocer la novedad y regresaban a los ya observados. “No tenían recuerdos o eran muy vagos, por eso exploraban todos los estímulos indistintamente”, explica Ganfornina. Este deterioro está vinculado a enfermedades neurodegenerativas como el alzhéimer.

. La investigadora del IBGM Nadia García Mateo analiza en el microscopio una muestra

La investigadora del IBGM Nadia García Mateo analiza en el microscopio una muestra

Bibliografía

Nadia García Mateo, Raquel Pascua Maestro, Alberto Pérez Castellanos, Concepción Lillo, Diego Sánchez, María Dolores Ganfornina. ‘Myelin extracelular leaflet compaction requires apolipoprotein D membrane management to optimize lysosomal-dependent recycling and glycocalyx removal’. Glia. DOI: 10.1002/glia.23274

 

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Un trabajo coordinado por el IOBA minimiza un fármaco en el tratamiento del ojo seco

Un trabajo coordinado por el IOBA minimiza un fármaco en el tratamiento del ojo seco

El medicamento experimental suplementa una proteína implicada solo con la parte esencial de la misma. El sistema, en fase muy preliminar, penetra mejor en la superficie ocular y reduce la inflamación

l literato y aviador Antoine de Saint-Exupéry dejó una cita grabada a fuego en la mente de algunos buenos diseñadores: «La perfección se alcanza no cuando no hay nada más que añadir, sino cuando ya no queda nada más que quitar». Bajo esta misma premisa parece haber trabajado un equipo científico dirigido desde el Instituto Universitario de Oftalmobiología Aplicada (IOBA) de la Universidad de Valladolid para mejorar el tratamiento del ojo seco. La investigación ha empleado en un fármaco la parte más activa de una proteína cuya disminución está implicada en enfermedades inflamatorias y con ello ha mejorado su efectividad.

“La inflamación juega un papel muy importante en el desarrollo del ojo seco”, advierte la responsable de la línea de investigación, Yolanda Diebold, líder de un equipo científico en el grupo de Superficie Ocular del IOBA. El ojo seco es una enfermedad ocular derivada de la alteración de la composición de la lágrima que baña la parte experior del órgano visual. Para suplir esta deficiencia, generalmente se emplean colirios. Sin embargo, las gotas administradas se encuentran una barrera natural muy efectiva que la vuelve impermeable a muchos medicamentos. La parte externa del ojo tiene que batallar día a día con agentes externos agresivos (polvo, microorganismos…), por lo que ha desarrollado una densa capa protectora. El fármaco convencional penetra con dificultad al interior de los tejidos. Un equipo multidisciplinar de la Universidad de Valladolid, compuesto por biólogos, biotecnólogos, tecnólogos farmacéuticos y optometristas, junto con tecnólogos farmacéuticos de la Universidad Complutense de Madrid, han logrado diseñar un fármaco experimental más pequeño y permeable al usar sólo una pequeña parte de una de las proteínas disminuidas cuando la superficie del ojo se inflama.

La proteína cuyos niveles disminuyen se denomina trombospodina-1. Está presente en los tejidos del cuerpo humano, entre ellos, los oculares. En trabajos experimentales previos, se había observado su implicación en el ojo seco, por lo que se propuso suplementarla desde fuera. “Sin embargo, esta proteína es muy grande y compleja”, matiza Diebold. Introducir una proteína voluminosa a través de una barrera celular densa es una misión complicada. El equipo investigador seleccionó de la proteína su parte más específica, un péptido, y formuló el sistema de transporte y protección para abrirse camino hacia el interior. Los resultados han sido publicados en Experimental Eye Research.

Una investigadora del IOBA pipetea en uno de los laboratorios de investigación del instituto

Una investigadora del IOBA pipetea en uno de los laboratorios de investigación del instituto

Cultivos celulares y ojos de cerdo

El fármaco experimental se empleó en células de córnea humanas y en ojos de cerdos obtenidos de mataderos. Los suidos son animales muy parecidos al ser humano en muchos aspectos anatómicos. El péptido lograba penetrar la córnea y lo hacía más profundamente que los tratamientos convencionales tanto en tiempos cortos, cinco minutos después de la administración, como más largos, una hora.

El equipo investigador quiere llevar ahora el nuevo tratamiento a Estados Unidos. Diebold, doctora en Medicina y Cirugía, colabora habitualmente con un equipo de inmunología de la Universidad de Boston. Este grupo dispone de unos ratones con ojo seco que carecen por completo de la proteína objetivo y es necesario probar si el fármaco experimental es eficaz contra la enfermedad.

