Últimos y esperanzadores avances frente a la enfermedad de Alzheimer

La enfermedad de Alzheimer es la causa más frecuente de demencia (entre un 60% y un 70% de los casos), entendiendo por demencia el deterioro persistente y progresivo de las funciones cerebrales superiores (memoria, lenguaje, orientación, cálculo o percepción espacial y atención entre otras). También afecta a las capacidades emocionales y de conducta tales como la motivación, el ánimo, la percepción de la realidad y el sueño. En pocas palabras, se trata de una enfermedad que limita gravemente la capacidad de la persona para llevar a cabo las actividades cotidianas.

Actualmente la demencia afecta a más de 35 millones de personas en todo el mundo, y se estima que la cifra de afectados de Alzheimer alcanzará los 115 millones en el año 2050 1. En España, y según datos de la Sociedad Española de Neurología (SEN), el Alzheimer afecta en la actualidad a unas 600.000 personas y está presente en uno de cada diez hogares.

Estas cifras muestran a las claras la importancia que tiene la investigación médica en este campo no sólo para quienes ya padecen esta terrible enfermedad, sino para la sociedad en su conjunto, máxime si tenemos en cuenta el preocupante envejecimiento de la población mundial.

Por lo que sabemos hasta ahora, los síntomas se desarrollan de manera gradual y progresiva, con mayor incidencia a partir de los 65 años (se ha constatado una prevalencia en personas con antecedentes familiares). Primero afecta las partes del cerebro que controlan el pensamiento, la memoria y el lenguaje. En esta primera fase, los enfermos presentan dificultades para recordar cosas que han hecho poco tiempo antes o los nombres de sus familiares y conocidos.

Sin embargo, con el avance progresivo de la enfermedad los síntomas empeoran. A los fallos de memoria, se une un cambio de carácter predominando la apatía, y otros síntomas como desorientación en el tiempo, una incapacidad para nombrar objetos comunes, delirios, alucinaciones y agitación. Los enfermos dejan de reconocer a sus familiares (incluso pueden verlos como amenazas directas) o tener dificultades para hablar, leer o escribir; olvidan cómo realizar tareas sencillas y cotidianas como lavarse los dientes o peinarse. En muchos casos la situación de estrés continuado puede hacer que se vuelvan agresivos, llegando a la paranoia y a experiencias alucinatorias. Finalmente, en los estadios más avanzados, los enfermos precisan cuidados permanentes ya que son incapaces de realizar por sí mismos las necesidades básicas.

Este proceso evolutivo de síntomas se suele ir sumando de manera gradual en una media que se estima entre 5 a 15 años.

Hasta el momento no se ha descubierto ningún tratamiento eficaz para detener el avance imparable del Alzheimer que lleva a la muerte masiva de las neuronas, aunque algunos fármacos pueden ayudar a retrasar el empeoramiento de algunos de los síntomas. Según los expertos, la dificultad para obtener resultados positivos en el tratamiento de esta enfermedad tiene mucho que ver con que seamos incapaces de detectarla antes de que haya progresado lo suficiente como para producir una pérdida de memoria irreversible y una disminución funcional grave.

Las causas

No se sabe con exactitud qué produce la enfermedad. Lo que si saben los especialistas es que al estudiar los cerebros de personas afectadas por el Alzheimer se han hallado varias masas anormales (llamadas placas seniles o de amiloide) y bultos retorcidos de fibras (llamados ovillos o nudos neurofibrilares 2). Estos depósitos anormales están constituidos por dos proteínas: beta-amiloide y proteína tau.

Imagen histopatológica del córtex cerebral de un paciente con Alzheimer (wikimedia commons).

Los ovillos empiezan a desarrollarse en la parte profunda del cerebro, en una zona llamada corteza entorrinal, mientras que las placas se forman en otras zonas fuera de las células. A medida que se van formando más placas y ovillos, las neuronas sanas empiezan a funcionar con menos eficacia. Acto seguido pierden su habilidad de comunicarse entre sí y finalmente mueren. Las placas y los ovillos en el cerebro son dos de las características principales de esta enfermedad y uno de las principales vías de diagnóstico. La tercera característica es responsable de la pérdida de memoria y la limitación del pensamiento: la ruptura de las sinapsis (vía por la que unas neuronas se comunican con otras).

Con la muerte progresiva de las neuronas, las regiones afectadas del cerebro empiezan a encogerse, por lo que cuando se alcanza la fase final de la enfermedad los daños se han extendido ampliamente y el volumen de los tejidos del cerebro ha disminuido considerablemente.

Como hemos apuntado, la proteína beta-amiloide se desnaturaliza y se apelmaza, formando agregados insolubles entre las células cerebrales (lo que hemos llamado placas seniles o placas de amiloide) que las dañan de forma irreversible. La desnaturalización de una proteína significa que se pliega mal, que pierde su estructura tridimensional y queda reducida a la cadena polipeptídica, un proceso que aumenta su viscosidad (facilitando su agrupamiento) y disminuye su solubilidad (lo que dificulta su eliminación). Esto es similar a lo que ocurre cuando cocinamos un huevo. La clara del huevo está formada básicamente por una proteína denominada ovoalbúmina que en condiciones naturales es incolora y soluble en agua. Sin embargo, al calentarla se vuelve opaca y se transforma en una masa blanca insoluble.

Proteína beta-amiloide (wikimedia commons).

Por otro lado, la proteína tau forma parte de una familia de proteínas que se expresa principalmente en las neuronas, participando en el mantenimiento de la forma celular y actuando como vía de transporte a través de los axones. Un mal plegamiento de esta proteína provoca la degeneración de las neuronas.

Los científicos no saben aún que provoca la desnaturalización de estas proteínas. Lo que sí se sabe es que el  proceso tarda más de 10 años en acumular la cantidad de proteína suficiente para provocar demencia a una persona.

