La Eva mitocondrial

Ya que está llegando el día de la madre hoy os quiero hablar sobre las mitocondrias y su ADN, ya que este se hereda solo por vía materna.

Imagen: http://mujeresconciencia.com/

Empecemos por definir que son las mitocondrias.

Son pequeños orgánulos que se encuentran en el interior de las células y cuya función principal es la de producir energía en forma de ATP a partir de la oxidación de nutrientes que se encuentran en los alimentos.

Imagen: https://cienciaybiologia.s3.eu-west-3.amazonaws.com/

Una de las peculiaridades de las mitocondrias es que tienen un origen endosimbionte.

En algún momento de la evolución una bacteria de vida libre (de la familia de las alfaprotrobacterias) fue absorbida por una célula, estableciéndose una relación de simbiosis entre ambas.

Esta célula primitiva, ancestro de los eucariotas (plantas, animales y nosotros mismos) se cree que pertenecía al grupo de las arqueas (existen tres dominios a nivel taxonómico: los eucariotas, las bacterias y las arqueas).

Todas los organismos eucariotas tienen mitocondrias en su interior, lo que demuestra la importancia que tuvo este proceso de endosimbiosis en la evolución.

Presentan dos membranas, una externa y otra interna con múltiples crestas (para aumentar su superficie). En la matriz se produce el Ciclo de Krebs y la oxidación de los ácidos grasos, mientras que en la membrana interna se produce la fosforilación oxidativa (son tres procesos claves en la obtención de energía).

Imagen: https://i.pinimg.com/

En la matriz también se encuentra el ADN mitocondrial (uno de los hechos que demuestra que las mitocondrias tienen un origen bacteriano, al igual que la existencia de dos membranas y el tipo de ribosomas que se encuentras en ellas).

Este ADN es circular, al menos en vertebrados, (el ADN del núcleo de las células es lineal), de pequeño tamaño y hay varias copias en cada mitocondria.

Se han descrito 37 genes, que codifican varias proteínas necesarias para la función de las mitocondrias, como algunos enzimas que participan en la respiración y la maquinaria necesaria para que se produzca la traducción del ADN a proteínas.

Y debido a que solo se heredan por vía materna, ya que es el óvulo el que aporta las mitocondrias al cigoto tras la fecundación. Esto implica que el ADN de nuestras mitocondrias es como el ADN de las mitocondrias de nuestras madres. Por ello se utiliza en el estudio de parentescos y en genética evolutiva.

De estos estudios surge lo que se conoce como “Eva mitocondrial”, la que sería la última antecesora común del ser humano moderno . Se estima que esta Eva vivió en el sur de África hace unos 200.000 años, en la región al sur del río Zambeze (Zambia, Angola, Namibia, Botsuana, …).

Imagen: https://upload.wikimedia.org/

Es un concepto que se refiere a un linaje, no hay que entenderla como a la Eva del cristianismo.

Esas primeras poblaciones humanas se mantuvieron estables unos 70.000 años, momento en el cual aparecen nuevos linajes (hace 130.000 – 110.000 años).

En ese momento debido a un cambio en el clima se cree que se abrieron corredores verdes que posibilitaron las migraciones de diferentes grupos hacia Asia y Europa.

También se habló hace unos años las siete Evas de Europa, que serían los linajes que han dado lugar a todo los europeos actuales, con una antigüedad que va desde los 45.000 años a los 10.000 años. Una de estas Evas tendría su origen en España.

Estos estudios generan mucha controversia ya que solo se mira una pequeña parte del genoma y quizás este ADN mitocondrial solo nos esté dando una información incompleta.

Pero analizar el ADN nuclear para este tipo de estudios aún resulta muy complejo, por su gran tamaño y porque también interviene el genoma paterno.

Así que el árbol genealógico del ser humano aún está muy lejos de estar claro (aunque nuestro origen africano es un hecho, por si algún lector tenía dudas al respecto).

El estudio de este ADN mitocondrial también es importante en medicina debido a que hay varias enfermedades causadas por mutaciones. También es muy importante el papel de las mitocondrias en el crecimiento de los tumores.

Fuentes:

• http://www3.uah.es/chemevol/index.php/2021/02/03/dna-mitocondrial-y-enfermedades-relacionadas-2/
  
• https://elpais.com/diario/2000/04/20/sociedad/956181604_850215.html
  
• https://www.nationalgeographic.es/ciencia/2019/10/polemico-estudio-senala-origen-humanidad-botsuana
  
• https://elpais.com/diario/2000/04/20/sociedad/956181604_850215.html
  
• https://www.bbc.com/mundo/noticias-50222475
  

¿Será posible revertir la ceguera congénita?

 

Fig.1 https://advances.sciencemag.org/content/7/15/eabe8978

El 7 de Abril de 2021 investigadores del Instituto de Neurociencias (centro mixto del CSIC y la Universidad Miguel Hernández de Elche) han publicado un estudio sobre la posibilidad de transformar astrocitos (un tipo de células que se encuentran en el cerebro y que cumplen una función de soporte) en neuronas específicas encargadas de la vista en roedores.

