Hoy en Revista Dosis

Investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), el Instituto de Salud Carlos III (ISCIII) y el Centro Nacional de Biotecnología (CNB)  lograron medir las propiedades mecánicas de las múltiples capas proteicas que protegen al rotavirus. Los resultados, publicados en eLife, podrían abrir nuevas vías para el desarrollo de tratamientos frente a la infección por este tipo de virus, responsable de gran parte de las enfermedades diarreicas en la infancia desde su nacimiento hasta los cinco años.

Este estudio es el primero que detalla la interacción entre la función y las propiedades mecánicas de un virus de múltiples capas. Las partículas virales encierran su material genético en un caparazón proteico diseñado para proteger, transportar y liberar el genoma viral en la célula huésped.

Para conseguir esto, la estructura de las partículas virales debe ser lo suficientemente resistente como para proteger el genoma viral en entornos externos a la célula y resistir los ataques del sistema inmune del huésped, garantizando una infección exitosa. Muchos virus de ARN bicatenario rodean su genoma de una capa protéica característica que incorpora su propia maquinaria molecular para permitir que el genoma se replique y propague. Algunos de estos virus añaden capas de proteína adicionales que participan en funciones específicas. Por ejemplo, rotavirus ha concentrado toda la maquinaria necesaria para la interacción y la entrada en la célula diana en la capa más externa de su partícula viral.

La partícula completa de rotavirus está formada por tres capas de proteína independientes. “Esta partícula y partículas subvirales que contienen una o dos capas de proteína desempeñan diferentes papeles durante la infección”, explica el autor principal, Manuel Jiménez-Zaragoza, de la UAM. “Queríamos ver cómo contribuyen las interacciones entre las capas que definen estas diferentes partículas al ciclo de replicación del virus”, añade.

Tres capas de proteínas

Los autores aislaron cada una de las diferentes partículas y subparticulas virales de rotavirus, y las estudiaron mediante microscopía de fuerzas atómicas (AFM). Los resultados muestran la presencia de una fuerte interacción entre la delgada capa externa y la gruesa capa media de la partícula viral, que resulta crítica para la protección del virion infectivo.

Interacciones más débiles entre los componentes de la capa media y de estos con la capa interna permiten a esta gruesa capa realizar su papel como adaptador entre las capas interna y externa, y la dotan de la flexibilidad necesaria para permitir al virus replicar su genoma en las células anfitrionas, un proceso conocido como transcripción.

“Nuestros hallazgos revelan cómo las propiedades biofísicas de las tres capas proteicas se ajustan para permitir que el rotavirus infecte de forma eficiente las células del huésped”, apunta Pedro de Pablo, otro de los autores de la UAM. “Este trabajo aporta valiosa información e importantes dianas para el desarrollo de nuevas estrategias antivirales”, concluye.

Fuente: Jano On Line / COFA

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Una nueva investigación  identificó la forma en que la naturaleza crea su propio yeso para tratar de evitar que las bacterias y otros microorganismos penetren en heridas abiertas. Los autores descubrieron que se forma una película de proteína rápidamente sobre una herida como parte del proceso de coagulación natural y proporciona protección durante al menos 12 horas.

Estos investigadores, una colaboración internacional de científicos liderados por la Universidad de Leeds, en Reino Unido, y financiado en parte por la ‘British Heart Foundation’, creen que esta biopelícula da tiempo al sistema inmune para ordenar sus defensas para hacer frente a cualquier infección.

Los investigadores también observaron que las sustancias a base de aceite interrumpieron el proceso y advirtieron que tratar las heridas en la piel con vaselina, una técnica utilizada en algunos deportes de contacto y después de una cirugía menor, puede aumentar el riesgo de infección.

El estudio, cuyas conclusiones se publican en ‘Journal of Clinical Investigation’, cambia la comprensión científica del mecanismo de coagulación de la sangre. La coagulación es un proceso vital para prevenir la pérdida de sangre potencialmente mortal después de una lesión. En el sitio de la herida, las plaquetas y los glóbulos rojos se agrupan para tratar de taponar cualquier hemorragia.

