Descubren dónde, por qué y cómo se propaga el alzhéimer

Enviado por Karla G. Rojas Maqueda

¿Dónde, por qué y cómo se propaga el alzhéimer por el cerebro? Estas tres cuestiones ya parecen tener una respuesta. Un equipo de investigadores de la Universidad de Columbia, en Estados Unidos, ha utilizado imágenes de alta resolución de resonancia magnética funcional (fMRI) en pacientes con enfermedad de Alzheimer y en modelos de ratón de la enfermedad, para determinar estas tres cuestiones fundamentales acerca de la enfermedad de Alzheimer. La información que han obtenido, además de avanzar en la comprensión del alzhéimer, podría mejorar la detección temprana de la enfermedad y mejorar la efectividad de los medicamentos. El estudio ha sido publicado en «Nature Neuroscience».

«Desde hace años sabemos que la enfermedad se inicia en una región del cerebro conocida como la corteza entorrinal», explica Scott A. Small, director del estudio. «Pero ahora este estudio es el primero en mostrar en pacientes vivos que el alzhéimer se inicia exactamente en la corteza entorrinal lateral o LEC. Se considera que la LEC como una puerta de enlace para el hipocampo, que juega un papel clave en la consolidación de la memoria a largo plazo, entre otras funciones. Si la LEC se ve afectada, también lo harán otros aspectos del hipocampo», explica.

El estudio muestra asimismo que, con el tiempo, el alzhéimer se propaga desde la LEC a otras áreas de la corteza cerebral, en particular, a la corteza parietal, una región del cerebro que participan en varias funciones, incluyendo la orientación espacial y la navegación. Los investigadores sospechan que la patología se propaga «funcionalmente», es decir, al actuar sobre la función de las neuronas en la LEC, que a su vez pone en peligro la integridad de las neuronas en las áreas adyacentes.

Pero es que además la investigación tiene un tercer hallazgo importante. Los investigadores han visto que se produce una disfunción en LEC cuando coexisten cambios en la proteína tau y la precursora amiloide (APP) –dos proteínas relacionadas con el alzhéimer-. «La LEC es especialmente vulnerable a la enfermedad de Alzheimer, ya que normalmente se acumula tau, lo que a su vez sensibiliza LEC a la acumulación de APP. Juntas, estas dos proteínas dañan las neuronas de la LEC, preparando el escenario para la enfermedad de Alzheimer», explica otra de las autoras, Karen E. Duff.

Para poder todos estos cambios en el cerebro los investigadores han utilizado una variante de alta resolución de la resonancia magnética funcional en 96 adultos que participaron en el Proyecto de Envejecimiento de Washington Heights-Inwood Columbia (WHICAP). Todos los voluntarios estaban libres de demencia en el momento de la inscripción.

Oportunidad única
«Este estudio nos permite seguir a un gran grupo de individuos sanos de edad avanzada, algunos de los cuales ya han desarrollado la enfermedad -señala Small. Además, nos ha dado una oportunidad única de visualizar y caracterizar a los pacientes con enfermedad de Alzheimer en sus primera etapa, la preclínica».

Los 96 adultos fueron controlados durante un promedio de 3.5 años, momento en el cual se identificó que 12 de ellos habían desarrollado un alzhéimer leve. Un análisis de las imágenes de resonancia magnética funcional de estos 12 individuos encontró una disminución significativa en el volumen sanguíneo cerebral (CBV ) -una medida de la actividad metabólica de la LEC- superior a la de los 84 adultos que estaban libres de demencia.

Los expertos también analizaron el papel de tau y la APP en la disfunción LEC . Mientras que algunos estudios previos han sugerido que la disfunción de la corteza entorrinal se asocia con anormalidades tanto de tau como de APP, hasta ahora no se sabía cómo estas proteínas interactuaban para cuasar dicha disfunción, en particular en alzhéimer preclínico.
Alzhéimer preclínico

Para responder a esta pregunta, explica Usman Khan, creamos tres modelos de ratones: uno con niveles elevados de tau en la LEC; otro con niveles elevados de APP, y el último con niveles elevados de ambas proteínas. Los investigadores encontraron que la disfunción LEC se produjo sólo en los ratones que tenían ambas proteínas elevadas.

