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lunes, 15 de agosto de 2016

El reto de interpretar el significado de las variantes raras en cáncer

Investigadores del Instituto Broad, del MIT (Massachusets Institute of Technology) la Universidad de Harvard han desarrollado un método que permite caracterizar el impacto de una variante genética en relación al cáncer, independientemente de la función del gen en el que se encuentra.
Investigadores del Instituto Broad, del MIT han desarrollado un método que permite caracterizar el impacto de una variante genética en relación al cáncer. Imagen: Mehmet Pinarci (CC BY 2.0, https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/).
Durante los últimos años múltiples equipos de investigadores han dedicado sus esfuerzos a diseccionar las bases genéticas del cáncer. Fruto de su intenso trabajo, en la actualidad se dispone de un extenso catálogo de mutaciones asociadas a los diversos tipos de cáncer. Sin embargo, todavía se desconoce el impacto que cada una de ellas tiene en el desarrollo y progresión del cáncer, o su utilidad para el diseño de tratamientos dirigidos a los pacientes portadores de estas mutaciones. Esto ocurre especialmente en el caso de las mutaciones de muy baja frecuencia.
El objetivo del estudio, publicado en Cancer Cell, era distinguir entre aquellas mutaciones “conductoras” del cáncer, implicadas directamente en el proceso de formación de tumores y las mutaciones “pasajeras” que no intervienen activamente y se acumulan en las células tumorales, en el contexto del cáncer pulmón.
Para ello los investigadores utilizaron tres aproximaciones complementarias. En primer lugar desarrollaron un ensayo, denominado eVIP (de fenotipado del impacto de variantes basado en expresión, en sus siglas en inglés), que evalúa el impacto de las mutaciones a partir de los cambios de expresión génica que  producen en las células tumorales portadoras de las mismas. “La aproximación es emocionante porque por primera vez en un ensayo único podemos describir la función de cualquier mutación en un escenario, independientemente de la función particular de cada gen,” señala Alice Berger, investigadora postdoctoral y una de los primeros autores del trabajo.  “Estamos usando el perfil de expresión como sensor universal de la función, por lo que podemos caracterizar muchos muchos genes de una vez.”
Los investigadores evaluaron 194 mutaciones somáticas identificadas en adenocarcinoma de pulmón y encontraron que un 69% de las mismas tienen un impacto funcional sobre este tipo de cáncer, mientras que un 31% resultan neutrales para el mismo.
A continuación, a través de diferentes experimentos el equipo rastreó qué mutaciones de las analizadas inducen la formación de tumores in vivo y cuáles confieren resistencia a la inhibición de EGFR.  Aproximadamente un tercio de las muestras de adenocarcinoma de pulmón analizadas en el proyecto The Cancer Genome Atlas, presentan mutaciones en el gen que EGFRque codifica para el receptor del factor de crecimiento epitelial. Este gen, constituye una diana terapéutica para el tratamiento del cáncer. No obstante, si el tumor de un paciente presenta otras mutaciones de significado incierto, cuyo efecto sobre la ruta EGFR se desconoce, el efecto del tratamiento podría verse afectado, por lo que conviene caracterizar adecuadamente el impacto de las mutaciones sobre la ruta EGFR.
Combinando las aproximaciones utilizadas, los investigadores identificaron un conjunto de mutaciones somáticas de baja frecuencia que confieren ganancia de función y actúan como conductoras en el carcinoma pulmonar. Estas variantes, localizadas en los oncogenes ARAF,BRAFEGFRERBB2KRAS y RIT1 constituyen nuevas variantes con relevancia clínica por su acción para inducir la formación de tumores y capacidad para inducir resistencia al inhibidor de EGFR erlotinib. Los autores del trabajo indican que otras opciones terapéuticas diferentes a erlotinib deberían ser exploradas en los pacientes con estas mutaciones.
Los resultados del estudio indican que es posible evaluar de forma simultánea el efecto fenotípico de cientos de mutaciones somáticas y distinguir las mutaciones con impacto sobre la formación de tumores respecto a aquellas neutrales. Aproximaciones como las utilizadas en el estudio permitirán que el ritmo de caracterización de las mutaciones asociadas al cáncer se equipare al de identificación de variantes genéticas, lo que, en última instancia, servirá para acelerar la traslación del conocimiento genómico del cáncer a la práctica clínica.