El trabajo está publicado en la revista Science Advances:

https://advances.sciencemag.org/content/7/15/eabe8978

Y esta liderado por los investigadores Guillermina López-Bendito y Álvaro Herrero.

En la Fig. 1 podemos observar como aumentan los marcadores neuronales como Tuj1 (en verde) de la imagen de arriba (As-Ctx y As-Th) a la imagen de abajo (Ns-Ctx y Ns-Th). La Ctx corresponde a la corteza y la Th al tálamo.

Los astrocitos son células con forma estrellada que se encuentran en el cerebro y forman parte de lo que se conoce como células gliales.

Fig.2 https://www.ecured.cu/

Hasta hace no mucho se consideraba a los astrocitos como células secundarias en la función cerebral que solo proporcionaban alimento y soporte estructural a las neuronas. Pero sus funciones son mucho más importantes, ya que también participan en el procesamiento y almacenamiento de información.

Han observado que los astrocitos de cada región del cerebro comparten una serie de marcadores con las neuronas a las que acompañan (aunque en menor medida), ya que ambas proceden de una célula progenitora común), lo que hace posible que se puede reprogramar a estas células.

Esto lo consiguieron insertando un gen, la neurogenina2, mediante un vector retroviral que incorpora este gen en el ADN de estos astrocitos de regiones de la corteza somatosensorial y del tálamo roedores

El siguiente paso de los investigadores será averiguar si aumentando el número de astrocitos, sin la necesidad de introducir el gen de la neurogenina2, esta reprogramación celular tendría lugar de la misma forma.

También probarán la misma técnica de introducir el gen en modelos animales con ceguera congénita, para ver si este efecto es capaz de revertir esta ceguera.

Os dejo la web del Instituto de Neurociencias por si queréis conocer más sobre sus investigaciones:

http://in.umh-csic.es

Recordemos que en el año 2012 los investigadores Shinya Yamanaka y John B. Gurdon recibieron el Premio Nobel de Medicina gracias a sus trabajos en reprogramación celular que les permitieron obtener células pluripotenciales similares a las células madre embrionarias a partir de células adultas.

Fuentes:

• https://www.csic.es/es/actualidad-del-csic/transforman-por-primera-vez-astrocitos-en-neuronas-especificas-para-reparar
  
• http://in.umh-csic.es/es/noticia-detalle.aspx?noticia=700
• Fig. 1 extraída de: Astrocytes and neurons share region-specific transcriptional signatures that confer regional identity to neuronal reprogramming, Álvaro Herrero, Guillermina López.

Los cruces entre humanos y neandertales fueron más comunes de lo que se pensaba

 La evolución humana es muy compleja, con múltiples especies, y aún se desconocen muchos detalles.

Imagen: https://i.pinimg.com/

Hace 40.000 años en Europa convivíamos al menos cuatro especies diferentes de homínidos.

En esta publicación os hablaré sobre la relación que existió entre dos de ellas: nosotros (el Homo sapiens actual) y los neandertales (Homo neanthertalensis).

El 7 de Abril de este año 2021 Svante Pääbo, fundador de la paleogenética (el estudio del ADN de restos antiguos) publicó un artículo en la revista Nature en el que muestra que los cruces entre el homo sapiens y los neandertales era más frecuente de lo que se creía.

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03335-3

Analizaron el ADN de los restos de cuatro individuos europeos de homo sapiens, encontrados en la actual República Checa y Bulgaria, datados en 45.000 años de antigüedad, y los cuatro tenían ancestros neandertales.

Estos restos son los más antiguos de nuestra especie encontrados hasta la fecha en Europa.

Imagen:  https://elcultural.com

Cráneo de Zlatý Kun, encontrado en República Checa.

Pero estos descubrimientos conllevan otra implicación biológica. Una especie se define como individuos que pueden reproducirse entre sí y generar descendencia fértil, y estos cruces dificultan el concepto de que somos dos especies diferentes.

Una de las peculiaridades de estas hibridaciones es que se observa en humanos europeos pero no ocurre lo mismo en los neandertales europeos estudiados, en ellos no se observan restos de ADN humanos (aunque en Siberia si apareció algún resto neandertal con ADN humano, en restos de ha).

Esto podría deberse a que el ser humano si aceptaba los hijos de cruces con neandertales (y los adoptaban como suyos) pero que los neandertales eran un grupo más endogámico, cerrado y aislados entre sí y no aceptaba los hijos de relaciones con humanos.

Así que hasta ahora se conocen al menos tres épocas en las que el ser humano moderno y los neandertales tuvieron relaciones entre ellos:

• Hace 100.000 años, en la zona de Siberia, con la presencia de ADN humano en restos neandertales.

• Hace 60.000 años, cuando un grupo de humanos sale de África hacia Europa donde se encontraban las poblaciones de neandertales.

• Hace 45.000 años, como prueba este estudio, y que parece que ocurría de forma generalizada.

Esto hace que todos los seres humanos de fuera de África tengamos al menos un 2% de ADN neandertal.

Los últimos restos fósiles de neandertales datan de aproximadamente de hace 28.000 años.

