Cancer’s Secrets Come Into Sharper Focus

29 08 2011

For the last decade cancer research has been guided by a common vision of how a single cell, outcompeting its neighbors, evolves into a malignant tumor.

Through a series of random mutations, genes that encourage cellular division are pushed into overdrive, while genes that normally send growth-restraining signals are taken offline.

With the accelerator floored and the brake lines cut, the cell and its progeny are free to rapidly multiply. More mutations accumulate, allowing the cancer cells to elude other safeguards and to invade neighboring tissue and metastasize.

These basic principles — laid out 11 years ago in a landmark paper, “The Hallmarks of Cancer,” by Douglas Hanahan and Robert A. Weinberg, and revisited in a follow-up article this year — still serve as the reigning paradigm, a kind of Big Bang theory for the field.

But recent discoveries have been complicating the picture with tangles of new detail. Cancer appears to be even more willful and calculating than previously imagined.

Most DNA, for example, was long considered junk — a netherworld of detritus that had no important role in cancer or anything else. Only about 2 percent of the human genome carries the code for making enzymes and other proteins, the cogs and scaffolding of the machinery that a cancer cell turns to its own devices.

These days “junk” DNA is referred to more respectfully as “noncoding” DNA, and researchers are finding clues that “pseudogenes” lurking within this dark region may play a role in cancer.

“We’ve been obsessively focusing our attention on 2 percent of the genome,” said Dr. Pier Paolo Pandolfi, a professor of medicine and pathology at Harvard Medical School. This spring, at the annual meeting of the American Association for Cancer Research in Orlando, Fla., he described a new “biological dimension” in which signals coming from both regions of the genome participate in the delicate balance between normal cellular behavior and malignancy.

As they look beyond the genome, cancer researchers are also awakening to the fact that some 90 percent of the protein-encoding cells in our body are microbes. We evolved with them in a symbiotic relationship, which raises the question of just who is occupying whom.

“We are massively outnumbered,” said Jeremy K. Nicholson, chairman of biological chemistry and head of the department of surgery and cancer at Imperial College London. Altogether, he said, 99 percent of the functional genes in the body are microbial.

In Orlando, he and other researchers described how genes in this microbiome — exchanging messages with genes inside human cells — may be involved with cancers of the colon, stomach, esophagus and other organs.

These shifts in perspective, occurring throughout cellular biology, can seem as dizzying as what happened in cosmology with the discovery that dark matter and dark energy make up most of the universe: Background suddenly becomes foreground and issues once thought settled are up in the air. In cosmology the Big Bang theory emerged from the confusion in a stronger but more convoluted form. The same may be happening with the science of cancer.

Exotic Players

According to the central dogma of molecular biology, information encoded in the DNA of the genome is copied by messenger RNA and then carried to subcellular structures called ribosomes, where the instructions are used to assemble proteins. Lurking behind the scenes, snippets called microRNAs once seemed like little more than molecular noise. But they have been appearing with increasing prominence in theories about cancer.

By binding to a gene’s messenger RNA, microRNA can prevent the instructions from reaching their target — essentially silencing the gene — and may also modulate the signal in other ways. One presentation after another at the Orlando meeting explored how microRNAs are involved in the fine-tuning that distinguishes a healthy cell from a malignant one.

Ratcheting the complexity a notch higher, Dr. Pandolfi, the Harvard Medical School researcher, laid out an elaborate theory involving microRNAs and pseudogenes. For every pseudogene there is a regular, protein-encoding gene. (Both are believed to be derived from a common ancestral gene, the pseudogene shunted aside in the evolutionary past when it became dysfunctional.) While normal genes express their will by sending signals of messenger RNA, the damaged pseudogenes either are mute or speak in gibberish.

Or so it was generally believed. Little is wasted by evolution, and Dr. Pandolfi hypothesizes that RNA signals from both genes and pseudogenes interact through a language involving microRNAs. (These signals are called ceRNAs, pronounced “sernas,” meaning “competing endogenous RNAs.”)

His lab at Beth Israel Deaconess Medical Center in Boston is studying how this arcane back channel is used by genes called PTEN and KRAS, commonly implicated in cancer, to confer with their pseudotwins. The hypothesis is laid out in more detail this month in an essay in the journal Cell.

Fueled by the free espresso offered by pharmaceutical companies hawking their wares, scientists at the Orlando meeting moved from session to session and browsed corridors of posters, looking for what might have recently been discovered about other exotic players: lincRNA, (for large intervening noncoding), siRNA (small interfering), snoRNA (small nucleolar) and piRNA (Piwi-interacting (short for “P-element induced wimpy testis” (a peculiar term that threatens to pull this sentence into a regress of nested parenthetical explanations))).

In their original “hallmarks” paper — the most cited in the history of Cell — Dr. Hanahan and Dr. Weinberg gathered a bonanza of emerging research and synthesized it into six characteristics. All of them, they proposed, are shared by most and maybe all human cancers. They went on to predict that in 20 years the circuitry of a cancer cell would be mapped and understood as thoroughly as the transistors on a computer chip, making cancer biology more like chemistry or physics — sciences governed by precise, predictable rules.

Now there appear to be transistors inside the transistors. “I still think that the wiring diagram, or at least its outlines, may be laid out within a decade,” Dr. Weinberg said in an e-mail. “MicroRNAs may be more like minitransistors or amplifiers, but however one depicts them, they still must be soldered into the circuit in one way or another.”

In their follow-up paper, “Hallmarks of Cancer: The Next Generation,” he and Dr. Hanahan cited two “emerging hallmarks” that future research may show to be crucial to malignancy — the ability of an aberrant cell to reprogram its metabolism to feed its wildfire growth and to evade destruction by the immune system.

Unwitting Allies

Even if all the lines and boxes for the schematic of the cancer cell can be sketched in, huge complications will remain. Research is increasingly focused on the fact that a tumor is not a homogeneous mass of cancer cells. It also contains healthy cells that have been conscripted into the cause.

Cells called fibroblasts collaborate by secreting proteins the tumor needs to build its supportive scaffolding and expand into surrounding tissues. Immune system cells, maneuvered into behaving as if they were healing a wound, emit growth factors that embolden the tumor and stimulate angiogenesis, the generation of new blood vessels. Endothelial cells, which form the lining of the circulatory system, are also enlisted in the construction of the tumor’s own blood supply.