lunes, 13 de junio de 2016

Día Internacional del Albinismo: curiosidades sobre esta alteración genética

DIA INTERNACIONAL ALBINISMO

Si alguna vez te has cruzado con una persona de cabello blanco que no haya superado los 30 años, probablemente habrás pensado: "Es albino". Es el rasgo que caracteriza a esta alteración genética que afecta a 1 de cada 17.000 personas, pero no es la única. Puede haber albinos que pasen desapercibidos o incluso que ignoren su condición.
Este lunes se celebra el Día Internacional del Albinismo, y en El Huffington Posthemos hablado con Mónica Puerto, presidenta de ALBA, la única asociación española dedicada a los albinos, y con Lluís Montoliu, investigador especializado en esta alteración del Centro Nacional de Biotecnología y del Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Raras, para que nos den las claves sobre ella.
¿QUÉ ES EL ALBINISMO?
El albinismo es una condición genética que se manifiesta de diversas maneras. Globalmente, se caracteriza por alteraciones en la visión, según Montoliu. No se puede desarrollar; o se es albino o no se es desde el nacimiento. Lo que sí se puede descubrir más tarde es el tipo, porque las mutaciones no siempre están claras.
"Tiene que darse la casualidad de que ambos padres sean portadores de mutaciones en alguno de los 19 genes del albinismo. Éstos tienen carácter recesivo, pueden aparecer después de varias generaciones sin haber dado señales de vida. Tienes 25% de probabilidades de que no se le transmita el gen a los hijos, un 25% de que herede los dos y sea albino y un 50% de que porte uno", detalla Puerto, presidenta de ALBA.
En comunidades pequeñas es más común porque es más fácil que se junten dos individuos portadores. Aunque lo más conocido sea el pelo blanco y otras manifestaciones de la ausencia o disminución de pigmento en la piel, los ojos o el pelo, no siempre es así. "Hay albinismos que pueden pasar completamente desapercibidos físicamente", advierte Puerto.
encuentro albinos
Foto: Ana Yturralde.
TIPOS DE ALBINISMO
El doctor Montoliu divide el albinismo en dos grandes tipos: el ocular, que afecta sólo a los ojos, es más raro y se da sobre todo en varones; y el oculocutáneo (OCA), el más común, que se divide a su vez en siete tipos diferentes:
  1. El OCA1 es el tipo más frecuente en poblaciones occidentales y la forma más severa. "Es el más visible, el que todo el mundo, cuando piensa en un albino, se le viene a la cabeza: pelo blanco, piel blanca, fotofobia...", enumera Puerto.
  2. El OCA2 es el más común en personas de raza negra y, en números globales, el tipo más abundante del mundo. Los individuos que lo padecen sí acumulan algo de pigmento a lo largo de su vida; pueden tener manchas en la piel y se les puede oscurecer el pelo. Sus problemas oculares son similares pero menos graves que los del OCA1.
  3. El OCA3 afecta sobre todo a individuos de piel oscura (se ha detectado sobre todo en Nueva Guinea, Sudáfrica y Puerto Rico), y pasa bastante desapercibido porque los que lo tienen pueden tener también piel y cabello rojizos y ojos castaños.
  4. El OCA4 se caracteriza por una producción mínima de melanina. Sus síntomas son similares al OCA2 pero no es frecuente encontrarlo fuera de Japón, donde copa el 24% de los casos de albinismo.
  5. Los tipos del 5 al 7 son más raros y se definieron recientemente, en 2013. El OCA5 se encontró en Pakistán, el OCA6 en China (aunque ya se ha detectado en Europa) y el OCA7 en individuos de las Islas Faroe danesas. Aún se desconoce mucho sobre ellos.
Luego están los albinismos parecidos al OCA pero más graves y menos frecuentes: el síndrome de Hermansky-Pudlak aparece junto con trastornos pulmonares, intestinales y hemorrágicos; el de Chediak-Higashi presenta un defecto en los glóbulos blancos que incrementa el riesgo de infecciones y es más difícil de detectar porque las tonalidades de cabello son más oscuras.
EL DIAGNÓSTICO
Salvo en los casos más graves, en los países desarrollados nada impide a la mayoría de los albinos llevar una vida normal y plena. "Ante la mínima sospecha, hay que hacer una buena prueba genética. Debes saber cuáles son tus limitaciones para que el médico te pueda ayudar", sostiene Puerto.
En su caso, le ayudó mucho haber tenido un hijo anteriormente. "El diagnóstico fue precoz porque notamos las diferencias rápidamente; nos miraba distinto de como lo había hecho su hermano, vimos que en la calle cerraba los ojos y sólo volvía a abrirlos en casa... En un mes y poco, la niña ya estaba afiliada a la ONCE", recuerda.
hijos monica alba
Los hijos de Mónica Puerto, Javi y Bea. Él porta el gen y ella es albina tipo OCA4; tiene algo de pigmento, por eso su cabello es rubio platino y no blanco, y sus ojos azules y no violetas. "En la UCI pediátrica la llamaban la Nancy", recuerda su madre riendo. Foto: Ana Yturralde.
