sábado, 18 de octubre de 2014

Un descubrimiento científico podrá ayudar al diseño de antibióticos en el futuro

Investigadores de la Universidad de Bristol se centraron en el papel de las enzimas bacterianas que cortan la estructura de los antibióticos, dejando estos de funcionar y haciendo a la bacteria resistente a los antibióticos
El nuevo hallazgo, publicado en la revista Chemical Communications, muestra que es posible probar cómo las enzimas reaccionan con ciertos antibióticos. Se espera que este descubrimiento pueda ayudar a los científicos a desarrollar nuevos antibióticos con un riesgo mucho menor de que se desarrolle resistencia; y a elegir los mejores medicamentos a la hora de tratar un determinado brote.
Usando una técnica que recibió un premio Nobel, denominada simulaciones de mecánica cuántica/ mecánica molecular (QM/MM), el equipo de investigación de bristol ha sido capaz de obtener una visión a nivel molecular de cómo unas enzimas bacterianas, denominadas beta-lactamasas, reaccionan con los antibióticos.
Los científicos querían conocer el aumento en la resistencia a las carbapenemas, una clase de antibióticos que actualmente se está empleando como de último recurso en muchas infecciones bacterianas. La resistencia a carbapenemas está volviendo a ciertos tipos de infecciones bacterianas como intratables, lo que provoca que infecciones menores se vuelvan muy peligrosas y potencialmente mortales.
Las simulaciones QM/MM revelaron que el paso más importante de todo el proceso es cuando la enzima se deshace del antibiótico seccionado. Si esto ocurre muy deprisa, la enzima es capaz de seguir seccionando antibióticos y la bacteria se vuelve resistente al antibiótico. Si por el contrario ocurre lentamente, la enzima se “atraganta” y no puede seccionar más moléculas de antibiótico, y la bacteria muere.
El ritmo en el que se produce la liberación del antibiótico seccionado, depende de la diferencia energética de la reacción, si la diferencia es grande, ocurre lentamente; si la diferencia es pequeña, ocurre más rápidamente.
“Hemos visto que podemos utilizar simulaciones informáticas para identificar qué enzimas rompen y eliminan los cabapenemas más rápido y cuáles lo hacen más lento. Esto significa que estas simulaciones podrán utilizarse en el futuro para probar enzimas y predecir y comprender la resistencia. Tenemos la esperanza de que podemos identificar cómo actúan frente a diferentes fármacos. Esta será una herramienta muy útil para desarrollar nuevos antibióticos y para ayudar a elegir qué fármacos pueden ser los más adecuados para tratar un determinado brote”, afirma el Profesor Adrian Mulholland, de la Universidad de Bristol.

Fuente: ScienceDaily

jueves, 16 de octubre de 2014

Descubierto un nuevo mecanismo que conduce al desarrollo de ceguera

Un hallazgo científico muy importante, llevado a cabo por investigadores del IRCM de Montreal, liderados por el doctor Michel Cayouette, ha sido publicado en el Journal of Neuroscience. El equipo de científicos descubrió que una proteína que se encuentra en la retina juega un papel esencial en el funcionamiento y en la supervivencia de las células sensibles a la luz, las cuales son necesarias para la visión. Este hallazgo puede tener un gran impacto en el conocimiento de las enfermedades retinales degenerativas, que causan ceguera.
Los investigadores estudiaron un proceso denominado compartimentalización, el cual crea y mantiene diferentes compartimentos en la célula, cada uno de los cuales contiene un determinado conjunto de proteínas. Esto es esencial para que las neuronas funcionen correctamente.
“Los compartimentos en una célula son como las diferentes partes de un coche. De la misma manera que la gasolina debe de estar en el tanque de combustible para que el coche pueda funcionar, las proteínas deben de estar en un determinado compartimento para poder llevar  cabo correctamente sus funciones”, Explica Vasanth Ramamurthy, primer autor del estudio.
Un buen ejemplo de compartimentalización se observa en un tipo de neuronas especializadas que son sensibles a la luz, situadas en la retina, denominadas fotorreceptores, las cuales están formadas por diferentes compartimentos, que contienen proteínas específicas esenciales para la visión.
“Nosotros queríamos comprender cómo la compartimentalización se logra en las células fotorreceptoras. Nuestro trabajo identificó un nuevo mecanismo que explica este proceso. Más específicamente, encontramos que una proteína denominada Numb actúa como un regulador del tráfico, para dirigir a las proteínas al compartimento adecuado” Dijo el Dr. Cayouette, director de la Unidad de Investigación en Neurobiología Celular del IRCM.
“Hemos demostrado que en ausencia de Numb, las células fotorreceptoras no son capaces de enviar las moléculas esenciales para la visión al compartimento correcto, lo que causa una degeneración progresiva de las células, para finalmente morir. Esto es importante porque se sabe que la muerte de las células fotorreceptoras causa enfermedades retinales degenerativas en seres humanos, que conducen al desarrollo de ceguera. Nuestro trabajo, por lo tanto, proporciona una nueva pieza para ayudarnos a comprender mejor cómo y por qué mueren las células”; añadió el DR. Ramamurthy, persona que llevo a cabo este proyecto.
“Creemos que nuestros resultados, pueden tener un impacto substancial en el desarrollo de tratamientos para las enfermedades retinales degerativas, como es la retinitis pigmentosa, proporcionando nuevas opciones para el tratamiento farmacológico, previniendo la degeneración de las células fotorreceptoras”; concluye el Dr. Cayouette.

