Lunes, 30 de marzo de 2020

Coronavirus Replication Cycle

Ciclo de replicación del coronavirus.

La nueva pandemia ocasionada por el nuevo coronavirus, llamado SARS-CoV-2, ha causado más de 300,000 casos confirmados alrededor del mundo, superando las 13,000 defunciones.

Para lograr entender cómo este virus se esparce tan rápidamente, debemos comprender su ciclo de replicación en las células que infecta.

Estructura del coronavirus COVID-19

El coronavirus recibe su nombre gracias a las glicoproteínas que están ancladas en su cubierta exterior. Estas glicoproteínas, cuya estructura sobre sale de dicha cubierta, asemeja una corona de espinas. Cada espina sirve como una llave hecha a la medida de una cerradura, en este caso, los receptores ACE2 (Angiotensin Converting Enzyme 2). Una vez que la llave es puesta, la puerta se abre y con ello, la maquinaria de la célula queda a merced del nuevo huésped.

Pero ¿cómo me contagio por coronavirus?

Si estuviste expuesto ante alguna persona previamente infectad o en algún sitio donde estuvieron personas infectadas, las posibilidades son altas. Pero no solamente el hecho de haber estado en contacto con ellos hará que te infectes. El coronavirus entra principalmente por la nariz, la boca y los ojos. Una vez estando dentro y con la llave de tu casa, este se aferrará a los receptores señalados anteriormente.

¿Quién fue el primer infectado por coronavirus?

Se cree que el origen del brote del nuevo coronavirus surgió por zoonosis. La zoonosis es la transferencia de enfermedades de animales a humanos y se conoce que este virus ha sido huésped en animales como murciélagos. La zona cero se cree que fue un mercado de animales de la provincia china de Wuhan. Se cree también que el paciente cero pudo haber contraído el virus por algún rasguño de un murciélago o al alimentarse de ellos sin haber estado bien cocinados.

*Los murciélagos poseen proteínas receptoras (cerraduras) similares a los de humano*

Ya entró el virus a la célula ¿y ahora qué?

La célula, al dejar pasar al virus por endocitosis, provoca que este libere su material genético, el SARS-CoV-2 es un virus de RNA. El primer paso que requiere es utilizar los ribosomas de las células humanas para traducir el mensaje que acaba de liberar. Este paso es muy importante, porque la primer proteína que se produce es la ARN polimerasa. Esta enzima se encarga de crear más mensajes que serán traducidos creando el resto de proteínas necesarias para su ensamblaje.

La nucleocápside (N) es una proteína estructural que forma complejos con el RNA del genoma del virus, importante para la estabilidad del mensaje que guarda. La otra proteína es la espina (S) cuya función ya mencionamos al inicio. La proteína de la envoltura (E) es pequeña y está involucrada en diversos aspectos del ciclo de vida del virus. Por ejemplo, el ensamblaje, formación de la envoltura y patogenicidad. Por último, la proteína M, que es la más abundante, es la encargada de definir la forma de la envoltura. Pero, además interactúa con las otras estructuras proteicas del virus organizando el ensamblaje.

¿Cómo sale el coronavirus de la célula infectada?

El aparato de Golgi de la célula juega otro papel importante en la formación del virión (partícula vírica morfológicamente completa e infecciosa). Una vez traducidas las proteínas necesarias para el ensamble, el virus es envuelto en un compartimento membranal llamada vesícula de Golgi. Esta vesícula lo dirige hacia la membrana celular, se fusiona con ella y libera al virus en un proceso llamado exocitosis.

¿Cómo se propaga la infección por coronavirus?

Cada célula infectada puede liberar millones de copias del virus antes de que la célula finalmente colapse y muera. Al final, las células vecinas sufrirán la misma suerte, mientras que otros virus serán expulsados del cuerpo a través de, por ejemplo, la tos, alcanzando a un nuevo hospedero.

Coronavirus Replication Cycle

Ciclo de replicación del coronavirus. Imágen editada de Biorender.com

Fuentes:

Jia HP, Look DC, Shi L, et al. ACE2 receptor expression and severe acute respiratory syndrome coronavirus infection depend on differentiation of human airway epithelia. J Virol. 2005;79(23):14614–14621. doi:10.1128/JVI.79.23.14614-14621.2005

McBride R, van Zyl M, Fielding BC. The coronavirus nucleocapsid is a multifunctional protein. Viruses. 2014;6(8):2991–3018. Published 2014 Aug 7. doi:10.3390/v6082991

Schoeman, D., Fielding, B.C. Coronavirus envelope protein: current knowledge. Virol J 16, 69 (2019). https://doi.org/10.1186/s12985-019-1182-0

Entedar A J Alsaadi & Ian M Jones. Membrane binding proteins of coronaviruses. FUTURE VIROLOGYVOL. 14, NO. 4. 9 Apr 2019. https://doi.org/10.2217/fvl-2018-0144

Así secuestra tus células el coronavirus. Jonathan Corum y Carl Zimmer. The NewYork Times

Why does SARS-CoV-2 spread so easily?. Ana Sandoiu. Medical News Today

Coronavirus COVID-19 Global Cases by the Center of Systems Science and Engineering (CSSE). Jhon Hopkins

La Vía secretora y Exocitosis. wikillerato


Publicado por jacintoluque @ 18:36
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Viernes, 27 de marzo de 2020

Controla la información necesaria para la planificación de la atención médica

Canadá ha desarrollado una aplicación que ayuda a los hospitales a evitar el colapso por el coronavirus: determina el máximo de casos que podrían atender, controla las camas disponibles y ventiladores, y calcula cuántos pacientes los necesitarán en cada momento.

Imagen de Gerd Altmann en Pixabay

Un grupo de investigadores de la Escuela de Salud Pública Dalla Lana de la Universidad de Toronto ha desarrollado una aplicación interactiva en línea que ayuda a los hospitales y otros proveedores de atención médica a estimar su capacidad para gestionar nuevos casos de COVID-19.

Al tener en cuenta la cantidad de recursos de atención aguda y crítica disponibles para un proveedor de atención médica específico, los datos sobre la distribución por edad y la gravedad de los casos de COVID-19 y la duración esperada de las estadías de los pacientes, la herramienta en línea ayuda a los hospitales a modelar su capacidad para responder a la pandemia de forma ágil y rigurosa.

Mejor planificación

"La herramienta determina el número máximo de casos nuevos de COVID-19 que un sistema de atención médica podría manejar", explica Nathan Stall, estudiante de doctorado en Dalla Lana y residente de medicina interna en el departamento de medicina de la Facultad de Medicina.

"Se basa en la distribución de casos basada en la edad y la proporción esperada de aquellas personas que serán admitidas a cuidados agudos, cuidados críticos o serán ventiladas mecánicamente".

Ross Upshur, profesor en el departamento de medicina familiar y comunitaria en la Facultad de Medicina, explica que la herramienta “no solo nos ayuda a comprender la dinámica de la pandemia, sino que nos ayuda a responder. Se trata tanto del lado de la salud pública como de la capacidad clínica de las cosas. La idea de cómo estos dos sectores trabajan juntos es realmente pertinente a nuestra respuesta a COVID-19".

Diversidad de variables

La herramienta de disponibilidad de recursos desarrollada conjuntamente por Stall permite a los usuarios ingresar una variedad de variables, incluida la cantidad de camas de cuidados intensivos, camas de cuidados críticos y ventiladores mecánicos disponibles para pacientes con COVID-19 y el porcentaje esperado de pacientes con COVID-19 que los requerirán.

Al aplicar los datos de distribución de edad y gravedad de casos a esas cifras, la herramienta produce un gráfico que muestra el número diario máximo de casos nuevos de COVID-19 que un hospital o autoridad de atención médica puede gestionar sin sufrir un déficit de recursos.

“Es modificable a la experiencia clínica local y al contexto. Por lo tanto, un sistema de atención médica puede decir: 'OK, tengo tantas camas de cuidados agudos en mi hospital o en mi sistema de atención médica', o puede verlo por región ”, dijo Stall.

Stall agregó que la herramienta tiene en cuenta el hecho de que los recursos hospitalarios también seguirán siendo utilizados por pacientes con otras afecciones.

Gestión eficaz

Sus características hacen que la herramienta sea útil para los sistemas de atención de salud que podrían estar adquiriendo nuevos recursos o barajándolos para enfrentar la pandemia y necesitan descubrir cómo optimizar los recursos a su disposición, añade.

"En este momento, no hemos tenido la gran cantidad de casos que anticipamos y gran parte del trabajo que se está haciendo ahora es hacer este tipo de planificación", dijo Stall.