All these processes are so tightly intertwined that it is difficult to tell where one leaves off and another begins. With so much internal machinery, malignant tumors are now being compared to renegade organs sprouting inside the body.

As the various cells are colluding, they may also be trading information with cells in another realm — the micro-organisms in the mouth, skin, respiratory system, urogenital tract, stomach and digestive system. Each microbe has its own set of genes, which can interact with those in the human body by exchanging molecular signals.

“The signaling these microbes do is dramatically complex,” Dr. Nicholson said in an interview at Imperial College. “They send metabolic signals to each other — and they are sending chemicals out constantly that are stimulating our biological processes.

“It’s astonishing, really. There they are, sitting around and doing stuff, and most of it we don’t really know or understand.”

People in different geographical locales can harbor different microbial ecosystems. Last year scientists reported evidence that the Japanese microbiome has acquired a gene for a seaweed-digesting enzyme from a marine bacterium. The gene, not found in the guts of North Americans, may aid in the digestion of sushi wrappers. The idea that people in different regions of the world have co-evolved with different microbial ecosystems may be a factor — along with diet, lifestyle and other environmental agents — in explaining why they are often subject to different cancers.

The composition of the microbiome changes not only geographically but also over time. With improved hygiene, dietary changes and the rising use of antibiotics, levels of the microbe Helicobacter pylori in the human gut have been decreasing in developing countries, and so has stomach cancer. At the same time, however, esophageal cancer has been increasing, leading to speculation that H. pylori provides some kind of protective effect.

At the Orlando meeting, Dr. Zhiheng Pei of New York University suggested that the situation is more complex. Two different types of microbial ecosystems have been identified in the human esophagus. Dr. Pei’s lab has found that people with an inflamed esophagus or with a precancerous condition called Barrett’s esophagus are more likely to harbor what he called the Type II microbiome.

“At present, it is unclear whether the Type II microbiome causes esophageal diseases or gastro-esophageal reflux changes the microbiome from Type I to II,” Dr. Pei wrote in an e-mail. “Either way, chronic exposure of the esophagus to an abnormal microbiome could be an essential step in esophageal damage and, ultimately, cancer.”

Unseen Enemies

At a session in Orlando on the future of cancer research, Dr. Harold Varmus, the director of the National Cancer Institute, described the Provocative Questions initiative, a new effort to seek out mysteries and paradoxes that may be vulnerable to solution.

“In our rush to do the things that are really obvious to do, we’re forgetting to pay attention to many unexplained phenomena,” he said.

Why, for example, does the Epstein-Barr virus cause different cancers in different populations? Why do patients with certain neurological diseases like Parkinson’s, Huntington’s, Alzheimer’s and Fragile X seem to be at a lower risk for most cancers? Why are some tissues more prone than others to developing tumors? Why do some mutations evoke cancerous effects in one type of cell but not in others?

With so many phenomena in search of a biological explanation, “Hallmarks of Cancer: The Next Generation” may conceivably be followed by a second sequel — with twists as unexpected as those in the old “Star Trek” shows. The enemy inside us is every bit as formidable as imagined invaders from beyond. Learning to outwit it is leading science deep into the universe of the living cell.

VALIDADO POR LA SRA. ALBA CALLS.

Nytimes.com [en línea] New York (USA): nytimes.com, 29 de agosto de 2011 [ref. 15 de agosto de 2011] Disponible en Internet:

http://www.nytimes.com/2011/08/16/health/16cancer.html?pagewanted=1&ref=research



Revelan el mecanismo de protección cerebral durante un ictus

25 08 2011

Neurólogos de la Universidad de Bristol han identificado el mecanismo de protección natural de algunas de las células nerviosas del cerebro durante el inicio de un ictus. Los resultados, publicados en la revista ‘Journal of Neuroscience‘, podrían ser utilizados con el fin de desarrollar tratamientos para proteger a otros tipos de células nerviosas responsables del habla y el movimiento.

El accidente cerebrovascular  -la tercera causa de muerte en el Reino Unido- provoca la interrupción del suministro de sangre al cerebro, privando a las células nerviosas de oxígeno y nutrientes. Esto conduce a la muerte de las células nerviosas y a la consecuente pérdida de funciones cognitivas del cerebro tales como el habla y el movimiento. Sin embargo, no todas las células nerviosas son igualmente susceptibles al daño inducido por el derrame cerebral.

La investigación, dirigida por el doctor Jack Mellor de la Universidad de Bristol, examinó dos tipos de células nerviosas en una parte del cerebro llamada hipocampo – la región vinculada a la memoria y la orientación. Uno de estos tipos de células, las células CA1, es altamente susceptible a los daños tras un accidente cerebrovascular, mientras que el otro, las células CA3, es mucho más resistente a pesar de que existen muchas similitudes entre los dos tipos.

En palabras del doctor Mellor, “si podemos entender por qué algunas células nerviosas son resistentes a los daños causados por un accidente cerebrovascular, podremos ser capaces de desarrollar estrategias para proteger a las células sensibles”.

Los investigadores observaron que las células CA3 poseen un mecanismo para reducir su vulnerabilidad durante, e inmediatamente después de un ictus, según un modelo de laboratorio. Según este mecanismo, las células CA3 se vuelven menos sensibles al neurotransmisor glutamato (que se libera en grandes cantidades durante un ictus), mediante la eliminación de las proteínas del receptor de glutamato de la superficie celular.

La eliminación de los receptores de glutamato es activada por los receptores de adenosina A3, que se activan ante niveles muy altos del neurotransmisor adenosina — sólo durante un ictus. Curiosamente, las células CA1 que son susceptibles al daño por accidente cerebrovascular no tienen receptores de adenosina A3 y no responden al modelo de eliminación de los receptores de glutamato durante el accidente cerebrovascular. Los resultados revelan que las células CA3 poseen un mecanismo de protección neuronal.

El doctor Mellor agregó que “históricamente, el ictus ha sido muy difícil de tratar debido a su carácter imprevisible y la necesidad de administrar medicamentos a los pocos minutos de su inicio. Nuestra investigación no resuelve estos problemas, pero pone de manifiesto la protección natural que ofrecen algunas células nerviosas, conocimiento útil para desarrollar tratamientos y proteger a otros tipos de células”.