Fuente: ScienceDaily

lunes, 13 de octubre de 2014

Un nuevo descubrimiento podría reducir las dosis de quimioterapia en el tratamiento del cáncer

No importa el tipo de quimioterapia que se emplee para el tratamiento del tumor, muchas células cancerígenas recurren a la misma táctica de supervivencia: Empiezan a comerse a sí mismas.
Científicos de la Brigham Young University han descubierto las dos proteínas que se emparejan y ponen en marcha este proceso, conocido como autofagia, que podría volver a los tumores más quimio-sensibles.
"Esto nos da una vía terapéutica para atacar la autofagia en los tumores", dijo Josh Andersen, un profesor de química de esta Universidad. "La idea sería hacer los tumores más quimio-sensible. Se podría atacar a estas proteínas, de tal manera que se bloquee el mecanismo de autofagia, lo que permitiría que con dosis más bajas de quimioterapia se pueda mejorar la supervivencia del paciente."
Con dosis más bajas, los efectos secundarios serían más leves. Varios laboratorios llevaron a cabo la búsqueda de este interruptor. Por una buena razón, varios laboratorios diferentes comenzaron a investigar con una proteína llamada Atg9 como su principal responsable y luego buscaron su cómplice entre miles de otras proteínas.
Pero el equipo de la Brigham Young University, compuesto principalmente por estudiantes predoctorales, tropezó en la búsqueda de forma inesperada, al investigar en una dirección diferente. Querían saber por qué las células cancerígenas producen en exceso una proteína denominada 14-3-3 zeta.
Usando tejidos de una biopsia de cáncer de mama, obligaron a las células tumorales a que sufriesen autofagia, privándolas de oxígeno y glucosa. En comparación con un grupo control, observaron que estas dos proteínas sólo se unen cuando son atacadas. Esto es debido a que el estrés hace que la proteína  Atg9 sufra una modificación que permite a la proteína 14-3-3 zeta que se una a ella, cambiando la célula cancerígena al modo supervivencia.
"Este enfoque único que hemos utilizado, en parte, por suerte, nos dio una ventaja", dijo Andersen. "Yo no creo que hubiéramos descubierto esto a través de los enfoques más convencionales."
Los resultados del estudio han sido publicados en la revista Molecular and Cellular Biology .
Andersen señala que ya existen varios medicamentos que podrían bloquear la autofagia y hacer más efectiva la quimioterapia. Uno de ellos se llama cloroquina, un medicamento contra la malaria inventado en 1934. En el caso de que este y otros inhibidores actuales puedan emplearse de forma segura o no sean efectivos, el estudio ofrece un plan para el desarrollo de un fármaco específico para esta acción.
Fuente: ScienceDaily

domingo, 12 de octubre de 2014

Una nueva terapia génica ofrece esperanzas para el tratamiento de la inmunodeficiencia combinada severa

