Identifican las proteínas responsables de que las neuronas mantengan su identidad a lo largo de la vida

El mantenimiento de la identidad de las neuronas a lo largo de la vida, o lo que es lo mismo, de su aspecto y funciones características, depende de dos factores epigenéticos denominados CBP y P300, según acaba de descubrir un equipo liderado por el investigador Ángel Barco, del Instituto de Neurociencias, centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Miguel Hernández (España). Las proteínas CBP y P300 son los dos únicos miembros de la familia de las acetiltransferasas de lisina tipo 3 (KAT3). Actúan a nivel epigenético, es decir, introduciendo modificaciones químicas en el ADN sin alterar su secuencia, lo que permite aumentar la expresión de determinados genes.

En este trabajo, publicado en la revista Nature Communications, se demuestra cómo al eliminar simultáneamente a CBP y p300 en el cerebro de ratones, las neuronas pierden en pocos días sus conexiones sinápticas y su capacidad de responder a estímulos eléctricos, características necesarias para la funcionalidad del cerebro.

En ausencia de estas dos proteínas, las neuronas pasan a un estado indiferenciado, a “una especie de limbo celular”, pero no mueren. “Nos sorprendió que las células siguieran vivas. Esto se debe a que el programa de supervivencia celular, que llevan a cabo otros genes llamados de mantenimiento, no depende de las proteínas CBP y p300”, explica el científico del CSIC.

El equipo de investigadores ha demostrado que la eliminación conjunta de ambas proteínas en las neuronas excitadoras del cerebro anterior de ratones adultos conduce en pocos días a una severa disminución de la capacidad para coordinar movimientos (ataxia), retracción de las dendritas y reducción de la actividad eléctrica de las neuronas. Paralelamente, a nivel molecular tiene lugar una disminución de la regulación de los genes de las neuronas.

Representación artística de las neuronas del giro dentado. (Foto: Instituto de Neurociencias (CSIC-UMH))

Cada tipo de célula del organismo tiene un patrón de expresión génica característico, regulado a nivel epigenético, que determina su identidad y permite la existencia de la diversidad de tejidos y órganos. “Gracias a que expresan distintos genes, una neurona tiene unas características y realiza unas funciones distintas de un hepatocito en el hígado o un leucocito en la sangre”, aclara Barco.

Uno de los grandes interrogantes era cómo mantienen las células su identidad de una generación a la siguiente. Y en el caso de las neuronas, a lo largo de toda la vida, ya que estas células del cerebro no se dividen para dar lugar a otras nuevas, salvo un número muy reducido de ellas, localizado en lugares muy concretos del cerebro.

Lo que sí se sabía con anterioridad es que las proteínas CBP y P300 participan activamente en el proceso de diferenciación celular, por el que cada tipo de célula adquiere su morfología y funciones específicas, es decir su identidad. Y lo que ha demostrado ahora este trabajo es que precisamente estas dos proteínas son también las responsables de que esa identidad celular se mantenga a lo largo de toda la vida de las neuronas.

“La mayor parte de lo que sabemos sobre la reprogramación y el mantenimiento del destino celular proviene de estudios de la división celular, pero todavía no sabíamos qué hace que una neurona siga siendo una neurona durante toda la vida del individuo. Este estudio identifica de manera concluyente a las acetiltransferasas de lisina CBP y p300 como salvaguardias clave del destino celular y proporciona una visión esencial sobre cómo se preserva la identidad neuronal a lo largo de toda la vida”, detalla el investigador del Instituto de Neurociencias.

Se sabe desde hace tiempo que estas dos proteínas están vinculadas a algunos cánceres. Además, cuando los genes que codifican para una de ellas (CBP, y en menor medida p300) están mutados da lugar a un síndrome denominado de Rubinstein-Taybi, asociado a discapacidad intelectual y a comportamientos del espectro autista.