VALIDADO POR LA SRA. ALBA CALLS.

Europapress.es [en línea] Madrid (España): europapress.es, 25 de agosto de 2011 [ref. 17 de agosto de 2011] Disponible en Internet:

http://www.europapress.es/salud/noticia-revelan-mecanismo-proteccion-cerebral-ictus-20110817110210.html



Anthony Atala on growing new organs

22 08 2011

Anthony Atala is the director of the Wake Forest Institute for Regenerative Medicine, where his work focuses on growing and regenerating tissues and organs. His team engineered the first lab-grown organ to be implanted into a human — a bladder — and is developing experimental fabrication technology that can “print” human tissue on demand.

In 2007, Atala and a team of Harvard University researchers showed that stem cells can be harvested from the amniotic fluid of pregnant women. This and other breakthroughs in the development of smart bio-materials and tissue fabrication technology promises to revolutionize the practice of medicine.

Anthony Atala’s state-of-the-art lab grows human organs — from muscles to blood vessels to bladders, and more. At TEDMED, he shows footage of his bio-engineers working with some of its sci-fi gizmos, including an oven-like bioreactor (preheat to 98.6 F) and a machine that “prints” human tissue.

VALIDADO POR LA SRA. ALBA CALLS.

Ted.com [en línea] New York (USA): ted.com, 22 de agosto de 2011 [ref. enero de 2010] Disponible en Internet:

http://www.ted.com/talks/anthony_atala_growing_organs_engineering_tissue.html



New Clue to Parkinson’s

18 08 2011
Shape of key protein surprises researchers

A new study finds that a protein key to Parkinson’s disease has likely been mischaracterized. The protein, alpha-synuclein, appears to have a radically different structure in healthy cells than previously thought, challenging existing disease paradigms and suggesting a new therapeutic approach.

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“Our data show that alpha-synuclein was essentially mistakenly characterized as a natively unfolded protein that lacked structure,” said Dennis Selkoe, the Vincent and Stella Coates Professor of Neurologic Diseases at Brigham and Women’s Hospital and Harvard Medical School and senior author of the paper, published online August 14 in the journal Nature. “We think this discovery has fundamental importance for understanding both how alpha-synuclein normally functions and how it becomes altered in Parkinson’s.”

When it comes to proteins, function follows form. A protein consists of a chain of chemical building blocks (amino acids), typically folded into an exquisite three-dimensional structure. Each twist and turn in the chain contributes to the protein’s unique properties and behavior, so it’s critical for scientists to accurately describe the arrangement of folds. But sometimes, they get the entire pattern wrong.

The new study suggests that’s just what happened with alpha-synuclein, the protein that forms clumps called Lewy bodies in the brains of patients with Parkinson’s and certain related disorders. Scientists have long assumed that alpha-synuclein occurs in healthy cells as a single, randomly-coiled chain that resembles a writhing snake. Selkoe’s team has proven, however, that the structure is far more orderly and sophisticated.

“This will open some new therapeutic doors,” said first author Tim Bartels, a postdoctoral researcher in Selkoe’s lab. “Everybody thought the protein was unfolded, so pharmaceutical companies have focused on preventing unfolded alpha-synuclein from aggregating.”

He recommends a new strategy—keeping the folded form of the protein stable.

How did the true structure of alpha-synuclein in healthy cells evade researchers for so long? Scientists knew that alpha-synuclein was abundant in the brain before they made the connection between the protein and Parkinson’s disease in 1997. Experiments in the mid-1990s indicated the protein was stable when exposed to conditions that typically disrupt the structure of most other proteins.

Consider what happens when an egg is boiled: the liquid proteins of the egg white are precipitated by the heat and congeal into a dense white mass. But alpha-synuclein seemed to behave like an egg that remains entirely viscous despite many minutes on the stove. It didn’t precipitate and congeal when boiled. This apparent hardiness made alpha-synuclein easy to work with in the lab. Scientists could boil the protein, even douse it with detergents and other rather harsh chemicals, while ostensibly leaving its structure intact.

Bartels and Selkoe wondered whether labs might be overlooking important aspects of the protein’s natural biology by handling it so roughly, so they designed experiments to probe alpha-synuclein’s behavior using gentler methods. They also bucked a trend by working with protein gathered from human cells rather than from engineered bacteria. The goal was to gain new insight into alpha-synuclein’s clustering behavior.

The initial data took them by surprise. Single, isolated chains of alpha-synuclein—the “monomeric” form of the protein—were absent from their cellular samples.

“I did my PhD on alpha-synuclein, and—like the rest of the world—I assumed that it occurs natively as a monomeric, unfolded protein, so I was shocked,” said Bartels.

Using special gels and other methods that are less disruptive to a protein’s form, the team conducted additional experiments to explore the structure of alpha-synuclein in healthy blood and brain cells. The native protein was exactly four times the predicted weight of a single alpha-synuclein chain, suggesting that cells package four alpha-synuclein chains together as a “tetrameric” unit. Applying sophisticated equipment and techniques, the team validated the molecular weight of the package, confirmed that it consists solely of alpha-synuclein chains and showed that these four chains have orderly twists.

The researchers observed tetrameric alpha-synuclein to be the dominant form of the protein in healthy human cells, and remarkably resistant to aggregation. The tetramers maintained their original structure for 10 days, the entire length of the experiment, while the team monitored their samples for clustering behavior. In stark contrast, alpha-synuclein monomers began to form clusters after a few days and ended up as large aggregates called amyloid fibers. The Lewy bodies that accumulate in the brains of patients with Parkinson’s consist mainly of such amyloid fibers.

“We hypothesize that the folded protein must disassemble into monomers before large pathological aggregates can form,” said Selkoe, who is also co-director of the Center for Neurologic Diseases at Brigham and Women’s Hospital. “If we can keep alpha-synuclein tetrameric and soluble, we might be able to prevent the neuronal degeneration of Parkinson’s disease from progressing—or perhaps from even developing.”

The finding could also prove useful in the quest for new diagnostics. Perhaps ratios of tetrameric protein to monomeric protein in blood cells, serum or spinal fluid will correspond to different propensities or stages of the disease.