Un diagnóstico eficaz puede tardar desde un mes hasta un año, revela la presidenta de ALBA. "Se considera una enfermedad rara por su baja prevalencia, y hay pocos especialistas. Muchos lo han estudiado entre otros cientos de conceptos y jamás se han encontrado un caso", detalla.
¿Qué síntomas deben alertar a los padres de que sus hijos podrían ser albinos, y cómo deben ayudarles? Lo principal es estar atento a la visión y la piel.
TODOS VEN MAL
Todos los albinos tienen problemas de visión: "Su resto visual puede oscilar de un 30% a un 2 o 3%. La mayoría están en un 10%", explica Puerto. "El OCA4 es el que tiene peor diagnóstico, pero no es una ciencia exacta", añade.
Para hacerse a una idea: una agudeza visual del 10% quiere decir que un albino ve a seis metros lo que una persona sin albinismo ve con similar nitidez desde 60 metros. En España, la mayoría de los albinos no pueden obtener el permiso de conducción.
Los albinos tienen mayor tendencia al estrabismo y deben estar mucho mas cerca de los objetos para visualizarlos bien, por eso Montoliu recomienda que sus pupitres sean inclinados y que se sienten en primera fila en clase. Para ver mejor de lejos, pueden usar catalejos, prismáticos o lentes aumentadoras en monturas de gafas pequeñas o medianas. El doctor recomienda visitar asiduamente al oftalmólogo, sobre todo cuando se está desarrollando la visión, entre los 6 y los 10 años.
jovenes albinos
Foto: Ana Yturralde.
PADECEN NISTAGMO
El nistagmo es "el movimiento involuntario de los ojos", explica Puerto con sencillez. Suele darse en situaciones de estrés o nervios. "El cerebro, al percibir que no puede fijar su atención sobre los objetos del entorno, sigue buscando e intentando enfocarlos y localizarlos", detalla Montoliu.
Según el doctor, algunos especialistas recomiendan la intervención quirúrgica para limitarlo o detenerlo, pero otros lo desaconsejan por ser una operación irreversible y no exenta de riesgos y efectos secundarios. "En algunos casos, tras unos meses de aparente mejoría, vuelve a aparecer el nistagmo", explica.
NO PUEDEN AGUANTAR LA LUZ
Los albinos pueden y deben tomar el sol, excepto los menores de seis meses. Pero antes, deben adoptar severas precauciones, ya que padecen fotofobia: sus ojos no filtran la luz, y ésta les deslumbra.
"Les molestan las luces directas y fuertes, tanto naturales como artificiales. Tienen que usar gafas de sol, algunos incluso en interior. En el cole es recomendable que se pongan de espaldas a las ventanas", explica Puerto.
Los especialistas recomiendan usar dos tipos de gafas, unas para interiores, con cristales coloreados que reduzcan un 15% la luminosidad, y otras que reduzcan un 80%, para exteriores. Algunos eligen no llevar gafas de sol porque quitan contraste y prefieren caminar con los ojos entornados, revela la presidenta de ALBA.
gafas albinos
Foto: Ana Yturralde.
UNA PIEL MUY DELICADA
Lo que más deben cuidar los albinos cuando se exponen al sol es la piel, ya que tienen poca o ninguna pigmentación cutánea, que es lo que protege frente a la radiación. "Las personas con albinismo, en especial los OCA1, nunca se ponen morenas; su piel enrojece rápidamente y se queman tras una breve exposición", explica Montoliu.
Los albinos no deben exponerse al sol más de una hora, sobre todo en días nublados, en los que no se nota tanto el calor pero la radiación afecta igual. El doctor advierte especialmente sobre los sitios altos, las superficies reflectantes (nieve, arena) y las zonas cercanas al ecuador porque en todos ellos los rayos son más agresivos.
La exposición prolongada sin protección puede llegar a causar cáncer de piel. "Si se observa que una mancha cambia de forma, duele o tiene aspecto irregular, se debe consultar al dermatólogo cuanto antes", anima Montoliu.
piel albinos
Foto: Ana Yturralde.
LA CLAVE ES LA ROPA Y LA CREMA SOLAR
Deben protegerse con ropa adecuada, y cuidando que el tejido filtre la radiación solar. Montoliu destaca que una de las prendas más importantes es la gorra, visera, sombrero, pamela o algún tipo de parasol. "Dentro de lo posible y razonable, ayuda llevar mangas largas y pantalones largos", indica el doctor.
Los albinos deben ponerse protector solar durante toda la vida. Puerto considera que, a partir del factor 35, "son todos más o menos igual, lo que cambia es la densidad de la crema; la que es muy densa no deja transpirar bien la piel". Montoliu da un paso más y advierte que pueden llegar a ser tóxicas y generar dermatitis o alergias.
Lo importante, señala el doctor, es que la sustancia elegida tenga efecto pantalla contra la radiación UVA. Hay que echarla 30 minutos antes de ponerse al sol y aplicarla por todos lados, incluso en las plantas de los pies y detrás de las orejas, y ponerse un producto específico para los labios.
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Patty, socia de ALBA. Foto: Ana Yturralde.
