lunes, 7 de septiembre de 2015

Cambios en la actividad eléctrica neuronal durante la anestesia


Related Science. Cambios en la actividad eléctrica neuronal durante la anestesia
Un modelo de ordenador de una red de neuronas muestra un desglose del cambio repentino en la capacidad de la redas para transmitir información, imitando los cambios de las ondas cerebrales que acompañan a la anestesia. Esta investigación se publicó en la revista Physical Review Letters.

Entrando en la anestesia, la mente parece apagarse bruscamente y luego volver a salir de la oscuridad con la misma rapidez. Un nuevo modelo teórico sugiere que estos efectos pueden resultar de un cambio global repentino en la capacidad de la red de neuronas para transmitir información. El modelo puede reproducir los cambios en la actividad eléctrica ("ondas cerebrales") observados con pacientes anestesiados. Los investigadores dicen que su teoría podría proporcionar una base simple para la comprensión de cómo el cerebro adquiere sus funciones cognitivas conscientes.

Los investigadores no entienden cómo la actividad de neuronas interconectadas individuales conduce a los efectos generales de la anestesia. Yan Xu y sus colegas de la Universidad de Pittsburgh School of Medicine se preguntaron si la pérdida de la consciencia podría estar relacionado con una disminución de la capacidad de la información sensorial para encontrar su camino a través de la red neuronal del cerebro. Esta información debe ser transmitida de una región llamada el tálamo, que regula la consciencia y estado de alerta, a la corteza, donde las funciones cognitivas "superiores" procesan la información en una imagen del mundo.

Los científicos desarrollaron un modelo sencillo con una red en forma de árbol de "nodos", en el que una señal de entrada en el "tronco" se difunde a través de las ramas. Cada nodo (lo que podría representar una neurona individual o un cerebro enteras regiones) sumas las entradas que recibe de nodos conectados y luego pasa esta suma a otros nodos. En este modelo, la probabilidad de una señal que se ha pasado con éxito a lo largo de cualquier enlace es controlado por un factor de probabilidad p que se aplica a toda la red.

Con electrodos ubicados en el cuero cabelludo del paciente, se recogen algunas de las señales neuronales y generan formas de onda complejas (EEG) que se procesan para indicar sus frecuencias componentes (utilizando la técnica estándar de análisis de Fourier). Las ondas se clasifican en base a estos componentes de frecuencia. Un cerebro anestesiado sufre un cambio de las llamadas ondas gamma y beta asociados a la consciencia de las ondas alfa asociadas con la relajación y somnolencia y delta ondas asociadas con el sueño profundo. Cuando los investigadores realizaron sus simulaciones utilizando la señal aleatoria conocida como ruido blanco como la entrada, encontraron que un nodo seleccionado de forma aleatoria en la capa de salida de la red (puntas de las ramas) produce señales que coincidían con las de los pacientes. Las señales cambiaron de olas predominantemente gamma y beta como en alta p (cercano a 1) para la mayoría alfa y delta ondas a baja p (por debajo de 0,5). Los investigadores también se bassaron en la teoría de la información estándar para definir la cantidad de información codificada en las señales de entrada y de salida de la red en términos de su llamada entropía información. La entropía de la salida relativa a la entrada cayó abruptamente en un valor de p de aproximadamente 0,3, lo que significa que muy poca información estaba siendo transmitida a través de la red. La brusquedad relativa de esta transición coincide con la observación de que existe una concentración crítica de anestésico para el que se pierde bruscamente y completamente la conciencia.

