viernes, 19 de julio de 2013

Científicos hallan una mutación genética relacionada con la obesidad

Investigadores del Hospital de Niños de Boston, en Estados Unidos, han identificado una causa genética de la obesidad severa que, aunque poco frecuente, plantea nuevas preguntas sobre la ganancia de peso y el consumo de energía en la población obesa general. La investigación, publicada en la revista 'Science', se realizó con estudios genéticos de varios grupos de personas obesas y experimentos en ratones.

   Los ratones con la mutación genética ganaron peso, incluso comiendo la misma cantidad de alimentos que sus homólogos normales. El gen afectado, Mrap2, tiene una contraparte humana (MRAP2) y parece estar implicado en la regulación del metabolismo y el consumo de alimentos. "Estos ratones no queman grasa --subraya el investigador principal del estudio Joseph Machdub, jefe de Endocrinología de Niños de Boston--. Los ratones con la mutación genética ganaron más peso y encontramos mutaciones similares en una cohorte de personas obesas".
   La proteína creada por el gen Mrap2 parece facilitar la señalización a un receptor en el cerebro llamado Mc4r, lo que ayuda a aumentar el metabolismo y disminuir el apetito como parte de una mayor cadena de señalización implicada en la regulación de la energía.
Las células grasas producen la hormona leptina, que provoca a los receptores en el cerebro para instigar a la producción de una segunda hormona, aMSH. Mc4r detecta esta hormona con la ayuda de Mrap2, lo que lleva a una disminución del apetito y el peso. Las mutaciones en esta cadena de señalización, incluidas las mutaciones en Mc4r, son conocidas por aumentar la probabilidad de la obesidad.
   Machdub, autor principal junto a Masato Asai, ahora en la Universidad de Nagoya, en Japón, y sus colegas estudiaron ratones con el gen Mrap2 eliminado tanto en general como sólo en el cerebro. En ambos casos, los roedores crecieron hasta aproximadamente dos veces su tamaño normal, un aumento de peso que fue mayor cuando ambas copias de Mrap2 fueron eliminadas, pero los ratones todavía mostraban un incremento de peso y del apetito con una copia funcional del gen.
El aumento de peso fue más pronunciado en los machos que en las hembras, además de que los ratones sin Mrap2 ganaban peso más exageradamente a pesar de llevar la misma dieta alta en grasa que los ratones normales. Sorprendentemente, mientras que los ratones sin Mrap2 no comían más al principio, todavía aumentaron de peso más rápido que los controles.
Más tarde, su apetito aumentó y continuaron subiendo más de peso que los controles, incluso con la misma dieta y cantidad de alimentos. Al final, los ratones mutantes tenían que ser alimentados con entre un 10 y un 15 por ciento de la dieta para ganar el mismo peso como sus pares normales, ya que en cuanto no se les restringió la dieta, engordaron.
   Para investigar el gen en los seres humanos, Machdub colaboró con Sadaf Farooqi, de la Universidad de Cambridge, y otros expertos analizando grupos de pacientes obesos de todo el mundo. El equipo encontró cuatro mutaciones en el equivalente humano de Mrap2 entre 500 personas, todas en pacientes con obesidad severa, de aparición temprana; cada uno de los cuatro pacientes afectados tenían sólo una copia de la mutación.
   Mientras que el hallazgo sugiere que estas raras mutaciones causan directamente la obesidad en menos del 1 por ciento de la población obesa, los científicos sospechan que podrían producirse otras mutaciones en el gen más comúnmente y pueden interactuar con otras mutaciones y factores ambientales para causar formas más habituales de obesidad.
"Hemos encontrado otras mutaciones que no eran tan claramente perjudiciales al gen --señala Machdub--. Es posible que algunas de estas mutaciones más comunes en realidad sean patógenas, especialmente en combinación con otros genes en la misma vía".
   Una teoría interesante, llamada la hipótesis del gen ahorrador, sostiene que existen mutaciones raras en genes como Mrap2 que dieron a los humanos una ventaja evolutiva en tiempos de hambruna. En el presente estudio, los expertos en el laboratorio no observaron nada que explicara por qué los ratones mutantes almacenan más energía de los alimentos, como la diferencia en el nivel de actividad o producción de calor.

Investigadores españoles desarrollan una crema que impide la transmisión del VIH en casi un 100%

  La investigadora del Hospital Universitario Gregorio Marañón María Ángeles Muñoz, ha avanzado en Santander que su equipo de investigación ha desarrollado una crema con unas nanomoléculas llamadas dendrímeros que se unen a una de las proteínas del VIH impidiendo que se transmita el virus en casi un cien por cien.