“¿Cómo podemos aumentar nuestra capacidad de camas de cuidados críticos? ¿Dónde estamos en esta curva en términos de casos? ¿Cómo podemos convertir servicios menos agudos a virtuales cuando sea posible?

"Estos son los tipos de decisiones difíciles que los encargados de la formulación de políticas y planificadores de salud a nivel local y provincial están tratando de tomar en este momento, y son críticamente importantes".

La herramienta de disponibilidad de recursos desarrollada conjuntamente por Nathan Stall permite a los usuarios ingresar una variedad de variables, incluida la cantidad de camas de cuidados intensivos, camas de cuidados críticos y ventiladores mecánicos disponibles para pacientes con COVID-19 (Imagen a través de la transmisión en directo de la Escuela de Salud Pública Dalla Lana).

La herramienta de disponibilidad de recursos desarrollada conjuntamente por Nathan Stall permite a los usuarios ingresar una variedad de variables, incluida la cantidad de camas de cuidados intensivos, camas de cuidados críticos y ventiladores mecánicos disponibles para pacientes con COVID-19 (Imagen a través de la transmisión en directo de la Escuela de Salud Pública Dalla Lana).

Aplanar la curva

Soucy, otro de los creadores de esta herramienta, señala que la calidad de la atención disponible para COVID-19 y otros pacientes dependerá en gran medida de "aplanar la curva", propagando los casos de infección durante un largo período de tiempo para evitar que los hospitales se colapsen.

"Cuando se trata de aplanar la curva y esta idea de la capacidad del hospital, no se trata solo de ventiladores y camas de UCI para personas con COVID-19", dijo.

"Si tiene accidentes automovilísticos, ataques cardíacos y cosas por el estilo, y tienes un hospital totalmente abrumado, esas personas tendrán una peor oportunidad de salir de allí en una sola pieza que si no hubiéramos tenido un sistema de atención médica colapsado".  

“Como dijo el Dr. Tedros Adhanom, director de la Organización Mundial de la Salud, no puedes combatir un incendio si vas con los ojos vendados. Necesitamos un buen acceso a los datos, no solo sobre los casos en nuestras regiones, sino también el acceso a los recursos que estarán disponibles para que podamos planificar antes de que nos abrumemos por completo”, concluye Stall.

Publicado por jacintoluque @ 5:47
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Jueves, 26 de marzo de 2020
En unas fotografías coloreadas obtenidas con un microscopio electrónico se ven las células en proceso de autodestrucción, rodeadas por los microorganismos.
FOTOS: Captan al coronavirus atacando células humanas
Una célula humana rodeada por SARS-CoV-2. Imagen coloreada.NIAID

El Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas de Estados Unidos (NIAID, por sus siglas en inglés) difundió, a través de la plataforma Flickr, una nueva serie de imágenes del virus SARS-CoV-2, el patógeno responsable de la infección del covid-19.

En las fotografías se puede ver cómo esos microorganismos —que parecen pequeñas esferas— rodean las células de un paciente contagiado con la enfermedad. Según se detalla, las células están en proceso de apoptosis, o autodestrucción.

NIAID

Dado que el tamaño del virus es de alrededor de 100 nanómetros, muy por debajo de lo que puede percibir una lente tradicional, las imágenes fueron captadas con un microscopio electrónico y posteriormente coloreadas.

NIAID

Como los demás coronavirus, el SARS-CoV-2 es básicamente un ovillo de la cadena de ácido ribonucleico (ARN), que contiene su información genética. Su superficie, compuesta de lípidos, está dotada de varias 'espinas' de proteína, que le permiten adherirse a la célula y obligarla a replicar el ARN viral como si fuera su propio.

NIAID

Esta no es la primera vez que el patógeno es fotografiado en laboratorio, dado que el propio NIAID publicó varias imágenes coloreadas ya a mediados de febrero. A inicios de este mes, científicos chinos divulgaron el aspecto real del virus, fotografiándolo también con un microscopio electrónico. Entonces descubrieron que el microorganismo tiene la capacidad de alterar su forma en función de las condiciones ambientales. Investigadores rusos también compartieron el 19 de marzo fotografías del SARS-CoV-2.


Publicado por jacintoluque @ 17:51
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Mi?rcoles, 25 de marzo de 2020
Lunes, 23 de marzo de 2020
S?bado, 21 de marzo de 2020

Resultado de imagen de limon y naranja

RESUMEN

Existe un creciente interés en conocer herramientas nutricionales al alcance de profesionales para el manejo de la modulación del sistema inmunitario del humano. Esta revisión bibliográfica se centra en los potenciales efectos beneficiosos sobre el sistema inmune atribuidos a productos alimenticios compuestos por β-glucanos de Pleurotus ostreatus, y/o Vitamina C. Este trabajo muestra el resultado obtenido en diferentes estudios con la ingesta de estos componentes sobre el sistema inmunitario, así como el efecto específico sobre marcadores inmunitarios como las interleuquinas, los linfocitos, células Natural Killer y los leucocitos, no sólo atendiendo a los mecanismos, sino a las experiencias en modelos in vitro e in vivo (animal y humano). Tanto la vitamina C como los β-glucanos parecen mostrar eficacia sobre el sistema inmune en diversos estudios, especialmente de forma conjunta, pero son necesarios más estudios.

Palabras clave: β-Glucanos; Prebióticos; Ácido ascórbico; Sistema inmunitario.


ABSTRACT

There is growing interest in meeting nutritional tools available to professionals to manage the modulation of the human immune system. This literature review focuses on the potential beneficial effects on the immune system attributed to β-glucans composed of Pleurotus ostreatus products and/or vitamin C. It shows the results obtained in different studies with the intake of these components on the immune system and the specific effect on immune markers as interleukins, lymphocytes, Natural Killer cells, and leukocytes. Serving not only the mechanisms but to experiences in in vitro and in vivo models (animal and human). Both vitamin C and β-glucans appear to show efficacy on the immune system in several studies, especially administered together, but more research is needed.

Key words: β-Glucans; Prebiotics; Ascorbic acid; Immune system.


 

Introducción

Desde hace décadas la comunidad científica está poniendo énfasis en la relación entre una correcta alimentación, el estado nutricional y el funcionamiento del sistema inmunitario1. Así, algunos nutrientes se han ido postulando como moduladores de los componentes celulares de los humanos, como los probióticos y prebióticos2, vitaminas, como la vitamina B6 3-5 y minerales, como zinc6-8.

Asegurar el aporte de esos nutrientes y compuestos en la alimentación habitual o puntual del comensal podría tener ventajosas consecuencias, ya sea en forma de alimentación convencional o como suplemento alimenticio.

La vitamina C es un micronutriente al que tradicionalmente se le ha reconocido un poder ante infecciones agudas, refriados comunes, etc., y cuya efectividad sobre el sistema inmunitario ha sido estudiada. La utilización de suplementos de vitamina C todos los días -una práctica bastante extendida- para prevenir los catarros no está justificada, puesto que este efecto no se ha comprobado en la población general.

Sin embargo, Hemilä H explica que "sí tenemos evidencias de que el micronutriente acorta la duración de los resfriados y alivia sus síntomas"9; afirmación sustentada también por Gorton et al. en 199910, dado que en su estudio obtuvieron que la gripe y los síntomas del resfriado en el grupo de prueba se redujo un 85% en comparación con el grupo control después de la administración de megadosis de vitamina C.

Otros de los compuestos que se postulan con dicha acción, desde hace décadas, son los sustratos que ingresan en el tracto digestivo y que mantienen y estimulan el crecimiento de la microflora intestinal, lo cual podría determinar la función y modulación del sistema inmunitario del individuo. Se mantienen intactos hasta ser fermentados en el colon por bacterias anaeróbicas, dando lugar a gases y ácidos grasos de cadena corta (AGCC). Los subproductos de dicha fermentación, contribuyen al mantenimiento de una correcta estructura del colon y de su funcionamiento, por lo que se les atribuye un efecto destacable sobre el mantenimiento de la barrera intestinal. Se ha observado cómo los AGCC se absorben rápidamente por la mucosa intestinal, siendo una fuente importante de sustratos para el metabolismo del colonocito11.

Entre las fibras dietéticas con dicho potencial, destacan los β-glucanos (polisacáridos que forman parte de la fibra dietética principalmente presente en cereales, hongos y levaduras) y se diferencian, dentro de este tipo de fibras, los polisacáridos de alto y de bajo peso molecular, ya que el efecto sobre el sistema inmune dependerá del tipo de fuente de la que proceda la fibra, su grado de solubilidad y otros factores estructurales11.