Los investigadores dicen que esta ruptura de la transmisión de la información refleja el hecho de que a baja p se hace casi imposible la información para encontrar una trayectoria continua a través de la red. Esta pérdida de una ruta totalmente conectada se llama una transición de percolación, se asemeja a la forma en que un fluido que fluye a través de una red porosa al azar (como el agua caliente a través de los granos de café para llevar) "busca" una ruta completa. Pero incluso a muy baja p, dicen los investigadores, una ruta aún podría abrir transitoriamente por casualidad. "Es intrigante que un modelo simple en el marco teoría de la percolación tradicional, con un solo parámetro relacionado con la conectividad de red, pueda dar cuenta de varias características de la dinámica del cerebro bajo anestesia", dice Plamen Ivanov de la Universidad de Boston. "La belleza de este enfoque es que es simple, construido a partir de primeros principios, y genera dinámicas ricas controladas por un solo parámetro." Pero advierte que el modelo es todavía un largo camino desde que explica los mecanismos reales de la consciencia.

sábado, 5 de septiembre de 2015

Nuevos linfocitos T eliminan células tumorales sin afectar células del organismo



Related Science: Linfocito T
Linfocito T. Imagen: BruceBlaus. Blausen.com
Los nuevos y mejorados linfocitos T de diseño eliminan las células tumorales sin afectar las células normales del organismo.


Desde hace algún tiempo la inmunoterapia, basada en la utilización del sistema inmune del propio paciente para atacar y eliminar las células tumorales, se ha presentado como una aproximación muy atractiva para hacer frente al cáncer. Entre las diferentes opciones que ofrece la inmunoterapia, una de las más prometedoras ha sido la de modificar genéticamente los linfocitos del paciente para que produzcan unos receptores de superficie especiales, denominados receptores de antígenos quiméricos (CARs en sus siglas en inglés). Los CARs son proteínas que permiten a los linfocitos reconocer una proteína (o antígeno) específico en las células tumorales. Así, los linfocitos se extraen del paciente, se modifican y crecen hasta tener un número suficiente y se vuelven a introducir en el paciente, donde reconocen las células que producen los antígenos frente a los que se han diseñado y actúan contra ellas.

Esta aproximación ya está siendo probada en algunos pacientes con, linfocitos dirigidos hacia proteínas presentes en las células responsables de la leucemia o linfoma o incluso cáncer gastrointestinal con metástasis. De hecho, un reciente artículo en Science Translational Medicine acaba de revelar que la persistencia de los linfocitos T modificados en los pacientes con leucemia correlaciona con la respuesta clínica y que estas células linfocítica crónica se mantienen funcionales hasta cuatro años. Mediante este tratamiento, ninguno de los pacientes en los que se observó remisión de la enfermedad presentó una recaída. Otro ejemplo es un trabajo publicado esta semana en Neuro-oncology, en el que se combina quimioterapia e inmunoterapia de células T modificadas para el tratamiento del glioblastoma.

Pese a los buenos resultados obtenidos en algunos tipos de cáncer, los linfocitos T modificados o linfocitos T CAR presentan una importante limitación: no son capaces de diferenciar entre células sanas o células tumorales. Esto es debido a que a pesar de que son diseñados para reconocer proteínas que se producen en exceso en las células tumorales, algunas de las células normales también pueden producirlas, aunque a niveles normales. En el caso del cáncer que afecta a las células sanguíneas, la pérdida de algunas células normales como consecuencia de la acción de los linfocitos modificados puede no ser demasiado grave si las poblaciones celulares normales pueden renovarse. Sin embargo, en el caso de los tumores sólidos, los linfocitos modificados destinados a eliminar el cáncer, pueden producir un daño tisular demasiado alto.

Dos estudios publicados en paralelo en Cancer Research han solventado este problema, obteniendo linfocitos T modificados capaces de distinguir entre las células tumorales que expresan las proteínas ErbB2 o EGFR a niveles muy elevados y células normales que también las expresan pero a niveles fisiológicos.


Related Science: Linfocito T killer
Linfocitos T killer atacando una célula tumoral. Imagen: Alex Ritter, Jennifer Lippincott Schwartz and Gillian Griffiths, National Institutes of Health.




En ambos trabajos, los investigadores generaron líneas de linfocitos T modificados diseñadas para tener diferentes niveles de afinidad hacia las proteínas sobreexpresadas por las células del cáncer. En contra de lo esperado, observaron que aquellos con mayor afinidad hacia dichas proteínas atacaban tanto las células tumorales como las células normales. Sin embargo, los linfocitos cuyos receptores presentaban menor afinidad hacia las proteínas que reconocen, eran igual de efectivos contra las células tumorales y no mostraban efecto tóxico sobre las normales.