Finally, the discovery of the folded tetramers should help labs to uncover the function of alpha-synuclein in healthy cells, which is still much debated. This functional knowledge should, in turn, contribute to researchers’ understanding of Parkinson’s and other diseases characterized by the formation of Lewy bodies rich in aggregated alpha-synuclein.

This research was funded by the National Institute of Neurological Disorders and Stroke.

VALIDADO POR LA SRA. ALBA CALLS.

Focushms.com [en línea] Cambridge (USA): focushms.com, 18 de agosto de 2011 [ref. 14 de agosto de 2011] Disponible en Internet:

http://www.focushms.com/features/new-clue-to-parkinsons/



Piel electrónica para medir constantes vitales

15 08 2011

La frontera entre la electrónica y la biología empieza a hacerse borrosa, según un equipo de ingenieros y científicos que ha desarrollado una piel artificial electrónica con enorme potencial en aplicaciones médica. Cargado de diferentes tipos de sensores, el parche de piel artificial, que se pega a la natural como un tatuaje temporal, se ha ensayado ya con éxito para medir la actividad eléctrica del corazón, del cerebro y de músculos. Su aplicación para sustituir los incómodos electrodos y cables que se utilizan para el diagnóstico y seguimiento cardíaco, parece evidente, pero las puertas que abre esta nueva piel artificial electrónica son enormes: los investigadores apuntan, por ejemplo que podrán construir sensores para medir la actividad cerebral en condiciones normales, sin recurrir a los aparatos equipos que se utilizan ahora, lo que permitirá investigar realmente cómo funciona el cerebro cuando la persona hace su vida normal. También se podrían hacer pieles sensibles para prótesis de extremidades amputadas o transmisores que, pegados a la garganta, faciliten la comunicación de personas con lesiones que limiten su capacidad de hablar. John A. Rogers, Dae-Hyeong Kim y el resto de los autores de este avance, explican cómo lo han hecho y los resultados de sus primeros ensayos en la revista Science.

“Nuestro objetivo era desarrollar una tecnología electrónica que se integrase en el piel de forma que fuera mecánica y fisiológicamente invisible para el usuario”, comenta Rogers en un comunicado de la National Science Foundation que ha financiado la investigación, junto con la Fuerza Aérea de EE UU y el Departamento de Energía. Su solución integra dos mundos contrapuestos: la rigidez y dureza habituales de los objetos electrónicos y la elasticidad y la ligereza de los biológicos.

Esta piel electrónica es cómoda, fácil de usar y eficaz, gracias a sus propiedades mecánicas que se adaptan bien a la piel natural, por lo que resulta cómoda para la persona que la lleva pegada, en comparación con los aparatosos electrodos recubiertos de gel habituales. Tiene el grosor de un cabello humano y está hecha fundamentalmente de un polímero con flexibilidad similar a la de la silicona de las fundas de los pequeños aparatos electrónicos. La estructura de capas permite integrar componentes electrónicos, bobinas, semiconductores y aislantes, antenas inalámbricas e incluso minipaneles solares. Los filamentos tienen una configuración de serpentina de manera que se estiran y arrugan (como la piel natural) sin resultar dañados. Los parches de esta piel se adhieren al cuerpo sin pegamento alguno, sencillamente por la atracción natural de moléculas de la misma sustancia, y parecen tatuajes temporales (incluso se puede esconder bajo uno). Y se pueden poner en cualquier parte del cuerpo sin producir irritaciones de la piel.

No es la primera piel artificial que se desarrolla, recuerda Zhenqiang Ma, experto de la Universidad de Wisconsin. Se han hecho materiales de este tipo sobre todo para robots que, con sensibilidad en las manos, sean capaces de agarrar objetos con fuerza acompasada a sus características, es decir, el famoso reto para las máquinas de coger un huevo. Estas soluciones tecnológicas se pueden aplicar también para dotar de sensibilidad a las prótesis de manos y pies. Pero la piel de Rogers (Universidad de Illinois en Urbana-Champaign) y sus colegas “es un avance conceptual importante en la electrónica que una persona puede ponerse y llevar prácticamente sin notarlo”, dicen los investigadores.

Ellos han probado su piel electrónica en voluntarios y han comprobado que funciona 24 horas o más en el brazo, en el cuello, en la frente, en las mejillas y en la barbilla. En sus experimentos registraron la actividad eléctrica generada en los músculos de las piernas y luego comprobaron que las señales captadas con la nueva piel coincidían con las tomadas simultáneamente mediante equipos convencionales de electrodos. En uno de los ensayos colocaron un parche de piel electrónica en la garganta de una persona y el sensor pudo distinguir los movimientos musculares cuando hablaba, lo que abre la posibilidad de utilizar esta tecnología para ayudar, por ejemplo, a pacientes con lesiones de laringe.

Los investigadores explican los planes que tienen para desarrollar su tecnología, que apenas ha dado sus primeros pasos. Se van a centrar, de momento, en mejorar las prestaciones de comunicaciones inalámbricas y en la alimentación eléctrica. En la vertiente clínica, van a explorar nuevas aplicaciones como los cuidados de niños recién nacidos. Pero están ya mirando más lejos y piensan, por ejemplo, que podrán incorporar microfluidos a la piel electrónica para tratamientos de quemados y para potenciar la cicatrización de heridas.

ARTÍCULO VALIDADO POR LA SRA. ALBA CALLS

Elpais.com [en línea] Madrid (España): elpais.com, 15 de agosto de 2011 [ref. 11 de agosto de 2011] Disponible en Internet:

http://www.elpais.com/articulo/sociedad/Piel/electronica/medir/constantes/vitales/elpepusocsal/20110811elpepusoc_8/Tes



Diseñan pacientes virtuales para diagnóstico de enfermedades

11 08 2011

Una enorme red de programas de ordenador creados por científicos de la Universidad de Manchester podría revolucionar la salud en todo el mundo, salvando muchas vidas y ahorrando miles de millones de euros, según un comunicado de dicha institución académica británica. El trabajo de los científicos ingleses es parte de un proyecto europeo de investigación llamado IT Futuro de la Medicina (ITFoM), con una duración inicial de 10 años, cuyo objetivo es crear “pacientes virtuales” -modelos informáticos de personas individuales -que podrían llevar a un futuro en el que cada persona disponga de su propio sistema de salud individualizado y a medida, en función de su genética y su fisiología.

