La Listeria monocytogenes és un bacteri que es desenvolupa intracel·lularment i és causant de la listeriosi. És un dels agents infecciosos més violents en infeccions alimentàries, amb una taxa de mortalitat d'entre un 20 i un 30%.
Per a poder identificar el bacteri, s'utilitza un mitjà selectiu: Agar bilis esculina. La prova consisteix a determinar la capacitat que té el bacteri d'hidrolitzar l'esculina a esculetina i la glucosa en presència de sals biliars. L'esculetina generada reacciona amb els ions de ferro que conté el clorur fèrric en el mitjà i genera una coloració negra, sent aquesta positiva.
Cultiu en Agar bilis esculina de Listeria monocytogenes
La listeriosi és una malaltia relativament poc comuna en humans, no hi ha estudis controlats que afirmin el millor tractament antibiòtic. Actualment, es considera que una de les millors opcions per a tractar-la és la combinació de gentamicina amb penicil·lines (ampicil·lina). En aquest tipus de malalties és de gran importància l'ús de dosis altes i la durada adequada del tractament. Pel contrari, la Listeria monocytogenes és resistent a les penicil·lines naturals, penicil·lines resistents a β-lactamasa i a totes les cefalosporines.
Títol original: Listeria: el patógeno que trae de cabeza a la industria alimentaria
En las últimas semanas, se han producido dos brotes de listeriosis en Dinamarca e Italia que suman hasta el momento casi 100 personas afectadas y cuatro fallecidas. En España no se han notificado casos, pero las alertas alimentarias asociadas a esta temida bacteria no dejan de sucederse.
En el pasado, la Listeria monocytogenes era una bacteria desconocida por buena parte de la población, pero desde el año 2019 es tristemente famosa en España debido al grave brote de listeriosis asociado al consumo de carne mechada contaminada, que afectó al menos a 254 personas y provocó cuatro fallecimientos y seis abortos.
Desde entonces miramos con más atención las noticias relacionadas con alertas alimentarias, especialmente si está implicada esta bacteria. Y parece que no dejan de sucederse. En los últimos dos meses se han notificado en el sistema europeo de alertas alimentarias (RASFF) 27 alertas por presencia de Listeria en alimentos comercializados en diferentes países.
Dos de ellas destacan especialmente: la primera, asociada al consumo de pasteles de pescado elaborados en Dinamarca, ha causado un brote de listeriosis en ese país que suma hasta el momento siete personas afectadas y una fallecida; mientras que la segunda alerta, asociada al consumo de unas populares salchichas tipo Frankfurt elaboradas en Italia, ha afectado en ese país a 90 personas, causando tres muertes.
En España también se han registrado alertas relacionadas con Listeria en los últimos dos meses: una debida precisamente a esas salchichas procedentes de Italia y otras dos asociadas a productos de elaboración nacional (morcilla y cabeza de cerdo loncheada). Todos ellos han sido retirados del mercado y no se han notificado casos de listeriosis asociados a su consumo.
Cap de porc amb Listeria monocytogenes
Podría parecer que asistimos a una situación anómala, con más alertas alimentarias de lo habitual. Para algunas personas, esto se explicaría por la crisis económica, que habría llevado a algunas empresas a relajar los controles y los sistemas de seguridad alimentaria para ahorrar costes.
Pero si atendemos a los datos, no parece que esto sea generalizado ni que la situación haya cambiado significativamente en los últimos meses. Por ejemplo, si nos fijamos en los registros del sistema RASFF, en el último año se han notificado en Europa 129 alertas por presencia de Listeria en alimentos, una cifra muy similar a la del año anterior, cuando se notificaron 131 alertas por esta causa.
La incidencia de listeriosis tampoco ha experimentado cambios estadísticamente significativos en el periodo 2016-2020. Cada año se registran unos 2.400 casos en la Unión Europea (en torno a 0,50 casos por cada 100.000 habitantes), con la salvedad del año 2020, cuando la cifra fue un poco menor, debido muy probablemente al confinamiento motivado por la pandemia de covid.
Si hacemos comparaciones con las principales enfermedades de transmisión alimentaria, veremos que la incidencia de listeriosis es relativamente baja. Por ejemplo, durante 2020, se registraron 1.876 casos de listeriosis, frente a 52.702 de salmonelosis y 120.946 de campilobacteriosis, lo que sitúa esa enfermedad en el quinto puesto entre las zoonosis de transmisión alimentaria. Teniendo en cuenta todo esto cabe preguntarse por qué es la que más preocupa.
A pesar de que en los últimos cuatro o cinco años la incidencia de listeriosis no ha variado de forma significativa, si consideramos un periodo de tiempo más largo, veremos que sí sigue una tendencia al alza, hasta el punto que se considera un problema emergente de salud pública. Esto, sumado a la preocupación social existente en nuestro país, puede hacernos pensar que los controles alimentarios son cada vez peores. Pero ocurre justo lo contrario.
Si ahora hay más problemas asociados a Listeria que décadas atrás es, en parte, porque se analiza y diagnostica más y mejor que antes. A eso hay que sumar que cada vez disponemos de una mayor cantidad de alimentos listos para consumir, que son los que entrañan más riesgos. Aunque el principal motivo que explica esta situación es el envejecimiento de la población, dado que las personas mayores son especialmente vulnerables a la enfermedad.
La listeriosis preocupa además porque se trata de la enfermedad de transmisión alimentaria con mayor tasa de hospitalización y mortalidad. De las casi 1.900 personas afectadas por listeriosis en el año 2020, un 43% requirió hospitalización (780 personas) y en torno a una de cada ocho personas falleció, lo que supone una tasa de mortalidad del 13%. Además, esta tasa puede ser aún mayor, como ocurrió en el año 2019, cuando alcanzó el 17,6% en la Unión Europea, es decir, fallecieron casi 18 de cada 100 personas afectadas.
