Un equipo liderado por un investigador de Santa Fe propone un protocolo basado en modelo matemático que baja en cinco meses el tiempo para determinar si un paciente que recibe tratamiento antirretroviral va a caer en fallo inmunológico.

Un mail general destinado a matemáticos e ingenieros de todo el mundo fue lo que atrapó la curiosidad del Grupo de Sistemas No Lineales liderado por Vicente Costanza y Santiago Rivadeneira, científicos argentinos de CONICET, que desde hace varios años trabajan en el Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química (INTEC) y la Facultad de Ingeniería Química de la UNL en Santa Fe.

El correo venía de Claude Moog, director del laboratorio francés del Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS, por sus siglas en francés) y pedía investigadores interesados en estudiar dinámicamente un modelo matemático sobre el Virus de Inmunodeficiencia Humana (VIH). “El modelo era muy básico, pero relacionaba las principales dinámicas: la de las células sanas, cuál de esas células se infectaban y cuántas células de virus se generaban�.

Tiempo después, Rivadeneira se sumó al equipo de Moog para realizar un posdoctorado, y junto a tres médicos del Centro Hospitalario Universitario de Nantes (CHU) y ingenieros-matemáticos de cuatro continentes, comenzó en 2010 a testear por primera vez la validez clínica del modelo teórico. Los resultados fueron publicados este mes en una revista líder en el tema de VIH-SIDA.

Personalizar un modelo dinámico

El trabajo partió de un problema concreto que era la falla del sistema inmune de algunos pacientes bajo tratamiento antirretroviral, un potente cóctel de fármacos que intenta inhibir la acción de una enzima para evitar la diseminación del virus. El fallo inmunológico se produce cuando el sistema de defensa del organismo (inmunitario) no responde a los medicamentos antirretrovirales y aunque el paciente tome medicamentos, el recuento de las células sanas, los linfocitos T CD4 no varía. (ver recuadro).

Con los protocolos actuales, recién a los seis meses de recibir la terapia antirretroviral se hace un análisis y si los linfocitos T CD4, dan por encima de 200 células/mm3, se puede decir que la terapia es efectiva. “El problema es que el paciente pasó seis meses tomando medicamentos que son muy fuertes, provocan efectos colaterales y el nivel de calidad de vida puede llegar a ser muy pobre�.

Lo que planteó el equipo de trabajo fue utilizar un modelo matemático dinámico, creado por el grupo de A. Perelson en 1983, y adecuarlo para hacer una predicción de lo que se considera fallo inmunológico antes de los seis meses. “Esa predicción, al mes de comenzar con el tratamiento, nos informa si el paciente caería o no en el estatus de fallo inmunológico�.

El protocolo al que arribaron se representa con una ecuación, que predice el tiempo necesario para alcanzar cierta cantidad de células sanas basadas en la estimación de algunos parámetros del modelo dinámico. “Son tres ecuaciones diferenciales, que tienen unos parámetros que representan variables fisiológicas y físicas de cada paciente. Si se calcula el valor de los parámetros para cada paciente usando las muestras tomadas en un mes, y después de un riguroso tratamiento numérico y matemático se puede predecir el estatus inmunológico a seis meses�.

Para lograr dicha predicción se usaron teorías de identificación y sistemas de control e individualizaron el modelo dinámico a cada uno de los 16 pacientes que participaron del estudio, tomando varias muestras de sangre en el primer mes de tratamiento. Las predicciones se comprobaron después clínicamente a los seis meses de tratamiento y el modelo matemático probó ser altamente eficaz.

“Tuvimos casi 100% de eficacia en la técnica, pues de los 16 pacientes, en 10 la técnica predijo que no iban a tener fallo terapéutico y a los seis meses pudimos corroborar que así fue. Con los seis restantes, el sistema predijo que 5 iban a entrar en fallo terapéutico y a los seis meses efectivamente los cinco entraron en fallo terapéutico�. El único caso que generó dudas, tanto para los médicos como para los ingenieros, fue el del paciente número 16, una persona alrededor de los 18 años.

