miRNA biomarcadores de irradiación

Niveles de cinco microARNs predicen en primates la exposición a radiación y las posibilidades de supervivencia

Un problema cuando se produce un incidente nuclear y hay exposición a esta en niveles de riesgo,  es evaluar cual es ese riesgo e iniciar un tratamiento adecuado. Los métodos de hoy en día para realizar esa determinación son largos y complejos, lo que provoca mayor dificultad para iniciar el tratamiento adecuado a tiempo.  Por ello es necesario un método de informe de exposición a radiación y el riesgo que corre esa persona.

Hubo varios estudios en ratones en los que se analizaban analizaba la posibilidad de usar lo microRNAs presentes en el suero como biomarcadores de la exposición a radiación. Los resultados fueron prometedores.

Después se realizaron investigaciones sobre los microRNA presentes en el suero de los primates no humanos sanos y expuestos a radiación. Se vio que habían 7 microRNAs cuyos niveles estaban alterados. Podría funcionar en humanos prediciendo la combinación de factores de transcripción que regulan los 7 microRNAs en primates, ratones y humanos.

Entre primates no humanos expuestos y expuestos se detectaron una combinación de tres microRNAs (miR-133b, miR-215 y miR-375), además, una combinación de tres microARNs correlacionaba con las propiedades protectoras del compuesto GT3 (g-tocoferol) tras la exposición a radiación (miR-30a, miR-215 y miR-375). El resultado fue que cinco microRNAs se encontraba alterada su expresión en los primates expuestos a radiación asi podían ser detectados y predecir su probabilidad de supervivencia.

Para obtener un buen método de detección de la radiación se necesita uno bueno para medir las concentraciones de microRNAs, hoy en día es bueno, se podrían obtener los resultados de 12 a 24 horas tras la exposición.

“Nuestros resultados respecto a los microARNs de respuesta a la radiación en primates no humanos y ratón, nos hacen esperar que una combinación de estos microARNs surgirá como un biomarcador para identificar de forma precisa las personas expuestas a radiación y proporcionar rápidamente ayuda a aquellos que pueden beneficiarse de la misma,” señala Chandan Guha, investigador del Albert Einstein College of Medicine, director del trabajo.

Noticia
MicroRNAs Show Promise for Revealing Radiation Exposure and Likelihood of Survival – http://www.einstein.yu.edu/news/releases/1227/micrornas-show-promise-for-revealing-radiation-exposure-and-likelihood-of-survival

http://revistageneticamedica.com/2017/04/01/microarns-y-radiacion/

Referencia
Fendler W, et al. Evolutionarily conserved serum microRNAs predict radiation-induced fatality in nonhuman primates. Sci Transl Med. 2017 Mar 1;9(379). pii: eaal2408. doi: http://dx.doi.org/10.1126/scitranslmed.aal2408

By Fernando Ceballos (DGMol)

Virus antitumorales

Virus creados para atacar selectivamente a las células antitumorales

Científicos del IDIBAPS Instituto para la Investigación Biomédica y en el Instituto de Investigación en Biomedicina IRB de Barcelona, han llevado a cabo un estudio en el que se diseña una nueva estrategia para construir virus genéticamente modificados capaces de atacar de manera selectiva células tumorales sin dañar las células sanas.

Los tratamientos convencionales del cáncer presentan muy escasa selectividad y causan muchos efectos secundarios indeseables. Frente a ellos, la propuesta que se presenta en este trabajo se basa en el desarrollo biotecnológico de adenovirus oncolíticos que sólo pueden iunfectar a las células tumorales. Mediante ingeniería genética pueden ser “construidos” virus capaces de ejercer efectos terapéuticos sobre los tumores.

Para ello, los investigadores se han basado en la proteína CPEB, que presenta expresión diferencial en las células tumorales respecto a las células sanas. Las proteínas de esta familia CPEB se unen a moléculas de RNA y controlan la expresión de centenares de genes, de manera que participan en la reparación de tejidos dañados. Cuando estas proteínas aparecen de manera desequilibrada, cambian los patrones de expresión génica y contribuyen al desarrollo de procesos patológicos, entre ellos el cáncer. El trabajo desarrollado se centra en la proteína CPEB4, que se expresa de forma muy elevada en células cancerosas y es necesaria para el crecimiento del tumor; y en la proteína CPEB1, expresada en tejidos sanos y nunca en células cancerosas. La estrategia terapéutica se ha basado en el diseño de un virus capaz de atacar sólo a las células que presentan elevados niveles de CPEB4 y, por tanto, tumorales, respetando a las cálulas sanas.

Los adenovirus empleados son particularmente específicos de células del tracto respiratorio, urinario, conjuntiva y gastrointestinales. Y por tanto resultan  muy atractivos para el tratamiento de tumores en estas localizaciones.

