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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”.

La multimorbilidad en el País Vasco sigue un modelo de pasos múltiples de ocho etapas

Una investigación colaborativa de los grupos de Biología Computacional y Biomedicina de Sistemas y Evaluación Económica de Enfermedades Crónicas del IIS Biogipuzkoa, ha estudiado la coocurrencia de enfermedades crónicas en la población vasca.

El estudio ha sido realizado po Mikel Arróspide Elgarresta, Daniela Gerovska, Myrian Soto-Gordoa, María L. Jauregui García, Marisa L. Merino Hernández, Marcos J. Araúzo-Bravo y estos resultados han sido publicados en el artículo “Chronic disease incidence explained by stepwise models and co-occurrence among them” en la revista iScience (https://www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(24)02041-8).

La multimorbilidad se define como la coocurrencia de dos o más enfermedades crónicas en un mismo paciente, con una ocurrencia común en poblaciones de edad avanzada que requieren cuidados complejos y una cantidad significativa de recursos. La creación de modelos matemáticos que ayuden a comprender la evolución de múltiples enfermedades crónicas puede facilitar una toma de decisiones más informada dentro del sistema sanitario.

El estudio recopilalos datos de todos los pacientes de Osakidetza con multimorbilidad entre 2014 y 2021. Además se analizan las 19 enfermedades que conforman el Índice de Comorbilidad de Charlson (CCI, un índice utilizado para predecir la supervivencia de un paciente a 10 años) para calcular la coocurrencia de todos los pares de dichas enfermedades. Finalmente, utilizando varios métodos matemáticos, se construyó un modelo escalonado que explica el desarrollo de dichas enfermedades y la multimorbilidad.

El principal hallazgo de la investigación es que la multimorbilidad sigue un modelo multipaso con ocho pasos para los hombres y uno más, nueve, para las mujeres. Además de la multimorbilidad, los perfiles de incidencia-edad de seis de las enfermedades del CCI siguen con confianza modelos multipaso. Se ha encontrado que el modelo multipaso representa mejor las enfermedades con un mayor número de pasos. Anatómicamente, las enfermedades asociadas con el sistema nervioso central tienen el mayor número de pasos, seguidas por las asociadas con el riñón, el corazón, el sistema vascular periférico, el páncreas, las articulaciones, el sistema vascular cerebral, el pulmón, el estómago y el hígado.

Entre las enfermedades del CCI, la demencia es la que tiene el mayor número de pasos: 11 pasos tanto para hombres como para mujeres. Estos resultados son consistentes con el modelo de árbol genealógico general de las enfermedades neurodegenerativas desarrollado por esos autores en otro trabajo (Genealogy of the neurodegenerative diseases based on a meta-analysis of age-stratified incidence data“ https://www.nature.com/articles/s41598-020-75014-8), y colocando la demencia como una enfermedad del CCI en la parte superior del árbol. Curiosamente, la multimorbilidad puede considerarse como la “afección” que mejor se ajusta a un modelo de múltiples pasos en comparación con las 19 enfermedades del CCI.

Este trabajo se ha realizado gracias a la colaboración de los grupos de Biología Computacional y Biomedicina de Sistemas y Evaluación Económica de Enfermedades Crónicas del IIS 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.

Nuevo consenso sobre la práctica clínica y el diagnóstico de la distrofia muscular facioescapulohumeral

Nuestra compañera Pilar Camaño, responsable de la Plataforma de Diagnóstico Molecular, ha participado activamente en el desarrollo de un consenso sobre los requerimientos mínimos para la práctica clínica y el diagnóstico de la distrofia muscular facioescapulohumeral (FSHD, por sus siglas en inglés). Esta guía ha sido publicada en la revista Clinical Genetics y es una actualización de la guía de 2012.

La FSHD es la segunda distrofia muscular más común en adultos y afecta progresivamente a los músculos de la cara, los hombros y la parte superior de los brazos, a menudo de manera asimétrica. Además, muchos pacientes presentan debilidad de los músculos del tronco y las piernas, que en ocasiones pueden ser las manifestaciones iniciales. Hay una gran variabilidad en las manifestaciones clínicas: van desde una forma grave de aparición temprana hasta presentaciones asintomáticas.