Con este sistema, los médicos podrían adquirir en un instante un conocimiento profundo de las necesidades de salud de cada paciente y de todo su historial médico, lo que les permitiría diagnosticar correctamente y con rapidez las enfermedades, ahorrando a los pacientes los efectos secundarios potencialmente letales de medicamentos mal recetados y el desembolso de grandes cantidades de dinero en medicinas.

Junto a los científicos de la Universidad de Manchester trabaja un consorcio compuesto por más de 25 instituciones académicas y socios industriales con experiencia en las TICS, las ciencias biológicas, la salud pública y la medicina. Conforme ha ido avanzando el proyecto, se han ido sumando nuevos socios, haciendo de éste uno de los mayores esfuerzos de colaboración desde el programa espacial Apolo.

Modelos y escenarios

El proyecto creará modelos matemáticos usando grandes cantidades de datos relativos al conocimiento que se tiene hasta la fecha de cómo funcionan los seres humanos. Pero no solo eso. También proporcionará escenarios, como por ejemplo, qué le podría suceder a un paciente que toma un determinado medicamento si sale a correr tres veces por semana.

A través de la secuenciación del genoma y la información clínica recogida, el modelo general será capaz de adaptarse a las demandas particulares de salud de cualquier individuo, incluyendo temas como alergias, malformaciones congénitas o sus tratamientos actuales.

El primer objetivo de ITFoM es dar a cada doctor el poder de usar el genoma individual de una persona para estar informado de todas las etapas del desarrollo de la enfermedad, a través del diagnóstico, el tratamiento y su seguimiento.

Pero para que esto se haga realidad, deben materializarse una gran cantidad de innovaciones relacionadas con las TIC en las que ya se están trabajando, como nuevas técnicas para una rápida adquisición y evaluación de los datos de los pacientes, para almacenar y procesar datos dinámicos en tiempo real en los modelos matemáticos que se corresponden con los pacientes reales o para desarrollar nuevos sistemas de aprendizaje, predicción e información, entre otros. Todo esto sería necesario para proporcionar a los profesionales sanitarios y los pacientes unos conocimientos sin precedentes en materia de salud y tratamiento.

El papel de la informática en la salud

“Hacer que la medicina personalizada sea una realidad requiere avances fundamentales en las ciencias computacionales”, señala Hans Westerhoff, el director de la parte del trabajo asignada a la Universidad de Manchester. De hecho, el programa ITFoM surgió de la creencia de que, si bien la información y la informática juegan un papel importante en muchas áreas científicas comerciales, aún no se ha tenido en cuenta su potencial para revolucionar la medicina.

El profesor Hans Westerhoff cree que los modelos informáticos cambiarán fundamentalmente la forma en la que se proporciona la atención médica. “El sistema promete ser único e innovador, porque la gente podría acceder a su propio modelo de salud. ITFoM facilitará modelos generales de la persona humana en su conjunto, que se utilizarán tanto para llevar a cabo una prevención personalizada y unas determinadas pautas terapéuticas, como para identificar los efectos secundarios de los medicamentos. Los modelos estarán allí para ayudar a diagnosticar un problema particular y aportar soluciones”, afirma.

“Esta es la primera vez que sistemas basados en tecnologías de la información que persiguen la atención individual se combinan con las necesidades de la genómica y la medicina”, concluye Hans Westerhoff en el comunicado que ha hecho público su Universidad.

ARTÍCULO VALIDADO POR LA SRA. ALBA CALLS

Cronicaviva.com.pe [en línea] Lima (Perú): cronicaviva.com.pe, 11 de agosto de 2011 [ref. 9 de agosto de 2011] Disponible en Internet:

http://www.cronicaviva.com.pe/index.php/ciencia-y-tecnologia/15-ciencia-y-tecnologia/25507-disenan-pacientes-virtuales-para-diagnostico-de-enfermedades-



Por primera vez en el mundo, el Clínic aplica técnicas de mínima cicatriz en los donantes de riñón para trasplante de vivo

9 08 2011

 

El trasplante de donante vivo renal, además de ser la mejor opción para los jóvenes y afectados por unas determinadas patologías, tiene como resultado una mayor supervivencia del órgano y soluciona, en parte, la escasez de órganos que sufre nuestro país desde mediados de los 90 a pesar de la alta tasa de donación de cadáver. Según la Organización Nacional de Trasplantes, en 2010 se realizaron en España 240 trasplantes renales de vivo, lo que supone un 11% del total. Este año la expectativa es que este número crezca hasta unos 300, con lo cual serían casi unos 13-15% del total de los trasplantes. Frente a estos datos y a la necesidad de seguir buscando nuevas tecnologías quirúrgicas en la evolución y mejora del transplante, la experiencia del equipo en cirugía mínimamente invasiva del Hospital Clínic de Barcelona ha potenciado una nueva vía de mejora en los programas de donante vivo.

El trabajo que hoy presenta el hospital catalán de la mano del Dr. Antonio Alcaraz, jefe del servicio de Urología del mismo centro y su equipo, confirman la viabilidad de las técnicas quirúrgicas con mínima cicatriz (de 10 y 5 mm) para la extracción de riñón aplicada al trasplante. Creadores y pioneros en la aplicación de la técnica NOTES (Natural Orifice Transluminal Endoscopy Surgery), un abordaje que pretende desarrollar la cirugía a través de los orificios naturales del cuerpo, el equipo del Dr. Alcaraz utiliza la técnica de extracción transvaginal modificada (a través de la vagina) y transumbilical (a través del ombligo) al trasplante renal. La revista European Urology publica la primera serie mundial de donantes renales intervenidos mediante nefrectomía transvaginal con la técnica desarrollada en nuestro centro.

El equipo médico del Hospital Clínic que ha hecho posible este hito y que han comparecido esta mañana en rueda de prensa, lo forman el Dr. Antonio Alcaraz, jefe de Urología del Clínic; la Dra. Mª José Ribal, jefe de la Unidad de Uro-Oncología; el Dr. Joan Beltrán, jefe de la sección de anestesia del Instituto Clínic de Ginecología y Obstetricia y del Instituto Clínic de Nefrología y Urología; la Dra. Mireia Musquera, responsable de la Unidad quirúrgica del Trasplante Renal;  y la enfermera Marta Tomás. El encuentro ha contado con la presencia y testimonios de dos personas donantes, hombre y mujer, de unos 60 años cada uno.

