Nuevas formas de estudiar el cerebro

Posted on 10/02/2012 by

Hace una semana anunciaba en estas páginas la obtención en el laboratorio de neuronas pertenecientes a enfermos de Alzheimer, sin necesidad de abrirles el cerebro. El truco es convertir células de la piel de estos pacientes en neuronas maduras, para así cultivarlas en el laboratorio y tener suficiente cantidad como para poder analizar las alteraciones que sufren. Pues bien, ahora le ha tocado el turno a la enfermedad de Parkinson.

Científicos estadounidenses han reprogramado células de la piel de enfermos de Parkinson y las han transformado en neuronas en el laboratorio. En concreto, han estudiado un tipo de Parkinson debido a la mutación de un gen llamado Parkina, que causa la enfermedad en el 10% de los casos. Como dicen los autores, “nunca se hubieran imaginado que podrían estudiar directamente neuronas humanas alteradas”, pero esta nueva tecnología lo ha hecho posible. Gracias a ello, han podido encontrar alteraciones en el funcionamiento de estas células que un día podrían dar lugar a tratamientos eficaces.

Este campo avanza a increíble velocidad. En otra investigación publicada en la revista PNAS, científicos de la Universidad de Stanford consiguieron convertir células de la piel de ratones en células que son capaces de formar todos los tipos de neuronas que hay en el cerebro. Hace un año, estos mismos científicos habían logrado pasar directamente de la piel a neuronas maduras sin el paso intermedio de generar células pluripotenciales. Ahora, lo que han obtenido son células madre nerviosas, especializadas en regenerar cualquier célula cerebral. Habrá que ver si esto mismo se consigue con células humanas, para evaluar el potencial curativo de estas nuevas células.

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¿Cómo adivinar el pensamiento?

Posted on 07/02/2012 by

Si vas aquí y ejecutas el archivo “palabras.wav”, podrás oir una voz que pronuncia una palabra en inglés (“water” es la primera), seguida de esa misma palabra pronunciada dos veces de modo un tanto deformado. Lo increíble es que esas dos palabras son las reconstrucciones realizadas por un ordenador, utilizando las ondas cerebrales captadas cuando una persona inconsciente las escuchaba.

La investigación, publicada en la revista PLoS Biology, es impresionante. Básicamente, los científicos utilizaron la información capatado por unos electrodos que habían sido implantados en el cerebro de varios enfermos para estudiar problemas de epilepsia. En concreto, los electrodos captaron las ondas de una región cerebral encargada de procesar los sonidos y transformarlos en fonemas, los “ladrillos” que dan lugar a las palabras. Durante 5 a 10 minutos, los investigadores pronunciaban palabras concretas, aisladas o en medio de una conversadión, y el resto lo hicieron los ordenadores: procesar las señales para generar unos patrones característicos de cada palabra. Después, un sintetizador de voz puede convertir esos patrones en sonidos que, como se aprecia en el audio al que me refería al principio, son bastante similares a la palabra original. Los científicos creen que con más horas de “entrenamiento”, los ordenadores podrían producir sonidos mucho más parecidos al original.

No hace falta tener mucha imaginación para darse cuenta de lo que esta tecnología puede significar para pacientes con enfermedades relacionadas con la audición o el habla. En este sentido, esta investigación es crucial para comprender cómo se procesan los sonidos y cuáles son las regiones del cerebro más importantes. Esto, a su vez, podría conducir a otras aplicaciones de mucho mayor alcance, como reproducir las verbalizaciones “internas”, o sea, las palabras que uno piensa. Se sabe que las mismas regiones cerebrales utilizadas para procesar el lenguaje se activan cuando uno “piensa” esas palabras. Por eso, esta tecnología podría llegar a reproducir esa voz interna, lo cual sería de enorme ayuda para enfermos con diversos problemas cerebrales que les impiden hablar, como un ictus o el Síndrome de enclaustramiento. Aún es pronto para pensar en aplicaciones inmediatas, pero seguro que no se harán esperar.