Hay que aclarar que la listeriosis puede tener diferentes efectos en la salud, dependiendo de factores como la carga bacteriana en el alimento contaminado, la cepa y la susceptibilidad de la persona afectada. Así, en grupos de riesgo, como personas inmunodeprimidas, personas mayores (especialmente si superan los 84 años), mujeres embarazadas y niños de corta edad, puede llegar a ser muy grave, causando trastornos como septicemia, meningitis, neumonía, endocarditis, graves lesiones en el feto o abortos.
Sin embargo, en personas sanas produce generalmente una gastroenteritis leve, con síntomas parecidos a los de una gripe: diarrea, dolor de cabeza, dolores musculares y fiebre (incluso puede que ni siquiera se presenten síntomas, como ocurre en un 10% de las personas que contraen la bacteria). En estos casos ni siquiera se suele acudir al médico, así que se trata de una enfermedad infradiagnosticada.
Por otra parte, el periodo de incubación de la enfermedad puede variar, según la cepa, y llegar a ser muy largo: generalmente es de una a dos semanas, pero puede ser menor o incluso llegar a ser de hasta 90 días. Esto puede complicar enormemente la investigación epidemiológica a la hora de buscar el origen de un brote, lo que explica que se pueda prolongar durante largo tiempo.
Para hacernos una idea, el mayor brote registrado hasta la fecha se produjo en Sudáfrica a lo largo de más de un año (entre enero de 2017 y junio de 2018), dado que los investigadores no eran capaces de averiguar el origen. Resultó ser un producto cárnico cocido similar a la mortadela (salchichas de Bolonia), que acabó afectando a 1.060 personas y causando 216 muertes (una tasa de mortalidad del 20%). En la actualidad se investiga un brote en Escocia que comenzó en octubre de 2020 y cuyo origen aún se desconoce (se sospecha de salmón ahumado). Ha afectado hasta el momento a 14 personas y ha causado tres muertes.
Vídeo relacionat amb la notícia: Listeria monocytogenes: Un riesgo para la industria alimentaria (ainiatecnologia)
Malaltia neuromuscular (ENM) és un terme ampli que inclou diverses malalties i malalties que alteren el funcionament muscular, ja sigui directament mitjançant una patologia muscular intrínsecao indirectament mitjançant una patologia nerviosa.
Les malalties musculars o miopaties son una alteració en la capacitat de generar una contracció muscular eficient. Encara que l'ordre motora es genera en el cervell, l'última baula és el propi múscul. Aquesta ordre motora discorre per les neurones, després pels nervis, interacciona amb el múscul mitjançant l'anomenada placa motora i, finalment, el múscul és qui executa la contracció muscular.
Alguns pacients amb ENM pateixen un deteriorament muscular progressiu que provoca: pèrdua de mobilitat, necessitat de fer servir una cadira de rodes, problemes de deglució, debilitament dels músculs respiratoris i/o mort per insuficiència respiratòria.
Científics i pacients es reuneixen a l’IBEC (Institut de Bioingenieria de Catalunya) per buscar noves estratègies de tractament per a aquestes patologies minoritàries.
Il·lustració que recrea la degradació de les neurones GETTY
Títol original: Cónclave científico para luchar contra las enfermedades neuromusculares.
Si les comptem bé, que tampoc és gens fàcil, ben aviat arribarem a la xifra de 150 malalties neuromusculars. Són aquelles en què la connexió entre el sistema nerviós i la musculatura està malmesa. De vegades, perquè la neurona motora té alguna deficiència. Altres cops, la deficiència és a la fibra muscular. Ocasionalment, és la pròpia connexió la que falla. Al cap i a la fi, el resultat acostuma a ser el mateix. Els músculs, siguin quins siguin, deixen de contraure’s quan toca i amb el temps s’atrofien. En conjunt formen part d’aquella mena de calaix de sastre que coneixem amb el nom de malalties minoritàries, un extensíssim catàleg en què podem trobar de 5.000 a 8.000 patologies, segons la font.
Les malalties neuromusculars conegudes poden presentar-se a qualsevol edat, per bé que abunden les de caràcter pediàtric, són progressives i degeneratives i acostumen a tenir algun gen mutat com a origen. Majoritàriament un i prou. El problema és trobar-lo, definir correctament la malaltia que causa i trobar-hi una solució. La jornada sobre bioenginyeria per a les malalties neuromusculars celebrada aquesta setmana a Barcelona i organitzada per l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC) ha evidenciat l’enorme manca de coneixement que hi ha encara en aquest camp i el nou abordatge que se n'està fent. La recerca amb organoides, òrgans en un xip i teràpia gènica marca la pauta a tot el món, també a Catalunya.
Malalties genètiques poc conegudes.
El cas és que es tracta d’un gran conjunt de malalties que en general són desconegudes per a la ciència i, malauradament, també per a la medicina. Tot i que la literatura científica tendeix a créixer, de moltes d’elles se’n sap poca cosa més que la clínica que presenten, la simptomatologia més habitual i la resposta a tractaments pal·liatius. Malgrat tot, assenyala Juanma Fernández, investigador postdoctoral a l’IBEC i organitzador de la jornada, el panorama no és tan devastador avui com fa tot just una dècada. “Hem guanyat temps a les malalties”, diu. La millora en els tractaments i les cures, a més de millors teràpies pal·liatives, ha permès allargar la supervivència gairebé de manera generalitzada, sobretot en les malalties pediàtriques. “La supervivència en malalts condemnats a no passar dels vint anys d’edat avui arriba als trenta”. Pot semblar poc, admet, però és “un gran pas”. I més quan parlem de distròfies musculars com la de Duchenne, miopaties, paràlisis musculars, malalties musculars inflamatòries, metabòliques o neuropaties. L’esclerosi lateral amiotròfica (ELA) també s’inclou en aquest grup.