Estas proteínas también podrían jugar un papel importante en el envejecimiento, como explica el científico del CSIC: “Aunque una pérdida de identidad tan dramática como la que observamos en nuestro modelo, en el que eliminamos estas dos proteínas al mismo tiempo, no se da de forma natural, el envejecimiento y las patologías asociadas al mismo creemos que tienen que ver con un deterioro del epigenoma y una pérdida parcial de identidad de algunos tipos celulares, incluidas las neuronas”. (Fuente: CSIC/DICYT)

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Identifican abejas solitarias en el olivar como bioindicadoras del cultivo intensivo o ecológico

El Grupo de Ecología, Evolución y Conservación de la Vegetación Mediterránea, de la Universidad de Jaén (España), ha identificado 13 especies de abejas solitarias que anidan en cavidades sobre el suelo en olivares andaluces y dependen de las cubiertas vegetales para sobrevivir. Se trata de insectos que viven en solitario, no en colmenas, y pueden ser bioindicadores del tipo de cultivo aplicado: ecológico con cubierta herbácea o intensivo sin ella.

La investigación se centra en los polinizadores solitarios que forman parte de la biodiversidad que rodea al cultivo del olivo, ya que este árbol se poliniza por vía aérea, sin insectos. Entre ellos no aparece la abeja de la miel (Apis mellifera), pues su estructura es social y tiene consideración de ganado por su manejo con fines económicos. “Nos hemos centrado en las abejas solitarias que utilizan nidales, detectando en este trabajo 13 especies diferentes”, señala a la Fundación Descubre el investigador de la Universidad de Jaén Carlos Martínez-Núñez, co-autor del estudio ‘Plant-solitary bee networks have stable cores but variable peripheries under differing agricultural management Bioindicator nodes unveiled’, publicado en la revista Ecological Indicators.

El objetivo consistía en dilucidar la diferencia en las comunidades de abejas solitarias entre olivares intensivos, que carecen de cubierta vegetal, y ecológicos, con ella. Los resultados apuntan la abundancia de biodiversidad en estos ecosistemas. Por una parte, la alta variedad de plantas herbáceas que polinizan estas 13 especies, más de 68 de las alrededor de 300 que crecen. Por otra parte, la gran variedad de esos insectos.

El proceso de trabajo estuvo focalizado en las abejas que utilizan cavidades para anidar, de forma que los expertos ubicaron nidales en 18 olivares de cinco provincias andaluzas, la mitad cultivados en ecológico con cubierta vegetal. Estas estructuras resultan muy fiables para el estudio de redes de interacción (representaciones gráficas que muestran qué especie de abeja poliniza qué especie de planta, y con qué frecuencia), indica el investigador, pues una vez que la abeja ha depositado sus huevos en la cavidad, coloca junto a ellos polen y néctar recolectado en las cercanías para que se alimenten las futuras larvas. La relación entre cada especie de abeja y los pólenes que transporta resulta evidente.

Abeja en una cavidad en la que hay polen y néctar. (Foto: F. Descubre)

El material se lleva al laboratorio para analizar cada cavidad, identificando tanto la especie de abeja como las especies de polen que comparten habitáculo. Con esta información, los expertos construyeron las conexiones concretas entre insectos y vegetales, comparando las de los olivares intensivos con las de los ecológicos.

Después de dos años de estudio, los científicos constataron la existencia de tres abejas relevantes por su abundancia: Osmia submicans, Hoplitis adunca y Osmia caerulescens.

Dos abejas suponen un buen bioindicador. La presencia de O. Caerulescens evidencia un cultivo ecológico cuando el insecto ocupa la parte central del sistema planta-polinizador; es decir, establece relaciones con numerosas plantas. Por su parte, O. Bicornis también resulta un buen indicador, pues evidencia el manejo no intensivo del olivar, aunque en su caso la presencia se limita a relaciones periféricas, es decir, limitadas, en el sistema.

También identificaron las plantas clave para la alimentación de estos insectos. En concreto, la margarita –Calendula arvensis-, un tipo de crisantemo –Glebonis coronaria-, las viboreras –el género Echium-, la achicoria –Leontodon longirostris y Sonchus asper-, y diente de león –Taraxacum officinale-.