Incluso hay investigadores que defienden que los neandertales no se extinguieron como tal sino que fueron diluyéndose en las poblaciones humanas, aunque de ser así el genoma neandertal debería encontrarse en mayor proporción aún en el homo sapiens. Así que es probable que ocurriesen ambos procesos.

Siendo la teoría de la extinción la más defendida, no están muy claras las causas de por que ocurrió.

Se han propuesto muchas factores para intentar explicarla: peor adaptación a los cambios climáticos, endogamia, que el ser humano acabase con ellos, … ese aspecto aún sigue en discusión.

Un estudio muy interesante de la Universidad de Granada encontró hasta 267 genes únicos en el ser humano que le otorgaría una mayor creatividad, la cual sería uno de los factores que le habría otorgado una ventaja evolutiva frente al neandertal.

Pero tampoco podemos considerar como se ha hecho siempre al neandertal como un homínido muy primitivo y tosco, muy diferente al ser humano (como demuestra el hecho de que pudiésemos cruzarnos entre nosotros).

Se ha encontrado restos de arte, pinturas (no, el ser humano no fue el creador del arte rupestre),adornos hechos con conchas de mar o plumas de aves, practicaban enterramientos,…

Imagen: https://www.lavanguardia.com

Cueva del Castillo, en Cantabria, con restos neandertales de hace 65.000 años.

Incluso en otro estudio hecho en España, de la Universidad de Alcalá, han encontrado que el neandertal tenía la capacidad de escuchar como nosotros (en el mismo ancho de banda que el ser humano, a diferencia de otros homínidos anteriores) que les permitía discernir entre consonantes y por lo tanto eso indicaría que también eran capaces de hablar.

Además una mutación en el gen FOXP2 que se encuentra en humanos y que se cree que tiene gran importancia en la capacidad de hablar también se ha encontrado en los neandertales (una mutación positiva, como veíamos en la publicación de ayer).

Fuente:

• https://elpais.com/ciencia/2021-04-09/y-si-los-neandertales-somos-nosotros.html
  

¿Por qué asociamos siempre las mutaciones como algo negativo?

Últimamente se habla mucho de cepas, variantes, … relacionadas con el coronavirus, así que hoy voy a hablaros sobre la causa de la existencia de estas cepas: las mutaciones.

Una cepa no deja de ser una variedad del virus, diferente a otras cepas porque presenta alguna diferencia a nivel genético que le otorga alguna característica a nivel clínico (mayor capacidad de infección, o mayor letalidad, o mayor resistencia a cambios de temperatura, …).

Y este cambio a nivel genético es lo que se conoce como mutación.

Muchos podríais pensar entonces que las mutaciones son malas, y que solo generan problemas, pero espero que cuando acabéis de leer esta publicación vuestra percepción haya cambiado.

El ADN (nuestro material genético) está formado por dos cadenas de nucleótidos (la unidad básica del ADN).

Estos nucleótidos llevan un azúcar, un grupo fosfato y una base nitrogenada, que puede ser de cuatro tipos: adenina, guanina, citosina y timina.

Estas bases se unen entre si de la siguiente forma:

• La guanina de una cadena se una con la citosina de otra cadena. G-C

• La adenina se une con la timina de la otra cadena. A-T

Así las dos cadenas que se forman son complementarias, dando lugar a la estructura de doble hélice que podéis ver en cualquier imagen del ADN (modelo propuesto por Watson y Crick).

Imagen: https://i.ytimg.com/vi/-acZdq0TWRM/maxresdefault.jpg

 Ahora que conocemos la estructura del ADN, vamos a ver brevemente como se interpreta la información que contiene.

Imagen: https://sites.google.com/site/biologiageneralcomponentes/_/rsrc/1472764612237/3-anabolismo/2-1-sintesis-de-proteinas/10.jpg

Ciertas regiones del ADN forman lo que se conoce como genes, fragmentos de ADN que codifican proteínas.

La secuencia concreta de bases nitrogenadas es el libro de instrucciones. A partir de esta secuencia en el núcleo de la célula se produce lo que se conoce como ARN mensajero. Este ARN mensajero se diferencia del ADN en que es de cadena sencilla, el azúcar es diferente y que la Timina se sustituye por Uracilo

A partir de este ARN mensajero se forman las proteínas, ya que cada triplete de bases nitrogenadas codifica un aminoácido diferente (los aminoácidos son los componentes estructurales de las proteínas).

Imagen: https://www.innovabiologia.com/wp-content/uploads/2017/06/codigo-genetico.jpg

 Es decir, si la secuencia de ARN mensajero es AUG-CUG-GAU- UAA se formaría una proteína por los aminoácidos Metionina – Leucina – Aspartato (el triplete UAA codifica el final de la proteína).

Las proteínas, según su estructura (tanto de aminoácidos como su forma tridimensional) tendrán una función determinada.

Esto ocurre en todos los organismos, desde el ser humano hasta bacterias y virus. Pero hay algunos virus que su información genética se encuentra en una molécula de ARN y no en ADN, así que el proceso sería un poco diferente, pero en lineas generales es similar.

Explicado esto (de forma muy resumida), ¿cómo influyen las mutaciones?