La serie publicada por European Urology es de 30 mujeres (que han sido intervenidas por la técnica NOTES); en el caso de los hombres, el equipo del Clínic ha intervenido a un total de cuatro, operados por la denominada técnica LESS (Laparo-Endoscopic Single-Site Surgery), o de puerto único transumbilical. La aplicación de la técnica en mujeres (nefrectomía transvaginal) implica dos vías de entrada (vagina y abdomen), y dos mínimas cicatrices (abdomen), de 5 y 10 milímetros. En el caso de los hombres (nefrectomía de puerto único), la vía de entrada se restringe al ombligo (cicatriz embrionaria con apenas vascularización). “Las técnicas de cirugía mínimamente invasiva para extracción de riñones para donante vivo presentan todas las ventajas que su aplicación supone: mejora de la calidad de vida del donante, mínima cicatriz, menor estancia hospitalaria y menor dolor”, afirma el Dr. Alcaraz.

“La técnica quirúrgica es totalmente reproducible y se puede considerar un buen procedimiento alternativo que podría aumentar la tasa de donante vivo en la población femenina”, apunta el Dr. Alcaraz. Según el Dr. Rafael Matesanz, director de la Organización Nacional de Trasplantes (ONT), “es muy importante seguir potenciando esta técnica, 100% española, porque es la mejor oportunidad para niños, diabéticos o pacientes jóvenes con Insuficiencia Renal, que necesitan lo antes posible un riñón de características jóvenes”.

Por su parte, la Dra. Roser Deulofeu, Directora de la Organització Catalana de Trasplantaments (OCATT), apunta que “el Hospital Clínic y su equipo médico quirúrgico de trasplantes, vuelve a dar a Cataluña la oportunidad de seguir siendo un modelo para el resto del mundo, dando un salto maestro y pionero en la técnica quirúrgica que hará que la lesión física en la extracción renal del donante vivo de riñón sea mínima, y un post-operatorio fácilmente superable”.

Firme apuesta por la cirugía mínimamente invasiva

Desde que la cirugía abierta convencional diera paso a la cirugía asistida por laparoscopia -que requiere tres, cuatro y hasta cinco incisiones para intervenir-, cirujanos de la cavidad pélvica y abdominal junto a expertos en robótica, investigan nuevas formas de entrar en el organismo para explorar estructuras, diagnosticar enfermedades y extirpar órganos. El Hospital Clínic de Barcelona apuesta por una cirugía mínimamente invasiva, máxima que hoy se constata con la presentación de este trabajo, que le ha valido su consolidación aplicada al trasplante de vivo.

En 2008 el equipo del Dr. Alcaraz realizó una nefrectomía transumbilical, la primera de este tipo realizada en España, realizada a una mujer de 85 años diagnosticada de cáncer. A los tres días de la operación, la paciente se fue a casa sin síntomas.

Es el mismo equipo que un año antes (2007) realizó la primera nefrectomía transvaginal por cáncer renal en Europa, una técnica también mínimamente invasiva que permitió extraer un riñón con cáncer con tan sólo dos pequeñas incisiones en el abdomen de 1 cm. cada una, y otra que no es visible en la parte interna de la vagina. Desde entonces, el Dr. Alcaraz y su equipo han realizado numerosas extracciones de riñón por la vagina, una vía que hoy se presenta como una alternativa 100% segura y eficaz para los trasplantes de donante vivo.

Hasta hace dos o tres años, los especialistas en urología del Hospital Clínic apostaban por la nefrectomía asistida por laparoscopia como técnica para el tratamiento quirúrgico de estas patologías; una revolucionaria y afianzada técnica que ha alcanzado grandes resultados en los últimos ocho años y que ha permitido mejorar la atención al paciente en cuanto a dolor postoperatorio y estancia en el hospital. Sin embargo, a pesar de las citadas ventajas la laparoscopia sigue requiriendo, como en la cirugía tradicional, una incisión abdominal para extraer el riñón, dejando visible una cicatriz de 6 cm, aproximadamente.

A diferencia de la laparoscopia, con la nefrectomía transvaginal y transumbilical se aprovechan el orificio vaginal y el ombligo, respectivamente, desde donde se extraen los riñones.  Dicha técnica ha conseguido evitar las cicatrices externas y mejorar la atención al paciente, con una disminución del dolor postoperatorio y una estancia hospitalaria de apenas 48 horas. Este hito ha sido posible gracias a un intensivo programa de investigación en cirugía experimental que desarrolla el Servicio de Urología del Hospital Clínic y que ha culminado con la citada publicación.

Con el desarrollo de este tipo de cirugía, el Clínic de Barcelona se consolida como centro de referencia en la exploración de nuevos espectros de actuación para seguir avanzando en el abordaje de la cirugía guiada por la imagen. En este sentido, el programa NOTES se presenta como una auténtica revolución, cuyo único objetivo es beneficiar al paciente con la reducción del tiempo de recuperación, con el menor dolor posible y la ausencia de secuelas externas.

Cataluña, a la cabeza en trasplantes de donante vivo

Para la OCATT esta nueva técnica quirúrgica viene a sumarse a los éxitos de esta Cataluña, pionera en Modelo Organizativo de trasplante desde 1984 y en todo tipo de trasplante de tejidos córnea (1926) y médula ósea (1970) y órganos sólidos: riñón y páncreas, 1965 y 1983 respectivamente en el Clínic; hígado y corazón en 1984 por los hospitales de Bellvitge y H. San Pau respectivamente, y de pulmón con éxito en 1990 en el Hospital Vall d’Hebron.

Cataluña, ya muy avanzada la década de 2000, hacía prácticamente el 100% de los trasplantes de donante vivo de todo el estado, y tenía como autores los equipos del Hospital Clínic y de la Fundación Puigvert. El plan estratégico de la OCATT aprobado por el CatSalut a partir de 2004 hasta la actualidad, fue realizado para conseguir aumentar la donación y disminuir las listas de espera, y priorizar para ello el trasplante de donante vivo y la donación a corazón parado. Esta estrategia junto a un control exhaustivo de la efectividad del proceso, ha facilitado en Cataluña aumentar los trasplantes renales y tener el mayor número del estado, y la tasa más elevada del mundo a pesar de la disminución del número de donantes cadáver.

