Una proteína promovida por el ejercicio físico mejora la salud del cerebro

Una proteína cuya producción se incrementa mediante el ejercicio físico de resistencia, como correr, nadar o pedalear en una bicicleta, ha sido aislada y administrada a ratones que no hacían ejercicio físico, y el resultado ha sido la activación de genes que promueven la salud cerebral y estimulan el crecimiento de nuevas sinapsis, necesarias para el aprendizaje y la memoria.

Los llamativos resultados de esta investigación, realizada por el equipo de Bruce Spiegelman, Christiane Wrann y Michael E. Greenberg, del Instituto Oncológico Dana-Farber en Boston, dependiente de la Universidad de Harvard, en Estados Unidos, ayudan a explicar la capacidad que el ejercicio físico del tipo descrito tiene para mejorar la función cognitiva, particularmente en personas de edad avanzada.

Si la proteína puede ser obtenida en una forma estable e incluirse en un medicamento que resulte seguro y práctico de administrar a pacientes humanos, ello podría permitir la aplicación de mejores terapias contra la degeneración cognitiva en las personas ancianas y frenar los daños causados por enfermedades neurodegenerativas como la de Alzheimer y la de Parkinson, según los investigadores.

Lo más notable es, sin duda, el hecho de que esta sustancia natural pueda ser administrada en el torrente sanguíneo y con ello se logren los mismos efectos sobre el cerebro que se consiguen mediante los ejercicios físicos de resistencia.
En una investigación anterior, el grupo de Spiegelman comprobó que la proteína, llamada FNDC5, es producida al esforzar los músculos, como sucede al correr, nadar o pedalear en una bicicleta, y se libera en el torrente sanguíneo en forma de una variante llamada irisina.

El incremento de FNDC5 estimula a su vez la expresión de una proteína, la que se conoce como Factor Neurotrófico Derivado del Cerebro (BDNF por sus siglas en inglés), que es esencial para la creación de nuevas sinapsis en el hipocampo, una región cerebral esencial para la memoria y el aprendizaje, y más específicamente en el giro dentado, una parte del hipocampo. Fuente: NCYT

Ha sido descubierta en la leche materna una proteína capaz de neutralizar el VIH

Nuevos resultados puede explicar por qué los bebés nacidos de madres VIH positivas no adquieren mas el virus del SIDA a través de la lactancia materna, un efecto que hasta ahora se mantuvo en gran parte dentre del misterio.

Científicos estadounidenses han descubierto en la leche materna humana, una sustancia que puede proteger a los bebés que son amamantados infección por el virus del SIDA. Sus resultados fueron publicados ayer en la revista Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias.

Esta sustancia natural e innata – una proteína llamada tenascina-C o TNC , descubierto en la década de 1980 por uno de los co -autores del estudio – que ya era conocido para promover la curación de heridas. Pero, hasta ahora, no había sido detectado en la leche y no si supiera que tenia propiedades antimicrobianas.

La lactancia materna es una de las vías de transmisión del virus del SIDA de madres a sus bebés. En 2011, según estimaciones de UNICEF (Fondo de las Naciones Unidas para la Infancia ), 330 000 niños en todo el mundo se han infectado con el VIH durante la vida fetal, el parto o poco después, incluso a través de la lactancia materna.

Para evitar este contagio, se utilizan medicamentos antirretrovirales. Pero además de su potencial toxicidad y desarrollo de cepas resistentes de VIH que su uso puede resultar, el acceso a estos fármacos es en realidad bastante limitado. No todas las mujeres embarazadas se ponen a prueba para el VIH, y en los países con pocos recursos, menos del 60 % de las mujeres embarazadas reciben tratamiento preventivo para proteger a sus bebés.

Uno de los objetivos que se han establecido a nivel mundial por las organizaciones internacionales de salud consiste precisamente en la eliminación de la transmisión maternoinfantil del VIH. Y en ese sentido , comenzó a buscar terapias alternativas seguras y asequibles que puede sustituir a los antirretrovirales.

Desde hace tiempo se sabe que la leche materna tiene propiedades protectoras capaces de inhibir la transmisión madre-hijo del virus del sida – y esto a pesar de la exposición repetida al virus de los bebés, a veces durante años, a través de la lactancia. En términos más generales, de hecho, se sabe que en los países en desarrollo, en los primeros seis meses de vida de un bebé , la lactancia materna aumenta seis veces la probabilidad de supervivencia y previene la diarrea y las infecciones del pecho. Pero en relación con el SIDA , en particular , no sé a ciencia cierta el origen de este efecto protector.