Pero los β-glucanos no son el único potencial inmunomodulador conocido. Cada vez más empresas y/o científicos están experimentando en las mejoras de la acción del β-glucano mediante la adición de otros potenciales inmunomoduladores. Por lo tanto, las combinaciones de varios agentes naturales potencialmente inmunomoduladores son cada vez más populares. La característica más común de estas mezclas es el β-1,3-glucano, que tiene una fuerte sinergia con la vitamina C, probablemente debido a que la vitamina C estimula los mismos tipos de respuestas inmunes que el β-glucano12.

El ácido L-ascórbico o vitamina C es un donador de electrones que contribuye a la prevención del daño oxidativo. Dicho mecanismo resulta beneficioso en enfermedades humanas tales como la aterosclerosis (a través de la oxidación de las lipoproteínas de baja densidad), la diabetes tipo 2 (a través del estrés oxidativo en la célula beta) y el cáncer (a través del mecanismo de reparación del ADN y daños relacionados con la oxidación del ADN). En adición, el ácido L-ascórbico es esencial para la biosíntesis de colágeno y L-carnitina (importante para la integridad de la membrana durante el embarazo y para la conversión de la dopamina a noradrenalina)13.

El cuerpo necesita vitamina C para las funciones fisiológicas normales. Le ayuda en la síntesis y el metabolismo de la tirosina, el ácido fólico y el triptófano, la hidroxilación de glicina, prolina, lisina, carnitina y catecolaminas. También aumenta la absorción de hierro en el intestino mediante la reducción del férrico al estado ferroso. Como antioxidante, protege al cuerpo de diversos efectos perjudiciales como los radicales libres, los contaminantes y las toxinas, lo cual supone un papel importante para el sistema inmunitario14.

La vitamina C, por tanto, se piensa que podría mejorar la función inmune, pero los mecanismos involucrados todavía son oscuros. Las funciones de la vitamina C sobre el sistema inmunitario y las consecuencias producidas por la deficiencia de esta son las siguientes15:

Funciones

• Antioxidante hidrosoluble altamente eficaz que opera en las fases acuosas, tanto intra como extracelulares.

• Puede regenerar otros antioxidantes (por ejemplo, la vitamina E).

• Primariamente, cofactor de reacciones que requieren de metaloenzima reducida de cobre o hierro.

• Conocido por ser el donador de electrones para ocho enzimas humanas que participan en la hidroxilación de colágeno y la biosíntesis de hormonas y aminoácidos.

Papeles principales en el sistema inmunitario

• Mejora la integridad de la barrera epitelial, promoviendo la síntesis de colágeno.

• Mantiene el estado oxidativo de las células y protege contra las especies reactivas del oxígeno generadas durante el estallido respiratorio y la respuesta inflamatoria.

• Estimula las funciones de los leucocitos (neutrófilos, y movimiento de los monocitos).

• Regula la respuesta inmunitaria a través de sus propiedades antivirales y antioxidantes.

• Reduce la duración y severidad del resfriado común.

• Reduce la incidencia del resfriado común y la neumonía en sujetos que practican ejercicio físico intenso o que viven en entornos con mucha gente.

Consecuencias de su deficiencia

• Disminución del interferón, actividad de los linfocitos T y la producción de colágeno.

• Disminución de la resistencia a las enfermedades.

• La suplementación con altas dosis, estimula la actividad fagocítica y la actividad de linfocitos T.

El principal objetivo de este manuscrito fue la revisión bibliográfica de los potenciales efectos beneficiosos sobre el sistema inmune atribuidos a productos alimenticios compuestos por β-glucanos de Pleurotus ostreatus, y/o vitamina C.

 

Metodología

La estrategia de búsqueda en Medline fue la siguiente: ("Glucans"[Mesh] OR "epiglucan"[Supplementary Concept] "beta-glucan, (1-3)(1-4)-"[Supplementary Concept] OR "beta-1,3-D-glucan"[Supplementary Concept] OR "beta-1,6- glucan" [Supplementary Concept] OR "beta-Glucans"[Mesh] OR glucan[Title/Abstract] OR glucans[Title/Abstract]) AND "Pleurotus ostreatus"[Title/Abstract] OR ("Ascorbic Acid"[Mesh] OR "Ascorbic Acid"[Title/Abstract] OR "Vitamin C"[Title/Abstract]) AND (("immunology"[Subheading] OR "Immune System"[Mesh] OR immune[Title/Abstract] OR "Immune System"[Title/Abstract] OR immunol*[Title/ Abstract]) OR (("Communicable Diseases"[Mesh] OR "Infectious Diseases" OR Infectious Disease) OR ("Dysentery"[Mesh] OR "Infectious diarrhea" OR "Infectious diarrhoea") OR ((antibiotic AND diarrhea) OR "Antibiotic associated diarrhea") OR ("Traveler's diarrhea" OR (traveler AND diarrhea)) OR ("Enterocolitis, Necrotizing"[Mesh] OR " Necrotizing Enterocolitis") OR ("Campylobacter Infections"[Mesh] OR "Campylobacter Infections" OR "Campylobacter Infection" OR (Campylobacter AND enteritis)) OR ("Intensive Care Units"[Mesh] OR "Intensive Care Units" OR "Intensive Care Unit") OR ("Surgical Wound Infection"[Mesh] OR "Surgical Wound Infection" OR "Surgical Wound Infections" OR "preoperative infection" OR "preoperative infections" OR "postoperative infection" OR "postoperative infections") OR ("Helicobacter pylori"[Mesh] OR "Helicobacter pylori") OR ("Clostridium difficile"[Mesh] OR "Clostridium difficile") OR ("Escherichia coli"[Mesh] OR "Escherichia coli") OR (gastrointestinal AND (pathogen OR pathogens OR infection OR infections)) OR ((intestinal OR intestine) AND (pathogen PR pathogens OR infection OR infections)) OR ("Male Urogenital Diseases"[Mesh] OR "Male Urogenital Diseases" OR "Female Urogenital Diseases"[Mesh] OR "Female Urogenital Diseases" OR "urogenital infection" OR "urogenital infections") OR ("Candidiasis, Vulvovaginal"[Mesh] OR "Vulvovaginal Candidiases" OR "Vulvovaginal Candidiasis" OR "Candidal vaginitis"))) AND ((Meta-Analysis[ptyp] OR Meta-Analysis[Title/Abstract]) OR ((randomized controlled trial[pt] OR controlled clinical trial[pt] OR randomized[tiab] OR placebo[tiab] OR clinical trials as topic[MeSH Terms:noexp] OR randomly[tiab] OR trial[ti]) NOT (Review[ptyp] OR systematic[sb] OR Meta- Analysis[ptyp]))) NOT ("animals"[MeSH Terms] NOT ("humans"[MeSH Terms] AND "animals"[MeSH Terms])).

Se hicieron dos búsquedas simultáneas, una sin límite cronológico y otra con límite de 10 años atrás, siendo ésta en la que se puso mayor énfasis. Se recuperaron estudios relacionando los β-glucanos o la vitamina C y el sistema inmune. Varios de los estudios recuperados no se incluyeron finalmente por: (a) ser publicaciones redundantes o duplicadas de los mismos autores en diferentes años y revistas, (b) estar dirigidos a una población específica, como por ejemplo pacientes con enfermedades determinadas, o (c) porque el extracto usado, su origen, o dosis, difirieron notablemente del componente objetivo o se usaron en conjunción con otras sustancias que pudieran tener el mismo efecto.

 

Vitamina C

Efectos sobre el sistema inmune

La vitamina C, presente en frutas y verduras, podría tener efecto sobre el sistema inmune innato y adaptativo, ya que parece influir en las respuestas inmunes tanto celulares como humorales. Podría interferir con la síntesis de citoquinas proinflamatorias y desempeñar un papel muy importante en el mantenimiento de la integridad del tejido y en la formación de la piel y barreras epiteliales y endoteliales16.

Debido a la actividad antioxidante de la vitamina C, desde el punto de vista químico, frecuentemente se la ha relacionado con situaciones en las que la oxidación tiene un papel importante, a veces unido al detrimento del sistema inmunitario, como es el caso del estrés oxidativo después del ejercicio físico.

Así, algunos investigadores plantearon esta hipótesis en ultramaratonianos, a los que se les suministró vitamina C (1,5g) o un placebo, divididos en dos grupos de 15 y 13, respectivamente. Recogieron marcadores de oxidación e inmunológicos (recuento de células inmunes, interleucinas (IL) 6, 10, 8 y linfocitos IFN-gamma) y realizaron una preestandarización de las condiciones previas a la competición para evitar sesgos y diferencias iniciales e interindividuales de los factores influyentes (dieta previa, fármacos, etc.). Sus resultados no mostraron una mejora cuantitativa de estos marcadores entre el grupo placebo y el grupo de vitamina C17.