Los investigadores han descubierto que la terapia génica usando un sistema de liberación modificada, o vector, puede restaurar el sistema inmune de los niños con inmunodeficiencia combinada severa (SCID-X1), enfermedad ligada al cromosoma X, un raro trastorno hereditario, potencialmente mortal que afecta principalmente a los varones. Los esfuerzos previos para tratar SCID-X1 con la terapia génica tuvieron éxito, pero aproximadamente una cuarta parte de los niños desarrollaron leucemia dos a cinco años después del tratamiento. Los resultados de un estudio financiado en parte por el Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas (NIAID) de los Estados Unidos, un componente de los Institutos Nacionales de Salud (NIH), sugieren que el nuevo vector es igualmente eficaz en la restauración de la inmunidad y puede ser más seguro que los métodos anteriores.
En esta patología, las mutaciones en un gen específico impiden el desarrollo de los linfocitos T que combaten las infeccioes. El tratamiento estándar para la SCID es el trasplante de células madre formadoras de células sanguíneas, pero algunos pacientes carecen de un donante adecuado. En la terapia génica, los médicos eliminan las células madre de la médula ósea del paciente, utilizan un vector para insertar un gen corregido y luego insertan las células madre corregidas al paciente. Los científicos sospechan que en los vectores utilizados en estudios anteriores pueden haber genes que controlan el ciclo celular, lo que contribuye a la activación de la leucemia.
En el estudio actual, nueve niños con SCID-X1 se sometieron a la terapia génica usando un vector diseñado por los investigadores del estudio. Siete niños desarrollaron linfocitos T funcionales a niveles comparables a los observados en estudios anteriores y se han mantenido sanos de uno a tres años después del tratamiento. Los análisis de los linfocitos T de los niños sugieren que el nuevo vector causa menos cambios genómicos que podrían estar vinculados al desarrollo de la leucemia. Los investigadores continuarán monitoreando los chicos para estudiar si desarrollan leucemia. De los otros dos niños, uno murió de una infección viral preexistente poco después de recibir la terapia, y uno no logró desarrollar linfocitos T corregidos y se le dio un trasplante de células madre de un donante no emparentado.


Fuente: ScienceDaily

miércoles, 8 de octubre de 2014

Investigadores identifican una diana terapéutica en el virus del Ébola

Un equipo de bioquímicos de a Universidad de Utah han informado del descubrimiento de un nueva herramienta para el desarrollo de un fármaco frente al virus del Ébola. Según han publicado en la revista Protein Science, han producido una molécula, conocida como péptido mimético, que presenta una región funcionalmente esencial del virus que se conserva universalmente en todas las variedades de ébola. Esta nueva herramienta puede ser utilizada como una diana para fármacos en el descubrimiento de agentes anti-Ébola eficaces contra todas las cepas conocidas y posibles futuras cepas.
Los científicos de Utah diseñaron un péptido imita de una región altamente conservada en la proteína que controla la entrada del virus en la célula huésped humana, iniciando así la infección. Es importante destacar que los investigadores fueron capaces de demostrar que esta diana peptídica es adecuada para su uso para pruebas de fármacos eficaces en test de alto rendimiento. Este tipo de test permiten una rápida identificación de nuevos fármacos potenciales de entre miles de millones de posibles candidatos.
Los  medicamentos experimentales que existen actualmente, sólo están generalmente dirigidos frente a una de las cinco especies de Ébola. "La creciente epidemia actual demuestra la necesidad de terapias efectivas virus Ebola de amplio alcance", dice el Dr. Tracy R. Clinton, autor principal del estudio. "Es importante destacar información de la secuencia viral de la epidemia revela cambios rápidos en el genoma viral, mientras que nuestra secuencia diana sigue siendo la misma. Por lo tanto, nuestro objetivo permitirá el descubrimiento de fármacos con el potencial para tratar cualquier epidemia futura, incluso nuevas cepas de virus de Ébola que aparecerán en el futuro ".
El ébola es un virus letal que causa una fiebre hemorrágica severa con una tasa de mortalidad de entre el 50 y el 90 por ciento. Hay cinco especies conocidas del virus. Los brotes se han venido produciendo con creciente frecuencia en los últimos años, y actualmente se está desarrollando un brote de Ébola sin precedentes de rápida expansión de propagación que afecta a varios países de África occidental, con consecuencias devastadoras. El desarrollo de un fármaco eficaz contra el Ébola para proteger a la gente de los brotes naturales y de exposiciones potenciales de bioterrorismo es una necesidad sanitaria global de urgencia. Actualmente no hay agentes anti-Ebola aprobados, pero actualmente existen una serie de medicamentos experimentales prometedores que están siendo trasladados actualmente a los ensayos clínicos para tratar la crisis actual.
Dr. Eckert señala: "A pesar de la tendencia actual de los ensayos clínicos se espera que conduzcan a un tratamiento efectivo para la especie Zaire, que está causando la actual epidemia, estos tratamientos son poco probables que sean eficaces contra futuros brotes de una especie de Ébola diferente o nueva".
De particular interés, este objetivo ha demostrado ser adecuado para el descubrimiento de inhibidores peptídicos de imagen especular (D-péptidos), que son fármacos candidatos prometedores. A diferencia de los péptidos naturales, los D-péptidos no son digeridos por las enzimas en la sangre. D-péptidos son también mucho más simples y menos costosos de producir en comparación con el actual enfoque más prometedor, los anticuerpos. El grupo de Utah ha desarrollado previamente inhibidores de la entrada del virus del HIV en la célula huesped, actualmente están en estudios preclínicos, y ahora se está adaptando este enfoque al Ébola, utilizando péptidos que imitan a los desarrollados en este estudio. En colaboración con Navigen, ya se han identificado varios D-péptidos inhibidores  prometedores. Actualmente este grupo está buscando financiación adicional para optimizar estos inhibidores y trasladarlos a los ensayos clínicos en humanos.