El investigador resalta el valor de la cubierta herbácea en el olivar, un cultivo que tradicionalmente la ha eliminado, como también se ha ignorado a los polinizadores.

En cuanto al efecto en estos insectos y en las redes de polinización de los distintos manejos agrícolas, la diferencia entre ecológico e intensivo no resulta fundamental, indica Martínez-Núñez. Las mismas especies de abejas y plantas forman el núcleo de las interacciones en uno u otro tipo de cultivo. No obstante, en la ‘periferia’, en las relaciones no estructurantes de este sistema, sí existe mayor riqueza en los olivares ecológicos.

El Grupo de Ecología, Evolución y Conservación de la Vegetación Mediterránea, de la Universidad de Jaén estudia ahora cómo afecta la restauración ecológica de un olivar a la presencia de abejas solitarias en general, no solamente las que anidan en cavidades. (Fuente: F. Descubre)

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Identifican los factores de cultivo que obtienen fresas con mejores propiedades y sabor

Un equipo de investigación de la Universidad de Huelva ha identificado los factores de cultivo que obtienen las fresas con mejores propiedades y sabor. Los expertos relacionan la calidad de las fresas, basada en indicadores sensoriales como el dulzor, el aroma o la forma del fruto; con indicadores nutricionales aportados por su composición química.

De esta forma, analizan la genética, la temperatura ambiental, el clima, el suelo donde se cultive este fruto, así como la época del año en la que se recolecte, y con estos datos los expertos prevén las propiedades que obtendrá la fresa antes de su cultivo. Los resultados pueden aplicarse para trazar sus orígenes y como recurso para optimizar la producción en función de los intereses del agricultor.

En el artículo ‘Multichemical profiling of strawberry as a traceability tool to investigate the effect of cultivar and cultivation conditions’ publicado en la revista Foods el grupo investigador define la composición química que posee cada uno de los tipos de fresa que han analizado. Concluyen que mayores cantidades de agua y temperatura, dependiendo de la época de recolección, determinará que la fresa sea más rica en polifenoles, compuestos beneficiosos por su función antioxidante. “Comparamos distintas variedades de cultivo y tipos de fresas. Hemos comprobado cómo su composición cambiaba dependiendo de factores climáticos como la temperatura, la radiación solar o las precipitaciones, y factores relacionados con la variedad de fresa, el cultivo y la época del año en la que se recolecte”, comenta a la Fundación Descubre la investigadora onubense Mª Ángeles Fernández Recamales.

Los expertos han aplicado técnicas analíticas y estadísticas durante dos años consecutivos, analizando la composición química de más de 60 muestras de distintas variedades de fresa: Aromas, Camarosa, Diamante, Medina y Ventana.

(Foto: F. Descubre)

Al comparar estas fresas con su correspondiente identidad genética, cultivadas en sistemas sin suelo y recolectadas en diferentes épocas del año, los investigadores han comprobado cómo cambian sus cualidades sensoriales y las han podido correlacionar con las condiciones climáticas existentes en cada campaña.

Tal y como exponen en su trabajo, los datos que extraen de la composición química de las fresas pueden establecer, entre otras cuestiones, la cantidad de azúcares, que influirán en el sabor de la fruta; los niveles de antocianos, implicados en la intensidad del color del fruto; o los niveles de polifenoles, que tienen propiedades antioxidantes y, por tanto, resultan beneficiosos para la salud.

A través del análisis químico identificaron, por ejemplo, que las variedades Camarosa y Ventana presentan las mejores cualidades nutricionales; mientras que Aromas y Ventana son los tipos con un color más intenso y brillante. “Con los resultados de este trabajo, el agricultor puede escoger qué propiedades quiere que tenga sus fresas y guiarse para cultivarlas en condiciones óptimas”, comenta la investigadora onubense.

