UN TRASPLANTE DE ROSTRO EXITOSO

Mitch ya no es el joven guapo de antes, pero la transformación de su cara en los últimos seis meses es asombrosa. Mirando a Mitch y a su bebé incluso podía apreciar el parecido familiar. 

Mitch tenía 20 años cuando un auto en el que viajaba como pasajero se estrelló contra un poste que contenía un cable eléctrico de 10.000 voltios. 

Intentó rescatar a otro pasajero, pero al hacerlo, recibió la descarga del cable sobre su pierna y su cara. Perdió la pierna y la mayor parte de su cara se abrasó. 

En los 10 años siguientes, los cirujanos trataron de reconstruirle el rostro, pero los resultados no eran del todo satisfactorios. 

Fue el nacimiento de su hijo Clayton lo que hizo que Mitch decidiese finalmente someterse a un trasplante facial completo, el tercero que se realizaba en Estados Unidos. 

"He tenido que ver a niños correr y esconderse detrás de sus madres porque se asustaban de mí", explica. "Entonces nació Clayton y no quería ver a más niños asustados de mí". 

Financiación
 
La operación de Mitch fue resultado de una inusual financiación conjunta entre los hospitales Brigham y de Mujeres de Boston y las fuerzas armadas de EE.UU. 

Con un número significativo de soldados que regresan de Afganistán e Irak con daños severos en la cara y el cuerpo, el Pentágono ha decidido financiar investigaciones para repararlas. 

También está financiando trasplantes de cara y manos. 

Encontrar un donante, sorprendentemente, no es tan difícil. El doctor Bohdan Pomahac, que ha realizado tres operaciones completas de cara y se prepara para otras cinco, dice que prefiere que el donante sea joven y del mismo sexo. 

La reconstrucción por computadora muestra que el trasplante de una cara femenina a un hombre daría un buen resultado, pero aún no ha sido intentado. 
Se trasplanta todo el grosor de la cara, pero lo que determina realmente el aspecto posterior del paciente es determinado por la estructura ósea de su cara.
 
La operación de Mitch transcurrió sin sobresaltos. Un equipo de cirujanos le retiró su vieja cara antes de que la nueva fuera implantada en el quirófano por el doctor Pomahac. 

Los cirujanos unieron las arterias del cuerpo de Mitch a la nueva cara y también conectaron tres nervios. Finalmente, cosieron la nueva cara, con nariz, labios y músculos. 

Toda la operación duró 14 horas. 

Katrina, la compañera de Mitch, es una antigua amiga del colegio, y comenzaron su relación hace varios años, mucho antes del trasplante. 

Dice que pronto se acostumbró a la cara dañada de Mitch y le aceptó por lo que era, aunque se daba cuenta de que Mitch era infeliz y evitaba salir de casa. 

¿Cuál fue su reacción tras el trasplante? "Creo que es una locura. El hecho de que la medicina haya llegado tan lejos, y lo que son capaces de hacer. Es simplemente sorprendente". 

Cuando le pregunté si le resultaba extraño besar en los labios de un hombre muerto, ella me contestó: "Nunca antes le había besado con los labios". 

Mitch dice que está volviendo a tener sensaciones en la piel de su cara y que ahora puede hacer cosas como alzar las cejas, fruncir los labios y sonreír. Espera que estas mejoras continúen. 

"Todavía hay carne de sobra en algunos lugares", dice, "pero me han dicho que cuando toda la recuperación acabe, me pareceré mucho a como yo era antes".
 
Reto de los trasplantes

Un problema importante de los trasplantes de cara y manos es que los pacientes tienen que tomar medicinas que suprimen la actividad del sistema inmunológico para que su cuerpo no rechace el nuevo órgano.
 
Esto hace que los pacientes sean más vulnerables a las infecciones y puede causarles que desarrollen enfermedades como la diabetes. 
Una nueva técnica desarrollada en la Universidad de Pittsburgh pretende reeducar al sistema inmunológico para que acepte el órgano trasplantado por medio de una infusión de médula osea del donante.

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CHIP que ambiciona funcionar como el cerebro

Investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés) diseñaron un chip de computadora que imita la forma en que las neuronas cerebrales se adaptan y reaccionan ante nueva información y nuevos estímulos.

Chips de ese tipo podrían eventualmente ayudar a la comunicación entre partes corporales creadas artificialmente y el cerebro.

De acuerdo con expertos, también podría allanar el camino para la fabricación de dispositivos basados en la inteligencia artificial.

Existen alrededor de 100.000 millones de neuronas en el cerebro, cada una de las cuales forma sinapsis con muchas otras neuronas.

Las sinapsis son conexiones entre neuronas que permiten que la información fluya en el cerebro.

El proceso es conocido como plasticidad neuronal y se cree que es el sustento de muchas de las funciones del cerebro, tales como el aprendizaje y la memoria.

Funciones neuronales
El equipo del MIT, dirigido por el científico Chi Sang Poon, diseñó un chip de computadora que puede simular la actividad de una sinapsis cerebral, la cual depende de los llamados canales de iones que controlan el flujo de átomos cargados como el sodio, el potasio y el calcio.

El "chip cerebral" tiene alrededor de 400 transistores que buscan imitar el circuito del cerebro.

La corriente fluye a través de los transistores de la misma manera que los iones se movilizan por los canales de iones en una célula cerebral.

"Nosotros podemos modificar los parámetros del circuito para que coincidan con los canales de iones específicos. Ahora tenemos una forma de capturar cada proceso de intercambio de iones que se produce en una neurona", indicó Poon.

Biología
Un grupo de neurobiólogos se mostró impresionado.

Esto representa "un avance importante en los esfuerzos por incorporar lo que conocemos sobre la biología de las neuronas y la plasticidad sináptica en chips", señaló Dean Buonomano, un profesor neurobiología de la Universidad de California.

"El nivel de realismo biológico es impresionante", añadió.

El equipo de investigadores planea usar el chip para construir sistemas que modelen funciones neuronales específicas, como los procesos visuales.

Dichos sistemas podrían ser mucho más rápidos que las computadoras, que tardan horas o incluso horas para simular un circuito cerebral.

El chip podría llegar a ser más rápido que el mismo proceso biológico.

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Científicos crean "célula artificial"

Investigadores dicen que es el primer paso hacia la creación de vida artificial a partir de un genoma sintético. El profesor J. Craig Venter (foto) dirigió la investigación.


 Científicos en Estados Unidos crearon lo que dicen es la primera célula controlada por un genoma sintético.

Qué supondrá la vida artificial?

Según los investigadores, éste es el primer paso hacia la creación de vida artificial y algún día se podrían crear bacterias para, por ejemplo, producir combustibles o ayudar a absorber gases contaminantes y resolver otros problemas ambientales.

Los científicos del Instituto J. Craig Venter, que ya habían creado el genoma sintético de una bacteria, ahora lograron trasplantarlo a otra y producir lo que dicen es una célula artificial.

Esta célula "programada" por su cromosoma sintético comenzó a replicarse y a producir una nueva serie de proteínas, expresan los investigadores en la revista Science.

"Hito"

Aunque algunos expertos describen el avance como un "hito en la historia de la biología y biotecnología", todavía, dicen, no se puede hablar de una forma de vida "verdaderamente artificial" porque el genoma sintético fue colocado en una célula natural.

"Ésta es la primera célula sintética que ha sido creada", afirma el profesor Craig Venter, quien dirigió la investigación.

"Y la llamamos sintética porque la célula se deriva totalmente de un cromosoma artificial, creado con cuatro botellas de compuestos químicos, un sintetizador químico y con información inicial de una computadora".

"Esto puede ser una herramienta poderosa para tratar de diseñar lo que queremos en biología. Tenemos una amplia variedad de aplicaciones en mente" señala el científico.

Hace más de una década el profesor Venter y su equipo comenzaron su proyecto para la creación de vida en el laboratorio determinando cuál era la información mínima necesaria para que un microbio pudiera existir.

La teoría era que a esa información se le podrían agregar genes capaces de convertir a ese microbio en una "fábrica" productora de compuestos útiles, como combustibles, fármacos y otras sustancias.

En 2007 los científicos informaron que habían logrado transferir el genoma natural de una bacteria, Mycoplasma mycoides, a otra bacteria, Mycoplasma capricolum, tomando el control de su funcionamiento celular.

Un año después, el equipo informó que había logrado crear un cromosoma sintético de la Mycoplasma mycoides utilizando bloques de material genético.

Ahora, los científicos combinaron ambos avances tomando el genoma sintético de la M. mycoides añadiéndole secuencias de ADN que sirvieran como "marcas" para distinguirlo del genoma natural.

Compuestos útiles

Los científicos insertaron secuencias cortas de ADN en levadura para modificar el genoma de la bacteria, posteriormente transfirieron cadenas medianas de ADN a una bacteria E. coli que nuevamente fueron insertadas en la levadura.

Eventualmente lograron producir un genoma con más de un millón de pares de bases de ADN.

