Detección de Alzheimer con Láser

Un nuevo láser inocuo podría ser capaz de detectar en el tejido cerebral de una persona viva las proteínas asociadas con la enfermedad de Alzheimer; unas estructuras que hasta ahora solo se pueden descubrir diseccionando el cerebro del paciente después de su muerte.

Debido a esta dificultad, actualmente, el diagnóstico se deduce a partir de otros síntomas, como el incremento en la pérdida de memoria, pero otras enfermedades neurodegenerativas también causan demencia, por lo que el diagnóstico tan solo puede ser confirmado de forma concluyente post mortem, examinando en el microscopio el tejido cerebral del paciente.

Esta nueva técnica implica colocar unos láseres en la cabeza del paciente y emitir sobre su cráneo destellos de luz del infrarrojo cercano, de baja energía. Esto produce un espectro de reflejos que puede diferenciar el tejido cerebral sano del que tiene los enredos y placas de proteínas microscópicos indicadores del Alzheimer.

Los experimentos realizados con pequeños trozos de tejido cerebral normal y tejido lleno de placas respaldan la posibilidad de que estas placas y enredos puedan dispersar la luz de forma diferente que el tejido cerebral sano.

"Posiblemente podría proporcionar una respuesta inmediata y, de ese modo, valdría no solo como diagnóstico, sino también como herramienta de exploración", señala Eugene Hanlon, del VA Medical Center, en Massachusetts, EEUU, cuyo equipo ha iniciado recientemente los ensayos del láser con humanos.

Según Hanlon, este nuevo enfoque denominado espectroscopía de infrarrojo cercano, sería más sencillo y barato que otras técnicas que actualmente se encuentran también en fase experimental y añade que si los ensayos en humanos tienen éxito, podría llegar a las clínicas en menos de cinco años.

Pero lograr que la técnica funcione en humanos podría ser difícil. "La luz tiene que ser transmitida a través de la piel y el cráneo, para luego volver reflejada, y se encuentra con problemas de movimiento y sangre circulando que habrá que resolver", señala Michael Weiner, neurocientífico del VA Medical Center de San Francisco.

Además, añade Weiner, el simple hecho de detectar placas en el cerebro de una persona no implica necesariamente que ésta padezca Alzheimer. Muchos ancianos sanos tienen placas, y ningún síntoma de enfermedad, por lo que el diagnóstico no se podría reducir a un solo test.

Fuente: New Scientist

Regeneración de cartílago

Una superficie texturizada con nanotubos de carbono podría potenciar el desarrollo celular. Thomas Webster, un bioingeniero de la Universidad de Brown, ha estado desarrollando materiales implantables con texturas a nanoescala que imitan la aspereza de los tejidos vivos.

Ahora, su equipo ha descubierto que los condrocitos se pueden adherir a una superficie cubierta por nanotubos de carbono y desarrollarse más, especialmente si están expuestos además a una estimulación eléctrica. Webster cree que las superficies con nanotubos de carbono, que no solo están texturizados sino que además son conductores de la electricidad, podrían constituir una estrategia prometedora para el diseño de implantes de cartílago.

El cartílago tiene una capacidad limitada para autocurarse, por lo que la pérdida o daño del tejido de protección es un problema importante para la salud. Muchos laboratorios de investigación han desarrollado materiales que imitan las propiedades del cartílago, así como estructuras en las que se pueden sembrar condrocitos fuera del cuerpo para ser posteriormente implantadas en el sitio en el que se ha producido la perdida del cartílago. Pero uno de los problemas es conseguir que un cartílago natural del paciente, un material esponjoso y más bien inerte que carece de un suministro sanguíneo propio, se una e integre con el implante.

Para construir una superficie más compatible con las células, el equipo de Webster utilizó nanotubos de carbono, que tienen una superficie áspera y, además, conducen la electricidad. Los investigadores mezclaron los nanotubos en láminas de policarbonato- uretano, un polímero aprobado por la FDA. Cuando cultivaron los condrocitos sobre estas láminas, las células se desarrollaron más en la superficie áspera que en una suave de policarbonato.

Las células se desarrollaron más rápido aún cuando se estimularon eléctricamente los nanotubos, aunque el motivo todavía no está claro. "La mayoría creen que se produce cambiando el potencial de membrana de las células", señala Webster, quien incrementaría el número de iones calcio (importante indicador celular) que fluyen hacia la célula.

¿Por qué a las células les gustan las superficies ásperas? Webster cree que las nanoestructuras modifican las propiedades de superficie de un material, ayudándole a atraer las proteínas a las que se pegan las células. Una empresa de reciente creación, llamada Nanovis se ha hecho con la licencia y espera realizar pronto ensayos con humanos. El equipo de Webster ha demostrado también que las células del tejido vascular se adhieren mejor a superficies nanotexturizadas, algo que se podría utilizar para diseñar mejores endoprótesis vasculares. Para ello, considera que se podrían incorporar nanotubos de carbono a los materiales utilizados en la fabricación de implantes de cartílago.

Fuente: Technology Review

Cornea artificial que se parece a la córnea natural

Millones de personas de todo el mundo están ciegas debido a una enfermedad o daño en la cornea. Ahora, según un artículo publicado este mes en Technology Review, unos investigadores estadounidenses han diseñado una cornea artificial, hecha de un polímero relleno de agua, que guarda un estrecho parecido con la córnea natural del ojo. En comparación con las corneas artificiales existentes, disponibles en el mercado, el nuevo implante podría reducir las probabilidades de infección y otras complicaciones derivadas de la cirugía.

De los aproximadamente 40.000 pacientes que se someten a un trasplante de córnea en los EEUU cada año, la amplia mayoría recibe una córnea de un donante humano. Sin embargo, aunque la cirugía tiene un elevado índice de éxito, la cantidad de tejido donado es limitada y las listas de espera son largas.

Para resolver este problema, los investigadores han estado desarrollando córneas artificiales utilizando materiales sintéticos. La que más éxito ha tenido hasta la fecha es la queratoprótesis Dolhman-Doane, que fue aprobada por la FDA en 1992 y ya ha sido utilizada en cientos de pacientes. Consiste en un núcleo de plástico duro transparente rodeado de tejido de un donante humano para ayudar a unir la córnea al ojo.