Los investigadores apuntan también ventajas a la hora de evaluar la seguridad alimentaria de su proceso de producción. De esta forma, utilizan sus análisis para hacer un seguimiento de la fruta desde su suelo de origen hasta que llega a la mesa, garantizando su calidad.

En sus siguientes proyectos, el equipo de investigación contemplará si con esta metodología pueden encontrar cualidades concretas en el fruto en función de la zona geográfica de origen. “En un momento dado podríamos conocer el origen de la fresa y establecer diferencias entre las cualidades de las procedentes de Huelva frente a las de otros países como Turquía o Marruecos”, comenta la experta. (Fuente: F. Descubre)

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Identifican los tipos de células humanas más vulnerables al coronavirus

Un equipo internacional de especialistas ha identificado las clases de células humanas que parecen ser las más vulnerables a la infección por el coronavirus SARS-CoV-2, el culpable de la enfermedad pandémica COVID-19.

Estos científicos, entre quienes figura Alex K. Shalek, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge (Estados Unidos), buscaron células que expresan las dos proteínas que ayudan al virus SARS-CoV-19 a entrar en células humanas. Encontraron subconjuntos de células en el pulmón, las vías nasales y los intestinos que expresan ARN para ambas proteínas mucho más que otras células. Por lo tanto, estas células son las más susceptibles a la infección por el SARS-CoV-2.

En los pasajes nasales, los investigadores encontraron que las células caliciformes, que producen mucosidad, expresan ARN para las dos proteínas que el SARS-CoV-2 utiliza para infectar las células. En los pulmones, encontraron los ARNs de estas proteínas principalmente en las células llamadas neumocitos tipo II. Estas células recubren los alvéolos (sacos de aire) de los pulmones y son responsables de mantenerlos abiertos.

En los intestinos, encontraron que las células llamadas enterocitos de absorción, que son responsables de la absorción de algunos nutrientes, expresan los ARNs de estas dos proteínas más que cualquier otro tipo de células intestinales.

Esta imagen, captada mediante microscopio electrónico de barrido, muestra coronavirus SARS-CoV-2 (los objetos redondeados de color naranja) asomando de la superficie de células (marcadas en verde). (Foto: NIAID-RML)

Los investigadores esperan que sus hallazgos ayuden a guiar a los científicos que están trabajando en el desarrollo de nuevos tratamientos farmacológicos contra la COVID-19 o que están probando si algunos medicamentos ya disponibles para otras enfermedades podrían ser utilizados también para el tratamiento de la COVID-19. (Fuente: NCYT Amazings)

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Identifican la «huella metabólica» de la dieta mediterránea que permite prever la aparición de enfermedades cardiovasculares

Investigadores de la Universidad Rovira i Virgili-IIPSV, liderados por el catedrático Jordi Salas-Salvadó, de la Universidad de Navarra, con Miguel Ángel Martínez-González al frente y el consorcio PREDIMED (España), en colaboración con la Universidad de Harvard y el Instituto Broad de Estados Unidos, han identificado por primera vez una huella metabolómica (consistente en varios metabolitos que circulan por la sangre), relacionada con la adherencia a la dieta mediterránea. Esta huella metabolómica  predice la aparición de infarto de miocardio e ictus. El trabajo acaba de publicarse en la revista de la Sociedad Europea de Cardiología.

El equipo de investigación, compuesto por expertos internacionales en nutrición y metabolismo, determinó más de 300 metabolitos en muestras de sangre de 1.859 participantes del estudio multicéntrico español PREDIMED, realizado en pacientes de alto riesgo cardiovascular que recibieron un seguimiento durante una media de 5 años, y 6.868 participantes de tres grandes estudios en Estados Unidos realizados en población sanitaria (estudio de las enfermeras y estudio de los profesionales de la salud) con un seguimiento de más de 15 años.