 El paso siguiente de los investigadores fue trasplantar el genoma sintético de la M. mycoides a la M. capricolum.

El nuevo genoma, dicen los científicos, "puso en marcha" a las células recipientes. Y aunque 14 genes fueron eliminados o interrumpidos en la M. mycoides, ésta siguió siendo una bacteria normal y produciendo solo proteínas de M. mycoides.

En el laboratorio los científicos pudieron comprobarlo cuando apareció una colonia azul de bacterias que comenzó a reproducirse en la placa.

Cuando secuenciaron el ADN de la colonia confirmaron que la bacteria tenía el genoma sintético y que estaba produciendo proteínas de la M. mycoides y no de la M. capricolum.

"Fue claro que habíamos logrado transformar una célula en otra" expresa el profesor Venter.

"Pensamos que es un paso importante, tanto científica como filosóficamente. Ciertamente ha cambiado mi visión de la definición de lo que es vida y de cómo funciona la vida", agrega.

Otros expertos afirman sin embargo que aunque el avance es muy importante todavía es muy pronto para hablar de "vida artificial".

"Es un logro ciertamente asombroso" dice el doctor Anthony Forster, biólogo molecular de la Universidad de Vanderbilt, en Tennessee, Estados Unidos.

Pero subraya que "esta investigación ciertamente no creó una forma de vida verdaderamente sintética, porque el genoma sintético fue colocado en una célula que ya existía".

De cualquier forma, Craig Venter está ahora un poco más cerca de su objetivo final: la creación de microorganismos diseñados específicamente para producir compuestos útiles para la humanidad, como combustibles limpios como hidrógeno, sustancias absorbentes de gases de efecto invernadero, compuestos para purificar el agua y hasta limpiar derrames de petróleo.

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TR10: Ingeniería de células madre

Imitando las enfermedades humanas en una placa. 

El pequeño frasco de plástico en la mano de James Thomson contiene más de 1,5 mil millones de células del corazón cuidadosamente cultivadas en Cellular Dynamics, una startup con sede en Madison, Wisconsin. Derivan de un nuevo tipo de célula madre que Thomson, cofundador de la compañía, cree que mejorará nuestros modelos de enfermedades humanas y transformará la forma en que se los fármacos se desarrollan y se ponen a prueba.

Thomson, director de biología regenerativa en el Instituto Morgridge de la Universidad de Wisconsin, aisló por primera vez células madre embrionarias humanas en 1998. El aislamiento de estas células, que son capaces de madurar y convertirse en cualquier otro tipo de célula, marcó un hito dentro de la biología—pero también polémica, ya que el proceso destruye un embrión humano. Una década después, Thomson y Yu Junying, por aquel entonces postdoctorado en Wisconsin, alcanzaron otro hito: diseñaron una forma de crear células madre a partir de células adultas gracias a la adición de sólo cuatro genes que normalmente sólo están activos en los embriones. (El investigador japonés Shinya Yamanaka publicó simultáneamente un método similar.) Conocidas como células madre pluripotentes inducidas (células iPS), tienen las dos características definitorias de las células madre embrionarias: pueden reproducirse por sí mismas muchas veces, y pueden convertirse en cualquier tipo de célula en el cuerpo humano. Debido a que no se utilizan embriones humanos para crearlas, las células iPS solucionan dos problemas que hasta entonces habían sido la plaga de los investigadores: la protesta política y la escasez de material. 

Gran parte del interés en torno a las células iPS, y las células madre en general, surge de la posibilidad de poder sustituir tejidos dañados o enfermos. Sin embargo, Thomson cree que su contribución más importante será la de proporcionar una ventana sin precedentes dentro del desarrollo humano y las enfermedades. Los científicos pueden crear células madre a partir de células adultas de personas con distintos trastornos, tales como la diabetes, e inducirlas a diferenciarse en los tipos de células dañadas por la enfermedad. Esto podría permitir a los investigadores observar la enfermedad al tiempo que se desarrolla y rastrear los procesos moleculares que han acabado estando fuera de control.

A plazo más corto, las células iPS podrían revolucionar las pruebas de toxicidad de los medicamentos. Las células son "la primera fuente ilimitada de cualquier tipo de tejido humano", afirma Thomson, que fundó Cellular Dynamics para dar a las células madre un uso práctico. La compañía vende células del músculo cardíaco derivadas de sus células iPS a gigantes farmacéuticos como Roche, que las están usando para analizar fármacos experimentales a la búsqueda de efectos secundarios dañinos. Thomson espera que estas células ayuden a descubrir de forma temprana los problemas que puedan darse en el proceso de elaboración de medicamentos, ahorrando así miles de millones de dólares en investigación y pruebas. Por ejemplo, puesto que las células del corazón derivadas de iPS laten en las placas, los científicos deberían ser capaces de detectar que los fármacos alteran el ritmo del corazón. Los científicos también pueden usar las células para estudiar cómo funciona el corazón a un nivel molecular. Además, la compañía está desarrollando otros tipos de células, entre las que se incluyen células cerebrales y células hepáticas. Estas últimas son de particular interés para los investigadores farmacéuticos, dado que la toxicidad de los medicamentos a menudo se manifiesta en el hígado. "Tener un modelo que pudiera predecir la toxicidad antes de pasar a los humanos es muy valioso", afirma Chris Parker, vicepresidente y director comercial de Cellular Dynamics.

Mediante la generación de células iPS a partir de personas con diversos orígenes étnicos y condiciones genéticas, y de aquellas que han reaccionado mal ante ciertos fármacos, los científicos también pueden hacerse una idea mejor de cómo afectarán los compuestos a las distintas personas. Thomson y otros expertos ya han creado células iPS a partir de personas con esclerosis lateral amiotrófica, síndrome de Down, y atrofia muscular espinal, entre otros trastornos. Si bien aún no está claro el grado de precisión con que esas células reflejan las enfermedades específicas, las primeras investigaciones son prometedoras. Si tienen éxito, los investigadores esperan usar las células iPS para estudiar otros trastornos y desarrollar fármacos para su tratamiento. "Eso es lo que cambiaría fundamentalmente el modo en que se desarrollan los fármacos", afirma Kyle Kolaja, director de seguridad temprana y toxicología de investigación de Roche, que además está asociado con Cellular Dynamics.

La última década fue muy complicada para Thomson. Su trabajo sobre las células madre embrionarias humanas fue todo un avance, pero también trajo una intensa polémica y atención de los medios, haciendo que se volviese un poco solitario. Con el ascenso de las células iPS y Cellular Dynamics, Thomson está comenzando a volver a los escenarios. "Creo que el legado de las células madre embrionarias será que dieron lugar a las células iPS", señala. "Estas células se utilizarán de maneras creativas que ni siquiera podemos imaginar."

Fuente. Technology Review

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Piel humana para controlar aparatos electrónicos

Según los expertos, por medio de esta innovación será posible interactuar con los equipos de sonido, los teléfonos o las agendas electrónicas.

La piel humana podrá convertirse en una pantalla táctil para operar aparatos electrónicos, de acuerdo con científicos estadounidenses que desarrollaron un sistema llamado Skinput.

Por medio de esta innovación -aseguran los expertos- será posible interactuar con los equipos de sonido, los teléfonos o las agendas electrónicas simplemente tocándose el antebrazo u otra parte del cuerpo.

Desarrollado por la Universidad Carnegie Mellon y los laboratorios de investigaciones de Microsoft, el sistema utiliza sensores acústicos que captan sonidos de baja frecuencia y, mediante un brazalete con un minúsculo proyector, refleja en la piel humana un teclado o menú.

El Skinput es capaz de emplear tecnología inalámbrica como el Bluetooth para transmitir órdenes a teléfonos, iPods e incluso computadoras personales.

“La piel humana es el más novedoso dispositivo para ingresar datos”, le dijo a la BBC Chris Harrison, creador del sistema.

“Lo extraordinario del cuerpo humano es lo familiarizados que estamos con él”, añadió.

“Esto nos da una posibilidad de tener una exactitud que nunca conseguiríamos utilizando un ratón”.

Súbelo de un pellizco

Según explicó Harrison, un software ayudado por sensores puede permitir una variedad de funciones -como encender un aparato o modificarle el volumen- presionando diferentes partes del cuerpo humano.

Se puede, por ejemplo, lograr variaciones muy sutiles en un dispositivo electrónico con tan sólo un pellizco o un ligero movimiento muscular.

Pruebas iniciales indican que, luego de un entrenamiento de apenas 20 minutos, el usuario puede lograr que el sistema opere con más del 95% de exactitud.

Harrison todavía no es capaz de predecir cuándo el Skinput empezará a ser comercializado.

Sin embargo, pronostica: “En el futuro, tu mano podrá ser tu iPhone”.

Fuente. BBC MUNDO

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Investigación abre la puerta a la 'lectura' de los pensamientos

Un escáner cerebral revela fragmentos de películas de los recuerdos.