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Las huellas de la quimioterapia en el genoma

Posted on 02/02/2012 by

Hace pocos años unos investigadores estaban estudiando el efecto de la radioterapia sobre el genoma, y decidieron ver qué sucedía en los genes de los ratones cuyos padres habían sufrido radiaciones como las que se utilizan para curar el cáncer en humanos. Curiosamente, encontraron que la descendencia acumulaba más mutaciones que los propios ratones sometidos a la radiación. Ahora, en una investigación publicada en la revista PNAS, esos mismos científicos han descubierto que algo similar sucede con fármacos que se utilizan en quimioterapia.

Los investigadores trataron ratones con tres quimioterápicos bastante frecuentes en el tratamiento de cánceres humanos, y después analizaron una región concreta del genoma tanto en esos ratones como en sus descendientes. El resultado fue que el genoma se había hecho muy inestable en la descendencia, acumulando mutaciones a una velocidad superior a la habitual. Esto sucede especialmente cuando el ratón irradiado es el macho, aunque las mutaciones que aparecen en los descendientes se distribuyen por todo el genoma, tanto en la parte heredada del padre como de la madre.

Lógicamente, estos hallazgos podrían tener implicaciones importantes para las personas que reciben quimioterapia. De todas formas, los científicos lanzan un mensaje tranquilizador ya que la inmensa mayoría de los enfermos que sobreviven al cáncer después de una quimioterapia están en edades avanzadas y no tienen descendencia, por lo que esto sólo podría afectar a los que padecieron un cáncer en la infancia. Aún así, estos niños no tienen descendencia hasta años después de recibir la quimioterapia, situación muy distinta a la de los ratones de esta investigación. De hecho, los estudios realizados no han detectado ningún problema en los descendientes de personas que recibieron quimioterapia en la infancia.

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Alzheimer en un frasco de laboratorio

Posted on 31/01/2012 by

La enfermedad de Alzheimer es un tipo de demencia que afecta a un gran sector de la población, provocada por la muerte de células del cerebro. Aunque se conocen algunos detalles de las causas de la enfermedad, todavía son insuficientes para ofrecer a los enfermos y sus familias tratamientos efectivos. El problema es que no es posible estudiar directamente las neuronas alteradas por la enfermedad, así que los investigadores tienen que recurrir a biopsias obtenidas tras el fallecimiento de los pacientes, o al estudio de ratones, peces o moscas. Pero esto podría cambiar gracias a la utilización de la reprogramación celular, tal y como demuestra un artículo aparecido en la revista Nature.

Científicos de California han obtenido células de la piel de cuatro enfermos de Alzheimer y de dos donantes sanos y las han reprogramado en el laboratorio para convertirlas en células pluripotenciales, primero, y en neuronas, después. Esto les permitió estudiar en detalle las alteraciones que sufren esas células, información que podría ser de enorme utilidad para ensayar nuevos tratamientos directamente y de modo mucho más rápido.

La enfermedad de Alzheimer aparece en una forma familiar y en otra forma que los científicos llaman “esporádica”. Como los genes alterados en ambos casos son distintos, los investigadores reprogramaron células de dos pacientes con la forma familiar y dos con la forma esporádica. De este modo, pudieron obtener información sobre las distintas alteraciones que sufren estas células. En los enfermos, estas alteraciones ya se dan incluso mucho antes de que aparezcan los síntomas, por lo que además esta tecnología podría servir para hacer un diagnóstico precoz de esta terrible dolencia.

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Anti-inflamatorios contra el cáncer de colon

Posted on 26/01/2012 by

La relación entre inflamación y cáncer es conocida desde antiguo (de hecho, no hace mucho que hablábamos aquí de los efectos beneficiosos de la aspirina). En general, aquellas situaciones en las que un órgano sufre inflamación crónica suponen un riesgo elevado de que aparezca ahí un tumor, y esto es especialmente claro en el caso del cáncer de colon y recto. Investigadores de la Universidad de Texas acaban de publicar un estudio en la revista Nature Medicine que parece explicar por qué se da esta relación.