“Con él nuestro sistema daba resultados contradictorios. El tiempo predicho era mayor a seis meses, sin embargo, los parámetros identificados para este paciente nos relataban otra situación. Al final no entró en fallo inmunológico a pesar de comenzar el tratamiento con un nivel de células sanas muy bajo. Al ser una persona joven su estado de salud influyó mucho y tuvo capacidad de activar su sistema inmune. Eso nos lleva a que las conclusiones obtenidas a partir de sistemas computacionales siempre deben estar validadas por el conocimiento médico para poder definir sobre un paciente y cambiar el protocolo�.

¿Una App para detectar tempranamente el fallo inmunológico en VIH?

El objetivo final del equipo era crear una herramienta informática, como un software, que le permita al médico completar el modelo con las muestras tomadas en el primer mes y estimar si el paciente va a caer en fallo inmunológico o no. Aunque técnicamente lo lograron, necesitan sumar más casos para validar el modelo de manera estadística y asegurar un adecuado nivel de confianza de la técnica.

“Comenzamos con una cantidad importante de pacientes y al final quedaron dieciséis en el ensayo, un número muy chico para poder estandarizar una técnica y llevarla a un objetivo mayor�.

De vuelta en Santa Fe, Rivadeneira proyecta seguir la investigación aquí, tarea que no es tan sencilla pues se encuentra con las mismas dificultades que en Francia. “Para participar hay que tomar al menos seis muestras de sangre a cada paciente durante el primer mes. Con lo cual, ese paciente tendría que venir seis veces al hospital, hay toda una logística detrás y complica un poco el asunto�.

Sin perder las esperanzas, el investigador destaca el valor del trabajo como una herramienta de posible impacto social. “La técnica está descripta y analizada, se puede mejorar eventualmente, pero lo principal ya está desarrollado en este trabajo�.

Fuente: UNL

http://www.elotromate.com/salud/nuevo-modelo-matematico-ayuda-a-pacientes-con-sida/

Un estudio demuestra cómo la producción de anticuerpos disminuye en modelos de investigación expuestos a niveles de ruido similares a los que se registran en las grandes ciudades

Un estudio científico confirmó que la exposición a ruidos intensos, comparables a los que se registran en las grandes ciudades, afecta el sistema de defensas del organismo.

A la luz de los resultados, el ruido debería ser considerado un factor causante de estrés o “estresor� relevante, “quizás de mayor intensidad que otros a los que nos vemos sometidos diariamente�, señaló a la Agencia CyTA una de las autoras de la investigación, la doctora Ana María Genaro, investigadora del CONICET en el Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos (CEFYBO), que funciona en la Facultad de Medicina de la UBA.

Hasta ahora, muchas investigaciones habían demostrado el modo en que la exposición a niveles de ruido altos daña las estructuras auditivas en los seres vivos. Sin embargo, poco se sabía sobre su impacto en la función inmune, señaló Genaro, quien también es profesora de la Cátedra de Farmacología en esa casa de estudios.

Genaro y sus colegas realizaron un estudio en ratones cuyos resultados pueden dar pistas sobre lo que ocurre en humanos. Expusieron a sendos grupos de ratones con diferentes características genéticas a dos situaciones de estrés a lo largo de dos semanas: una restricción del movimiento durante dos horas diarias o a ruidos de 95 decibeles durante una hora cada día. Ese nivel de intensidad, 95 decibeles, equivale, por ejemplo, al estrépito de una moto o una cortadora eléctrica, y es similar a la contaminación sonora que se registra en las grandes ciudades.

Para probar el impacto de ambas intervenciones sobre las defensas, los científicos midieron la producción de anticuerpos después de la inyección de una sustancia extraña.

Los resultados del experimento, publicados en el Journal of Immunotoxicology, fueron sugestivos: el estrés por restricción por movimiento durante dos semanas no afectó sensiblemente la respuesta inmune en ninguna de las dos cepas, mientras que el ruido sí la alteró en una de las variedades que es más sensible al estrés.