Un grupo de científicos ha leído la mente de varios voluntarios mediante un escáner después de haberles mostrado fragmentos de películas, de forma que han podido averiguar qué extracto estaban recordando en el momento de la "lectura".

La investigación, publicada en la revista científica Current Biology, se encuentra en fase experimental, por lo que la técnica empleada todavía tiene una capacidad limitada para discernir los pensamientos.

Sin embargo, el estudio abre la posibilidad a una "máquina de pensamientos" capaz de detectar lo que una persona está pensando y descifrar las pautas de la actividad cerebral, gracias a un escáner cerebral.

Los científicos llevan cerca de un siglo intentando descubrir los rastros de la memoria, ya que, aunque su existencia biológica está generalmente aceptada, su funcionamiento, localización y naturaleza siguen siendo un misterio.

Este estudio, dirigido por la profesora de neuroimágenes del University College de Londres, Eleanor Maguire, ha conseguido localizar la parte del cerebro donde se sitúa la memoria: una pequeña área situada en el hipocampo.

Maguire comprobó que esa zona, por ejemplo, estaba agrandada en los taxistas, obligados a memorizar las calles de Londres.

Para la investigación se mostró a diez voluntarios tres fragmentos de películas diferentes, de siete segundos, en los que aparecían tres actrices desempeñando distintas tareas: echando una carta al buzón, tirando una taza de café a un cubo de la basura y montando en bicicleta.

Los voluntarios, que estaban dentro de un escáner de resonancia magnética, vieron los clips varias veces y los científicos analizaron las pautas de actividad cerebral asociadas a cada extracto.

En la última fase del experimento se les pedía a los voluntarios que recordaran al azar los fragmentos y los investigadores fueron capaces de adivinar qué estaban recordando gracias a la actividad cerebral que veían por el escáner.

La investigación ha ido más allá al descubrir también la "memoria episódica", es decir, la secuencia de eventos diarios que constituyen la biografía de una persona.

Estos recuerdos de la "memoria episódica" son estables porque desencadenan la misma actividad cerebral cada vez que son rememorados, lo que permite que sean identificados y correctamente interpretados en cada ocasión.

"Hemos descubierto que nuestros recuerdos están representados en el hipocampo y ahora que sabemos dónde están localizados, podremos averiguar cómo se van almacenando los recuerdos y cómo van cambiando a lo largo del tiempo", señaló la profesora Maguire.

La científica británica advierte de que todavía es pronto para poder "leer" los pensamientos de la gente con el escáner, pero sí adivinar lo que están recordando.

"Cuanto más averigüemos de cómo se almacenan los recuerdos, más cerca estaremos de saber cómo rehabilitar a personas que hayan sufrido graves daños cerebrales", añade Maguire.

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Una molécula multiusos para la cirugía contra el cáncer

La molécula fluorescente ataca los tumores para guiar a los cirujanos y proporcionar imágenes antes y después de las operaciones.

Una nueva molécula diseñada para buscar y etiquetar células cancerígenas podría ayudar a guiar a los cirujanos hasta residuos escondidos de la enfermedad—una tecnología que algún día podría permitir una eliminación de tumores más completa e incrementar las probabilidades de supervivencia del paciente.

La etiqueta molecular, desarrollada por investigadores de la Universidad de California en San Diego (UCSD), funciona de dos maneras. Etiqueta las células cancerígenas con un marcador fluorescente para marcar los tumores y así identificarlos y eliminarlos durante la cirugía, y contiene un marcador magnético que puede usarse para evaluar la enfermedad a través de la toma de imágenes de resonancia magnética.

En dos estudios publicados recientemente en The Proceedings of the National Academy of Sciences, los investigadores de UCSD describen un novedoso marcador que se vuelve fluorescente en el infrarrojo cercano, que posee longitudes de onda lo suficientemente largas como para atravesar capas de tejido humano opaco y pueden ayudar a los cirujanos a encontrar células tumorales enterradas. En los estudios con ratones, los investigadores fueron capaces de encontrar y eliminar un 90 por ciento más de células cancerígenas residuales de lo que era posible con únicamente la luz visible. Y dependiendo del tipo de cáncer, fueron capaces de incrementar hasta cinco veces las cuotas de supervivencia a largo plazo del animal.

Cuando los tumores cancerígenos se manifiestan, el destino de la persona reside a menudo en las manos del cirujano—cuanto más completamente pueda el cirujano extraer un tumor, mejores son las probabilidades de supervivencia del paciente. No obstante, incluso los mejores cirujanos trabajan bajo condiciones limitadas, extrayendo sólo lo que ven y sienten, esperando haberlo sacado todo. Envían el tejido al laboratorio mientras el paciente aún sigue en la mesa de operaciones y, si el laboratorio determina que el tumor está rodeado de células sanas, vuelven a coser al paciente. Si no, deben continuar con los cortes hasta que las muestras de laboratorio vuelvan limpias.

Con la nueva molécula, “no sólo podemos llevar a cabo cirujías guiadas, sino que podemos mostrar un incremento en la supervivencia,” afirma Roger Tsien, bioquímico en UCSD así como investigador líder del proyecto.

Un pequeño número de investigadores están trabajando para proporcionar a los cirujanos una ayuda visual que les permita hacer el seguimiento de las células tumorales que se han separado de la masa principal—las encontradas alrededor de las fibras nerviosas, por ejemplo, o escondidas a la vista. No obstante, aunque algunos métodos de infrarrojo cercano parecen prometedores, otros métodos se basan en el uso de virus para insertar un marcador fluorescente (un método parecido a la terapia de genes, con cuestiones en cuanto a su seguridad), o no tienen la suficiente fuerza fluorescente para brillar a través del tejido humano.

Tsien, que compartió el Premio Nobel 2008 de química por su trabajo sobre la proteína verde fluorescente, creó junto a sus colegas una estructura de dos péptidos. Un péptido actúa como etiqueta fluorescente y magnética, y el otro mantiene la molécula neutral. En presencia de células tumorales, unas enzimas llamadas metaloproteinasas de matriz (MMPs) cortan al péptido neutralizante y permiten al etiquetante que entre en la célula. Una vez allí, la sonda dual permanece hasta cuatro o cinco días.

El nuevo marcador no solo proporciona una ayuda visual durante la cirugía, sino que también puede usarse para evaluar la presencia de un tumor antes y después. Los radiólogos podrían localizar tumores de forma magnética durante un escáner IRM pre-operación, los cirujanos podrían después seguir el mapa infrarrojo para eliminar todos los trazos de tumor brillante, y más tarde los radiólogos podrían llevar a cabo una IRM post-operación para asegurarse de que no queda evidencia de la enfermedad.

Scott Hilderbrand, químico del Centro para Investigación de Imágenes Moleculares del Hospital General de Massachusets, también está desarrollando sondas fluorescentes dirigidas. Señala que el funcionamiento de las piezas individuales de la técnica desarrollada por el equipo de Tsien ha sido probado por otros investigadores, “pero el hecho de ser capaces de hacer esto con un agente es uno de los mayores avanzes de este método.”

Los investigadores esperan ser capaces de añadir otra característica a su molécula. “Nos encantaría pensar que con esta fluorescencia hemos alcanzado al 100 por cien de las células, pero ese no es el caso,” afirma la cirujana Quyen Nguyen, una de los primeras autoras del estudio. Afirma que están trabajando para unir una tercera rama a la molécula, una que se vuelva tóxica en presencia de luz brillante. “Al final de la cirugía, podrías hacer brillar una luz que alcanzase la molécula fluorescente y la hiciera fototóxica. De esa forma, es posible matar a las células residuales,” afirma Nguyen.

Uno de los problemas del uso de MMPs, no obstante, es que no se expresan en todos los tipos de cáncer, y están presentes en algunos tejidos cancerígenos, incluyendo el hígado y en áreas de inflamación. “Los ratones con los que pusieron a prueba este método sólo tienen tejidos normales y cancerígenos, pero el cuerpo humano no es tan simple” afirma Hisataka Kobayashi, especialista en toma de imágenes moleculares en el Instituto Nacional contra el Cáncer de Bethesda, Massachusets, así como otra de las personas que trabajan en el ataque contra el cáncer mediante el uso de sondas fluorescentes.

Esa es la razón por la que los investigadores utilizar estas sondas para la guía quirúrgica, mediante la cual un cirujano experimentado es capaz de distinguir entre tejido cancerígeno y áreas inflamadas en cualquier lugar del cuerpo. Nguyen afirma que el mismo equipo está trabajando en la utilización de la molécula para distribuir componentes terapéuticos directamente en células cancerígenas, aunque señala que esto va a ser un poco más difícil.

Los investigadores están buscando otros usos potenciales para su molécula, tales como la iluminación de placas arteriales para identificar las que posean más riesgo de provocar una apoplejía o un ataque al corazón. Avelas Biosciences, una nueva startup con sede en San Diego, obtuvo la licencia de la tecnología de la sonda en 2009 y espera tener algo listo para los tests con humanos dentro de dos o tres años.