EL COSTE DE SER ALBINO
Ser albino es más caro que no serlo. Si no quedaba claro con la necesidad de una ropa especial, de lentes especiales y de crema solar constante, lo que decanta la balanza son las necesidades en la etapa escolar.
"Necesitan materiales tecnológicos especiales, ya que los libros no los pueden leer", explica Puerto, cuya asociación ha creado una ayuda especial para adquirir tabletas y ordenadores, esenciales para el aprendizaje de las personas con albinismo.
También deben modificar su entorno de estudio o trabajo para que haya excelente iluminación (siempre indirecta), ya que los albinos necesitan más luz para ver. Debe haber un foco potente, colocado a su espalda o sobre su cabeza, colores contrastados y formas angulosas.
La ONCE ofrece ayudas económicas a las que pueden optar para costear el material y las adaptaciones, al igual que a todas las subvenciones de las Administraciones para personas con problemas de visión o con necesidades educativas especiales.
socias alba
Foto: Ana Yturralde.
SER DIFERENTE NO ES FÁCIL
"Creé ALBA porque no quería que mi hijo creciera pensando que su hermana era extraña ni que mi hija pensara que era la única", explica Puerto. "Creo que la ha hecho fuerte crecer entre niños con sus mismos problemas. Si te sientes diferente, lo proyectas. Si desde pequeños les haces sentirse orgullosos de su condición, lo llevarán con más naturalidad", considera.
La clave para Puerto está en que los padres sepan transmitir que todos somos diferentes. "Nuestro primer libro sobre albinismo comienza recordando que todos somos mutantes. Cada uno tiene una genética diferente. Todos los niños tendrán sus malos momentos, pero eso será por ser albino o por tener los pies grandes", opina.
La presidenta de ALBA lo ha visto entre los miembros de la propia asociación. Fue creada hace 10 años, por lo que la mayoría de sus integrantes adultos no se criaron en ella y han tenido "más dificultades a nivel social, frustraciones que no tenían con quién compartir". Pero los niños, revela, tienen más recursos: "Han podido buscar estrategias en conjunto y saben cómo enfrentarse al rechazo y las burlas".
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Un taller de ALBA para los más pequeños. Foto: Ana Yturralde.
DISCRIMINACIÓN LABORAL... RELATIVA
Además de ser objeto de mofa, los albinos también pueden sufrir discriminación laboral: no los contratan por su aspecto, no les permiten presentarse a pruebas de acceso o les exigen que demuestren competencias y a otros candidatos no. Y cuando les dejan, no adaptan de ninguna manera las instalaciones para hacer los exámenes.
Sin embargo, Puerto lo relativiza. "Igual no dan el perfil para determinados puestos porque tienen una apariencia peculiar, no por ser albinos. Quizá son muy adecuados para otro trabajo. En la asociación tenemos profesores universitarios, enfermeros, abogados...", explica. Por eso no le gusta decir "discapacidad", prefiere emplear "capacidad diferente", ni mejor ni peor.
Montoliu apunta a diversas posibilidades que pueden ayudar a las personas con albinismo a aumentar su autoestima, como teñirse o usar lentillas de colores. El deporte también les hace sentirse más seguros y capaces; los más indicados son aquellos en los que todo sucede en distancias cortas o sin balón, como el atletismo o los deportes de contacto como el judo.
"Gracias a dios, aquí hay educación, información y preparación", señala Puerto comparando Europa con África, el lugar donde más casos de albinismo se dan en el mundo. Y los que lo padecen sufren persecución por la pobreza y la ignorancia.
Debido a creencias arcaicas, se los mata como demonios, se los despedaza paravenderlos por trozos, apreciados por chamanes y supersticiosos; o, en el caso de las mujeres, pueden correr el riesgo de sufrir violaciones (y además ser contagiadas de sida) en la falsa creencia de que erradican esta enfermedad durante el acto sexual.
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Mohamed, un niño de Senegal (África), posa junto a sus amigos. Foto: Ana Yturralde.
A todo ello se añade el atraso económico, que impide que puedan acceder a productos para protegerse adecuadamente los ojos y la piel del sol, en una de las áreas del mundo donde hay mayor radiación. Los casos de cáncer de piel son muy frecuentes.
LUGARES CURIOSOS: JAPÓN Y PUERTO RICO
Japón es otra zona donde el albinismo es muy común, al ser un archipiélago bastante aislado y existir una cierta endogamia. El tipo más común es el OCA4. Puerto Rico, otra isla, es el país con mayor incidencia de albinismo, y además de un tipo grave y poco común: el Hermansky-Pudlak, detectado en 1 por cada 2.000 habitantes.
Por localidades, destaca la aislada Aicuña, en Argentina, una pequeña localidad con un alto porcentaje de albinismo oculocutáneo. En este pueblo, una entre 90 personas desarrolla la condición.