Sobre este particular se están llevando a cabo importantes avances. Por ejemplo, se ha demostrado que ciertos individuos, por presentar una proteína ligeramente distinta a la habitual, tienen mayor riesgo de contraer la enfermedad 3. Se trata de la apolipoproteína de tipo E (ApoE-ε4) que participa, entre otras funciones, en la regulación de los niveles de colesterol en el cerebro. Esta proteína presenta tres formas ligeramente distintas (ApoE2, ApoE3 y ApoE4) pero solo la última guarda una relación estrecha con la aparición de la enfermedad de Alzheimer. En presencia del péptido beta-amiloide, la ApoE-ε4 pierde su estructura funcional, se desnaturaliza, lo que impide la correcta eliminación del beta-amiloide (que también sufre una modificación estructural) y favorece su acumulación en forma de placas que desemboca, como hemos visto, en las manifestaciones posteriores de la enfermedad. Para este caso concreto, los científicos han desarrollado una simulación computacional para establecer una primera aproximación sobre los mecanismos moleculares del reconocimiento entre las formas de ApoE y el beta-amiloide, logrando establecer por primera vez una base molecular del fenómeno. Actualmente están tratando de validar de forma experimental los fenómenos moleculares observados en las simulaciones.

La detección precoz

Podemos decir que hay dos problemas principales a la hora de enfrentarse a la enfermedad de Alzheimer. El primero es que no somos capaces de detectar con la suficiente antelación la formación de esas placas seniles que terminan por matar las neuronas. Dado el largo proceso de formación de estos agregados de proteínas y que los síntomas clínicos no se manifiestan hasta que el daño cerebral ya está muy avanzado, una prometedora vía para poner coto al  Alzheimer parte de encontrar mecanismos que permitan la detección precoz de la enfermedad.

En este sentido es posible hacer un seguimiento del proceso que desemboca en la enfermedad mediante técnicas que identifican los biomarcadores relacionados con ella. Un biomarcador es un indicador que se puede medir ―como la concentración de una proteína― y que varía en función del avance o regresión de una enfermedad.

TEP donde se muestra un cerebro sano (arriba) y otro con la enfermedad de Alzheimer (las placas seniles aparecen gracias al empleo del compuesto B de Pittsburgh).

Una forma de emplear los biomarcadores para la detección temprana de la enfermedad consiste en suministrar un trazador radioactivo, como el compuesto B de Pittsburgh, que se une al amiloide en el cerebro del paciente. Posteriormente se obtienen imágenes mediante tomografía de emisión de positrones (TEP) y se mide la concentración proteica.

Por otro lado, la acumulación de la proteína tau se puede detectar mediante un análisis del líquido cefalorraquídeo. Este análisis también permite identificar una disminución de los niveles de beta-amiloide en el líquido a medida que los péptidos van desapareciendo del mismo para acumularse en el cerebro. La observación simultánea de una disminución de los niveles de beta-amiloide y un aumento de tau en el líquido cefalorraquídeo indican claramente el avance de la enfermedad.

Ahora, dos nuevos estudios vienen a clarificar esta situación y arrojar un poco de esperanza con miras a lograr una mejor detección temprana de la enfermedad:

Biomarcadores lipídicos

En el trabajo publicado en la revista Nature medicine 4 el pasado mes de marzo, el equipo del Dr. Federoff plantea un novedoso enfoque que consiste en analizar un grupo de diez fosfolípidos para la detección de la enfermedad de Alzheimer antes de la manifestación clínica de los síntomas.

Para la realización del estudio los científicos contaron con la participación de un total de 525 personas mayores de 70 años, a quienes tomaron muestras de sangre y realizaron pruebas para analizar las habilidades cognitivas y de memoria una vez al año durante los cinco años que duró la investigación. La forma de proceder con los datos consistió en realizar análisis metabolómicos sin un objetivo específico 5 (lo que significa que no sabían qué estaban buscando) en muestras de plasma sanguíneo de 53 participantes con deficiencia cognitiva leve o enfermedad de Alzheimer ―incluyendo a 18 que habían desarrollado síntomas durante el estudio― y 53 que permanecían bien cognitivamente hablando como grupo de control.

La sorpresa llegó cuando constataron que había diez fosfolípidos 6 en niveles sistemáticamente bajos en la mayoría de los participantes que sufrían un deterioro cognitivo. La conclusión a la que han llegado es que ese panel de biomarcadores “predice” la aparición de un deterioro cognitivo leve amnésico o la enfermedad de Alzheimer, logrando anticiparse a la manifestación clínica de los síntomas en 2 o 3 años con más de un 90% de precisión.

Hemos de tener presente que, como exponen con cautela en su trabajo, la relación que han encontrado es puramente estadística y son necesarios nuevos ensayos con una muestra demográfica mayor. No se conoce la procedencia de estas moléculas aunque se sabe que están presentes en las membranas celulares. El punto de partida con el que abordarán nuevas investigaciones es que estos niveles reflejan la ruptura de las neuronas.

¿Qué papel desempeñan los lípidos en el cerebro? En palabras de Guojun Bu 7, profesor de neurociencia en la Clínica Mayo (EE.UU.) existen datos sólidos que apuntan a que el metabolismo de los lípidos cerebrales es esencial para mantener la integridad y las funciones de las sinapsis neuronales. En este sentido, se ha constatado (en modelos con ratones) que  la alteración del metabolismo de los lípidos cerebrales ocasiona un deterioro de las dendritas y de las sinapsis, así como neurodegeneración. No olvidemos que la mielina, la capa que envuelve los axones neuronales que permite la transmisión de los impulsos nerviosos está constituida, en términos generales, en un 40% por agua y, en seco, por un 70-85% de lípidos y un 15-30% de proteínas.

Por su parte, los fosfolípidos son la forma principal de lípidos que hay en las membranas celulares (incluidas las neuronas obviamente), donde juega un papel esencial la apolipoproteína E (ApoE) que analizamos más arriba. Esta proteína es uno de los principales transportadores de lípidos en el cerebro: su función es suministrar colesterol y otros lípidos a las neuronas para que mantengan las funciones sinápticas y puedan reparar los daños que se producen. En las personas que poseen la forma ApoE-ε4 se crea un fallo en esta cadena.