La información que ha desvelado este trabajo tiene importantes implicaciones para la investigación y el tratamiento. «Ahora que hemos establecido claramente dónde empieza la enfermedad de Alzheimer, y hemos mostrado que dichos cambios se pueden visualizar mediante fMRI , podemos ser capaces de detectar la enfermedad de Alzheimer en su fase preclínica temprana, cuando puede ser más tratable y antes de que se extienda a otras regiones del cerebro», subraya Small. Además , dicen los investigadores, el nuevo método de imagen podría ser utilizado para evaluar la eficacia de los fármacos prometedores contra el alzhéimer durante estas primeras etapas de la enfermedad

Conexiones eléctricas entre bacterias de distintas especies

Enviado por Jessica Calderón

Durante cuarenta años, la comunidad científica ha creído conocer cómo ciertas bacterias trabajan juntas para "digerir" anaeróbicamente biomasa, produciendo con ello gas metano. 

Ahora, sin embargo, unos microbiólogos han comprobado que uno de los más abundantes microorganismos productores de metano en la Tierra forma conexiones eléctricas directas con un microorganismo de otra especie, produciendo así el gas de una manera completamente inesperada.

El equipo de Derek Lovley y Amelia-Elena Rotaru, de la Universidad de Massachusetts en Amherst, Estados Unidos, ha descubierto que la bacteria Methanosaeta, productora de metano, tiene la capacidad de reducir el dióxido de carbono (CO2) a metano. Lo hace mediante un mecanismo extraordinario, que incluye establecer conexiones eléctricas con otros microorganismos, algo nunca antes visto.

Las bacterias Methanosaeta son importantes por varias razones. La principal probablemente sea la de que son muy activas en humedales metanógenos, hasta el punto de que figuran entre las más destacadas productoras de metano del planeta. El interés hacia los organismos productores de metano va más allá del interés puramente académico, ya que el metano es en la atmósfera 20 veces más eficaz para retener el calor que el CO2. Teniendo en cuenta la amenaza del calentamiento global, es del máximo interés conocer a fondo la actividad de los microorganismos productores de metano.
Las comunidades microbianas productoras de metano han sido estudiadas durante décadas, pero a lo largo de todo este tiempo la comunidad científica desconocía una importante vía de producción de metano.

La investigación que ha conducido a los hallazgos recientes comenzó cuando en el laboratorio de Lovley se constató que las cámaras en cuyo interior se estudiaba la conversión de desechos cerveceros en metano, contenían grandes cantidades de bacterias Geobacter. Las Geobacter no pueden producir metano, pero descomponen substratos más complejos en compuestos que las bacterias productoras de metano pueden usar.

Ya se sabía por estudios previos que en las Geobacter crecen filamentos eléctricamente conductores conocidos como nanocables microbianos, que pueden transportar electrones fuera de la célula, estableciendo conexiones eléctricas con minerales, electrodos u otras células. Se comprobó además que las bacterias Methanosaeta eran los microorganismos productores de metano dominantes en las cámaras de descomposición. También se sabía que pueden convertir el acetato en metano, pero el análisis de la expresión genética en el espacio propio de una cámara reveló que las bacterias Methanosaeta también tenían una elevada expresión de genes para la conversión de dióxido de carbono en metano. Los investigadores especularon con que las bacterias Geobacter estaban abasteciendo a las Methanosaeta con electrones a través de sus nanocables a fin de promover en éstas la producción de metano a partir de CO2.

Experimentos posteriores, en los que se cultivaron juntas la bacteria Geobacter y una especie de Methanosaeta, confirmaron estas sospechas. Lovley y sus colegas utilizaron trazadores radiactivos para demostrar que el CO2 estaba dando lugar a metano, a partir del proceso citado. A esa transferencia de electrones se la ha denominado "transferencia directa de electrones entre especies". Se confirmó del todo cuando usaron una cepa de Geobacter genéticamente alterada que no podía producir nanocables, y el proceso no funcionó.

El descubrimiento de la transferencia directa de electrones entre especies desafía el concepto sostenido durante décadas de que las comunidades microbianas naturales productoras de metano principalmente intercambian electrones a través de la producción y el consumo de hidrógeno.
La transferencia de electrones entre las especies es un mecanismo mucho más directo y potencialmente más eficiente para abastecer de electrones a bacterias productoras de metano.