En la major part d’elles l’origen és genètic. És habitual que la mutació d’un únic gen desencadeni la malaltia i no és estrany que sigui hereditària. Per aquesta raó els experts insisteixen amb eines com la mutagènesi profunda per trobar patrons d’expressió gènica i arribar així a un diagnòstic precoç. En el cas de l’ELA, per exemple, cada vegada és més freqüent la seqüenciació del genoma per trobar gens implicats en la malaltia. Però com explicava Marta Badia, també de l’IBEC, la seqüència ens pot donar “moltes variants” amb “resultats incerts”. Un cas paradigmàtic és el gen TDP43, al qual s’atribueix el 90% de les agregacions de proteïnes en l’ELA, però que en canvi només presenta mutacions en un 4% dels casos.
Davant discrepàncies com aquesta, Fernández insisteix en la necessitat d’establir correctament la patogènesi molecular de cada una de les malalties, i això vol dir dissenyar més i millors models d’estudi. “Els animals de laboratori, encara útils, són insuficients per estudiar les malalties neuromusculars”, diu l’expert. Els organoides, raona, són ja una “alternativa viable”, de la mateixa manera que els òrgans en un xip, una tecnologia que està guanyant presència en laboratoris de tot el món. “A partir d’una cèl·lula de pacient cultivada in vitro podem reproduir una estructura d’un teixit” on provar fàrmacs de manera ràpida i eficient, per exemple.
Mutació majorment hereditària en el gen.
Un model per a la distròfia de Duchenne.
En la distròfia de Duchenne, Fernández “dissenya” estructures d’aquest tipus. A partir del concepte de microfluídica, que ve a ser la disposició de canonades de mida microscòpica en una superfície determinada, es fan “créixer” fibres musculars amb una orientació determinada per aconseguir que es contreguin. Per aquestes canonades hi corre el mateix líquid que s’utilitza com a medi de cultiu. “Així accelerem la recerca”.
El gran objectiu d’aquest model d’estudi és integrar en un mateix sistema diferents tipus cel·lulars, com més millor. El resultat final vindria a ser el que els experts anomenen “humà en un xip”, una mena de representació dels diferents teixits i òrgans del nostre organisme. Seria una fórmula “ideal” per avaluar l’impacte d’un fàrmac no només sobre un tipus cel·lular concret, sinó sobre tot l’organisme.
L’objectiu és compartit amb els organoides, models a escala dels òrgans generats a partir de cèl·lules mare. Hi ha projectes per interconnectar-los en un únic sistema, de manera que la seva funció es complementaria amb la dels òrgans en un xip.
El que es busca en tots els casos és reproduir les malalties i veure com hi impacten els fàrmacs. Això, mentre la substitució d’un o més gens al cos no acabi de consolidar-se. Amb la teràpia gènica, la gran promesa pendent de la biomedicina moderna, passa allò que arregles una cosa i n’espatlles una altra. Per exemple, substitueixes un gen mutat per la seva versió sana i et pots trobar que s’activa el sistema immunitari per culpa del medi utilitzat per introduir-lo a la cèl·lula. Això sí, bescanviar gens “dolents” per “bons” seria “la millor opció” si mai s’arriba a fer realitat.
Vídeo relacionat amb la noticia: Distrofia Muscular De Duchenne (Parent Project Muscular Dystrophy).
El càncer n'és una malaltia molt freqüent avui en dia, que provoca mutacions en el nostre cos.
Un estudi liderat pels investigadors ICREA el doctor Fran Supek, de l'Institucio de Recerca Biomèdica, i el doctor Ben Lehner, del centre de Regulació Genòmica, ha relevat trets genètics hereditaris que sí que predisposen als individus a l'aparició de determinats tipus de mutacions en els seus teixits.
Troben així 42 gens hereditaris que augmenten la possibilitat de patir un càncer.
Aquestes mutacions són conseqüència d'un gran nombre de factors, com per exemple l'edat i el tabaquisme. Constitueixen la principal causa de càncer i també intervenen en altres malalties.
Gens hereditaris que augmenten la probabilitat de càncer
Títol original: Hallan 42 genes hereditarios que aumentan la probabilidad de padecer cáncer.
Un estudio llevado a cabo con más de 11.000 pacientes de cáncer ha revelado la existencia de 42 genes hereditarios que aumentan las posibilidades de desarrollar la enfermedad. El estudio, fruto de la colaboración del Institut de Recerca Biomédica (IRB de Barcelona) Barcelona) y el Centro de Regulación Genómica (CRG), ha sido publicado este martes en la revista 'Nature Communications' y aspira a conducir a la creación de nuevas estrategias de prevención y detección precoz de cáncer.
Las denominadas 'mutaciones somáticas' se producen en cualquier tipo de célula del cuerpo excepto en las germinativas (espermatozoides y óvulos), por lo que no son transmitidas a las generaciones siguientes. En un individuo, estas alteraciones suelen desarrollarse en varios de sus tejidos y órganos, pueden ser consecuencia de un gran número de factores, como la edad o el tabaquismo y constituyen la principal causa de cáncer y de otro tipo de enfermedades.
El estudio liderado por los doctores Fran Supek (IRB) y Ben Lehner (CRG) ha revelado los rasgos genéticos hereditarios que predisponen a la aparición de determinadas mutaciones en sus tejidos. Las personas con un mayor número de estas anomalías en un órgano son más propensas a acumular mutaciones en genes cancerígenos esenciales que pueden aumentar el riesgo de formación de tumores.