Precisamente, el equipo dirigido por Diebold trabaja en el desarrollo de modelos de estudio in vitro (con cultivos celulares) y ex vivo (con muestras extraídas de pacientes u ojos de cerdo) para reducir la presencia de animales de experimentación en los laboratorios, en consonancia con la directiva europea de 2010.

magen de microscopía. Se observa la penetración de la proteína (en verde) en la superficie ocular

Imagen de microscopía. Se observa la penetración de la proteína (en verde) en la superficie ocular

Prevalencia del ojo seco

El ojo seco es una enfermedad ocular con una prevalencia entre el 10 y el 30 por ciento de la población. Se produce en mayor porcentaje en mujeres que en hombres, ya que tiene un componente hormonal. De hecho, es más frecuente tras la menopausia. No obstante, se ha observado un incremento en los últimos años, también en varones, derivado de la sequedad de ambientes de trabajo o del uso constante de pantallas en oficinas o en la vida cotidiana.

Bibliografía

Laura Soriano Romaní, Jesús Álvarez Trabado, Antonio López García, Irene Molina Martínez, Rocío Herrero Vanrell, Yolanda Diebold. ‘Improved in vitro cornela delivery of a thrombospondin-1-derived peptide using a liposomal formulation’. Experimental Eye Research. 167 (2018) 118-121. DOI: https://doi.org/10.1016/j.exer.2017.12.002

 

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Un proceso sencillo y poco extendido permite nuevos nanomateriales de interés farmacéutico

Un proceso sencillo y poco extendido permite nuevos nanomateriales de interés farmacéutico

La UVa emplea una tecnología no muy implantada en la industria para encapsular nanopartículas de cobre

Las nanopartículas procedentes de metales nobles y de transición tienen cada vez mayor presencia en el campo de la biomedicina. Pueden ser empleadas como biosensores, en imagen molecular o en terapias específicas como las de hipertermia. Entre ellas, en las nanopartículas de cobre se ha observado un potencial antiproliferativo que podría ser útil para crear nuevos fármacos contra el cáncer. Una investigación de la Universidad de Valladolid (UVa) y el Instituto de Biología Experimental e Tecnológica de Portugal (iBET) ha encontrado el modo de desarrollar compuestos con nanopartículas de cobre a partir de una tecnología simple, aunque poco implantada a nivel industrial.

El trabajo se ha desarrollado en el marco de las investigaciones sobre síntesis de nanopartículas de óxidos metálicos desarrolladas por el Grupo de Procesos de Alta Presión de la UVa. Este equipo investigador trata de superar algunos de los problemas asociados a la creación de estos novedosos compuestos. “Desarrollar aplicaciones para nanopartículas tiene una dificultad: tienden a aglomerarse por distintas fuerzas de cohesión de distinta naturaleza, como la electrostática”, explica Soraya Rodríguez Rojo, codirectora junto a María José Cocero de la tesis doctoral del investigador Víctor Martín que aborda la síntesis y formulación de nanopartículas metálicas y de óxidos metálicos.

Contra esta fuerza de atracción molecular, el equipo científico emplea técnicas de alta presión. Existe un momento intermedio en el que la materia no está en forma  gaseosa, ni líquida. Es una situación denominada supercrítica en la que presenta propiedades intermedias. Esta situación la hace muy interesante para la ciencia.

El trabajo de investigación entre la UVa y organismos de investigación portugueses ha empleado dióxido de carbono (CO2) en estas condiciones supercríticas para mezclar lípidos y nanopartículas de cobre. De forma convencional, se emplean disolventes orgánicos para producir sistemas que combinen estos dos materiales, con los consiguientes problemas medioambientales y riesgos para la salud. Sin embargo, cuando el CO2 deja de ser líquido, pero todavía no es gas, se consigue mejorar la dispersión del metal en el lípido. El resultado fue unas micropartículas de lípido que llevaban insertas nanopartículas de cobre, del mismo modo que un cupcake lleva granitos de chocolate. El resultado ha sido publicado en la revista The Journal of Supercritical Fluids.

 

La investigadora Vanessa Gonçalves trabaja en la experimentación con nanopartículas de cobre en el iBET

La investigadora Vanessa Gonçalves trabaja en la experimentación con nanopartículas de cobre en el iBET

Tecnología simple

Para la consecución de estos suportes de lípido con nanomateriales, el equipo ha empleado una tecnología “simple, pero poco implantada a nivel industrial”, indica Rodríguez Rojo. Se trata de un proceso denominado en inglés PGSS (Particles from Gas Saturated Solutions). Además, aunque la técnica emplea CO2, un gas de efecto invernadero, es de poca cantidad y podría ser encauzado para su reutilización o captura, evitando sus emisiones a la atmósfera, explica la investigadora del Departamento de Ingeniería Química y Tecnología del Medio Ambiente.