El procedimiento de diseño de los virus ha consistido en la modificación genética del genoma vírico mediante inserción de secuencias que son reconocidas por las proteínas CPEB y que controlan la expresión de proteínas virales. Los ensayos se han realizado en cultivos de células de carcinoma de páncreas y en ratones. Los virus oncoselectivos crreados son activados por CPEB4 y reprimidos por CPEB1, de tal manera que poseen una actividad muy atenuada o nula en células normales y una actividad incrementada en células tumorales. Cuando los virus entran en las células tumorales, se replican y lisan a la célula, liberando nuevos viriones que amplifican el proceso destrctivo del tumor. Puesto que CPEB4 es expresado en varios tipos de tumores, esta estrategia oncoselectiva puede ser váklida para otros tumores sólidos.

Los investigadores tratan ahora de combinar la estrategia diseñada con otras terapias más convencionales, y llevar a la práctica clínica el tratamiento experimental.

Noticia

https://www.sciencedaily.com/releases/2017/03/170316112147.htm?utm_content=buffer4cfb7&utm_medium=social&utm_source=twitter.com&utm_campaign=buffer

Referencia

Eneko Villanueva, Pilar Navarro, Maria Rovira-Rigau, Annarita Sibilio, Raúl Méndez, Cristina Fillat. Translational reprogramming in tumour cells can generate oncoselectivity in viral therapies. Nature Communications, 2017; 8: 14833 DOI: 10.1038/NCOMMS14833

Células tumorales infectadas por el virus modificado genéticamente después de 5 días de incubación. El virus expresa una proteína fluorescente. Las células normales no expresan esta proteína.

By Anabel Soriano (GMed)

Genética & Uso de internet

Los genes determinan nuestro uso de Internet

Un estudio realizado por especialistas del King's College de Londres cuestiona el hecho de que las personas están expuestas pasivamente a Internet, ha demostrado que los genes influyen fuertemente en uso de los medios online.
Cada persona utiliza los medios online de una manera diferente, y los investigadores se preguntaron si este hecho se debería a alguna diferencia genética entre individuos.
Características del estudio
Para realizar la investigación se analizó el uso de los medios online de 8.500 gemelos de 16 años. Dentro de ellos se diferenciaban dos grupos, aquellos gemelos que compartían el 100% de sus genes, gemelos idénticos. Y aquellos que compartían un 50% de los genes, mellizos o gemelos no idénticos. 
Los investigadores lograron estimar la contribución relativa de los genes y el entorno en las diferencias individuales con respecto al uso de los medios online.

Resultados obtenidos 
La heredabilidad describe el grado en que las diferencias encontradas se deben a factores genéticos heredados de los progenitores. Y mediante el estudio se constató que este factor influía en el tiempo dedicado a todos los tipos de medios online. Los resultados incluían los de ocio (37%) y los educativos (34%), los juegos online (39%) y las redes sociales (24%). 

Aunque, por otro lado, los factores ambientales únicos llegaron a representar casi dos tercios de las diferencias entre las personas con respecto al uso de los medios online.

Implicaciones

Los resultados obtenidos desechan la idea de que las personas actúan de manera pasiva ante los medios online, debido a que cada individuo utiliza estas nuevas herramientas de acuerdo a lo que sus genes predisponen.

Además, los investigadores encontraron una correlación entre los genes y el entorno en el que se encuentra una persona. Todo junto influye en la forma en la que se utilizan los medios online.

Noticia

http://www.tendencias21.net/Los-genes-determinan-nuestro-uso-de-Internet_a43636.html

Referencia

Ziada Ayorech, Sophie von Stumm, Claire M. A. Haworth, Oliver S. P. Davis, Robert Plomin. Personalized Media: A Genetically Informative Investigation of Individual Differences in Online Media Use. PLOS ONE (2017). DOI: 10.1371/journal.pone.0168895

By Irene Fernández

Terapia génica para sordera

Una Terapia Génica devuelve la audición a ratones sordos

La terapia génica trata de corregir errores genéticos que producen enfermedades. Para conseguirlo, una de las vías más frecuentes consiste en infectar al paciente con el gen adecuado empleando un virus. Las dificultades de la técnica hacen que, por el momento, se mantenga como un tratamiento principalmente experimental.

La revista Nature Biotechnology ha publicado dos resultados interesantes para el tratamiento de problemas del oído empleando este tipo de técnicas en ratones. Los dos trabajos van dirigidos a enfermedades auditivas de origen genético, un tipo de dolencias que afectan a alrededor de 125 millones de personas en todo el mundo.

Una de las principales dificultades a las que se habían enfrentado los científicos cuando trataban de llevar los genes correctos hasta la región del oído donde se encuentra el defecto es encontrar el vector adecuado. Hasta ahora, los virus empleados para el transporte no eran capaces de entrar en las células del oído interno que perciben las ondas sonoras.