Biomarcadores proteicos

Otro hito importante para la detección temprana de esta enfermedad lo ha conseguido el equipo del Dr. Claudio Soto de la Universidad de Texas. Su trabajo ha demostrado que son capaces de detectar pequeños fragmentos de proteínas mal plegadas, los precursores de las placas seniles.

Las investigaciones más recientes han demostrado que el plegamiento erróneo de la proteína beta-amiloide y la formación de los nudos neurofibrilares siguen un mecanismo concreto: cuando se mezclan con la proteína equivalente, normal, los fragmentos mal plegados actúan como semillas para la formación de grupos más grandes. Este proceso genera varios productos intermedios, incluyendo oligómeros solubles y protofibrillas, antes de agruparse en placas. De hecho, se ha apuntado que los oligómeros beta-amiloide 8, en lugar de las grandes fibrillas amiloides, podrían ser los culpables de la neurodegeneración en la enfermedad de Alzheimer.

La proteína beta-amiloide comienza su vida como una molécula solitaria pero tiende a amontonarse en un proceso que comienza en pequeños grupos que siguen siendo solubles y pueden viajar libremente por el cerebro antes de formar finalmente las placas características de la enfermedad. En un artículo publicado hace unos meses 9, se comprobó por primera vez que en esta forma precursora, la proteína beta-amiloide puede unirse a un receptor en las células nerviosas, poniendo en marcha un proceso que erosiona sus sinapsis con otras células nerviosas. Esto implicaría que un fragmento de la proteína beta-amiloide comienza a destruir las sinapsis antes de que se formen las placas seniles que conducen a la muerte de esas neuronas.

Por este motivo, el equipo del Dr. Soto se ha centrado en estos precursores de las placas de amiloide, los oligómeros beta-amiloide, que pueden estar circulando por nuestro cuerpo durante años o décadas antes de que surjan los primeros síntomas.

La técnica, que analiza muestras del líquido cefalorraquídeo, se ha llamado amplificación cíclica de proteínas mal plegadas (PMCA por sus siglas en inglés) 10 y funciona por medio de ultrasonidos, rompiendo estos agregados en fragmentos más pequeños que transforman las proteínas normales en anómalas, logrando imitar lo que ocurre in vivo a lo largo de décadas en un corto espacio de tiempo. El proceso se repite cíclicamente hasta obtener la cantidad de proteínas necesaria para ser detectada por técnicas convencionales.

Los investigadores destacan que con esta técnica son capaces de distinguir los pacientes con enfermedad de Alzheimer de otros pacientes del grupo control afectados por una variedad de otros desórdenes neurodegenerativos con una sensibilidad del 90% y una especificidad del 92%.

Dado que lo que se analiza es el líquido cefalorraquídeo, un proceso caro y muy molesto para los pacientes, el equipo está embarcado ya en el siguiente paso que será adaptar la tecnología para su detección en sangre u orina.

 

El tratamiento

Paradójicamente, todavía se desconoce si la modificación de los niveles de beta-amiloide en el cerebro evitará la demencia, a pesar del conjunto importante de datos que indican la contribución de este péptido en la manifestación de la enfermedad.

Como hemos dicho, no existe aún ningún fármaco para el tratamiento del Alzheimer, por lo que cualquier medicamento que retrase la aparición de los síntomas o detenga su progresión es un buen objetivo mientras continúan las investigaciones para responder la ingente cantidad de preguntas pendientes. En la actualidad hay distintos fármacos en fase de investigación y desarrollo:

  • Inhibidores de las enzimas que producen beta-amiloides: la función de estos medicamentos es impedir o modificar la actividad de las enzimas que fragmentan una proteína de gran tamaño (la proteína precursora del amiloide) para convertirla en los péptidos beta-amiloides.
  • Vacunas o antibióticos que disuelven los beta-amiloides: inducen en el organismo la síntesis de anticuerpos que se unen al amiloide, que luego se eliminarán del cerebro. En los ensayos clínicos tanto las vacunas como los antibióticos han provocado efectos secundarios de diversa gravedad en algunos pacientes.
  • Inhibidores de la agregación de beta-amiloides: podrían evitar el daño en las neuronas al bloquear su unión.
  • Compuestos antitau: aunque menos numerosos que los dirigidos contra la ruta de los amiloides, estos fármacos adoptan diversas estrategias, como inhibir la producción de la forma tóxica de la proteína tau, o impedir que ésta forme ovillos de fibras.
  • Agentes neuroprotectores: diversas estrategias tratan de estimular ciertos compuestos naturales del cerebro que mejoran la salud de las neuronas. En una de ellas, se introduce un gen en el cerebro que da lugar a la síntesis de una sustancia protectora.

Queda mucho camino por recorrer, y serán necesarios grandes esfuerzos y recursos, pero está claro que el objetivo final lo merece.

Artículos principales

Mapstone M, Cheema AK, Fiandaca MS, Zhong X, Mhyre TR, Macarthur LH, Hall WJ, Fisher SG, Peterson DR, Haley JM, Nazar MD, Rich SA, Berlau DJ, Peltz CB, Tan MT, Kawas CH, & Federoff HJ (2014). Plasma phospholipids identify antecedent memory impairment in older adults. Nature medicine, 20 (4), 415-8 PMID: 24608097

Acceda directamente al artículo aquí.

Salvadores N, Shahnawaz M, Scarpini E, Tagliavini F, & Soto C (2014). Detection of misfolded aβ oligomers for sensitive biochemical diagnosis of Alzheimer’s disease. Cell reports, 7 (1), 261-8 PMID: 24656814

Acceda directamente al artículo aquí.

Más información

  • Alzforum (Alzforum es un lugar de encuentro para el intercambio de ideas, un depósito de artículos científicos y, quizás, la colección más completa de artículos periodísticos sobre la investigación del Alzheimer).