Los estudios preclínicos preliminares llevados a cabo en ambos trabajos resultan muy positivos, aunque los investigadores se muestran prudentes e indican que no se puede eliminar completamente la posibilidad de que haya cierta toxicidad fuera del tejido diana. Así, los primeros ensayos clínicos deberán ser diseñados de forma adecuada para probar su efecto en diferentes tumores. También se estudiarán otras variables de la estructura de los receptores de los linfocitos modificados que puedan influir en la actividad de los mismos.

De momento, lo que se extrae de los trabajos es que la nueva estrategia de modificar la afinidad de los receptores de los linfocitos de diseño tiene el potencial, no sólo de mejorar la seguridad y resultado clínico de los linfocitos modificados contra dianas validadas, sino también de aumentar el número de tipos de cáncer, algunos de los cuales no pueden ser tratados con linfocitos modificados en la actualidad debido a los problemas de toxicidad asociados al reconocimiento de las dianas en las células sanas. Esto incluye especialmente los cánceres en los que es común la expresión excesiva de las proteínas ErbB2 o EGFR, como el cáncer de mama, ciertos tumores cerebrales, cáncer d pulmón, pancreático, de ovario, colon o de células escamosas en cabeza y cuello. “Una derivación importante de este estudio es que los científicos pueden afinar o modular la afinidad de un linfocito T CAR según las necesidades de un tumor dado,” explica Laurence JN Cooper, director de uno de los trabajos.

Referencias:
Liu X, et al. Affinity-Tuned ErbB2 or EGFR Chimeric Antigen Receptor T Cells Exhibit an Increased Therapeutic Index against Tumors in Mice. Cancer Research. 2015. 75 (17): 3596 doi: 10.1158/0008-5472.CAN-15-0159

Caruso HG, et al. Tuning Sensitivity of CAR to EGFR Density Limits Recognition of Normal Tissue While Maintaining Potent Antitumor Activity. Cancer Research, 2015; 75 (17): 3505 doi: 10.1158/0008-5472.CAN-15-0139

Porter DL, et al. Chimeric antigen receptor T cells persist and induce sustained remissions in relapsed refractory chronic lymphocytic leukemia. Science Translational Medicine. 2015. Vol. 7, Issue 303, pp. 303ra139. DOI: 10.1126/scitranslmed.aac5415

Everson RG, et al. Efficacy of systemic adoptive transfer immunotherapy targeting NY-ESO-1 for glioblastoma. Neuro-oncology. 2015. Doi: 10.1093/neuonc/nov153


Fuente: Revista Genética Médica.

jueves, 3 de septiembre de 2015

Subsidios educativos a latinas, Fundación Margaret McNamara


Latin America (LAC) grants 2015/2016 - The Margaret McNamara Memorial Fund (MMMF) 
Subsidios educativos a latinas Fundación Margaret McNamara


La Fundacion Margaret McNamara otorga subsidios educativos no renovables de 7.000 (siete mil) dólares estadounidenses cada uno, a estudiantes universitarias que realizan sus estudios en universidades de Argentina, Colombia, México o Perú (Universidad Austral en Argentina; Universidad de los Andes, Universidad Javeriana y Universidad Nacional en Colombia, Iberoamericana en México y Pontificia Universidad Católica en Perú).