Una mutación en el ADN que cambie una sola letra (base nitrogenada) podría generar un efecto muy importante o no tener ninguna importancia.

Para empezar, hay regiones del ADN que no codifican proteínas, así que si ocurre en estas regiones la mutación no tendría ningún efecto (relativamente, ya que estas regiones que no son genes pueden tener una función reguladora, y por lo tanto si que tendrían su efecto, pero por simplificar un poco las cosas).

Otro factor a tener en cuenta es que hay varios tripletes que dan lugar al mismo aminoácido, así que tampoco tendrían ningún efecto. Por ejemplo si veis en la imagen anterior los tripletes CCU y CCC codifican los dos para Prolina, así que el cambio de una U por una C en ese caso no tendría ningún efecto. Sin embargo si un triplete CCU sufre una mutación y pasa a ser CAC codificaría el aminoácido Histidina, y la proteína resultante puede perder su función, aumentar o disminuir su acción, o adquirir otra función diferente.

Y en esto último es donde radica el hecho de que no todas las mutaciones son malas, es decir, no solo provocan nuevas cepas en virus que puedan ser más peligrosas o enfermedades como recordareis en el caso de la progeria, en la que una C se convertía en una T en el gen de la Lamin A, dando lugar a una proteína defectuosa, la progerina, que se acumula en el interior de las células y causa todo el daño que genera la enfermedad. Otras mutaciones son beneficiosas, por ejemplo se ha encontrado que una mutación en el gen APOC3 reduce los niveles de triglicéridos en sangre y por lo tanto reduce el riesgo de infarto y otras patologías cardiovasculares.

También hay que tener que tener en cuenta que el efecto positivo o negativo de las mutaciones es relativo, ya que lo que nosotros vemos como algo negativo como una variante del virus desde el punto de vista del virus es un efecto positivo, ya que le permite adaptarse mejor al medio o dispersarse de una forma más eficiente.

Incluso hay mutaciones que pueden tener un efecto negativo pero que también ofrecen una ventaja evolutiva a la vez. Es el caso de una mutación que ocurre en algunos países de África, que provoca anemia falciforme. Tiene un efecto negativo, pero a su vez a los portadores de esta enfermedad les otorga protección frente a la malaria, ya que el parásito causante de la malaria no es capaz de infectar a los eritrocitos (células sanguíneas) de estas personas.

Otro punto interesante que hay que tener en cuenta sobre las mutaciones es que ocurren al azar, y que es la selección natural las que las selecciona. Es decir, ocurren mutaciones tanto con efecto negativo, positivo o neutro. Y solo en el caso de que estas mutaciones se produzcan en las células germinales se heredarán.

Hay compuestos o agentes “mutágenos”, que pueden causar mutaciones. Como por ejemplo la radiación ultravioleta o el tabaco, y por eso pueden ser tan perjudiciales para la salud.

Las células tienen mecanismos de reparación frente a estas mutaciones. En los animales y en las plantas estos mecanismos están más desarrollados que en virus y bacterias debido a que nuestros órganos y tejidos están más organizados y por lo tanto las mutaciones pueden alterar la estructura y ser más perjudiciales . Por ejemplo el virus de la gripe tiene una tasa de mutación muy elevada como estrategia evolutiva, por eso las cepas que genera son muy variables y eso implica que cada año haya que reformular la vacuna con las cepas más predominantes en ese momento.

Con el envejecimiento estos mecanismos van perdiendo eficacia, lo que nos expone a que se vayan acumulando estas mutaciones, y por consiguiente la aparición de tumores, enfermedades neurodegenerativas o cardiovasculares,...

Hay muchas mutaciones que pueden ser muy dañinas, pero somos el resultado de mutaciones ocurridas a lo largo de la historia de la vida en nuestro planeta (la aparición de los organismos pluricelulares, la aparición de los mamíferos o de los primates, la capacidad de generar un lenguaje,…), y sin ellas la vida ya hubiese desaparecido hace mucho tiempo ya que las especies no se hubiesen podido adaptar a los cambios que se producen en el medio que nos rodea.

Así que deberíamos pensar en las mutaciones como algo que va unido a la vida, tanto de forma positiva como negativa, y entendiendo que es normal que cualquier virus presente cepas diferentes sin caer en el alarmismo en el que a veces se cae.

El ejemplo de Sammy Basso

Aprovechando que el viernes pasado os hablaba de Carlos López Otín y libro “La vida en cuatro letras” hoy os quiero contar la vida de Sammy Basso, un bioquímico que sufre progeria y que investiga un tratamiento para su propia enfermedad.

Imagen: https://ep01.epimg.net/

Empecemos por definir que es la progeria. Es una enfermedad genética rara de envejecimiento acelerado, en la cual la esperanza de vida no supera los 12 o 13 años.

La enfermedad se produce por la mutación en el gen LMNA (tan solo un cambio de una base de Citosina por una base de Tiamina), que desencadena la producción y acumulación de una proteína tóxica (progerina) en el interior de las células lo que provoca el envejecimiento acelerado. Este proceso se produce en todas las células del organismo. Provoca enfermedades cardiovasculares, caída del cabello, problemas esqueléticos, …

También se la conoce como el síndrome de Hutchinson – Gilford (en honor a los dos doctores que identificaron la enfermedad y completaron el cuadro médico).

