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Un estudio de Biogipuzkoa abre una vía para el desarrollo de nuevos tratamientos en pacientes con ELA

Este nuevo trabajo sobre la esclerosis lateral amiotrófica (ELA) estudia el papel del tejido muscular en la enfermedad, abriendo la puerta al desarrollo de nuevas terapias centradas en el músculo esquelético.

Un pionero estudio realizado por Biogipuzkoa-Instituto de Investigación Sanitaria, ha  propuesto un cambio de paradigma en la esclerosis lateral amiotrófica (ELA), abriendo una vía para el desarrollo de nuevos tratamientos en pacientes con esta enfermedad.

Este trabajo, que ha sido coordinado por la Dra. Sonia Alonso Martín, el Dr. Francisco Javier Gil Bea, el Dr. Gorka Gereñu Lopetegi y el Dr. Adolfo López de Munain Arregui, se centra en el papel del tejido muscular en la enfermedad, proponiendo un mecanismo inverso a la creencia tradicional de que la atrofia muscular es consecuencia directa de la degeneración de las neuronas motoras.

Hasta hace pocos años el dogma aceptado era que la degeneración de las neuronas motoras induce la atrofia muscular y por tanto la aceleración de la muerte, por ejemplo, por insuficiencia respiratoria.

Sin embargo, en este estudio se propone un mecanismo inverso: sugieren que el daño en el músculo esquelético puede ser el origen del problema, afectando la conexión entre músculos y neuronas y, en última instancia, induciendo la muerte neuronal y por tanto la aceleración de la muerte. 

Este innovador estudio ha identificado alteraciones en el músculo independientes y previas al deterioro neuronal, y ha demostrado que el músculo esquelético está afectado independientemente de lo que ocurre con las neuronas motoras. Tal y como indican las y los autores “nuestro trabajo es fundamental al ofrecer un cambio en el paradigma de la ELA”.

A través de modelos celulares y animales, los y las investigadoras han patentado un método que, al modificar la función de ciertos genes, mejora la salud muscular, la supervivencia y la capacidad motora, además de aumentar las conexiones músculo-nervio. “Además, las muestras obtenidas gracias a la colaboración de los y las pacientes y familiares nos han ayudado a obtener una imagen de la afectación muscular. Así mismo, nos han permitido obtener cultivos que han ayudado a validar los resultados”, señalan.

ELA es una enfermedad devastadora que provoca la degeneración de las neuronas motoras y una atrofia muscular severa. Aunque es considerada como enfermedad rara por su baja prevalencia, la ELA es la tercera enfermedad neurodegenerativa más frecuente después del Alzheimer y el Parkinson. Hasta la fecha no existe ningún tratamiento, y los ensayos clínicos, que la mayoría han estado dirigidos al sistema nervioso, han fracasado hasta la fecha. Los y las autoras del estudio señalan que “observando que una parte de los y las pacientes con ELA habían realizado una actividad física deportiva intensa, se empezó a trabajar en el tejido muscular”. Añaden que “la ELA es una enfermedad que agota el metabolismo, ya que básicamente termina con las reservas energéticas del organismo”.

Para llevar a cabo este estudio pionero ha sido necesaria la participación de un amplio grupo de profesionales de Biogipuzkoa (los grupos de Células Madre y Envejecimiento), Enfermedades Neuromusculares, Enfermedades Neurodegenerativas, “Mitochondira, Health & Longevity” y el nuevo grupo NeuroRNA; (destacando el trabajo de Mónica Zufiría, Oihane Pikatza‑Menoio y Maddi Garciandia‑Arcelus), Hospital Universitario Donostia (Servicios de Neurología y Traumatología) e investigadores e investigadoras nacionales e internacionales de otros centros sanitarios.

Los resultados del estudio realizado se publicaron en el artículo “Dysregulated FOXO1 activity drives skeletal muscle intrinsic dysfunction in amyotrophic lateral sclerosis” en la prestigiosa revista internacional “Acta Neuropathologica”.

Multimorbidity in the Basque Country explained by an eight-stage multistep model

A colaborative research of the groups of Computational Biology and Systems Biomedicine and Economic Evaluation of Chronic Diseases of HRI Biogipuzkoa, has studied the co-occurrence of chronic diseases in the Basque population.