En las células tumorales de un cáncer intestinal se inactivan algunos genes que habitualmente frenan el desarrollo del cáncer. Este “silenciamiento” de los genes buenos se produce porque el ADN donde se alojan esos genes sufre una serie de modificaciones químicas. Utilizando ratones de laboratorio, los autores de este trabajo observaron que esos cambios genéticos coincidían con el aumento de una sustancia inflamatoria bien conocida, llamada PGE2. Mediante una serie de experimentos, comprobaron que la dichosa PGE2 es la responsable directa del silenciamiento de los genes protectores. De hecho, al tratar los animales con un cóctel formado por un anti-inflamatorio junto con otro fármaco que reactiva esos genes, el número y el tamaño de los tumores intestinales de los ratones disminuyeron dramáticamente.

La importancia de esta investigación reside en el hecho de que identifica un mecanismo claro mediante el cual la inflamación promueve el desarrollo tumoral, además de que -lógicamente- abre nuevas posibilidades para el tratamiento de estos cánceres.

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Recuperando la agilidad de las neuronas

Posted on 24/01/2012 by

He encontrado una perla en el último número de la revista científica The Journal of Neuroscience. Y es que parece que un equipo de investigadores de California ha descubierto la causa de que las neuronas vayan funcionando peor a medida que nos vamos haciendo mayores. El culpable parece ser una molécula llamada BDNF, vieja conocida de los neurocientíficos. Lo más interesante del asunto es que la reactivación del gen correspondiente hace que las neuronas “rejuvenezcan” un poco.

Con la edad, todos vamos acumulando un cierto deterioro cognitivo, debido a que las neuronas de nuestro cerebro tienen cada vez más dificultades para establecer buenas conexiones con sus vecinas. Estudiando ratas de laboratorio, los investigadores comprobaron que -con la edad- las neuronas de una región del cerebro llamada hipocampo forman conexiones cada vez más débiles debido a la disminución de la proteína BDNF. La causa de esto es que el gen que codifica dicha proteína está muy poco activo, porque con el tiempo se le han ido pegando moléculas “silenciadoras” aunque el gen en sí mismo está intacto.

Las implicaciones del estudio son claras, porque una vez que conocemos el mecanismo responsable podemos actuar sobre él. Por ejemplo, los científicos usaron fármacos para “despegar” las moléculas silenciadoras que están inactivando el gen, lo cual provocó -al menos en el laboratorio- la reactivación del mismo y un aumento en el número y en la fuerza de las conexiones entre neuronas. Esto hace pensar, como sugieren los autores del trabajo, que la reactivación del gen BDNF podría revertir el deterioro cognitivo asociado con el envejecimiento.

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También el ojo tiene células madre

Posted on 21/01/2012 by

La retina es esa capa del ojo que recibe la luz y la transforma en impulsos eléctricos que viajan hasta el cerebro. Las células que forman la retina, especialmente los famosos conos y bastones, descansan sobre una capa de células que les dan soporte y nutrientes, y que apenas se dividen durante la vida de una persona. Científicos de los Estados Unidos acaban de descubrir que esa capa también contiene algunas células madre con propiedades muy interesantes.

El trabajo, publicado en la revista Cell Stem Cell, demuestra la presencia de células madre en esa capa celular en los ojos de personas fallelcidas que los habían donado para la ciencia. Al crecer esas células en el laboratorio, los investigadores comprobaron que unas pocas eran capaces de dividirse casi indefinidamente. Lo más sorprendente es que además eran capaces de dar lugar a varios tipos distintos de células: del cerebro, del hueso o de la grasa. Y aún más. Al parecer, es posible obtener estas nuevas células madre incluso en ojos “viejos”, porque algunos de los donantes tenían más de 90 años.

Al margen de las evidentes aplicaciones terapéuticas que pudieran tener estas células madre para enfermedades de la retina como la retinosis pigmentaria o la degeneración macular, este hallazgo también podría explicar algunas enfermedades del ojo cuya causa no estaba muy clara hasta ahora. El tiempo lo dirá.

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