Training Karyotypes, app para aprender a analizar anomalías cromosómicas

6 04 2015

El Hospital Sant Joan de Déu crea la app Training Karyotypes, para aprender a analizar anomalías cromosómicas

 

El Hospital Sant Joan de Déu ha lanzado al mercado Training Karyotypes, la primera aplicación móvil del mundo que contiene cromosomas humanos y que permite a los estudiantes, licenciados, graduados en biología y en otras disciplinas afines a la genética y ciencias biomédicas confeccionar cariotipos (imagen ordenada de los cromosomas humanos).

El Hospital apuesta por la innovación en el mundo de la docencia con esta nueva iniciativa que se suma al Centro de Simulación Avanzada, creado en 2013, para ofrecer a los profesionales un espacio de robótica y simulación donde los profesionales pueden ensayar cómo hacer frente a las situaciones más críticas o menos habituales, y en la nueva web del Aula de Pediatría, impulsada recientemente, que ofrece cada año más de 130 cursos profesionales del ámbito de la salud.

 

Training Karyotypes es una herramienta que pretende facilitar el aprendizaje de la citogenética haciéndola accesible a los profesionales fuera del entorno de un laboratorio.

 

La aplicación propone 269 casos en los que el usuario tiene que ordenar los cromosomas para determinar si presentan alguna alteración o no la presentan, y aprender a escribir la fórmula cromosómica. La app ya está disponible para iPad y ya se puede descargar en App Store en dos versiones:

 

1- Versión libre. Ofrece 5 cariotipos y tres niveles de dificultad

2- Versión completa. Ofrece 269 cariotipos y tres niveles de dificultad. El precio es de 3,99 euros.

 

 

Hsjdbcn.org [en línea] Barcelona (ESP): hsjdbcn.org, 06 de abril de 2015 [ref. 13 de marzo de 2015] Disponible en Internet: http://www.hsjdbcn.org/portal/es/web/2149152853/ctnt/dD98/_/_/znsvvd/El-Hospital-Sant-Joan-de-Déu-crea-la-app-Training-Karyotypes-para-aprender-a-anal.html



Caracterización molecular de familias de cáncer de colon hereditario sin causa genética identificada

12 06 2014

Durante las últimas décadas, se ha realizado un gran esfuerzo para dilucidar las causas genéticas de los casos de cáncer colorrectal familiar. A pesar de eso, incluidos los últimos avances tecnológicos que han permitido estudiar el exoma o genoma completo de los miembros de familias afectadas, todavía no es posible explicar gran parte de la predisposición genética al cáncer colorrectal.

En el Programa de Cáncer Hereditario del ICO-IDIBELL la línea de trabajo que dirige la investigadora Laura Valle Velasco está dedicada al estudio molecular de familias de alto riesgo en las que aún se desconoce la causa genética de esta predisposición a desarrollar cáncer de colon y recto.

 

Con el fin de identificar nuevos genes de cáncer hereditario se ha secuenciado el exoma completo, es decir la parte codificante del genoma, de los miembros afectos de cáncer de una de estas familias. La familia estudiada mostraba un patrón de herencia aparentemente dominante, y los familiares con cáncer no habían desarrollado pólipos en el colon. De forma inesperada, se identificaron mutaciones en un gen ya conocido de predisposición al cáncer colorrectal y a poliposis colónica que sigue un patrón de herencia recesivo, el gen MUTYH.

En base a los resultados obtenidos en este estudio, se propone una reorientación del proceso de selección de familias para el estudio de MUTYH donde se contempla la presencia de un patrón de herencia dominante debido al riesgo que aportan las mutaciones en un solo alelo, la posibilidad de que no existan pólipos en el momento del diagnóstico, así como de que existan tumores con rasgos moleculares característicos de otros síndromes de cáncer colorrectal hereditario como es la inestabilidad de microsatélites.

Por otro lado, apoyando estudios previos, se propone el análisis de una mutación concreta [KRAS c.34G>T (p.G12C)], característica de los tumores asociados a MUTYH, como test de selección de familias elegibles para el estudio del gen en línea germinal.

Además de la implicación del Programa de Cáncer Hereditario este estudio ha contado con la colaboración de grupos de la Universidad de Frankfurt (Dr. Guido Plotz), de la Universidad de Oviedo (Dr. Xose S. Puente) y del Centro Nacional de Análisis Genómico (CNAG).

 

Otro estudio del equipo de Valle para caracterizar las familias con cáncer colorrectal hereditario sin causa genética conocida, ha realizado un estudio exhaustivo de los rasgos moleculares de los tumores desarrollados en el contexto del cáncer colorrectal hereditario no polipósico sin alteraciones en los genes de reparación del ADN, que causarían el síndrome de Lynch.

Para ello, se han estudiado las alteraciones genómicas, mutaciones en genes relevantes en cáncer de colon como son KRAS, BRAF, TP53 y PIK3CA, y el nivel de metilación global de islas CpG tanto en tumores hereditarios como esporádicos. Los resultados obtenidos indican que estos tumores hereditarios muestran perfiles genómicos muy similares a los perfiles de los tumores esporádicos, ambos sugerentes de una alta inestabilidad cromosómica y un bajo nivel de metilación de islas CpG.

Sin embargo, han identificado algunas características específicas, como la ganancia del cromosoma 2, la pérdida de 10q o una menor frecuencia de mutaciones en TP53, que podrían ser relevantes para el manejo clínico de estos pacientes o para la identificación de los defectos en línea germinal causantes de la agregación de cáncer en estas familias. Para este proyecto el Programa de Cáncer Hereditario ha contado con la colaboración de otros grupos del ICO-IDIBELL (Unidad de Biomarcadores y Susceptibilidad y Laboratorio de Investigación Translacional).