El hallazgo puede conducir a un aumento espectacular de eficacia en el aprovechamiento energético del metano generado a través de procesos microbianos en instalaciones artificiales o semiartificiales. Lo descubierto también revela que la magnitud de la liberación de metano a la atmósfera por comunidades microbianas podría ser preocupantemente mayor de lo temido hasta ahora si estos microorganismos reaccionan al calentamiento global del modo que un sector de la comunidad científica teme que ocurra.

El uso del ratón y el cursor cambian la forma en la que aprendemos

Enviado por Brenda Zahori

Un estudio, llevado a cabo por investigadores de las universidades de Pekín (China) y Northwestern (Chicago, EE UU), ha demostrado que apuntar en la pantalla del ordenador con el cursor y hacer clic cambia la forma en la que el cerebro generaliza los movimientos.

El trabajo, publicado en la revista Current Biology, señala que las personas que usan ordenadores hacen alrededor de 7.400 clics con el ratón a la semana.

"El problema es que los ordenadores tienen pantallas con diferentes tamaños y los ratones poseen distintos rendimientos. Nuestro cerebro quiere conocer esto rápidamente para no tener que volver a aprender todos los movimientos posibles cuando cambiemos de equipo. Si aprendemos a generalizar, con solo mover el ratón una vez ya estaremos calibrados”, dice Konrad Kording, uno de los autores, investigador del Instituto de Rehabilitación de la Universidad Northwestern.

De hecho, uno de los experimentos realizados reveló que los trabajadores chinos acostumbrados a usar el ordenador eran capaces de hacer generalizaciones más amplias en el aprendizaje de movimientos que otro grupo con edades y educación similares, pero que nunca había utilizado ordenadores.

En la prueba, tanto los trabajadores que habían usado ordenadores como los no usuarios aprendieron a mover el cursor mientras su mano estaba oculta a la vista, pero los experimentados generalizaron más rápidamente lo que habían aprendido sobre el movimiento del cursor en una y en varias direcciones.




Para llegar al fondo, los investigadores estudiaron a otro grupo de diez personas no familiarizadas con los ordenadores, tanto antes como después de pasar dos semanas manejando juegos de ordenador que requerían un uso intensivo del ratón durante dos horas cada día.

Esas dos semanas fueron suficientes para equiparar los patrones de generalización de los individuos sin experiencia informática con los de los usuarios regulares de ordenador.

Los resultados de este trabajo “muestran que el uso del ordenador no solo cambia nuestro estilo de vida, sino que también afecta a la representación neural de nuestros movimientos”, señalan los investigadores.

Según los autores, esta nueva comprensión del aprendizaje de los movimientos podría tener aplicaciones en el ámbito de la rehabilitación.

"Nuestros datos revelaron que la generalización tiene que aprenderse, no se produce de forma automática", dice Kunlin Wei de la Universidad de Pekín, autor principal del estudio.

A partir de ahora, la cuestión será como aplicar la generalización del trabajo de rehabilitación en clínica a la que se pueda llevar a cabo en los hogares, subraya. 

Trasplantan por primera vez un corazón artificial con tejidos biológicos

Enviado por Karla G. Rojas Maqueda 

Reduce el riesgo de rechazo y funciona de forma autónoma

Un equipo médico francés ha trasplantado por primera vez un corazón artificial elaborado a partir de tejidos biológicos, que reduce el riesgo de rechazo y funciona de forma autónoma, informó la empresa que ha concebido la prótesis.

La operación se practicó con éxito el pasado miércoles en el hospital Georges Pompidou de París y fue llevada a cabo en el marco de un «ensayo clínico», indicó la empresa Carmat en un comunicado. El corazón implantado, explicó, genera una circulación sanguínea de forma autónoma a nivel fisiológico.

Actualmente el paciente se encuentra, bajo vigilancia, en reanimación, despierto y se comunica con su familia, según la nota.

El director general de la empresa, Marcello Conviti, pidió prudencia sobre los resultados de este primer implante porque «sería prematuro sacar conclusiones cuando se trata de un único trasplante» y porque el periodo postoperatorio es todavía muy corto».