Notas

Siete días … 28 de abril a 4 de mayo (medicina regenerativa)

BIOLOGÍA

Investigadores de la Academia China de Ciencias (ACC) han realizado un original experimento para demostrar que los humanos liberan feromomonas que informan al otro de su sexo. Se centraron en dos esteroides señalados como los mejores candidatos a ser feromonas sexuales. Por un lado la androstadionona, presente en el semen, el vello axilar y en la piel de las axilas. Varias investigaciones han revelado que provoca un aumento de los niveles de cortisol, una hormona que, entre otras cosas, activa el sistema nervioso simpático. Por otro lado está el estratetraenol, un derivado de una hormona sexual presente sobre todo en la orina de las mujeres y en sus genitales. Ambas sustancia parecen provocar una respuesta cerebral diferente en el hipótalamo. Mientras la primera activa el de las mujeres heterosexuales y hombres homosexuales, el segundo reactiva el de los hombres heterosexuales y las mujeres homosexuales. ¿Pero comunican algún tipo de información sobre el género o la orientación sexual?

Para responder a esa pregunta, los investigadores chinos seleccionaron a cuatro grupos de 24 personas cada uno de hombres y mujeres heterosexuales y homosexuales. En varias sesiones y durante tres días, los voluntarios tuvieron que ver un vídeo usado habitualmente en los estudios sobre la locomoción humana. Con las técnicas usadas en los estudios de animación, compusieron una escena de siete siluetas iluminadas por 15 puntos a lo largo del cuerpo mientras caminaban. Sus andares iban desde los más femeninos a los más masculinos, con un estado neutro en el centro de la escala. Para dificultar su juicio, la duración de las imágenes era de apenas 500 milisegundos, la duración estándar del tempo en la música de baile.

Mientras veían el vídeo, los participantes fueron expuestos de forma aleatoria y consecutiva a 4 mililitros de estratetraenol, otros tantos de androstadionona  y a una tercera solución que hacía las veces de control del experimento. Aunque el primero es inodoro, la mayoría de la población sí puede distinguir el olor de la segunda. Por eso, los investigadores enmascararon las tres sustancias diluyéndolas en un aceite de clavo.

En una primera fase, realizada sólo con hombres y mujeres heterosexuales, los científicos chinos comprobaron un claro efecto dimórfico sexual. Expuestas a la androstadionona, las mujeres tendían a calificar las siluetas como más masculinas, pero su puntuación no se veía alterada ante el estratetraenol y era igual que la que realizaban cuando olían la solución neutra. En los hombres, comprobaron el efecto opuesto.

“Creemos que nuestros resultados sostienen la existencia de feromonas humanas”, explica en un correo Wen Zhou, psicólogo de la  ACC y principal autor del estudio publicado en la revista Current Biology. “Muestran que la nariz puede oler el género en las secreciones corporales incluso cuando pensamos que no estamos oliendo nada a nivel consciente”, añade. Sin embargo, reconoce que, antes de afirmar con rotundidad que los humanos emiten y perciben feromonas, “necesitamos entender los mecanismos endocrinos implicados en la comunicación feromónica humana”.

Para confirmar sus resultados, los investigadores repitieron los experimentos, pero esta vez con mujeres y hombres homosexuales. Vieron que, en éstos, era la androstadionona y no el estratetraenol la que alteraba su percepción visual, como en las mujeres heterosexuales. En el caso de las féminas lesbianas, en cambio, no se produjo el efecto contrario. La explicación podría estar en la composición de la muestra de mujeres no heterosexuales o en posibles diferencias en su sexualidad.

• Noticia Materia

• Artículo: Chemosensory Communication of Gender through Two Human Steroids in a Sexually Dimorphic Manner (descarga directa en formato PDF)

EVOLUCIÓN HUMANA

La idea generalizada de que los neandertales tenían «pocas luces» y que su limitada inteligencia permitió que fueran llevados a la extinción por los antepasados mucho más brillantes de los humanos modernos no cuenta con evidencia científica que la respalde, según una investigación realizada por expertos de la Universidad de Colorado en Boulder, Estados Unidos.

Los neandertales prosperaron en una gran franja de Europa y Asia entre aproximadamente hace 350.000 y 40.000 años y desaparecieron después de que nuestros antepasados, un grupo conocido como «los seres humanos anatómicamente modernos», cruzara desde África a Europa. En el pasado, algunos expertos han intentado explicar la desaparición de los neandertales sugiriendo que los recién llegados eran superiores a ellos en aspectos clave, como la habilidad para cazar, comunicar, innovar y adaptarse a diferentes ambientes.

Sin embargo, en una extensa revisión de la investigación reciente sobre los neandertales que se publica en ‘Plos One’, la investigadora de CU-Boulder Paola Villa y el coautor Wil Roebroeks, arqueólogo de la Universidad de Leiden, en Países Bajos, señalan que la evidencia disponible no apoya la opinión de que los neandertales eran menos avanzados que los humanos anatómicamente modernos.

«La evidencia de inferioridad cognitiva simplemente no existe -afirma Villa, conservadora del Museo de Historia Natural de la Universidad de Colorado-. Lo que decimos es que la visión convencional de los neandertales no es cierta». Villa y Roebroeks escrutaron casi una docena de explicaciones comunes sobre la extinción de los neandertales que se basan en gran medida en la idea de que éstos eran inferiores a los humanos anatómicamente modernos.

Entre esos planteamientos, están las hipótesis de que los neandertales no usaron comunicación simbólica compleja, que eran cazadores menos eficientes que tenían armas inferiores y que llevaban una dieta limitada que los puso en desventaja competitiva con los humanos anatómicamente modernos, que consumían una gran variedad de alimentos. Estos científicos descubrieron que ninguna de esas hipótesis se apoya en la investigación disponible, de forma que, por ejemplo, la evidencia de varios sitios arqueológicos en Europa sugiere que los neandertales cazaban en grupo, utilizando el paisaje para ayudarse.