Las nanopartículas de cobre son útiles en sectores industriales, pero también farmacéuticos. Esta versatilidad la hace muy interesante desde el punto de vista productivo.

 

Equipo PGSS en las instalaciones de iBET

 

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La UVa, en el grupo internacional que publica el primer atlas especializado en el bonobo

La UVa, en el grupo internacional que publica el primer atlas especializado en el bonobo

El bonobo es una de las dos especies que componen el género de los chimpancés, los parientes vivos más próximos genéticamente a los seres humanos. El Laboratorio de Anatomía Comparada de la UVa cuenta con una amplia experiencia en el estudio y disección de primate

Investigadores del Laboratorio de Anatomía Comparada de la Facultad de Medicina de la Universidad de Valladolid (UVa) forman parte del grupo internacional que ha publicado el primer atlas musculo-esquelético del bonobo o chimpancé pigmeo (Pan paniscus), una especie de simio en peligro de extinción que, junto al chimpancé común, es el pariente vivo más próximo genéticamente a los seres humanos

La UVa forma parte de este equipo internacional en el que participan otras cinco universidades de Estados Unidos, Bélgica y Alemania, ya que cuenta con una amplia experiencia en la disección y estudio de primates.

De hecho, en este Laboratorio de la UVa se han gestado publicaciones especializadas sobre el gorila, el chimpancé, el orangután o el gibón, algunas únicas en el mundo, gracias a la donación de ejemplares que fallecen en diversos zoos de España, con los que la Universidad ha suscrito convenios. Anualmente, el Laboratorio organiza jornadas de disección a las que acuden investigadores de diversos países, principalmente Estados Unidos.

En el caso del bonobo, según explica el responsable del Laboratorio de Anatomía Comparada y del Museo de Anatomía de la UVa, Juan Francisco Pastor, “no es una especie presente en los zoos españoles aunque a nivel europeo hay varios centros en Bélgica, Francia y Alemania que los tienen”.

En concreto, los profesores Pastor y Félix de Paz participaron en el análisis de tres ejemplares adultos, cuatro infantiles y dos fetos de bonobo donados por el parque zoológico de Amberes (Bélgica), tras ser invitados a unas Jornadas de Disección Anatómica en esta ciudad el pasado año. De estas jornadas intensivas, que se prolongaron a lo largo de diez días, salieron varios artículos científicos y una publicación especializada en la especie con una parte de descripción donde se detallan los músculos y huesos de los animales (aspectos como su situación, pesos y medidas) y una parte de atlas donde se exponen las disecciones practicadas.

 

El responsable del Laboratorio de Anatomía Comparada y del Museo de Anatomía de la UVa, Juan Francisco Pastor

El responsable del Laboratorio de Anatomía Comparada y del Museo de Anatomía de la UVa, Juan Francisco Pastor

Una especie muy particula

Los bonobos son una de las dos especies que componen el género de los chimpancés, junto con el chimpancé común (‘Pan troglodytes’). Ambas son especies cercanas, ya que se separaron hace apenas un millón de años. Sin embargo, sus comportamientos sociales son muy diferentes: mientras que el chimpancé tiene un comportamiento más agresivo y un fuerte componente territorial, el bonobo tiene un carácter pacífico y presenta un alto nivel de actividad sexual. El sexo cumple un rol fundamental en su sociedad, ya que ejerce funciones de unión social, resolución de conflictos y reducción del nivel de estrés. Externamente también son diferentes, el bonobo es más pequeño, grácil y estilizado, y es capaz de caminar erguido durante periodos de tiempo más prolongados.

Bonobos y chimpancés están separados por el río Congo, en África, una falta de contacto que explica su diferente evolución. Ambos también se encuentran fuertemente amenazados. En el caso de los bonobos, sus territorios, situados en la margen izquierda del río, están muy aislados. Se estima que su número se ha reducido a la mitad durante los últimos 20 años y los conflictos humanos, la caza ilegal o la destrucción de la selva ponen en grave peligro su supervivencia.

 

Bibliografía

R. Diogo, B. Shearer, J.M. Potau, J.F. Pastor, F.J. de Paz, J. Arias-Martorell, C. Turcotte, A. Hammond, E. Vereecke, M. Vanhoof, S. Nauwelaerts, B. Wood. Photographic and Descriptive Musculoskeletal Atlas of Bonos. Springer.