Sin embargo, este implante suele producir infecciones y otras complicaciones, por lo que los pacientes deben tomar antibióticos el resto de su vida. Por ello, la córnea artificial se utiliza sólo como última opción en pacientes que han rechazado ya varios trasplantes de tejido natural de donantes o que no son aptos para una cirugía de transplante de este tipo.

En lugar de utilizar plástico duro, el ingeniero químico de la Universidad de Stanford Curtis Frank y su antiguo alumno David Myung han creado una córnea artificial basada en un suave hidrogel. El gel rico en agua consiste en una malla de dos redes poliméricas. La primera red está hecha de polietileno glicol y la segunda de ácido poliacrílico. "Es como intentar rellenar los agujeros de una esponja con otro material", señala Frank. "No puedes separar uno de otro. Se entrelazan de manera inextricable".

El material transparente resultante es mecánicamente robusto, a pesar de ser 80% agua. Su elevado contenido en agua, explica el oftalmólogo de Stanford Christopher Ta, es fundamental para permitir que la glucosa y otros nutrientes pasen a través de la córnea y fomenten el desarrollo de células epiteliales sobre la superficie del implante. "Creemos que esto es importante para minimizar los riesgos de infección", señala Ta. "En la córnea natural, la capa epitelial es muy importante para la protección".

Fuente: Technology Review

Detección rápida de infartos

Un nuevo test de saliva, realizado con un nanobiochip, podría servir para diagnosticar un infarto con mayor facilidad y más rápido. La prueba, desarrollada por la Universidad de Texas, en Austin, y financiada por el National Institute of Health de los Estados Unidos (NIH), mide las proteínas o biomarcadores presentes en la saliva que los investigadores asocian a los infartos.

El nanobiochip es un diminuto microarray de proteínas, del tamaño aproximado de una moneda de 10 centavos, que reposa sobre una tarjeta de mayor tamaño. En la tarjeta hay una "minipiscina" donde se coloca la saliva, señala John McDevitt, profesor de bioquímica de la Universidad de Texas y principal investigador del proyecto del nanobiochip. La tarjeta se inserta en un analizador del tamaño de una tostadora, donde el fluido es empujado hacia el interior del nanobiochip. Las proteínas se detectan en microgotas; diferentes biomarcadores de proteínas se codifican por colores con tintes fluorescentes, permitiendo al analizador leer los niveles de cada uno con un chip de vídeo (como los de las cámaras digitales) que saca imágenes a diferentes longitudes de ondas. El resultado es una huella de proteínas sanas o bien una huella de infarto en la pantalla del analizador.

Los infartos se suelen diagnosticar por medio de los biomarcadores en sangre, junto con electrocardiogramas, pero los ECG todavía pasan por alto un gran número de infartos, especialmente los que presentan síntomas menores o atípicos, señala Denis Buxton, médico y jefe del departamento de cirugía y tecnologías avanzadas del NIH; según el, el 25% de los infartos no suelen ser detectados por un ECG en una ambulancia y aunque un análisis de sangre realizado en el hospital aumenta la precisión del diagnóstico, este tipo de prueba requiere tiempo para extraer y analizar la sangre.

Los biomarcadores son más difíciles de detectar en la saliva que en la sangre, por lo que los investigadores tuvieron que desarrollar unos análisis de proteínas más sensibles.

Intentamos resolver el problema de los infartos que no son detectados pro el ECG, señala McDevitt, quien añade que el primer paso sería incorporar el test de saliva en las ambulancias, donde el analizador estaría junto al ECG para poder realizar ambas pruebas a la vez. "La combinación de ambos es lo que finalmente diagnosticará al paciente con mayor precisión", añade McDevitt.

De momento, el dispositivo de McDevitt ha sido probado en 59 pacientes, de los cuales 29 fueron víctimas de un infarto. Utilizando solo el ECG, los investigadores detectaron tan solo el 67% de los infartos, mientras que utilizando juntos el ECG y el test de saliva lograron identificar el 97%, señaló McDevitt.

Fuente: Technology Review

Prueba para diagnostica Alzheimer y Parkinson

La empresa proteómica Power3Medical Products, de Oklahoma, podría presentar este verano un nuevo análisis de sangre capaz de proporcionar un diagnóstico temprano de enfermedades neurodegenerativas y distinguir, incluso, entre la enfermedad de Alzheimer y el Parkinson.

La compañía planea vender la que será la primera prueba de diagnóstico de enfermedades neurodegenerativas del mercado, conocida como NuroPro, en Grecia, en el tercer trimestre del año, con futuros planes de expansión al mercado estadounidense a finales del tercer trimestre o en el cuarto.

"Actualmente no existe ninguna prueba de diagnóstico en el mercado para cualquier enfermedad neurodegenerativa, por lo que los diagnósticos se suelen basar, únicamente, en un diagnóstico clínico de acuerdo con los síntomas", señaló el presidente, Steve Rash.

Power3 ha identificado y patentado varias proteínas en sangre asociadas con enfermedades neurodegenerativas. Según Rash, la prueba NuroPro mide un conjunto de 59 biomarcadores de proteínas, cuyos niveles relativos pueden ayudar a distinguir entre Parkinson, Alzheimer y la enfermedad de Lou Gehrig o decir si un paciente no padece la enfermedad. La prueba es enormemente precisa, con una sensibilidad y especificidad de más de 90.

Aunque la prueba ha sido bienvenida por Kieran Breen, director de investigación de la Parkinson's Disease Society, por ser especialmente útil para monitorizar la progresión de la enfermedad y evaluar la eficacia de los fármacos, éste pidió precaución: "Aunque la prueba parece prometedora, será necesario realizar más estudios antes de poder confirmar que resulta útil para dar un diagnóstico".

Susan Sorensen, jefa de investigación de la Alzheimer's Society del Reino Unido señaló: "Hay 700.000 personas con demencia en el Reino Unido, un 62% tienen la enfermedad de Alzheimer y la cifra se incrementará hasta más de un millón en menos de 20 años. Un análisis de sangre eficaz proporcionaría a los diagnosticados y a sus familias una oportunidad para prepararse para el impacto de esta devastadora enfermedad y a tomar decisiones cruciales sobre su futuro.

"El método, conocido como proteómica, implica el análisis de proteínas en sangre aunque todavía no está muy claro qué grupo de proteínas indica el signo definitivo de la enfermedad de Alzheimer... Algunos sugieren, por ejemplo, que el Alzheimer es demasiado complejo como para ser identificado de este modo".