Los investigadores han demostrado que los neandertales probablemente hacinaron cientos de bisontes hasta su muerte en un pozo en el suroeste de Francia y que en otro lugar utilizado por los neandertales, esta vez en las Islas del Canal, en el Canal de la Mancha, se descubrieron restos fosilizados de 18 mamuts y cinco rinocerontes lanudos en la base de un profundo barranco. Estos resultados implican que los neandertales podían planificar el futuro, comunicarse como un grupo y hacer un uso eficiente de su entorno, según los autores de este trabajo.

Otra evidencia arqueológica desenterrada en los sitios neandertales ofrece razones para creer que esta especie llevaba una dieta variada. Los microfósiles encontrados en los dientes neandertales y los alimentos hallados en los sitios de cocina indican que pudieron haber comido guisantes, bellotas, pistachos, semillas de césped, olivos silvestres, piñones y dátiles en función de lo que estaba disponible a nivel local.

• Noticia Europa Press

• Artículo: Neandertal Demise: An Archaeological Analysis of the Modern Human Superiority Complex (descarga directa en formato PDF)

MEDICINA

«Un gran paso en este difícil camino de la regeneración cardiaca que avanza lenta pero firmemente». Así define Francisco Fernández Avilés, Director de la Plataforma de Medicina Regenerativa y Órganos Bioartificiales del Hospital General Universitario Gregorio Marañón, los resultados del trabajo que hoy se publica en «Nature» en el que por vez primera se demuestra que es posible producir un número suficiente de células cardíacas cuyo fin sea regenerar corazones dañados en un animal de gran tamaño cuyo tamaño y fisiología es similar a la del corazón humano. Y tal y como explica el autor del trabajo, Charles Murry, del Instituto de Medicina Regenerativa de la Universidad de Washington (EE.UU.), el enfoque podría estar listo para ensayos clínicos en humanos dentro de cuatro años.

Los investigadores han empleado células pluripotentes de origen embrionario en un modelo animal de infarto de miocardio. En primer lugar, transformaron dichas células pluripotentes en células musculares cardíacas (cardiomiocitos) y las inyectaron después en el corazón de un pequeño número de primates (macaca nemestrina o ‘macaco cola de cerdo’), a los que se les había provocado dos semanas antes un infarto de miocardio, «imitando de forma muy rigurosa lo que ocurre en la clínica humana», explica Fernández Avilés, uno de los mayores expertos en medicina regenerativa cardíaca. Después del trasplante de las células, los animales fueron sacrificados con diferentes intervalos de tiempo, «para analizar la seguridad y la capacidad regenerativa de estas células en comparación con otros animales infartados que se utilizaron como control».

Y los resultados mostraron que las células musculares del corazón derivadas de células madre se infiltraron en el tejido cardíaco dañado, maduraron y se ensamblaron correctamente en las fibras musculares y comenzaron a batir en sincronía con las células del corazón de los macacos. «Después de tres meses –señala Murry- las células parecían haberse integrado totalmente en el músculo cardiaco».

Las células madre trasplantadas regeneraron el 40% del tejido cardíaco dañado, añade otro de los autores del trabajo, Michael Laflamme. En su opinión, «los resultados muestran que ya podemos producir el número de células necesarias para llevar esta terapia a humamos y lograr así la formación de nuevo músculo cardíaco a una escala que es necesaria para mejorar la función del corazón en personas».

A pesar de que el trabajo se ha realizado con un número muy reducido de animales y no es aleatorizado, señala Fernández Avilés, es muy relevante por varios motivos. «Primero por su originalidad y por el enorme rigor con el es que se ha desarrollado. Segundo, por el tipo de células madres que se han utilizado, tanto por su origen como por la forma en las que han sido procesadas antes de trasplantarlas». Explica este investigador que las células pluripotentes pueden obtenerse a partir de embriones, pero también a partir del tejido adulto (piel, pelo, grasa, médula ósea, etc.) del paciente que eventualmente las pueda necesitar. Murry y su grupo demuestran, «por primera vez y fehacientemente», que a partir de estas células se pueden obtener grandes cantidades de células musculares cardiacas y que éstas se pueden conservar sin problemas.

• Noticia ABC

• Artículo: Human embryonic-stem-cell-derived cardiomyocytes regenerate non-human primate hearts

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Los logros que se están consiguiendo en el laboratorio con las células madre o con las iPS (células similares a las anteriores y pluripotentes creadas por el Nobel Shinya Yamanaka), son muy numerosos y diversos. Sin embargo, estos éxitos hay que enmarcarlos, de momento, en el contexto de la experimentación y no de su aplicación como terapias. Uno de los últimos ha sido el que han protagonizado investigadores de varias universidades estadounidenses en el que demuestran que a partir de la piel de hombres estériles se pueden obtener células iPS que, inyectadas en testículos de ratones, dan lugar a células germinales, precursoras de espermatozoides.

Este nuevo paso en investigación celular, más que ayudar a generar una terapia para estos varones -algo que todavía no se puede hacer, ya que no hay ningún dato que demuestre que el uso de estas células sea seguro-, será útil para ayudar a explicar las causas genéticas de la infertilidad masculina y ofrecerá una ventana para conocer la biología básica del esperma.

«Nuestros resultados son los primeros en ofrecer un modelo experimental para estudiar el desarrollo del esperma», afirma Renee Reijo Pera del Instituto de Biología de Células Madre y Medicina Regenerativa y profesora de la Universidad del Estado de Montana (EEUU). «Además, hay potencial para la aplicación de esta terapia celular en la clínica, por ejemplo, para la generación de espermatozoides en un mayor número y de más calidad en el laboratorio», aventura esta prestigiosa investigadora.