El grupo de trabajo de la guía de la FSHD

El desarrollo de esta guía comenzó en 2021 con dos talleres dentro de la FSHD European Trial Network y continuó con el trabajo dentro del 268th ENMC Workshop en 2022 en los Países Bajos. Después, se siguieron haciendo distintas reuniones de trabajo que han culminado en esta publicación. En palabras de Camaño, que participó como grupo de referencia del diagnóstico de FSHD en España, “creo que engloba a nivel clínico y molecular un enfoque muy completo y actualizado de la enfermedad” y está encantada con el resultado.

Los autores, especialistas en el tema de más de 10 países, esperan que este consenso contribuya a la mejora del manejo clínico actual y a la preparación para los ensayos de la FSHD.

La relación de bacterias y hongos y su contribución al desarrollo de esclerosis múltiple

Investigadores del grupo de Neuroinmunología del IIS Biogipuzkoa (Miriam Gorostidi-Aicua, Iraia Reparaz, Ane Otaegui-Chivite, Leire Romarate, Idoia Mendiburu, Maialen Arruti, Tamara Castillo-Triviño, Laura Moles y David Otaegui) en colaboración con el investigador del mismo Instituto Koldo García y con Alvarez de Arcaya (del grupo de esclerosis múltiple del IIS Bioaraba) han publicado un trabajo en la revista Microorganisms donde han analizado la interacción de bacterias y hongos en la microbiota intestinal y su relación con la esclerosis múltiple (EM).

Esta es una enfermedad que afecta al sistema nervioso central mediada por el sistema inmune en la que se ataca a un componente propio de nuestras neuronas, la vaina de mielina. Es la principal causa de discapacidad neurológica no traumática en personas jóvenes (20 a 40 años). La EM tiene varias presentaciones clínicas siendo la remitente-recurrente la mayoritaria. Ésta se caracteriza con episodios de discapacidad neurológica que duran al menos 24 h (recaídas), seguidos de períodos de recuperación completa o incompleta (remisión).

Definimos microbiota intestinal como los microorganismos que viven en nuestros intestinos. Desde hace tiempo se sabe que son necesarios en el funcionamiento de nuestro organismo, con muchas funciones, entre las que destaca la regulación del sistema inmune. Aunque las bacterias son el componente más conocido de la microbiota, las levaduras y los hongos (conocidos como micobiota) tienen un papel clave en las dinámicas de la microbiota. Debemos entender la microbiota como un complejo ecosistema perfectamente regulado, en el que poblaciones minoritarias, como los hongos, pueden desempeñar un papel importante.

En este estudio, se analizaron las bacterias y hongos que se encuentran en las heces en 62 personas con EM y 36 personas sanas, reclutadas en el Hospital Universitario Donostia y en el Hospital de Araba. Los resultados sugieren que las personas con EM tienen un perfil microbiano distinto, tanto analizando la diversidad, como la abundancia o las relaciones entre bacterias y hongos. De hecho, grupos de bacterias que se saben que son beneficiosos para la salud eran más escasos en personas con EM y el patrón de las relaciones entre bacterias y hongos estaba más desdibujado en personas con EM. Estas dinámicas complejas pueden sugerir que tanto las bacterias como los hongos están implicados en el desarrollo del EM.

Los autores esperan que estos resultados sirvan para entender mejor las complejas relaciones entre bacterias y hongos, y el efecto que pueden tener en el desarrollo de la EM, y abrir así un camino que sirva para entender mejor esta enfermedad. Añaden que “Es un estudio inicial que debemos corroborar en futuros trabajos pero que potencia nuestra línea de investigación centrada en modular la microbiota: Si podemos entender mejor cómo funciona podremos diseñar mejores intervenciones (a través de la dieta o de probióticos) para la modulación de la microbiota con el objetivo de tener un efecto en la sintomatología de la enfermedad”.

Este estudio ha contado el apoyo del Departamento de Salud del Gobierno Vasco (código 2019111013) el Instituto de Salud Carlos III, la UPV/EHU y el CIBER de enfermedades neurodegenerativas (CIBERNED); y ha sido publicado en la revista Microorganisms.

Artículo realizado gracias al grupo de Neuroinmunología.