Carmat presentó hace cuatro años esta revolucionaria prótesis como una solución a «decenas de miles» de pacientes con insuficiencias cardiacas y que no tenían acceso a un donante natural. Pero hasta septiembre pasado la empresa no tuvo el permiso de las autoridades sanitarias francesas para proceder al primer implante en un ser humano.

Carmat confía en que el corazón artificial que ha desarrollado imite a la perfección el funcionamiento de un órgano natural, adaptando de forma autónoma su ritmo a la actividad del portador sin necesidad de un control externo.

La prótesis está desarrollada a partir de los componentes, a menudo de origen animal, de las válvulas cardiacas concebidas por el profesor Alain Carpentier, cofundador de Carmat. Gracias a sus tejidos biológicos y a su concepción autónoma, el corazón resuelve, de acuerdo con sus creadores, los principales problemas a los que se enfrentan las prótesis cardiacas artificiales.

Materiales hemocompatibles

Al contacto con materiales artificiales, la sangre crea coágulos de sangre que multiplican los riesgos de accidentes cardiovasculares. «Los materiales biológicos utilizados en este corazón son hemocompatibles, lo que limita los riesgos de coagulación», señaló Carpentier durante la presentación de la prótesis en 2008.

El corazón está dotado de sensores electrónicos y de un complejo sistema electromecánico que detecta la posición en la que se encuentra el paciente -de pie, sentado o tumbado- además de la presión venosa y arterial ligada a su actividad, por lo que adapta la frecuencia cardiaca y el fluido a las diferentes situaciones.

La concepción de la prótesis es fruto del trabajo de un equipo multidisciplinar en el que, además de la experiencia médica de Carpentier,han participado ingenieros del consorcio aeronáutico europeo EADS, propietario del fabricante de aviones Airbus.

Más de quince años de estudio han permitido crear este corazón con el que sus inventores esperan salvar «decenas de miles de pacientes».

Descubren parásito de colibries

Enviado por Adabelle Vera

El Leucocytozoon quynzae es el primer hemoparásito (parásito de sangre) encontrado en colibrís en el mundo y el primero encontrado en aves residentes en tierras altas en Suramérica. Este acercamiento fue hecho en zona de páramo en el Parque Nacional Chingaza, en alturas que van desde los 2.900 hasta los 3.100 metros sobre el nivel del mar.

Nubia Estela Matta Camacho, directora del Grupo de Caracterización Genética e Inmunología de la Universidad Nacional de Colombia en Bogotá, señala que antes de estos estudios se creía que este microorganismo solo se encontraba en tierras bajas y fuera de los trópicos, en lugares como Estados Unidos, Canadá, Rusia y el norte de Asia.

El grupo de investigadores lleva una década en este proyecto, el cual tiene financiación de Colciencias y de la Universidad Nacional.

“Los científicos creían que no existía el parásito en el neotrópico, pues allí encontraban aves migratorias, pero no aves residentes infectadas. Se creía que no había el vector (insecto) que hiciera el trabajo de picar y contagiar”, señala.

Ante ese panorama, los investigadores de la Universidad Nacional (UN) de Colombia se inclinaron por aprovechar las cadenas montañosas de Colombia en las que se encuentran los páramos, propios de países tropicales, donde también hay pájaros residentes y migratorios.




Ahí se capturaron aves, entre ellas el colibrí y los paseriformes, aprovechando que en Chingaza hay mucha riqueza de este tipo de pájaros. “Los colibrís son aves muy carismáticas con su vuelo y sus colores; llaman la atención y son el foco de diversos estudios, además se encuentran solo en América y hay una gran variedad en Colombia”. Para descubrir el parásito era necesario tomar sangre de las uñas del ave y analizarla con estudios morfológicos y moleculares.

En total fueron recolectados alrededor de 87 colibrís de 11 especies diferentes, de las cuales cuatro salieron infectadas; también se tomó información de 576 pájaros que tenían otros microorganismos, pero ninguno relativo a esta investigación.

“En tierras con gran altitud, el hemoparásito es propio de colibrís”, concluye. El Leucocytozoon en las zonas reportadas del mundo es transmitido por el Simulium, un insecto que se encuentra en zonas bajas, se convierte en vector y transmite el parásito.