En el primero de los dos artículos los autores muestran cómo lograron introducir un gen que produce una proteína fluorescente en las células ciliadas internas y externas del oído de un ratón. Para conseguirlo, emplearon una variante sintética de un virus, Anc80L65, que infecta a los humanos sin hacerlos enfermar. Además de llevar los genes hasta su destino, el experimento mostró que la introducción de los genes no tiene efectos secundarios.

En un segundo artículo, otro grupo de la misma universidad utilizó el mismo virus para tratar a ratones con síndrome de Usher. Esta enfermedad genética causa sordera, problemas de equilibrio y ceguera. Los investigadores introdujeron una copia normal del gen mutado, el Ush1c, en ratones con la enfermedad poco después de su nacimiento. El tratamiento hizo que se incrementasen los niveles de la proteína producida por ese gen cuando funciona correctamente y eso se tradujo en una recuperación de la audición.

Los autores pusieron a prueba a los ratones que antes eran sordos. Observaron que 19 de 25 ratones percibían sonidos menos intensos, por debajo de los 80 decibelios, el equivalente a una oficina con más de diez personas. El grupo que más beneficio recibió del tratamiento llegó a percibir sonidos de hasta 25 decibelios, una sensibilidad normal para un ratón. Los autores comprobaron también que el tratamiento mejoró los problemas de equilibrio asociados al síndrome de Usher.

Para trasladar estos resultados a los humanos, aún queda un trayecto importante. Por un lado, los responsables del estudio mencionan la necesidad de realizar el tratamiento justo después del nacimiento. Ahora quieren probar su técnica en animales más grandes y con otras formas de pérdida auditiva de origen genético.

Noticia 

http://elpais.com/elpais/2017/02/06/ciencia/1486395605_797960.html.

Referencias

Landegger, L. D., Pan, B., Askew, C., Wassmer, S. J., Gluck, S. D., Galvin, A., Vandenberghe, L. H. (2017). A synthetic AAV vector enables safe and efficient gene transfer to the mammalian inner ear. Nature Biotechnology, 35(3), 280-284. doi:10.1038/nbt.3781

Pan, B., Askew, C., Galvin, A., Heman-Ackah, S., Asai, Y., Indzhykulian, A. A., . . . Géléoc, G. S. (2017). Gene therapy restores auditory and vestibular function in a mouse model of Usher syndrome type 1c. Nature Biotechnology, 35(3), 264-272. doi:10.1038/nbt.3801

By María Tosina (DGMol)

Dolor, Depresión& Ansiedad

El dolor crónico y la depresión están conectados mediante cambios genéticos en el cerebro

Un equipo de investigación de la Northwestern University de Chicago (Illinois) dirigido por Vania Apkarian, un experto en dolor, indica que el dolor crónico puede inducir cambios genéticos en regiones del cerebro que están relacionados con la depresión y la ansiedad. El dolor crónico es una condición compleja caracterizada por diferentes síntomas sensoriales, cognitivos y afectivos, un gran porcentaje de pacientes con dolor crónico están también afectados con depresión y trastornos de ansiedad, un patrón que también se ha visto en modelos animales.

Los estudios se han realizados en modelos animales con daños en el sistema nervioso periférico, que produce síntomas similares a los presentes en personas con dolor crónico. Analizaron la actividad de los genes en regiones que están asociadas a la depresión y a la ansiedad, concretamente el nucleus accumbens, el cortex medio prefrontal y la sustancia gris periacueductal. Estas tres areas del cerebro están relacionadas con el procesamiento del dolor y de las emociones.

Encontraron cerca de 40 genes en los que la actividad era significativamente más alta o más baja que en modelos animales sin daño en el sistema nervioso. Los análisis en ratones knockout sugieren que los cambios moleculares podrían ser resultado de cambios globales en la acetilación de la cromatina.

Este estudio puede dar una guia para encontrar nuevos tratamientos y drogas para pacientes con dolor crónico.  Entender los factores genéticos y epigenéticos que estan detrás de estos cambios nos ayudará a identificar posibles métodos de tratamiento.

Noticia: https://www.newscientist.com/article/2125680-chronic-pain-and-depression-are-linked-by-brain-gene-changes/

Referencia: Descalzi, G. et al., 2017. Neuropathic pain promotes adaptive changes in gene expression in brain networks involved in stress and depression. Science Signaling, 10(471), p.1549. http://stke.sciencemag.org/content/10/471/eaaj1549.full

By Celia Vinagre (GMed)

KIAA0319&Axones&Dislexia

Descubren un gen que puede regenerar el sistema nervioso

Una investigación portuguesa ha descubierto una proteína (KIAA0319) asociada a la dislexia que puede favorecer el desarrollo cerebral y la regeneración del sistema nervioso, esta proteína regula el crecimiento de los axones de modo que disminuyendo los niveles de dicha proteína se puede aumentar la regeneración del tejido nervioso.