Los problemas de fertilidad afectan al 10-15% de las parejas. En un 30% de los casos, el factor masculino es el que está detrás de esta incapacidad para tener hijos. A ese porcentaje hay que unir otro 20% en donde las causas son mixtas: tanto el hombre como la mujer tienen algún problema para concebir. «Hoy en día hay pocos tratamientos para mejorar la calidad del semen y su cantidad. Esta investigación es prometedora, pero todavía preliminar. Habrá que esperar, por lo menos, hasta ver si esta técnica es exitosa en primates», afirma Julio Herrero, coordinador de Reproducción Asistida del Hospital Vall d’Hebron, en Barcelona. Algo que reconoce el mismo equipo de Reijo en su artículo, publicado en la revista Cell Reports, en el que afirman que «se requieren futuros estudios para examinar la eficiencia de este procedimiento en un receptor primate no humano para promover la reconstitución completa de la espermatogénesis».

Porque el experimento en este caso consistió en tomar muestras de la piel de cinco hombres para transformarlas en células madre pluripotentes o iPS. Tres de ellos tenían una mutación genética en su cromosoma Y que les impide producir esperma (tenían azoospermia) y los otros dos eran fértiles. Las células iPS de los cinco fueron transplantadas en los túbulos seminíferos de los testículos de ratones, que previamente habían sido modificados para que fueran estériles.

Lo que comprobaron fue que, una vez inyectadas en los testículos, las iPS se fueron transformando en células madre espermatogénicas, es decir, las precursoras de los espermatozoides. «En este modelo de trasplante, hemos visto la mejor diferenciación a línea germinal que habíamos observado hasta ahora. Estamos sorprendidos por la eficiencia. Nuestro sueño es utilizar este modelo para fabricar un mapa genético de diferenciación de células germinales humanas, incluidas algunas en unos estadíos muy tempranos», adelanta Reijo. Y aunque en el trabajo se comprobó que las iPS de los varones estériles produjeron menos células germinales que las de los hombres fértiles, sí que da esperanza para pensar que, en un futuro, este tipo de esterilidad no sea impedimento para tener hijos.

Si diferenciar células de la piel en otras como neuronas o musculares es algo complicado, lo es mucho más cuando se persigue conseguir espermatozoides u óvulos, como explica Cristina Eguizabal, responsable de la Unidad de Terapia Celular del Centro Vasco de Transfusión y Tejidos Humanos del Servicio Vasco de Salud. «Un gameto sufre una serie de cambios, denominados meiosis, para convertirse en una célula haploide [con 23 cromosomas] a partir de una diploide [con 46 cromosomas]. Esto hace más compleja la diferenciación para estas células que, por ejemplo, para los cardiomiocitos [las del corazón]. También a nivel epigenético, para que sean funcionales requieren de muchos más pasos. Todo esto complica y hace más tediosa la investigación in vitro con estas células, porque además no se conocen muchas cosas sobre los gametos en cuestión de marcadores de diferenciación. El de Reijo es uno de los pocos grupos serios que investiga sobre líneas germinales».

• Noticia El Mundo

• Artículo: Fate of iPSCs Derived from Azoospermic and Fertile Men following Xenotransplantation to Murine Seminiferous Tubules

MICROBIOLOGÍA

La Organización Mundial de la Salud alerta, en un informe global sobre la resistencia microbiana, de que el mundo se acerca a una era en la que los medicamentos actuales serán inútiles y las infecciones comunes volverán a ser mortales.

“El problema es tan grave”, alerta la OMS, “que pone en peligro los logros de la medicina moderna. Una era posantibióticos en la que infecciones comunes y lesiones menores puedan matar es una posibilidad muy real para el siglo XXI”.

Según este detallado informe de 250 páginas, el problema “ha alcanzado niveles alarmantes en muchas partes del mundo”. En los últimos años, un número creciente de microorganismos peligrosos para la salud de los humanos han comenzado a hacerse resistentes a las medicinas desarrolladas para combatirlas. En algunos casos, estos patógenos han desarrollado una multirresistencia a varias curas, convirtiéndose en gravísimas amenazas denominadas superbacterias, que acaban con la vida de unas 25.000 personas al año en la UE y hasta 30.000 en EEUU.

Esto significa que los avances en la medicina moderna, que se basa en la efectividad de los medicamentos antibacterianos, está ahora en riesgo. Y el problema es global, porque se han observado “altos niveles de resistencia” en las bacterias que causan infecciones comunes “en todas las regiones de la OMS”. No sólo correrán peligro las vidas de los enfermos, sino que las estancias en los hospitales y los tratamientos serán cada vez más prolongados, caros e ineficaces, provocando una importante carga económica para los estados.

El informe detalla situaciones en los que enfermar, tomar una medicina y curarse ya no va a ser una secuencia tan sencilla. Por ejemplo, infecciones corrientes como neumonías, tratadas gracias a la introducción de la penicilina, ya no responderán a los tratamientos comunes poniendo la vida de los pacientes en riesgo. Combatir las cistitis será carísimo, determinadas infecciones en recién nacidos serán imposibles de combatir y las que sufran pacientes especialmente sensibles, como enfermos de cáncer o con trasplantes de órganos, podrían ser fatales.

Buena parte de la responsabilidad de haber llegado a esta situación la tiene el mal uso y abuso de los antibióticos, que han disparado la evolución de estos microbios hasta conseguir inmunizarse frente a las defensas que habíamos desarrollado para combatirlos. “Se ha acelerado por el uso masivo. Tomar mal un antibiótico, cuando no corresponde, te hace daño a ti, pero también al resto del mundo”, resume para Materia Rafael Cantón, Jefe del Servicio de Microbiología del Hospital Universitario Ramón y Cajal.

“No puede ser que hagamos un trasplante que salve la vida de un paciente y que pueda fallecer después por una infección en el posoperatorio”, zanja. En algunos casos, los más peligrosos, la resistencia está llegando a la última línea de defensa frente a algunos patógenos, las combinaciones de urgencia desarrolladas por la medicina para proteger a los pacientes.