Sallie Permar, la Universidad de Duke ( EE.UU. ) y sus colegas , que estaban buscando este tipo de alternativas a los antirretrovirales contra el SIDA, decidió analizar la leche materna. Y ahora, los científicos pueden haber encontrado una de las sustancias responsables del efecto anti- VIH en la leche materna.

Los científicos expuestos en la leche de las mujeres negativas in vitro a una serie de cepas de VIH y se encontró que el efecto protector parecía ser debido a una proteína de gran tamaño. Entonces , a través de una serie de separaciones sucesivas de proteínas de la leche identificado el responsable: NCT. Un análisis más detallado reveló que el TNC neutraliza el VIH mediante la unión a la envoltura viral.

“El TNC es un componente de la matriz extracelular,” explica el comunicado Permar en su universidad. ” Se trata de una proteína que juega un papel en la reparación tisular. También se sabe que es importante para el desarrollo fetal , pero su presencia en la leche materna y sus propiedades antivirales nunca se han descrito ” .

TNC es probable que actúe en conjunto con otros factores anti -VIH de la leche , hace hincapié en el científico . Pero aún así, ” dado el amplio espectro de actividad contra los virus de la TNC , puede ser posible desarrollar una terapia preventiva , administrable por vía oral a los bebés antes de la lactancia materna , como se hace habitualmente en las regiones en desarrollo , con sales de rehidratación “.

“El descubrimiento del efecto inhibidor del VIH de esta proteína en la leche materna proporciona una posible explicación para el hecho de que los niños nacidos de madres VIH positivas no se infectan más a menudo “, dice Barton Haynes , director del Instituto de Vacunas Humana de la misma universidad . ” Además, es posible sugerir que los factores que inducen la inhibición de la leche el virus aún más potente , tales como anticuerpos capaces de proteger totalmente los niños de la infección por VIH . Medical press

Identifican una proteína que puede estar relacionada con problemas de infertilidad

Publicado en 'Developmental Cell'
Un equipo del IRB ha identificado en la mosca Drosophila una proteína esencial para la viabilidad de los embriones durante las primeras divisiones celulares. Esta proteína, denominada dBigH1, que es una variante de la histona 1, podría estar relacionada también con problemas de fertilidad.

Investigadores del Instituto de Investigación Biomédica (IRB) han identificado en la mosca Drosophila una proteína que mantiene inactivo el genoma del cigoto hasta el momento justo. Esta proteína, denominada dBigH1, que es una variante de la histona 1, podría estar relacionada también con problemas de fertilidad.

En la mosca Drosophila melanogaster el genoma del cigoto –la primera célula de un nuevo individuo que se obtiene de la fusión de un óvulo y un espermatozoide– está reprimido hasta la treceava división celular, a partir de la cual el embrión comienza ya a expresar los propios genes.

Sin esta función de la proteína dBigH1 descubierta por el IRB, el genoma se activa demasiado pronto y ningún embrión sobrevive. Los resultados se publican en Developmental Cell, la revista del grupo Cell más importante en desarrollo.

Esta es la primera vez que los científicos describen una función concreta de la histona 1 durante la embriogénesis. La presencia de esta proteína en las primeras etapas del embrión se conocía en humanos y ratones, pero no se sabe nada de la función que tiene.

“El hecho que ahora también la hayamos identificado en Drosophila nos ha permitido conocer de forma rápida y eficaz la función vital que tiene en las etapas más tempranas de la mosca” dicen Salvador Pérez-Montero, estudiante de doctorado y primer autor del estudio, y Albert Carbonell, investigador posdoctoral que se sumó al proyecto hace un año.

“Si esta misma función también estuviera conservada en humanos, su alteración se podría relacionar con patologías de la gestación y abortos prematuros”, dice el jefe de grupo, Ferran Azorín. El investigador añade que “no son patologías –si es que de verdad lo son– que se traten demasiado y, en todo caso, los problemas durante la gestación pueden ser por causas muy diferentes”.

Futuros estudios sobre infertilidad
La proteína dBigH1 podría tener también relación con la fertilidad de machos y hembras. Los investigadores han revelado en este primer trabajo el papel fundamental durante la embriogénesis de la mosca, pero ahora están investigando la función de esta misma proteína en las células germinales.