Uso de la microbiota fecal para el diagnóstico de pólipos y cáncer colorectal en la población de Gipuzkoa

Investigadores del Área de Enfermedades Hepáticas y Gastrointestinales del IIS Biogipuzkoa (Beatriz Nafría Jiménez, Ainhoa Lapitz Dambolenea, Koldo Garcia-Etxebarria, Luis Bujanda y Jesus M. Banales) han liderado un estudio que ha analizado el uso de la microbiota fecal para el diagnóstico de pólipos y cáncer colorectal usando muestras recogidas en Gipuzkoa.

El cáncer colorrectal (CCR) es uno de los tipos de cáncer con mayor incidencia y es la segunda causa de muerte en países desarrollados. Esta enfermedad, entre 2016 y 2019, causó 8.356 hospitalizaciones en el País Vasco, conllevando 85.751 días de hospitalización. Mientras más temprano sea su diagnóstico, más posibilidades de supervivencia hay. En varias poblaciones se ha analizado el uso de la microbiota fecal para el diagnóstico de CCR, al ser una prueba no invasiva. Aunque los resultados han sido variables, varios grupos de bacterias han mostrado ser indicadores útiles para el CCR, aunque encontrar bacterias que hayan sido útiles para pólipos ha sido más esquivo.

En este estudio se analizaron las bacterias que se encuentran en las heces en 30 casos de CCR, 30 casos de pólipos y 30 casos sanos, reclutados en el Hospital Universitario Donostia por el Dr. Bujanda. Hay que destacar que para este estudio se reutilizaron las muestras que se obtuvieron en el programa cribado de CCR, siendo la primera vez que se obtiene la información de la microbiota de los kits utilizados en el programa de cridado.

Los resultados sugirieron que en pólipos y CCR la diversidad de bacterias decrecía comparado con la microbiota de personas sanas. Además, se detectó que tres grupos de bacterias estaban asociados con los pólipos, mientras que seis grupos lo estuvieron con el CCR. Uno de esos grupos, Clostridiaceae, es un grupo relacionado con el desarrollo de CCR y, de manera consistente, en este estudio se observó que tenía menor presencia en las fases tempranas de CCR. Además, se relacionó la variabilidad de número de grupos de bacterias y su presencia con varios aspectos clínicos, entre otros, tamaño del pólipo, fase del tumor o niveles de lípidos.

Las/os autoras/es esperan que los resultados de este trabajo sirvan para seguir profundizando en el diagnóstico temprano del CCR, trasladando y adaptando el conocimiento sobre el papel de la microbiota en el desarrollo de pólipos y CCR a la población del País Vasco. Además, teniendo en cuenta que la microbiota que se ha obtenido desde el kit utilizado en el programa de cribado de CCR, los autores opinan que es un camino prometedor el que abre este estudio.

Este estudio ha contado con la colaboración de investigadoras/es de la Universidad Minas Gerais (Brasil) y Universidad de Gottingen (Alemania); el apoyo del Gobierno Vasco (Elkartek KK-2022/0045) y el CIBER de enfermedades hepáticas y digestivas (CIBEREHD); y ha sido publicado en la revista Frontiers in Microbiology.

A medida que envejecemos, los genes más largos pueden dejar de funcionar

Un artículo de opinión sobre los mecanismos genéticos del envejecimiento, en el que han participado nuestro compañero Ander Izeta (líder del grupo de Ingeniería Tisular) y nuestra compañera Olga Ibáñez-Solé (del mismo grupo), ha sido publicado y destacado por la influyente revista Trends in Genetics. En este artículo, Izeta, Ibáñez-Solé e investigadores de otros tres grupos de los Países Bajos, Alemania y Estados Unidos, reflexionan sobre las conclusiones que han llegado usando distintos métodos sobre la relación del funcionamiento de los genes y el envejecimiento.

En este artículo, proponen que el envejecimiento pueda tener menos que ver con “genes de envejecimiento” específicos y más con la longitud de un gen. Muchos de los cambios asociados con el envejecimiento podrían ocurrir debido a una menor expresión de genes largos, dicen los investigadores. Se ha observado una disminución en la expresión de genes largos con la edad en una amplia gama de animales, desde gusanos hasta humanos, en diversos tipos de células y tejidos humanos, y también en individuos con enfermedades neurodegenerativas. Los experimentos con ratones muestran que el fenómeno puede mitigarse mediante factores antienvejecimiento conocidos, incluida la restricción dietética.