Actualmente, el 54% de los trasplantes de donante vivo que se hacen al estado son hechos en Cataluña, el trasplante cruzado tiene como protagonistas donantes y receptores de Cataluña y, mientras que el 28% de los trasplantes renales que se hacen en Cataluña son de donante vivo, sólo son el 7% en el global del estado español.

Blog.hospitalclinic.org [en línea] Barcelona (España): blog.hospitalclinic.org, 8 de agosto de 2011 [ref. 4 de agosto de 2011] Disponible en Internet:

http://blog.hospitalclinic.org/es/2011/08/per-primera-vegada-al-mon-el-clinic-aplica-tecniques-de-minima-cicatriu-en-els-donants-de-ronyo-per-a-trasplantament-de-viu/?utm_source=hospitalclinic&utm_medium=web&utm_campaign=twitter_es

ARTÍCULO VALIDADO POR LA SRA. ALBA CALLS.



Descubren biomarcadores útiles para predecir el riesgo de metástasis cerebral en pacientes con cáncer de mama

4 08 2011

Un estudio coordinado por la investigadora del grupo de Claves Biológicas del fenotipo Invasivo y Metastático del Instituto de Investigaciones Biomédicas de Bellvitge (IDIBELL), Àngels Sierra, demuestra que la sobreexpresión de determinadas proteínas en el tumor primario predice el riesgo de desarrollar metástasis en pacientes con cáncer de mama. La investigación forma parte del Programa de Proyectos de Valorización de la Universidad de Barcelona-Santander gestionado por el Área de Valorización y Licencias de la Fundación Bosch i Gimpera. Los resultados se publican en el número de agosto de la revista The American Journal of Pathology.

Hasta ahora no se conocían predictores de metástasis cerebral, complicación que afecta a un 30% de pacientes con cáncer de mama que desarrollan metástasis. Estos biomarcadores permiten la predicción del riesgo tanto en pacientes con tumores ErbB2 positivos (amplificación del oncogén ErbB2) como en tumores triple negativo (receptor de estrógeno, receptor de progesterona y ErbB2 negativos). Su uso sería especialmente beneficioso para catalogar a dichos pacientes, los dos subgrupos más proclives a desarrollar metástasis cerebral y en los que la afectación del sistema nervioso central delimita drásticamente la supervivencia de las pacientes.

Biomarcadores de metástasis

El uso de los marcadores de metástasis cerebral contribuirá a un seguimiento y tratamiento personalizado de las pacientes. Por un lado, conocer la presencia del biomarcador ayudará a planificar exploraciones dirigidas al diagnóstico precoz; y, por otro lado, la sobreexpresión de estas proteínas puede indicar el uso de terapias, ya sea para prevenir o para tratar la metástasis cerebral, distintas a las que se aplican en este momento, algunas de ellas en proceso de desarrollo clínico.

El trabajo ha sido el resultado de aplicar la biología de sistemas a la sistematización de la información transcriptómica y proteómica, para generar redes de interacción proteína-proteína que definen el fenotipo característico de las células de cáncer de mama con habilidad para metastatizar en cerebro.

El estudio dirigido por la investigadora Àngels Sierra del laboratorio de Patogénesis de la Metástasis del grupo Claves Biológicas del fenotipo invasivo y metastático de IDIBELL ha sido posible gracias a la estrecha colaboración de profesionales clínicos y de investigación biomédica de tres países. Junto a los Investigadores de IDIBELL, han participado clínicos de la Unidad funcional de mama y Unidad  de Bioestadística y Bioinformatica de l’Institut Català de Oncologia del Hospital Duran i Reynals; Servicio de Neurocirugía, Servicio de Anatomía Patológica e Instituto de Neuropatología del Hospital Universitario de Bellvitge; Grupo de Bioinformàtica Estructural de la Universitat Pompeu Fabra; Departamento de Anatomía Patológica del Hospital Clínico/IDIBAPS y Red de Banco de tumores de Catalunya. Además han participado científicos franceses del Instituto Curie del Centre René Huguenin de St Cloud, y del Instituto Curie de Paris, y el Departamento de Patología del Academic Medical Center de Amsterdam.

El trabajo ha sido financiado por la Unión Europea, el Ministerio de Ciencia y Educación, el Instituto de Salud Carlos III y la Xarxa de Bancs de Tumors de Catalunya.

La validación de estos resultados en un amplio número de muestras clínicas (alrededor de 300) se está realizando gracias a la financiación del Programa de Proyectos de Valorización de la Universitat de Barcelona-Santander, gestionado por la Fundació Bosch i Gimpera (Centro de Transferencia de Conocimiento, Tecnología e Innovación de la Universitat de Barcelona), cuyos resultados se esperan obtener a principios de septiembre.

Referencia del artículo

Sanz-Pamplona R.*, Aragües R., Driouch K., Martín B.*, Oliva B., Gil M., Boluda S.*, Fernández P.*, Martínez A.*, Moreno V., Acebes J.*, Lidereau R., Reyal F., Van de Vijver M. And Sierra A.*. Expression of Endoplasmic Reticulum StressProteins Is a Candidate Marker of Brain Metastasis in both ErbB-2_ and ErbB-2_ Primary Breast Tumors. The American Journal of Pathology, Vol. 179, No. 2, August 2011

ARTÍCULO VALIDADO POR LA SRA. ALBA CALLS.



Dr MARTINEZ: Personalización de servicios de salud por las nubes

1 08 2011

Dr. José Angel Martínez Usero

Director de proyectos y relaciones internacionales, Technosite – Fundación ONCE

 

La tendencia tecnológica basada en Cloud Computing (Computación en la nube) abre nuevas posibilidades para el desarrollo y gestión de servicios de telemedicina/salud en línea personalizados y adaptados a todos los usuarios, independientemente de su contexto, necesidad, preferencia o capacidad.