Fuente. Technology Review

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Células de la piel convertidas en células cerebrales

Un método sencillo muestra que las células podrían ser más flexibles de lo que se solía pensar.

 Las células de la piel conocidas como fibroblastias se pueden transformar en neuronas de forma rápida y eficiente gracias a sólo unos pocos ajustes genéticos, según informa una nueva investigación. Este tipo de conversión tan sorprendentemente simple, que no requiere que las células sean devueltas a un estado embrionario, sugiere que las células adultas diferenciadas son mucho más flexibles de lo que anteriormente se creía.
Si el estudio, publicado ayer en la revista Nature, se puede repetir con células humanas, proporcionaría un método más sencillo para la generación de neuronas de reemplazo a partir de pacientes individuales. Las células del cerebro derivadas de un injerto de piel serían genéticamente idénticas a las del paciente y por tanto eliminarían el riesgo de rechazo inmunológico—puede que este método se use algún día para tratar el Parkinson u otras enfermedades neurodegenerativas.

“Da hasta un poco de miedo ver lo flexibles que pueden ser los destinos de estas células,” afirma Marius Wernig, biólogo en el Instituto de Biología de Células Madre y Medicina Regenerativa en Stanford, que además dirigió la investigación. “Sólo se necesitan unos nuevos factores, y en cuatro o cinco días ya se observan signos de propiedades neuronales en las células.”

Hace tres años los científicos sacudieron en campo de la células madre con la demostración del proceso de inversión de células adultas al estado embrionario, con el uso de sólo cuatro factores genéticos. La investigación acerca de este tipo de células, conocidas como células madre pluripotentes inducidas (células iPS), se ha expandido desde aquel entonces por todo el mundo. Las células iPS se pueden diferenciar en cualquier tipo de célula, y demuestran ser muy prometedoras para los análisis de fármacos y las terapias de reemplazo de tejidos. Los científicos intentan en la actualidad seguir explotando esta recién descubierta flexibilidad celular mediante la conversión de células adultas directamente desde un tipo a otro.
En 2008, Doug Melton, Qiao Zhou y sus colegas de la Universidad de Harvard demostraron que era posible convertir un tipo de célula pancreática en otra, una hazaña que quizá algún día ayude a las personas con diabetes. La nueva investigación demuestra una transformación aún más dramática—la conversión de células de la piel en neuronas. Esto es particularmente impresionante debido a que el linaje de los dos tipos de células se separa de forma muy temprana durante el desarrollo embrionario. (Las investigaciones previas habían sugerido que las neuronas podían crearse a partir de músculo y células de médula espinal, aunque el destino de las células al final del proceso era más turbio.)

Para crear este potente cóctel molecular, los científicos comenzaron con 20 genes conocidos por su rol dentro del desarrollo neuronal y que sólo se encuentran en el cerebro. Todos los genes seleccionados eran también factores de transcripción, que se vinculan al ADN para regular la expresión de otros genes. Mediante el uso de un virus para hacer llegar cada gen a las células de la piel cultivadas sobre placas, el equipo descubrió que un gen en particular tenía la capacidad de convertir las células de la piel en lo que parecían ser neuronas inmaduras. Después de poner a prueba otros genes en combinación con el activo, los científicos encontraron una combinación de tres genes capaz de convertir de forma rápida y eficaz las células de la piel en neuronas.

Las células resultantes muestran todos los signos distintivos de las neuronas—expresan genes específicos de las neuronas, tienen la forma característica en forma de rama de las neuronas, y pueden formar conexiones eléctricas activas entre ellas y con neuronas normales recogidas del cerebro. “Mucha gente pensó que sería imposible transformar las células de esta forma,” afirma Zhou. “El hecho de poder convertirlas tan rápidamente y de forma tan eficiente es bastante sorprendente.”

El equipo de Wernig está intentando ahora replicar este fenómeno con células humanas. “Si podemos lograrlo, se abriría la puerta a unas áreas completamente desconocidas,” afirma. “Entonces podríamos derivar neuronas a partir de las células de la piel de un paciente, lo que hace que nos podamos saltar el complicado proceso de las células iPS.” El cultivo de células iPS puede resultar difícil, y el proceso toma entre cuatro y seis semanas, afirma.
Aún hay que determinar qué método funcionará mejor dentro de las distintas situaciones. Una ventaja de las células iPS es que son capaces de producir más células como ellas, y por tanto se pueden cultivar de forma indefinida y en grandes cantidades, afirma Sheng Ding, biólogo en el Instituto de Investigación Scripps, en La Jolla, California, y que no estuvo involucrado en la investigación actual.

Tampoco está claro en este último trabajo la forma exacta en que ocurre esta transformación tan notable. Las células genéticamente idénticas pueden tener identidades muy distintas gracias a la epigenética, que hace referencia a los distintos mecanismos que posee una célula para empaquetar su ADN. Este empaquetado regula qué genes son fácilmente accesibles en la células, lo que a cambio determina si se volverá una célula de la piel, del corazón o del cerebro.

A grandes rasgos, los científicos creen que los factores de transcripción utilizados en varias recetas de reprogramación alteran este tipo de empaquetado de ADN. “Necesitamos un entendimiento epigenético real y molecular real del mecanismo para poder manipular el sistema de forma más inteligente,” señala Zhou.
Los mecanismos responsables de la reprogramación directa podrían ser más complejos que los de la reprogramación de las células iPS. La conversión de células adultas en estado embrionario puede que simplemente requiera la eliminación de los marcadores epigenéticos. “Aunque cuando se hace una reprogramación de una célula somática a otra, no se pueden eliminar de forma aleatoria los marcadores epigenéticos,” afirma Zhou. “Hay que eliminar algunos y añadir algunos otros, así como mantener muchos de ellos intactos. La clave está en el reconocimiento de cuáles no tocar y cuáles cambiar.”

Antes de que la tecnología se pueda poner a prueba en terapias humanas, los investigadores probablemente tendrán que encontrar una combinación de componentes químicos capaz de alcanzar los mismos resultados que los genes utilizados en el estudio, puesto que las células modificadas genéticamente puede que desarrollen algún tipo de riesgo de cáncer (los científicos ya han logrado todo esto con las células iPS). Los investigadores también tendrán que mostrar que las células pueden funcionar de forma apropiada al ser transplantadas en el cerebro—Wernig tiene planes para poner esto a prueba en ratones modificados para que sufran una enfermedad parecida al Parkinson.

También es probable que la investigación provoque algún tipo de cambio de pensamiento en cuanto al destino de las células. “Durante mucho tiempo, se pensaba que las modificaciones epigenéticas eran extremadamente estables,” señala Wernig. “Antes de la oveja Dolly o las células iPS, se pensaba que las modificaciones epigenéticas eran irreversibles—una vez que se asentaban durante el desarrollo, no se podían cambiar. Aunque ahora sabemos que esto es absolutamente falso.”