 

Referencias de los artículos

Nuria Seguí, Matilde Navarro, Marta Pineda, Nicole Köger, Fernando Bellido, Sara González, Olga Campos, Silvia Iglesias, Rafael Valdés-Mas, Adriana López-Doriga, Marta Gut, Ignacio Blanco, Conxi Lázaro, Gabriel Capellá, Xose S. Puente, *Guido Plotz, *Laura Valle. Exome sequencing identifies MUTYH mutations in a family with colorectal cancer and an atypical phenotype. Gut 2014 [Epub ahead of print]

 

Fernando Bellido, Marta Pineda, Rebeca Sanz-Pamplona, Matilde Navarro, Marga Nadal, Conxi Lázaro, Ignacio Blanco, Victor Moreno, Gabriel Capellá, Laura Valle. Comprehensive molecular characterisation of hereditary non-polyposis colorectal tumours with mismatch repair proficiency. European Journal of Cancer 2014 [Epub ahead of print]

 

 

 

Idibell.cat [en línea] Barcelona (ESP): idibell.cat, 12 de junio de 2014 [ref. 03 de junio de 2014] Disponible en Internet:

http://www.idibell.cat/modul/noticies/es/691/caracterizacion-molecular-de-familias-de-cancer-de-colon-hereditario-sin-causa-genetica-identificada



Scientists Create First Living Organism that Transmits Added Letters in DNA ‘Alphabet’

15 05 2014

Scientists at The Scripps Research Institute (TSRI) have engineered a bacterium whose genetic material includes an added pair of DNA “letters,” or bases, not found in nature. The cells of this unique bacterium can replicate the unnatural DNA bases more or less normally, for as long as the molecular building blocks are supplied.

 “Life on Earth in all its diversity is encoded by only two pairs of DNA bases, A-T and C-G, and what we’ve made is an organism that stably contains those two plus a third, unnatural pair of bases,” said TSRI Associate Professor Floyd E. Romesberg, who led the research team. “This shows that other solutions to storing information are possible and, of course, takes us closer to an expanded-DNA biology that will have many exciting applications—from new medicines to new kinds of nanotechnology.”

The report on the achievement appears May 7, 2014, in an advance online publication of the journal Nature.

 

Many Challenges

Romesberg and his laboratory have been working since the late 1990s to find pairs of molecules that could serve as new, functional DNA bases—and, in principle, could code for proteins and organisms that have never existed before.

The task hasn’t been a simple one. Any functional new pair of DNA bases would have to bind with an affinity comparable to that of the natural nucleoside base-pairs adenine–thymine and cytosine–guanine. Such new bases also would have to line up stably alongside the natural bases in a zipper-like stretch of DNA. They would be required to unzip and re-zip smoothly when worked on by natural polymerase enzymes during DNA replication and transcription into RNA. And somehow these nucleoside interlopers would have to avoid being attacked and removed by natural DNA-repair mechanisms.

Despite these challenges, by 2008 Romesberg and his colleagues had taken a big step towards this goal; in a study published that year, they identified sets of nucleoside molecules that can hook up across a double-strand of DNA almost as snugly as natural base pairs and showed that DNA containing these unnatural base pairs can replicate in the presence of the right enzymes. In a study that came out the following year, the researchers were able to find enzymes that transcribe this semi-synthetic DNA into RNA.

But this work was conducted in the simplified milieu of a test tube. “These unnatural base pairs have worked beautifully in vitro, but the big challenge has been to get them working in the much more complex environment of a living cell,” said Denis A. Malyshev, a member of the Romesberg laboratory who was lead author of the new report.

 

Microalgae Lead to Breakthrough

In the new study, the team synthesized a stretch of circular DNA known as a plasmid and inserted it into cells of the common bacterium E. coli. The plasmid DNA contained natural T-A and C-G base pairs along with the best-performing unnatural base pair Romesberg’s laboratory had discovered, two molecules known as d5SICS and dNaM. The goal was to get the E. coli cells to replicate this semi-synthetic DNA as normally as possible.

The greatest hurdle may be reassuring to those who fear the uncontrolled release of a new life form: the molecular building blocks for d5SICS and dNaM are not naturally in cells. Thus, to get the E. coli to replicate the DNA containing these unnatural bases, the researchers had to supply the molecular building blocks artificially, by adding them to the fluid solution outside the cell. Then, to get the building blocks, known as nucleoside triphosphates, into the cells, they had to find special triphosphate transporter molecules that would do the job.

The researchers eventually were able to find a triphosphate transporter, made by a species of microalgae, that was good enough at importing the unnatural triphosphates. “That was a big breakthrough for us—an enabling breakthrough,” said Malyshev.

Though the completion of the project took another year, no hurdles that large arose again. The team found, somewhat to their surprise, that the semi-synthetic plasmid replicated with reasonable speed and accuracy, did not greatly hamper the growth of the E. coli cells, and showed no sign of losing its unnatural base pairs to DNA repair mechanisms.

“When we stopped the flow of the unnatural triphosphate building blocks into the cells, the replacement of d5SICS–dNaM with natural base pairs was very nicely correlated with the cell replication itself—there didn’t seem to be other factors excising the unnatural base pairs from the DNA,” Malyshev said. “An important thing to note is that these two breakthroughs also provide control over the system. Our new bases can only get into the cell if we turn on the ‘base transporter’ protein. Without this transporter or when new bases are not provided, the cell will revert back to A, T, G, C, and the d5SICS and dNaM will disappear from the genome.”

The next step will be to demonstrate the in-cell transcription of the new, expanded-alphabet DNA into the RNA that feeds the protein-making machinery of cells. “In principle, we could encode new proteins made from new, unnatural amino acids—which would give us greater power than ever to tailor protein therapeutics and diagnostics and laboratory reagents to have desired functions,” Romesberg said. “Other applications, such as nanomaterials, are also possible.”

Other contributors to the paper, “A semi-synthetic organism with an expanded genetic alphabet,” were Kirandeep Dhami, Thomas Lavergne and Tingjian Chen of TSRI, and Nan Dai, Jeremy M. Foster and Ivan R. Corrêa Jr. of New England Biolabs, Inc. For more information, see http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature13314.html

The research was funded in part by the US National Institutes of Health (GM 060005).