Dos estudios de validación clínica están actualmente en marcha en el Cleo Roberts Center of Clinical Research in Arizona, EEUU, y en el Research Institute of Thessaly, en Grecia.

Fuente: Science Daily

Científicos crean un corazón que late

Según un artículo publicado esta semana en newscientist.com, científicos estadounidenses han quitado las células de los corazones de ratas y los han regenerado con otras nuevas, logrando que volviese a latir en un experimento pionero que podría conducir a nuevos tratamientos para pacientes humanos.

Se puede modificar con ingeniería el tejido de un corazón en el laboratorio, pero reconstruir el órgano en su totalidad desde el principio es complicado, debido a su compleja red vasos sanguíneos.

Sin embargo, Doris Taylor, de la Universidad de Minnesota, en Minneapolis, EEUU, y sus colegas han "descelularizado" corazones de ratas añadiéndoles unas sustancias químicas que deshacen las células dejando a su paso tan solo el tejido conectivo, que está hecho de proteínas.

Los investigadores observaron que la estructura resultante todavía conservaba la compleja forma tridimensional del corazón, incluido el espacio para todos los vasos sanguíneos.

Posteriormente, añadieron a la estructura células de vasos sanguíneos y músculos del corazón de ratas recién nacidas e hicieron circular un caldo de nutrientes a su alrededor. Las células sembradas migraron a lo largo de la estructura y desarrollaron músculos y vasos sanguíneos.

El equipo aplicó también pequeñas descargas eléctricas para hacer que el corazón empezase a latir. En cuatro días, el tejido empezó a contraerse y en tan solo 8 días el nuevo corazón estaba latiendo con un 2% de la eficacia de un corazón adulto.
Según Julia Polak, del Centro de ingeniería de tejidos del Imperial College London, se podría realizar el sembrado con las propias células del receptor, evitando así la respuesta inmunológica que dificulta los trasplantes de órganos, algo que podría salvar muchas vidas.

Fuente: New Scientist

Escáner de láser permite imágenes de tumores en 3D

Según este artículo de Newscientist, un nuevo escáner que proporciona imágenes más detalladas en 3D de los vasos sanguíneos deformados dentro de un tumor podría ayudar a los médicos a determinar, durante la cirugía, la frontera entre el tejido sano y el canceroso.

El escáner utiliza una novedosa técnica no invasiva de formación de imágenes llamada tomografía fotoacústica, que emplea una luz láser para "hacer vibrar" las células, de modo que éstas emitan una onda de ultrasonidos, que posteriormente se detecta y se utiliza para formar la imagen en 3D.

Existen escáneres que captan imágenes dirigiendo ondas de sonido de alta frecuencia hacia el cuerpo. Estas ondas reflejan cuándo cambia la densidad del tejido, por ejemplo, en la frontera entre el músculo y el hueso. A continuación, los "ecos" obtenidos se utilizan para crear una imagen. Estos escáneres son buenos captando imágenes de cambios de alto contraste, como las pruebas prenatales, pero tan solo ofrecen imágenes de bajo contraste del interior de un tumor, debido a que la densidad de los vasos sanguíneos es similar a la del tejido que los rodea.

Ahora, Paul Beard y sus colegas, del University College London, en el Reino Unido, han desarrollado un escáner de tomografía fotoacústica de alta resolución que resuelve el problema.

Este escáner dispara al tumor impulsos muy cortos de una luz láser inócua en el infrarrojo cercano. A medida que el tejido absorbe la luz, las células se calientan y se expanden ligeramente, creando una onda de ultrasonido que se puede detectar con un sensor.

La intensidad de la onda de ultrasonido depende de lo bien que absorba el tejido la radiación del infrarrojo cercano que, debido a que la hemoglobina es muy absorbente a estas longitudes de onda, produce imágenes de alto contraste de los vasos sanguíneos.

Para convertir el ultrasonido reflejado en una imagen de alta resolución en 3D, el equipo tuvo que crear también un nuevo sensor de ultrasonidos que consiste en una fina capa de un polímero entre dos capas reflectantes. Las capas externas solo reflejan algunas longitudes de onda de la luz y la luz láser utilizada para penetrar en el tejido de un paciente pasa a través de las tres capas. La señal acústica generada con el infrarrojo la recoge la capa de polímero.

Según Jeremy Skepper, fisiólogo de la Universidad de Cambridge, en el Reino Unido, la capacidad de captar imágenes de los vasos sanguíneos a esta resolución resulta muy atractiva. "Es más barato y más portátil que otras soluciones", señala. "Constituye una potente herramienta adicional a las que ya tenemos".

Skepper ha sugerido también que los avances en tecnología de diodos láser podrían hacer el dispositivo aún más portátil en un futuro.

Una prótesis que puede sentir

Aunque los científicos han realizado numerosos avances en miembros protésicos, estos dispositivos todavía carecen den sentido del tacto. Sin embargo, según este artículo publicado esta semana en Technology Review, un equipo de científicos de la Universidad de Northwestern, en Chicago, ha demostrado que un trasplante al pecho de los nervios de una mano amputada permite a los pacientes sentir las sensaciones de la mano en esa zona. Estos resultados son el primer paso hacia los brazos protésicos con sensores en los dedos (actualmente en desarrollo) que transferirán información táctil desde el dispositivo al pecho, de modo que el paciente pueda sentir igual que si tuviese una mano de verdad.

Actualmente, los pacientes utilizan sus prótesis gracias al feedback visual: saben que están tocando una taza porque ven como el brazo la toca; pero sin información sensorial, les es difícil saber si la están cogiendo con la fuerza necesaria para sostenerla sin romperla.

A comienzos de este año, los investigadores de Northwestern Todd Kuiken y sus colegas, del Rehabilitation Institute of Chicago, demostraron que se podría utilizar un enfoque de transplante de nervios similares para controlar de forma intuitiva el movimiento de un brazo protésico. De ese modo, se trasplantaron los nervios motores, que transmiten las señales motoras desde el cerebro a los músculos, desde el muñón del brazo perdido al pecho. Cuando el paciente pensó en mover su mano, el músculo del pecho se movió. Estas contracciones del músculo se utilizaron, a continuación, para controlar el movimiento de un codo, una muñeca y una mano motorizados.