Criterios de elegibilidad

  • Poseer antecedentes de servicio (remunerado y / o voluntario) en beneficio de mujeres y niños de un país en vías de desarrollo.
  • Demostrar el compromiso de mejorar las vidas de mujeres y niños en el mundo en vías de desarrollo a través de su área de estudio y / o el tema de la investigación.
  • Compromiso de vivir en su país (o de otro país en vías de desarrollo) dentro de los dos años de terminar sus estudios y tener la intención de trabajar para mejorar la vida de las mujeres y / o niños.
  • Demostrar necesidad de ayuda económica, proporcionando información financiera relevante.
  • Estar inscrita en una de las universidades de Argentina, Colombia, México y Perú, como se ha mencionado anteriormente para el año académico completo en que se presente la solicitud y tener la intención de matricularse para el año siguiente cubierto por la subvención.
  • Ser nacional de un país en vías de desarrollo elegible o país de ingresos medios (ver País Lista de Elegibilidad) y residir en uno de los cuatro países mencionados anteriormente.
  • Demostrar un buen rendimiento académico en la universidad en la que se ha registrado.
  • Tener por lo menos 25 años de edad en la fecha límite de solicitud correspondiente.
  • No ser cónyuge o miembro de familia inmediata o extendida de cualquier empleado del Grupo del Banco Mundial, el FMI o el Banco Interamericano de Desarrollo (BID).
  • No haber recibido una subvención MMMF en el pasado.

Cierre: 14 de septiembre de 2015

 

Comparando proporciones de madres y sus crías


Las diferencias de proporción entre las distintas especies y sus crías es aún un pequeño misterio para los biólogos. Mientras que un panda gigante es 900 veces más grande que su cría recién nacida, una cría de jirafa nace con un cuerpo solo 10 veces menor que el de su madre. Rachel A. Becker aborda el tema en un artículo para National Geographic acompañado de un pequeño gráfico en el que se apuntan las diferencias entre algunas especies. El caso más extremo es el del canguro rojo, cuya cría es 100.000 veces más pequeños.


Related Science: Comparando proporciones de madres y sus crías
Gráfico: National Geographic

Los científicos creen que traer al mundo crías desvalidas es algo que depende del ambiente y no todas las especies se lo pueden permitir. En general, se observa que animales como la jirafa, la gacela, las cebras o los ñus, deben estar preparados para correr a los pocos minutos de vida, mientras que los leones se pueden dar el lujo de nacer más 'desvalidos'. Pero como se apunta en el artículo, hay excepciones, como el caso de los ratones o los conejillos de indias, aunque el hecho de contar con madrigueras también les condiciona.

Encuentra el artículo en: See Which Animals Have the Most Enormous—and Tiniest—Babies (National Geographic)

martes, 1 de septiembre de 2015

Sobrepeso a los 50 años ligado a la aparición temprana del alzhéimer


Related Science: Sobrepeso a los 50 años ligado a la aparición temprana del alzhéimerTener sobrepeso a los 50 años está ligado a la aparición temprana del alzhéimer en adultos cognitivamente sanos a esa edad, según un estudio que publica la revista Molecular Psychiatry.

Según los científicos del Instituto Nacional del Envejecimiento (NIH) estadounidense, cada unidad añadida al Índice de Masa Corporal (IMC, el cociente entre la masa y el cuadrado de la estatura) en la mediana edad significa que la enfermedad puede aparecer 6,7 meses antes.

Estudios previos ya habían apuntado a que algunos cambios en el estilo de vida, como una mejora de la dieta y el ejercicio regular, pueden retrasar la manifestación del alzhéimer.

Los investigadores se han basado en los datos de 1.394 pacientes cognitivamente normales que se sometieron a pruebas neuropsicológicas cada dos años durante una media de catorce años. Dentro de ese grupo, 142 personas desarrollaron la enfermedad y, entre ellos, aquellos con un mayor Índice de Masa Corporal a los 50 años sufrieron los primeros síntomas del mal de Alzheimer antes que el resto.

A partir de 191 autopsias, los científicos también comprobaron que la obesidad en la mediana edad está asociada con daños neurológicos en el cerebro relacionados con el alzhéimer.

"Estos resultados son importantes porque añaden una cantidad importante de conocimiento sobre la relación entre la obesidad y el alzhéimer, pero sobre todo indican que mantener un Índice de Masa Corporal saludable desde la mediana edad puede contribuir a que se produzca un efecto protector para la aparición del mal décadas después", afirmó Madhay Thambisetty, principal autor del estudio.