En estudios anteriores, los investigadores descubrieron los mecanismos hereditarios que predisponen a los individuos al cáncer, a pesar de que muchos tumores no tienen una explicación genética clara. Ahora, en este estudio, se ha comprobado si los diferentes cambios en el ADN observados en los tumores estaban asociados a variantes heredadas en muchos genes diferentes.
«Desarrollamos una metodología que nos ha permitido identificar 42 genes que están relacionados con 15 mecanismos celulares diferentes y que afectan al riesgo de distintos tipos de mutaciones somáticas. Esto podría ayudar a identificar los riesgos de predisposición al cáncer», explica el Doctor Mischan Vali Pour, que dirigió el estudio mientras era estudiante de doctorado en los laboratorios del Doctor Lehner y del Doctor Supek.
El hallazgo de estos genes es un hito en el campo de la biomedicina y se espera que futuros trabajos basados en este estudio puedan contribuir a evaluar el riesgo hereditario de que un paciente desarrolle un tipo específico de cáncer y, por tanto, personalizar su programa de prevención o detectar la enfermedad en sus primeras fases.
L'estudi del càncer és una de les màximes preocupacions en investigació a escala mundial. Una nova tècnica d'immunoteràpia anomenada CAR-T permet modificar les nostres cèl·lules immunitàries (limfòcits T) per a reconèixer cèl·lules tumorals. D'aquesta forma, es poden injectar al pacient els seus propis limfòcits modificats per a identificar i atacar més eficientment aquestes cèl·lules, que es multipliquen descontroladament causant el càncer.
La setmana passada, es van publicar a la revista Sciencedos estudis que pretenen solucionar les moltes limitacions que encara presenta la tècnica CAR-T. El primer estudi investiga la manera de regular l'activitat dels limfòcits T, mitjançant 'interruptors' que s'activarien fàcilment des de l'exterior amb la ingesta de fàrmacs. Això permetria 'encendre' o 'apagar' les cèl·lules immunitàries segons convingui.
La segona investigació està relacionada amb dirigir més precisament l'atac de les cèl·lules immunitàries, reduint els danys col·laterals per una part, i d'altra banda afinant el moment de l'atac a les cèl·lules canceroses. Gràcies a aquest estudi s'obre camí per al tractament d'altres tipus de tumors (com el de pàncrees) que no es podien tractar prèviament amb CAR-T.
Limfòcits T (en vermell) ataquen unes cèl·lules canceroses (en blanc)
Títol original: Dos experimentos de biología sintética iluminan el camino de los futuros tratamientos contra el cáncer.
La historia de la lucha contra el cáncer es una batalla contra un enemigo interior. Las células tumorales son también nuestras y es difícil distinguirlas de las sanas, lo que explica la toxicidad de muchas terapias oncológicas. Las quimioterapias, los primeros fármacos contra el cáncer, matan a células enfermas y sanas con la esperanza de que estas salgan algo mejor paradas. Después, llegaron los tratamientos dirigidos, que buscaban bloquear la expresión de proteínas concretas, y detener así la progresión de la enfermedad. En los últimos años, inmunoterapias como las CAR-T han llevado la personalización de los tratamientos a un nuevo nivel. Estas células quiméricas se crean después de extraerle al paciente los linfocitos T (células especializadas del sistema inmune), introducirles modificaciones para que reconozcan antígenos determinados en las superficies de las células tumorales del enfermo, e inyectárselos de nuevo para que las eliminen.
Con cada avance, además de las mejoras en supervivencia, se hacen visibles las limitaciones, los efectos secundarios, o la gran capacidad del cáncer para adaptarse y burlar los tratamientos. Las CAR-T han mostrado eficacia con tumores líquidos, como la leucemia, pero no han conseguido superar las barreras inmunosupresoras que las desactivan antes de llegar a tumores sólidos como el de páncreas o el melanoma. Además, la actividad de estos tratamientos no se puede regular en el tiempo para responder a la capacidad de adaptación de las células cancerígenas. Esta semana, dos equipos científicos presentan en la revista Science soluciones que se apoyan en la biología sintética para superar algunas de estas limitaciones. De momento, esas tecnologías solo las han probado en ratones.
En uno de los trabajos, un equipo liderado por Ahmad Kalil, de la Universidad de Boston, desarrolló una serie de interruptores genéticos que se añaden a células inmunes humanas y permiten regular su actividad, haciendo, por ejemplo, que inicien su actividad antitumoral en un momento determinado, y que no actúen solo en el momento de inyectarlas en el paciente. Los científicos diseñaron el interruptor para que se active con fármacos ya aprobados y que han mostrado su seguridad, como el grazoprevir, que se utiliza para tratar la hepatitis C, el afimoxifeno, empleado para el cáncer de mama, o el ácido abscísico, una hormona presente en las plantas.
“La batalla entre los tumores y las células inmunes es cambiante y ahora mismo los linfocitos T no son capaces de adaptarse para derrotar al tumor”, apunta Emanuel Salazar-Cavazos, investigador mexicano del Laboratorio de Inmunología Integrativa del Cáncer del Instituto Nacional del Cáncer en Bethesda (EE UU) y coautor de un análisis que también publica hoy Science sobre los nuevos hallazgos. “En un momento dado, si se toma una muestra y ves que esos linfocitos T están perdiendo la batalla, podrías modificar algunos genes para regular una función que nos permita contrarrestar los mecanismos que esté empleando la célula tumoral para evadir al sistema inmune”, continúa.