domingo, 12 de junio de 2016

Una prometedora técnica genética podría curar la hepatitis B

Una nueva técnica genética para generar células sanas podría ser un gran paso adelante en la cura de la hepatitis B, según un estudio publicado por la revista especializada American Association for the Advancement of Science.

<p>Una jeringuilla hipodérmica. El uso de jeringas sin esterilizar es un riesgo de contagiarse de Hepatitis B. EFE/DEA</p>
Una jeringuilla hipodérmica. El uso de jeringas sin esterilizar es un riesgo de contagiarse de Hepatitis B. EFE/DEA

Se trata de una técnica que desarrolla la capacidad de generar células genéticamente corregidas que pueden ser efectivas para reparar lesiones o enfermedades tales como la hepatitis.
Así se superaría una de las principales dificultades a las que se enfrenta la genética en estos momentos, a la luz de la investigación de científicos de la Universidad de Portland (Oregón), de la Escuela de Medicina de Stanford (California) y de la Facultad de Medicina en Houston (Texas).
A pesar de que el ensayo clínico del presente estudio se ha llevado a cabo con ratones con enfermedades de hígado, el resultado ha sido satisfactorio para los investigadores, que esperan extrapolarlo a los humanos pronto.

Recién nacidos, los principales beneficiarios

Los genetistas señalan como principales futuros beneficiarios de esta técnica a los recién nacidos cuyo mecanismo presenta transtornos de hígado.
En concreto, la aplicación de esta técnica sería efectiva para combatir la hepatitis, que consiste en la inflamación del hígado, provocada en la mayoría de los casos por una infección vírica.
Más de 240 millones de personas conviven con el virus de la hepatitis B y dos terceras partes de ellos nunca han sido diagnosticados, por lo que corren el peligro de desarrollar cirrosis o cáncer de hígado, según la Organización Mundial de la Salud (OMS).
Pero lo más alentador del nuevo estudio es que, en el caso de las células genéticamente corregidas para emplazar en el hígado, estas tienen la capacidad de regenerarse y dar lugar a un mayor número de células.
De esta manera, producen grandes cantidades de los llamados transgenes terapéuticos, es decir, genes creados con fines médicos ya que el objetivo último de estas nuevas células es que combatan enfermedades y lesiones.

Superados los viejos obstáculos

Hasta la fecha, los esfuerzos para la modificación y la transmisión de células genéticamente modificadas requerían la inserción de un gran número de células, la mayor parte de las cuales no sobrevivían y mucho menos se regeneraban o reproducían.
Otro problema recurrente era la seguridad de los métodos anteriores para la generación de material genético y la viabilidad a la hora de aplicarlo en pacientes.
Con ambos obstáculos superados, los genetistas esperan ahora poder aplicar el descubrimiento en recién nacidos, ya que son un sector de riesgo.
Las mujeres embarazadas que tiene el virus lo pueden transmitir a su hijo, por lo que la OMS cuenta con numerosas campañas para vacunar a los bebés durante las primeras 24 horas de vida. 