Mediante el uso de poderosas técnicas de imagen, los investigadores de Leeds descubrieron que las fibras de fibrina eran palancas de cambio de la naturaleza, reorganizando su estructura de una red fibrosa a una película en forma de lámina en el punto donde el coágulo entra en contacto con el aire, en el sitio de la apertura de la herida.

Visto a través de un microscopio electrónico, los coágulos parecen estar conectados entre sí por fibras parecidas a un espagueti de una proteína llamada fibrina. Durante décadas, los científicos se han sentido desconcertados acerca de la estructura precisa de las fibras de fibrina porque parecían interminables y se enroscaban alrededor de las plaquetas y los glóbulos rojos.

La investigación reveló que las fibras de fibrina se transformaron en una película protectora que tenía propiedades de “transpirabilidad”, permitiendo que el aire llegara a la herida a través de pequeños poros que eran demasiado pequeños para permitir el paso de bacterias y algunos virus. La investigación involucró tejido humano y animal.

Redefinición de la coagulación sanguínea

El profesor Robert Ariëns, del Instituto de Medicina Cardiovascular y Metabólica de Leeds, quien supervisó el estudio, subraya: “Nuestra hipótesis es que la película actúa como un yeso, una barrera protectora para tratar de evitar que los microbios entren al cuerpo donde se rompe la piel”.

“Hicimos estudios de laboratorio y en animales que demostraron que esta película podría ser una barrera contra la infección microbiana durante al menos 12 horas, y esto le da al sistema inmunitario tiempo para obtener glóbulos blancos en la herida para contrarrestar cualquier infección”, explica.

“El estudio está redefiniendo nuestra comprensión de la coagulación sanguínea. Los coágulos no solo reducen la pérdida de sangre, sino que también proporcionan una defensa de primera línea contra la infección. Entender exactamente qué sucede al final de las fibras de fibrina ha sido una pregunta que los científicos médicos han estado tratando de responder durante años. Este estudio proporciona una explicación largamente esperada”, añade.

El documento revela que los científicos que usan microscopios electrónicos habían visto previamente una película delgada sobre los coágulos, pero creían que era el resultado de la forma en que la muestra se preparó para el examen. Los investigadores también notaron que si se aplicaba aceite al coágulo perforaría la película protectora y advierten de que la práctica común de aplicar vaselina a una herida aumenta el riesgo de infección.

El profesor Jeremy Pearson, director médico asociado de la Fundación Británica del Corazón, que financió parcialmente la investigación, apunta: “Al observar cómo se forman los coágulos sanguíneos, con el objetivo de diseñar mejores fármacos anticoagulantes para tratar a pacientes con ataques cardiacos, este equipo ahora descubrió un mecanismo de protección desconocido anteriormente utilizado por nuestros cuerpos para prevenir la infección después de una lesión”.

Fuente: Europa Press /COFA

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Viernes, 15 Septiembre 2017 12:56

Estrecho vínculo

Las madres que sufren una infección lo suficientemente grave como para requerir hospitalización durante el embarazo corren mayor riesgo de tener un niño con autismo. Dos nuevos estudios del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés) y la Facultad de Medicina de la Universidad de Massachusetts, en Estados Unidos, arrojan más información sobre este fenómeno e identifican posibles enfoques para prevenirlo.

En la investigación sobre ratones, los autores encontraron que la composición de las poblaciones bacterianas en el tracto digestivo de la madre puede influir en si la infección materna lleva a comportamientos similares a los autistas en la descendencia. También descubrieron los cambios específicos del cerebro que producen estos comportamientos.

“Hemos identificado una región muy discreta del cerebro que parece estar modulando todos los comportamientos asociados con este modelo particular de trastorno del desarrollo neurológico”, explica la investigadora Gloria Choi, profesora asistente de Ciencias Cerebrales y Cognitivas y miembro del Instituto McGovern para la Investigación del Cerebro del MIT.

Si se validan más en estudios con seres humanos, los hallazgos podrían ofrecer una posible manera de reducir el riesgo de autismo, lo que implicaría bloquear la función de ciertas cepas de bacterias encontradas en el intestino materno, dicen los investigadores. Choi y Jun Huh, anteriormente profesor asistente de la Escuela Médica UMass, que ahora es miembro de la Facultad de Medicina de la Universidad de Harvard, son los autores principales de ambos artículos, que se publican este miércoles en la revista ‘Nature’.