En estos participantes se conocía, a través de cuestionarios dietéticos (escala de adherencia), su nivel de cumplimiento con el  patrón dietético tradicional mediterráneo. La innovación del estudio consistió en identificar un conjunto de metabolitos, denominados «huella metabólica» que se asociaron con la escala de adherencia a la dieta mediterránea. Para esta identificación se utilizaron algoritmos de inteligencia artificial que identificaron 67 metabolitos. Esta huella metabolómica se identificó en población española del estudio PREDIMED y se validó en población de Estados Unidos. La huella metabolómica de la dieta mediterránea incluye tanto metabolitos marcadores de ingesta como de efecto de la misma.

Esta huella metabolómica es un indicador más objetivo de la dieta mediterránea, y cuando se comparó con la escala de adherencia a la dieta mediterránea obtenida solo mediante cuestionario, la huella metabolómica en sangre predecía mucho mejor la presencia de diabetes o los niveles de algunos factores de riesgo cardiovascular, en comparación a la adherencia determinada a través de cuestionarios dietéticos.

(Foto: URV)

Lo más relevante es que esta huella metabolómica de la dieta mediterránea predijo en gran medida la posibilidad de que un individuo desarrollara con el paso del tiempo un infarto de miocardio o un ictus, tanto en los participantes del estudio PREDIMED como en los participantes de los tres estudios americanos.

Es la primera vez que se determina la huella de metabolitos relacionada con la adherencia a un patrón dietético como el mediterráneo. Esto abre grandes puertas a la hora de vislumbrar posibles vías metabólicas que expliquen los beneficios observados de la dieta mediterránea sobre la salud y la enfermedad en muchos estudios. Además, la huella metabolómica identificada promete evaluar de forma más objetiva y comprensible la adherencia y respuesta metabólica a la dieta, pudiendo ser útil en el futuro para individualizar mejor la dieta a seguir para la prevención de la enfermedad.

El investigador Jordi Salas-Salvadó, de la URV y del Instituto de Investigación Sanitaria Pere Virgili, cocoordina junto a la Universidad de Harvard y la Universidad de Navarra dos proyectos financiados por el National Institutes of Health del Departamento de Salud y Servicios Sociales de los Estados Unidos. Ello ha permitido este importante hallazgo entre los múltiples descubrimientos reportados en los cinco últimos años  en relación con diferentes estudios sobre metabolómica, enfermedad cardiovascular y diabetes que se están desarrollando en colaboración por investigadores del estudio PREDIMED pertenecientes a CIBERobn, diferentes universidades españolas y centros de investigación de nuestro país con investigadores de EE.UU., liderados por el profesor Frank HU. (Fuente: URV)

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Identifican nuevas variantes genéticas asociadas al cáncer colorrectal hereditario

Investigadores del CIBER de Enfermedades Hepáticas y Digestivas (CIBEREHD) en el Hospital Clínic de Barcelona e IDIBAPS (España) han identificado dos nuevas variantes genéticas implicadas en el cáncer colorrectal hereditario. El estudio, que acaba de publicarse en la revista Gastroenterology, ha demostrado la capacidad tumorigénica de dos mutaciones diferentes del gen FAF1, que juega un importante papel en la regulación del equilibrio entre la supervivencia y la muerte celular (apoptosis).

El cáncer colorrectal (CCR) es una de las neoplasias más frecuentes en todo el mundo, siendo responsable de un 8% de las muertes relacionadas con cáncer. Una alta proporción de los casos en este tipo tumores (12-35%) tienen agregación familiar. Sin embargo, en sólo un 5% de estos pacientes el origen de la enfermedad se ha asociado a genes que ya se sabe que juegan un papel ligado al proceso neoplásico. Por tanto, gran parte de estas formas hereditarias podrían deberse a mutaciones genéticas poco comunes aún por descubrir. Para el avance del conocimiento en este campo, en los últimos años, se están empleando técnicas de secuenciación del genoma de nueva generación (NGS) para detectar variantes desconocidas asociadas a este tipo de cáncer. Su identificación es clave para ayudar a controlar los cambios genómicos que desencadenan el desarrollo del cáncer colorrectal, así como para el diseño de terapias personalizadas.