martes, 7 de junio de 2016

La medicina personalizada mejora los resultados de los pacientes con cáncer

Un grupo de investigadores afirman tras realizar un metanálisis en cientos de ensayos clínicos que el tratamiento con medicina de precisión (es decir, el uso de genética individual para refinar el tratamiento) muestra una mejor respuesta y períodos de remisión de la enfermedad más prolongados.
medicina personaliza
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Tras la revisión de 346 estudios clínicos con más de 13.203 pacientes, los autores determinaron que tras un tratamiento dirigido, un 30% de los pacientes mostraban mejor respuesta a la terapia frente al 4,9% de los pacientes tratados con terapias no personalizadas. Es más, los pacientes tratados con medicina personalizada presentaron una tasa de supervivencia sin enfermedad más larga con una media de 5,7 meses frente a los 2,95 meses del grupo de control.
“Nuestro estudio muestra que en la era de la medicina de precisión, un ensayo clínico en fase I con tratamiento personalizado basado en un biomarcador podría hacer mucho más que evaluar la toxicidad y los efectos secundarios”, afirma Maria Schwaederlé, autora del estudio e investigadora en el San Diego Moores Cancer Center.

domingo, 15 de mayo de 2016

Nuevo método rápido, fácil y barato para detectar la presencia del virus Zika

Un equipo de Investigadores de la Universidad de Toronto, en colaboración con diferentes laboratorios internacionales, ha desarrollado un método rápido, fácil y barato para detectar la presencia del virus Zika en diferentes fluidos del organismo.
Representación del virus Zika, en corte transversal mostrando su material hereditario en el interior, en amarillo, y la cubierta, en color rosado. Imagen: Molecule of the month. May 2016, David Goodsell doi:10.2210/rcsb_pdb/mom_2016_5.
Los recientes brotes de enfermedad por el virus del Zika, transmitido por mosquitos del géneroAedes y asociado a malformaciones neonatales como la microcefalia y trastornos neurológicos, como el síndrome Guillain-Barré, han llevado a la puesta en marcha por parte de la Organización Mundial de la Salud de un Marco de respuesta estratégica mundial y un Plan de operaciones conjuntas para guiar la respuesta internacional a la propagación de la infección del virus.
Dentro de este Plan se incluye el desarrollo de productos y pruebas clínicas de diagnóstico que puedan ser utilizadas en las diferentes regiones en las que se presenta  el virus. En la actualidad, el diagnóstico de los pacientes con sospecha de infección por virus Zika implica la realización de pruebas de laboratorio genéticas basadas en la presencia del material hereditario del virus. Para ello, es necesario el acceso a un equipamiento específico y a personal entrenado para su utilización e interpretación.
El nuevo método es mucho más sencillo de utilizar y no requiere de una formación específica. En su desarrollo, los investigadores combinaron dos tecnologías basadas en biología sintética. En primer lugar, utilizaron sensores de ARN programables, que se pueden diseñar de forma específica para unir, y por tanto detectar, cualquier secuencia de ARN (como la del genoma del virus Zika). En segundo lugar, utilizaron una plataforma de expresión de proteínas libre de células, basada en papel y secada por congelación, que permite la utilización de los sensores de ADN fuera de un laboratorio, ya que proporciona un ambiente estéril en el que poder almacenar y distribuir el sistema a temperatura ambiente.
El equipo generó sensores de ARN a partir de la información del genoma del virus Zika disponible en las bases de datos y tras validarlos, los transfirió a un papel, junto con un sistema de expresión génica y traducción libre de células. En este formato, la prueba de detección puede distribuirse y almacenarse a donde sea necesaria, con gran estabilidad.
Para llevar a cabo el diagnóstico, se extrae el ARN de la muestra a analizar (saliva, orina o sangre), se amplifica y la solución resultante se utiliza para rehidratar los sensores embebidos en el papel. Estos sensores se diseñan para regular la producción de enzima LacZ, capaz de convertir un sustrato amarillo incluido en el papel en un producto morado. Así, la detección del ARN, en este caso del procedente del virus Zika, es indicada mediante un cambio de color en el papel de amarillo a morado.
Cartucho con prueba para detectar el virus. Zika. Los puntos morados indican la presencia del virus. Imagen: Universidad de Toronto.
Cartucho con prueba para detectar el virus. Zika. Los puntos morados indican la presencia del virus. Imagen: Universidad de Toronto.
Las regiones del virus del Zika utilizadas para su detección fueron seleccionadas para eliminar cualquier parecido con secuencias humanas o de otros virus similares al Zika. El sistema además, puede incluir también un módulo basado en la tecnología CRISPR-Cas9 que permite discriminar entre las diferentes cepas del virus a gran nivel resolutivo.
“La plataforma de diagnóstico desarrollada por nuestro equipo ha proporcionado una herramienta de bajo coste y alto rendimiento que puede funcionar en localizaciones remotas,” indica Keith Pardee, uno de los autores del trabajo. “Hemos desarrollado un flujo de trabajo que combina herramientas moleculares para proporcionar diagnóstico que pueden ser leídas en una pieza de papel no mayor de un sello de correos. Esperamos que a través de este trabajo hayamos creado el molde de una herramienta que pueda causar un impacto positivo en la salud pública en todo el mundo.”
Preparación de la muestra para diagnóstico. Imagen: Universidad de Toronto.
Preparación de la muestra para diagnóstico. Imagen: Universidad de Toronto.
La prueba diagnóstica presenta una gran versatilidad y  tiene el potencial para ser adaptada a la detección de diferentes agentes. Aunque de momento sólo se ha demostrado la utilidad del método en la prueba de concepto presentada en la revista Cell, el equipo de investigadores confía en conseguir colaboradores y recursos para iniciar la fase de desarrollo de producto, y poder llegar a manufacturar y distribuir el producto donde sea necesario. “Nuestro proyecto de biología sintética para el diseño y prototipado de sensores rápidos tiene un tremendo potencial de aplicación en el virus Zika y otras amenazas a la salud pública, lo que nos permite desarrollar rápidamente nuevos diagnósticos cuando y donde más se necesitan.”
Referencia: Pardee K, et al. Rapid, Low-Cost Detection of Zika Virus Using Programmable Biomolecular Components. Cell. 2016 May 6. pii: S0092-8674(16)30505-0. doi: 10.1016/j.cell.2016.04.059.
Fuente: Rapid, low-cost detection of Zika virus using paper-based synthetic gene networks. http://www.eurekalert.org/pub_releases/2016-05/uot-rld050616.php