The results have been authored by Mikel Arróspide Elgarresta, Daniela Gerovska, Myrian Soto-Gordoa, María L. Jauregui García, Marisa L. Merino Hernández, Marcos J. Araúzo-Bravo and published in the article “Chronic disease incidence explained by stepwise models and co-occurrence among them“ in the journal of iScience (https://www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(24)02041-8).

Multimorbidity is defined as the co-occurrence of two or more chronic conditions in a single patient, with a common occurrence in elderly populations that require complex care and significant amount of resources. Creating mathematical models that help understand the evolution of multiple chronic conditions can facilitate more informed decision-making within the healthcare system.

The study compiled the data from all patients of Osakidetza with multimorbidity between 2014 and 2021. Then, the 19 diseases or conditions used in the Charlson Comorbidity Index (CCI, an index used to predict the 10-years survival of a patient) diseases were analyzed to calculate the co-occurrence of all pairs of those diseases. Finally, using several mathematical methods, stepwise model, which explains the development of those diseases and the multimorbidity, was constructed.

The main finding of the research was that multimorbidity follows a multistep model with eight steps for males and one more, nine, for females. Additionally to multimorbidity, the incidence-age profiles of six of the CCI diseases follow confidently multistep models and a multistep model better represents diseases with a higher number of steps. Anatomically, diseases associated with the central nervous system have the highest number of steps, followed by those associated with the kidney, heart, peripheral vasculature, pancreas, joints, cerebral vasculature, lung, stomach, and liver.

Among the diseases of CCI, dementia was the one with highest number of steps: 11 steps for both male and females. Those results are consistent with the general genealogy tree model of the neurodegenerative diseases developed by those authors in another work (Genealogy of the neurodegenerative diseases based on a meta-analysis of age-stratified incidence data“ https://www.nature.com/articles/s41598-020-75014-8), and placing dementia as a CCI disease in the top part of the tree. Interestingly, multimorbidity can be considered as the “condition” that fits best a multistep model compared all 19 diseases of CCI.

Article by Computational Biology and Systems Biomedicine and Economic Evaluation of Chronic Diseases of HRI Biogipuzkoa.

Vesículas extracelulares, ¿el futuro de la investigación de enfermedades neurodegenerativas?

El grupo de Neuroinmunologia del Instituto de Investigación Sanitaria Biogipuzkoa ha recopilado la información existente hasta la fecha sobre vesículas extracelulares derivadas del sistema nervioso central, presentes en el líquido cefalorraquídeo y la sangre de personas con diferentes enfermedades neurodegenerativas. Este trabajo lo han realizado Rocío Bravo Miana, Jone Arizaga Echebarria y David Otaegui, y ha sido publicado en la revista internacional Translational Neurodegeneration.

El cerebro es uno de nuestros órganos más complejos e inaccesibles, por lo que herramientas de imagen resultan hoy indispensables en la clínica. Sin embargo, las imágenes no nos dan una visión completa, dado que no logran ampliar la información existente a nivel molecular. Es en este sentido que los marcadores biológicos o biomarcadores constituyen una herramienta crucial hoy en día, ya que sirven como indicadores moleculares del estado de un paciente. Por su parte, las vesículas extracelulares (EVs) son partículas de un tamaño minúsculo que son producidas por todas nuestras células, que contienen diversas moléculas y que viajan protegidas a través de los distintos fluidos corporales. Así, pueden servir como plataformas biológicas para el análisis de las moléculas que contienen, como representantes del tipo de célula del que se han originado.

¿Podrían las EVs derivadas del sistema nervioso central (SNC) funcionar como una ventana a los procesos fisiopatológicos que se desarrollan en las enfermedades neurodegenerativas? Buscando responder a esta pregunta, se analizó toda la bibliografía al respecto demostrando que aún queda mucho por hacer.

Los principales avances en el campo se centraron en el estudio de EVs provenientes de personas con Alzheimer. En otras patologías como esclerosis múltiple, esclerosis lateral amiotrófica y Parkinson recién se está dando sus primeros pasos. Sin embargo, todavía no existen biomarcadores ampliamente aceptados en la comunidad científica que puedan utilizarse para estudiar o aislar EVs provenientes del SNC en la sangre. En este sentido, tecnologías avanzadas que permitan el estudio de “vesículas individuales” podrían ayudar a desentrañar la compleja heterogeneidad de los distintos tipos de EVs presentes en la sangre.