Un cultiu de bacteris per a crear una teràpia CAR-T
Esta tecnología permitiría que inmunoterapias como los CAR-T se fuesen adaptando a una enfermedad tan dinámica como el cáncer. Grégoire Altan-Bonnet, líder del equipo en el que trabaja Salazar, apunta que “estas células se podrían modificar para que hubiese varias poblaciones, unas activas y otras en descanso, y se fuesen cambiando de estado para que siempre hubiese alguna activa y lista para atacar a las células tumorales”. Según explica Luis Álvarez-Vallina, director de la Unidad de Investigación Clínica en Inmunoterapia del Cáncer del Hospital 12 de Octubre y el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) de Madrid, esta combinación de apagados y encendidos permitiría evitar “que los linfocitos entren en agotamiento, algo que sucede cuando actúan de forma continuada”. Además, según indica este investigador, sería posible desactivar los CAR-T si se ve que el paciente se está intoxicando o potenciar su actividad en caso de necesidad.
En el segundo trabajo, un equipo liderado por Wendell Lim, de la Universidad de California, en San Francisco (EE UU), empleó unos receptores sintéticos para añadirlos a los CAR-T y así afinar el momento del ataque de los linfocitos mejorados. Ese nuevo punto de enganche sirvió para que los CAR-T produjesen interleuquina 2, una proteína que desencadena el ataque inmunitario, pero solo cuando hubiese contacto directo con las células tumorales. Por un lado, esta tecnología redujo los daños colaterales del bombardeo inmunológico, y por otro, permitió superar el entorno inmunosupresor que protege a los tumores sólidos y redujo su tamaño en los ratones que sirven como modelo.
Ensayos clínicos próximos
La combinación de estas técnicas, si al final también funcionan en humanos, será una forma de adaptar las terapias a una enfermedad tan dinámica como el cáncer, manteniendo la actividad inmune a lo largo del tiempo, intensificándola cuando haya necesidad y dirigiéndola solo a los puntos donde se dañe el tumor sin herir al paciente. Lim explica que ya están “planeando utilizar esta tecnología en ensayos clínicos” y preparándose para “intentar empezar en uno o dos años”. Kalil apunta que aún no han llevado la tecnología a ensayos con humanos, pero que planean hacerlo en el futuro y que hay compañías biotecnológicas que también están desarrollando tecnologías similares para llevarlas al mercado. Wilson Wong, uno de los coautores del estudio, es cofundador de Senti Biosciences, una de esas compañías.
Además de los problemas técnicos, para que este tipo de tratamientos lleguen a muchas personas, deberán superar el coste de producirlos. Ahora, las terapias con CAR-T cuestan cientos de miles de euros y la incorporación de la biología sintética no los va a abaratar a corto plazo. A la larga, según comenta Altan-Bonnet, podría hacerlo: “Uno de los grandes problemas de los CAR-T es que tienes que hacer muchos, porque tienen una actividad débil. Con la tecnología que hemos visto en estos artículos se podría mejorar la calidad y, quizá, no se necesitaría producir tantos y eso abarataría el proceso”.
(...) En este caso, Khalil explica que la ingeniería de células inmunitarias puede ayudar a “tratar enfermedades autoinmunes” y la posibilidad de elegir cuándo se activa un medicamento que ya está dentro del paciente tiene potencial para mejorar terapias génicas frente a enfermedades hormonales o del hígado. Para Lim, además de destacar las posibilidades que ofrece la liberación de interleuquina 2 localizada en otros tumores sólidos, el uso de células para transportar terapias “puede ser útil en enfermedades autoinmunes, neuroinflamatorias y fibrosis”.
Álvarez-Vallina cree que este tipo de tecnologías llegarán “relativamente rápido” a los enfermos comunes, “con estas tecnologías de biología sintética u otros similares” porque “las terapias CAR-T funcionan relativamente bien, pero tienen limitaciones como las toxicidades o su aplicación a tumores sólidos”. No obstante, no ve probable que estas terapias celulares avanzadas vayan a sustituir totalmente los fármacos que se utilizan hoy, como la quimioterapia o los medicamentos dirigidos. “En el futuro habrá un tratamiento cada vez más personalizado y se incorporarán las nuevas tecnologías, pero tendrá mucha importancia la combinación de agentes, también de los que utilizamos ahora”, concluye.
Vídeo relacionat amb la notícia: Terapias CAR-T, nuevo aliado contra el cáncer (Castilla y León Televisión)
La leucèmia és el càncer dels teixits que formen la sang en l'organisme, fins i tot la medul·la òssia i el sistema limfàtic, el qual involucra als glòbuls blancs. Els glòbuls blancs són poderosos combatents d'infeccions; creixen i es divideixen de manera organitzada, a mesura que el cos els necessita. Però en les persones que pateixen aquest tipus de càncer, la medul·la òssia produeix una quantitat excessiva de glòbuls blancs anormals que no funcionen correctament.
No hi ha unes mesures o controls específics i concrets que serveixin per a la prevenció de les leucèmies en general.
Però, fa uns quants díes, uns investigadors de Granada han descobert una molècula capaç de prevenir la leucèmia i altres tipus de càncer en generar immunoteràpies, encara que, si el seu efecte és massa fort o prolongat, pot provocar l'efecte contrari. Ho han fet a través de l'ús decèl·lules gamma-delta, una molècula implicada en l'activació de processos genètics.
Títol original: Descubren una molécula capaz de prevenir la leucemia y otros tipos de cáncer.
Investigadores de Granada han descubierto una molécula capaz de prevenir la leucemia y otros tipos de cáncer al generar inmunoterapias, aunque si su efecto es demasiado fuerte o prolongado, provoca el efecto contrario.
Especialistas del Instituto de Parasitología y Biomedicina López-Neyra (IPBLN), adscrito al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), han demostrado el papel que la molécula interleuquina-7 (IL-7) tiene de crear inmunoterapias dirigidas a prevenir la leucemia y otros tipos de cáncer.
Foto de l'interluquina-7 (IL-7)
Lo hace a través del uso de células gamma-delta, una molécula implicada en la activación de procesos genéticos que cuando no funciona correctamente puede originar diferentes tipos de enfermedades autoinmunes y leucemia.