En los últimos años se han desarrollado grandes avances tecnológicos en el ámbito de la telemedicina, sin embargo sigue persistiendo la barrera tecnológica. Los servicios se diseñan para un “paciente modelo” que no existe y que es difícil modelizar, puesto que cada usuario de servicios de salud es diferente. Por tanto, el gran tema pendiente de la telemedicina (además de la seguridad) consiste en la provisión de servicios adaptados a las necesidades, preferencias y capacidades del usuario final.

La personalización o adaptación de interfaces a cada individuo se ha explorado mucho y existen diferentes métodos (aplicaciones web, dispositivos móviles, tarjetas inteligentes), que ayudan a seleccionar el mejor interfaz para un determinado usuario. Por encima de todo ello, la irrupción de servicios basados en la nube (cloud-based services) puede suponer un gran avance y hacer realidad la personalización de servicios individuo a individuo, ahorrando grandes costes tanto para la administración como para los proveedores de tecnología.

Una tendencia de mercado a corto plazo

Pese a la inmadurez del mercado, la consultora IDC pronostica que en 2012 un 18% de las empresas españolas utilizará software como servicios (SaaS), una de las partes que conforman la oferta actual de la computación en la nube. Para esa fecha, el negocio del Cloud Computing en España podría mover en torno a los 1.870 millones de euros. Aunque los grandes proveedores (Amazon, Google, Microsoft, IBM, Salesforce y VMWare, entre otros) acaparan gran parte del mercado global y local, en España se está creando una industria local alrededor del cloud computing. Se destaca entre las ventajas de esta forma de consumir tecnología en la nube, el ahorro de costes porque las empresas no tienen que comprar hardware, licencias, sistemas operativos, etc. Las organizaciones simplemente se conectan a través de un navegador y la usan. Lo mismo tendrían que hacer los usuarios de servicios de salud. Por tanto, ya se han empezado a vislumbrar las posibilidades de ofrecer servicios y productos de salud personalizados, que se pueden distribuir a un gran número de clientes de forma simultánea, segura y eficiente.

Un gran público al que ofrecer servicios

A grandes rasgos, los usuarios finales de los potenciales productos y servicios de salud en línea basados en cloud computing pueden ser toda la población. Sin embargo, cabe destacar que aquellos usuarios que más se benefician de los servicios personalizados y accesibles son las personas con discapacidad y mayores. Por tanto, es importante destacar que ya no se ataca a un nicho de mercado (usuarios con un tipo de discapacidad) si no a amplias masas de población.

En datos numéricos, aquellos usuarios más beneficiados por los nuevos servicios serían:

  • En España, casi 4.1 millones de personas con alguna discapacidad y 7.5 millones de personas mayores de 65 años. Por tanto, unos 10 millones de personas y aproximadamente el 40% de la población, directa  o indirectamente.
  • En Europa, casi 44.6 millones de personas con alguna discapacidad en 2008 y para las personas de más de 65 años,  se proyecta un incremento de 84.6 millones en 2008 a 151.5 millones en 2060.

Por tanto, un mercado muy amplio y con mucha demanda de servicios individualizados.

Una estrategia europea

La oferta de servicios de salud innovadores, adaptables y personalizados a las necesidades y preferencias de todos los usuarios está directamente vinculada con la Estrategia Europea para Cloud Computing en el contexto de la Agenda Digital para Europa. La Agenda Digital[1] también fomenta diferentes acciones en materia de salud en línea (ehealth) con el objetivo de crear una atención sostenible y basada en las TIC para la vida independiente. Una de las acciones clave es proporcionar a los ciudadanos europeos un acceso online segura a sus datos médicos para 2015 y conseguir un despliegue generalizado de los servicios de telemedicina para 2020. Obviamente, parece que los servicios basados en la nube serán la base para los futuros servicios de telemedicina en 2020.

Un contexto nacional favorecedor

El contexto de la innovación en tecnología social en España es muy positivo, dado que se dan las condiciones para que el tejido empresarial, la administración pública y el entorno científico lideren el desarrollo de tecnología inclusiva en el ámbito europeo, por los siguientes motivos:

  • Existen leyes ambiciosas en lo social, que suponen un marco favorable para el desarrollo de tales tecnologías (Ley de Dependencia, Ley de igualdad de oportunidades, no discriminación y accesibilidad universal, etc.)
  • La sociedad y en particular el colectivo de personas con discapacidad y mayores está muy bien organizado, con organizaciones como FONCE, CERMI, CEAPAT, etc., o centros de referencia en accesibilidad (CENTAC, INTECO).
  • Existen instituciones de relevancia con fuerza para liderar la investigación, e incluso con plataformas tecnológicas como eVia.
  • La financiación para la I+D+i por parte de la Administración incluye objetivos dedicados a tecnología social/inclusiva.
  • AENOR lleva a cabo intensa actividad de normalización en TIC y accesibilidad. Además, recientemente ha creado el Subcomité 38 para la normalización sobre web services, SOA y cloud computing.

 Algunas experiencias piloto

La personalización de servicios basados en computación en la nube y teniendo en cuenta las necesidades, preferencias y capacidades de los usuarios finales ha sido liderada en el ámbito internacional por la iniciativa GPII[2] (Global Public Inclusive Infrastructure[j1] ), que es una alianza para asegurar que todos los ciudadanos, independientemente de su contexto o capacidades, pueden acceder a los servicios y el potencial de la sociedad del conocimiento.

La versión en Europa de GPII es denominada Cloud4all y se compone de una serie de proyectos e iniciativas de dimensión europea que contribuyen al desarrollo de la infraestructura global y el desarrollo de servicios personalizados que sirvan de guía para la industria y elemento motivador y dinamizador del mercado.

Entonces ¿es posible?

Teniendo en cuenta las tendencias tecnológicas, la evolución del mercado, las estrategias europeas y el contexto nacional parece obvio que en unos años tendremos servicios de telemedicina y salud en línea personalizados a través de la nube.

Pero en estos momentos, me surgen las siguientes dudas (entre otras…):

  • ¿estamos los pacientes preparados para este tipo de servicios?
  • ¿están los profesionales de la salud preparados para interactuar de formas diferentes con los pacientes?
  • ¿está la industria desarrolladora y proveedora de servicios de salud atenta a las nuevas innovaciones en los servicios basados en la nube?
  • ¿cómo será el nuevo panorama y el mercado de los servicios de salud en línea personalizados?
  • ¿estos  servicios serán más caros o más baratos que los tradicionales?