Por otro lado, las especies reactivas de oxígeno (ERO), generados por las células inmunes activadas durante el proceso de la fagocitosis, pueden ser barridas por los antioxidantes no enzimáticos, tales como la vitamina C o por acción enzimática. Considerando que las ERO juegan papeles esenciales en la muerte intracelular de bacterias y otros organismos invasores, el sistema inmune y las moléculas de otro organismo pueden ser vulnerables al ataque oxidativo. Si las ERO se producen en altas concentraciones, este hecho puede causar estrés oxidativo y conducir a la alteración de la respuesta inmune, la pérdida de integridad de las membranas celulares, la alteración de la fluidez de las membranas y la alteración de la comunicación célula-célula. Estas alteraciones podrían contribuir a trastornos degenerativos tales como el cáncer y la enfermedad cardiovascular18.

Efectos sobre las infecciones

Dado el poder antioxidante de la vitamina C, se ha sugerido que la suplementación con este micronutriente produce una mejora en el sistema inmune y como consecuencia una menor incidencia de las infecciones, especialmente del tracto respiratorio superior19.

Carrillo et al. realizaron en 200820 un ECCA en el que se involucró una muestra de 12 sujetos a los que se les administró, durante 2 semanas, vitamina C (3x500mg vitamina C/día) o placebo para evaluar su efecto sobre la sensibilidad a infecciones posejercicio. Pese a que se detectaron cambios en parámetros relacionados, no se observó de forma evidente diferencias en la sensibilidad a infecciones. Davison et al., en 200621, llegaron a conclusiones parecidas que Carrillo et al.20 mediante un ensayo placebo-controlado cruzado con 9 atletas asignados, durante 2 semanas, a un grupo al que se le administró vitamina C (1.000mg/día) o placebo.

Ochoa-Brust et al.22 sometieron a investigación, en 2007, el posible efecto beneficioso de la adición de ácido ascórbico (100mg) a una mezcla de sulfato de hierro (200mg) y ácido fólico (5mg) en las infecciones del tracto urinario en mujeres embarazadas. El grupo de mujeres tratado con la mezcla y ácido ascórbico mostró incidencia estadísticamente menor de infecciones urinarias en comparación al grupo que solamente tomó sulfato de hierro y ácido fólico.

Jesenak et al. publicaron en 201323 un ensayo controlado aleatorizado que involucró una muestra de 175 niños (5,65±2,39 años), asignados durante un periodo de tratamiento de 12 meses a un grupo intervención (100mg de β-glucanos de P. ostreatus y 100mg de vitamina C) o a un grupo placebo (solamente 100mg de vitamina C). En el grupo de tratamiento activo, el 36% de los niños no sufrió una infección respiratoria, frente al 21% de los niños del grupo placebo (p<0,05). El tratamiento redujo significativamente la frecuencia de gripe, de patologías similares a la gripe y el número de infecciones de vías respiratorias inferiores en el grupo activo frente al grupo placebo (0,20±0,55 en 12 meses vs. 0,42±0,78 en 12 meses, p<0,05), modulando de forma estadísticamente significativa la inmunidad humoral y celular.

Lahner et al. publicaron en 201224 un metaanálisis en el que se revisaron 23 estudios y que evaluó la relación entre la infección por Helicobacter pylori y los niveles bajos de ácido ascórbico, observándose una relación positiva y estadísticamente significativa.

En un metaanálisis publicado en 2013 en la Cochrane Database of Systematic Reviews25, quisieron comprobar si la vitamina C reducía la incidencia, la duración o la gravedad del resfriado común cuando se utilizaba como suplementación regular continua todos los días o como una terapia en el inicio de los síntomas del resfriado, obteniendo como resultados que en los adultos la duración de los resfriados se redujo en un 8% y en niños un 14%. En niños, 1-2g/día de vitamina C acortaba los resfriados en un 18%. La gravedad de los resfriados también se redujo por la administración regular de vitamina C. Siete comparaciones examinaron el efecto de la vitamina C terapéutica en 3.249 episodios, pero se vio un efecto consistente de la vitamina C en la duración o gravedad de los resfriados en los ensayos terapéuticos.

 

Vitamina C y β-Glucanos

Efectos sobre los linfocitos y Natural Killer

Las concentraciones de vitamina C en plasma y los leucocitos disminuyen rápidamente durante las infecciones y el estrés. La suplementación con vitamina C parece que mejora los componentes del sistema inmune humano, tales como actividades antimicrobianas y de células Natural Killer (NK), la proliferación de linfocitos T, la quimiotaxis e hipersensibilidad de tipo retardado26, el aumento de la producción de citoquinas y la síntesis de inmunoglobulinas18. La vitamina C contribuye en el mantenimiento del estado oxidativo de las células y de esta manera las protege contra ERO generadas durante el estallido respiratorio y en la respuesta inflamatoria.

Jeong et al. (2011)27 y Holmannova et al. (2012)16 observaron que la vitamina C inhibía la activación excesiva del sistema inmune para prevenir el daño tisular, que también ayudaba en la actividad antibacteriana y estimulaba las células NK.

Por otro lado, Manning et al. (2013)15 respaldaron, igualmente, que la deficiencia de vitamina C deriva en una variedad de problemas clínicos, incluyendo la inmunodeficiencia. Mostraron un modelo innovador de maduración in vitro de células T dependiente de la vitamina C, que además mostró que la regulación epigenética de la expresión génica es un mecanismo probable por el cual la vitamina C interviene en los efectos inmunológicos.

Varios estudios28-30 describieron, además de la vitamina C, cómo el 1,3 β-glucano, mejora el sistema inmune mejorando la capacidad de la actividad de los macrófagos, neutrófilos y NK. Además, podría ser que el β-glucano pudiese tener efecto positivo como medicamento radioprotector para la quimioterapia, radioterapia y emergencias nucleares.

Con acción conjunta de los β-glucanos y la vitamina C, Bobovčák et al. publicaron en 201031 un ensayo controlado aleatorizado que involucró una muestra de 20 atletas, asignados durante un período de 2 meses a un grupo intervención (100mg β-glucanos de P. ostreatus y 100mg vitamina C) o a un grupo placebo, evaluando si la suplementación de β-glucano tenía efectos en el sistema inmunológico en ejercicio de alta intensidad a corto plazo. Se observó una reducción del 28% en la actividad celular de NK en el grupo de placebo durante el período de recuperación del ejercicio, mientras que no se encontró una reducción significativa en la actividad celular de NK en el grupo que ingirió β-glucano. El estudio, financiado por la propia empresa que desarrolla el producto, subrayó que los autores no tenían ningún conflicto de interés.

De igual modo, Bergendiova et al. publicaron en 201132 un ensayo placebo-controlado aleatorizado a doble-ciego que involucró una muestra de 50 deportistas de alto nivel (23-24 años), asignados durante un período de 3 meses a un grupo intervención (200mg β-glucanos de P. ostreatus y 200mg vitamina C) o a un grupo placebo (solamente 200mg de vitamina C). Existió una disminución de la incidencia de los síntomas asociados a infecciones del tracto respiratorio superior y aumentó el número de células NK.

Pillai et al. (2014)33 trataron de investigar las propiedades protectoras de los β-glucanos de origen fúngico (Ganoderma lucidum) sobre el ADN de linfocitos humanos. Los resultados indicaron que los β-glucanos de G. lucidum poseían actividad radioprotectora significativa con capacidad de reparación del ADN y actividad antioxidante.

Moreira et al. publicaron en 200734 un metaanálisis en el que evaluaron el potencial efecto de varios micronutrientes, entre ellos la vitamina C, en la modulación de la inmunosupresión inducida por el ejercicio, que involucró 45 estudios con una muestra total de 1.603 atletas. Se recuperaron 13 estudios realizados únicamente con suplementación con vitamina C. Pese a que los estudios mostraron una tendencia a la prevención de las afecciones del tracto respiratorio superior y una desaceleración de la disminución de los linfocitos después del ejercicio físico, los autores concluyeron que se requieren más estudios, más largos y con más muestra para poder establecer recomendaciones de suplementación.

Efectos sobre los leucocitos

La vitamina C está muy concentrada en los leucocitos y se utiliza rápidamente durante la infección. De hecho, se ha definido como un estimulante de funciones de los leucocitos, sobre todo del movimiento de neutrófilos y monocitos. Se ha descrito que los suplementos de vitamina C mejoran la quimiotaxis de neutrófilos en adultos sanos (1-3g/día) y niños (20mg/kg/día)18. Además, las concentraciones de vitamina C en plasma y leucocitos disminuyen rápidamente con el inicio de la infección y vuelven a la normalidad con la mejora de los síntomas, lo que sugiere que la dosis de vitamina C podría ser beneficiosa para el proceso de recuperación18.