Actualmente hay un centenar de casos diagnosticados en todo el mundo.

En el año 2020 se aprobó el primer tratamiento: lonafarnib, aunque no cura la enfermedad. Es un inhibidor del enzima farnesiltransferasa, que impide que la progerina se acumule en la membrana de la célula reduciendo el daño que provoca.

En el caso de Sammy los síntomas aparecieron en los primeros meses de vida, y a los dos años tras múltiples pruebas (biopsias, análisis genéticos,...) se le diagnosticó la enfermedad.

Su familia creó la fundación: http://www.progeriaitalia.org

Tras conocer a Carlos López Otín decidió seguir sus pasos, empezó sus estudios colaborando además como estudiante en su laboratorio de la Universidad de Oviedo. En el año 2019 se licenció como biólogo por la Universidad de Padua a los 23 años de edad (recordemos, los enfermos de progeria no suelen pasar de los 12 – 13 años de vida).

Imagen: https://e00-elmundo.uecdn.es/

Además participó en el estudio de un posible tratamiento contra su enfermedad, que consiguió alargar la esperanza de vida un 25% en animales de experimentación).

En este trabajo utilizaron la técnica de CRISPR, de la cual os hablaré en otra publicación. Es una novedosa técnica molecular (que en el futuro traerá grandes avances en el tratamiento de enfermedad genéticas) que permite editar el ADN cortando el material genético de forma muy específica.

Mediante un virus introdujeron las “tijeras moleculares” capaces de hacer estos cortes en modelos animales que sufrían esta enfermedad, editando el gen LMNA para impedir que la proteína tóxica se acumule en el interior de las células.

El mayor efecto lo encontraron en el hígado, consiguiendo que un 14% de todas las células hepáticas revirtiesen el defecto, otorgando a los ratones un 25% más de esperanza de vida.

El estudio fue publicado en la revista Nature Medicine: https://www.nature.com/articles/s41591-018-0338-6.

 Otros investigador, Juan Carlos Izpisúa, del Instituto Salk de California logró resultados similares en otro estudio realizado de forma independiente.

Esta es la primera prueba de que la técnica CRISPR se puede utilizar para revertir defectos que impliquen a varios órganos diferentes, aunque aún está es una fase muy inicial de desarrollo en humanos, debido a todas las implicaciones bioéticas que genera y las dificultades técnicas que aún presenta.

Este mismo año se ha publicado otra investigación con una técnica similar, editores base, que ha logrado aún mejores resultados (una reparación en el 90% de las células).

Actualmente Sammy tiene 25 años y sigue trabajando en la investigación.

En España se conoce el caso de una niña, Alexandra.

Para acabar os dejo un video publicado recientemente en sus redes sociales y una entrevista concedida al periódico El Comercio.

https://www.elcomercio.es/sociedad/salud/investigacion-terapia-genica-progeria-20190220002339-ntvo.html

En ella cuenta que sus amigos son más importantes que su enfermedad y aunque haya cosas que no puede hacer ser feliz lo elije él.

Todo un ejemplo de superación y fuerza mental

"La Vida en Cuatro Letras", de Carlos López Otín

 

Aprovechando que hoy es el Dia Internacional del libro y San Jordi os quiero hablar de Carlos López Otín Otín, uno de los mejores científicos a nivel nacional y europeo, que tiene su grupo de investigación en la Universidad de Oviedo, en el área de Bioquímica y Biología Molecular. Sus investigaciones abarcan el cáncer, enfermedades de envejecimiento acelerado como la progeria, secuenciación de genomas, … además de su faceta docente.

 

Entre los años 2017 y 2018 sufrió dos golpes laborales que le provocaron caer en una depresión que le hizo pensar hasta en el suicidio: alguno de sus estudios fueron puestos en tela de juicio (sufriendo una campaña de acoso a nivel laboral) y el tener que sacrificar 6.000 ratones de investigación (el trabajo de más de 20 años) del bioterio debido a una infección.

Y de ahí nace este libro: "la vida en cuatro letras".

En el libro narra con crudeza como se sentía en ese momento, y ahora que está en el debate público y político el tema de la salud mental me parece un libro muy recomendable para entender un poco como puede llegar a sentirse una persona cuando todo su mundo se viene abajo.

Cuenta como pasó en tan solo unos meses de ser la persona más feliz del mundo (como el se definía) a ser la persona más triste del mundo.

Lo hace de una forma magistral, como lo hacía en sus clases (tuve la suerte de tenerle de profesor de bioquímica, aunque no lo valoré lo suficiente en su momento), entremezclando sus sentimientos con aspectos genéticos y bioquímicos, incluso con aspectos filosóficos.

Empieza con una pregunta muy interesante: ¿llevamos la felicidad escrita en nuestros genes?

Lo escribió durante los 28 días que duró su aislamiento (los médicos le recomendaron internarse en un centro, y el decidió aislarse en Mallorca en casa de su hija). Y no solo habla de como llegó a ese estado de depresión, sino también como salió del bache, consiguiendo encontrar de nuevo un propósito vital.