En este nuevo estudio, los investigadores del CIBEREHD y del Clínic e IDIBAPS se centraron en la identificación de nuevos genes causales para la predisposición familiar al CCR, mediante la secuenciación del exoma (fracción de ADN del genoma que codifica la producción de proteínas) de familias con casos acumulados de este tipo de cáncer sin un factor genético asociado conocido. Para este trabajo se seleccionaron 75 pacientes de 40 familias con una fuerte agregación de casos de CCR. Para confirmar los hallazgos, también se secuenciaron genes específicos en una segunda cohorte de pacientes de 473 familias con este tipo de tumores.

Los datos de secuenciación del exoma completo de la primera cohorte permitieron seleccionar una variante patógena en el gen FAF1, un gen relacionado con la regulación de la apoptosis (muerte celular). Posteriormente, la secuenciación dirigida de FAF1 en la segunda cohorte, permitió identificar otra mutación en este gen. “FAF1 ha sido contemplado como un gen supresor de tumores, cuya regulación negativa puede contribuir a la tumorigénesis. Nuestra caracterización confirmó la participación de esta proteína en la resistencia a la apoptosis y la desregulación del ciclo celular”, explica Sergi Castellví, investigador del CIBEREHD y coordinador de este trabajo.

Grupo de investigación. (Foto: CIBER)

En concreto, los investigadores hallaron que las células que expresaban estas dos mutaciones eran más resistentes a la muerte celular, al tiempo que se observó una mayor actividad de NF-kB (complejo proteico que controla la transcripción del ADN) y una acumulación citoplasmática de ß-catenina (implicada en la regulación transcripcional). Además, estas células mostraron una tasa de proliferación más alta y capacidad de formación de colonias. “Todos estos resultados apoyan las consecuencias protumorigénicas del mal funcionamiento de FAF1”, señala el Dr. Castellví.

“El equilibrio entre la supervivencia y la muerte celular programada es un proceso homeostático importante que, cuando se interrumpe, puede facilitar el desarrollo de cáncer”, apunta el investigador. “Nuestros resultados respaldan la función supresora de tumores de FAF1, en línea con la hipótesis de que las mutaciones que afectan a su correcto funcionamiento podrían conducir al desarrollo de tumores”, concluye.

En este sentido, los investigadores apuntan al necesario análisis de grandes cohortes familiares de CCR para ampliar el conocimiento sobre la implicación de este y otros genes relacionados con la apoptosis en el cáncer colorrectal hereditario.

Todos los investigadores participantes en este estudio forman parte del CIBER en sus distintas áreas temáticas. En el mismo han participado, además de los investigadores del CIBEREHD en el Hospital Clínic y en el Institut d’Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer (IDIBAPS), investigadores del CIBER de Cáncer (CIBERONC) en el Instituto de Investigación Sanitaria San Carlos (IdISSC) y el en Institut d’Investigació Biomèdica de Bellvitge (IDIBELL), y del CIBER de Enfermedades Raras (CIBERER) en el IDIBAPS. (Fuente: CIBER/DICYT)

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Identifican grandes diferencias entre neuronas con receptores de dopamina

Una colaboración internacional con participación del INC ha demostrado que las neuronas de diversas áreas del cuerpo estriado que expresan los receptores de dopamina D2 tienen diferentes características moleculares y funcionales según su localización anatómica. La investigación, realizada en modelos de ratón y publicada en Nature Communications, avanza en el estudio de las subpoblaciones de neuronas y de estos receptores, y abre la puerta a diseñar fármacos más específicos para el tratamiento de enfermedades en las que la dopamina está alterada, como la esquizofrenia, las adicciones o la enfermedad de Parkinson.

El cuerpo estriado es una región cerebral encargada del control motor, la formación de hábitos, la toma de decisiones, la motivación y el sistema de refuerzo, entre otros cometidos, y su disfunción se asocia a enfermedades neurológicas y psiquiátricas. Uno de los neurotransmisores más importantes en esta región es la dopamina, que realiza una gran variedad de funciones biológicas, según el tipo de receptor al que se una.