El propósito del estudio de Casciari et al. (2003)35 fue determinar si los suplementos de vitamina C se correlacionan con el rendimiento de las células inmunitarias en las células blancas de la sangre recogidas de adultos sanos. Específicamente, determinaron la capacidad de los fagocitos para digerir bacterias, la capacidad de los linfocitos para proliferar en respuesta a PHA (phytohaemagglutinin), la capacidad de los monocitos para convertirse en antígeno entrenado y maduro de células dendríticas y la capacidad de las células dendríticas de los linfocitos capacitados para lisar las células tumorales ex vivo. El índice de fagocitosis, el índice de proliferación de linfocitos y los rendimientos de células dendríticas maduras (de monocitos) disminuyeron con la edad de los donantes de una manera estadísticamente significativa. Sin embargo, una vez que el efecto de la edad del donante se explicó, el rendimiento de las células inmunitarias fue superior en las células de donantes suplementados con al menos 1g por día de vitamina C. La adición de 5 a 20mg/ dL de ascorbato de sodio al medio de crecimiento durante ensayos ex vivo mejoró la capacidad de los fagocitos para digerir bacterias y aumentó la habilidad de matar de la células tumorales.

Estudios realizados in vitro e in vivo, en animales y en humanos, muestran, en el campo de los β-glucanos, que estos podrían modular la respuesta inmunitaria contribuyendo a aumentar la respuesta leucocitaria y, con ello, se podría lograr una mayor resistencia ante las infecciones11,36. Algunos otros estudios apuntan hacia la función de los β-glucanos (sobre todo, 1,3 β-D-glucanos y 1,6 β-D-glucanos aislados) sobre el sistema inmunitario, al inducir la activación de leucocitos y producir mediadores de inflamación. Estos polisacáridos, aumentarían el número de linfocitos Th137,38.

Leentjens et al. (2014)39 realizaron un estudio piloto aleatorizado en 15 voluntarios sanos de sexo masculino. Los sujetos fueron asignados al azar al β-glucano (n=10) o al grupo control (n=5). Los sujetos en el grupo β-glucano ingirieron 1.000mg al día durante 7 días de β-glucano. Se tomaron muestras de sangre en diversos puntos del estudio para determinar los niveles séricos de β-glucano, para la estimulación ex vivo de leucocitos y analizar la actividad microbicida. El β-glucano fue apenas detectable en el suero de los voluntarios. Además, ni la producción de citoquinas ni la actividad microbicida de los leucocitos se vieron afectados por la administración por vía oral del β-glucano. Por lo tanto, este estudio no apoyó el uso de la vía oral β-glucano para mejorar la respuesta inmune innata en los seres humanos.

Efectos sobre las interleuquinas

Varios estudios40-42 describieron que la modulación de la inflamación por la vitamina C intravenosa se correlaciona con la disminución en los niveles de marcadores tumorales.

Los estudios realizados en seres humanos reportaron que la vitamina C en plasma y la ingesta diaria de vitamina C se asoció inversamente con algunos marcadores de la respuesta en fase aguda y la hemostasia se asoció con un mayor riesgo de enfermedades cardiovasculares y enfermedades no vasculares.

La vitamina C plasmática, la ingesta de fruta y la ingesta de vitamina C en la dieta se asociaron significativa e inversamente con las concentraciones medias de la proteína C-reactiva, un reactante de fase aguda, y el antígeno activador del plasminógeno tisular, un marcador de la disfunción endotelial. Los hallazgos sugirieron que la vitamina C tiene efectos anti-inflamatorios y se asoció con una menor disfunción endotelial en los hombres sin antecedentes de enfermedad coronaria o diabetes14.

En el estudio de Wintergerst et al. (2007)43, afirmaron que la vitamina C junto con otros micronutrientes ayuda a revertir el daño potencial causado por los radicales libres a nivel celular y modula funciones de las células inmunes a través de la regulación de factores de transcripción sensibles a redox y afecta a la producción de citoquinas y prostaglandinas, que mantienen una respuesta inmune efectiva.

Ostadrahimi et al. publicaron en 201444 un ensayo clínico doble-ciego aleatorizado controlado con placebo en el que determinaron el efecto del β-glucano en recuentos de glóbulos blancos y los niveles séricos de IL-4 e IL-12 en mujeres con cáncer de mama que reciben quimioterapia. Las pacientes en el grupo de intervención recibieron dos cápsulas de 10mg de 1-3, 1-6, D-β-glucano soluble diario y el grupo control recibió un placebo durante 21 días. Al final del estudio, el cambio en el nivel en suero de IL-4 en el grupo de β-glucano, en comparación con el grupo placebo, fue estadísticamente significativo (p=0,001). El nivel sérico de IL-12 en el grupo de β-glucano aumentó estadísticamente (p=0,03). Por tanto, los resultados sugirieron que el β-glucano puede ser útil como una terapia complementaria o adyuvante y agente inmunomodulador en pacientes con cáncer de mama.

El estrés, en repetidas ocasiones, ha demostrado reducir la capacidad del sistema inmunitario para luchar contra los ataques individuales. Dado que los estudios recientes han sugerido que algunas moléculas bioactivas pueden tener efectos sinérgicos en la estimulación del sistema inmune y la reducción del estrés, Vetvicka et al. (2014)12 evaluaron los efectos de la combinación de resveratrol con β-glucano y vitamina C para reducir el estrés, encontrando que en comparación con sus componentes individuales, esta combinación fue la más fuerte reductora de los síntomas relacionados con el estrés, incluyendo los niveles de corticosterona y la producción de IL-6, IL-12 e IFN-γ.

 

Conclusiones

La ingesta de vitamina C parece estimular las células Natural Killer y desacelerar la disminución de linfocitos después del ejercicio. La vitamina C podría contribuir también a la mejora de la quimiotaxis de neutrófilos y acelerar el proceso de recuperación de infecciones. La vitamina C administrada de manera conjunta con β-glucanos, podría reducir la frecuencia de infecciones de vías respiratorias y tener un papel en las infecciones urinarias.

La ingesta de β-glucanos se cree que mejora la capacidad de actividad de macrófagos, neutrófilos y células NK, además de poseer actividad radioprotectora y antioxidante. Administrados de manera conjunta, parecen disminuir la incidencia de infecciones respiratorias y aumentar el número de células NK.

Los β-glucanos podrían, además, modular la respuesta inmunitaria contribuyendo a aumentar la respuesta leucocitaria, produciéndose así mediadores de inflamación.

Finalmente, el aporte de β-glucanos parece producir un cambio en el nivel en suero de interleuquinas en pacientes con cáncer de mama, sugiriéndose así como terapia complementaria y agente inmunomodulador.

Son necesarios más estudios con un diseño experimental doble-ciego controlados.

 

Conflicto de intereses

Los autores expresan que no existen conflictos de interés en el momento de redactar el manuscrito.

 

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Dirección para correspondencia:
*[email protected]


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Viernes, 20 de marzo de 2020

Ha dado con las claves para elaborar la vacuna contra el COVID-19

El superordenador más potente del mundo desvela los secretos del coronavirus: su velocidad de proceso le ha permitido identificar 77 moléculas clave para elaborar la vacuna contra el COVID-19.

Summit es el nombre que lleva el superordenador más rápido del mundo, diseñado por la empresa IBM en el año 2018. Su velocidad se sitúa en los 200 petaflops.

El flop es una medida de rendimiento: con un petaflop, un ordenador puede realizar mil billones de operaciones por segundo.

Con la ayuda de Summit, los científicos del Laboratorio Nacional de Energía de Oak Ridge (ORNL) identificaron 77 compuestos de moléculas que podrían contribuir al desarrollo de un fármaco para combatir al coronavirus.

La velocidad de Summit permitió observar la reacción de 8 mil compuestos químicos expuestos al virus SARS-CoV-2, responsable de la enfermedad COVID-19.

El proceso que lleva secuenciar y entender el comportamiento de un virus puede demorar meses incluso años, puesto que cada cepa de virus  comprende patrones complejos de analizar.

No obstante, gracias al uso de ordenadores potentes, una tarea que lleva días realizarse puede ofrecer resultados más precisos en cuestión de horas.

Simulación informática

La idea nació después de que investigadores chinos secuenciaran el virus y detectarán que la cepa 2019-nCoV (el coronavirus) infecta al cuerpo de la misma forma que lo hizo el síndrome respiratorio agudo y grave (SARS) en el año 2003.

La similitud entre las dos estructuras de virus fue determinante para continuar con los avances en el nuevo virus.  