"Nuestra investigación ha identificado a la IL-7 como una molécula relevante para la expresión de la cadena del receptor de células", ha explicado la investigadora principal del estudio, Cristina Hernández López de Munain, quien ha destacado que este descubrimiento abre un horizonte prometedor en la inmunoterapia contra el cáncer.
Sin embargo, los investigadores han advertido de que cuando el efecto de esta molécula es demasiado fuerte o prolongado, puede generar efectos adversos e incluso inducir la leucemia.
"Debido a estos efectos duales pensamos que la IL-7 es un arma de doble filo durante el desarrollo de los linfocitos T, pudiendo ser útil para la defensa contra el cáncer, a la vez que puede disparar la aparición de linfomas derivados de linfocitosT", ha detallado López de Munain.
La principal innovación de este estudio es que demuestra que la molécula interleuquina-7 juega un papel más importante del que se pensaba en la generación de las células implicadas en la leucemia.
El desarrollo de las células se produce en el timo, un órgano del sistema inmunológico en forma de glándula cuya función, entre otras, es el desarrollo de otros tipos de linfocitos T.
En este trabajo, se han sentado las bases del papel esencial de dos moléculas (IL-7 y STAT-5) en la generación de las células que participan en la defensa anti-tumoral.
Para obtener estos resultados, el equipo de investigadores ha trabajado con dos modelos diferentes, primero con ratón genéticamente modificado al que le falta el receptor de la molécula IL-7; y, por otro lado, un modelo celular en el que se puede observar el efecto de IL-7 sobre la regulación de la expresión de las cadenas que forman el receptor de antígenos.
L'enginyeria genètica (també anomenada modificació genètica) és un procés que utilitza tecnologies de laboratori per alterar la composició de l'ADN d'un organisme. Això pot incloure un canvi en un parell de bases (A-T o C-G), la deleció d'una regió del DNA o l'addició d'un nou segment d'ADN.
El dopatge genètic consisteix en lús no terapèutic de material genètic per millorar el rendiment esportiu. Aquest té l'origen en la teràpia gènica, ja que, encara que el propòsit no és el mateix, en les tècniques de dopatge genètic també es transfereix material genètic a les cèl·lules de l'organisme de destinació.
L'alteració de l'ADN de cèl·lules somàtiques i germinals tractaria malalties com anèmia falciforme, hepatitis, immunodeficiència, infertilitat, càncers, fibrosi quística, malaltia de Huntington, entre d'altres.
Títol Original: Una tecnología olímpica que no tiene límites
El dopatge genètic consisteix en l'ús no terapèutic de material genètic per millorar el rendiment esportiu. Aquest té l'origen en la teràpia gènica, ja que, encara que el propòsit no és el mateix, en les tècniques de dopatge genètic també es transfereix material genètic a les cèl·lules de l'organisme de destinació.
El dopatge genètic és l'ús no terapèutic de la teràpia gènica per millorar el rendiment atlètic. Això s'aconsegueix mitjançant la introducció d'un gen artificial al cos que modifica l'expressió gènica.
Ha estat l'avenç de la medicina i les tècniques pròpies de la biologia molecular i de la biogenètica les que han permès que aquest dopatge genètic hagi evolucionat. Ara ha esdevingut una disciplina precisa, moderna i molt costosa que deambula per l'esport mundial sense que sembli clar quan es podrà detectar.
Ja hi ha mètodes per controlar-los, però de moment aquests no formen part de l'Agència Mundial Anti dopatge per diversos motius. El primer és perquè no hi ha un consens clar sobre els criteris ètics que cal adoptar. A més, les tècniques per a la seva detecció i els aparells que es fan servir són realment cars. I les probabilitats de trobar un cas són remotes. Així doncs, es podrien passar setmanes i mesos d'estudis, amb milions d'euros invertits per trobar el gen que no està modificat, mentre que el que sí que està 'trucat' segueix oferint aquesta millora esportiva.
La teràpia gènica és una de les principals aplicacions del desxiframent del genoma humà. A través de la injecció de gens sintètics, els investigadors esperen tractar malalties com l'hemofília o el càncer. Tot i que encara queda molt per investigar, ja es comencen a veure els primers usos potencials per a esportistes. La teràpia gènica podria ser utilitzada per aconseguir un desenvolupament atlètic substancial, amb el perill que seria indetectable.
“Si té lloc aquest fenomen, desapareixeran els esports tal com els coneixem”, comenta Dick Pound, president de l'Agència Mundial Antidopatge, un organisme dependent del Comitè Olímpic Internacional.
EPO: L'eritropoetina és una hormona la funció de la qual és estimular la producció de glòbuls vermells. Actualment el tractament amb EPO es fa servir en pacients amb dèficit en glòbuls vermells mitjançant injeccions setmanals, però els atletes poden utilitzar aquest tractament per millorar l'oxigenació dels teixits i, per tant, la seva capacitat aeròbica.
IGF-1: El factor de creixement insulínic tipus 1 és una hormona que té com a efecte augmentar la hipertròfia i la potència muscular. El tractament amb aquesta hormona seria útil en pacients amb distròfia muscular, però els esportistes podrien utilitzar-lo per guanyar massa muscular.
Miostatina: La miostatina actua com a regulador negatiu del creixement del múscul esquelètic. Una pèrdua de funció del gen seria útil en pacients amb distròfia muscular, però, una vegada més, podria ser utilitzada pels esportistes per augmentar-ne la musculatura.
VEGF: El factor de creixement endotelial vascular és un factor de creixement implicat en la producció de vasos sanguinis. L'any 1996 es va fer un estudi clínic en humans on es va demostrar que la transferència gènica d'un plasmidi codificant per al VEGF humà era capaç de produir angiogènesi (Isner et al., 1996). Si fos utilitzat aquest mateix tractament en atletes el resultat seria una major oxigenació dels teixits i, per tant, de la resistència atlètica.