El estudio publicado en Nature Communications se ha centrado en los receptores D2 y ha demostrado que, contrariamente a lo que se pensaba, no todas las neuronas del cuerpo estriado que expresan estos receptores tienen las mismas funciones, sino que la posición neuro-anatómica juega un papel clave en su papel. Los investigadores han descubierto centenares de marcadores moleculares dependiendo de la localización de las neuronas, que dan lugar a numerosas superpoblaciones neuronales.

“El estudio demuestra que en el cuerpo estriado hay una gran diversidad de subpoblaciones de neuronas. Identificarlas puede ser muy útil en el diseño de tratamientos para enfermedades en las que haya alteraciones en los niveles de dopamina, como la esquizofrenia, las adicciones o la enfermedad de Parkinson” explica Emma Puighermanal-Puigvert, investigadora del INC (Catalunya, España) y primera autora del artículo. “Esto nos puede permitir ser más específicos a la hora de dirigirnos selectivamente a las neuronas afectadas, y reducir así los efectos secundarios de los fármacos”. En el estudio han participado, también, los investigadores del INC-UAB Albert Quintana y Elisenda Sanz.

Diversidad neuronal en el cuerpo estriado. A la izquierda, una vista coronal de un cuerpo estriado de ratón, incluyendo el estriado dorsal y el núcleo accumbens, donde diferentes tinciones marcan las diversas poblaciones neuronales. A la derecha, una magnificación de la imagen, mostrando la gran variedad de subpoblaciones neuronales del estriado. (Foto: UAB)

El equipo de investigadores ha analizado en modelos de ratón, a través de diversas técnicas muy novedosas, de qué manera se expresan los genes de estas neuronas en las dos áreas principales del estriado: el estriado ventral, que básicamente consiste en el núcleo accumbens, y el estriado dorsal, y ha observado grandes diferencias entre las dos zonas. Dependiendo del área en la que se halle la neurona y del subtipo que sea, se expresan unas proteínas u otras, haciendo que cambien sus características y las tareas en las que se implica.

El trabajo ha profundizado también en el estudio de un tipo de neuronas, localizadas sobre todo en el núcleo accumbens, las que expresan la proteína WFS1, para analizar los efectos derivados de la supresión específica de sus receptores D2. El resultado es que los ratones realizan menos excavaciones, un comportamiento innato del que aún se desconocen los mecanismos neuronales implicados que los animales hacen para buscar alimento, hallar refugio o esconderse de un depredador. El equipo de investigadores también ha observado que, si se aumentan los niveles de dopamina de estos ratones, a través de la administración de anfetamina, presentan unos patrones de movimiento exagerados, demostrando el papel clave de estos receptores en la respuesta a psicoestimulantes.

Además de demostrar la gran complejidad y especificidad funcional de las diferentes subpoblaciones de neuronas que expresan el receptor D2, el estudio revela la posibilidad de manipular subpoblaciones neuronales determinadas para comprender mejor su función, tanto dentro de un contexto fisiológico como patológico. (Fuente: UAB)

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Identifican un biomarcador que detecta la existencia de aterosclerosis antes de tener síntomas

Investigadores del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC) y del Instituto de Investigación Sanitaria-Fundación Jiménez Díaz (IIS-FJD) de Madrid (España) han demostrado que una de las proteínas presentes en la placa de ateroma -colesterol acumulado en la pared de una arteria- en sus estados más iniciales podría usarse como biomarcador para detectar la aterosclerosis en la fase subclínica, antes de que se presenten los primeros síntomas.

El estudio, que se publica en The Journal of American College of Cardiology (JACC), concluye que la activación del sistema del complemento es uno de los cambios moleculares más característicos en las primeras etapas del desarrollo de la placa aterosclerótica. Además, muestra que los niveles plasmáticos de la proteína del complemento C5 podrían utilizarse para identificar a aquellas personas que presentan aterosclerosis subclínica de una forma no invasiva y con un coste económico menor. “Esta identificación precoz serviría para seleccionar a aquellos individuos en los que estaría recomendado realizar pruebas con técnicas de imagen más costosas, para evaluar su riesgo cardiovascular de forma más precisa”, señala el Dr. Jesús Vázquez, jefe de Laboratorio de Proteómica Cardiovascular del CNIC y uno de los coordinadores del estudio.