Los expertos del ORNL diseñaron un modelo virtual de la proteína S (presente en el SARS-CoV-2) sobre la base de los primeros estudios de la estructura del virus del SARS, bajo la premisa de que los dos virus se aferran a la célula de la misma forma.

Luego, se modelaron diferentes compuestos químicos para determinar si alguno podía evitaar que la proteína S se adhiriera a las células humanas.

El superordenador calculó cómo un compuesto, que se muestra en gris, se une a la proteína de la punta del SARS-CoV-2, que se muestra en cian, para evitar que se acople al receptor de la enzima convertidora de angiotensina humana 2, o ACE2, que se muestra en púrpura. Crédito: Micholas Smith / Laboratorio Nacional Oak Ridge, Departamento de Energía de EE. UU.
El superordenador calculó cómo un compuesto, que se muestra en gris, se une a la proteína de la punta del SARS-CoV-2, que se muestra en cian, para evitar que se acople al receptor de la enzima convertidora de angiotensina humana 2, o ACE2, que se muestra en púrpura. Crédito: Micholas Smith / Laboratorio Nacional Oak Ridge, Departamento de Energía de EE. UU.
La informática como respuesta

“Necesitábamos del uso de Summit para obtener resultados de simulación digital en el menor tiempo posible”, señaló Jeremy Smith, director del Centro de Biofísica Molecular de la Universidad de Tennessee (ORNL) e investigador principal del estudio.

Los virus como el  SARS-CoV-2  infectan las células al unirse a ellas e inyectan su material genético en la célula huésped.

Para entender el funcionamiento de los virus, los expertos hicieron crecer al microorganismo de forma controlada y estudiaron cómo reacciona cuando se le aplican diferentes compuestos de medicamentos.

"Nuestros resultados no significan que hayamos encontrado una cura o tratamiento para el coronavirus, sino más bien, proporcionan un marco de estudio para investigar más a fondo estos químicos”, informó Smith.

Y, continúo: “Tenemos muchas esperanzas de que nuestro hallazgo informático sirva para investigar más en profundidad estos compuestos, puesto que solo así sabremos si alguno de ellos tiene las características necesarias para mitigar al virus”, concluyó.

No es la primera vez que la supercomputadora Summit se pone al servicio de organismos nacionales o instituciones públicas y privadas.

En otras oportunidades ha contribuido con investigaciones para entender los orígenes del universo e incluso mostrando de forma virtual cómo los humanos serían capaces de conquistar otros planetas.  

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Lunes, 16 de marzo de 2020

En una pandemia, la transmisión es continua

El COVID-19 es peor que una gripe y no está condicionado por el clima para su expansión: el verano podría contenerlo en el hemisferio norte, pero lo potenciará en el sur. En una pandemia, la transmisión es continua.

Foto: Freepik

A medida que el número de muertos por el virus del coronavirus sigue aumentando, algunas personas han declarado que el hecho de pasar de un clima frío a un clima cálido en el hemisferio norte podría retrasar e incluso detener la propagación de la enfermedad.

Sin ir más lejos, el Presidente de Estados Unidos, Donald Trump se hizo eco de esto diciendo: “El calor, en términos generales, mata a este tipo de virus”. Pero ¿tiene razón?

En verdad esta idea proviene en gran medida de hacer una comparación con la gripe tradicional.

En muchos sentidos, el COVID-19 es como la gripe: tanto en su forma de propagarse (mediante secreciones respiratorias y superficies contaminadas) como los síntomas que genera (en algunos casos, enfermedades respiratorias generalmente leves que pueden convertirse en una neumonía potencialmente mortal).

Pero la transmisibilidad y la severidad del COVID-19 son  mayores que las de la gripe. Además, no está claro si el virus se verá afectado por la variación estacional de la temperatura.

Resfriado de invierno

Con la llegada de la primavera, la gripe tradicional comienza a descender de manera significativa hasta su retorno, en el otoño, con temperaturas más frías.

Esta estacionalidad de la gripe se cree que es causada por la sensibilidad del virus a diferentes climas y por los cambios estacionales en el sistema inmunológico y en nuestros patrones de comportamiento.

Por ejemplo, el virus de la gripe suele sobrevivir mejor en épocas frías, en climas secos y con luz solar reducida (rayos ultravioleta).

AL mismo tiempo, los días de invierno (al ser más cortos) reducen los niveles de vitamina D y de melatonina en el cuerpo, lo cual puede afectar el rendimiento de nuestro sistema inmune.

Por último, en el invierno se pasa más tiempo con otras personas, en interiores y en una proximidad más cercana, aumentando las oportunidades para que el virus se propague.

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Comparación con otros brotes de coronavirus

Entonces, ¿qué factores afectan la transmisión del coronavirus? No está claro todavía qué temperatura y qué humedad tiene efecto en el propio virus, ni tampoco sobre su transmisión.

Algunos otros coronavirus son estacionales, haciendo que los resfriados comunes surjan en  los meses de invierno.

La epidemia de SARS 2002-2003 también comenzó en el invierno del hemisferio norte y terminó en julio de 2003 con un pequeño resurgimiento en el invierno siguiente.

Pero los casos de SARS alcanzaron su punto máximo en el mes más cálido de mayo, y el fin de la epidemia fue en julio. Este ejemplo puede reflejar  el tiempo que será necesario para contener al virus, en vez de pensar si con el clima la transmisión disminuye.

Además, el coronavirus Mers  relacionado se transmite principalmente en los países más cálidos.

Volviendo a la comparación con la gripe, la pandemia del virus de la influenza 2009-2010 cobró fuerza en la primavera y alcanzó su punto máximo en el invierno siguiente.

Esto sugiere que en una pandemia, el elevado número de casos en muchos países de todo el mundo podría permitir la transmisión continua del virus durante todo el verano, superando cualquier variabilidad estacional que se observa en las epidemias más pequeñas.

Cuando la OMS todavía no había declarado al COVID-19 como pandémia (1), muchos expertos creían que nos acercábamos rápidamente a una pandemia.

En definitiva, la llegada de temperaturas más cálidas en el hemisferio norte permitirá reducir la transmisión del virus en el hemisferio norte (y, potencialmente, aumentará la transmisión en el próximo invierno del hemisferio sur), pero es muy poco probable que el clima en sí vaya a terminar con esta creciente epidemia.


(1) La OMS confirmó el estado de pandemia a nivel mundial por el Virus COVID-19 el pasado 11 de marzo (Nota de la Redacción)

(*) Jeremy Rossman es profesor honorario y titular de Virología y Presidente de Investigación en Redes por la Universidad de Kent. Este artículo se publicó originalmente en The Conversation. Se reproduce con autorización. Traducción del inglés: Guillermo Meliseo.


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Mi?rcoles, 11 de marzo de 2020
Lunes, 09 de marzo de 2020

Sus componentes básicos difieren de las que existen en la Tierra

Una proteína completa de origen extraterrestre ha sido descubierta en un meteorito encontrado en Argelia en 1990. Refuerza la teoría de que la vida en nuestro planeta procede del espacio.

Usukhbayar Gankhuyag

Los científicos han descubierto por primera vez una proteína completa de origen extraterrestre en un meteorito.

A la nueva proteína la han llamado Hemolitina y fue encontrada dentro del meteorito Acfer 086, descubierto en Argelia en 1990.

Los científicos han comprobado que los componentes básicos de la nueva proteína difieren químicamente de las proteínas terrestres.

Los investigadores también están convencidos de que la nueva proteína no es el resultado de la contaminación del meteorito con sustancias terrenales.

La más compleja

La proteína encontrada en Acfer 086 es la molécula orgánica de origen desconocido más compleja conocida hasta la fecha: tiene una estructura similar a la de los aminoácidos.

Aunque en el pasado se han descubierto cadenas de aminoácidos, ninguna estaba suficientemente organizada como para ser una proteína completa.

Una proteína es una molécula orgánica compuesta de bloques de construcción llamados aminoácidos.

Los aminoácidos y las proteínas son los pilares fundamentales de la vida: componen la estructura de las células y tejidos de los seres vivos.

Vida fuera de nuestro planeta

Los investigadores consideran que el nuevo descubrimiento ayudará a comprender mejor los orígenes de la vida en la Tierra y en otras partes del universo.

Aunque los detalles del origen de la vida en la Tierra se desconocen, una teoría considera que la materia orgánica pudo llegar a nuestro planeta procedente del espacio.

El descubrimiento de Hemolitina refuerza esta hipótesis, en detrimento de la otra teoría de que la vida se originó en nuestro planeta.

Una vez más, parece que los elementos químicos y las estructuras necesarias para la vida parecen estar por todas partes del universo.