“Junto con la profesora Ligia Moncada, encontramos que en las cadenas montañosas de los Andes se distribuye un insecto llamado Gigantodax, el cual creemos que podría ser el que transmita el Leucocytozoon quynzae”, afirma Nubia Matta Camacho.

A pesar de la importancia científica de este hallazgo, la investigación no termina aún, más cuando no se ha reportado efecto alguno en las especies contagiadas. Matta afirmó que todo lo contrario sucede en Europa y América del Norte, en donde el Leucocytozoon es considerado una peste porque ha atacado aves de galpón como patos y pavos.

Asimismo, la académica aclara: “Todavía no sabemos qué le hace al colibrí, porque lo que hacemos es cogerlo, tomar su muestra de sangre y liberarlo. Para conocer los efectos hay que hacerle seguimiento luego de infectarlo, pero mantener un colibrí en cautiverio es muy complicado”.

Dada esta dificultad, Matta Camacho profundizará en el tema. “Vamos a hacer infecciones experimentales con otros pájaros, ya que con el colibrí solo se puede hacer el seguimiento de la población. De igual forma, desde el grupo se están analizando qué factores ecológicos afectan la transmisión de parásitos en Colombia, como el tamaño del pájaro, el tipo de nido, entre otros".

UNAM desarrollará bebida nutricional a bajo precio

Enviado por Angela Estrada

Investigadores de la UNAM pretenden aislar las bacterias ácidolácticas de la tradicional bebida pozol, aisladas con el fin de producir una nueva bebida probiótica que pudiera ser útil para la nutrición y la salud de los mexicanos.
El investigador Carlos Alberto Eslava explicó que las cepas de “Streptococcus sp” que están presentes en dicha bebida prehispánica de origen maya, tienen el potencial para ser la semilla de una bebida similar al producto lácteo fermentado que se encuentra en el mercado.

El especialista de la Facultad de Medicina de la UNAM detalló que los microorganismos del pozol cumplen con algunos de los criterios que definen a los probióticos, cuya función es regular la función intestinal alterada por malos hábitos alimenticios y el uso de antimicrobianos.

Además, las cepas estudiadas hasta el momento no contienen factores de virulencia, por lo que pueden considerarse microorganismos seguros que no causan enfermedades.

Como las bacterias probióticas que se obtienen de la leche y otros alimentos, tienen capacidad de adherencia a los epitelios y cuentan con estructuras para colonizar el intestino.

También son tolerantes al pH ácido, la bilis y el jugo gástrico, y aunque no lo fueran, para Eslava no es una limitante pues se pueden suministrar en cápsulas, según un comunicado emitido por la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

El experto dijo que ya se tiene 70 % de la caracterización de los microorganismos, pero falta estudiar su capacidad para producir bacteriocinas, compuestos con actividad antimicrobiana.

De lograr la elaboración de esa bebida probiótica, que sería de menor costo a la que actualmente se comercializa, su producción estaría controlada para evitar efectos nocivos en el consumidor, pues el pozol tradicional, que se hace de manera artesanal, sin control sanitario y con base en maíz nixtamalizado, contiene bacterias patógenas.

Cerebro de hombres y mujeres

Enviado por Brenda Zahorí Fragoso Cortes

El cerebro del hombre y el de la mujer no se estructuran de la misma manera, al menos en cuanto a las conexiones entre los hemisferios. Científicos estadounidenses han analizado los circuitos neuronales de cerca de un millar de hombres y mujeres, desde la infancia hasta la edad adulta.

El trabajo, publicado en la revista PNAS, señala que los patrones de conectividad cerebral de los hombres forman un sistema más eficiente para las acciones coordinadas y las percepciones. Por el contrario, en el cerebro femenino, las conexiones favorecen el razonamiento analítico, el procesamiento de información y la intuición.

“Es una visión única de las diferencias entre sexos a través de la conectividad del cerebro”, señalan los investigadores en su artículo. “Nuestros resultados apoyan la teoría de que el comportamiento tiene un sustrato neuronal y nuestro estudio podría mejorar su comprensión”, destacan.

En el trabajo, liderado por Ragini Verma, investigadora del departamento de radiología de la Universidad de Pensilvania (EE UU), los científicos analizaron la conectividad cerebral en un total de 949 personas de entre los ocho y los 22 años de edad.