“El estrés altera centros del cerebro�, indicó Genaro, aunque aclaró que todavía queda por dilucidar a través de qué mecanismos el ruido afecta al sistema inmune.

“Sería deseable que se tomen las medidas pertinentes para disminuir el nivel de contaminación sonora�, sentenció la investigadora.

Fuente : AGENCIA CYTA-INSTITUTO LELOIR

http://www.dicyt.com/noticias/confirman-que-el-ruido-afecta-el-sistema-inmune

Investigadores del Consejo explican cómo un gen vincula ambas patologías y cuáles son los beneficios de su descubrimiento

La investigadora Adriana De Siervi y parte de su grupo de investigación. Foto: CONICET fotografía

La evidencia demuestra que la diabetes tipo II, la hipertensión, los niveles altos de triglicéridos, de colesterol y del índice de masa corporal, características que en su conjunto conforman el síndrome metabólico, están vinculadas con un mayor riesgo de padecer cáncer de próstata.

Los resultados del estudio fueron alcanzados por Adriana De Siervi, investigadora independiente del CONICET en el Instituto de Biología y Medicina Experimental (IBYME, CONICET-FIBYME), quien junto a su grupo de investigación encontró un gen específico que relaciona el síndrome metabólico con el cáncer prostático.

De esta manera, los investigadores decidieron hacer el siguiente experimento: desarrollaron el síndrome metabólico en ratones de laboratorio y les inocularon células tumorales de próstata, pero con la particularidad de que a estas últimas les apagaron un gen.

“Este gen se llama CtBP1 y lo que vimos fue que cuando se encuentra apagado, los tumores desarrollados en los ratones con síndrome metabólico, no crecen o crecen menos�, detalla De Siervi.

Como explica el grupo, CtBP1 regula la transcripción de numerosos genes, muchos de ellos son supresores tumorales, es decir genes que inhiben la proliferación anormal de las células. Por otra parte también para ser activa, esta proteína necesita de una molécula llamada NADH que se obtiene a partir del producto del metabolismo de la glucosa en la célula.

“Debido a su activación por NADH, es que se lo asocia a CtBP1 con el metabolismo de las células, y por eso es considerado un sensor molecular�, puntualiza Cristian Moiola, integrante del grupo de investigación.

Además, observaron que los pacientes con tumores más agresivos de próstata presentaban mayores niveles de expresión de CtBP1.

El estudio duró entre dos y tres años y constó, como explica Moiola, “de una primera fase que fue hecha in vitro en células tumorales en cultivo, con lo que concluimos que este gen es muy importante en el desarrollo tumoral de próstata ya que actúa como un oncogen�, y agrega que actualmente están tratando de desarrollar un modelo de cáncer de mama para ver si este gen tiene importancia en su desarrollo.
En ese sentido, si lograran poder apagar este gen con alguna terapia direccional, los pacientes con síndrome metabólico y cáncer de próstata podrían tener un mejor pronóstico de vida.

Fuente : CONICET

http://www.dicyt.com/noticias/encuentran-una-relacion-entre-el-sindrome-metabolico-y-el-cancer-de-prostata

Foto: Franz Xaver / Wikimedia Commons

Se trata de una especie adaptada a diferentes ambientes, tolerante a humedad excesiva y a sequías. La investigación también logró silenciar genes como la lignina que podrían generar grandes mejoras productivas, puesto que cada punto porcentual de reducción de este compuesto podría significar una mejora del 21% en la producción de leche o carne.

Una tarea conjunta entre investigadores de la Argentina y de Australia logró secuenciar, por primera vez, el genoma funcional de una especie forrajera nativa de nuestro país (gramínea tropical a subtropical, perenne de la familia de las Poaceae.’)� onfocus=�Tip(‘Grama de agua (Paspalum dilatatum), es una especie botánica de gramínea tropical a subtropical, perenne de la familia de las Poaceae.’)�>pasto miel) y silenciar genes de lignina, que afectan a la digestibilidad de esta gramínea estival. La Facultad de Agronomía de la Universidad Nacional de Buenos Aires (FAUBA) realizará las pruebas a campo.

