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Medicamentos que se desarrollaron para tratar la enfermedad de Alzheimer podrían ser rediseñados para prevenir, o incluso revertir, el daño causado a los vasos sanguíneos en personas obesas o que padecen diabetes tipo 2, según publican los investigadores en ‘The Journal of Clinical Investigation’.

Las personas que padecen síndrome metabólico, que incluye diabetes tipo 2, presión arterial alta, colesterol alto y obesidad, tienen un endurecimiento de los vasos sanguíneos que los pone en mayor riesgo de un ataque cardíaco o un derrame cerebral.

En un avance, los científicos de la Universidad de Leeds y la Universidad de Dundee, en Reino Unido, han descubierto un mecanismo clave que desencadena cambios en los vasos sanguíneos, que eventualmente pueden conducir a enfermedades cardiovasculares.

Comienza cuando las personas comienzan a producir en exceso una enzima llamada BACE1 que a su vez crea una proteína llamada beta amiloide. Los niveles elevados de beta amiloide están asociados con daños en el revestimiento de la superficie de los vasos sanguíneos, el endotelio. Esto interrumpe el funcionamiento normal de los vasos sanguíneos que conduce a la hipertensión arterial y la aterosclerosis, la acumulación de placa a lo largo de las paredes de los vasos sanguíneos.

Las personas que viven con diabetes tienen un mayor riesgo de ataques cardíacos o derrames cerebrales, pero aún no sabemos exactamente por qué. La nueva investigación ayuda a arrojar luz sobre la conexión.

«Si la enzima BACE1 es responsable de este mayor riesgo, representa un objetivo prometedor para nuevos tratamientos, lo que podría ayudar a las personas con diabetes a vivir vidas más largas y saludables», añade.

Los hallazgos son la culminación de ocho años de investigación, que comenzaron en Dundee y luego se expandieron a Leeds e involucraron estudios en humanos y animales.

Las investigaciones en animales analizaron el efecto de un compuesto experimental llamado M-3, que detiene las acciones de BACE1. En estudios en ratones obesos o con diabetes, se demostró que no solo detiene la enfermedad en los vasos sanguíneos, sino que la revierte.

El doctor Paul Meakin, miembro académico de la Universidad del Instituto de Medicina Cardiovascular y Metabólica de Leeds y autor principal del artículo, señala que «los efectos terapéuticos del compuesto experimental fueron marcados, y se revirtió la progresión de la enfermedad en los vasos sanguíneos gravemente dañados».

«A veces, en la ciencia, se miran los datos que se producen y hay indicios de algo allí, pero los efectos que observamos fueron dramáticos –agrega–. Y lo más emocionante es que hay medicamentos que pueden dirigirse a la enzima BACE1».

«Abre la posibilidad de que los científicos puedan desarrollar un medicamento que inhiba las acciones de BACE1, con la evidencia que sugiere que no solo puede detener el progreso de la enfermedad en los vasos sanguíneos, sino que podría revertirlo», apostilla.

BACE1 ha captado anteriormente la atención de la industria farmacéutica debido a su papel en el desarrollo de otra enfermedad importante, la enfermedad de Alzheimer, ya que está directamente relacionado con el desarrollo de placas beta amiloides que se encuentran en los cerebros de las personas que murieron con la afección.

Las compañías farmacéuticas han comenzado a desarrollar inhibidores de BACE1 que hasta ahora, han sido ineficaces para combatir el Alzheimer.

Mike Ashford, profesor de neurociencia en la Universidad de Dundee, supervisó la investigación que acaba de publicarse y destaca que este trabajo «demuestra que un proceso biológico anormal temprano, que está fuertemente relacionado con la enfermedad de Alzheimer, puede ser responsable de la enfermedad vascular y la hipertensión en personas con obesidad y diabetes».

«Estos hallazgos sugieren la posibilidad emocionante de que los medicamentos existentes que desafortunadamente no hayan mostrado ningún beneficio en los ensayos clínicos para la enfermedad de Alzheimer, se puedan usar para tratar la enfermedad vascular en este grupo de personas», añade.

El profesor Jeremy Pearson, director médico asociado de la Fundación Británica del Corazón, recuerda que «el daño a los vasos sanguíneos causado por la diabetes acelera y empeora las enfermedades circulatorias y cardíacas. Estos hallazgos identifican una nueva vía dañina que ya está dirigida por un medicamento en desarrollo para el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer», añade.