Fuente. Technology Review

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Clonación

La clonación puede definirse como el proceso por el que se consiguen copias idénticas de un organismo ya desarrollado, de forma asexual. Estas dos características son importantes: § Se parte de un animal ya desarrollado, porque la clonación responde a un interés por obtener copias de un determinado animal que nos interesa, y sólo cuando es adulto conocemos sus características. § Por otro lado, se trata de hacerlo de forma asexual. La reproducción sexual no nos permite obtener copias idénticas, ya que este tipo de reproducción por su misma naturaleza genera diversidad. ¿Por qué es posible la clonación? La posibilidad de clonar se planteó con el descubrimiento del DNA y el conocimiento de cómo se transmite y expresa la información genética en los seres vivos. Para entender mejor esto hace falta recordar brevemente cómo “está hecho” un ser vivo. Un determinado animal está compuesto por millones de células, que vienen a ser como los ladrillos que forman el edificio que es el ser vivo. Esas células tienen aspectos y funciones muy diferentes. Sin embargo todas ellas tienen algo en común: en sus núcleos presentan unas largas cadenas que contienen la información precisa de cómo es y cómo se organiza el organismo: el ADN. Cada célula contiene toda la información sobre cómo es y cómo se desarrolla todo el organismo del que forma parte . Esto es así por una razón muy sencilla: todas las células de un individuo derivan de una célula inicial, el embrión unicelular o zigoto. Esta célula peculiar, que es ya una nueva vida, se obtiene de forma natural por la fusión de las células reproductoras, óvulo y espermatozoide, cada una de las cuales aporta la mitad del material genético (la mitad de los planos). En el zigoto tenemos ya la información de cómo va a ser el nuevo organismo: su sexo, sus características físicas, todo: los planos completos. A partir de ese momento esa información se ira convirtiendo rápidamente en realidad por dos procesos: la división celular y la especialización de las células. § El zigoto empieza dividiéndose en células que a su vez vuelven a dividirse. Así el embrión va creciendo: primero consta una sola célula, que se divide en dos, y luego en 4, 8, 16, etc. En cada división se hace una copia del ADN presente al inicio (fotocopias de los planos), para que cada célula tenga la información de cómo es todo el individuo. Millones de divisiones después, tendremos un organismo desarrollado compuesto de millones de células que tienen todas ellas toda la información, la misma contenida en el zigoto. § Conforme aumenta el número de células estas van especializándose y adquiriendo diferentes funciones. En las primeras etapas de la vida del embrión las células que lo constituyen no tienen unas características concretas, están poco especializadas, pero por eso mismo tienen mucha potencialidad: son capaces de transformarse en cualquier tipo celular, o incluso -en las primeras etapas- de dar lugar a un nuevo organismo. En el organismo adulto, sin embargo, las células ya tienen funciones bien definidas y pierden potencialidad. Esta especialización o diferenciación celular, viene determinada por el uso del ADN: cada célula utiliza sólo la parte del ADN que corresponde a su función. De modo que, aunque cada célula tenga toda la información, no la utiliza toda, sino sólo la parte que le corresponde. § Una precisión sobre las células reproductoras, óvulos y espermatozoides. Son una excepción a lo dicho hasta ahora, porque su material genético, su ADN, no es igual al del resto de las células del organismo: tienen la mitad de moléculas de ADN, para que al fusionarse con las aportadas por la otra célula reproductora den lugar a una dotación genética completa; y, además, cada célula reproductora de un mismo organismo recibe una mitad diferente del ADN característico de ese individuo. Ese es el origen de la diversidad en la reproducción sexual y la razón por la cual cualquier embrión producido por fecundación es una incógnita: hasta que crezca no conoceremos sus características. Teniendo todo esto en cuenta, cualquier célula del organismo adulto (células somáticas, no reproductoras) puede servir teóricamente para obtener un nuevo ser vivo de las mismas características, ya que tiene en su ADN la información de cómo es y como se desarrolla ese determinado organismo. Se trataría de tomar una célula cualquiera, exceptuando las células reproductoras que tienen una dotación incompleta, y conseguir que esa información se exprese, se ponga en funcionamiento y nos produzca otro ser. Clonar consistiría por tanto en reprogramar una célula somática para que empiece el programa embrionario. Una vez comenzado su desarrollo se implantaría en un útero, ya que de momento no es posible que los embriones lleguen a término fuera de un útero. Además, disponemos de tecnología adecuada, tanto para conseguir que las células vivan y crezcan fuera del cuerpo, mediante las llamadas técnicas de cultivo celular, como para implantar con éxito embriones generados in vitro, por las técnicas de manipulación de embriones. ¿Qué dificultades presenta? Sin embargo, pronto se comprobó que no es en absoluto fácil conseguir un nuevo ser a partir de una célula cualquiera del organismo adulto. La clonación, por el contrario, presentaba dificultades aparentemente insuperables. Las células de distintos tipos que constituyen el ser vivo pueden vivir y crecer en cultivo, pero es muy difícil que den lugar a un nuevo individuo: se limitan a dividirse y producir más células especializadas como ellas. Aunque tienen la información de cómo hacer el ser vivo, la especialización ha hecho que “pierdan memoria”: sólo recuerdan la parte de información que usan habitualmente, y no pueden reprogramarse y empezar de cero a producir un nuevo ser. O al menos esto se pensaba hasta que se publicó la existencia de Dolly.

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El año en cuanto a biomedicina

Avances en fármacos anti-edad, cirugía cerebral acústica, vacunas contra la gripe—y el secreto del cociente intelectual.

Avances en fármacos anti-edad, cirugía cerebral acústica, vacunas contra la gripe—y el secreto del cociente intelectual.

Puede que al echar la vista atrás sobre el año 2009 lo recordemos como el año en que la secuenciación del genoma humano por fin se volvió lo suficientemente rutinaria como para generar información médica útil ("Un momento decisivo para los genomas personales"). El número de genomas secuenciados y publicados subió desde dos o tres hasta aproximadamente nueve, con otros 40 genomas aproximadamente sin publicar aún. En algunos pocos casos, los científicos han logrado hallar la causa genética de una enfermedad mediante la secuenciación de genoma de la persona afectada.

Los científicos también han secuenciado los genomas de varios cánceres, comparándolo con la secuencia del genoma normal del paciente para encontrar los errores genéticos que podrían haber provocado que las células se volviesen cancerígenas y se diese la metástasis ("Secuenciación de tumores para determinar tratamientos directos"). Los resultados sugieren que incluso los tumores de grado medio y bajo pueden ser genéticamente heterogéneos, lo que podría resultar problemático para los fármacos destinados a atacar cierto tipo de moléculas. Esto nos conduce a la necesidad de desarrollar nuevas estrategias para el suministro de fármacos y tratamientos contra el cáncer.

Este año nos trajo más buenas noticias para los ratones en fase de envejecimiento y, quizá, también para los humanos, puesto que los científicos identificaron el primer fármaco capaz de extender la esperanza de vida en los mamíferos ("Se halla el primer fármaco que logra extender la esperanza de vida en los mamíferos"). Se descubrió que el Rapamycin, un fármaco fungicida utilizado para prevenir el rechazo de los órganos transplantados, lograba aumentar la longevidad de un 9 a un 13 por ciento incluso al ser administrado a ratones con edades equivalentes (en la vida de un ratón) a los 60 años. Con anterioridad, la ingeniería genética y la restricción calórica—una dieta nutricionalmente completa pero muy baja en calorías—eran los únicos métodos probados para extender la esperanza de vida en los mamíferos.

Debido a su potente efecto inmunosupresor, el fármaco no es apropiado para esta aplicación en humanos. Sin embargo los investigadores han descubierto que la interrupción de parte de la misma vía de señalización provoca los mismos beneficios en cuanto a la extensión de la vida ("Una fuente genética de juventud"). Los ratones con la proteína relevante desactivada mostraron unas capacidades motoras superiores, huesos más fuertes y una mejor sensibilidad a la insulina que sus compañeros sin alterar. Sin embargo los ratones macho, aunque mantuvieron su estado de buena salud, no lograron extender su esperanza de vida (En comparación, la restricción calórica aumenta la longevidad en alrededor de un 50 por ciento.) En la actualidad los científicos tienen como objetivo desarrollar un fármaco que se enfoque en esta vía, que se cree que actúa como una especie de medidor de la cantidad de comida disponible en el entorno.

La aparición durante el mes de abril de una nueva cepa de virus pandémica, la H1N1, renovó rápidamente el interés en la creación de nuevos métodos para la fabricación de vacunas ("Nuevas vacunas contra la gripe porcina"). Por primera vez durante una pandemia activa, las compañías farmacéuticas fueron capaces de utilizar métodos de producción más rápidos basados en células para crear vacunas contra el virus, además del método tradicional basado en huevos (Ninguno de estos métodos ha sido aprobado aún para su uso en los Estados Unidos—la vacuna disponible en la actualidad fue fabricada con huevos.) En noviembre, un panel asesor de la Administración de Alimentos y Medicamentos de los EE.UU. declaró que un nuevo método para la producción de vacunas contra la gripe en células de insectos, aunque efectivo, necesita someterse a más tests de seguridad antes de que pueda aprobarse ("Se retrasa la creación de vacunas contra la gripe basada en orugas"). La vacuna, desarrollada por Protein Sciences, con sede en Meriden, Connecticut, utiliza una única proteína del virus para iducir la inmunidad, en vez de una versión muerta o debilitada del virus. Hay otras dos compañías que han comenzado pruebas clínicas de vacunas contra la gripe hechas a partir de partículas parecidas a los virus—carcasas de proteínas que se parecen a los virus pero no contienen ADN viral ("Distribución más rápida de impostores de virus").

Un nuevo método para llevar a cabo cirugías cerebrales, puesto a prueba por un equipo suizo con anterioridad este año, permite a los cirujanos quemar pequeños trozos de tejido cerebral con el uso de ondas de sonido especializadas y sin tener que llevar a cabo grandes cirugías ("Cirugía cerebral con ondas de sonido"). Los neurocirujanos utilizaron una tecnología desarrollada en Insightec, una compañía de tecnología de ultrasonido con sede general en Israel. El método emplea un tipo de ultrasonido enfocado de alta densidad (HIFU, en sus siglas en inglés) para actuar en el cerebro. (El HIFU es distinto del ultrasonido utilizado para propósitos de diagnóstico, tales como los análisis prenatales, y con anterioridad se había utilizado para eliminar fibroides uterinos.) Unos haces procedentes de una matriz de más de 1.000 transductores de ultrasonido se enfocan a través del cráneo en una pequeña porción de tejido muerto, calentándola y destruyéndola. En el estudio, nueve pacientes con dolor debilitante crónico informaron acerca de un alivio inmediato del dolor después del procedimiento.

Los científicos también esperan usar las tecnologías desarrolladas para el HIFU en la modulación de la actividad cerebral, utilizando un tipo de ultrasonido enfocado de baja intensidad para activar las células nerviosas ("Tratamientos cerebrales con ondas de sonido"). Este método podría algún día proporcionar una alternativa menos intrusita a la estimulación profunda del cerebro. Este procedimiento, mediante el cual se implantan unos electrodos que estimulan ciertas partes del cerebro, es un tipo de tratamiento cada vez más común para la enfermedad del Parkinson y otros problemas neurológicos.

