UNA NUEVA PROTEÍNA DESCUBIERTA CON UN VASTO POTENCIAL PARA EL TRATAMIENTO DEL CÁNCER Y OTRAS ENFERMEDADES

En la investigación del cáncer, el descubrimiento de una nueva proteína que juega un papel importante en el cáncer es como encontrar una llave y un mapa del tesoro: seguir las pistas y con el tiempo podría haber una gran recompensa. Al menos esa es la esperanza de un nuevo estudio que descubrió una nueva proteína llamada  proteína transportadora de ceramida-1 fosfato (CPTP), un hallazgo que podría conducir al desarrollo de nuevos fármacos para tratar una variedad de cánceres y otras enfermedades relacionadas con la inflamación y la trombosis o coagulación de la sangre.

El equipo descubrió que la CPTP regula los niveles de lípidos biológicamente activos, que son moléculas tales como ácidos grasos, que a menudo desempeñan un papel en la señalización celular. Este estudio determinó que la función principal de la CPTP es para el transporte de ceramida-1-fosfato (C1P), un lípido que ayuda a regular el crecimiento celular, la supervivencia, la migración y la inflamación. Específicamente, el C1P aumenta la producción de eicosanoides proinflamatorios, potentes moléculas de señalización que contribuyen a la inflamación crónica en enfermedades tales como el cáncer, el asma, la aterosclerosis y la trombosis.

Según Charles Chalfant, líder del equipo, es posible que se haya identificado el blanco más nuevo para el tratamiento del cáncer debido al importante papel que esta proteína juega en un número de funciones celulares, y podría tener grandes implicaciones para una variedad de enfermedades como el cáncer que son causadas por la inflamación.

Los investigadores fueron capaces de determinar la composición de los lípidos bioactivos regulados por la CPTP. Residiendo en el citoplasma, el equipo encontró que la CPTP regula el catabolismo del C1P, un proceso que rompe la molécula con el fin de liberar su energía. También demostraron que la CPTP transporta el C1P a la membrana celular donde ayuda a sintetizar eicosanoides a partir de ácidos grasos en la membrana.

Confirmación de una década de investigación del laboratorio de Chalfant, los científicos proporcionan más pruebas de que el C1P regula al grupo IVA fosfolipasa A2, una enzima que promueve la inflamación a través de la producción de un ácido graso conocido como ácido araquidónico. La liberación de ácido araquidónico a través de la activación de esta enzima via el C1P ,se demostró desencadena la producción de eicosanoides. Estos descubrimientos ayudan a explicar la relación reportada entre la ceramida quinasa, la enzima responsable de la producción del C1P, y el mal pronóstico en pacientes con cáncer de mama, lo que sugiere además que el alivio de la inflamación sistémica puede conducir a un mejor pronóstico y una mejor respuesta al tratamiento.

Chalfant espera poder utilizar este conocimiento de la estructura de la CPTP con el fin de encontrar moléculas pequeñas y otros medios que puedan bloquear esta proteina. Los usos inmediatos de tales agentes terapéuticos pueden ser el restablecimiento de la coagulación en pacientes con traumatismos mediante el mantenimiento de los niveles de eicosanoides específicos que median en la coagulación de la sangre. Sin embargo, con más investigación, él y su equipo esperan definir exactamente cómo se produce la CPTP de manera que se pueda regular su producción y potencialmente desarrollar nuevos tratamientos para una variedad de enfermedades.

SIMPLIFICAN EL PROCESO PARA GENERAR CÉLULAS MADRE A PARTIR DE CÉLULAS ADULTAS HUMANAS

Científicos del Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona (CMRB) y del Salk Institute de California (EE UU), liderados por Juan Carlos Izpisúa Belmonte, han descubierto un nuevo método que facilita el proceso de obtención de células madre a partir de células adultas humanas.

El equipo de Izpisúa demuestra que la receta para obtener células madre inducidas (células iPS) es mucho más versátil de lo que se creía. De hecho, los autores han reemplazado por primera vez un gen que se creía imposible de sustituir, lo que facilitará el proceso de obtención de células madre por métodos más seguros que potencialmente se podrán trasladar a la práctica clínica.

Las células iPS ofrecen dos ventajas muy importantes: se pueden crear a partir de células del mismo paciente, evitando así el rechazo immunológico, y no implican la destrucción de embriones sobrantes de tratamientos de fecundación in vitro. Hasta la fecha se creía que solo se podían producir estas células utilizando una fórmula muy estricta que no permitía ninguna variación, limitando así su potencial para la aplicación terapéutica.