jueves, 12 de mayo de 2016

Simbiosis metabólica: nuevo mecanismo de resistencia a terapias antiangiogénicas

La angiogénesis es un sello consolidado del cáncer (Hanahan and Weinberg, 2011) La alta capacidad proliferativa de las células tumorales requiere del desarrollo de nuevos vasos sanguíneos para asegurar el suministro adecuado de oxígeno y nutrientes que permitan el desarrollo del tumor.
Diferentes investigaciones han descifrado que la ausencia de adecuada vasculatura conduce al tumor a presentar necrosis o apoptosis. Estos antecedentes han sido de gran relevancia para el desarrollo y la investigación de terapias antiangiogénicas (Brem et al., 1976, Hanahan y Folkman, 1996). Las terapias contra el VEGF (principal factor pro-angiogénico) y sus receptores han sido validadas en pacientes con cáncer renal, observándose altas tasas de respuesta en estos pacientes (Rini, 2010). Sin embargo, los resultados clínicos con estos fármacos demuestran ganancias moderadas en el tiempo hasta la progresión, y escasos beneficios en la supervivencia global, a pesar del tratamiento a largo plazo, sugiriendo una resistencia al tratamiento antiangiogénico (Rini and Atkins, 2009).
La resistencia estos fármacos se ha visto asociada con: cambios de la cinética del medicamento, sobreexpresión de factores de crecimiento, variación genética del individuo, plasticidad celular y sobre todo el microambiente, el cual está en constante interacción con el tumor. Por ejemplo, procesos en donde la hipoxia llega a convertirse en un factor tolerante en el tratamiento, llegando a modificar sus características metabólicas o la regulación positiva de múltiples moléculas angiogénicas como VEGF y FGF, han sido descritos como mecanismos de resistencia a terapias antiangiogénicas (Jiménez-Valerio y Casanovas, 2016)
Durante años, en el Grupo Angiogénesis Tumoral de Instituto Catalán de Oncología – IDIBELL hemos estado interesados en el estudio de la resistencia a este tipo de fármacos que son empleados como tratamiento de primera línea en pacientes con cáncer renal metastásico. El estudio de los mecanismos de resistencia lo realizamos empleando un modelo murino de implantación ortotópica de biopsias de tumores renales y su posterior validación la realizamos en muestras de pacientes con cáncer renal (Moserle et al., 2014).
Recientemente, hemos descrito  un nuevo mecanismo de resistencia a antiangiogénicos en carcinomas de células renales que implica un patrón de simbiosis metabólica existente entre las células tumorales como respuesta adaptativa al tratamiento (Jiménez-Valerio et al., 2016).
El efecto de los fármacos antiangiogénicos da lugar a una disminución de la vasculatura tumoral provocando un patrón característico formado por dos áreas distribuidas heterogéneamente en toda la masa tumoral: el área hipóxica, formada por células tumorales que requieren adaptarse a la falta de oxígeno para poder sobrevivir, mediante el consumo de glucosa y la producción de ácido láctico para obtención de energía (Sonveaux et al., 2008); y el área normóxica, compuesta por un grupo de células que se encuentran cerca de la vasculatura tumoral y disponen de oxígeno y nutrientes para su crecimiento y proliferación. Estas últimas células utilizan el lactato y producen glucosa de forma aeróbica (Sonveaux et al., 2008), por lo que existe una relación de simbiosis entre las células de ambas áreas, ya que unas requieren el producto de la otra para poder sobrevivir. Este funcionamiento solidario es el causante de la resistencia al tratamiento con antiangiogénicos.