En el nuevo estudio, los investigadores cogieron los nervios que normalmente transportan los mensajes sensoriales desde la mano al cerebro y los implantaron en un parche de piel en el pecho del paciente. Tras dejar que los nervios se desarrollaran durante unos meses, Kuiken y sus colegas comprobaron las capacidades sensoriales de dos mancos. "Pueden sentir ligeros toques, y el calor y el frío, como en la mano que perdieron", señala Kuiken. Los resultados se han publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

Ambos pacientes pudieron notar la diferencia entre distintos grados de papel de lija frotado contra su piel, aunque ambos desarrollaron sentidos del tacto muy diferentes. Para uno de los pacientes, el sentido era muy amplio: al tocar un trozo grande de la piel del pecho la percepción de la sensación se producía en tres dedos al mismo tiempo. El segundo paciente, en cambio, desarrolló un mapa sensorial más refinado. Podía sentir la sensación en diferentes dedos al tocar diferentes puntos del pecho, así como otras cosas curiosas, como la sensación de estiramiento de la piel o de tirar hacia atrás de un dedo. En ambos casos, los nuevos mapas sensoriales del pecho parecían estar organizados de forma aleatoria, en lugar de reflejar la topografía de la mano.

Ahora, los investigadores, junto con otros colaboradores de diferentes instituciones, están desarrollando nuevos componentes para los brazos protésicos capaces de sentir el entorno y de transferir esas señales al pecho del paciente. La tarea no será fácil, ya que el dispositivo deberá ser capaz de estimular distintas partes del pecho de forma precisa.

Importante avance en el tratamiento de Parkinson

Un virus modificado genéticamente palia las síntomas de Parkinson

El primer tratamiento basado en genes para la enfermedad de Parkinson ha mostrado su eficacia en los escáneres cerebrales realizados a continuación a los pacientes que habían recibido el tratamiento como parte de un ensayo clínico. Esto supone un importante hito en la terapia génetica, que nunca antes se había utilizado para tratar una enfermedad cerebral degenerativa en humanos.

En el estudio, tratado en este artículo de The Guardian, se inyectó en el cerebro de los pacientes un virus inocuo, modificado genéticamente para transportar un gen humano que calma la actividad de las células nerviosas que en los enfermos de Parkinson se vuelven hiperactivas, interfiriendo con el control de los movimientos.

Once hombres y una mujer recibieron inyecciones directamente en la parte del cerebro más afectada por la enfermedad. Los médicos observaron una mejora importante y los escáneres confirmaron que el tratamiento funcionaba, señalando los circuitos cerebrales implicados en el movimiento que se habían recuperado.

Los pacientes mostraron signos de recuperación un mes después de haber recibido el tratamiento, y entre 3 y 6 meses después se observó un promedio de un 30% de mejora en su movimiento. Uno de los pacientes asombró a lo médicos, dado que las pruebas posteriores mostraron una recuperación en su movimiento de un 65%.

"Los escáneres muestran que el tratamiento corrige la actividad anormal en el cerebro, y esos cambios solo se ven si la terapia funciona", señala el Dr. David Eidelberg, que dirigió el estudio en la Facultad de Medicina de la Universidad de Nueva York.

Antes de escanear el cerebro de los pacientes, no estaba claro si la mejora se podía deber a un efecto placebo o incluso a la cirugía utilizada por los médicos para inyectar el fármaco en sus cerebros, pero un análisis detallado de los escáneres mostró unos cambios muy concretos en el cerebro de los pacientes que solo se podrían explicar como resultado del tratamiento, señala Eidelberg.

El equipo observó los cambios en varias partes del cerebro, y especialmente en los circuitos que controlan el movimiento. Las redes de neuronas relacionadas con la capacidad cognitiva, que también resultan dañadas por la enfermedad, no mostraron ninguna mejora.

El estudio se ha publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences. Los médicos planean realizar un segundo ensayo más amplio para este tratamiento, que se espera comience a principios del próximo año y dure 18 meses.

Ensayos para evaluar una vacuna contra cáncer cerebral

La vacuna contra cáncer cerebral se llama DCVax-Brain y los ensayos tienen lugar en la Universidad de Nueva York

Según un artículo de sciencedaily.com, se ha iniciado en el Centro Médico de la Universidad de Nueva York (NYU) un ensayo clínico destinado a evaluar una vacuna para el cáncer cerebral en pacientes con la enfermedad recién diagnosticada. El estudio evaluará la adición de la vacuna tras el tratamiento estándar con cirugía y quimioterapia en pacientes con glioblastoma multiforme, un tipo mortal de cáncer cerebral. Michael Gruber, neurooncólogo de la NYU y el Dr. Kelly dirigirán el ensayo.

La vacuna, llamada DCVax-Brain, incorpora proteínas descubiertas en tumores de pacientes y está diseñada para atacar las células cancerosas que contienen estas proteínas. El estudio que se está llevando a cabo en el Centro Médico de la NYU es una ampliación de un ensayo previo de fase I de la vacuna. La vacuna ha sido elaborada por Northwest Biotherapeutics, en Bothell, Washington.

"Estamos realmente emocionados con esta vacuna", señala Patrick J. Kelly, director del Departamento de Neurocirugía y Prof. Joseph Ransohoff de Neurocirugía en la Facultad de Medicina de la NYU. "Ahora todo depende de algo que, añadido a la cirugía, evite que se reproduzcan los tumores. Una vacuna como esta podría marcar la diferencia en cuanto a ampliar la vida y mantener una buena calidad de vida".

A pesar de la cirugía y la quimioterapia, los pacientes con glioblastoma multiforme sobreviven unos 15 meses. Incluso si apenas quedan unas cuantas células tumorales en el cerebro, es suficiente para que estos tumores agresivos y de rápido crecimiento se reproduzcan. Los tumores no crecen en otras partes del cuerpo. "Resulta frustrante", señala el Dr. Kelly, "porque los tumores cerebrales no presentan metástasis como otros tumores; se reproducen en el mismo sitio, pero no podemos curarlos".

La vacuna para el cáncer cerebral está pensada como un tipo de inmunoterapia, lo que significa que prepara al propio sistema inmunológico del paciente para eliminar las proteínas presentes en las células cancerosas. En el estudio participarán pacientes de 18 a 65 años de edad con glioblastoma multiforme recién diagnosticado que hayan recibido previamente un tratamiento estándar primario de cirugía seguido de radiación y quimioterapia. Los pacientes se dividirán para recibir, de forma aleatoria, tan solo el tratamiento estándar o bien el tratamiento estándar más la vacuna.