 

 

Scripps.edu [en línea] La Jolla, CA (USA): scripps.edu, 15 de mayo de 2014 [ref. 07 de mayo de 2014] Disponible en Internet: http://www.scripps.edu/newsandviews/e_20140512/romesberg.html

 



Aplicaciones de la Matemática en la Medicina

5 09 2013

  El campo de aplicación de las matemáticas en la educación médica es muy amplio, así por ejemplo están la posología (cantidad y modo de uso de un medicamento), la farmacología (mecanismo de acción de un medicamento y concentraciones), la radiología (recuerda que las imágenes diagnosticas son susceptibles de ser medidas en dos y aun tres dimensiones), el laboratorio clínico (sus valores se expresan en números). Donde quieras encontraras las matemáticas, en el caso de calcular la fecha para un parto, allí tomaras la fecha de ultima regla, al día le sumaras 7 y al mes le sumaras 9, y siempre obtendrás 40 semanas de embarazo o lo que es lo mismo 280 días (40 sem. x 7 días). Los ejemplos son muchos.

 

Matemáticas tienen aplicación en todos los aspectos de la vida humana. En medicina se tiene que estar lidiando con dosis que tienen que ser calculados de acuerdo al peso, el tamaño de cada individuo. Si no se sabe lo mínimo de matemática, el paciente corre el riesgo de perder la vida por una sobre dosis accidental. Y eso todavía ocurre en la vida real.

 

 

IMPORTANCIA DE LAS MATEMÁTICAS EN LA MEDICINA

 

Para entender mejor la dinámica de la medicina, es conveniente tener en cuenta una perspectiva histórica. Recordemos que la concepción del mundo y el sistema de valores occidental hasta los siglos XVI y XVII, tenían como base las doctrinas griegas y la teología cristiana.

Durante el Renacimiento, para resolver los problemas en que se manifestaron grandes desastres de diverso tipo, como las enfermedades epidémicas, recurrieron a la «ciencia» para dar diferentes respuestas y soluciones a las ya tradicionales.

Dicha ciencia se basa en gran parte en las ideas y postulados del filósofo y matemático francés René Descartes (1596-1650) y del matemático y filósofo inglés Isaac Newton (1642-1727).

Descartes dio importancia al dualismo (cuerpo material y espíritu inmaterial) y al carácter mecánico de la naturaleza exterior, considerando al cuerpo humano como un organismo simple pero enormemente ingenioso.

Después Newton desarrolló una teoría del mundo; descubrió las leyes de la gravitación universal, leyes basadas en la geometría de Euclides, las ecuaciones del cálculo .

En este marco conceptual del espacio y del tiempo absoluto, se consideraron ciertas partículas dotadas de movimiento, como los átomos que obedecían matemáticamente a leyes físicas, de tal manera que se podía seguir y calcular los efectos de un fenómeno o cosa conocida. Tomando como base lo anterior, se comparó al mundo con un reloj, instrumento con el que se podían entender gran cantidad de fenómenos, por no decir todos.

El paradigma científico tenía una visión determinista y una capacidad predictiva. Esas ideas dieron lugar a que los científicos y técnicos calcularan, manipularan y controlaran el mundo observable de maneras no pensadas antes de la revolución cartesiana. Así surgieron (en los últimos cien años) en virtud del interés humano, grandes puentes, presas, aparatos de Rayos x, aviones y otros avances de la civilización.

Hoy día el concepto científico rechaza la «Filosofía del reloj», pues hay una concepción sistemática: el todo está dividido en elementos y éstos están interconectados, pero no necesariamente como una cadena de causas y efectos.

La geometría euclidiana, basada en evidencia y deducciones, que el hombre estudió y utilizó por cerca de dos milenios, queda fuera de época; cuando se aplica a la naturaleza, las matemáticas basadas en el cálculo y las ecuaciones diferenciales son únicamente aproximaciones al mundo real, perdiendo importancia cuando se trata de explicar el por qué de la composición de las proteínas, el tamaño de los árboles o la conducción en el sistema nervioso.

En la actualidad hay «nuevas» matemáticas, que tienen características cualitativas y cuantitativas que han dado lugar a la topología, a la teoría de los nudos, a la teoría del caos y a la geometría fractal, todas relacionadas con la complejidad de los sistemas lineales. Dichos términos, con nuevas connotaciones están dando lugar a una nueva revolución científica.

TOPOLOGÍA

La topología es una rama de las matemáticas, que se ocupa del perfil y de la forma de las entidades tridimensionales, desde las moléculas de las proteínas hasta las galaxias.

El DNA, enzimas, anticuerpos monoclonales, antígenos, aminoácidos y linfocitos, son unas cuantas de las proteínas del cuerpo, cuyas funciones están determinadas en gran parte por su perfil y forma.

La topología por lo tanto, tiene gran aplicación en la biología y en la medicina. Es una herramienta básica en la síntesis y desarrollo de una nueva generación de diagnósticos, medicamentos y vacunas.

TEORÍA DE LOS NUDOS

La teoría de los nudos, como su nombre lo implica, reduce a ecuaciones algebraicas, utilizadas en el estudio de las configuraciones del DNA, cualquiera de los infinitos tipos de nudos, incluyendo los gordianos. La teoría de los nudos ayuda a los biólogos a entender cómo el DNA empieza a elaborarse como cadena, a anudarse durante replicaciones y combinaciones y cómo funcionan las enzimas que dan lugar a esa actividad.

La principal observación ha sido que el DNA se anuda y desanuda; se encadena y desencadena a sí mismo; si estos cambios no ocurren adecuadamente las células mueren.

TEORÍA DEL CAOS

Los sistemas naturales de cualquier escala presentan con frecuencia comportamientos abruptos y complejos cuando están bajo la influencia de fuerzas poderosas de la naturaleza. Los ciclones, las tormentas y las cataratas son ejemplos claros; hay otros ejemplos en astrofísica, física plasmática y química; en las ciencias sociales se encuentran los motines; en la salud pública la aparición y propagación de las epidemias y en biología las arritmias cardíacas y las neoplasias. Ejemplos más inherentes al hombre en la vida cotidiana son las vibraciones violentas y los problemas que pueden presentarse al hacer cierta presión sobre el acelerador de un automóvil; otro ejemplo son las distorsiones causadas en el sonido debido al volumen excesivo en un aparato estereofónico. Estos son fenómenos no lineales o caóticos.