Para lograr avances en este campo, sería interesante poder analizar muestras poco accesibles como son EVs derivadas de líquido cefalorraquídeo o de tejido cerebral. Esto permitiría obtener mucha información que podría traducirse luego a muestras de mayor complejidad, no invasivas y fácilmente accesibles, como son sangre, saliva o lágrimas. Además, aún existen desafíos técnicos y metodológicos que deben ser superados. Estos incluyen la necesidad de estandarizar los métodos de aislamiento y caracterización de EVs y la necesidad de estudios longitudinales a gran escala para validar su utilidad clínica.

En este sentido, una de las líneas de investigación del grupo consiste en el estudio de EVs derivadas del SNC como biomarcadores circulantes en pacientes con esclerosis múltiple.

Por último, este tipo de trabajos no sería posible sin la predisposición y voluntad de los pacientes para participar; así como del apoyo de diversas instituciones como son Osakidetza, el Gobierno Vasco, el Instituto de Salud Carlos III y ECTRIMS (European Comitte for Treatment and Research in Multiple Sclerosis), que financian el trabajo de las investigadoras y los investigadores, así como sus proyectos.

Biogipuzkoa lidera un estudio internacional que analiza la biología de los cerebros de las personas centenarias

El trabajo es un estudio pionero en el campo del envejecimiento que ha comparado la expresión de más de 20.000 genes en muestras cerebrales de personas centenarias, mayores y jóvenes

El grupo de Oncología Celular del Instituto de Investigación Biogipuzkoa ha liderado una investigación internacional que ha revelado un patrón molecular diferente en cerebros de personas centenarias frente al del resto de personas mayores.

Este estudio ha sido coordinado por el Dr. Ander Matheu y ha contado con la colaboración del grupo del Dr. David Otaegui, del Departamento de Neurociencias del mismo centro, así como con el Dr. Francois Guillemot del The Francis Crick Institute (Londres) y las Dras Amaia Arranz (Achucarro Instituto de Neurociencias) y Marta Arroyo (Universidad del País Vasco).

El trabajo se ha basado en la idea de que no todas las personas envejecen igual y existen grupos poblacionales que pueden dar pistas sobre cómo envejecer de manera saludable. Las personas centenarias son un grupo poblacional que exhibe extrema longevidad, que suele estar acompañada de un mejor mantenimiento de la actividad cognitiva y mejor calidad de vida. Por estas características, las personas centenarias se consideran un modelo de ‘envejecimiento exitoso o saludable’.

Perfiles protectores frente al envejecimiento

Existen trabajos recientes del grupo liderado por el Dr. Ander Matheu que han corroborado estos datos en la población centenaria en Gipuzkoa (donde actualmente viven 300 y en Euskadi cerca de 1000), identificando que está formada fundamentalmente por mujeres y que desarrollan menos enfermedades, incluyendo neurodegenerativas, usan menos los servicios médicos y toman menos medicamentos.

El estudio de la biología responsable de la buena calidad de vida y mental de las personas centenarias es un campo de intensa investigación ya que puede identificar perfiles protectores frente al envejecimiento. En concreto, no existían estudios analizando la biología cerebral de la población centenaria, y éste ha sido el objetivo del consorcio internacional.

En el estudio se ha comparado la expresión de más de 20.000 genes en muestras de hipocampo (región del cerebro responsable de importantes funcionales cognitivas como la memoria o el aprendizaje entre otros) de personas centenarias frente al del resto de la población mayor y jóvenes. Los resultados obtenidos han permitido identificar que las personas centenarias presentan una huella molecular diferencial frente a los otros grupos de edad. La comparación entre ambos grupos (personas centenarias y no centenarias) ha revelado que las personas centenarias presentan niveles elevados de genes de la familia de Metalotioneinas (genes responsables de la eliminación de metales pesados, que se suelen acumular con la edad provocando daño a las células neurales). Además, el estudio ha identificado que la expresión de las Metalotioneinas se encuentra en los astrocitos, las células que se encargan de mantener la homeostasis tisular y proteger a las células neurales.

En resumen, el trabajo describe un novedoso mecanismo biológico asociado al excepcional mantenimiento de la actividad cognitiva de la población centenaria, postulándose como un novedoso mecanismo anti-envejecimiento.

El trabajo titulado “Centenarian hippocampus displays high levels of astrocytic metallothioneins” ha sido publicado en la revista Aging Cell, y ha contado con la financiación del Departamento de Salud del Gobierno Vasco y del Instituto de Salud Carlos III y de ayudas de la convocatoria Adinberri de la Diputación Foral Gipuzkoa.