   En declaraciones a los medios de comunicación tras intervenir en el curso 'Nuevas tecnologías en las terapias frente a las infecciones' que se celebra en la Universidad Internacional Menéndez Pelayo (UIMP), Muñoz ha indicado que en estos momentos ese gel se está probando en ratones humanizados y que a mediados de 2014, si se consigue financiación, podrán certificar "si funciona o no" y comenzar con los protocolos preclínicos y clínicos.
   Esta investigadora ha explicado que se trata de crear una crema con un porcentaje de ese dendrímero para que éste "cubra la vagina o el recto de tal forma que se impida la entrada del virus". Por el momento, se ha comprobado que en las pruebas con animales este gel "no produce inflamación ni irritación vaginal", así como que combinado con un tratamiento antiretroviral "inhibe el 100 por cien tanto a nivel de células epiteliales como de sistema inmunológico".
   "Lo que estamos desarrollando es algo que prevenga la transmisión, algo sencillo que se pueda aplicar en todos los países, que no impida que por motivos religiosos no se pueda utilizar", ha indicado Muñoz, que ha detallado que se está intentado crear "un gel o una crema que impida que el virus atraviese, que se pueda aplicar horas antes del acto sexual, así como que no impida la mutilidad de los espermatozoides y te puedas quedar embarazada para aquellas personas que religiosamente consideran que no deben evitarlo".
   En este sentido, ha señalado que este gel busca reducir "por lo menos en un 50 por ciento" las nuevas infecciones y, a partir de éste, también se podrían desarrollar otras cremas que "quizás puedan tener la doble función", es decir, que eviten la transmisión del Sida al tiempo que ejercen como anticonceptivos, ha dicho.
   En España el 80 por ciento de las infecciones son por transmisión sexual y sólo el dos por ciento se producen por transmisión vertical, es decir, de madre a hijo, ha recordado Muñoz, que ha considerado que el desarrollo de una vacuna profiláctica es "muy difícil tanto por las características del virus como del sistema inmunológico", aunque ha indicado que sí se está trabajando en otro tipo de vacunas terapéuticas o combinaciones de fármacos. "En vacuna en sí, se está trabajando, se debe trabajar y se debe continuar investigando, pero eso ya es a largo plazo", ha apostillado.
   Sobre el coste del gel que están desarrollando, ha manifestado no saber cuánto podría costar y, aunque ha señalado que lo que se elabora en laboratorio sale "muy barato", serían las compañías farmacéuticas las que lo tendrían que valorar. Si bien, ha destacado que su equipo de investigación está intentando que el gel se base en una "baja cantidad" de dendrímero mezclado con algún retroviral no sólo para que "tenga un mayor efecto" sino porque "al bajar las concentraciones se bajen los precios y se pueda aplicar a nivel mundial". 
"La pandemia tiene que disminuirse a nivel mundial no local", ha añadido.
   El gel que están desarrollando está basado en la nanotecnología, una tecnología que "va a jugar un papel fundamental en los próximos años" sobre todo en medicina, ha manifestado Muñoz, que ha ensalzado que "permite un diagnóstico precoz" de muchas enfermedades por lo que "el tratamiento es mejor porque llega antes y la enfermedad avanza menos".
   También ha indicado que en España hay "muchísimos" grupos de investigación trabajando en nanomedicina pero "ahora mismo con los recortes" en las ayudas y subvenciones a la investigación están viendo que "o colaboramos y damos nuestras cosas a otros países o no avanzamos". Y es que "los recortes han sido muy importantes", ha criticado esta investigadora que, sin embargo, ha ensalzado que, a pesar de ello, España es uno de los países donde "se están creando patentes y generando empresas" en materia de nanotecnología.

Descubren la forma de silenciar el cromosoma responsable del síndrome de Down

Científicos de la Escuela de Medicina de la Universidad de Massachusetts, en Estados Unidos, son los primeros en demostrar que una forma natural de 'botón de apagado' del cromosoma X puede ser desviado para neutralizar el cromosoma responsable de la trisomía del cromosoma 21, también conocido como síndrome de Down, un trastorno genético caracterizado por deterioro cognitivo, un hallazgo que publica la revista 'Nature'.