El trabajo fue publicado en la revista científica internacional “Plos One� (edición de febrero de 2014). Su autora principal es la bióloga de la Universidad Nacional de Buenos Aires Andrea Giordano, quien luego de desempeñarse como investigadora en la Cátedra de Genética de la FAUBA, realizó un doctorado en la universidad La Trobe, ubicada en Melbourne, Australia. Allí se abocó al proyecto entre 2009 y 2012, en el instituto AgriBio, como parte de un convenio de colaboración con la FAUBA, llamado “Mejoramiento molecular de pasturas para la adaptación al cambio climático y su mitigación�.

Como resultado de las investigaciones, se obtuvieron materiales transgénicos de los cultivares Primo y Relincho, desarrollados por la FAUBA. Tras ser analizados molecularmente en Australia, serán evaluados en condiciones de campo en la Argentina. La cátedra de Genética de la FAUBA será la responsable del análisis del cultivo, debido a que posee una larga experiencia con investigaciones de pasto miel. Mientras tanto, se están tramitando los permisos en la Comisión Nacional Asesora de Biotecnología Agropecuaria (CONABIA).

“Secuenciar un genoma nos permite acceder a la información que se encuentra en el ADN de las plantas. En este caso, nos interesaba conocer información que pudiera mejorar la calidad (en particular la digestibilidad) del pasto miel, una especie nativa adaptada a los ambientes pastoriles como la Depresión del Salado, provincia de Buenos Aires. Lo hicimos mediante una herramienta biotecnológica, que es silenciar genes�, explicó Giordano.

“Uno de los genes que estábamos interesados en silenciar era la ruta de la síntesis de la lignina, un compuesto presente en la pared celular de las plantas, que influye en forma negativa en la calidad del forraje. Luego de tres años de trabajo obtuvimos materiales transgénicos que, al ser evaluados, registraron una menor cantidad de lignina y, en consecuencia, se espera una mejora cualitativa en la digestibilidad de la pastura�, dijo.

Giordano apuntó que las hojas de la gramínea aumentaron su digestibilidad respecto de las plantas testigo (sin modificaciones genéticas). Sucede que pequeños incrementos en la calidad tienen un efecto significativo en la producción animal. Se estima que una reducción en un 1% en el contenido de lignina mejora un 7% la digestibilidad, y que una mejora del 1% en este último aspecto puede generar una ganancia del 3% en el peso de un animal. O sea, que un 1% de reducción de lignina podría significar un aumento del 21% en la producción de leche o carne. “Por eso creemos que vamos a tener un fuerte impacto�, destacó.

Una especie que hace frente al calentamiento global

El Pasto miel (Paspalum dilatatum Poir), conocido en Australia y en EEUU como Dallissgrass, es una gramínea perenne originaria de los pastizales naturales de la Pampa Húmeda, la Mesopotamia argentina y Uruguay, cuyo valor forrajero se basa en su productividad y en la palatabilidad para el ganado. Es una especie nativa de crecimiento primaveral-estival-otoñal, muy plástica, por lo cual se adapta a variadas condiciones ambientales, tolerante a la humedad excesiva y a sequías. Es resistente a la defoliación y tiene una gran capacidad de rebrote.

Una de sus principales ventajas, según los investigadores, es su capacidad para sobrevivir a las altas temperaturas, en el contexto del cambio climático y calentamiento global. Por esta razón, estiman que los cultivos obtenidos podrían ser una buena alternativa para los productores ganaderos en los próximos años.

“Hoy, las fronteras de la agricultura y la ganadería se extienden a zonas que se consideraban marginales hasta hace poco tiempo y, para ello, es fundamental contar con especies que se adapten a esas regiones. Por lo tanto, tiene un gran valor secuenciar el genoma de especies que presentan características adaptativas a condiciones ambientales adversas como sequía, salinidad y temperaturas extremas�, consideró Giordano.