Otra novedad en cuanto al cerebro vino dada por el descubrimiento por parte de los científicos de que nuestro IQ, o inteligencia general, depende en gran parte de nuestra materia blanca—la capa grasienta de aislamiento que cubre el cableado neuronal del cerebro ("Imágenes cerebrales revelan el secreto de un elevado coeficiente intelectual"). Utilizando un método para la obtención de imágenes cerebrales conocido como imágenes por tensor de difusión, los investigadores analizaron el cableado neuronal de 92 pares de mellizos y gemelos y descubrieron una fuerte correlación entre la integridad de la materia blanca y el rendimiento durante un test de IQ estándar. Además, los investigadores descubrieron que la calidad de la materia blanca viene determinada en gran medida por la genética. En la actualidad están a la búsqueda de variantes genéticas asociadas a la materia blanca y el cociente intelectual.

Un artículo en el número de noviembre de la revista se dedicó a explicar con más detalle el secreto de la inteligencia, revelando que podría estar determinada por la función y eficiencia de las redes dentro del cerebro, en vez del número de neuronas o el tamaño de cualquier región en particular.

Fuente. http://www.technologyreview.com

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Un implante para combatir el cáncer

Un disco de polímero reduce los tumores en roedores mediante la provocación de un ataque inmunológico.

En un nuevo esfuerzo para combatir el cáncer, un grupo de científicos de la Universidad de Harvard han diseñado un disco implantable creado para atraer a las células inmunes y prepararlas para atacar a los tumores. Según un estudio publicado hoy en Science Translational Medicine, los ratones con tumores de melanoma hubiesen tenido más probabilidades de sobrevivir si se les hubiese implantado el dispositivo, y los tumores desaparecieron en la mitad de los animales vacunados. Los investigadores creen que el implante provoca una respuesta inmune más amplia que las vacunas tradicionales, y por tanto podría ser más efectivo. Una startup llamada InCytu, con sede en Lincoln, Rhode Island, está desarrollando actualmente el tipo de tecnología necesaria para las pruebas en humanos.
En la actualidad se están poniendo a prueba varias vacunas para el tratamiento de diversos tipos de cáncer, aunque ninguna ha sido aprobada aún por la Administración de Alimentos y Medicamentos de los EE.UU.. Al contrario que con las vacunas tradicionales, las vacunas terapéuticas contra el cáncer están diseñadas para detener o invertir el curso de la enfermedad después de que se haya desarrollado. Gardasil, la vacuna de Merck contra el papilomavirus humano, está considerada una vacuna preventiva contra el cáncer y actúa de forma similar a las vacunas tradicionales. Ayuda a prevenir el desarrollo del cáncer cervical y detiene la infección viral—aunque es incapaz de tratar los cánceres cervicales ya existentes.

Aunque existen varios tipos de vacunas contra el cáncer, el método general consiste en provocar al sistema inmunitario para que reconozca y destruya a las células portadoras de marcadores cancerígenos específicos. El sistema inmunitario se puede ajustar para combatir las células cancerígenas mediante la inyección en los pacientes de molécula específicas y vinculadas a los distintos tipos de cáncer, o mediante la inyección de células cancerígenas irradiadas. Los científicos también han intentado mejorar este proceso mediante el entrenamiento de las células inmunes en un entorno controlado fuera del cuerpo—las células se aíslan de la sangre del paciente y se exponen a moléculas específicas del cáncer. Después las células inmunes preparadas se inyectan de nuevo en el paciente, donde viajan hasta los nódulos linfáticos y provocan una respuesta inmune contra el cáncer.

Sin embargo, el problema con este método es que pocas células sobreviven al proceso de transplante, lo que hace difícil que los nódulos linfáticos monten una respuesta inmune potente. David Mooney y sus colegas de la Unviersidad de Harvard han desarrollado un método que permite que este entrenamiento inmune controlado tenga lugar dentro del cuerpo. Un andamiaje de polímero, hecho del mismo material utilizado en los puntos de sutura biodegradables y otros productos quirúrgicos, es impregnado con citoquinas, unas moléculas de señalización producidas por el sistema inmune y capaces de atraer a unos tipos de células inmunes conocidas como células dendríticas. “Las citoquinas se difuminan entre el tejido y las células dendríticas se adentran con ellas,” afirma Mooney.

El polímero también está empaquetado con pequeños fragmentos de material genético diseñado para imitar al ADN bacteriano. Estos fragmentos envían una señal a las células dendríticas avisándolas de que un invasor extranjero está presente. También hay una serie de piezas del tumor del paciente, que muestran a las células el objetivo a atacar. Las células dendríticas recogen estas moléculas al tiempo que se mueven a través del andamiaje. Después las células viajan a los nódulos linfáticos, donde introducen las moléculas a atacar y generan una respuesta inmune. “Cuando el implante está en el cuerpo, el sistema inmunitario lo ve como un material peligroso y lo ataca,” afirma Tarek Fahmy, bioingeniero de la Universidad de Yale y que no estuvo involucrado en el estudio.
En aquellos ratones con tumores de melanoma establecidos, la vacuna detuvo significativamente el crecimiento de los tumores e incremento el tiempo de supervivencia de los animales. Además, los tumores desaparecieron completamente en entre un 20 y un 50 por ciento de los animales a los que se les suministraron dos vacunas, dependiendo del tiempo durante el que los tumores hubiesen estado creciendo. Los investigadores afirman que esto es algo significativo, puesto que la mayoría de las vacunas contra el cáncer consideradas efectivas en los ratones también han demostrado la capacidad de prevenir la formación de tumores en vez de disminuir los tumores ya establecidos. Sin embargo, es difícil comparar distintos modelos de cáncer en roedores, puesto que pueden variar considerablemente.

La efectividad del implante podría residir en la respuesta inmune que provoque, afirma Mooney. Parece generar la formación de distintos tipos de células dendríticas, lo que podría hacer que el sistema inmunológico se hiciera más potente. También parece anular una parte del sistema inmunológico que normalmente neutraliza la respuesta una vez que ha sido activada—mantener activado el sistema inmune podría ser importante a la hora de prevenir que los tumores se vuelvan a reproducir. “Esto es algo muy novedoso y extremadamente importante dentro de la inmunoterapia del cáncer,” afirma Fahmy.

Como suele ocurrir con los nuevos tratamientos de cáncer, es difícil predecir cómo se traducirán estos descubrimientos una vez se apliquen en humanos. Existen vacunas contra el cáncer que han demostrado tener éxito en modelos animales para después fallar al ser aplicadas durante pruebas clínicas con humanos.

Fuente. Technology Review

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Lentes de contacto que responden a la luz

Unos tintes sensibles a la luz UV, incrustados en lentes de contacto, se adaptan rápidamente a los cambios de luz.

Las lentes de transición—que se oscurecen automáticamente en respuesta a la luz del sol brillante—llevan utilizándose en las gafas de sol desde hace 40 años. Sin embargo, adaptar esta flexibilidad a las lentes de contacto ha sido un reto hasta ahora. Un grupo de investigadores de Singapur acaba de desarrollar unas lentes fotocrómicas, capaces de oscurecerse al ser expuestas a la luz ultravioleta, protegiendo a los ojos contra los dañinos rayos, y con la habilidad de volver a su estado normal en ausencia de rayos UV.
La clave radica en un nuevo tipo de polímero enlazado con una intrincada red de túneles a nanoescala que se rellenan con tinte. Los estudios iniciales han demostrado que la tecnología tiene un rendimiento más rápido que la transición en las gafas de sol actualmente disponibles en el mercado, afirma Jackie Ying, directora del Instituto de Bioingeniería y Nanotecnología (IBN) en Singapur, y desarrolladora de las lentes. La investigación es parte de un esfuerzo más amplio en IBN para desarrollar nuevos materiales para lentes de contacto que sirvan para suministrar medicamentos y diagnosticar enfermedades.
Las gafas de transición convencionales tienen una capa de millones de moléculas de tinte fotocrómico, transparentes al no estar expuestas al sol. Estas moléculas cambian su forma cuando la luz UV las alcanza, permitiendo que absorban la luz UV y provocando el oscurecimiento de las lentes. Cuando la luz UV desaparece, las moléculas cambian a su forma original y apariencia transparente.
En el pasado se han dado pocos intentos por diseñar lentes de contacto de transición, principalmente porque es difícil aplicar capas de tinte uniformes a la superficie suave y delicada de una lente de contacto. Ying y sus colegas solucionaron este problema mediante el desarrollo de unas lentes de contacto que tienen el tinte incluido uniformemente a lo largo del material. Este método les permitió incluir una mayor cantidad de moléculas en el material, afirma Ying, dando a las lentes una mayor sensibilidad a la luz y, por tanto, una capacidad de respuesta más rápida.
Los investigadores crearon el material esponjoso nanoestructurado mediante la mezcla de unas combinaciones específicas de agua, una solución aceitosa con monómeros normalmente utilizada en las lentes de contacto, y un novedoso surfactante—un compuesto que permite la mezcla entre el agua y las soluciones aceitosas. El material resultante contiene una serie de diminutos poros y túneles, que se pueden rellenar con agentes como los tintes sensibles a los rayos UV.
La estructura porosa del material usado en las lentes proporciona un entorno flexible para que los tintes vayan desde un estado oscuro y vuelvan a uno claro, afirma Edwin Chow, líder de equipo e investigador científico senior en IBN. “Si el polímero es demasiado rígido, el tinte se bloquea y no se puede transformar,” afirma Chow. “Esta estructura de poro y polímero proporciona el mejor entorno para que los tintes reaccionen de forma rápida