La enfermedad cardiovascular constituye uno de los mayores problemas de salud pública en el mundo. En España, en 2018, según datos del Instituto Nacional de Estadística (INE), fallecieron por enfermedad cardíaca cerca de 121.000 personas. Puede provocar infarto de miocardio o ictus, lo que la convierte en una de las principales causas de mortalidad de la población. “Dichos eventos se producen debido a la formación de placas de ateroma en las arterias, un proceso llamado aterosclerosis -explica el Dr. José Luis Martín-Ventura, del IIS-FJD, co-coordinador del trabajo-. Las placas de ateroma se pueden romper, liberando su contenido y activando la coagulación y la formación de trombos que obstruyen el flujo sanguíneo”.

(Foto: CNIC)

Sin embargo, la aterosclerosis es asintomática en la mayoría los casos y las causas de su desarrollo no se conocen bien. “Las terapias actuales se basan en el control de los factores de riesgo cardiovascular -niveles elevados de colesterol o de glucosa en sangre, hipertensión arterial, tabaquismo, sedentarismo, etc.-. Dichos marcadores tienen un valor limitado, ya que una parte de la población no los tiene y, a pesar de ello, también puede sufrir eventos cardiovasculares”, reconoce el Dr. Martín-Ventura.

Este trabajo forma parte del estudio PESA CNIC-SANTANDER (Progression and Early detection of Subclinical Atherosclerosis), un macroproyecto que se está realizando en el CNIC en colaboración con el Banco de Santander, en el que se estudia el desarrollo de placas ateroscleróticas en tres tipos de arterias -carotídeas, aórtico abdominales e ilio-femorales- en una población asintomática de trabajadores del Banco de Santander de entre 40 y 54 años de edad. El PESA CNIC-SANTANDER ha aportado información muy relevante sobre la importancia de la detección temprana de la aterosclerosis subclínica debido a su alta prevalencia en la población general.

En esta ocasión, los investigadores se plantearon estudiar los mecanismos implicados en el desarrollo temprano de las placas de ateroma y de identificar nuevos biomarcadores diagnósticos.

Para ello, diseñaron un estudio muy detallado sobre la composición molecular de las placas en sus estados iniciales, utilizando técnicas masivas de proteómica de última generación. Así descubrieron, entre otras cosas, que las placas de ateroma acumulan proteínas del sistema de complemento en sus etapas más precoces. La activación del complemento, un componente clave del sistema inmune, podría atraer células inflamatorias a la placa de ateroma, favoreciendo su progresión. “Esos resultados nos aportaron nuevas pistas sobre los mecanismos de la aterosclerosis y nos llevaron a considerar la posibilidad de que los niveles de esas proteínas en sangre se pudieran emplear para detectar la presencia de aterosclerosis”, asegura el Dr. Vázquez.

Los autores midieron los niveles de la proteína C5 (una de las proteína más representativas del complemento) en muestras de sangre de 360 voluntarios que participan en el proyecto PESA CNIC-SANTANDER. De esta forma, demostraron que la concentración de C5 es superior en los sujetos que tienen más de 2 placas ateroscleróticas. Además, estos resultados fueron validados en un segundo estudio independiente realizado usando 400 sujetos asintomáticos de ambos sexos.

Los autores concluyen que la activación del complemento es uno de los cambios moleculares más característicos en las primeras etapas del desarrollo de la placa aterosclerótica y que los niveles plasmáticos de C5 podrían usarse para identificar a personas con aterosclerosis subclínica y así seleccionar qué individuos precisan técnicas de imagen más costosas para evaluar su riesgo cardiovascular de forma más precisa. (Fuente: CNIC)

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