   El descubrimiento proporciona la primera evidencia de que el defecto genético subyacente responsable del síndrome de Down puede ser suprimido en las células en cultivo (in vitro), lo que allana el camino para estudiar la patología e identificar las vías de todo el genoma implicadas en el trastorno. De esta forma, puede ayudar a mejorar la comprensión de los científicos de la biología básica subyacente en el síndrome de Down y algún día establecer objetivos terapéuticos potenciales para futuras terapias.
"La última década ha sido testigo de grandes avances en los esfuerzos para corregir los trastornos de un solo gen, a partir de las células in vitro y en varios casos de avance en los ensayos in vivo y clínicos", dijo la autora principal Jeanne B. Lawrence, profesora de Biología Celular y del Desarrollo en la Universidad de Massachusetts.
"Por el contrario, la corrección genética de cientos de genes a través de todo un cromosoma extra se ha mantenido fuera del reino de la posibilidad. Nuestra esperanza es que para las personas que viven con síndrome de Down, esta prueba abre emocionantes múltiples nuevas vías para el estudio de la enfermedad y lleva a considerar la investigación sobre el concepto de terapia del cromosoma en el futuro", añade esta experta.
   Los seres humanos nacen con 23 pares de cromosomas, incluyendo dos cromosomas sexuales, para un total de 46 en cada célula. Las personas con síndrome de Down nacen con tres (y no dos) copias del cromosoma 21, y esta "trisomía 21" provoca discapacidad cognitiva, inicio temprano del Alzheimer, un mayor riesgo de leucemia infantil, defectos cardiacos e inmunológico y disfunción del sistema endocrino. A diferencia de los trastornos genéticos causados ??por un solo gen, la corrección genética de un cromosoma entero en células trisómicas ha sido imposible, incluso en las células cultivadas.
   Aprovechando el poder de los genes de ARN llamados XIST, que normalmente se encarga de "apagar" uno de los dos cromosomas X que se encuentran en los mamíferos hembras, los científicos de esta investigación han demostrado que la copia extra del cromosoma 21 responsable del síndrome de Down puede ser silenciada en el laboratorio utilizando células madre derivadas del paciente.
   La función natural del gen XIST, localizado en el cromosoma X, es silenciar efectivamente uno de los dos cromosomas X en las células femeninas, haciendo la expresión de los genes ligados a X similar a la de los hombres, que tienen sólo un cromosoma X. Los XIST se producen temprano en el desarrollo de uno de los dos cromosomas X de la hembra y, a continuación, este único ARN "pinta" el cromosoma X y modifica su estructura de manera que su ADN no puede ser expresado para producir las proteínas y otros componentes, lo que hace inactiva la mayor parte de los genes en el cromosoma extra.
   Lawrence y su colega Lisa Hall, profesora asistente de investigación de Biología Celular y del Desarrollo en UMMS, se sintieron motivados por la idea de que este efecto podría ser replicado en un cromosoma 21 extra en las células trisómicas y Jun Jiang, también profesor de Biología Celular y del Desarrollo en UMMS, trabajó con ellos para iniciar un proyecto de investigación en el que insertar el gen XIST en un cromosoma 2.
Estos expertos trabajaron para hacer esto en las células madre pluripotentes inducidas derivadas de células de fibroblastos donados por un paciente con síndrome de Down porque las células madre tienen la capacidad especial para formar diferentes tipos de células del cuerpo. Su trabajo demostró que el gran gen XIST podría insertarse en un lugar específico en el cromosoma mediante la tecnología 'nucleasa de dedo de zinc' (ZFN, en sus siglas en inglés), una herramienta clave proporcionada por colaboradores de Sangamo BioSciences, Inc., una compañía de biotecnología con sede en Richmond, California.
Además, el ARN a partir del gen XIST insertado reprimió efectivamente los genes en todo el cromosoma extra, volviendo los niveles de expresión de genes a niveles casi normales y silenciando eficazmente el cromosoma. Este hallazgo abre varias nuevas vías para estudiar el síndrome de Down en formas que no eran posibles, ya que la determinación de las patologías celulares subyacentes y las vías de genes responsables del síndrome han sido previamente difíciles de estudiar por la complejidad de la enfermedad y la variación genética y epigenética normal entre las personas y las células.
Por ejemplo, algunos estudios previos sugerían que la proliferación celular en pacientes con síndrome de Down puede verse afectada, pero las diferencias entre las personas y las líneas celulares hacen difícil concluir esto definitivamente. Mediante el control de la expresión del gen XIST, Lawrence y sus colegas fueron capaces de comparar cultivos de otro modo idénticos de las células con síndrome de Down, con y sin expresión del cromosoma extra, mostrando que las células con síndrome de Down tienen defectos en la proliferación celular y en la diferenciación celular neuronal, ambos de los cuales están invertidos por silenciar un cromosoma 21 gracias a XIST.
"Esto pone de relieve el potencial de este nuevo modelo experimental para estudiar una serie de cuestiones diferentes en distintos tipos de células humanas y en modelos de ratones con síndrome de Down", subrayó Lawrence. "Ahora tenemos una herramienta poderosa para la identificación y el estudio de las patologías celulares y vías afectadas directamente debido a la sobre-expresión del cromosoma 21", añadió esta investigadora, que con sus colegas utiliza ahora esta tecnología para comprobar si "la terapia del cromosoma" puede corregir las patologías observadas en modelos de ratón de síndrome de Down.