Así pues, la naturaleza está llena de ejemplos de conducta no lineal, lo cual es la regla, no la excepción. ¿Por qué las ciencias, incluyendo la medicina, han permanecido apegadas a los conceptos de linealidad y predictibilidad? Antes de contestar la pregunta, nos referiremos a la geometría fractal.

GEOMETRÍA FRACTAL

Un médico llamado Ary L. Goldberg, director adjunto del Laboratorio de arritmias del Hospital Beth Israel de Boston, afirmó en 1986, que la interdependencia en la medicina entre la fisiología, las matemáticas y la física será un sinequa non en pocos años.

Literalmente «Estamos en una nueva frontera, una nueva clase de fenómenos que se están manifestando. Cuando se observan bifurcaciones y cambios abruptos y caóticos en la conducta, se encuentra que pierden su importancia los modelos lineales convencionales». En 1986 en los libros de fisiología no aparece la palabra fractal, es hasta 1996 cuando todos los libros de fisiología la mencionan. El doctor Golberg se refería ya a la geometría fractal.

Si se desarrollan algunas reglas, y en paralelo a las mismas, se recurre a la simulación en computadoras y a imágenes gráficas, se pueden capturar las estructuras complejas de los fenómenos naturales.

Por ejemplo, para hacer la réplica de un árbol (no existente), o bien, de un conjunto de árboles, sería necesario recurrir a 2000 bytes de memoria y a reglas apropiadas. Así pues, tal como ocurre en la naturaleza, cada árbol en el imaginario conjunto sería diferente uno de otro.

Las aplicaciones reales y potenciales en medicina son obvias. El sistema nervioso central y periférico, el sistema cardiovascular, los riñones, los pulmones y otros órganos y tejidos, todos ellos son sistemas fractales.

Las computadoras de alta velocidad y las nuevas metodologías matemáticas como la topología, la teoría de los nudos, la teoría del caos o no linealidad, y la geometría fractal, son los medios y herramientas para considerar los fenómenos de otra manera.

Los conocimientos profundos y amplios acerca de los procesos vitales se están manifestando merced a los nuevos usos de las matemáticas.

Lamentablemente sólo un grupo reducido de teóricos de la ciencia, físicos, químicos, biólogos y un grupo aún menor de neurólogos, cardiólogos, oncólogos y genetistas, entienden y se interesan en el papel tan importante que las matemáticas tendrán en el futuro de la medicina.

Esta situación se debe en parte, a que existe un lenguaje ininteligible y abstracto que separa las ricas y fértiles matemáticas modernas del ordinario conocimiento humano.

Pero afortunadamente esta disciplina está siendo estudiada por investigadores médicos. Un artículo de NATURE, de noviembre de 1987, refiere la importancia de las matemáticas no lineales en la fisiología cardiaca.

La aplicación de las matemáticas no lineales para estudiar fenómenos complejos dinámicos en cardiología, contrasta con los métodos biofísicos utilizados para caracterizar las corrientes y los canales iónicos sobre la que descarga la actividad cardíaca. Fenómenos dinámicos semejantes se pueden describir en cualquier tejido excitable, sea cerebro, intestinos, corazón o útero, o aún en todos los medios químicos no vivientes que pueden propagar excitación.

En la conferencia celebrada en agosto de 1988, por la American Mathematical Society, se afirmó: «Los últimos avances en las ciencias matemáticas sugieren que habrá un importante aumento potencial en cuanto a avances fundamentales en las ciencias de la vida, que dependerán en gran parte, de modelos matemáticos y de la computación. Los biólogos estructuralistas se convertirán en ingenieros en genética, capturando la geometría de macromoléculas complejas a través de supercomputadoras y simulando interacciones de moléculas en la búsqueda de agentes con actividad biológica».

Recurriendo a los métodos computacionales los biólogos podrán presentar en una pantalla de computadora la geometría de un virus de resfriado común, un intrincado perfil poliédrico de belleza extraordinaria y de forma geométrica fascinante, que muestre una superficie con huellas moleculares que permitirá estudiar aspectos biológicos.

Los genetistas están realizando enormes esfuerzos para mapear la totalidad del genoma humano, sin embargo, en muchos laboratorios de fisiología se recurre a algoritmos contemporáneos aplicados a ecuaciones en la dinámica de fluidos, para determinar fenómenos como turbulencias en la sangre causados por válvulas cardíacas edematizadas o partículas de colesterol.

En la actualidad las matemáticas no se pueden concebir como números, materia y espacio, se han transformado en una ciencia de modelos y la aplicación derivada del ajuste entre ellos.

A semejanza de lo ocurrido en las ciencias físicas, las matemáticas comienzan a ser la fuente de aprendizaje y cambio en las ciencias biológicas y de la salud.

Los institutos nacionales de salud cuentan con recursos de computación dedicados a la biología molecular, así como laboratorios de biología matemática, basándose en aspectos biológicos y técnicos para diagnosticar el cáncer y hacer también el diagnóstico de otros padecimientos crónico degenerativos propios del desarrollo económico, liberando así a los enfermos de riesgos, tales como estados de choque por el uso de substancias de contraste, que desencadenan instantes después de su aplicación, fenómenos alérgicos y en ocasiones, en el peor de los casos, la muerte. Ejemplo de este tipo de riesgo son los angiocardiogramas en los enfermos estudiados con problemas coronarios (angina de pecho), entre otros, que pueden ser resueltos con la resonancia magnética.

Usando estos ejemplos, quise dar a conocer la importancia de las matemáticas en la teoría y práctica de la medicina:

Curan un cáncer de hígado mediante una terapia basada en una fórmula matemática.

Investigadores españoles han conseguido la curación de un paciente desahuciado con un cáncer de hígado y abrirán una línea de tratamiento “muy importante” si tras un ensayo con más pacientes se confirma su efectividad.

El profesor teórico físico Antonio Bru, artífice del trabajo en el que lleva doce años trabajando, dijo que los buenos resultados obtenidos con el paciente curado espera que se confirmen en un ensayo clínico posterior, que debe ser aprobado por las autoridades sanitarias.