Además utiliza la música como hilo conductor del libro, mencionando algunas canciones que acompañan cada sentimiento que sentía.

Uno de los aspectos bioquímicos que más me fascinan del libro es cuando re refiere a como un disgusto, un mal momento, … no modifica tu genoma (tu información genética), pero si modifica tu epigenética (el modo en el que los genes se expresan en función del medio que nos rodea), provocando cambios en la respuesta inmune, …

Cita en más de una ocasión a Abderraman III, que decía que los seres humanos tenemos 14 días de felicidad plena… estáis dispuestos a llegar al cupo?

Una obra muy recomendable, y además si en algún tenéis la ocasión de acudir a alguna de sus charlas hacerlo, no os arrepentiréis. Su capacidad divulgativa es fascinante, por la sencillez de sus explicaciones y la pasión que demuestra por todo lo que tiene que ver con el ADN.

Os dejo un enlace por si queréis comprar el libro (no soy afiliado ni nada, todo sea dicho):

https://www.casadellibro.com 

Os dejo también una entrevista realizada en el programa Cuando ya no esté aquí, en la que explica como se origina la vida (de verdad, disfrutar de sus explicaciones).

 

 

 

 

La vacuna española contra la Covid-19 de Luis Enjuanes

 

Actualmente hay tres proyectos importantes en España para desarrollar una vacuna frente al SARS- CoV-2: una dirigida por Mariano Esteban (es posible que esté disponible a finales de este año 2021), otra dirigida por Vicente Larraga y la dirigida por Luis Enjuanes, de la cual os voy a hablar hoy.

 

Imagen: https://www.phmk.es/img_noticias/2021/04/FOTO2222.jpg

Luis Enjuanes trabaja en el Centro Nacional de Biotecnología del CSIC (CNB – CSIC), liderando un grupo de 16 personas.

Os dejo su página web: https://www.cnb.csic.es/index.php/es/

La vacuna podría ser la última de las tres españolas en llegar a comercializarse, pero presenta una serie de fortalezas que la hacen muy interesante.

Es una vacuna de una sola dosis.

Según el investigador es una vacuna autorreplicante, es decir una vez en el organismo es capaz de generar copias de si misma, disminuyendo la dosis necesaria, aumentando la eficacia, y reduciendo el precio. Las vacunas comercializadas actualmente no poseen esta capacidad autorreplicante.

Además generaría una inmunidad esterilizante, es decir, no solo impide que padezcas la enfermedad o que tengas un caso grave, sino que tampoco serías capaz de transmitir el virus. Las vacunas actuales tampoco tienen esta capacidad.

Y por último están trabajando en un novedoso método de administración, nasal en vez de intramuscular. Este método llevaría a la vacuna directamente a las vías respiratorias, aumentado la eficacia al actuar sobre la vía de entrada del virus.

Es una vacuna nueva en muchos aspectos, aún no hay ninguna similar en el mercado, por eso lleva un ritmo más lento que las actuales.

Utiliza un replicón de ARN del propio virus (una molécula que es capaz de replicarse), que aumenta el número de copias de si mismo una vez se encuentra en el interior de las células. Se le han eliminado muchos de los genes del virus, lo que impide que sea capaz de replicarse como tal y causar la enfermedad.

El calendario es realizar ensayos en ratones y hámster, de aquí al verano. Posteriormente en macacos antes de lograr la aprobación para realizar ensayos clínicos en humanos una vez probada su eficacia y seguridad en esos modelos animales. Y que pueda llegar al mercado en el primer trimestre del año 2022.

Otra de las ventajas de esta vacuna es que ya estaría actualizada a las nuevas cepas del coronavirus: la inglesa, la brasileña y la sudafricana.

La idea de esta vacuna proviene de la investigación sobre una vacuna para el MERS, otro coronavirus que surgió hace unos en Oriente Medio, en la cual lograron en modelos animales una vacuna esterilizante.

También están trabajando con diferentes formas de proteger este replicón, para facilitar su conservación y transporte. Recordemos que las actuales vacunas necesitan temperaturas muy bajas de conservación.

El replicón no solo lleva los genes de la Proteína S de las espículas (como las actuales), lleva otros genes como por ejemplo los que codifican la nucleoproteina (otra parte del virus), que favorecería la respuesta celular de linfocitos T (destruyen las células infectadas, haciendo que las partículas víricas salgan y sean destruidas por los anticuerpos). Esto genera una respuesta inmune más potente.

Además al actuar directamente sobre la mucosa respiratoria debido a su método de inoculación produce no solo anticuerpos de tipo Ig M o Ig G sino también anticuerpos de tipo Ig A. Estos anticuerpos presentan cuatro sitios de unión al virus (anticuerpo tetravalente), con lo que se consigue neutralizar al virus. Son más potentes y presentan mayor estabilidad (lo que generaría una protección mas duradera).

Las tecnologías autoreplicantes y de inoculación nasal aún no están aprobadas por ser novedosas, lo que implica un mayor estudio para asegurar su seguridad y eficacia, de ahí que esta vacuna vaya a tardar más en llegar, pero cuando llegue será de las más eficaces.