La línea germinal la conforman las células sexuales, aquellas que darán lugar a los óvulos y espermatozoides, en definitiva, las células encargadas de traspasar la información genética de una generación a otra. En el embrión de Drosophila, ya en las primeras divisiones, se separan y diferencian aproximadamente 40 células germinales y todas contienen la proteína dBigH1.

Los científicos ya han obtenido los primeros resultados funcionales y todo parece indicar que dBigH1 regula la producción de esperma en machos y de óvulos en hembras. “Cuando eliminamos el gen en cualquiera de los dos sexos, todo el proceso queda totalmente desregulado” avanzan los investigadores.

Habrá que esperar a una próxima publicación de resultados para verificar la relación entre la proteína dBigH1 y la fertilidad de los individuos y conocer las posibles aplicaciones biomédicas que podría tener este nuevo descubrimiento.

Referencia bibliográfica: Salvador Pérez-Montero, Albert Carbonell, Tomás Morán, Alejandro Vaquero, and Fernando Azorín. The Embryonic Linker Histone H1 Variant of Drosophila, dBigH1, Regulates Zygotic Genome Activation. Developmental Cell (2013), http://dx.doi.org/10.1016/j.devcel.2013.08.011

Los investigadores encuentran la proteína esencial para cognición, la salud mental

La capacidad de mantener las representaciones mentales de nosotros y el mundo -el bloque fundamental de construcción de la cognición humana- surge de la activación de los circuitos neuronales altamente evolucionados, un proceso que se debilitó en la esquizofrenia. En un nuevo estudio, los investigadores en la Escuela de la Universidad Yale de la Medicina señalan las acciones moleculares clave de proteínas que permiten la creación de representaciones mentales necesarias para una cognición más alta que genéticamente se cambian en la esquizofrenia. El estudio fue publicado el 1 de julio en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias.

La memoria de trabajo, el cuaderno de dibujo mental de la mente, depende del buen funcionamiento de una red de neuronas piramidales en la corteza prefrontal, la sede del pensamiento de orden superior en los seres humanos. Para mantener la información en la mente consciente, estas células piramidales deben estimularse entre sí a través de un grupo especial de receptores. El equipo de Yale descubrió que esta estimulación requiere del neurotransmisor acetilcolina para activar una proteína específica en la familia de los receptores nicotínicos -el receptor alfa-7 nicotínico-.

La acetilcolina se libera cuando estamos despiertos, pero no en el sueño profundo. Estos receptorespermiten a los circuitos prefrontales venir “online” cuando nos despertamos, lo que nos permite realizar tareas mentales complejas. Este proceso se ve favorecido por la cafeína en el café, lo que aumenta la liberación de acetilcolina. Como su nombre indica, los receptores nicotínicos alfa-7 también son activados por la nicotina, que puede puede ayudar a explicar por qué fumar puede centrar la atención y comportamiento tranquilo, funciones de la corteza prefrontal.



Los resultados también intrigan a los investigadores, por qué los receptores nicotínicos alfa-7 son alterados genéticamente en la esquizofrenia, una enfermedad que se caracteriza por un pensamiento desorganizado. “Las redes prefrontales nos permiten formar y mantener pensamientos coherentes, un proceso que se ve afectado en la esquizofrenia“, dijo Amy Arnsten, profesor de neurobiología, investigador del Instituto de Kavli, y uno de los autores principales del artículo. “Una gran mayoría de los esquizofrénicos fuman, lo cual tiene sentido porque la estimulación de los receptores nicotínicos alfa7 reforzaría las representaciones mentales y disminuiría los trastornos del pensamiento.”

Arnsten dijo que los nuevos medicamentos que estimulan los alfa-7 receptores nicotínicos pueden ser prometedores para el tratamiento de trastornos cognitivos.

La publicación del artículo de PNAS se produce en vísperas del 10º aniversario de la muerte de la neurobióloga de Yale Patricia Goldman-Rakic​​, quien fue atropellada por un coche en Hamden Ct. el 31 de julio de 2003. Goldman-Rakic ​​identificó por primera vez el papel central de los circuitos corticales prefrontales en la memoria de trabajo.

“El trabajo de Patricia ha proporcionado la base neural para los estudios actuales de influencias moleculares sobre la cognición y la interrupción en los trastornos cognitivos“, dijo Arnsten. “Nuestra capacidad de aplicar un enfoque científico a los trastornos desconcertantes como la esquizofrenia se debe a la investigación innovadora.” Medical Press

Yang Yang y Wang Min de Yale es el autor principal y coautores mayores, respectivamente. D. Constantinos Paspalas, Lu Jin E y Marina R. Picciotto otros autores de Yale. 