En 2016, otro equipo de científicos había descubierto una molécula orgánica compleja, parecida a la vida que conocemos, en una nube interestelar situada a 27 mil años luz de la Tierra.

En 2019, la NASA también encontró en azúcares esenciales para la vida en meteoritos, aumentando las evidencias de que contienen compuestos importantes para la vida que no proceden de nuestro planeta.

Sin parangón

El nuevo descubrimiento no confirma necesariamente que en la actualidad exista vida fuera de nuestro planeta, ni determina de dónde procede el meteorito hallado en Argelia.

En realidad, los científicos solo sugieren que la Hemolitina no tiene parangón con otras moléculas similares de la Tierra.

Por este motivo, invitan a otros científicos a repetir sus experimentos para comprobar que obtienen los mismos resultados.

Y a la espera de esa eventual confirmación, destacan que la detección de esta proteína meteórica culmina diez años de investigación en torno al misterioso meteorito argelino.

La investigación ha sido enviada a la revista a PNAS para su eventual publicación y de momento se encuentra en el repositorio de investigaciones científicas arXiv.

Referencia


Hemolithin: a Meteoritic Protein containing Iron and Lithium. Malcolm. W. McGeoch, Sergei Dikler, Julie E. M. McGeoch. arXiv:2002.11688 [astro-ph.EP]

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Domingo, 08 de marzo de 2020

Un triángulo sináptico une redes neuronales mixtas en una insólita proeza

Científicos europeos han conseguido por primera vez conectar neuronas artificiales y biológicas a través de Internet. Primer paso para el desarrollo de redes neuronales mixtas aplicadas a la medicina.

Imagen de Okan Caliskan en Pixabay

Científicos de Suiza, Italia y Reino Unido han conseguido conectar a través de Internet neuronas artificiales y neuronas biológicas.

La experiencia ha sido posible porque este equipo desarrolló un centro de sinapsis artificiales fabricadas con nanotecnología de vanguardia.

Así pudieron activar una red neuronal que permite a las neuronas biológicas y artificiales comunicarse entre sí en tiempo real a través de Internet.

Dos neuronas artificiales y una neurona biológica de ratón, cultivada en laboratorio, se comunicaron tal como las neuronas transmiten señales en el interior del cerebro.

Tres enclaves

Las neuronas de rata fueron cultivadas en el laboratorio de la Universidad de Padua, en Italia.

Investigadores de la Universidad de Zurich y de ETH Zurich crearon a su vez neuronas artificiales en microchips de silicio.

Por último, la Universidad de Southampton desarrolló sinapsis nanoelectrónicas capaces de unir las neuronas artificiales con las naturales.

El siguiente paso fue unir los pulsos de la neurona biológica, situada en Padua, con la neurona artificial situada en Zurich, a través del nodo tecnológico creado en Southampton.

El triángulo sináptico funciona en cualquier dirección, ya sea desde la neurona artificial a la biológica, como desde la biológica a la artificial.

Laboratorio virtual

El principal resultado de esta investigación consiste en la unión de tecnologías de vanguardia diferentes, así como de las disciplinas científico-técnicas que las acompañan.

En segundo lugar, el laboratorio virtual resultante de este experimento ha creado un nuevo escenario tecnológico.

La evolución natural no había conseguido hasta ahora comunicar neuronas biológicas y artificiales, distantes entre sí,  a través de redes globales.

En consecuencia, se abren nuevas perspectivas para la neuroelectrónica y  las tecnologías neuroprotésicas.

Eso significa que este desarrollo permitirá sustituir partes del cerebro afectadas por alguna disfunción,  con chips de inteligencia artificial que restituyan las sinapsis perdidas.

Los investigadores consideran por ello que su desarrollo acelerará el ritmo de la innovación y el avance científico en el campo de la investigación de interfaces neuronales.

Añaden que la capacidad de conectar tecnologías dispares es un paso hacia la democratización de estas tecnologías, eliminando una barrera significativa para la colaboración científica.
 

Esquema del triángulo sináptico.Universidad de Southampton.
Esquema del triángulo sináptico.Universidad de Southampton.
Primeros pasos

No obstante, hay que tener en cuenta que la investigación, publicada en la revista Scientific Reports, está todavía en sus primeros pasos.

De momento es una red simple que podría dar lugar a desarrollos más complejos: una neurona en un laboratorio no representa a un cerebro humano conectado a Internet.

Si esta iniciativa progresa tecnológicamente, sin embargo, podría dar lugar a interfaces cerebro-ordenador más inteligentes y adaptados.

Permitirá desarrollar implantes neuronales que creen redes cerebrales reales: conectarán células nerviosas biológicas y artificiales, hechas a la medida de cada necesidad.

Referencia

Memristive synapses connect brain and silicon spiking neurons. Alexantrou Serb et al. Scientific Reports volume 10, Article number: 2590 (2020). DOI :https://doi.org/10.1038/s41598-020-58831-9

Publicado por jacintoluque @ 8:08
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S?bado, 07 de marzo de 2020

Parecía una leyenda urbana, pero científicos de Harvard han descubierto cómo un estímulo estresante en ratones puede cambiar su color del pelo para siempre. El hallazgo permitirá conocer mejor cómo afecta el estrés a nuestras células.

A algunos líderes políticos, como Barak Obama, el pelo se les tiñe de blanco en pocos años, y no solo por la edad

A algunos líderes políticos, como Barak Obama, el pelo se les tiñe de blanco en pocos años, y no solo por la edad 

Dicen la leyenda que cuando María Antonieta fue capturada en la Revolución Francesa para ser conducida a la guillotina su pelo se encaneció de repente. Más recientemente, el político estadounidense John McCain contaba cómo su pelo se había vuelto blanco tras caer prisionero en la guerra de Vietnam. Aunque este tipo de cambios es especialmente visible en personas con mucha responsabilidad como los políticos, durante mucho tiempo, la relación del estrés con la aparición súbita de canas se ha considerado algo anecdótico y sin mucha solidez científica. Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Harvard no solo han descubierto la base real del fenómeno, sino que han desentrañado los mecanismos por los que funciona.

En un trabajo publicado este miércoles en la revista Nature, el equipo de Ya-Chieh Hsu detalla una serie de experimentos con ratones que les han permitido descubrir que el estrés activa el sistema nervioso simpático y dispara la respuesta de lucha o huida, lo que causa un agotamiento en las células madre que participan en la regeneración de los pigmentos en los folículos pilosos. “Todo el mundo tiene alguna anécdota sobre cómo el estrés afecta a su cuerpo, particularmente a su piel y a su pelo, los únicos tejidos que vemos desde fuera”, asegura Hsu. “Queríamos entender si esta conexión es cierta y, si era así, cómo el estrés produce cambios en los diversos tejidos. La pigmentación del pelo un sistema accesible y tratable para empezar, y además teníamos curiosidad sincera por ver si el estrés lleva de verdad al encanecimiento del pelo”.

Para encontrar la respuesta los investigadores llevaron a cabo una serie de experimentos muy interesantes en ratones de laboratorio de la cepa C57, con una coloración oscura, a los que indujeron dolor químicamente, sin producir ningún daño físico. “En este modelo”, explica Thiago Mattar Cunha, coautor del estudio, “administramos una sustancia llamada resiniferatoxina (RTX) para activar un receptor expresado en las fibras nerviosas del dolor y producir un dolor intenso. Después de cuatro semanas de inyecciones sistemáticas de la toxina, un estudiante de doctorado observó que su piel se había vuelto completamente blanca”. Una vez conocida que el estrés era el causante, y tras descartar otros factores, había que buscar el mecanismo que estaba actuando.

El cambio producido en los ratones del experimento
El cambio producido en los ratones del experimento William A. Gonçalves

La primera hipótesis de los investigadores era que el estrés estaba provocando un ataque del sistema inmune a las células responsables de la pigmentación. Sin embargo, cuando lo probaron con ratones sin células de defensa, el pelo se seguía poniendo blanco. A continuación, probaron a ver si el cortisol, producido por la glándula suprarrenal, estaba implicado en la respuesta. Pero el resultado también fue negativo. “El estrés siempre aumenta los niveles de la hormona cortisol en el cuerpo, así que pensamos que estaría participando”, explica Hsu. “Pero sorprendentemente, cuando quitamos la glándula suprarrenal de los ratones para que no produjeran estas hormonas, su pelo seguía volviéndose gris en condiciones de estrés”.