En el año 2006, el equipo investigador japonés dirigido por Shinya Yamanaka descubrió un método para obtener células madre pluripotentes a partir de células diferenciadas adultas de ratón, que se denominaron células iPS. En 2007, el mismo grupo obtuvo con el mismo método células iPS a partir de células humanas. 

El método del grupo japonés consiste en introducir en las células cuatro factores de transcripción que se han conocido desde entonces como ‘factores Yamanaka’. Los científicos han utilizado con éxito esta receta para transformar, en el laboratorio, células procedentes de la sangre, la piel y de otros tejidos en células pluripotentes que pueden dar lugar a células de cualquier órgano del cuerpo.

Aunque las células iPS serían teóricamente muy útiles en medicina regenerativa, la metodología utilizada para generarlas conlleva muchos problemas asociados, por ejemplo, dos de los factores utilizados en la receta son oncogenes, por lo que aún está lejos su utilización en pacientes.

Ahora, los expertos han dado un enfoque totalmente nuevo a esta línea de investigación y han descubierto que se puede lograr la pluripotencia mediante un fino balance de genes necesarios para la diferenciación celular, es decir, genes que instruyen a las células para especializarse en líneas particulares, como pueden ser células de la piel o de la sangre.

Antes de estos experimentos, la mayoría de investigadores en este campo intentaba sustituir los factores clásicos de reprogramación por otros que se presentaran de manera natural en las células madre embrionarias.

El equipo de Izpisúa se aproximó al problema de una manera innovadora. Así, los investigadores se dieron cuenta de que los cuatro ‘factores Yamanaka’ no eran necesarios, ya que la pluripotencia se podía lograr alterando el balance de genes presentes en las células adultas y que intervienen en la especificación del linaje celular.

En este trabajo han identificado nuevos genes, no descritos anteriormente como inductores de la reprogramación ni típicos de células madre, que permiten reprogramar las células somáticas a un estado de pluripotencia. Este hallazgo podría conducir al diseño de protocolos de reprogramación más seguros y reducir el riesgo de transformación oncogénica.

Los autores han demostrado que más de siete genes adicionales son capaces de participar en el proceso de reprogramación de fibroblastos humanos a células iPS, y lo más importante: han demostrado por primera vez que todos los ‘factores Yamanaka’ pueden ser sustituidos.

El hecho de que un factor como OCT4, previamente considerado característico de células madre, pueda ser sustituido conlleva la posibilidad de que las células madre generadas de esta manera sean fundamentalmente distintas a las obtenidas por otras metodologías, lo que para los investigadores podría traducirse en un mejor comportamiento en términos de seguridad o funcionalidad.

Los hallazgos ofrecen la posibilidad de identificar en un futuro inmediato pequeñas moléculas (fármacos) capaces de reemplazar OCT4 en el proceso de la reprogramación celular. De esta manera evitar el uso de metodologías empleadas hasta la fecha, que dificultan el uso de las células reprogramadas en terapias de sustitución celular. Así pues, el uso de fármacos podría suponer la generación de células iPS mediante estrategias seguras aptas para su traslación a la clínica. 

NUEVO HALLAZGO PARA LA REGENERACIÓN DE EXTREMIDADES AMPUTADAS

Los mamíferos poseen la notable capacidad de regenerar una yema del dedo perdida, incluyendo la uña, nervios y hasta el hueso. En humanos, una yema del dedo amputada puede regenerarse en tan sólo dos meses, un fenómeno que ha permanecido poco comprendido hasta ahora, y que suscita la obvia pregunta de si se podría lograr activar este proceso en otras partes del cuerpo, para hacer rebrotar extremidades amputadas.

En un nuevo estudio, se ha descubierto la vía bioquímica que enlaza el crecimiento de las uñas con la regeneración de las yemas de los dedos. Los investigadores, del Centro Médico Langone de la Escuela de Medicina en la Universidad de Nueva York, Estados Unidos, han aclarado así algunos de los aspectos de este raro poder regenerativo en mamíferos, documentando por vez primera la cadena de eventos bioquímica que se pone en marcha tras la amputación de la yema de un dedo.

El equipo de la Dra. Mayumi Ito ha descubierto una población de células madre autorrenovables en la matriz de la uña, una parte del lecho de la uña rica en terminales nerviosas y vasos sanguíneos, que estimulan el crecimiento de la uña. Además, los científicos han comprobado que estas células madre dependen, para regenerar el hueso en la yema del dedo, de una familia de proteínas conocidas como la red de señalización Wnt. Las proteínas de esta familia son las mismas que desempeñan un papel crucial en la regeneración de tejido y de cabello.

Cuando el equipo de investigación bloqueó la vía de señalización de la red Wnt en ratones con yemas de los dedos amputadas, la uña y el hueso no rebrotaron como lo habrían hecho en condiciones normales.