• Noticia Materia

• Informe: Antimicrobial resistance: global report on surveillance 2014 (descarga directa en formato PDF)

ASTRONOMÍA

La galaxia conocida como M87 ha lanzado todo un clúster de estrellas hacia la Tierra a más de dos millones de kilómetros por hora. Ahora, este cúmulo recién descubierto, al que los astrónomos han nombrado como HVGC-1, viaja hacia ninguna parte y su destino será avanzar a través del vacío entre galaxias de todas las etapas del Universo.

«Los astrónomos habían encontrado estrellas fugitivas antes, pero esta es la primera vez que hemos encontrado un cúmulo de estrellas fuera de control», ha explicado el autor principal del trabajo, Nelson Caldwell, del Centro Harvard-Smithsoniano de Astrofísica.

HVGC-1 significa cúmulo globular hipervelocidad. Los cúmulos globulares son reliquias de los inicios del universo y suelen contener miles de estrellas embutidas en una bola de unas pocas docenas de años luz de diámetro. La Vía Láctea es el hogar de cerca de 150 cúmulos globulares, pero los expertos han señalado que la galaxia elíptica gigante M87 tiene miles.

Los científicos que han llevado a cabo esta investigación, publicada en ‘The Astrophysical Journal Letters’, han explicado que el hallzgo llegó con un «golpe de suerte». El equipo ha pasado años estudiando el espacio alrededor de M87 y ahora han podido captar este suceso.

Para ello, se captó el clúster mediante la separación de objetivos por el color, que a su vez separan las galaxias de los cúmulos globulares. Luego se utiliza el instrumento Hectospec en el telescopio MMT en Arizona para examinar los cientos de cúmulos globulares en detalle. Finalmente, un ordenador analiza automáticamente los datos y calcula la velocidad de cada clúster.

En cuanto a la inusual velocidad de este grupo, otro de los científicos, Jay Strader, ha explicado que no hay una teoría que pueda ser fiable, pero creen que es consecuencia de los dos agujeros negros supermasivos que tiene la galaxia en su núcleo.

A su juicio, el cúmulo de estrellas vagaba demasiado cerca de los agujeros negros y muchas de sus estrellas exteriores fueron arrancadas, pero el núcleo denso de la agrupación se mantuvo intacto. Luego, los dos agujeros negros luego actuaron como una honda, arrojando el cúmulo de distancia a una velocidad tremenda. Los cálculos de los astrónomos apuntan a que HVGC-1 se está moviendo tan rápido que ya ha salido de M87 y, actualmente, navega hacia el espacio intergaláctico.

• Noticia Europa Press

• Artículo: A Globular Cluster Toward M87 with a Radial Velocity < -1000 km/s: The First Hypervelocity Cluster (descarga directa en formato PDF)

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Más allá de nuestro Sistema Solar, a 63 años luz de la Tierra, se encuentra un planeta de cuya existencia se tuvo constancia hace tan solo seis años cuando se captaron las primeras imágenes directas a partir del Telecopio VLT (Very Large Telescope) instalado en el Observatorio Europeo Austral (ESO) en medio del desierto chileno de Atacama, uno de los mejores lugares para la observación del cosmos por su disposición geográfica.

Los esfuerzos de los astrónomos por conocer las características de este planeta, bautizado con el nombre de Beta Pictoris B, han dado sus frutos en un tiempo récord porque acaban de publicar que sus días duran tan solo ocho horas.

El equipo de científicos holandeses que ha logrado el hallazgo, pertenecientes a la Universidad de Leiden (Países Bajos) y del Instituto para la Investigación Espacial de los Países Bajos, ha conseguido descubrir por primera vez la velocidad de rotación de un planeta extrasolar.

«Nadie había intentado calcular la velocidad de rotación de un exoplaneta porque se pensaba que era muy difícil. Solo ahora con nuevos métodos esto es posible y pasa a ser relativamente fácil. Únicamente necesitamos una hora de observación usando el VLT situado en Chile para calcular la velocidad de giro del planeta. Conocíamos ya el radio del planeta de estudios previos, así que pudimos calcular que el giro sobre su eje duraba 8 horas», explica a EL MUNDO Ignas Snellen uno de los coautores del estudio del Observatorio de Leiden.

En este caso la técnica que utilizaron los astrónomos para medir la velocidad fue la espectroscopía de alta dispersión para dividir la luz en los colores que la forman, a partir de las diferentes longitudes de onda en el espectro. El equipo científico, que acaba de publicar este nuevo astronómico en la revista Nature, detalla que la masa y el tamaño de Beta Pictoris B (16 veces más grande y 3.000 veces más masiva que la Tierra) no impiden que gire sobre sí misma a casi 100.000 kilómetros por hora (k/m). Una velocidad que supera con creces a la de cualquier planeta del Sistema Solar, ya que Júpiter gira sobre su eje a una velocidad de aproximadamente 47.000 kilómetros por hora, y la Tierra a tan solo a 1.700.

Según indica Miguel Mas Hesse del Centro de Astrobiología del CSIC, la importancia de este descubrimiento para la comunidad científica radica en que ayudaría a saber cómo se formaron y cómo evolucionarán los planetas. «La rotación además determina las propiedades atmosféricas. De hecho, en la Tierra las borrascas se mueven debido este fenómeno», detalla.

• Noticia El Mundo

• Comunicado científico ESO

• Artículo: Fast spin of the young extrasolar planet β Pictoris b (descarga directa en formato PDF)

ESTADÍSTICA

Los datos de uso de los artículos de la Wikipedia relacionados con la gripe coinciden con la evolución de enfermedad en EEUU. Estas predicciones se muestran más robustas que las que realiza Google y además se realizan con datos abiertos.