Trastornos psiquiátricos vinculados a proteína implicada en la formación de recuerdos

Los investigadores han descubierto una vía por la que el cerebro controla una molécula esencial para la formación de memoria a largo plazo y se conecta con el trastorno bipolar y la esquizofrenia.

El descubrimiento fue realizado por un equipo de científicos dirigido por Alexei Morozov, profesor asistente en el Instituto Tecnológico de Virginia Carilion Research.
El mecanismo – una proteína llamada Rap1 – controla los canales de calcio de tipo L, que participan en la formación de recuerdos a largo plazo. Estudios anteriores también han relacionado las alteraciones en estos canales iónicos a ciertos trastornos psiquiátricos. El descubrimiento de la regulación de los canales por Rap1 podría ayudar a los científicos a comprender la génesis fisiológica del trastorno bipolar y la esquizofrenia.

“Las personas con mutaciones genéticas que afectan a los canales de calcio de tipo L tienen mayores tasas de trastorno bipolar y la esquizofrenia”, dijo Morozov. “Esto sugiere que puede haber una relación entre la activación de los canales de calcio de tipo L y estos trastornos psiquiátricos. La comprensión de cómo se controlan estos canales iónicos es el primer paso para la determinación de cómo su funcionamiento o mal funcionamiento afecta a la salud mental.”

Una sola neurona en el cerebro puede tener miles de sinapsis, cada una de las cuales pueden crecer, fortalecer, debilitar y cambiar estructuralmente en respuesta a aprender nueva información. Las señales eléctricas que viajan de una neurona a saltar a través de estas sinapsis a través de neurotransmisores químicos. La liberación de estas sustancias químicas es causado por el flujo de átomos cargados eléctricamente a través de un subconjunto particular de los canales iónicos conocidos como canales de calcio dependientes del voltaje.
Estudios anteriores han demostrado que el bloqueo de estos canales de iones inhibe la formación de memoria a largo plazo. Aunque se sabía que los canales de calcio de tipo L se activan en respuesta al aprendizaje, la forma en que se controlan era un misterio.

En el experimento, Morozov y sus colegas anularon el gen responsable de la codificación de la Rap1 enzima, que sospechaba que jugó un papel en la activación de los canales de calcio de tipo L. Los investigadores utilizaron técnicas de imagen en vivo para controlar la liberación de neurotransmisores y microscopía electrónica para visualizar los canales de tipo L en las sinapsis.

Descubrieron que, sin Rap1, los canales de calcio de tipo L fueron más activos y más abundante en las sinapsis todo el tiempo, el aumento de la liberación de neurotransmisores. Los resultados mostraron que Rap1 es responsable de los canales de calcio de tipo L supresión, lo que les permite activar sólo en los momentos adecuados, posiblemente durante la formación de memoria a largo plazo.
“Nuestro próximo paso es determinar si esta nueva vía de señalización está alterado en los casos de enfermedad mental”, dijo Morozov. “Si es así, podría ayudar a obtener una mejor comprensión de las bases moleculares de los trastornos psiquiátricos relacionados con el canal, como el trastorno bipolar y la esquizofrenia. Tal conocimiento podría recorrer un largo camino hacia el desarrollo de nuevos métodos terapéuticos.” Medical Press

Descubren una proteína en las mujeres que protege contra enfermedades de transmisión sexual

EUROPA PRESSS  Científicos del Instituto de Investigación Médica Monash  MIMR, en sus siglas en inglés), en Melbourne (Australia), han descubierto una proteína en el tracto reproductivo femenino que protege contra las enfermedades de transmisión sexual (ETS) como la clamidia y el virus del herpes simple (VHS). Se estima que 450 millones de personas en todo el mundo se infectan con enfermedades de transmisión sexual cada año. La investigación, publicada este jueves en la revista 'Science', fue dirigida por el profesor Paul Hertzog, director del Centro MIMR para la Inmunidad Innata y Enfermedades Infecciosas, y su equipo, entre ellos, Ka Yee Fung y Mangan Niamh. Estos científicos identificaron una proteína, a la que llamaron interferón epsilon (IFNe), y demostraron que desempeña un papel importante en la protección de las mujeres contra las infecciones.