Fuente: ScienceDaily

lunes, 6 de octubre de 2014

La dieta puede alterar la microbiota intestinal, aumentando el riesgo de enfermedades inflamatorias

Los cambios en la microbiota bacteriana del intestino inducidos por la dieta pueden alterar la susceptibilidad padecer enfermedades óseas autoinmunes, al modificar la respuesta inmune, según han reportado los científicos del St. Jude Children’s Research Hospital. Los hallazgos han sido recientemente publicados en la revista Nature.
La investigación proporciona una idea de cómo los millones de bacterias y otros microorganismos que viven en el sistema gastrointestinal afectan la salud. Los microorganismos forman el microbioma intestinal, un ecosistema diverso en constante evolución que ayuda a la digestión y ayuda a “educar” a las células de nuestro sistema inmunitario que protegen contra las infecciones. La creciente evidencia sugiere que los cambios en la composición de este microbioma pueden contribuir al desarrollo de enfermedades que van desde el cáncer hasta enfermedades inflamatorias crónicas, como la esclerosis múltiple. Los mecanismos implicados, sin embargo, aún son desconocidos.
"Estos resultados son emocionantes porque ayudan a explicar cómo los factores ambientales como la dieta pueden influir en la susceptibilidad a padecer enfermedades autoinflamatorias", dijo el autor del estudio, el Doctor Thirumala-Devi Kanneganti, miembro del Departamento de Inmunología del Hospital St. Jude. "Mientras que varias líneas de evidencia han sugerido que la dieta puede afectar la enfermedad humana, el mecanismo molecular involucrado era desconocido hasta la fecha. Nuestros resultados demuestran que la dieta puede influir en el desarrollo de trastornos del sistema inmune, al alterar el microbioma gastrointestinal, sugiriendo que el microbioma gastrointestinal desempeña un papel en la regulación inmune".
El estudio se realizó en un modelo de ratón de la enfermedad inflamatoria del hueso que se desarrolla durante la infancia. Estos ratones tienen una mutación en el gen Pstpip2 que conduce al desarrollo de osteomielitis en una etapa temprana de la vida.
Los investigadores mostraron que el cambio de la composición nutricional de las dietas de los animales llevó a aumentos y disminuciones marcados de ciertas bacterias intestinales. Entre las bacterias afectadas se encuentran las del género Prevotella, que previamente se han relacionado con el desarrollo de la osteomielitis, la artritis, la enfermedad periodontal y otros trastornos inflamatorios en seres humanos.
Una dieta que limita el crecimiento intestinal Prevotella también protegió a los ratones del desarrollo de la osteomielitis. La misma dieta se asoció con la producción reducida de la molécula inmune denominada interleucina-1 beta (IL-1 beta) que promueve la inflamación. Trabajos anteriores del laboratorio de Kanneganti demostraron que la IL-1 beta incrementó el desarrollo de osteomielitis en este modelo animal. En este estudio, los investigadores informaron que los cambios dietéticos afectaron al suministro de IL-1 beta en las células inmunes denominadas neutrófilos.
Para confirmar la conexión entre el microbioma intestinal y la osteomielitis, los investigadores trataron a ratones que fueron alimentados con la dieta que promueven la enfermedad con un cóctel de antibióticos de amplio espectro. Tras este tratamiento, se redujeron los niveles de bacterias del género Prevotella y los niveles de IL-1 beta en el intestino; y un menor número de ratones desarrollaron osteomielitis.
En una serie de experimentos con probióticos, los investigadores demostraron que el trasplante de la microbiota intestinal de ratones sanos protegió del desarrollo de la osteomielitis al modelo animal mutante. Los probióticos son bacterias y otros microorganismos presentes en nuestro tracto gastrointestinal, que nos aportan un beneficio para la salud demostrado previamente. "Los resultados sugieren que los probióticos pueden proporcionar un método más específico para la supresión de la producción de IL-1 beta y proteger contra las enfermedades autoinflamatorias", dijo el primer autor del trabajo, el doctor John Lukens, un becario postdoctoral del Hospital.
La investigación también proporcionó detalles clave acerca de IL-1 beta y la regulación de los neutrófilos, que son parte de la primera línea de defensa del cuerpo. Los investigadores identificaron a las dos enzimas capaces de convertir la molécula de IL-1 beta de su forma inactiva a su forma pro-inflamatoria. Estas enzimas son la caspasa 1 y 8. La inactivación de estas dos enzimas conduce a una disminución dramática en la IL-1 beta en los ratones susceptibles y los protege del desarrollo de la osteomielitis.