Para el científico, son necesarias nuevas investigaciones que involucren a un mayor número de pacientes para determinar el IMC concreto a partir del cual comienza a elevarse el riesgo de una manifestación temprana del alhzéimer.

Los autores del estudio subrayan que los resultados estadísticos de esta investigación no profundizan en los mecanismos que hacen que el sobrepeso y la obesidad influyan en la aparición de la enfermedad.

Fuente: EFE.

Producen nano-fibras con dióxido de carbono de la atmósfera


Related Science: Producen nano-fibras con dióxido de carbono de la atmósfera
Nanofibras de carbono
Una nueva y revolucionaria técnica para extraer el carbono de la atmósfera y convertirlo en nano-fibras plantea una potencial “cura” para las emisiones de dióxido de carbono (CO2). Este nuevo método podría revolucionar el sector de la construcción y de esta manera, invertir la contaminación atmosférica a nivel preindustrial. La investigación fue publicada en Nano Letters.

Este nuevo proceso electroquímico llamado STEM, combina un sistema de energía solar con electricidad usando óxido de litio disuelto en carbonato de litio fundido. Dicho óxido de litio se combina con el dióxido de carbono del aire, para así formar más carbonato de litio. Si se utiliza un voltaje entre dos electrodos dentro del carbonato fundido, la reacción resultante producirá “oxigeno”, que se acumulará sobre uno de los electrodos, y más óxido de litio, que se puede reutilizar en la reacción para continuar con la captura de más dióxido de carbono y de esta forma, activar el proceso nuevamente.

En realidad no es la primera vez que se intenta un proceso de estas características. Anteriormente los resultados ante test similares fueron buenos pero el proceso no era económico ni lo suficientemente eficiente para la producción a gran escala de nano-componentes. El profesor de química Stuart Licht, de la universidad George Washington afirma que, con este nuevo método creado por su equipo de investigación, puede capturar dióxido de carbono del aire empleando un proceso electromagnético para convertirlo en nano-fibras de carbono y oxígeno, y que el proceso es en definitiva mucho más eficiente y potencialmente mucho más barato que los existentes hasta ahora.

Según Licht, en realidad es más que solo un método más sencillo y barato de fabricar un material tan caro como las fibras de carbono; representa en sí una manera de “aislar y almacenar el dióxido de carbono de manera útil, estable y compacta”. El profesor señala que otras de las ventajas es que este complejo proceso se alimenta con energía solar, es decir, enteramente renovable y con un resultado de gran valor y no monetario que es, la eliminación de dióxido de carbono del aire.

El equipo de investigación del profesor Licht logró mostrar la versatilidad de este proceso fabricando una cantidad importante de nano-fibras de diversas formas y diámetros con sólo hacer ajustes en las condiciones específicas el proceso, como por ejemplo la cantidad de corriente en momentos concretos o la composición de los ingredientes en el proceso. Licht aseguró que todavía no se tiene un control total de los mecanismos básicos de la formación de dichas fibras pero que tiene plena confianza en que su equipo de profesionales logrará desarrollar el control necesario sobre la naturaleza de las fibras producidas.

Este proyecto promete mucho desde el punto de vista rentable, pues las fibras de carbono, por su fuerza, ligereza y su capacidad de conductividad eléctrica, se usan cada vez más como materiales estructurales en la industria aeronáutica y automovilística entre otras.

Pero para algunos, el verdadero valor de este proyecto y este nuevo proceso tiene que ver con el potencial para reducir las emisiones de carbono que tanto mal le están haciendo a nuestra atmósfera. Los investigadores demuestran optimismo pues, según los cálculos, este método podría eliminar suficiente dióxido de carbono para restaurar los niveles atmosféricos globales preindustriales en menos de 10 años, inclusive si se siguen emitiendo los mismos niveles de gas de efecto invernadero durante ese mismo período. En realidad, es quizás un poco utópico pues para que esta previsión funcione, requeriría un aumento gigantesco de la demanda de nano-fibras de carbono. Según Stuart Licht, si el costo del material se reduce gracias al método de su equipo de investigación, no pasará mucho tiempo para que la fibra de carbono eventualmente remplace al acero o al aluminio, incluso al cemento, como materiales de construcción, y ahí si se vería cumplido el pronóstico de los científicos.