TRIPLE RIESGO DE AUTISMO POR INFECCIONES EN EL PRIMER TRIMESTRE

Un estudio de 2010 que incluyó a todos los niños nacidos en Dinamarca entre 1980 y 2005 reveló que las infecciones virales severas durante el primer trimestre del embarazo se tradujeron en un triple riesgo de autismo y las infecciones bacterianas graves durante el segundo trimestre se vincularon con un aumento de 1,42 veces más de riesgo. Estas infecciones incluyeron gripe, gastroenteritis viral e infecciones severas del tracto urinario.

Se han descrito efectos similares en modelos de ratón de inflamación materna, y en un documento de ‘Science’ de 2016, Choi y Huh encontraron que un tipo de células inmunológicas conocidas como células Th17, y su molécula efectora, llamada IL-17, son responsables de este efecto en ratones. La IL-17 interactúa con receptores hallados en las células cerebrales en el feto en desarrollo, dando lugar a irregularidades que los investigadores llaman “parches” en ciertas partes de la corteza.

En uno de los nuevos artículos, los investigadores decidieron aprender más sobre estos parches y determinar si eran responsables de las anomalías de comportamiento observadas en esos ratones, que incluyen comportamiento repetitivo y sociabilidad alterada. Los autores detectaron que los parches son más comunes en una parte del cerebro conocida como S1DZ. Parte de la corteza somatosensorial, se cree que esta región es responsable de la propiocepción, o detección de dónde está el cuerpo en el espacio. En estos parches, las poblaciones de células llamadas interneuronas, que expresan una proteína llamada parvalbúmina, se reducen. Las interneurones son responsables de controlar el balance de la excitación y la inhibición en el cerebro, y los investigadores encontraron que los cambios que hallaron en los parches corticales se asociaron con sobreexcitación en S1DZ.

Cuando los investigadores restauraron los niveles normales de actividad cerebral en esta área, fueron capaces de revertir las anormalidades de comportamiento. También consiguieron inducir los comportamientos en ratones de otro modo normales por sobreestimulación de las neuronas en S1DZ.

Asimismo, los científicos descubrieron que S1DZ envía mensajes a otras dos regiones del cerebro: el área de asociación temporal de la corteza y el cuerpo estriado. Cuando los investigadores inhibieron las neuronas conectadas con el área de asociación temporal, fueron capaces de revertir los déficits de sociabilidad. Cuando inhibieron las neuronas conectadas al estriado, pudieron detener los comportamientos repetitivos.

FACTORES MICROBIANOS

En el segundo artículo de ‘Nature’, los investigadores profundizaron en algunos de los factores adicionales que influyen en si una infección grave conduce o no al autismo. No todas las madres que sufren de infección severa terminan teniendo hijos con autismo, y de manera similar no todos los ratones en el modelo de inflamación materna desarrollan anomalías de comportamiento. “Esto sugiere que la inflamación durante el embarazo es sólo uno de los factores. Es necesario trabajar con factores adicionales para ir por todo el camino que llegue a ese resultado”, dice Choi.

Una clave fue que cuando se estimularon los sistemas inmunológicos en algunos de los ratones preñados, comenzaron a producir IL-17 dentro de un día. “Normalmente lleva de tres a cinco días, porque la IL-17 es producida por células inmunes especializadas y requieren tiempo para diferenciarse –dice Huh–. Pensamos que tal vez esta citoquina se produce no a partir células inmunes diferenciadas, sino más bien a partir de células inmunes pre-existentes”.

Estudios previos en ratones y en humanos han encontrado poblaciones de células Th17 en el intestino de personas sanas. Estas células, que ayudan a proteger al huésped de microbios dañinos, se cree que se producen después de la exposición a determinados tipos de bacterias inofensivas que se asocian con el epitelio.

Los investigadores descubrieron que sólo las crías de ratones con un tipo específico de bacterias inocuas, conocido como bacterias filamentosas segmentadas, tenían anormalidades de comportamiento y parches corticales. Cuando los autores mataron las bacterias con antibióticos, los ratones produjeron descendencia normal.