La velocidad de rendimiento es crucial para los dispositivos ópticos de transición, particularmente para el ajuste desde niveles de luz altos a niveles bajos. “Cuando tu vehículo entra de pronto en un túnel, la cantidad de luz es muy baja, por lo que necesitas que las lentes se transformen de nuevo inmediatamente,” afirma Chow. Aunque esto puede tardar minutos con las gafas de sol de transición, afirma, “Nuestro tiempo de respuesta es de 10 a 20 segundos.”
El equipo se está preparando para poner a prueba las lentes fotocrómicas en animales. Los investigadores ya han probado el nuevo material de lentes, sin tintes, en conejos, y han determinado que es biocompatible. Ying afirma que la preocupación principal en las prueba con animales es ver si las lentes son capaces de contener los tintes con éxito, o si se acaban filtrando fuera de la lente.
Además, los investigadores trabajarán para enfocar los tintes y que sólo cubran la región corneal del ojo, para bloquear la mayoría de la luz UV. En la actualidad las lentes tienen tintes distribuidos por toda la superficie, y oscurecerían todo el iris de quien las llevase puestas—un efecto potencialmente desestabilizador.
El instituto ha creado una empresa, iNano Pte Ltd., para comercializar la tecnología. En principio se centrará en los mercados de Japón y Corea. Ying estima que las lentes de contacto fotocrómicas estarán disponibles a nivel comercial de aquí a un año.
Jan Bergmanson, director del Centro de Investigación y Tecnología Ocular de Texas, en Houston, afirma que los atletas podrían ser quienes más se beneficiasen de las lentes de contacto de transición. “Si eres jugador de tenis, y sudas mucho, el sudor en las gafas puede ser una distracción,” afirma. “Si llevases puestas lentes de contacto de transición, no tendrías que sufrir ese dilema. Por tanto, puede que haya un gran mercado para las lentes dentro del mundo del deporte.”
Mientras tanto, Ying está explorando otras aplicaciones para el material fotocrómico, por ejemplo un tipo de tinte sensible a los rayos UV para las ventanas y parabrisas, o un tipo de capa más económica para las gafas de sol de transición.
“Colocar la capa de tinte fotocrómico en las gafas de sol es un proceso tedioso, y que requiere colocar capas y calentar los cristales cientos de veces hasta obtener una capa precisa y uniforme,” afirma Ying. “En vez de eso, con nuestro material sólo hay que colocar una capa, y debería funcionar igual de bien

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Uso de electricidad en los tumores cerebrales

Combinados con la quimioterapia, el uso de campos eléctricos ayuda a prevenir el crecimiento de los tumores cerebrales letales.

El cáncer de cerebro conocido como gliobastoma multiforme, particularmente letal, es un tipo de cáncer de rápido crecimiento, difícil de tratar y que casi siempre termina con la muerte del paciente; incluso con la aplicación de intensas terapias, los pacientes tienen una esperanza de vida media de menos de dos años. Sin embargo los científicos están investigando nuevas forma de atacar a este tipo de tumor cerebral, y una compañía puede que acabe teniendo éxito. NovoCure, una pequeña startup fundada en Israel en 2000, ha desarrollado un dispositivo que utiliza un campo eléctrico para interrumpir el crecimiento de las células cancerígenas, y los primeros resultados son prometedores. De diez pacientes que empezaron a utilizar el dispositivo en combinación con quimioterapia poco después del diagnóstico inicial, siete siguen vivos más de cuatro años después, y cinco de ellos no muestran signos de que el cáncer haya progresado.



El dispositivo de NovoCure consiste en unos pares de electrodos aislados y colocados en el cuerpo del paciente cerca de los tumores, unidos por correas a una batería de tres kilos que los pacientes llevan consigo a todas partes. Los electrodos emiten unos campos eléctricos de baja intensidad que rápidamente se alternan para crear una corriente que no tiene ningún efecto en los tejidos del cuerpo, excepto en las células en proceso de división. Justo antes de que una célula se divida en dos, brevemente crea una forma de reloj de arena antes de que las dos células hijas se separen, y esta forma es particularmente sensible a la electricidad. La corriente se concentra en la estrecha cintura de la célula, y justo en el momento de la división, la membrana celular se destruye y las células se desintegran.

Las pruebas anteriores demostraron resultados iniciales prometedores, primero en pacientes con gliobastomas recurrentes que ya habían pasado por todas las opciones de tratamiento posibles, y después en pacientes recién diagnosticados con la enfermedad. Los nuevos resultados son tan prometedores que la compañía está reclutando a 283 nuevos pacientes de glioblastoma a lo largo de los Estados Unidos y en Europa para participar en una pruebas clínicas pivotales de dos años de duración. (El proceso de aprobación de dispositivos médicos de la Administración de Alimentos y Medicamentos de los EE.UU. sólo requiere dos fases de pruebas clínicas, la piloto y la pivotal, al contrario que con los medicamentos, donde son necesarias tres fases.) Los resultados recientes de una serie de pruebas piloto para el cáncer de pecho muestran que la combinación de campos eléctricos y quimioterapia tradicional puede que aumente la supervivencia y disminuya la progresión de la enfermedad en aquellos pacientes con cáncer de pulmón en fase avanzada y células de gran tamaño.

Aunque tanto la quimioterapia como los campos eléctricos generados por el dispositivo tienen efectos sobre el cáncer al ser usados de forma individual, cuando se unen sus propiedades se incrementan—los campos eléctricos parecen hacer que las células cancerígenas sean más susceptibles a la quimioterapia sin aumentar los efectos secundarios o la toxicidad.

“Prácticamente todas las quimioterapias están diseñadas para atacar a receptores específicos o a células cancerígenas, y normalmente atacan a tipos o subtipos muy específicos de cáncer,” afirma el fisiólogo Yoram Palti, fundador y director de NovoCure, y que se encargó del desarrollo de la terapia. En contraste, afirma, la radiación ataca a todos los tipos de cáncer, pero su capacidad para atacar a las células cancerígenas y dejar intactos el resto de tejidos es relativamente baja. “Yo buscaba una modalidad única que pudiera ser efectiva contra todos o la mayoría de tipos de cáncer, sin los efectos negativos de la radiación,” afirma Palti. El campo eléctrico parece hacer justamente eso. “En el laboratorio, es efectivo contra todos los tipos de células cancerígenas que pusimos a prueba.”

Los tratamientos típicos contra los glioblastomas consisten en cirugía seguida de quimioterapia y radiación simultánea. Después de aproximadamente cuatro semanas, se detiene la radiación y la quimioterapia continúa. Sin embargo la razón por la que el glioblastoma es tan letal se debe a que las células cancerígenas se expanden por el cerebro mucho antes de que puedan ser detectadas por los escáneres de IRM. “Los caballos ya están fuera del establo, por así decirlo,” afirma Herbert Engelhard, director de neuro-oncología en la división de neurocirugía de la Universidad de Illinois, Chicago. “La terapia de NovoCure tiene el potencial de hacer un seguimiento o afectar a aquellas células cancerígenas que se encuentran en las partes profundas del cerebro, puesto que el campo eléctrico va más allá de lo que se puede ver en las IRM del tumor cerebral.”

Engelhard, que es uno de los investigadores primarios del estudio y tiene una serie de pacientes en las pruebas de NovoCure, se interesó por este tipo de tecnología debido a que era algo totalmente distinto y menos tóxico que los métodos tradicionales. “La cirugía elimina las células malignas, la terapia de radiación se aprovecha de un tipo de susceptibilidad a la radiación entre las células normales y las cancerígenas, la quimioterapia se aprovecha del hecho de que las células se están dividiendo, y esta es una cuarta forma de aprovecharnos de las diferencias entre las células normales y las cancerígenas, debido al hecho de que las células cancerígenas tienen que dividirse físicamente en dos células,” afirma Engelhard. “Está utilizando una propiedad biológica completamente distinta de las células cancerígenas como talón de Aquiles.”