La capacidad del cuerpo humano para hacer rebrotar una yema del dedo amputada plantea la posibilidad de activar por medios artificiales este proceso en otras partes del cuerpo, a fin de intentar regenerar extremidades amputadas.

Pero lo más fascinante para los científicos fue constatar que podían manipular la vía de la red Wnt para estimular la regeneración en hueso y otros tejidos más allá de las yemas de los dedos, logrando rebrotes que no se dan de forma natural ante amputaciones de esta magnitud.

El hallazgo podría ser quizá un primer paso hacia el desarrollo de terapias futuras para ayudar a regenerar extremidades amputadas en las personas que las perdieron.

CREAN RATONES GENÉTICAMENTE MODIFICADOS CON CROMOSOMAS ARTIFICIALES HUMANOS PARA TERAPIA GÉNICA

Durante un estudio no publicado, unos investigadores crearon en el laboratorio un cromosoma humano artificial (HAC, por sus siglas en inglés), utilizando bloques de construcción químicos, algo que resulta significativo de la tecnología cada vez más avanzada del nuevo campo de la biología sintética. 

Es la primera vez que se ha creado 'desde cero' una forma tan avanzada de un cromosoma humano sintético hecho para trabajar en un modelo animal según ha declarado Natalay Kouprina, del Instituto Nacional del Cáncer de EE.UU., miembro del equipo científico que creó los ratones con HAC. 

La científica ha explicado que el propósito del desarrollo de este proyecto es crear un vector de transporte para la entrega de genes a células humanas para estudiar su función en ellas y potencialmente esto tiene aplicaciones para la terapia génica, que puede realizar la corrección de la deficiencia génica en los seres humanos pues se sabe que hay un montón de enfermedades hereditarias debido a la mutación de ciertos genes. 

Según los investigadores, el HAC es también conocido como 'cromosoma 47', porque el complemento normal de cromosomas en las células humanas es de 46. Una gran ventaja en la terapia génica es que el cromosoma artificial 47 no interfiere con los otros 46, a diferencia de la terapia génica convencional, donde un gen adicional a menudo se inserta al azar en el genoma humano. 

Según afirma Kouprina la idea es tomar células de la piel de un paciente, convertirlas en células madre e introducir HAC en estas células con copias sanas del gen que produce la enfermedad. Entonces volver a insertar estas células con el cromosoma extra en el paciente para el tratamiento de la enfermedad.  

Es evidente que hay un largo camino por recorrer antes de que se pueda utilizar el HAC para el tratamiento de enfermedades genéticas en humanos. Sin embargo, esta es un área interesante para la exploración científica con grandes beneficios potenciales.

HALLAN CEPA BACTERIANA PRODUCTORA DE BIOPLÁSTICO

En la búsqueda de polímeros naturales que sustituyan a los plásticos derivados del petróleo, los científicos acaban de descubrir que un microorganismo de Sudamérica produce poli-beta-hidroxibutirato (PHB), un compuesto biodegradable de interés en las industrias alimentaria, farmacéutica, cosmética y del embalaje. Este hallazgo contribuiría notablemente a la sostenibilidad del planeta.

La protagonista es la bacteria Bacillus megaterium uyuni S29, una cepa que produce la mayor cantidad de polímero del género, la cual se ha localizado en los ojos de agua del famoso salar de Uyuni, en Bolivia. Esta cepa es considerada la mayor productora de bioplásticos que podría revolucionar los nuevos avances e investigaciones de biotecnología ambiental.

Debido a la alta concentración de sal, el salar de Uyuni situado a unos 3650msnm presenta ambientes muy extremos que favorecen la acumulación intracelular de PHB, un material de reserva que la bacteria utiliza en épocas de escasez de nutrientes.

Científicos de la  Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) y de la Universidad Tecnológica de Graz (Austria) consiguieron que el bacilo produzca en el laboratorio cantidades significativas del compuesto en condiciones de cultivo similares a las de la industria. La técnica se publica en las revistas "Food Technology & Biotechnology" y "Journal of Applied Microbiology".

Según la doctora Marisol Marqués de la UPC, el biopolímero resultante tiene propiedades térmicas diferentes a los PHB convencionales, lo que hace que se pueda procesar de una forma más fácil, independientemente de su aplicación.

La investigadora reconoce que los costes de producción de los biopolímeros son, en general, todavía elevados y no competitivos si se comparan con los polímeros convencionales, aunque se está avanzando en este sentido.

El equipo consiguió, por primera vez, reducir el elevado peso molecular del PHB mediante enzimas lipasas, así como utilizar el biopolímero para formar nano y microesferas cargadas con antibiótico para poder controlar su difusión por el organismo.