Otras especies por secuenciar su genoma

La investigadora indicó que “sería interesante secuenciar los genomas de otras especies de importancia económica para un país agrícola ganadero como Argentina�, y destacó que, afortunadamente, hoy existen organismos locales que tienen el equipamiento necesario para hacerlo, algo que no sucedía cuatro años atrás, cuando Giordano comenzó a avanzar en sus trabajos con pasto miel desde Australia. El INTA Castelar y el Instituto de Agrobiotecnología Rosario (INDEAR) hoy cuentan con secuenciadores de alto rendimiento y convenios de cooperación con la FAUBA y otros organismos para avanzar en la materia.

Investigaciones realizadas mediante colaboraciones internacionales ya lograron secuenciar cultivos como tomate, melón, frutilla, arroz, maíz, mijo, soja, trigo, cebada, papa, café, girasol y poroto. También se secuenciaron plantas de interés para bioenergías como Jatropha, Panicum virgatum y Setaria itálica, además de especies modelos como la gramínea Brachypodium distachyon y las leguminosas Medicago trucatula y Lotus japonicus.

No obstante, queda mucho trabajo por hacer. Al terminar su posdoctorado en Brasil, Giordano planea regresar a la Argentina. “Quisiera contribuir a la ciencia en mi país, aplicando los conocimientos que aprendí en el exterior. Lo bueno es que sigo en contacto con la Cátedra de Genética y estamos entusiasmados en llevar a cabo proyectos en colaboración entre Brasil y la Argentina�, concluyó.

Nota: Rodolfo Zibell y Juan Manuel Repetto / Argentina Investiga

http://www.elotromate.com/agricultura/logran-secuenciar-el-genoma-del-pasto-miel/

Las neuronas de estos insectos, similares a las humanas, sirven para estudiar la demencia. El modelo podría acelerar la investigación sobre las causas y tratamientos del mal que afecta a 24 millones de personas en todo el mundo

Mosca Drosophila – Fundación Instituto Leloir
La mosca Drosophila es útil en el estudio de las enfermedades neurodegenerativas ya que su cerebro contiene entre 150 mil y 200 mil neuronas de características similares a las humanas.
Un innovador modelo experimental en moscas de dos demencias relacionadas con el Alzheimer, creado por científicos argentinos, podrá acelerar el estudio de las causas y posibles tratamientos para un trastorno aún sin cura que afecta a 24 millones de personas en el mundo y unas 500 mil en Argentina.
“El cerebro de la mosca Drosophila contiene entre 150 mil y 200 mil neuronas de características similares a las humanas�, indicó el doctor Eduardo Castaño, jefe del Laboratorio de Amiloidosis y Neurodegeneración del Instituto Leloir (FIL). “Con ellas se pueden estudiar algunos aspectos de la enfermedad y probar fármacos nuevos en función de los resultados.�
Aunque hay muchas moscas transgénicas que sirven para estudiar la enfermedad de Alzheimer, el nuevo modelo tiene un rasgo original y novedoso. La mayoría de las Drosophila creadas producen altas cantidades de proteínas tóxicas en su cerebro, pero “las nuestras registran niveles bajos de las mismas, una condición similar a lo que ocurre en humanos, en los que el amiloide beta se produce normalmente en muy bajas concentraciones�, señaló el investigador del CONICET. Por razones que todavía se ignoran, esta proteína se acumula de forma masiva en el cerebro de los pacientes con Alzheimer.
Además, el trabajo – realizado en el Instituto Leloir – es el primero en crear modelos en la mosca Drosophila para el estudio de las demencias hereditarias británica y danesa, dos patologías muy raras que comparten características biomoleculares con el Alzheimer.

Laboratorio Dr. Eduardo Castaño – Fundación Instituto Leloir . El avance del doctor Eduardo Castaño y su equipo del Laboratorio de Amiloidosis y Neurodegeneración del Instituto Leloir va a acelerar la investigación centrada en la enfermedad de Alzheimer, un mal que afecta a 24 millones de personas en todo el mundo y unas 500 mil en Argentina.