Las vacunas estarán hechas de los tumores y células inmunológicas de cada paciente, es decir, al retirar el tumor de un paciente durante la cirugía, será enviado al laboratorio para preparara el primer componente de la vacuna. Paralelamente, se obtendrá del paciente una muestra de células dentríticas, un potente tipo de célula inmunológica, y se enviará al laboratorio para su purificación. Estas células podrían ser capaces de enseñar al sistema inmunológico a reconocer y destruir las células cancerosas. Finalmente, el material de las células tumorales del paciente se combina con las células dentríticas para formar la vacuna.

Avances en Oftamología

Según un artículo publicado esta semana en Technology Review, una novedosa cornea artificial que se adhiere a las células del ojo podría ser un tratamiento más eficaz y seguro para los proximadamente 10 millones de personas de todo el mundo que padecen ceguera por enfermedades o daños de la cornea.

El nuevo diseño evita algunas de las complicaciones, como el rechazo de tejidos, que amenudo acompañan a los transplantes de córnea o la implantación de las corneas artificiales existentes hasta ahora. Se espera que el dispositivo, ampliamente probado en conejos, pase ala fase de ensayos clínicos el próximo año.

Las corneas artificiales existentes hasta ahora se sostenísn por suturas, lo que en ocasiones consudía a inflamación, infecciones e incluso a la pérdida del ojo, señala John Huang, profesor ayudante del Departamento de Oftalmología y Ciencias Visuales de la Facultad de Medicina d ela Universidad de Yale.

Los implentes de hoy en día son grandes; tienen que serlo, señala Huang, para prevenir que un exceso de tejido corneal crezca a su alrededor impidiendo la visión del paciente. No obstante, su tamaño puede resultar problemático, ya que la dificultad de colocación incrementa las posibilidades de que se reabra o se inflame la herida quirúrgica. Además, los implantes son demasiado grandes como para unirlos directamente al tejido ocular, por lo que es necesario construir una capa de tejido corneal extraido de un donante para que actúe como puente hacia el tejido receptor.

La clave del nuevo implante es un polímero recubierto de proteína desarrollado por investigadores del Instituto Fraunhofer, en Munich, Alemania. Este polímero, disponible en el mercado, repele el agua, por lo que no absorve las secreciones del conducto lagrimal que podrían hacer que inchara. También evita el crecimiento celular, por lo que el tejido natural no lo cubrirá.

Esto es una ventaja parael centro del implante que debe mantenerse despejado, pero podría ser un inconveniente en los bordes, donde se debe unir al tejido corneal existente. De ahí que el borde externo esté recubierto con una proteína que atrae a las células corneales existentes. "Este recubrimiento especial permite que el implante se una con firmeza a las células [de la cornea natural]", señala Joachim Storsberg, investigador jefe del equipo y director de la unidad de investigación de polímeros con fines médicos de la universidad. Aunque todavía es necesario suturar el implante en el sitio, esta firme conexión ayuda a evitar el tipo de infección que planteaba problemas en los implantes anteriores. La proteína se eligió también por su habilidad para resistir el proceso de esterilización térmica por el que debe pasar el dispositivo para cumplir los requisitos médicos de seguridad.

Y dado que el polímero evita el crecimiento celular, el implante puede ser lo suficientemente pequeño como para suturarlo directamente al ojo, sin necesidad de la capa de tejido del donante.

Fuente: Technology Review

Detectar cáncer con análisis de sangre

Análisis de sangre para detectar el cáncer de pulmón

Según un artículo publicado este mes en Technology Review, una empresa farmacéutica está desarrollando un análisis que podría detectar la enfermedad en sus primeras etapas.

A pesar de que el cáncer de pulmón es uno de los más letales todavía no hay un modo seguro de detectarlo y muy pocos tumores de pulmón se descubren en las primeras etapas en las sería más fácil curarlos.

Ahora, investigadores de una empresa farmacéutica de Gaithersburg, afirman haber descubierto que el 99% de los pacientes en cualquier fase de cáncer presentan unos niveles detectables de una proteína en sangre de la que los individuos sanos carecen. La empresa, Panacea Pharmaceuticals, ha presentado unos resultados preliminares muy prometedores en un congreso de la American Association for Cancer Research y ahora está intentando obtener la aprobación federal para comercializar el análisis para pacientes de alto riesgo.

"El cáncer de pulmón es el único cáncer importante sin un procedimiento de detección aprobado", señala David Carbone, director del programa de investigación de cáncer de pulmón del Vanderbilt-Ingram Cancer Center de la Universidad de Vanderbilt. Los fumadores y ex-fumadores presentan un riesgo de desarrollar cáncer de pulmón entre 10 y 50 veces superior a lo no fumadores, pero "no hay modo de detectarlo antes de que tosan sangre y presenten dolor de hombro", síntomas del cáncer avanzado, señala Carbone.

Utilizar un TAC en pacientes sin síntomas es caro y peligroso. Las imágenes obtenidas dan un índice elevado de falsos positivos, lo que implica que algunos pacientes se sometan a un biopsia de pulmón u otros procedimientos arriesgados sin necesidad.

"Se necesita urgentemente una estrategia de detección eficaz", señala Carbone. Un análisis de sangre podría ayudar a los médicos a tomar decisines más acertadas cuando los resultados del TAC no están claros. El análisis de Panacea podría cubrir esta necesidad.

Este nuevo análisis detecta una proteína llamada HAAH. Según la compañía eta proteína se puede detectar en la primera fase del cáncer utilizando una técnica de corriente laboratorio para identificar proteínas en sangre.

El papel de la proteína HAAH como bioindicador del cáncer ha sido estudiado durante seis años por Jack Wands, director del Liver Research Center de la Facultad de Medicina de Brown y consultor de Panacea. Según él, esta proteína no solo es un indicador del cáncer de pulmón, sino también de otros tipos de cáncer como el de hígado, cerebro, próstata y tracto gastrointestinal. Los miembros de algún grupo de riesgo relacionado con un tipo de cáncer que presenten esta proteína en sangre, deberían ser escaneados, señala Wands.

Fuente: Technology Review

Detección de enfermedades genéticas con 3D

Imágenes en 3D podrían advertir de trastornos genéticos en los niños.