Una perspectiva tan novedosa como esta surgió gracias al pasado de Palti dentro del campo de la biofísica. “Me fijé en los campos eléctricos en vez de en las reacciones químicas,” afirma Palti. “De pronto me di cuenta de que las células en proceso de división se comportan de forma muy distinta bajo campos eléctricos o frecuencias específicas. Así que me senté y elaboré algunos modelos, y acabé llevando algunos experimentos en mi sótano.”

“Lo que él está haciendo es bastante novedoso,” afirma David Cohen, profesor asociado de radiología y en la Escuela Médica de Harvard. “Normalmente la electricidad se pasa a través de la piel para que contacte con los nervios y los músculos. No obstante, esta electricidad alterna tan rápidamente que no puede afectar a los nervios ni los músculos—va y viene tantas veces que los nervios no se ven afectados en absoluto. Sin embargo, las células en proceso de división sí que se ven afectadas.” Cohen ha examinado con detalle las propiedades biofísicas en las que se basa el fenómeno y señala que “la explicación física sobre cómo funciona el sistema es muy sólida. No es un tiro al aire; es un trabajo que está cuidadosamente planeado, cuidadosamente desarrollado.”

Quizá el problema principal del dispositivo de NovoCure sea la batería que los pacientes tienen que llevar con ellos allí donde vayan. Para que funcione, los pacientes tienen que llevar la batería hasta que el cáncer haya desaparecido—hasta 24 meses. (Un paciente, cuyo tumor ha dejado de crecer pero no ha desaparecido, ha estado utilizando el dispositivo de forma continua durante más de tres años.) “Cualquier persona estaría interesada en encontrar una cura a su cáncer de cerebro, eso está claro,” afirma Mary Lovely, especialista en información médica en la Sociedad Nacional de Tumores Cerebrales. “Cuando empiece a disminuir tu calidad de vida debido al hecho de que lo tienes que llevar a todas partes, es entonces cuando quizá deje de funcionar.”

Engelhard afirma que el dispositivo actual es más un prototipo que un diseño final. “En primer lugar, tenemos que probar que incrementa la supervivencia del paciente,” afirma Engelhard. “Después hay que hacer modificaciones en el dispositivo para que sea más fácil que los pacientes participen en el tratamiento.”

Fuente. http://www.technologyreview.com/

Novocure tiene muchas esperanzas. Dado que los efectos de los campos magnéticos parecen funcionar con todos los tipos de cáncer, al menos in vitro, la compañía está interesada en aplicar la técnica al mayor número de enfermedades posibles. Aunque también poseen “datos de gran importancia” obtenidos durante unas pruebas piloto entre mujeres con cáncer de pecho, Bill Doyle, Presidente del Consejo de NovoCure, señala que “hemos enfocado nuestros esfuerzos iniciales en los tipos de cáncer para los que la supervivencia a largo plazo es muy pobre.” Los Glioblastomas y el cáncer de cerebro entran dentro de esa categoría, y Doyle afirma que el cáncer pancreático podría ser el siguiente en ser tratado. “Nuestra esperanza es que podamos tratar otro cáncer, y después otro, y otros más a lo largo de los años.”

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Un spray de células de la piel para curar quemaduras

Una nueva técnica en el campo de los tratamientos de quemaduras proporciona una alternativa a los injertos de piel dentro de la sala de operaciones

De forma tradicional, los tratamientos para las quemaduras de segundo grado consisten en remedios que parecen ser peores que la enfermedad: se corta un trozo de piel de otra zona del paciente y se injerta sobre la quemadura. El proceso funciona, pero aumenta el dolor del paciente y duplica el área a ser curada. Una tecnología relativamente nueva tiene el potencial de curar las quemaduras de forma mucho menos invasiva que los injertos de piel. Con sólo una pequeña biopsia de piel y un kit ya preparado, los cirujanos pueden crear una suspensión de las células basales de la piel—las células madre de la epidermis—y rociar la solución directamente sobre la quemadura, con resultados comparables a los de los injertos de piel.

El spray celular está pensado para tratar quemaduras graves de segundo grado, en las que las dos capas superiores de la piel están dañadas pero el tejido subcutáneo aún está intacto. Las quemaduras de tercer grado, de mayor gravedad, aún necesitan el uso de injertos de piel. El spray, cuyo uso ya está aprobado en algunos países, ha despertado el interés del Ejército de los Estados Unidos. El Instituto de Medicina Regenerativa de las Fuerzas Armadas está financiando unas pruebas en más de 100 pacientes, y que se espera comiencen antes de que acabe este año.

La tecnología, desarrollada por la cirujana australiana Fiona Wood, está basada en células, y entre ellas se encuentran las células progenitoras de la piel y las melanocitas encargadas del color, que se concentran en mayor medida dentro de la unión entre las dos capas superiores de la piel. Gracias a un kit paso-a-paso denominado como ReCell, los cirujanos pueden cosechar, procesar y aplicar estas células para tratar quemaduras de hasta 10,5 pies cuadrados de grande. El kit, que ha puesto a la venta Avita Medical, una compañía de medicina regenerativa con sede en el Reino Unido, es un pequeño laboratorio del tamaño y forma de una funda de gafas de sol.

Después de extraer un pequeño trozo de piel cercana a la zona de la quemadura (cuanto más cercana sea la biopsia, se logrará un mejor color y textura), el cirujano lo coloca en el pequeño incubador del kit junto a una solución de enzimas. Las enzimas separan las células de la unión dermis-epidermis, y el cirujano las cosecha mediante su extracción de las capas de la dermis y la epidermis y su suspensión en una solución. La mezcla resultante se rocía sobre la herida, repoblando así el lugar de la quemadura con células basales del lugar donde se extrajo la biopsia.

“En la actualidad, el tratamiento de cualquier quemadura que requiera un injerto de piel se lleva a cabo con la misma tecnología que llevamos usando desde hace 30 años,” afirma James Holmes, cirujano y director médico del Centro de Quemaduras del Centro Médico Baptista de la Universidad de Wake Forest. La práctica actual con las quemaduras de gran tamaño requiere injertos de piel donante que van desde un cuarto hasta el tamaño completo del área de la quemadura. ReCell sólo necesita cuatro centímetros cuadrados. “Esto te permite tomar una biopsia de piel muy pequeña y procesarla en la mesa de operaciones utilizando un paquete ya preparado,” afirma Colmes. “Se pude cubrir un área 80 veces mayor que el tamaño de la biopsia.”

Holmes es el investigador principal de unas pruebas en varios centros de próxima ejecución y que se dedicarán a hacer comparaciones entre los injertos y ReCell. Los pacientes de las pruebas actuarán como sus propios controladores: si una víctima de quemadura tiene una quemadura de segundo grado lo suficientemente grave como para ser tratada con injertos de piel, la mitad de la quemadura se tratará de ese modo y la otra mitad se tratará con el spray de células.

No todo el mundo está de acuerdo con que las quemaduras de segundo grado requieran injertos u otro tipo de tratamientos para ser curadas. “La mayoría de las quemaduras se curan sin necesidad de usar injertos de piel. Se curan con sólo aplicar una tirita,” afirma Robert Sheridan, cirujano en el Instituto de Quemaduras Shriners en el Hospital General de Massachusetts en Boston. “Hay un largo historial de productos autólogos [derivados del paciente] para tratar quemaduras, y todos acaban teniendo unos altos costes o resultados neutrales.” El próximo estudio llevado a cabo en los EE.UU. no comparará a ReCell con ningún tratamiento, por lo que no se espera que estos problemas se puedan resolver pronto.


Como reemplazo total de los injertos de piel, ReCell sólo funciona con quemaduras graves de segundo grado—las quemaduras más profundas, de tercer grado, destruyen la capa de la piel que la solución de ReCell sería capaz de repoblar. Sin embargo el spray puede que sea útil para tratar quemaduras más severas si se usa en conjunción con otros métodos, así como para el tratamiento de cicatrices ya existentes. Wood, directora de la unidad de quemaduras en el Hospital Royal Perth, utiliza ReCell en un proceso denominado como remodelado de cicatrices, en el que el spray de células ayuda a repoblar la piel cicatrizada con melanocitas para que concuerde mejor con el tono original de la piel del paciente. También lo utiliza en combinación con otros tratamientos, tales como el andamiaje para el cultivo de piel conocido como Integra, y así se reduce la aparición de cicatrices y se mejora la curación a lo largo del tiempo.

"Utilizo esta tecnología en combinación con todas las otras técnicas tradicionales, y puedo mejorar el resultado y la velocidad de la curación,” afirma Wood, quien también es cofundadora de la Fundación McCombs, una organización sin ánimo de lucro dedicada a la investigación de quemaduras y la curación sin cicatrices. El Hospital Royal Perth tuvo en su día una larga lista de pacientes a la espera de recibir cirugía de reconstrucción para arreglar las cicatrices profundas que acompañan a las quemaduras de tercer grado. Hoy día, afirma, no hay listas de espera. “Nuestras cuotas de reconstrucción están disminuyendo porque la gente no las necesita. Al hacer un mejor trabajo inicial, no se necesita trabajar de nuevo más tarde en las cicatrices.”

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