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Investigadores suizos crearon microrobots inteligentes y biocompatibles que se comportan como las bacterias para así ser capaces de transportar fármacos hacia algún tejido enfermo. Nadan y pasan a través de los estrechos vasos sanguíneos y los sistemas más complejos. Este avance médico científico se conoce cuatro meses después de revelarse la construcción en Hong Kong de un robot, también diminuto y que asimismo parece de ciencia ficción, capaz de recorrer internamente el cuerpo humano, movilizándose por superficies sumergidas o revestidas de fluidos corporales.

Los científicos suizos se inspiraron en las bacterias y otros microorganismos para diseñar estos “artificial microswimmers”, que son de tal flexibilidad que mientras nadan pueden modificar su forma cuantas veces sea necesario, sin comprometer su velocidad ni sus capacidades de maniobrabilidad.

Estas mini máquinas suizas fueron diseñadas utilizando un método de plegado basado en el origami, técnica también llamada papiroflexia que consiste en realizar figuras u objetos con hojas de papel doblándolas sucesivas veces. Con ello, estos prototipos que miden cerca de un milímetro de longitud pueden hacerse más pequeños.

Las deformaciones pueden ser “programadas” por anticipado, lo que permite al robot adoptar automáticamente la forma más eficiente, sin la ayuda de sensores.

El estudio suizo fue publicado esta semana en la revista Science Advances, donde se remarca que, efectivamente, estos dispositivos suaves y biocompatibles, que pueden desplazarse por fluidos densos y viscosos, se comportan como cualquier microorganismo vivo (VER PUBLICACIÓN).

El grupo de científicos suizos tiene al frente de este trabajo a sus investigadores Bradley Nelson, profesor de robótica y sistemas inteligentes de ETH, Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, y Selman Sakar, de la EPFL, Escuela Politécnica Federal de Zúrich.

Inteligencia encarnada

El método desarrollado para “programar” el viaje a altas velocidades de estos robots emplea la denominada “inteligencia encarnada”, una alternativa al paradigma de computación clásico que realizan los sistemas electrónicos integrados.

Sobre esta novedosa estrategia el científico Selman Sakar explicó: “Nuestros robots tienen una composición y estructura especial que les permite adaptarse a las características del fluido por el que se mueven. Por ejemplo, si encuentran un cambio en la viscosidad o la concentración osmótica, modifican su forma para mantener su velocidad y maniobrabilidad”.

Los robots pueden ser controlados usando un campo electromagnético o también pueden ser autorizados a navegar por sí mismos, pasando a través de cavidades utilizando flujos de fluidos.

Inspirados en la naturaleza

Nelson complementa: “La naturaleza evoluciona y una multitud de microorganismos cambia de forma a medida que cambian sus condiciones ambientales. Este principio básico inspiró nuestro diseño. El desafío clave para nosotros fue desarrollar la física que describe los tipos de cambios en los que estábamos interesados y luego integrarlos. Esto, haciendo uso de las nuevas tecnologías de fabricación”.

El equipo de investigación sigue trabajando para mejorar el rendimiento de la natación a través de los fluidos más complejos del cuerpo humano y también en algo no menos importante: que sean mecanismos que pueden fabricarse fácilmente a un costo razonable, sin perder eficacia ni su condición de robots blandos miniaturizados.

El dispositivo inteligente está hecho de nanocompuestos de hidrogel. Las nanopartículas magnéticas dentro de este hidrogel pueden ser controladas por un campo electromagnético.

En la conclusión del estudio que publica la revista Science Advances se lee que “un análisis cuidadoso del rendimiento de la natación a diferentes viscosidades proporcionó una guía para construir una máquina que manifiesta múltiples configuraciones estables, cada una optimizada para una marcha de locomoción diferente”.

“Realizamos –remata- la adaptación de la forma en respuesta a las restricciones mecánicas y la variación de la presión osmótica a través de la coordinación entre las tensiones elásticas y viscosas. Nuestro enfoque para resolver el problema de navegación reduce la cantidad de elementos a controlar y, por lo tanto, puede tener ventajas en términos de velocidad, versatilidad y costo”.

El robot creado en Hong Kong

Entre las diferencias de las máquinas suizas con el robot creado en Hong Kong destaca el desplazamiento. El estudio revelado en septiembre de 2018 expuso el reto de hacer mover un aparato por control remoto dentro del cuerpo humano, dada la textura cambiante de los tejidos que lo componen.