PPARδ: La sobreexpressió de PPARδ disminueix els triglicèrids i augmenta la capacitat oxidativa dels músculs. S'ha demostrat que la transferència del gen PPARδ en ratolins millora la resistència de l'animal (Gaffney & Parisotto, 2007), per la qual cosa l'administració d'aquest gen o d'algun agonista podria servir com a dopatge genètic.
Endorfines: El dolor és un factor important en lactivitat espo rtiva. L'administració de gens productors d'endorfines i encefalines augmentaria la tolerància al dolor dels atletes, de manera que en millorarien el rendiment.
El dopatge genètic representa un cas únic en la història del dopatge ja que per primera vegada es va començar a abordar la seva detecció abans que es pogués fer. Les tècniques de detecció del dopatge genètic es poden diferenciar en dos grups: els mètodes directes, que busquen la detecció directa de la proteïna o de DNA transgènic, i els mètodes indirectes, que es basen en els canvis fisiològics que es puguin donar com a resultat del dopatge genètic.
Pel que fa als mètodes directes, per una banda, perquè el dopatge genètic sigui detectable a partir de la detecció de la proteïna transgènica, aquesta ha de poder diferenciar-se de la proteïna endògena. S'ha vist que en el cas de l'EPO sí que es pot diferenciar la proteïna endògena produïda a les cèl·lules renals de la produïda per injecció d'un transgèn al múscul ja que el patró de glicosilació és diferent i proporciona diferent càrrega elèctrica (Lasne et al., 2004), però no s'ha demostrat per a altres proteïnes.
D'altra banda, la detecció de les seqüències de DNA transgènic es fa majoritàriament utilitzant mètodes de PCR. Es basen en el fet que el cDNA utilitzat en la transferència gènica no conté introns mentre que el DNA genòmic humà sí; per això es pot aconseguir una amplificació (Beiter et al., 2008) o una emissió de fluorescència (Baoutina et al., 2010) específica per al DNA transgènic dissenyant encebadors o sondes que s'uneixin a les unions entre exons, respectivament. A la següent imatge veiem els resultats del primer mètode desenvolupat per Beiter et al. on són capaços de detectar una còpia de cDNA d'EPO en 300 ng de gDNA.
Els atacs de cor es produeixen si hi ha un obstacle que obstrueixi totalment o parcialment alguna de les seves artèries , fent que la sang no pugui arribar i l'oxigen tampoc. Però no és res de nou, ja que han estat sempre presents en les nostres vides, de fet la gran majoria coneixem a algú que n'ha patit. Gràcies a la biomedicina hem pogut esbrinar les causes, i gràcies a que aquesta continua investigant hem pogut trobar de noves.
Fins ara només es coneixien set causes que els pogués provocar, aquests són: el tabaquisme, la dieta, l'activitat física, l'índex de masa corporal, la hipertensió, el colesterol i el nivell de glucosa. Però hi si hi ha alguna raó més que ens pot afectar a tots independentment de les altres causes?
Títol original: El factor oculto que está aumentando el riesgo de infarto y sobre el que alertan los cardiólogos.
La Asociación Americana del Corazón, la principal sociedad para la cardiología en Estados Unidos, maneja una lista de siete parámetros de riesgo cardiovascular, la Life’s Simple 7 (LS7). Estos 'siete mandamientos' incluyen el tabaquismo, la dieta, la actividad física, el Índice de Masa Corporal (IMC), la hipertensión, el colesterol total y el nivel de glucosa en ayunas. Ahora, tras una revisión publicada en su revista científica, abogan por incluir un octavo: las horas de sueño.
Los investigadores emplearon una muestra de aproximadamente 2.000 participantes en el Estudio Multiétnico de Aterosclerosis (MESA por sus siglas en inglés), un ensayo en desarrollo en EEUU que evalúa los factores de riesgo para las enfermedades arteriales y cardíacas, así como los factores de riesgo cardiovascular. Los voluntarios eran de mediana edad o mayores, se sometieron a un examen de sueño y proporcionaron datos sobre sus hábitos a la hora de dormir.
Se incluyeron múltiples medidas indicativas del nivel de calidad del descanso, como las horas dormidas, su eficacia, la regularidad, la somnolencia diurna y los trastornos del sueño. Como parámetro idóneo, se calculó que los voluntarios debían dormir al menos siete horas cada noche, pero no más de nueve. "Incluso un índice cardiovascular que solo mida la duración del sueño, la medida más habitual y fácil de obtener, ya sirve para predecir la incidencia de problemas cardiovasculares", explica la autora principal, la Dra. Nour Makarem, profesora asistente de epidemiología en la Escuela de Salud Pública Mailman de la Universidad de Columbia.
Un índice que incluya las "múltiples dimensiones" relativas a la higiene del sueño, como los "problemas leves pero muy prevalentes" para domir, se asocia con un valor predictivo aún mayor, prosigue Makarem. Así, se determinó que el 63% de los participantes dormía menos de siete horas, y el 30%, menos de seis. El 39% sufría una alta variabilidad en la duración del sueño de una noche para otra, el 14% padecía de excesiva somnolencia diurna, un 36% presentaba síntomas de insomnio severo y en un 47% se detectó apnea del sueño, fuera moderada o grave.
Los investigadores determinaron que una duración breve del sueño se correlacionaba con un sueño de baja eficiencia -dormir menos del 85% del tiempo que pasamos en la cama con la luz apagada-, patrones de sueño irregulares, somnolencia diurna excesiva y apnea del sueño. Aquellos que dormían menos horas mostraban igualmente una mayor incidencia de problemas de salud como el sobrepeso y la obesidad, la diabetes de tipo 2 y la hipertensión, todos ellos factores acumulativos que conducen a un mayor riesgo cardiovascular.