Los resultados de la terapia, que se publicará este martes en la revista “Journal of Clinical Research”, se basan en la estimulación de la médula ósea para incrementar la producción de neutrófilos (uno de los cinco tipos de leucocitos de la sangre), mediante fármacos que ya se usan en el mercado, aunque para otra indicación.

La terapia se centra en la estimulación de la médula ósea para incrementar la producción de neutrófilos, mediante fármacos que ya se usan en el mercado.

La terapia se basa en una teoría matemática, Bru explicó que la terapia ha funcionado y que se basa en una teoría matemática, por lo que espera que se puedan obtener nuevos resultados, tras la comprobación de su eficacia en un ensayo más amplio que espera esté terminado en un par de años.

La investigación de Bru, profesor de Matemática Aplicada en la Universidad Complutense, se ha centrado en el estudio del crecimiento de los tumores sólidos y la búsqueda de una terapia para detener el tumor.

Tras ensayos matemáticos comprobados y su experimentación en animales se intentó en un paciente que se encontraba en fase terminal, al que los médicos daban menos de dos meses de vida y que, tras un tratamiento de algunos meses y sin apenas efectos secundarios, ha podido volver a su trabajo como profesor de instituto.

Además de Bru han participado en el ensayo Sonia Albertos, del Servicio de Aparato Digestivo del Hospital Clínico San Carlos, y Fernando García-Hoz, del servicio digestivo del Hospital Ramón y Cajal de Madrid.

García-Hoz declaró que el tratamiento se ha hecho en la Clínica de Valle de Madrid y que, aunque hay que ser prudente porque se trata de un solo caso, abre “un nuevo enfoque de investigación” que ahora hay que ver si se repite con un mayor número de pacientes.

 

MATEMÁTICAS EN LA NUTRICIÓN

La nutrición es   es el proceso biológico en el que los organismos asimilan los alimentos y los líquidos necesarios para el funcionamiento, el crecimiento y el mantenimiento de sus funciones vitales, por lo que un nutriólogo es la persona que estudia los requerimientos de alimentos que tiene una persona en el día y realiza un plan de alimentación.

Como todo en la nutrición son porciones, fracciones y porcentajes, las matemáticas son importantes, solo que a nivel básico, es decir, algebra y operaciones básicas.

Algunos ejemplos de situaciones en las que se aplica el cálculo matemático son muy variados, pero principalmente se utilizan en el cálculo de los requerimientos nutricionales diarios de una persona, tomando en cuenta su peso, su estatura y su actividad física, es decir, en este proceso se aplican las fracciones, los porcentajes y un poco de algebra.

Por otra parte también se pueden aplicar las matemáticas en las recomendaciones dietéticas para personas que desean bajar de peso, debido a que su consumo de calorías debe ser menor al utilizado diariamente, para que de esta manera se utilicen las reservas de grasa del cuerpo, de igual manera, es necesario conocer sus actividades diarias y por medio de tablas sumar las calorías totales del día, para diseñar un dieta, por lo que después se utilizan fracciones y porcentajes.

Un ejemplo importante donde todo se basa en las matemáticas es cuando se necesita el controlar la dieta de un atleta de alto rendimiento como un fisicoculturista, un practicante de fitness u otro deporte como triatlón, ciclismo, entre otros, pues cada uno necesita un consumo alto de proteínas para reparar el músculo, cierta cantidad de carbohidratos, la cual va a variar de acuerdo a la intensidad del deporte y sobre todo el consumo total de calorías diarias, pues en el caso del fisicoculturista es mucho mayor que el de una persona promedio.

 

 

Matematicanutricion.blogspot.com.es [en línea] El Agustino (PER): matematicanutricion.blogspot.com.es, 05 de septiembre de 2013 [ref. ? de ? de ?] Disponible en Internet: http://matematicanutricion.blogspot.com.es/p/aplicaciones-de-la-matematica-en-la.html



Francis Collins: Necesitamos mejores medicamentos, ahora

2 05 2013

Hoy día conocemos la causa molecular de 4000 enfermedades, pero los tratamientos están dispobibles sólo para 250. Así que, ¿por qué la demora? El médico y genetista Francis Collins explica por qué el descubrimiento sistemático de medicamentos es imperativo, incluso para enfermedades raras y complejas, y ofrece un par de soluciones, como enseñarle nuevos trucos a viejos medicamentos.

 

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Francis Collins: Geneticist, physician

In 2000 the world saw the first working draft of the human genome, and that’s in no small part thanks to Francis Collins. Under his directorship at the National Human Genome Research Institute, the Human Genome Project was finished, a complete mapping of all 20,500 genes in the human genome, with a high-quality, reference sequence published in April 2003.

In 2009 President Obama nominated Collins as the director of the National Institutes of Health, and later that year he was confirmed by the U.S. Senate. In March 2013, Collins helped Obama introduce the BRAIN Initiative, an ambitious, well-funded program to map the human brain. Read more about the BRAIN Initiative >>

Collins is also a self-described serious Christian and the author of several books on science and faith, including The Language of God: A Scientist Presents Evidence for Belief.

 

Link al vídeo con subtitulos en Español: click aquí

Ted.com [en línea] NY (USA): ted.com, 02 de mayo de 2013 [ref. marzo de 2013] Disponible en internet: http://www.ted.com/speakers/francis_collins.html



Come si diffonde la resistenza agli antibiotici

14 02 2013

“Una minaccia apocalittica”. Così Dame Sally Davies, consulente del Ministero della Salute britannico, ha definito il problema della resistenza dei batteri agli antibiotici in un discorso al Parlamento. Un problema, questo, sempre più diffuso negli ospedali di tutto il mondo causato dall’uso eccessivo di antibiotici e aggravato dalla capacità dei batteri di trasmettersi l’un l’altro i geni che li rendono insensibili ai farmaci usati. Di fronte ad un nemico così adattabile cosa si può fare? Una strategia potrebbe essere quella di impedire ai batteri di scambiarsi i geni con cui si difendono dagli antibiotici. In quest’ottica, uno studio pubblicato su Pnas da un gruppo di ricercatori americani ha identificato il meccanismo molecolare tramite cui la resistenza agli antibiotici viene passata da un batterio all’altro e ha dimostrato che bloccando questa via si può ridurre la capacità dei batteri di diventare resistenti ai farmaci.