Fuente: ScienceDaily

sábado, 4 de octubre de 2014

Nuevo hallazgo en los mecanismos moleculares causantes de la patogenicidad bacteriana

El secreto previamente desconocido de cómo interactúan nuestras células con una bacteria que causa una enfermedad grave se ha revelado en una nueva investigación llevada a cabo por microbiólogos en la Universidad de Nottingham.
Los científicos del Centro de Ciencias Biomoleculares de dicha universidad han arrojado nueva luz sobre cómo dos proteínas que se encuentran en muchas células humanas están controladas por el patógeno humano Neisseria meningitidis que puede causar meningitis y septicemia, dos condiciones potencialmente mortales.
Las proteínas, los receptores de laminina (LAMR1) y galectina-3 (Gal-3) se encuentran dentro y sobre la superficie de muchas células humanas. Investigaciones anteriores han demostrado que desempeñan diversas funciones en una variedad de enfermedades infecciosas y no infecciosas. Por ejemplo, el LAMR1 es un receptor clave utilizado por patógenos causantes de enfermedades y sus toxinas y es también un receptor clave en la propagación del cáncer por todo el cuerpo y para el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer.
Utilizando las últimas técnicas de fluorescencia biomolecular y de imagen confocal, los investigadores han demostrado que estas dos proteínas separadas pueden formar parejas compuestas por dos proteínas idénticas (homodímeros) o una proteína de cada tipo (heterodímeros), que son el objetivo de Neisseria meningitidis. También han identificado los componentes críticos que causan la formación de estos pares de receptores.
Estos nuevos conocimientos sobre mecánica en la relación a tres bandas entre las proteínas y los patógenos bacterianos podrían tener implicaciones importantes en el campo de la infección, la vacunación y en la biología del cáncer.
El profesor asociado de Microbiología, el Dr. Karl Wooldridge, dijo: "Hemos demostrado evidencia de la auto y mutua asociación de estas dos proteínas importantes y su distribución superficial característica en las células humanas. También hemos demostrado que estas proteínas son el objetivo del patógeno Neisseria meningitidis. Esto es significativo debido a que estas proteínas podrían ser utilizadas para desarrollar nuevas vacunas y tratamientos que podrían evitar la colonización de estas bacterias peligrosas, y también que podría proteger a la barrera hematoencefálica que se ve interrumpida en los casos de meningitis bacteriana ".
El co-investigador, el Dr. Jafar Mahdavi añadió: "Uno de los problemas del estudio de los receptores de laminina es que hay al menos dos formas de LAMR1 presentes en la superficie celular, llamada 37LRP y 67LR, y muchos estudios previos no has sido capaces de distinguir entre las dos formas . Hay anticuerpos disponibles pero la especificidad de estos era indistinra para los distintos tipos de receptor de laminina. En nuestra investigación hemos sido capaces de identificar qué anticuerpo detecta qué tipo específico de receptor.
El documento, publicado en el Royal Society Journal of Open Biology, informará sobre todo el campo de la investigación sobre el receptor de laminina, no sólo sobre la infección. El equipo de Nottingham dice que mediante el empleo de las bacterias como organismos modelo han aprendido a manipular los sistemas de biología celular, pudiéndose hacer una idea de cómo la ciencia médica puede manipular sistemas de células para el tratamiento del cáncer, la enfermedad de Alzheimer y otras enfermedades asociadas con el receptor de la laminina.


Fuente: Science Daily