Con el crecimiento de las células nerviosas se podrían disminuir algunas enfermedades neurológicas que afectan al sistema nervioso. Las células nerviosas forman una red eléctrica que permite la comunicación del cerebro con diferentes partes del cuerpo. En el caso de la dislexia, es la dificultad de aprendizaje que afecta a la lectoescritura provocada por una mala comunicación del sistema nervioso.

Se ha podido determinar que niveles bajos de la proteína KIAA0319 están relacionados con la aparición de la dislexia, estos niveles están regulados por el gen KIAA0319. Dicho gen controla el crecimiento de los axones, prolongación neuronal especializada en la conducción del impulso nervioso.

En la investigación se trabajo con dos grupos de ratones, uno con expresión del gen y otro sin expresión del gen, ambos grupos presentan lesiones nerviosas. Se observo que los ratones con expresión del gen no presentaban regeneración del tejido nervioso dañado, mientras que el grupo con ausencia del gen presentaban crecimiento del tejido nervioso.

Se concluyo que la sobreexpresión del gen reduce el crecimiento de los axones, mientras que la ausencia estimula el crecimiento, restableciendo la red neuronal dañada.

La investigación continuara con ensayos clínicos en animales para comprobar, para comprobar si los inhibidores farmacéuticos del gen favorecen el crecimiento de las neuronas.

Noticia

http://www.tendencias21.net/Descubren-un-gen-que-puede-regenerar-el-sistema-nervioso_a43814.html

Referencia

https://academic.oup.com/errors/error.aspx?aspxerrorpath=/cercor/article/3002007/The-Dyslexia-susceptibility-Protein-KIAA0319#

By Carmen García (DGMol)

Terapia génica para Anemia falciforme

La terapia génica cura la anemia falciforme en un paciente

Un equipo de investigadores del Necker Children’s Hospital, ha conseguido tratar con éxito la anemia falciforme mediante una terapia génica. El tratamiento ha detenido los síntomas de la enfermedad y recuperado la producción de la proteína defectuosa responsable.

La anemia falciforme comprende un conjunto de trastornos hereditarios que afectan a la hemoglogina, proteína de los eritrocitos responsable de transportar y repartir el oxígeno a las células del organismo. Está causada por ciertas mutaciones patogénicas en el gen HBB, que codifica para una de las subunidades de la hemoglobina, la beta-globina. Algunas mutaciones en la beta-globina llevan a una alteración en la forma de los eritrocitos, que se vuelven alargados y con forma de huso. Estos eritrocitos pueden quedarse retenidos en los vasos sanguíneos y obstaculizar el flujo sanguíneo. Además, los eritrocitos falciformes pueden tienen una vida media mucho más corta que los normales, por lo que su presencia puede llevar a anemia.

En el trabajo, los investigadores utilizan terapia génica ex vivo para proporcionar un tratamiento a largo plazo frente a la anemia falciforme. El equipo extrajo células madre hematopoyéticas de la médula ósea del paciente portador de mutaciones en el gen HBB. A continuación, cultivaron las células en laboratorio y les introdujeron copias sanas del gen por medio de un vector lentiviral. Por último, reintrodujeron de nuevo las células en el paciente.

El número de células de la sangre portadoras del vector con el gen sano aumentaron durante los tres primeros meses. A los 15 meses del tratamiento las poblaciones de células con copias normales del gen HBB se mantenían en el paciente, lo que llevó a pensar al equipo que las células madre tratadas son capaces de mantener a largo plazo la producción de células que llevan copias intactas del gen HBB.

Las pruebas realizadas al paciente dos años después muestran que está curado, pero aún hay que esperar a los seguimientos a largo plazo.

En la actualidad el equipo está obteniendo más información sobre la viabilidad del método, y seguridad del vector viral utilizado.

La anemia falciforme es una de las enfermedades monogénicas más comunes, especialmente en población africana, mediterránea o del oriente medio. En África, por ejemplo, la anemia falciforme es responsable de al menos un 16% de las muertes de menores de cinco años. Identificar estrategias para luchar frente a ella constituye una prioridad. En este contexto, conviene recordar que si bien la terapia génica supone una nueva herramienta para tratar la enfermedad, en caso de confirmarse su efectividad, su elevado coste hará que no sea accesible a todos los pacientes.

Noticia

http://www.institutimagine.org/en/research/news-list-research/8198-drepanocytose-remission-des-signes-de-la-maladie-chez-le-premier-patient-au-monde-traite-par-therapie-genique-2.html

Referencia

Ribeil JA, et al. Gene Therapy in a Patient with Sickle Cell Disease. NEJM. 2017. Doi: http://dx.doi.org/10.1056/NEJMoa1609677

By Ana Orrego (DGMol)