Immunohistofluorescencia representativa de la simbiosis metabólica del tumor renal ortotópico REN96 después del tratamiento con sunitinib (Rojo: expresión de MCT1 áreas normóxicas; Verde: expresión MCT4 áreas hipóxicas), contrarestrado con DAPI en azul (magnificación 20X). Imagen cortesía de Gabriela Fernández.
Immunohistofluorescencia representativa de la simbiosis metabólica del tumor renal ortotópico REN96 después del tratamiento con sunitinib (Rojo: expresión de MCT1 áreas normóxicas; Verde: expresión MCT4 áreas hipóxicas), contrarestrado con DAPI en azul (magnificación 20X). Imagen cortesía de Gabriela Fernández.
Las adaptaciones metabólicas en los tumores nos proporcionan nuevas estrategias diagnósticas y terapéuticas, que pueden ser empleadas para evitar el desarrollo de la resistencia a tratamientos antiangiogénicos. Por ejemplo, gracias a su ubicación y tipo de señalización, las células en situación de hipoxia resultan más difíciles de utilizar como diana terapéutica. Por el contrario, las células normóxicas (cercanas a los vasos) presentan una señalización metabólica característica que las hace susceptibles a un grupo de fármacos, los inhibidores de la vía de mTOR, fármacos de uso habitual en múltiples cánceres. Nuestro estudio demuestra que si en el momento de la aparición de resistencia al tratamiento antiangiogénico cambiamos el tratamiento a la inhibición de la vía de mTOR, se logra evitar la simbiosis metabólica, provocando la destrucción de las células normóxicas y subsecuentemente causando la muerte de las células hipóxicas lo que lleva a la disminución del volumen tumoral.
Nuestro trabajo se encuentra reforzado por otros dos artículos en donde se describe la aparición de la simbiosis metabólica después del tratamiento con antiangiogénicos en dos modelos de experimentación animal. Estos estudios observan, al igual que nosotros, que la vía de mTOR está involucrada en la señalización de las células normóxicas y que su inhibición puede evadir la simbiosis metabólica (Allen et al., 2016, Pisarsky et al., 2016).
La importancia de nuestro estudio radica en haber podido validar los resultados obtenidos de la experimentación animal, en una serie de muestras de pacientes de cáncer renal, donde observamos el mecanismo de simbiosis metabólica en el cien por cien de los pacientes que presentan resistencia al tratamiento con antiangiogénicos, así como la evasión de la simbiosis metabólica en un paciente tratado con un inhibidor de la vía de mTOR. Esto demuestra el valor terapéutico y la posible aplicabilidad de la investigación, empleando fármacos aprobados para un nuevo enfoque terapéutico.
Esta novedosa estrategia puede ser utilizada en la práctica clínica a corto plazo. Sin embargo, determinar nuevos factores predictivos de respuesta o biomarcadores de resistencia a las terapias antiangiogénicas sería de gran aplicabilidad en pacientes que sufren cáncer renal, y que actualmente se están tratando con este tipo de terapias. Esta es una nueva línea de investigación en la que actualmente nos encontramos trabajando.
Jiménez-Valerio G, et al . Resistance to Antiangiogenic Therapies by Metabolic Symbiosis in Renal Cell Carcinoma PDX Models and Patients. Cell Rep. 2016 May 10;15(6):1134-1143. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2016.04.015

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