Si bien muchas investigaciones sobre el envejecimiento se han centrado en genes específicos que podrían acelerar o retardar el envejecimiento, las investigaciones sobre exactamente qué genes son más susceptibles al envejecimiento no han revelado un patrón claro en términos de función biológica. Más bien, la susceptibilidad parece estar relacionada con la longitud de los genes.

“Durante mucho tiempo, el campo del envejecimiento se ha centrado en los genes asociados con el envejecimiento, pero nuestra explicación es que es mucho más aleatorio: es un fenómeno físico relacionado con la longitud de los genes y no con los genes específicos involucrados o la función de esos genes”, explica nuestro compañero Ander Izeta.

Básicamente, todo se reduce al azar, ya que los genes largos simplemente tienen más sitios potenciales que podrían dañarse. Los investigadores lo comparan con un viaje por carretera: cuanto más largo sea el viaje, más probabilidades hay de que algo salga mal. Y debido a que algunos tipos de células tienden a expresar genes largos más que otros, es más probable que estas células acumulen daños en el ADN a medida que envejecen. Se sabe que las células neuronales expresan genes particularmente largos y también son lentas o no se dividen, así que son especialmente susceptibles a este fenómeno, por lo que los investigadores destacan el vínculo entre el envejecimiento y la neurodegeneración.

Los autores especulan que el daño a los genes largos podría explicar la mayoría de las características del envejecimiento porque está asociado con conocidos aceleradores del envejecimiento y porque puede mitigarse con terapias antienvejecimiento conocidas, como la restricción dietética (que se ha demostrado que limita el daño al ADN).

Sin embargo, aunque haya evidencias de la asociación entre la disminución de la expresión de genes largos y el envejecimiento, aún queda por demostrar evidencia causal. “Por supuesto, nunca se sabe qué fue primero, si el huevo o la gallina, pero podemos ver una fuerte relación entre este fenómeno y muchas de las características bien conocidas del envejecimiento”, añade Izeta.

En estudios futuros, los investigadores planean investigar más a fondo el mecanismo del fenómeno y sus implicaciones evolutivas y explorar su relación con la neurodegeneración.

 

Basado en material facilitado por Cell Press

Capturando los orígenes de la metástasis de cáncer de mama en los huesos

El grupo de investigación Bioingeniería en Regeneración y Cáncer del Instituto de Investigación Sanitaria Biogipuzkoa, dirigido por la Dra. Amaia Cipitria e investigadora IKERBASQUE, ha publicado un trabajo en la prestigiosa revista Science Advances que analiza cómo se desarrolla la metástasis del cáncer de mama en los huesos. Además, debido a su importancia y novedad, este trabajo será portada de dicha revista.

El cáncer de mama suele metastatizar en el hueso y suele provocar lesiones que destruyen los huesos. Aunque se cree que los cambios estructurales y biofísicos influyen en la progresión de la metástasis, rara vez se estudian. Para poder estudiar estos cambios, en este trabajo se desarrolló un modelo de ratón de metástasis ósea temprana e imágenes multimodales. De esta manera, se quería cuantificar la localización de las células cancerosas, el (re)modelado óseo dinámico y el inicio de la metástasis. Mediante el uso de microscopía avanzada, pudieron localizar las células cancerosas en huesos intactos, tanto de manera individual, como pequeños grupos; y analizaron su tamaño y distribución en el hueso. Además, detectaron lesiones óseas tempranas y, en aquellos huesos donde no había lesiones detectables, encontraron que los huesos presentaban un (re)modelado alterado. Con una nueva herramienta de análisis de imágenes, se siguió el crecimiento de las lesiones tempranas a lo largo del tiempo. Así, demostraron que las células cancerosas se alojan en todos los compartimentos óseos, mientras que las lesiones metastáticas óseas tempranas sólo se detectan en la metáfisis, una región de alto (re)modelado. El estudio sugiere que las tasas más elevadas de (re)modelado óseo favorecen la formación de lesiones durante la metástasis temprana.