 
El estudio de ese insecto tiene varias ventajas. “Ver un proceso biológico relacionado con Alzheimer en el insecto toma un par de semanas, ya que su ciclo de vida es más corto; en cambio, en el ratón demanda unos seis meses�, explicó Castaño. “Por otra parte, la manipulación de sus genes es más fácil, rápida y económica�.

Las moscas estarán disponibles para toda la comunidad científica “Nosotros las usaremos para descubrir los factores que pueden empeorar o mejorar la toxicidad neuronal�, subrayó Castaño.
El doctor Ignacio Brusco, director del Centro de Neuropsiquiatría y Neurología de la Conducta de la UBA y del Instituto de Neurociencia Cognitiva de Argentina, que no participó del estudio, afirmó que el trabajo conducido por Castaño “agrega una posibilidad muy original de desarrollar modelos para el estudio de la enfermedad de Alzheimer, con el agregado de poder realizar mayor cantidad de estudios más cortos�.
“Con este avance esperamos reducir los tiempos de la ciencia básica para encontrar tratamientos efectivos�, coincidió Castaño.
De la investigación también participaron la doctora Fernanda Ceriani, jefa del Laboratorio de Genética del Comportamiento de la FIL, así como los doctores María S. Marcora, Agata Fernández-Gamba, Laura Morelli, Luz Avendaño, Cecilia Rotondaro y Osvaldo Podhajcer, de la misma institución. El doctor Rubén Vidal, de la Universidad de Indiana, colaboró asimismo con el proyecto.

Créditos: Agencia CyTA – Bruno Geller

http://www.leloir.org.ar/blog/cientificos-argentinos-crean-moscas-con-alzheimer/

Lograron restituir la posibilidad de caminar en un estudio con ratones.

Un equipo de investigadores de la UBA y el Conicet pudo restituir la motricidad a ratones a los que previamente se les había seccionado completamente la médula espinal. El efecto se logra en sólo siete días, mediante la administración de la proteína Galectina-1 en el sitio de la lesión.
Los científicos demostraron que los ratones a los que se les había seccionado la médula espinal y fueron inyectados con Galectina-1, a los siete días podía desplazarse y elevar la cola, “un signo fundamental de que recobró la motricidad�, según Ramiro Quintá, investigador del Conicet en la Facultad de Farmacia y Bioquímica (FFyB) de la UBA y uno de los autores del trabajo que será publicado en la prestigiosa revista “Cell Death & Differentiation�.
La Galectina-1 (Gal-1) es una proteína que ha sido encontrada en una gran variedad de tejidos de numerosas especies animales, incluido el ser humano.
¿CÓMO ACTUA?
Durante el desarrollo del sistema nervioso, que en los mamíferos comienza en el feto, las neuronas se multiplican y, al mismo tiempo, “emiten� prolongaciones neuronales -los axones- que les posibilitan conectarse entre sí. De esta manera, van conformando el “cableado� que unirá el cerebro con la médula espinal y que permitirá la transmisión de señales motoras y sensitivas entre ambas estructuras.

Mientras los axones crecen y se extienden para alcanzar a otra neurona y establecer una sinapsis con ella, son guiados en su recorrido por una proteína, la semaforina, que les va indicando por dónde no pasar. Así, cuando, por ejemplo, la proteína se acumula a la derecha del axón, este “sabe� que debe torcer su rumbo hacia la izquierda porque, en caso contrario, sería destruido.
La semaforina, que desaparece del organismo cuando se completa el desarrollo del sistema nervioso, reaparece en cantidades desmedidas cuando hay un daño en la médula espinal, provocando un colapso axonal.
“Nuestro estudio demostró que la Galectina-1 es capaz de unirse a un receptor específico de las neuronas, que se llama neuropilin-1, y así evitar la unión de la semaforina a ese receptor. De esta manera, la Galectina-1 impide la inhibición de la regeneración axonal�, detalla Quintá.

Fuente: Doctor Vid

http://doctorvid.com/noticia.php?id=1330#.U1wNE1WSzG2