Fuente:

Acento ( República Dominicana )

Aldo Rodríguez Villouta

Fuente: COFA

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Poner a ratones en una dieta que contiene bajas cantidades del aminoácido esencial metionina desencadenó la formación de nuevos vasos sanguíneos en el músculo esquelético, según un nuevo estudio de la Escuela de Salud Pública T.H. Chan de la Universidad de Harvard, en Estados Unidos. El hallazgo añade información a la investigación previa que muestra que una dieta restringida en metionina extiende la esperanza de vida y el periodo de vida, lo que sugiere que una función vascular mejorada puede contribuir a estos beneficios.

“Los beneficios de la restricción de la metionina en los roedores son fascinantes porque se parecen a los de la restricción calórica, pero sin restricción forzosa de la ingesta de alimentos”, afirma el autor principal James Mitchell, profesor asociado de Genética y Enfermedades Complejas, cuyo trabajo se publica en la edición digital de este jueves de la revista ‘Cell’.

El trabajo previo de Mitchell y sus colegas ha demostrado que una dieta restringida en metionina aumenta la producción del gas sulfuro de hidrógeno. Esta molécula maloliente da a los huevos podridos su olor característico, pero también se produce en nuestras células donde funciona de innumerables maneras beneficiosas. Una de ellas es promover el crecimiento de nuevos vasos sanguíneos a partir de células endoteliales, un proceso conocido como angiogénesis. Entonces, los investigadores decidieron probar si había una conexión directa entre una dieta restringida de metionina y la angiogénesis.

Alimentaron a los ratones con una dieta sintética que contenía metionina limitada y carecían del único otro aminoácido que contiene azufre, la cisteína. Estos dos aminoácidos se encuentran en grandes cantidades en alimentos ricos en proteínas como carnes, lácteos, nueces y soja. Después de dos meses, los ratones con restricción de dieta habían aumentado el número de vasos sanguíneos pequeños, o capilares, en los músculos esqueléticos en comparación con los ratones alimentados con una dieta de control.

La falta de oxígeno o hipoxia es el desencadenante mejor caracterizado de la angiogénesis. La hipoxia se produce en los tejidos cuando se bloquea un vaso, o en el ejercicio agudo cuando el suministro de oxígeno es limitado. Sin embargo, la restricción de la metionina desencadenó la angiogénesis a pesar del suministro normal de oxígeno, lo que sugiere la participación de una vía que detecta la privación de aminoácidos en lugar de la hipoxia. Los autores identificaron un requerimiento para la quinasa GCN2 sensible a los aminoácidos y el factor de transcripción ATF4 en la angiogénesis desencadenada por la restricción de la metionina.

NUEVOS OBJETIVOS PARA MODULAR LA ANGIOGÉNESIS

Estos hallazgos pueden proporcionar nuevos objetivos importantes para modular la angiogénesis en el futuro. Dependiendo del contexto clínico, esto podría incluir promover la angiogénesis, por ejemplo, en el contexto de envejecimiento o enfermedad vascular en la que se requiere mejor flujo sanguíneo a tejidos isquémicos, o inhibir la angiogénesis donde el bloqueo de la formación de nuevos vasos sanguíneos podría evitar el crecimiento tumoral.

En un documento adjunto del grupo de David Sinclair, de la Facultad de Medicina de Harvard publicado en el mismo número de ‘Cell’, los autores encontraron que el tratamiento con NMN –un activador de molécula pequeña de la proteína SIRT1 asociada a la longevidad– solo o en combinación con sulfuro de hidrógeno (en forma de NaHS), aumentó la densidad vascular en el músculo esquelético de los ratones ancianos e impulsó la capacidad de realizar ejercicio de los animales envejecidos.

“Creemos que nuestros hallazgos ayudan a preparar el escenario para las terapias para un espectro de enfermedades que surgen de la muerte de los vasos sanguíneos”, afirma Sinclair, profesor de Genética en la Facultad de Medicina de la Universidad de Harvard y codirector del Centro Paul F. Glenn para la Biología del Envejecimiento.

Tomados en conjunto, estos estudios apuntan a nuevos enfoques dietéticos y farmacológicos para mejorar la salud vascular en roedores promoviendo la formación de vasos sanguíneos en el músculo esquelético. Se necesitarán futuros estudios para evaluar si estos enfoques pueden traducirse a los humanos.

Fuente: El Economista – España

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