lunes, 19 de junio de 2017

Las bacterias intestinales podrían ayudar a retrasar el envejecimiento


HOUSTON.- Retrasar el proceso de envejecimiento podría ser posible un día con suplementos derivados de las bacterias intestinales. Científicos del Colegio de Medicina Baylor y el Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Texas, en Houston, EEUU, han identificado genes y compuestos bacterianos que prolongan la vida y también ralentizan la progresión de tumores y la acumulación de beta-amiloide, un compuesto asociado con la enfermedad de Alzheimer, en el gusano de laboratorio 'C. Elegans'.

“La comunidad científica es cada vez más consciente de que las interacciones de nuestro cuerpo con los millones de microbios en nuestro cuerpo, el microbioma, pueden influir en muchas de nuestras funciones, como las actividades cognitivas y metabólicas y el envejecimiento“, afirma la autora Meng Wang, doctora en Genética Molecular y Humana en Baylor y el Centro de Envejecimiento Huffington. “En este trabajo, investigamos si la composición genética del microbioma también podría ser importante para la longevidad”, relata.
Esta pregunta es difícil de explorar en mamíferos debido a los retos técnicos, por lo que los investigadores se centraron en el gusano de laboratorio ‘C. Elegans’, un organismo transparente, simple que es tan largo como una cabeza de alfiler y comparte características esenciales con la biología humana. Durante su vida útil de entre dos a tres semanas, el gusano se alimenta de bacterias, se convierte en un adulto, se reproduce y envejece progresivamente, pierde fuerza y salud y muere.
Muchos laboratorios de investigación alrededor del mundo, incluyendo el laboratorio de Wang, trabajan con ‘C. Elegans’ para aprender sobre los procesos biológicos básicos. “Creemos que C. elegans es un maravilloso sistema en el que estudiar la conexión entre los genes bacterianos y el envejecimiento, porque podemos afinar la genética de los microbios y probar muchos genes en el gusano en un tiempo relativamente corto”, subraya Wang.
Para estudiar el efecto de genes bacterianos individuales en la vida de ‘C. Elegans’, Wang unió esfuerzos con el doctor Christophe Herman, profesor asociado de Genética Molecular y Humana y Virología Molecular y Microbiología en Baylor, y otros colegas que son expertos en genética bacteriana. Emplearon una biblioteca de deleción génica completa de la bacteria ‘E. coli‘; una colección de ‘E. coli’ en la que cada uno carece de uno de cerca de 4.000 genes.

Otros experimentos

“Alimentamos a ‘C. Elegans’ con cada bacteria mutante individual y luego analizamos la vida de los gusanos –describe Wang–. De los cerca de 4.000 genes bacterianos que probamos, 29, cuando se suprimieron, aumentaron la vida útil de los gusanos, 12 de estos mutantes bacterianos también protegieron a los gusanos del crecimiento tumoral y la acumulación de beta-amiloide, una característica de la enfermedad de Alzheimer en humanos”.
Otros experimentos mostraron que algunos de los mutantes bacterianos aumentaron la longevidad actuando sobre algunos de los procesos conocidos del gusano vinculados con el envejecimiento. Otros mutantes estimularon la longevidad por sobreproducción del ácido polisacárido colánico. Cuando los científicos proporcionaron ácido colánico purificado a ‘C. Elegans’, los gusanos también vivieron más tiempo. El ácido colánico mostró efectos similares en la mosca de la fruta de laboratorio y en células de mamífero cultivadas en el laboratorio.
Los investigadores proponen en un artículo sobre su trabajo que se publica en la revista ‘Cell’ que, sobre la base de estos resultados, podría ser posible en el futuro diseñar preparaciones de bacterias o sus compuestos que podrían ayudar a ralentizar el proceso de envejecimiento. Curiosamente, los científicos descubrieron que el ácido colánico regula la dinámica de fusión-fisión de las mitocondrias, las estructuras que proporcionan la energía para las funciones celulares.
“Estos hallazgos también son interesantes y tienen implicaciones desde el punto de vista biológico en la forma en que entendemos la comunicación entre el huésped y los microbios –detalla Wang–. Las mitocondrias parecen haber evolucionado a partir de bacterias que hace millones de años entraron en células primitivas”.
Y concluye: “Nuestro hallazgo sugiere que los productos de las bacterias hoy en día todavía pueden meterse en la comunicación entre las mitocondrias en nuestras células. Creemos que este tipo de comunicación es muy importante y aquí hemos proporcionado la primera evidencia de ello. Comprender plenamente la comunicación microbio-mitocondria puede ayudarnos a entender a un nivel más profundo las interacciones entre los microbios y sus huéspedes”.