Según un artículo publicado esta semana en The Guardian, gracias a una investigación pionera que utiliza la informática para analizar imágenes de la cara será posible diagnosticar, mucho antes y por menos dinero, a decenas de miles de niños que padecen trastornos genéticos.
Hasta ahora, los médicos debían realizar una serie de pruebas genéticas de elevado coste y larga duración antes de estar seguros de sus diagnóstico. La nueva técnica ayudará a los médicos a dar un diagnóstico rápido, al permitir identificar el trastorno genético más probable en el niño, examinando sus rasgos faciales.

Se espera que la investigación británica, hecha publica ayer, permita a los médicos examinar a niños de incluso dos años de edad para diagnosticar trastornos de autismo, como el de Asperger, aumentando sus posibilidades de recibir el tratamiento y los cuidados adecuados cuanto antes.
El avance aprovecha el hecho de que de 5.000 trastornos genéticos documentados, alrededor de 700 originan ligeros cambios concretos en el desarrollo facial. Uno de los ejemplos más claros es el síndrome de Down, pero otras muchas enfermedades conllevan diferencias más sutiles en los rasgos faciales únicamente detectables por especialistas expertos.

Una enfermedad, llamada síndrome de X frágil (SXF), es la causa más común de discapacidad mental heredada y se origina por la mutación de un único gen en el cromosoma X. Afecta a uno de cada 4.000 niños, que pueden desarrollar retraso mental, autismo, ataques y problemas de ansiedad, pero además presentan un aspecto ligeramente diferente, con caras ligeramente más desarrolladas y estrechas y orejas más prominentes.

Peter Hammond, del Institute of Child Health de Londres, utilizó fotografías digitales en 3D para construir una biblioteca de caras de niños sanos y las mezcló para producir una cara sana “promedio”. Depsués, viajó por hospitales de todo el mundo para recopilar imágenes de niños con diversos trastornos genéticos y a partir de ellas creó una cara tipo para cada enfermedad. Cada imagen contiene 25.000 puntos que captan los contornos más sutiles de la cara.Ahora, el Dr. Hammond ha utilizado las imágenes para diagnosticar estos trastornos en niños. Basta con que los médicos tomen imágenes en 3D de la cara del niño y utilicen un ordenador para comprobar a que trastorno se ajustan sus rasgos faciales.

Fuente: The Guardian Technology

Sistema para ver imágenes del cerebro en 3D

Según un artículo publicado la semana pasada en Technology Review, investigadores de la Universidad de Duke University han desarrollado un endoscopio de ultrasonidos que proporcionará a los cirujanos una visión en 3D del cerebro durante y después de una operación. En caso de demostrarse su seguridad y eficacia en las pruebas con animales y humanos, la sonda 3D podría ofrecer una alternativa más barata y eficaz a los escáneres bidimensionales utilizados actualmente. La sonda ya se ha utilizado en cerebros de perros, pero serán necesarios más ensayos clínicos antes de que se pueda utilizar en un quirófano.

Actualmente, los neurocirujanos dependen de las exploraciones por TC e IMR realizadas durante el preoperatorio para orientarse en el interior del cerebro de un paciente durante una operación. La ventaja del nuevo método de ultrasonidos es que se realiza en tiempo real.

El dispositivo de ultrasonidos bidimensional ya se utiliza con frecuencia en biopsias para guiar al cirujano hasta los tumores y durante la implantación de dispositivos como electrodos para la estimulación cerebral, señala el bioingeniero de Duke, Stephen Smith, creador del dispositivo de ultrasonidos; sin embargo, no es fácil para el cirujano relacionar las imágenes planas en dos dimensiones con la realidad del cerebro de un paciente en 3D. Además, añade Smith, las actuales sondas de ultrasonidos requieren que el cirujano realice un agujero de uno o dos centímetros de ancho en el cráneo del paciente.

Su nueva sonda de ultrasonidos 3D, en cambio, requiere un agujero de menos de un centímetro de diámetro y permite que algunos procedimientos, como biopsias o drenajes de líquido cefalorraquídeo para liberar presión en el cerebro, se realicen a través del mismo agujero utilizado para el endoscopio.

Los investigadores de Duke probaron el endoscopio 3D en perros para visualizar los vasos que transportan el líquido cefalorraquídeo, utilizando una aguja insertada en el endoscopio para drenar un poco de fluido e inyectar un fármaco. También probaron el endoscopio combinándolo con un agente de contraste para ver los vasos sanguíneos del cerebro de los perros en color.

Otro posible uso para la sonda sería ayudar a los cirujanos a distinguir y eliminar el tejido tumoral.

Según Kirk Shung, ingeniero biomédico de la Universidad de California del Sur, el nuevo dispositivo podría sustituir a los bidimensionales si se mejora la calidad de la imagen.

Por su parte, Smith está intentando hacer el dispositivo de ultrasonidos 3D aún más pequeño, lo suficiente como para poner colocar un catéter en su interior que se pueda deslizar en el cerebro por un vaso sanguíneo, eliminando así la necesidad de agujerear el cráneo del paciente.

Fuente: Technology Review

Nuevo escáner para detectar cáncer

Nuevo escáner que recuerda el tricorder de Star Trek podría detectar el cáncer

Según un artículo publicado esta semana en Guardian Unlimited, los científicos están a punto de desarrollar un escáner al estilo Star Trek, capaz de captar signos de enfermedad y ofrecer un diagnóstico simplemente con pasar una onda sobre el cuerpo del paciente.

Los investigadores descubrieron que los rayos X en pacientes con cáncer muestran unos patrones que pueden desvelar el perfil genético de sus tumores. Estas huellas genéticas se pueden utilizar posteriormente para determinar el tratamiento del paciente.

La técnica proporciona al médico información sobre el progreso del cáncer del paciente, algo que hasta ahora solo era posible por medio de una biopsia.
Los investigadores creen que este sistema, que de momento es del tamaño de un cobertizo, podría servir finalmente para diagnosticar otras enfermedades además del cáncer.

Según Howard Chang, genetista de la Universidad de Stanford, en California, y coautor del estudio, que se ha publicado en la revista Nature Biotechnology, se podría utilizar este sistema para desvelar múltiples características de enfermedades, algo que permitiría llevar a cabo una medicina más personalizada, en la que las decisiones sobre el diagnóstico y tratamiento se basaran exactamente en lo que está sucediendo en el paciente.