 

Per i loro esperimenti gli scienziati dell’Università della North Carolina hanno usato alcuni ceppi di Staphylococcus aureus, resistenti all’antibiotico vancomicina, detti anche Vrsa (vancomycin-resistent S. aureus). Lo S. aureus è un comune batterio presente sulla cute, che può causare infezioni negli esseri umani, curate in genere con antibiotici quali le penicilline. Fanno parte di questa famiglia anche i famigerati Mrsa (S. aureus meticillino-resistente) divenuti una delle principali cause delle infezioni ospedaliere, finora trattate efficacemente solo con la vancomicina.

“Ci siamo concentrati sui Vrsa per cercare di capire come viene acquisita la resistenza alla vancomicina”, spiega Jonathan Edwards, primo autore dello studio: “perché in questo ceppo è stato isolato il primo elemento genetico che conferisce resistenza a questo antibiotico”. Si tratta di un frammento di Dna circolare, il plasmide pLW1043, che durante il processo di coniugazione - in cui due batteri vengono in contatto e si scambiano materiale genetico – viene trasferito da un microrganismo all’altro. Il plasmide pLW1043 contiene i geni necessari per la sopravvivenza in presenza di antibiotico e richiede l’azione di una proteina per potersi trasferire da un batterio all’altro: la Nes o nicking enzyme, che permette il processo di mobilizzazione, tagliando il Dna plasmidico nel batterio donatore e rilegandolo in quello ricevente a trasferimento avvenuto.

Usando dati di cristallografia e diffrazione ai raggi X, che permettono di determinare la struttura tridimensionale di una proteina, i ricercatori hanno identificato due regioni chiave per il funzionamento dell’enzima, che formano una zona in cui il plasmide contenente i geni per la resistenza viene modificato per essere trasferito. Se la struttura di questa regione cambia, o se ne impedisce il legame con il Dna, si blocca il trasferimento del plasmide da un batterio all’altro. Infatti, sulla base della struttura cristallina della Nes, gli scienziati hanno disegnato un polimero sintetico di poliamine in grado di legarsi specificamente al Dna plasmidico impedendo l’azione della Nes e hanno osservato una riduzione di circa il 90% dell’attività enzimatica.

“Questo risultato è davvero promettente – afferma Edwards – perché potrebbe portare in futuro allo sviluppo di nuovi metodi per bloccare la propagazione della resistenza agli antibiotici inibendo il trasferimento dei geni di resistenza da un batterio all’altro”.

Secondo gli esperti il problema della resistenza agli antibiotici è uno dei maggiori rischi per la salute umana, una vera e propria emergenza sanitaria globale. Le infezioni che non rispondono più ai trattamenti antibiotici finora usati, come la tubercolosi, la Mrsa e la gonorrea, sono in continuo aumento. E diventa sempre più lungo e costoso produrre nuovi antibiotici. Pertanto, secondo l’Oms, finché la ricerca non riuscirà a trovare una soluzione migliore, le uniche possibilità per arginare la diffusione dell’antibiotico-resistenza sono migliori condizioni igieniche e un uso più consapevole degli antibiotici.

 

Riferimenti: Pnas Doi:10.1073/pnas.1219701110

Credits immagine: estherase/Flickr

 

 

Galileonet.it [en línea] Roma (ITA): galileonet.it, 14 de febrero de 2013 [ref. 30 de enero de 2013] Disponible en Internet: http://www.galileonet.it/articles/5108dd03a5717a30680000c4



Desarrollado un nuevo método para diagnosticar cáncer de mama y ovario hereditario

21 01 2013

Se trata de un algoritmo propio de secuenciación masiva y análisis bioinformático que permite detectar de manera muy eficiente las mutaciones genéticas relacionadas con la enfermedad

Equipo de investigación de la Dra. Conxi Lázaro, responsable del estudio.

Equipo de investigación de la Dra. Conxi Lázaro, responsable del estudio.

 

Investigadores del Instituto Catalán de Oncología (ICO) en el Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge (IDIBELL) han desarrollado y validado un nuevo método para diagnosticar el síndrome de cáncer de mama y ovario hereditario basado en la secuenciación masiva de los genes BRCA1 y BRCA2. El modelo se basa en un análisis genético y bioinformático que se ha demostrado muy efectivo. El nuevo protocolo ha sido descrito en un artículo publicado en la revista European Journal of Human Genetics.

En los últimos años los nuevos avances en las técnicas de secuenciación han comportado el desarrollo de nuevas plataformas para la secuenciación de ácidos nucleicos, llamadas plataformas de secuenciación masiva o nueva generación de secuenciación. Estas mejoras tecnológicas han supuesto una revolución en la investigación biomédica, en el campo de la genética y la genómica. La aparición de secuenciadores de nueva generación y la posibilidad de combinar muestras de diferentes pacientes, utilizando identificadores ha permitido adaptar estas nuevas tecnologías en el campo del diagnóstico genético.

Mediante la utilización de una plataforma de secuenciación masiva de última generación, el equipo dirigido por la investigadora Conxi Lázaro, del Programa de Cáncer Hereditario del ICO y el IDIBELL, ha desarrollado un protocolo completo que permite secuenciar todas las regiones codificadoras y las regiones adyacentes de los genes BRCA1 y BRCA2, responsables del cáncer de mama y ovario hereditario.

 

Algoritmo de secuenciación masiva

“Esta aproximación ha permitido identificar todas las mutaciones puntuales y pequeñas deleciones e inserciones analizadas, incluso en regiones de elevada dificultad técnica, como son las regiones homopoliméricas”, explica la investigadora del ICO-IDIBELL. El protocolo desarrollado es un algoritmo propio de secuenciación masiva y análisis bioinformático propio que ha demostrado ser muy eficiente en la detección de todas las mutaciones existentes y para eliminar falsos positivos.

La validación de este algoritmo para diagnosticar el síndrome hereditario de cáncer de mama y ovario ha demostrado una sensibilidad y especificidad del 100% en las muestras analizadas, además de reducir costes y tiempos de obtención de los resultados.