“El impacto negativo del estrés que hemos descubierto va mucho más allá de lo que imaginaba”

Después de descartar todas estas posibilidades, los autores del estudio se centraron el sistema nervioso simpático, que es el responsable de activar las respuesta de lucha o huida cuando detectamos una amenaza. Los nervios del sistema simpático llegan a cada uno de los folículos pilosos de la piel y cuando se produce un estímulo estresante secretan norepinefrina, que es absorbida por las células madre que se transforman en células pigmentarlas y aportan el color del pelo mediante los melanocitos. Acababan de encontrar el culpable, puesto que esta sustancia hacía que las células madre se activaran en exceso y agotaran la capacidad del bulbo capilar de producir pigmento. “Cuando empezamos a estudiar esto, yo esperaba que el estrés fuera malo para el cuerpo, pero el impacto negativo del estrés que hemos descubierto va mucho más allá de lo que imaginaba”, asegura Hsu. “Después de solo unos cuantos días, todas las células troncales regeneradoras de pigmento se habían perdido. Una vez que se van, ya no puedes regenerar pigmento nunca más, el daño es permanente”.

Para Lluis Montoliu, investigador del Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC) que investiga procesos genéticos de pigmentación, se trata de un trabajo “fascinante”. “Este grupo constata ahora científicamente cómo el estrés, que induce la secreción de noradrenalina por parte de los nervios simpáticos, conduce a la rápida aparición de canas por desaparición de las células madre pigmentarias de su nicho en el bulbo capilar”, explica a Vozpópuli. “Estas células madre desaparecen al proliferar y transformarse en células pigmentarias, que tras ser usadas en un ciclo del pelo, para el siguiente ya no quedan, por eso el siguiente pelo que sale ya es blanco”. En otras palabras, es como si después de una experiencia altamente estresante, a los bulbos capilares se les acabara súbitamente el ‘toner’ y no pudieran seguir “imprimiendo” pelo oscuro.


El mito de María Antonieta

Un matiz interesante es que el sistema ha sido probado solo en ratones, apunta Montoliu, y aunque los autores han comprobado que algunos de estos procesos se producen en melanocitos humanos en cultivo, el mecanismo de pigmentación del pelo es diferente en los ratones y en las personas: ellos cambian cada pelo y nosotros los repigmentamos. Este hecho hace que la posibilidad de a una persona se le ponga el pelo blanco en el transcurso de unas horas,  sencillamente no exista, por la propia naturaleza del pelo. “Un pelo negro no se va a convertir súbitamente en blanco, es una estructura inerte ya pigmentado", indica Montoliu. "Se convertirá en blanco cuando se complete el proceso de renovación, y eso no sucede en unas horas”. Este mecanismo sí podría explicar, en cambio, el deterioro físico que se produce en algunas personas sometidas a un gran estrés, como los presidentes de gobierno que en pocos años mudan el pelo negro por una cabellera canosa. En su caso, no solo afecta el paso de los años, sino que la presión de sus responsabilidad podría estar influyendo de forma notable. 

El objetivo es conocer ahora si el estrés puede actuar de forma similar sobre otros órganos y tejidos

El resultado es particularmente interesante porque permite conocer cómo las neuronas periféricas pueden afectar a las células madre de algunos tejidos del cuerpo y a su expresión genética. El objetivo es conocer ahora si el estrés puede actuar de forma similar sobre otros órganos y tejidos, lo que podría conducir a nuevos estudios para evitar sus consecuencias. “Entendiendo con precisión cómo afecta el estrés a las células madres que regeneran el pigmento”, concluye Hsu, “hemos sembrado el terreno para entender cómo afecta el estrés a otros tejidos y órganos del cuerpo”. Y esto puede ser determinante para crear nuevos tratamientos para uno de los procesos que más problemas de salud crea hoy en día en las personas.

Referencia: Hyperactivation of Sympathetic Nerves Drives Melanocyte Stem Cell Depletion (Nature) DOI: 10.1038/s41586-020-1935-3


Publicado por jacintoluque @ 5:42
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Lunes, 02 de marzo de 2020
Domingo, 01 de marzo de 2020

Magnetosomas internalizados por macrófagos, bajo diferentes filtros.

Las nanopartículas magnéticas han permitido en los últimos años explorar modos de actuación alternativos a las terapias actualmente en uso en la lucha contra el cáncer. Una ventaja notable de las nanopartículas magnéticas es que pueden emplearse como agentes teranósticos (elementos que participan tanto en la terapia como en el diagnóstico) y entre los diferentes tipos destacan los magnetosomas, nanopartículas magnéticas sintetizadas por un tipo concreto de bacterias denominadas bacterias magnetotácticas.

Estos nanosistemas no solo se pueden usar en el transporte de fármacos sino que también presentan notables propiedades físicas y magnéticas para poder emplearlos en hipertermia —aumento de la temperatura corporal—, así como en el transporte guiado de fármacos. “El presente trabajo se centra en el estudio del potencial terapéutico de los magnetosomas en tratamientos de hipertermia magnética, una técnica que aprovecha la energía térmica producida por nanopartículas magnéticas bajo la acción de un campo magnético alterno para eliminar las células cancerígenas”, señala David Muñoz Rodríguez, investigador del Departamento de Inmunología, Microbiología y Parasitología de la UPV/EHU.

“Los magnetosomas, al contrario que las nanopartículas magnéticas de síntesis química, poseen de manera natural una membrana lipoproteica que los protege, evitando a la vez su aglomeración. Además, pueden funcionalizarse, es decir, ciertos fármacos o agentes antitumorales pueden adherirse a la membrana para poder guiarlos de forma eficiente hasta la masa tumoral. Las nanopartículas magnéticas emiten en forma de calor la energía que absorben del campo magnético alterno que se les aplica desde el exterior, provocando así un aumento de temperatura en los tumores y combatiéndolos”, indica Muñoz.

“Los magnetosomas presentan gran capacidad de producir calor (mayor que las nanopartículas magnéticas de síntesis química) y su eficiencia en la hipertermia queda demostrada al ver que el 80 % de las células morían en los experimentos realizados”, comenta David Muñoz. Además, “la hipertermia magnética tiene la ventaja de ser una terapia local, sin provocar efectos secundarios severos en el organismo. El campo magnético no debe aplicarse en cualquier zona del cuerpo, ni de cualquier manera: hay que aplicarlo solo a la zona afectada por el tumor, alcanzando una temperatura que oscile entre los 43 y 46 ºC ,ya que en este intervalo de temperatura las células entran en lo que se llama apoptosis —muerte celular programada—. Hemos demostrado que la hipertermia magnética usando magnetosomas proporciona un aumento de temperatura suficiente para reducir la viabilidad celular de forma estadísticamente significativa, induciendo a las células a que entren en apoptosis y mueran”, subraya el autor del trabajo.

El investigador ha destacado que «el uso de magnetosomas en este tipo de terapias podría tener un futuro prometedor y ser una alternativa válida a los tratamientos antitumorales convencionales”. Sin embargo, Muñoz afirma que “sería fundamental conocer la distribución de dichas partículas magnéticas en el organismo. Es decir, una vez han actuado, ¿dónde van a parar? Algunos estudios señalan que el propio organismo podría metabolizar los magnetosomas; otros dicen que suelen acumularse en órganos como el hígado, riñón, el bazo… Ahí está el hándicap”.

Referencias:

Muela, A.; Muñoz, D.; Martín-Rodríguez, R.; Orue, I.; Garaio, E.; Abad Díaz de Cerio, A.; Alonso, J.; García, J. Á.; Fdez-Gubieda, M. L. Optimal Parameters for Hyperthermia Treatment Using Biomineralized Magnetite Nanoparticles: Theoretical and Experimental Approach. (2016) J. Phys. Chem. C120, 24437– 24448, doi: 10.1021/acs.jpcc.6b07321

Huizar-Felix, A. M.; Munoz, D.; Orue, I.; Magen, C.; Ibarra, A.; Barandiaran, J. M.; Muela, A.; Fdez-Gubieda, M. L. Assemblies of magnetite nanoparticles extracted from magnetotactic bacteria: A magnetic study. (2016) Appl. Phys. Lett. , 108, 063109, doi: 10.1063/1.4941835

Lourdes Marcano, David Muñoz, Rosa Martín-Rodríguez, Iñaki Orue, Javier Alonso, Ana García-Prieto, Aida Serrano, Sergio Valencia, Radu Abrudan, Luis Fernández Barquín, Alfredo García-Arribas, Alicia Muela, and M. Luisa Fdez-Gubieda (2018) Magnetic Study of Co-Doped Magnetosome Chains The Journal of Physical Chemistry C 122 (13), 7541-7550 doi: 10.1021/acs.jpcc.8b01187

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por UPV/EHU Komunikazioa

El artículo Magnetosomas para el tratamiento del cáncer se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.


Publicado por jacintoluque @ 8:44
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