En la entrevista al investigador que os dejaré al final del artículo explica como es capaz el virus de generar casos muy graves, casos mas leves y casos asintomáticos. El SARS – CoV-1 (el coronavirus que surgió en Asia, en el año 2003, similar al actual SARS Cov-2 causante de la Covid-19) solo podía unirse a la mucosa respiratoria, por ello solo causaba neumonía. El actual SARS CoV-2 tiene la capacidad de unirse en diferentes órganos del organismo (pulmón, tracto intestinal, corazón, ...). Es decir, tiene politropismo (unirse a varios órganos), por eso es capaz de generar al menos 50 patologías (enfermedades) diferentes, con diferente grado de gravedad.

Al final de la entrevista también se le pregunta sobre si la pandemia durará 4 o 5 años más. Y el matiza que lo que ocurrirá en los próximos años será que tendrán lugar brotes restringidos a 1,2, 3, ... países, y no una pandemia a nivel global como hasta ahora. Además será necesario actualizar las vacunas según vayan surgiendo nuevas cepas (como ocurre con el virus de la gripe, aunque no varíe tanto como el virus de la gripe) , y que una vez que alcancemos un 70% de la población inmunizada (inmunidad de rebaño) la situación mejorará en gran medida.

Por tanto es una vacuna que va más despacio en su desarrollo, debido a las múltiples novedades que presenta, pero que tendrá una eficacia muy superior a las actuales, y que además abrirá la puerta para la mejora de las vacunas frente a otras enfermedades.

Es muy importante que se invierta en ciencia, y que los ciudadanos confiemos en ella, sin dejarnos llevar por la desinformación que algunos medios de comunicación intentan inculcar con su alarmismo y personajes públicos que no saben nada acerca de como funciona la investigación y la ciencia.

Leer la entrevista, ya que Luis Enjuanes lo explica de una forma muy sencilla y muy clara.

 

Fuentes:

• https://www.phmk.es/entrevistas/luis-enjuanes-vamos-a-por-una-vacuna-intranasal-y-de-una-sola-dosis-muy-potente 
  

 

 
 

¿Qué determina el color de los ojos?

 Jose Saramago decía: “Pasé mi vida mirando al interior de los ojos de la gente, es el único lugar del cuerpo donde tal vez exista un alma”.

 Hace unos años se creía que el color de ojos estaba determinado por la expresión de dos genes: OCA2 y HERC2. Estos genes modulaban la expresión de la Proteína P, que participaba en la maduración de los melanosomas (estructuras de los melanocitos donde se produce y almacena la melanina). Una menor cantidad de Proteína P suponía una menor cantidad de melanina en el iris del ojo y por lo tanto un color azul (mientras que mayor cantidad de Proteína P supone mayor cantidad de Proteína P, mas melanina en el iris y un color de ojos marrón). Además se creía que seguían la genética mendeliana, de dominancia para el color marrón sobre el color azul. 

 

         

 

Imagen: https://i.ytimg.com/vi/VEI15ZL6iMA/maxresdefault.jpg

Resumen de como se veía el color de ojos según la genética mendeliana, de alelos (cada copia de un gen) dominantes (marrón) y recesivo (azul). Cada persona tiene dos alelos de cada gen (uno que proviene de nuestra madre y otro de nuestro padre). Si teníamos una copia del alelo marrón nuestros ojos ya serían marrones, si teníamos copias azules y verdes nuestros ojos serian verdes, mientras que para tenerlos azules tendríamos que tener ambas copias de alelos azules.

Esta teoría encajaba bien para el color azul y marrón de los ojos, pero para el resto de la escala de colores de los ojos no se ajustaba correctamente.

Cada persona tiene un color de ojos único, como una huella dactilar, así que tenía que haber más genes implicados en el proceso.

Se observó también que el tipo de melanina influía:

• Eumelanina, que da un color marrón – negro.

• Fenomelanina: que da un color rozo.

La diferente concentración de ambos tipos influye en el color de ojos, no solo la concentración absoluta de melanina.

Además la estructura del iris también influye, ya que por ejemplo el color azul se debe en gran parte a las fibras de colágeno blanco del tejido conectivo del iris, que dispersan la luz y hace que veamos el ojo del color azul.

Se han ido descubriendo nuevos genes que participan en la herencia y expresión del color de ojos, siendo hasta 11 los genes implicados hasta hace relativamente poco tiempo.

En un estudio publicado este año se han encontrado hasta 50 genes implicados en la pigmentación de los ojos, que complica aún más el tema pero que permitirá una mejor comprensión de como se heredan y con implicaciones en enfermedades como el glaucoma pigmentario o el albinismo ocular.

Hay genes específicos del color de ojos, mientras que otros participan en otros procesos de pigmentación.

Se ha publicado en la revista Science Advances: https://advances.sciencemag.org/content/7/11/eabd1239

 Imagen: https://advances.sciencemag.org/content/advances/7/11/F1.medium.gif

Portada de la revista Science Avances, en la que se publicó el estudio. 

Está dirigido por el King´s Collegue London y por el Centro Médico de la Universidad Erasmus de Rotterdam.