El equipo examinó los rayos X de pacientes con cáncer de hígado e identificó más de 100 patrones que correspondían a niveles de expresión genética en el interior de los tumores. Utilizando tan solo 28 de estos patrones, los investigadores fueron capaces de elaborar el 80% del perfil genético de los tumores, compuesto de más de 5.000 genes individuales.

Fuente: Guardian Technology

Nuevo invento: Cerebros de sicilio

Cerebros de silicio

Según un artículo publicado este mes en Technology Review, unos chips diseñados para imitar el funcionamiento del cerebro podrían ayudar a entender nuestras capacidades cognitivas. Habitualmente, los transistores de un chip de ordenador están dispuestos para obtener la máxima velocidad de procesamiento, pero este microprocesador, desarrollado en el laboratorio de Kwabena Boahen, de la Universidad de Stanford, incluye grupos de diminutos transistores diseñados para imitar las propiedades eléctricas de las neuronas. Los transistores están organizados para comportarse como células de la retina, la cóclea o, incluso, el hipocampo, una parte del cerebro que ordena y almacena información.

Boahen utilizó un proceso conocido como neuromorfismo ("neuromorphing") para construir complejos circuitos electrónicos que imitan el comportamiento de los circuitos neurales. Su trabajo se basa en los diagramas anatómicos de diferentes partes del cerebro elaborados durante años por neurocientíficos de todo el mundo a través de concienzudos estudios con animales. Se espera que estos modelos del cerebro conduzcan a nuevos descubrimientos a los que sería difícil llegar con las técnicas experimentales existentes.

Uno de los aspectos más intrigantes del cerebro y que ha fascinado a los neurocientíficos durante décadas es su capacidad para formar recuerdos, que parece estar alojada en el hipocampo. El estudio de las neuronas en esta y otras partes del cerebro a arrojado alguna luz sobre el modo en que se forman de los recuerdos: las neuronas codifican la información en forma de impulsos electrónicos que transmiten a otras neuronas; cuando dos neuronas en contacto se encienden repetidas veces de forma consecutiva, la conexión entre ambas se refuerza y el encendido de la primera ayuda a disparar el encendido de la otra. Cuando este proceso, conocido como aprendizaje de Hebbian, tiene lugar en múltiples células vecinas, origina redes de conexiones entre diferentes neuronas que codifican y relacionan la información.

Para entender mejor su funcionamiento, Boahen y el alumno de postgrado John Arthur desarrollaron un chip basado en una capa del hipocampo conocida como CA3, donde se cree que se origina la memoria. Según Boahen, cada célula modelo del chip está formada por un grupo de transistores diseñados para imitar la actividad cerebral de una neurona. Las células de silicio están organizadas en un matriz de 32x32, y cada una de ellas ha sido programada para conectarse débilmente a 21 células vecinas.

Sin embargo, Boahen añade que el chip puede modificar la fuerza de estas conexiones, imitando lo que sucede con las neuronas durante el aprendizaje de Hebbian. Las células de silicio detectan cuándo se encienden las células próximas a ellas y si una célula se enciende justo antes que su vecina, la conexión programada entre ambas se refuerza.

Para demostrar la capacidad del chip para recordar, Arthur envió señales eléctricas al chip desde su portátil y registró en este la respuesta de las neuronas de silicio del chip. Varias veces disparó únicamente la actividad de las neuronas que formaban una U, lo que gradualmente reforzó las conexiones entre estas neuronas. El chip “aprendió” el patrón y cuando, posteriormente, Arthur disparó solo la actividad de las neuronas del extremo superior izquierdo de la U, el chip recreó a la perfección el resto del patrón.

Los investigadores de Stanford planean ahora añadir circuitos al chip para modelar también otra capa del hipocampo conocida como giro dentado, esperando poder establecer recuerdos aún más complejos. Además, pretenden desarrollar otros chips neuromórficos para crear un modelo del córtex, cuya primera generación consistirá en un circuito de 16 chips, cada uno de ellos con una matriz de neuronas de silicio de 256x256. Con ello, Boahen espera poder llegar a desarrollar finalmente prótesis neurales como, por ejemplo, una retina artificial.

Fuente: Technology Review

Una nueva enzima que previene el cáncer

Crean un modelo de una enzima que previene el cáncer y estudian su funcionamiento

Según un artículo publicado esta semana en ScienceDaily.com, la prolina deshidrogenasa desempeña un papel importante en la apoptosis, proceso de muerte celular, permitiendo la formación de superóxido, una especie del oxígeno rica en electrones y altamente reactiva. El superóxido participa en la destrucción de células dañadas y, por tanto, es importante para evitar el desarrollo y propagación del cáncer. La proteína prolina deshidrogenasa "se abre para permitir que el oxígeno ‘robe’ electrones" y dar lugar a un superóxido, señala a la revista Tommi A. White , estudiante de doctorado en bioquímica en la Universidad de Missouri-Columbia (MU).

White trabajó con John J. Tanner, profesor de química y bioquímica en el College of Arts and Science de la MU, con Navasona Krishnan, estudiante de doctorado de la Universidad de Nebraska-Lincoln, y con Donald F. Becker, profesor asociado de la Universidad de Nebraska-Lincoln, para crear el primer modelo de prolina deshidrogenasa.

Puesto que no es fácil trabajar con la forma humana de esta enzima, el equipo estudió la prolina deshidrogenasa de la bacteria Thermus thermophilus. Utilizaron estudios bioquímicos y bioinformáticos, para demostrar que esta enzima es funcionalmente similar a la humana y, por tanto, los resultados obtenidos se podrían generalizar para ambas versiones de la enzima.

Por medio de análisis bioquímicos y de cristalografía de rayos X, el equipo creo un modelo de prolina deshidrogenasa capaz de proporcionar a los científicos más información acerca de la estructura de la molécula y sus funciones.

Según Tanner, esta proteína es importante para la prevención del cáncer porque permite la creación de superóxido, una especie que interviene en la muerte celular, el proceso en el que se suelen destruir las células dañadas o enfermas. "Nuestra estructura nos muestra cómo accede el oxígeno a los electrones almacenados en la enzima. Creemos haber identificado una puerta que se abre para permitir el acceso del oxígeno al interior de la enzima donde se encuentran almacenados los electrones", señala Tanner en declaraciones ofrecidas por Science Daily.