Para comprobar las diferencias específicas en los circuitos neuronales entre las distintas regiones del cerebro y en ambos géneros, los autores utilizaron imágenes de resonancia magnética realizadas con tensores de difusión y dividieron a los individuos por rangos de edad en función de la etapa de la vida: niñez, adolescencia y edad adulta.

“Existe una mayor proporción de fibras mielinizadas en los hemisferios cerebrales de los hombres, lo que sugiere que están optimizados para la comunicación dentro de cada hemisferio. Sin embargo, los cerebros de las mujeres están preparados para la comunicación entre hemisferios”, indican los investigadores en su artículo.

Además, los autores observaron que existían muy pocas diferencias entre sexos en las conexiones cerebrales en niños menores de trece años. Sin embargo, estas diferencias se acentuaron en edades entre los catorce y los 17 años y en adultos jóvenes.

“Los resultados sugieren que los cerebros de los hombres están estructurados para facilitar la conectividad entre la percepción y la coordinación mientras que los cerebros femeninos están diseñados para facilitar la comunicación entre los modos de procesamiento analítico e intuitivo”, concluyen los investigadores. 

Sagan Serie (7)

Continuamos esta hermosa aventura 

Dominio Archaea

Reino Arqueobacteria

Las arqueas se parecen a las bacterias, tanto que se consideraron dentro del reino Monera, actualmente forman dos dominios distintos: Archaea y Bacteria, que antes eran las divisiones Archaeobacteria y Eubacteria.

Las arqueobacterias (del gr., arkhaios = antiguo; bakterion = bastón) se encuentran actualmente restringidas a hábitats marginales por lo que son extremófilas, o sea que viven en condiciones extremas, aunque no todas lo son. Muchas viven en temperaturas y condiciones más normales. Por ejemplo, se han encontrado arqueas flotando con bacterias y algas en el océano y algunas viven en nuestro intestino.

Las arqueas son formas unicelulares que junto con las bacterias constituyen a los procariontes. Sus paredes celulares carecen del peptidoglucano presente en todas las eubacterias. Las arqueas se nutren de una variedad de sustancias para obtener energía, incluido hidrógeno, dióxido de carbono y azufre.

Algunos tipos importantes de arqueas son:
· Metanógenas. Habitan en ciénegas y pantanos, plantas de tratamiento de aguas negras, manantiales calientes, respiraderos de las profundidades marinas y en los estómagos de rumiantes, donde por quimiosíntesis anaerobia producen metano como un producto de su proceso de elaboración de energía a partir del H2 y CO2.

· Halófilas. Viven en regiones con altas concentraciones de sal como el Mar Muerto (con siete veces la concentración del agua de mar). Emplean la energía solar para fabricar energía, pero no como las plantas. Tienen en la membrana celular un pigmento llamado bacteriorrodopsina, que reacciona con la luz para fabricar ATP.

· Termoacidófilas. Se desarrollan en manantiales azufrosos y respiraderos volcánicos en condiciones de alta temperatura y pH bajo. Se han encontrado arqueas que viven a temperaturas superiores a 110ºC y a pH menor de 2.

· Sicrófilas. Viven a temperaturas muy bajas. Se han encontrado en lagos congelados en la Antártida (hasta -7°C).

IMPORTANCIA
Evolutiva. Las arqueas y las bacterias se desarrollaron independientemente a partir de un ancestro común hace 4 mil millones de años. Millones de años más tarde, los ancestros de los eucariontes se separaron a partir de las arqueas, de tal forma que, históricamente, las arqueas están más estrechamente relacionadas con nosotros que con las bacterias

Animales Criptidos

En la lista de críptidos se enumeran los hipotéticos animales actuales que estudia y busca la criptozoología (del griego cryptos, 'oculto', zoos, 'animal' y logos, 'estudio'; literalmente: 'el estudio de los animales ocultos') que, según sus partidarios, estarían quedando fuera de los catálogos de zoología contemporánea. Su objetivo es la búsqueda de supuestos animales considerados extintos o desconocidos para la ciencia, pero presentes en la mitología y el folclore. Estos supuestos animales vivientes son denominados «críptidos».

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