Fuente: El Economista – España

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Las mujeres que en la menopausia sufren una infección gingival crónica, tienen un 14% más chances de desarrollar cáncer, especialmente de esófago.

 

La investigación se llevó a cabo entre 1999 y 2013 e involucró a 65 mil mujeres.

Los investigadores, cuyo trabajo fue publicado en la revista médica “Cancer Epidemiology, Biomarkers and Prevention”, también constataron que esas mujeres tenían un riesgo significativamente mayor de padecer cáncer de pulmón, mama, vesícula biliar y melanoma, un tumor agresivo de piel.
El estudio fue realizado entre 1999 y 2013, con más de 65 mujeres de edad entre 54 y 86 años, que respondieron un cuestionario sobre su salud durante un período promedio de control de 8 años.
Estudios anteriores habían sugerido que las personas que padecen enfermedad periodontal eran más propensas a desarrollar ciertos tipos de cáncer.
Pero este estudio es el primero en concentrarse específicamente sobre esta infección crónica de las encías para todos los tipos de cáncer en una población de mujeres mayores, expresó Jean Wactawski-Wende, principal autor del estudio e investigador de la Facultad de Salud Pública de la Universidad del Estado de Nueva York, en Búfalo.
En tanto, más estudios serán necesarios para determinar exactamente cómo la enfermedad periodontal puede provocar cáncer, dijo el científico.
Según una hipótesis, las bacterias de la placa bacteriana o la saliva podrían acabar ingresando en la corriente sanguínea.
El mayor riesgo de cáncer de esófago podría explicarse por su proximidad con la boca, afirmó Wactawski-Wende.
La enfermedad periodontal afecta al diente y destruye los tejidos de apoyo, encía y hueso. Esta patología es bastante lenta y evoluciona a lo largo de varias décadas.

 

Fuente: Folha de Sao Paulo – Brasil

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Un descubrimiento realizado conjuntamente en laboratorios de investigación de la Escuela de Medicina de la Universidad de Michigan, Estados Unidos, y de la agencia estadounidense del medicamento

 

El trabajo, detallado en un artículo que se publica este jueves en la edición digital de ‘PLoS Pathogens’, ayuda a resolver un misterio clave sobre ‘C. Diff’: qué hace que germine o rompa su latencia, desde su forma de esporas duras cuando llega al intestino.

Aunque los hallazgos, publicados en ‘Science’, se hicieron en ratones, no en seres humanos, los investigadores dicen que el papel crucial del calcio puede ayudar a explicar otro misterio: por qué algunos pacientes hospitalarios y residencias tienen un riesgo mucho mayor de contraer infecciones por ‘C. diff ‘y la diarrea resultante que lleva a sus esporas a salir del cuerpo.

Ese grupo incluye a las personas cuyos intestinos están inundados de calcio extra porque están tomando ciertos medicamentos o suplementos, tienen niveles bajos de vitamina D en la sangre o sufren enfermedades intestinales que les impiden absorber el calcio. El nuevo descubrimiento demuestra que ‘C. Diff’ puede reconocer este extra de calcio, junto con una sustancia llamada sal biliar producida en el hígado, para provocar su despertar y la ruptura de su caparazón.

La investigación anterior había sugerido que no podría hacer esto sin otro componente dominante, un aminoácido llamado glicina; pero los nuevos hallazgos muestran que el calcio y la sal biliar llamada tauroclorato son suficientes. Los contenidos intestinales de los ratones que estaban carentes de calcio intestinal tenían una tasa de un 90 por ciento más baja de germinación de esporas de ‘C. Diff’.

“Estas esporas son como semillas blindadas y pueden pasar intactas a través del ambiente ácido del intestino -delata el autor principal de este trabajo, Philip Hanna, profesor de Microbiología e Inmunología en UM–. Gran parte del peso de la espora está hecha de calcio, pero hemos demostrado que el calcio del intestino puede funcionar con sales biliares para activar la enzima necesaria para que despierte la espora e iniciar el proceso de germinación”.