Esta proteína podría tener el potencial clínico de determinar las mujeres que pueden ser más o menos susceptibles a enfermedades como infecciones de transmisión sexual o para aumentar la inmunidad protectora. Además, los autores de la investigación consideran que IFNe también podría ser utilizada potencialmente para el tratamiento de infecciones de transmisión sexual u otras enfermedades inflamatorias.

"Una forma inusual de esta proteína se debe a la manera en la que se produce --explica el profesor Hertzog--. La mayoría de las proteínas que nos protegen contra la infección sólo se producen después de que estemos expuestos a un virus o una bacteria". "Pero esta proteína se produce normalmente y en el cambio regulado por las hormonas, por lo que sus niveles cambian durante el ciclo estral y se apaga en el embarazo y otras ocasiones como la menopausia", agregó Hertzog.

"Algunos de esos momentos en los que IFNe es menor se correlacionan con que las mujeres son más susceptibles a las infecciones de transmisión sexual, por lo que este podría ser un importante vínculo con las nuevas oportunidades terapéuticas. IFNe sigue normas distintas a las proteínas inmunomoduladores normales, algo que también podría ser importante para las vacunas y la forma en que está formulada para aumentar nuestra inmunidad protectora", dijo el principal investigador.

En este sentido, el profesor Hertzog añadió que, como esta proteína aumenta las respuestas inmunes femeninas del tracto reproductivo, es "probable", aunque los investigadores no lo han abordado aún directamente, que este hallazgo sea importante para otras enfermedades infecciosas, como el VIH y el VPH. No obstante, el siguiente paso será trabajar hacia los estudios clínicos en los próximos cinco años y ver si este trabajo puede ser aplicado a otras enfermedades como el cáncer, los trastornos del aparato reproductor femenino, incluyendo la endometriosis y la enfermedad inflamatoria pélvica, así como de otras patologías no relacionadas con el aparato reproductor.

Planta de la India podría jugar un papel clave en la muerte de las células cancerosas

Científicos de la Universidad de Georgia Regents Cancer Center han identificado una planta de la India, utilizada durante siglos para tratar la inflamación, la fiebre y la malaria, que podría ayudar a eliminar las células cancerosas.

Las células cancerosas suelen evitar la muerte por el secuestro de chaperones moleculares que guian y protegen a las proteínas que garantizan la función celular normal y luego las engaña en ayudar a las versiones mutadas de las proteínas para seguir con vida, dice el Dr. Ahmed Chadli, un investigador en el Programa de Acompañante Molecular de la GRU Cancer Center y autor principal del estudio nombrado el Journal of Biological Chemistry Libro de la Semana.

El desarrollo de fármacos se ha centrado en la chaperona Hsp90 (proteína de choque térmico 90), ya que desempeña un papel clave en la asistencia a las proteínas mutadas, lo que es un objetivo atractivo fármacos contra el cáncer.

Sin embargo, la eficacia clínica de los inhibidores de Hsp90 ha sido decepcionante. Pequeñas moléculas más actuales dirigidas Hsp90 inadvertidamente han dado lugar a la expresión de proteínas que protegen las células cancerosas de la muerte celular programada y comprometer los inhibidores de Hsp90 en la clínica. En este estudio, sin embargo, Chaitanya Patwardhan, un estudiante graduado en el laboratorio del Dr. Chadli, encontró que gedunin, un compuesto de la planta india, ataca a un co-acompañante, ayudante o proteína, denominada p23 de Hsp90. “Este compuesto se une directamente a p23, lo que lleva a la inactivación de la Hsp90 máquina sin la producción de anti-apoptóticos proteínas, por lo tanto destruye las células cancerosas”, dijo el Dr. Chadli.

“La idea aquí es que esto abrirá la puerta a nuevas formas de focalización Hsp90 por la orientación de sus proteínas auxiliares, que pueden ser utilizados en combinación con inhibidores de Hsp90 establecidos que están llevando a cabo ensayos clínicos. En el futuro, esta investigación podría tener aplicaciones en la droga desarrollo de cánceres dependientes de hormonas, incluyendo los cánceres de mama, de próstata y de endometrio. ”

“Una de las principales áreas de énfasis científico del Centro del Cáncer GRU es el desarrollo de enfoques terapéuticos para el cáncer de moléculas diana específicas dentro de la célula de cáncer, incluyendo chaperones”, dijo el Dr. Samir N. Khleif, Director del Centro de Cáncer GRU.

“Este hallazgo es una pieza importante del rompecabezas, que nos acerca a nuestro objetivo de ayudar a los pacientes con cáncer.Medical Press