El uso de herramientas sociales —redes como Twitter o buscadores como Google— para predecir el comportamiento de las masas se está desarrollando cada vez más en nuestros días. Empezó siendo una serie de experimentos en el ámbito académico pero ya se está trabajando con ellas desde numerosas empresas y organismos para aprovechar toda la sabiduría del big data: millones de internautas haciendo lo mismo a la vez tiene que indicar algo. El problema es calibrar, ajustar lo que verdaderamente significa una avalancha de tuits o de búsquedas en un sentido, en un momento, en un lugar. La última herramienta en sumarse a la fiesta de los datos sociales ha sido la Wikipedia, después de que unos investigadores de la Escuela Médica de Harvard hayan determinado que su uso es capaz de predecir con precisión, en tiempo real, la llegada de los brotes de gripe en EEUU.

Dado que esta enciclopedia online está muy presente en nuestras vidas, parece lógico pensar que determinados picos o tendencias de uso pueden suponer que cuando el río suena, agua lleva. No en vano, la Wikipedia es ya la primera fuente de información médica entre los pacientes y los propios trabajadores sanitarios. Si en un determinado día se disparan significativamente las búsquedas sobre una dolencia contagiosa, esto debe suponer que hay una epidemia gestándose.

Los investigadores David McIver y John Brownstein se centraron en las visitas que recibieron 35 entradas de la Wikipedia en inglés relacionadas con la gripe: desde “resfriado común” hasta “fiebre” pasando por todas las variedades del virus conocidas (H1N1, H5N1, etc.) y remedios como el Tamiflu. Recogieron información de 294 semanas en las que, de media, se realizaban unas 30.000 consultas diarias, con picos de 334.000 visitas. Y cruzaron los datos con las estadísticas de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EEUU (CDC): descubrieron que podían predecir con precisión el número de casos de gripe con una diferencia de apenas el 0,27% con respecto a los datos oficiales.

Y, lo más importante, podían ofrecer estos datos casi en tiempo real: dos semanas antes que las autoridades médicas, que tardan ese tiempo en elaborar sus predicciones a partir de sus sistemas propios de información. Todo gracias a que Wikipedia permite que se consulten las estadísticas de uso de cada entrada, y las actualiza a diario, lo que ofrece infinidad de datos a los investigadores que quieran usarlos.

“La principal ventaja de los datos de Wikipedia es que son completamente abiertos y para todos, por lo que cualquier persona puede crear sus propios modelos o mejorar el nuestro”, explica a Materia David McIver, en referencia a Google Flu Trends (GFT), la herramienta que desarrolló el buscador para predecir los brotes de gripe y que ha generado un intenso debate académico tras comenzar a fallar. Los datos que usa Google solo los conocen ellos y los de la Wikipedia son de libre acceso, lo que permite hacer ciencia con ellos: reutilizarlos cuantas veces sea necesario para replicar resultados o mejorar los de otros.

• Noticia Materia

• Artículo: Wikipedia Usage Estimates Prevalence of Influenza-Like Illness in the United States in Near Real-Time (descarga directa en formato PDF)

ARQUEOLOGÍA

A los pies de los acantilados que encierran el Valle de los Reyes, una misión de arqueólogos suizos acaba de toparse con los restos de un naufragio extraordinario: más de medio centenar de momias y varios miles de objetos, entre tejidos, trizas de sarcófagos de madera y vasijas. Las primeras pesquisas indican que los difuntos, la mayoría princesas e infantes, pertenecían a la familia del faraón Amenhotep III y disfrutaron del privilegio de descansar en una necrópolis que hasta ahora se creía reservada a los monarcas del Antiguo Egipto.

«Siempre se pensó que el Valle de los Reyes había sido una necrópolis de faraones pero dos tercios de las tumbas no fueron excavadas para los reyes. Nos faltaba saber sobre quienes tenían el honor de ser enterrados cerca del monarca. Ahora tenemos la respuesta», explica a EL MUNDO la egiptóloga Susanne Bickel, directora del proyecto de la Universidad de Basilea que horada desde 2009 este inmenso y rocoso cementerio en busca de los misterios que esconde la antigua Tebas, la actual Luxor.

El enterramiento KV 40, conocido desde fines del siglo XIX pero nunca antes examinado, ha proporcionado la clave para desvelar el interrogante. De sus entrañas, al final de un pozo, la misión ha recuperado un tesoro despedazado y esparcido por una cámara funeraria cuyas paredes conservan el hollín de un antiguo incendio. En la montaña de restos han aparecido fragmentos de momias junto a máscaras con los rasgos faciales de los finados, tejidos y ollas de barro con textos en hierático que han ayudado a poner nombre a princesas desconocidas como Ta-Im-Wag-Is y Neferonebo.

«De momento hemos encontrado cuatro o cinco momias de niños con una momificación de muy alta calidad», detalla la arqueóloga helvética en una entrevista exclusiva a este diario. El estudio preliminar de las inscripciones y los textos hallados junto a los restos humanos han permitido identificar a una treintena de los habitantes de la tumba, reutilizada por sacerdotes de Amón durante la dinastía XXII. «Lo realmente novedoso es que hemos obtenido información muy valiosa acerca de la familia real con nombres y títulos», recalca Bickel.

«Los difuntos son príncipes y princesas de la corte de un faraón de la dinastía XVIII (1.450-1050 a.C.), muy probablemente del rey Amenhotep III (1387-1349 a.C.). Por las inscripciones sabemos además que la mayoría son mujeres», cuenta la directora del proyecto, «feliz» de haber resuelto al fin el enigma de quien acompañó a los monarcas en su eternidad. «El faraón permanecía en la vida de ultratumba rodeado de su círculo familiar cercano pero numeroso».

Según Bickel, poner orden en el rompecabezas arrojará luz sobre «el harén y la corte de los faraones de la dinastía XVIII», una de las estirpes más sobresalientes de la historia del Antiguo Egipto. A ella pertenecieron el gran Tutmosis III, Amenhotep III, el hereje Ajenatón o el fugaz Tutankamón. La inconclusa investigación antropológica y el estudio de ADN de los restos humanos rescatados en el enterramiento completarán el puzzle. «La prueba de ADN sería muy interesante porque nos permitiría determinar el parentesco con el faraón», confiesa la experta.

• Noticia ABC

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