En palabras de las investigadoras “Estamos muy ilusionadas de poder compartir algunas de las imágenes que pudimos capturar sobre la diseminación de células de cáncer de mama a los huesos en estadios muy tempranos gracias a nuevas técnicas de imagen avanzada (microscopía de fluorescencia de lámina de luz 3D y microtomografía computarizada), y una nueva herramienta de análisis de imágenes para la cuantificación del crecimiento de lesiones óseas tempranas”. Añaden que “Esto sienta las bases para un nuevo proyecto europeo que arrancará pronto en nuestro grupo sobre la latencia del cáncer de mama y el inicio de la metástasis ósea.

Este trabajo ha contado con la participación de investigadores del Instituto Max Planck (Alemania), McGill University (Canadá) y Leibniz-Institute for Advancing Analytics (Alemania). Además, este trabajo ha sido posible gracias a la financiación de Deutsche Forschungsgemeinschaft (CI 203/2-1), IKERBASQUE, Ministerio de Ciencia e Innovación (PID2021-123013OB-I00, MCIN/AEI/10.13039/501100011033), Fundación Científica Asociación Española Contra el Cáncer (LABAE223466CIPI), Departamento de Salud del Gobierno Vasco (2023333027), International Max Planck Research School y FRQS Programme de bourse de chercheur.

Artículo realizado gracias al grupo Bioingeniería en Regeneración y Cáncer.

Las mitocondrias con la proteína ATAD3 mutada sube el nivel de colesterol en la célula, que provoca enfermedades neurológicas

El grupo Mitochondria, Health & Longevity del Instituto de Investigación Sanitaria Biogipuzkoa ha liderado un nuevo trabajo en colaboración con diversos laboratorios nacionales e internacionales, principalmente Oklahoma Medical Research Foundation (EEUU), Haukeland University Hospital (Noruega) y University College London (Reino Unido), en el que unen enfermedad neurológica y lisosomal, una proteína mitocondrial mutada y su relación con el colesterol mitocondrial y celular.

Este trabajo se inició con el estudio de una familia con atrofia óptica progresiva lenta y signos de daños en el sistema nervioso periférico. Se analizó en profundidad la información genética de un miembro de esta familia enferma y descubrieron una mutación en el gen ATAD3A. Este gen, ubicado en el ADN nuclear, produce una proteína mitocondrial que es imprescindible en la organización y el metabolismo de las mitocondrias (estructuras celulares responsables del abastecimiento de energía en la célula), y previamente, otras mutaciones en este gen se han relacionado con enfermedades neurológicas. En este caso, la nueva mutación descrita era potencialmente muy perjudicial debido a que alteraba la estructura de una región funcional crucial en la proteína ATAD3A y dado que se encontró esa misma mutación en otros miembros de la familia con la enfermedad.

El análisis de las células provenientes de varios pacientes con mutaciones en ATAD3 reveló que las mitocondrias y su ADN presentan algunas alteraciones estructurales y que el colesterol celular estaba muy elevado. Como consecuencia, en estas células el número de los lisosomas (estructuras celulares que reciclan partes de la célula viejas o defectuosas) era mayor y estos eran perfectamente activos y funcionales. En paralelo, se demostró que en el modelo animal de la mosca de la fruta, la mutación equivalente provocaba agregados de colesterol en membranas celulares y dificultaba el desarrollo de su ciclo vital. Por tanto, esta investigación propone que cuando ATAD3 no funciona correctamente, la célula aumenta el colesterol intracelular para abastecer a la mitocondria pero que indirectamente produce acúmulos de colesterol en diferentes membranas celulares que provocan en respuesta un aumento de los lisosomas que intentan procesar todas esas membranas con exceso de colesterol. Así mismo, esto refuerza la hipótesis de que una función nativa de la proteína ATAD3 puede ser la regulación del colesterol en las mitocondrias.

Respecto a la aportación de este artículo, las personas investigadoras firmantes afirman que “nuestros nuevos descubrimientos ponen de manifiesto la importancia de estudiar conjuntamente el colesterol y el metabolismo mitocondrial en todo el espectro de las enfermedades neurológicas y neurodegenerativas.” Además, “los cambios de colesterol y las mitocondrias que hemos identificado pueden servir como marcadores importantes para el desarrollo y progresión de la enfermedad, así como para sugerir tratamientos para la implantación o prevención de enfermedades.”

Los resultados mencionados se publican ahora en la prestigiosa revista científica y médica Brain.

 

Artículo realizado gracias al grupo Mitochondria, Health & Longevity.