Asimismo, el equipo de investigación liderado por Lázaro está aplicando el uso de esta aproximación por los genes responsables de cáncer colorrectal hereditario, como la poliposis familiar y el síndrome de Lynch.

Hasta un diez por ciento de los cánceres son hereditarios, lo que significa que se transmiten de padres a hijos mutaciones genéticas que predisponen a padecer diversos tipos de tumores. La identificación de estas mutaciones es muy importante para prevenir la aparición de tumores en las personas que tienen predisposición familiar.

El síndrome de cáncer de mama y ovario hereditario es uno de los tipos de cáncer hereditario que afecta a más personas. La enfermedad está causada por mutaciones en los genes BRCA1 y BRCA2. Estas mutaciones también están relacionadas con otros tipos de cánceres.

 

Referencia del artículo

Feliubadaló L, Lopez-Doriga A, Castellsagué E, del Valle J, Menéndez M, Tornero E, Montes E, Cuesta R, Gómez C, Campos O, Pineda M,  González S, Moreno V, Brunet J, Blanco I, Serra E, Capellá G, Lázaro C. Next-generation sequencing meets genetic diagnostics: development of a comprehensive workflow for the analysis of BRCA1 and BRCA2 genes. European Journal of Human Genetics. Dec 19. DOI: 10.1038/ejhg.2012.270. [Epub ahead of print].

 

idibell.cat [en línea] Barcelona (ESP): idibell.cat, 21 de enero de 2013 [ref. 16 de enero de 2013] Disponible en Internet: http://www.idibell.cat/modul/noticias/es/468/desarrollado-un-nuevo-metodo-para-diagnosticar-cancer-de-mama-y-ovario-hereditario



El epigenoma de los recién nacidos y de los centenarios es distinto

14 06 2012

Un estudio internacional coordinado por Manel Esteller comprueba cómo las marcas epigenéticas se van degradando a lo largo del tiempo

Dado que las lesiones epigenéticas son reversibles, se podrían llegar a desarrollar fármacos que aumenten el tiempo de vida

¿Qué ocurre en nuestras células tras cien años de vida? ¿En qué se diferencia a nivel molecular un recién nacido y un centenario? ¿Se trata de cambios graduales o súbitos? ¿Es posible revertir el proceso de envejecimiento? ¿Cuáles son las claves moleculares de la longevidad? Estas cuestiones centrales en biología, fisiología y medicina humana han sido foco de estudio de investigadores durante décadas.

Hoy, la revista internacional Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) publica una investigación de colaboración internacional dirigida por  Manel Esteller, director del programa de Epigenética y Biología del Cáncer del Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge (IDIBELL), profesor de genética de la Universidad de Barcelona e investigador ICREA, que proporciona una pista esencial en este campo: el epigenoma de los recién nacidos y de los centenarios es distinto.

Mientras que el genoma de todas las células del cuerpo humano, con independencia  de su aspecto y función, es idéntico, las señales químicas que lo regulan, conocidas como marcas epigenéticas, son específicas de cada tejido humano y de cada órgano. Es decir, que todos nuestros componentes tienen el mismo abecedario (genoma), pero la ortografía (epigenoma) es distinta en cada parte de nuestra anatomía. El resultado sorprendente del trabajo del grupo del Dr. Esteller es que incluso para un mismo tejido u órgano, el epigenoma varía en función de la edad de la persona.

Representación gráfica de los epigenomas identificados, cuyos círculos interno, medio y externo corresponden respectivamente al individuo de 103 años, al de edad intermedia y al recién nacido.

Representación gráfica de los epigenomas identificados, cuyos círculos interno, medio y externo corresponden respectivamente al individuo de 103 años, al de edad intermedia y al recién nacido.

En el estudio publicado en PNAS se han secuenciado totalmente los epigenomas de las células blancas de la sangre de un recién nacido, un individuo de edad intermedia y una persona de 103 años. Los resultados demuestran que el centenario presenta un epigenoma distorsionado que ha perdido muchos interruptores (grupo químico metilo), encargados de apagar la expresión de genes inapropiados y, en cambio, se apaga el interruptor de algunos genes protectores.

“Extendiendo los resultados a un grupo numeroso de neonatos, individuos situados en el punto medio y nonagenarios o centenarios nos damos cuenta de que se trata de un proceso progresivo en el que cada día que pasa el epigenoma se va torciendo”, afirma el investigador. Sin embargo, el doctor Esteller destaca que “las lesiones epigenéticas, a diferencia de las genéticas, son reversibles y, por tanto, la modificación de los patrones de la metilación del ADN por cambios dietéticos o por el uso de fármacos podría inducir un aumento del tiempo de vida”.

Quiénes somos

El Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge (IDIBELL) es un centro de investigación creado el año 2004. Está participado por el Hospital Universitario de Bellvitge del Instituto Catalán de la Salud, el Instituto Catalán de Oncología, y la Universidad de Barcelona. Se ubica en el Biopol’H de L’Hospitalet de Llobregat y es miembro del Campus de Excelencia Internacional de la Universidad de Barcelona HUBc.

Referencia del artículo:

Heyn H, Li N, Ferreira HJ, Moran S, Pisano DG, Gomez A, Diez J, Sanchez-Mut JV, Setien F, Carmona FJ, Pucaf AA Sayols S, Pujana MA, Serra-Musach J, Iglesias-Plata I, Formiga F, Fernandez AF, Fraga MF, Heath S, Valencia A, Gut IG, Wang J, Esteller M. The Distinct DNA Methylomes of Newborns and Centenarians. Proc Natl Acad Sci USA, DOI10.1073, 2012.

Idibell.cat [en línea] Barcelona (ESP): idibell.cat, 14 de junio de 2012 [ref. 11 de junio de 2012] Disponible en Internet: http://www.idibell.cat/modul/noticias/es/378/el-epigenoma-de-los-recien-nacidos-y-de-los-centenarios-es-distinto



Novartis lanza la Enciclopedia de Líneas Celulares Cancerosas (CCLE, por sus siglas en inglés) para clasificar las líneas celulares cancerígenas del mundo

12 04 2012

La colaboración con el Instituto Broad ha dado lugar a una enciclopedia integral con la información genética y molecular de cerca de 1.000 líneas celulares del cáncer. 