viernes, 16 de junio de 2017

Un modelo matemático identifica genes resistentes a fármacos contra el cáncer

MADRID.- Un equipo científico de la Universidad de Málaga, en España, ha diseñado un algoritmo que indica qué células dentro de un mismo tumor presentan una frente a otras que oponen más resistencia. Los resultados del trabajo ayudarán a investigar enfoques terapéuticos más precisos.

Científicos del Departamento de Biología Molecular y Bioquímica de la Universidad de Málaga han desarrollado un modelo matemático que identifica genes resistentes a fármacos contra el cáncer.
El estudio, publicado en la revista 'Molecular Genetics and Genomics', abre nuevas vías de abordaje con estrategias que detectan los genes de resistencia a medicamentos específicos en cada uno de los subtipos celulares que componen el tumor.
Los investigadores han observado dentro de una misma población de líneas celulares cómo algunas células cancerígenas rechazan la acción de la quimioterapia y otras presentan mayor sensibilidad a ella. Los resultados del trabajo ayudarán a investigar nuevos enfoques terapéuticos más precisos, dirigidos a los subtipos celulares con mejor disposición a cada uno de los distintos tratamientos. Los resultados ayudarán a investigar nuevos enfoques terapéuticos más precisos.
Hasta el momento, los investigadores observaban las diferencias en la expresión génica del conjunto de células que conforman la muestra poblacional total del tumor. Pero el nuevo sistema permite la combinación de los datos de la composición en tipos celulares y de los valores de expresión de distintas líneas cancerígenas con el fin de encontrar los genes responsables de la resistencia a la medicación, expresados de forma específica en las distintas subpoblaciones celulares del tumor.
En esta línea, los expertos exponen el nuevo modelo de cálculo que ha desarrollado las observaciones sobre 16 líneas tumorales, ocho resistentes y ocho sensibles al tratamiento con uno de los medicamentos más usados para quimioterapia en los cánceres más frecuentes.
A través del modelo que proponen los expertos, usado frecuentemente en el estudio de terremotos o en óptica, se mejora la identificación de biomarcadores que indican la resistencia a la quimioterapia teniendo en cuenta que dentro de cada población celular existe una heterogeneidad en la manera en la que expresan su respuesta.
Por tanto, se trata de reconocer cuántas subpoblaciones celulares se encuentran dentro de esas líneas y caracterizarlas en función de su contribución a la expresión de los genes que causan la respuesta ante los medicamentos.
"Uno de los mayores problemas en la lucha contra tumores es la resistencia a fármacos, bien presente de una manera innata en el tumor o adquirida tras la exposición a la quimioterapia. La preocupación por desarrollar estrategias de tratamiento eficaces nos ha llevado a elaborar una fórmula que explique las causas genéticas de esta resistencia debidas a la composición en distintos tipos celulares de la población tumoral", indica Juan Antonio García Ranea, autor del artículo.
Tradicionalmente, los algoritmos utilizados para calcular las dosis necesarias en el tratamiento contra el cáncer se fundamentaban en los datos teóricos. Sin embargo, las situaciones clínicas concretas son totalmente diferentes a las condiciones genéricas. Por otro lado, los algoritmos basados en modelos matemáticos necesitan menos medidas experimentales para ajustar las cantidades requeridas.
Los investigadores plantean continuar el estudio para identificar los posibles mecanismos y sistemas moleculares implicados en la resistencia. Para solventar estos obstáculos y ajustarse más a la realidad de los casos, el sistema que proponen los autores se apoya en el análisis y observación de la expresión génica de subpoblaciones celulares mediante deconvolución. Este es un modelo matemático basado en la regresión lineal múltiple, que consiste en la restauración de datos que han sido degradados. Es decir, permite combinar distinta información con el fin de obtener los datos iniciales y plantear las conclusiones sobre los orígenes o causas en unos y otros casos.