AUMENTAR EL CALCIO PARA GERMINAR LA BACTERIA Y ATACARLA CON ANTIBIÓTICOS

Irónicamente, los investigadores dicen que una manera de utilizar este nuevo conocimiento en pacientes humanos podría ser añadir más calcio al sistema, lo que podría despertar todas las esporas dormidas de ‘C. diff ‘en el intestino del paciente a la vez y hacerlas vulnerables a los antibióticos que sólo pueden matar la forma germinada. A su juicio, esta técnica también podría prevenir la transmisión de más esporas a través de la diarrea a la habitación del paciente, retardando o deteniendo el ciclo de transmisión que podría amenazarlos u a otros pacientes en el futuro.

El estudiante graduado de Hanna, Travis Kochan, hizo una observación clave que llevó al descubrimiento: vio que el fluido “medio de crecimiento” en el que los investigadores normalmente cultivan ‘C. Diff’ en sus estudios tenía calcio. Se dio cuenta de que esto podría alterar artificialmente los resultados de sus experimentos sobre que causa que las esporas de ‘C. Diff’ germinen.

Por lo tanto, utilizó un producto químico para eliminar el calcio, dejando a todos los otros nutrientes que mantienen el crecimiento de ‘C. Diff’, lo que dio como resultado que no se produjo nueva germinación de esporas en el medio de crecimiento libre de calcio.

El Centro de Evaluación e Investigación Biológica de la agencia estadounidense del medicamento (FDA, por sus siglas en inglés) realizó más investigación en platos de laboratorio y en las vísceras de los ratones. El exinvestigador de la UM Paul Carlson, ahora en la FDA, y su laboratorio encontró que las esporas de ‘C. Diff’ que fueron mutadas para que la glicina no pudiera actuar sobre ellas todavía podría germinar y colonizar los ratones, lo que sugirió que el calcio, y no la glicina, era crítico para este proceso.

Tanto las formas mutantes como las normales de las bacterias podrían activar una enzima dentro de la espora de ‘C. Diff’ que llevó a las bacterias a comenzar a disolver su cáscara dura. Esto liberó la reserva de calcio que la espora había estado abrigando dentro de sí misma y elevó el nivel local del nutriente aún más.

“Estas esporas no quieren germinar en el lugar equivocado”, dice Kochan, cuyo abuelo sufrió una grave infección por ‘C. Diff’ que finalmente desencadenó su muerte. “Las esporas de ‘C. Diff’ se han especializado en germinar en el medio intestinal, especialmente en el medio ambiente del intestino delgado, donde entra el calcio y la inyección de la sal biliar del hígado”. Hanna observa que la conexión de la sal biliar a la difusión de la germinación de ‘C. Diff’ fue descubierta por primera vez en la UM en 1982 por un equipo dirigido por Ken Wilson.

Ciertos alimentos y tratamientos cusan defectos en la absorción de calcio, pero también son factores de riesgo para infecciones por ‘C. Diff’. Por ejemplo, los pacientes con deficiencia de vitamina D tienen cinco veces más probabilidades de infectarse por ‘C. Diff’. Una deficiencia de vitamina D puede evitar que el cuerpo reabsorba el calcio a través de la pared intestinal.

Medicaciones destinadas a calmar el reflujo ácido, como los inhibidores de la bomba de protones, y los esteroides pueden aumentar la cantidad de calcio en el intestino y las personas con enfermedades inflamatorias intestinales como Crohn y colitis también tienen peor absorción de calcio de los alimentos a través de sus paredes intestinales. A los adultos mayores también se aconseja a menudo para tomar suplementos de calcio para compensar los niveles más bajos de calcio y proteger sus huesos de posibles fracturas

Hanna advierte que los nuevos hallazgos no deben hacer que ningún paciente deje de tomar sus medicamentos o suplementos recomendados por el médico, o que empiece a tomar otros nuevos, pero espera trabajar con los médicos de UM y otros para probar los nuevos conocimientos en un entorno clínico. Mientras tanto, el equipo seguirá estudiando la germinación de ‘C. Diff’ en ratones y buscará maneras de bloquear las enzimas cruciales para la germinación de las esporas.

Fuente: El Economista – España

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