La enciclopedia, disponible para el público, podría mejorar el diseño de los estudios sobre cáncer y permitir el avance en su investigación.

Los datos de la enciclopedia podrían ayudar a los investigadores a identificar a los pacientes que podrían obtener el mayor beneficio de un fármaco concreto. 

 

Novartis y el Instituto Broad han desarrollado una enciclopedia de líneas celulares cancerígenas que clasifica los perfiles genéticos y moleculares de cerca de 1.000 líneas celulares del cáncer en humanos utilizadas en la investigación y el desarrollo de fármacos. Los resultados de la colaboración, publicados en la revista Nature y divulgados por adelantado en internet [1], podrían permitir a los científicos de todo el mundo el uso de esta información para mejorar el diseño de los estudios clínicos contra el cáncer y avanzar en su investigación.

“El cáncer es una enfermedad genética. Las líneas celulares reflejan las alteraciones genéticas que originan los cánceres. Explorar las líneas celulares con medicamentos dirigidos a vías específicas, tal y como se ha realizado para la Enciclopedia de Líneas Celulares del Cáncer, proporciona una poderosa herramienta para el diseño del tratamiento del cáncer,” según afirmó Mark Fishman, Presidente de los Institutos de Novartis para la Investigación Biomédica (NIBR, por sus siglas en inglés). “Ponemos esta información a disposición del público yesperamos que muchos investigadores y otras personas del sector utilicen estos datos para descubrir nuevas dianas para los fármacos, con el fin de evaluar las actuales terapias y facilitar el tratamiento de estos pacientes con cáncer.”

Los datos de perfiles genéticos y moleculares de las líneas celulares están disponibles gratuitamente para la comunidad científica en la página web del Instituto Broad .

Los investigadores utilizan las líneas celulares para arrojar luz sobre cómo los pacientes podrían utilizar mejor los fármacos nuevos o los ya existentes. “Sin acceso a un conjunto de datos moleculares sistemáticamente recopilados, los investigadores no pueden relacionar los experimentos de las líneas celulares con los tumores de los pacientes cuando estén disponibles nuevos medicamentos,” afirmó William Sellers, Director Global de Oncología, NIBR. “La Enciclopedia de Líneas Celulares cancerígenas proporcionará a los científicos la posibilidad de construir modelos predictivos con los tipos de pacientes que responderán a un tipo concreto de fármacos.

Las líneas celulares fueron adquiridas a distribuidores comerciales de los EE.UU, Europa, Japón y Corea y representan la gran variedad del cáncer como enfermedad, ya que incluyen diversos subtipos de formas de cáncer tanto comunes como poco frecuentes. Según los principales autores e investigadores del NIBR, Jordi Barretina y Giordano Caponigro, cada línea celular se caracterizó genéticamente mediante una serie de análisis de gran rendimiento en el Instituto Broad, incluyendo los patrones de expresión de ARN globales, los cambios en el número de copias del ADN, así como variaciones en la secuencia del ADN en cerca de 1.600 genes asociados al cáncer, y perfiles farmacológicos de diversos fármacos en cerca de la mitad de las líneas celulares. Se desarrollaron algoritmos para predecir las respuestas a los fármacos en base a la composición genética y molecular de las células cancerígenas.

Emparejar esta información con formas de genotipar rápidamente las muestras de tumores de los pacientes representa el siguiente paso en el esfuerzo por permitir la personalización del tratamiento contra el cáncer. Algunos importantes hospitales investigadores ya realizan un perfil genético rutinario de los tumores de los pacientes con cáncer y es probable que muchos más les sigan, según apuntan los investigadores.

Este comunicado contiene ciertas informaciones anticipadas sobre el futuro, concernientes al negocio de la Compañía. Hay factores que podrían modificar los resultados actuales.

Pmfarma.com.mx [en línea] Barcelona (ESP): pmfarma.com.mx, 12 de abril de 2012 [ref. 02 de abril de 2012] Disponible en http://www.pmfarma.com.mx/noticias/6598-novartis-lanza-la-enciclopedia-de-lineas-celulares-cancerosas-ccle-por-sus-siglas-en-ingles-para-clasificar-las-lineas-celulares-cancerig.html



Allan Jones: Un mapa del cerebro

10 11 2011

¿Cómo podemos comenzar a entender la forma en que funciona el cerebro? De la misma manera que comenzamos a entender una ciudad: haciendo un mapa. En esta presentación, visualmente impresionante, Allan Jones muestra cómo su equipo mapea los genes que se activan en cada pequeña región del cerebro.

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El Allen Institute for Brain Science – con sede en Seattle, impulsado por el co-fundador de Microsoft Paul Allen- tiene la misión de impulsar descubrimientos sobre el cerebro humano mediante la construcción de herramientas que toda la comunidad científica pueda utilizar. Uno de los primeros proyectos de Allan Jones consistió en impulsar una campaña para crear un atlas completo del cerebro de un ratón. En abril de 2011, el Instituto Allen anunció el primer hito en su atlas online interactivo del cerebro humano: mostrar  la actividad de los más de 20.000 genes humanos que contiene. Se basa en una combinación de 15 cerebros, ya que cada cerebro humano es único.

Piense en el cerebro humano Atlas Allen como un puente de alta tecnología entre la anatomía del cerebro y la genética. Con el uso de este atlas, los científicos serán capaces de determinar en qué parte del cerebro los genes que codifican proteínas específicas están activos, incluyendo las proteínas que se ven afectadas por la medicación. O los investigadores podrían acercarse a las estructuras del cerebro que se creen alteradas en los trastornos mentales como la esquizofrenia para encontrar su huella molecular. El atlas puede proporcionar pistas sobre la memoria, la atención, la coordinación motora, el hambre, y tal vez las emociones como la felicidad o la ansiedad.

Ted.com [en línea] New York (USA): ted.com, 10 de noviembre de 2011 [ref. noviembre de 2011] Disponible en Internet:

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