“Nano Letters” asegura que este proyecto tiene por ahora un gran inconveniente, y es que las nano-fibras son demasiado cortas. James Tour, un científico de nano-ingeniería y materiales de la universidad de Houston realizó una analogía con la lana. Para Tour “primero hay que esquilar la oveja, luego se requieren varios procesos hilados antes de llegar a conseguir un jersey”. Sin embargo, el profesor Licht, en respuesta a estos testimonios, sostiene que el proceso está en vías de mejorarse y ampliarse y que las posibilidades son inmensas.

Fuente: MIT Review, Wired.co.uk, agencias

Nuevo fármaco protege contra efectos de la radiación nuclear en ratones


Un equipo interdisciplinar de investigadores ha publicado un nuevo avance contra los efectos mortales de la exposición a la radiación nuclear. Una sola inyección de un péptido ha demostrado aumentar significativamente la supervivencia en ratones si se administra 24 horas después de la exposición. 



Related Science: Un nuevo fármaco protege contra los efectos de la radiación nuclear en ratones
Personal médico comprueba los niveles de radiación de una mujer y su hijo en Kawamata en la región de Fukushima (Japón). / EFE


La amenaza de un accidente nuclear, con el potencial de matar o herir a miles de personas, ha aumentado la conciencia mundial sobre la necesidad de encontrar medidas médicas que combatan los efectos de la exposición a altas dosis de radiación.

Un nuevo fármaco péptido, denominado TP508 y desarrollado por un grupo de científicos del Centro Médico de la Universidad de Texas (EE UU), ha demostrado su eficacia al ser administrado 24 horas después de una exposición potencialmente letal a la radiación nuclear. El trabajo aparece en la revista Laboratory Investigation, del grupo Nature.

Una sola inyección de TP508 aumenta significativamente la supervivencia y retrasa la mortalidad en ratones al contrarrestar el daño en el sistema gastrointestinal, un síndrome causado por la destrucción de la mucosa del intestino. Este tipo de daño disminuye la capacidad del cuerpo para absorber el agua y provoca desequilibrios en los lectrolitos, infección bacteriana, derrame intestinal, sepsis y muerte.

"Minimizar el daño provocado por la radiación al intestino es fundamental en la recuperación de una persona expuesta, por lo que es crucial desarrollar nuevos medicamentos capaces de prevenir daños intestinales", explica Darrell Carney, profesor adjunto de bioquímica y biología molecular en la universidad estadounidense.

El fármaco péptido TP508 fue desarrollado para su uso en la estimulación de la reparación de los tejidos de la piel, huesos y músculos. Previamente, se demostró su utilidad en la reparación de tejidos, estimulando el flujo sanguíneo, reduciendo la inflamación y la muerte celular.

En ensayos clínicos en humanos, el medicamento permitió mejorar la curación de las úlceras del pie diabético y fracturas de muñeca sin efectos adversos relacionados con el fármaco.

"Los resultados actuales sugieren que el péptido puede ser una contramedida efectiva en una emergencia nuclear, que podría ser administrada 24 horas después de la exposición para aumentar la supervivencia y demorar la muerte, para dar a las víctimas tiempo para llegar a las instalaciones que cuentan con tratamiento médico avanzado", concluye Carla Kantara, de la Universidad de Texas y autora principal de la investigación.

Referencia bibliográfica:
Carla Kantara, Stephanie M Moya, Courtney W Houchen, Shahid Umar,Robert L Ullrich, Pomila Singh and Darrell H Carney. "Novel regenerative peptide TP508 mitigates radiation-induced gastrointestinal damage by activating stem cells and preserving crypt integrity"
Laboratory Investigation doi:10.1038/labinvest.2015.103


Fuente: SINC.