Es el mayor estudio al respecto realizado hasta la fecha, en el cual han participado 195.000 personas de varios países de Europa y África.

La variabilidad en el color de los ojos siempre ha supuesto un reto para el análisis de los investigadores, ya que no se conoce con certeza cuál es su importancia evolutiva. A diferencia de otra pigmentación como puede ser el color de piel, en cuyo caso se conoce que el color de piel influye en la protección frente a la radiación ultravioleta y es importante para la absorción de vitamina D a través de la piel, que determina que a medida que nos alejamos del ecuador de La Tierra la piel se va haciendo más clara.

Algunas peculiaridades:

• El color azul surge hace 10.000 – 6.000 años , en un único individuo (ancestro común). Es común en los países del norte de Europa (Suecia, Finlandia, Noruega, …), más raro en el resto del mundo.

• El color verde es el menos común, se estima que solo un 2% de la población mundial.

• El color marrón (café, avellana, … tiene diferentes nombres) es el más común.

• Hay personas con ojos de diferente color, lo que se conoce como heterocromatía.

Hay estudios que relacionan incluso el color de ojos con ciertos rasgos de personalidad, pero no están muy corroborados.

¿De qué color tienes tú los ojos? En mi caso son verdes o color miel (según a quien le pregunte).

 

Fuentes:

• https://www.investigacionyciencia.es/noticias/identifican-50-genes-relacionados-con-el-color-de-los-ojos-19653 
• https://biotechmagazineandnews.com/identifican-50-nuevos-genes-que-intervienen-en-el-color-de-los-ojos/ 

• https://genotipia.com/genetica_medica_news/genetica-color-de-ojos/
  

 

 

 

Obesidad, Inflamación y Digoxina

En un estudio reciente de Grupo de Factores de Crecimiento, Nutrientes y Cáncer del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) han encontrado que la digoxina, un tratamiento frente a enfermedades cardiovasculares es capaz de reducir la obesidad en ratones obesos.

Está publicado en la revista Nature metabolism: https://www.nature.com/

CNIO: www.cnio.es

Está dirigido por Nabil Djouder y Ana Teijeiro.

Este estudio parte de la idea de que la obesidad es es una enfermedad inflamatoria, en la cual el cuerpo reacciona ante el exceso de nutrientes de forma crónica.

La digoxina se utiliza ya en humanos para tratar arritmias, y en casos de angina de pecho.

En ratones han logrado que recuperen el peso normal, incluso con una dieta hipercalórica y rica en grasas, y reducir otros trastornos relacionados con la obesidad, como la diabetes tipo 2 o la hipertensión.

Reduce la producción de IL-17A (interleucina 17A, una molécula que participa en los procesos inflamatorios).

Esta IL 17A actúa directamente sobre los adipocitos (las células que forman el tejido graso), provocando obesidad y otros trastornos metabólicos asociados. Bloqueando esta vía con la digoxina se consigue reducir la obesidad.

 

 

Imagen: https://www.cnio.es/

A la derecha vemos adipocitos en un ratón obeso, de un mayor tamaño (los puntos azules son el núcleo de la célula, y el espacio blanco es el citoplasma, donde acumulan los lípidos (grasas), a la izquierda tras el tratamiento con digoxina, podemos observar como los adipocitos tienen un menor tamaño, que indica como el animal metaboliza mejor las grasas y por lo tanto tendrá menor obesidad. Se produce un aumento del metabolismo basal.

A las pocas semanas de empezar con el tratamiento ya se observaron los primeros resultados de perdida de peso. Además no observaron efectos secundarios, ni resistencia tras meses de tratamiento.

Este estudio abre la vía muy importante de investigación, para llegar a conocer como los nutrientes logran activar esta vía de la IL 17A, que células son las encargadas de producir esta IL 17A y si la digoxina (y otros posibles inhibidores de esta vía) es capaz de producir estos mismos efectos en humanos (de la misma forma que lo hace en animales de experimentación).

Aún son necesarios estudios epidemiológicos y ensayos clínicos en humanos.

Hasta ahora no se había observado este efecto contra la obesidad debido a que los pacientes con enfermedades cardiovasculares que ya la tomaban presentan una importante retención de líquidos debido a su enfermedad, y esto puede enmascarar la perdida de peso. Además la dosis que toman es más baja de la que se ha utilizado en este trabajo, por ello cuando se lleguen a realizar ensayos clínicos la dosis deberá ser más elevada que la actual.

La idea para esta investigación surgió hace 5 años cuando investigaban la relación que existía entre inflamación y cáncer de hígado, encontrando que los ratones adelgazaban.

Hoy en día no hay un tratamiento eficaz frente a la obesidad, así que es un primer paso importante para conseguirlo, sobretodo desde el punto de vista de asociar la obesidad como una enfermedad inflamatoria, y no solo como un exceso de ingesta calórica o baja actividad física.

 

Fuentes:

• https://www.cnio.es/noticias/publicaciones/farmaco-corrige-obesidad-en-ratones-sin-efectos-secundarios/
• https://www.elmundo.es/ciencia-y-salud/salud/2021/04/16/60793581fc6c8324408b4670.html