 

Artículo Original:

Centenarian hippocampus displays high levels of astrocytic metallothioneins.
Saenz-Antoñanzas A, Muñoz-Culla M, Rigo P, Ruiz-Barreiro L, Moreno-Valladares M, Alberro A, Cruces-Salguero S, Arroyo-Izaga M, Arranz AM, Otaegui D, Guillemot F, Matheu A.
Aging Cell. 2024 May 20:e14201. doi: 10.1111/acel.14201.

La dieta como factor de riesgo a cáncer de mama, cáncer de colon-recto y cáncer de próstata

El grupo de Epidemiología de las Enfermedades Crónicas y Transmisibles ha participado en varios estudios que han analizado el efecto del patrón de dieta (Occidental, Prudente y Mediterránea) en relación al riesgo a cáncer de mama, cáncer de colon-recto y cáncer de próstata. Estos trabajos en los que han participado las investigadoras Pilar Amiano y Ane Dorronsoro del dicho grupo, han sido publicados en las revistas científicas internacionales Maturitas, Nutrients y British Journal of Urology, respectivamente.

Los resultados de los estudios mencionados se basan en la cohorte EPIC-España. Esta cohorte se reclutó entre los años 1992 y 1996 y se recogieron, entre otros, datos antropométricos, sociodemográficos, de actividad física, dieta, consumo de alcohol y tabaco, de más de 41.000 personas, a las que se les realiza un seguimiento.

Utilizando los datos de esta cohorte, se seleccionaron las personas que desarrollaron cáncer de mama, cáncer de colon-recto y cáncer de próstata, y se analizó el efecto que pudiese tener la dieta. En el caso de cáncer de mama, se observó que el patrón de dieta Occidental podría aumentar el riesgo En el caso del cáncer de colon-recto, la dieta Occidental podría tener un leve efecto adverso, mientras que la dieta Mediterránea podría tener un efecto protector. Por último, en el caso del cáncer de próstata, la dieta Occidental mostró también un mayor riesgo.

Estos resultados refuerzan la idea de que las recomendaciones nutricionales deben tener en cuenta patrones generales de dieta más que alimentos individuales, y confirman que adoptar hábitos dietéticos que se alejan del patrón de dieta Occidental en favor de una dieta Mediterránea podría reducir el riesgo de desarrollar cáncer de mama, colon-recto y próstata.

Además, se visibiliza la importancia de las recomendaciones nutricionales dentro de la prevención mediante la adquisición de hábitos saludables. En este caso, parece beneficioso aumentar los alimentos propios del patrón de la dieta Mediterránea: por un lado, reducir el consumo de carnes procesadas, refrescos azucarados, zumos envasados, dulces, bollería o comida preparada; y, por otro lado, aumentar la presencia de frutas enteras, verduras, legumbres, pescado y aceite de oliva.

Sin embargo, siempre hay que tener cautela con las conclusiones de estos últimos estudios, ya que tener una dieta altamente concordante con el patrón Occidental no es sinónimo de desarrollar cáncer, mientras que tener una gran adherencia a la dieta Mediterránea no garantiza una total prevención.

En palabras de las autoras “En el proyecto EPIC tenemos como principal objetivo el aportar nuestro granito de arena a la ciencia, a la sociedad y contribuir, aunque sea mínimamente, a que la ciudadanía goce de una mejor salud.” Añaden que “Resultados como estos, que son fácilmente trasladables y están al alcance de todos, hacen que nos sintamos con el deber cumplido y con una mayor motivación para seguir investigando.

Cabe destacar que el proyecto EPIC avanza gracias a la aportación desinteresada de más de 40.000 personas en España y 8.400 en Gipuzkoa, sin las cuales estos estudios no serían posibles. Además, este proyecto es posible gracias a la colaboración de distintos grupos de investigación y profesionales de varios ámbitos que pertenecen a más de 10 instituciones. Este proyecto demuestra la importancia de la colaboración y la creación de grandes consorcios que permitan investigación de excelencia que puedan obtener resultados significativos, que como es este caso, repercutan en la salud de la población.

Por último, queremos destacar que un artículo que cuenta con la participación de Pilar Amiano y Ana Jimenez Zabala, ha sido premiado en los Premios Real Academia Medicina y Cirugía de Andalucía Oriental, Ceuta y Melilla Año 2023. El artículo premiado analizó la relación de los ritmos día-noche, nutrición y obesidad en la mencionada cohorte EPIC.