Tanner y White esperan continuar el estudio de la prolina deshidrogenasa y de las moléculas que pueden desactivarla. También planean examinar otra proteína que sospechan colabora con la prolina deshidrogenasa, para entender de qué modo dicha proteína puede influir en la capacidad de la prolina deshidrogenasa para prevenir el cáncer.

Fuente: Science Daily

Sangre artificial

Desarrollan sangre artificial que podría salvar muchas vidas

Continuamente se piden donantes de sangre, pero estas donaciones, aunque valiosas, presentan numerosos riesgos para el receptor, incluidas enfermedades como la hepatitis C o el VIH. Ahora, según un artículo publicado el 10 de mayo en la versión en línea de The Guardian, Lance Twyman, Doctor por la Universidad de Kent, trabaja en su laboratorio de la Universidad de Sheffield en el desarrollo de una nueva sangre artificial que sería totalmente estéril e incluso se podría fabricar en forma deshidratada. Esto facilitaría su transporte y permitiría almacenarla de cara al futuro, bastando con añadir agua posteriormente para obtener sangre del grupo 0 negativo (el donante universal).

Twyman lleva tiempo intentando crear moléculas que imiten la naturaleza y ha encontrado las porfirinas, moléculas huecas de forma cuadrada que se combinan con metales como el hierro. "El hierro se encuentra en le centro de la molécula, como en el caso de la hemoglobina", señala Twyman. Sin embargo, aunque la hemoglobina de los glóbulos rojos contiene porfirina basada en hierro para unirse al oxigeno de forma reversible (es decir, para poder captar el oxígeno en los pulmones, transportarlo y liberarlo en los tejidos), la profirina no funciona sola, ya que acaba por reaccionar con el oxígeno en lugar de enlazarse simplemente a él. Por ello, según Twyman, es necesario combinar la química de la porfirina con la química de polímeros para obtener una molécula que imite la hemoglobina.

Tras cinco años de desarrollo, combinando la porfirina con monómeros que se autoensamblan en estructura de árbol, Twyman ha logrado una molécula extremadamente similar a la hemoglobina en forma y tamaño y que, además, ofrece el entorno adecuado alrededor del núcleo de la porfirina para que se enlace el hierro y libere el oxígeno. El aspecto de esta sangre artificial es el de una pasta de color rojo oscuro, con la consistencia de la miel y soluble en agua.

El hecho de poner sangre plástica en el cuerpo, aunque sea para salvar una vida, suena arriesgado, pero Twyman señala que las porfirinas son naturales. Según él, el componente polimérico sería ignorado por sistema inmunológico del cuerpo humano y existen usos médicos en la actualidad que reafirman su postura; sin embargo, de momento, su experimento se limita a tubo de ensayo.

Según Twyman, una de las principales aplicaciones sería el campo de batalla o un lugar en el que se haya producido un desastre importante y donde aportar sangre con rapidez pueda salvar muchas vidas ya que, a diferencia de la sangre donada, ésta es fácil de almacenar y se mantiene a temperatura ambiente.

Actualmente, se está desarrollando una segunda generación de moléculas para realizar una investigación más rigurosa y, si todo va bien, el uso en humanos podría ser lo siguiente.

Otros investigadores se muestran escépticos al respecto y señalan que todavía queda mucho por investigar antes de poder afirmar nada.

Fuente: Guardian Technology

Análisis de células individuales

Todos sabemos que centrarse en las características de un grupo puede ocultar las diferencias entre sus integrantes. A pesar de ello, en el estudio de las células, los científicos habitualmente obtienen información acerca de su comportamiento, estado y salud a partir de la actividad colectiva de miles e incluso millones de ellas.

Según un artículo publicado el 12 de marzo de 2007 en Technology Review, Norman Dovichi, químico analítico de la Universidad de Washington, cree que con un estudio más preciso que detecte diferencias insignificantes entre células individuales se podrían mejorar las pruebas médicas y tratamientos como los del cáncer o la diabetes.

En las últimas décadas se han desarrollado métodos que permiten una visión asombrosamente detallada de células individuales, pero la mayoría de ellos cuentan con una limitación importante: se basan en "reactivos de afinidad", como los anticuerpos que se unen a proteínas específicas, por lo que sólo permiten estudiar lo que se sabe que existe. Lo inesperado permanece invisible al análisis, señala Dovichi, y la mayoría de las células están llenas de misteriosos componentes.

Por ello, Dovichi ha sido pionero en la implementación de técnicas ultrasensibles para aislar las células, revelando la existencia de moléculas en su interior que nadie sabía que estaban ahí. El laboratorio de Dovichi ha logrado identificar diferencias en las cantidades de docenas de proteínas producidas por células cancerosas individuales y Dovichi tiene su propia hipótesis, según la cual, a medida que un cáncer progresa, las células del mismo tipo difieren más y más rápido en su contenido proteico. Si resulta estar en lo cierto, grandes diferencias entre las células indicarían una enfermedad más propensa a extenderse.

Dovichi está trabajando con médicos en el desarrollo de mejores pronósticos para el cáncer de pecho y de esófago basados en esta idea. En última instancia, estas pruebas podrían ayudar a los médicos a decidir rápidamente el tratamiento adecuado, algo fundamental a la hora de combatir muchos cánceres.

Dovichi colaboró en el desarrollo de los secuenciadores de ADN basados en láser del Proyecto Genoma Humano, en cuya tecnología se basan sus nuevos sistemas de análisis para detectar componentes como proteínas, lípidos y carbohidratos, en células individuales.

Para las proteínas, la máquina combina los reactivos con una única célula en el interior de un tubo capital ultrafino. Una reacción química hace que la lisina, un aminoácido que se repite con frecuencia en las proteínas, se vuelva fluorescente. Las proteínas, The proteins, impulsadas por una carga eléctrica, migran hacia el exterior del tubo a diferentes velocidades, según su tamaño. Finalmente, un detector láser registra la intensidad de la fluorescencia, dando lugar a un gráfico que muestra las distintas cantidades de proteínas de diferentes tamaños en el interior de la célula.

La técnica revela las diferencias entre las células, pero no identifica las proteínas específicas. En cualquier caso, según Dovichi, para el pronóstico de expansión del cáncer no es necesario conocer la identidad de los componentes.

Fuente: Technology Review