"Los profesionales de la salud deberían controlar los patrones de sueño de sus pacientes, conversar sobre los problemas para dormir que puedan tener, y concienciarles sobre la importancia de priorizar el descanso de calidad para prevenir la enfermedad cardíaca y los accidentes cerebrovasculares", valora Makarem. Esta medida, insisten los investigadores, debería formar parte de los parámetros de salud pública que se emplean para controlar y atajar los problemas como la aterosclerosis, responsable del 60% de los infartos y anginas de pecho.
Comentando este trabajo, el Dr. David Goff, director de la División de Ciencias Cardiovasculares, parte del Instituto Nacional para el Corazón, Pulmón y Sangre de EEUU, confirma la importancia de la monitorización del sueño como herramienta de prevención de problemas de corazón. "Reconocer que el sueño forma parte integral de la salud cardiovascular es un paso adelante para reducir el impacto de estas enfermedades, la primera causa de muerte en todo el mundo, y un factor de desigualdad sanitaria".
Vídeo relacionat amb la notícia: La falta de sueño, ¿una epidemia que afecta a tu salud? (La Vanguardia)
Descobrir nous tractaments contra el cáncer a la "matèria fosca" del genoma humà.
Una nova eina determina els objectius potencials
Investigadors de l'universitat de Berna i de l'hospital Insel han desenvolupat un nou mètode de cribratge per poder llençar nous fàrmacs contra el càncer de pulmó no microcític a l'anomenada "matèria fosca" del genoma humà.
En cerca de nous tractaments, es van fixar en l'ARN no codificat llarg (IncRNA). Per estudiar el seu paper, van començar a investigar quin tipus d'IncRNA, estava present al CPNM, així que confirmant que hi ha una quantitat considerable d'IncRNA, varen desplegar un sistema de cribratge que impedeix la producció dels IncRNA seleccionats eliminant part de les instruccions de construcció en l'ADN, així van observar com afectava a les anomenades "senyes d'identitat", així que investigant i experimentant, van arribar a la conclusió del fet que els oligonucleòtids, frenaven el creixement del tumor.
Imatge1: possible localització del CPNM a un pulmó humà
Font: - Bionity, 10 d'octubre del 2022- Notícia seleccionada per Roberta Esposito.
Títol original: Descubrir nuevos tratamientos contra el cáncer en la "materia oscura" del genoma humano
Investigadores de la Universidad de Berna y del Hospital Insel, del Hospital Universitario de Berna, han desarrollado un método de cribado para descubrir nuevas dianas farmacológicas para el tratamiento del cáncer en la llamada "materia oscura" del genoma. Aplicaron su método al cáncer de pulmón no microcítico (CPNM), la mayor causa de muerte por cáncer para la que se buscan urgentemente terapias eficaces. Pudieron demostrar que la inhibición de las dianas identificadas podía frenar en gran medida el crecimiento del cáncer, y su método es adaptable a otros tipos de cáncer.
El cáncer es en Suiza la segunda causa de muerte. Entre los distintos tipos de cáncer, el de pulmón de células no pequeñas (CPCNP) es el que más pacientes mata y sigue siendo en gran medida incurable. Desgraciadamente, incluso las terapias recientemente aprobadas pueden prolongar la vida de los pacientes sólo unos meses y sólo unos pocos sobreviven al estadio metastásico a largo plazo. Por ello, se buscan nuevos tratamientos que ataquen el cáncer de forma novedosa. En un estudio publicado recientemente en la revista Cell Genomics, investigadores de la Universidad de Berna y del Hospital Insel determinaron nuevas dianas para el desarrollo de fármacos contra este tipo de cáncer.
La materia oscura del genoma
En busca de nuevas dianas, se fijaron en la clase de genes poco conocida denominada "ARN no codificante largo (ácidos ribonucleicos)" (lncRNA). Los lncRNAs existen en abundancia en la llamada "materia oscura" o ADN no codificador de proteínas que constituye la gran mayoría de nuestro genoma. El genoma humano contiene unos 20.000 genes "clásicos" codificadores de proteínas, pero este número se ve empequeñecido por los 100.000 lncRNAs. Las funciones biológicas del 99% de los lncRNAs son desconocidas.
Como su nombre indica, los ARN no codificantes largos, a diferencia de los ARN mensajeros (ARNm), no codifican los planos de construcción de las proteínas. Al igual que en el caso de los ARNm, las instrucciones de construcción de los lncARN están contenidas en el ADN de la célula.
Imatge2: Matèria fosca del genoma humà en fluorescència
Una nueva herramienta determina las posibles dianas
Para estudiar el papel de los lncRNAs en el CPNM, los investigadores empezaron por analizar conjuntos de datos disponibles públicamente para ver qué lncRNAs están presentes en el CPNM. Este análisis condujo a una lista de más de 800 lnRNAs, cuya importancia para las células del CPNM los investigadores deseaban investigar. Para esta investigación, desarrollaron un sistema de cribado que impide la producción de los lncRNAs seleccionados eliminando parte de sus instrucciones de construcción en el ADN.
Aplicaron su sistema de cribado a dos líneas celulares de CPNM derivadas de pacientes, y observaron cómo la inhibición de los lncRNAs seleccionados afectaba a las llamadas "señas de identidad" de las células cancerosas. Los sellos distintivos son comportamientos celulares que contribuyen a la progresión de la enfermedad: Proliferación, formación de metástasis y resistencia a la terapia. "La ventaja de evaluar tres sellos distintivos diferentes del cáncer es que tenemos una visión global, pero también contamos con cantidades sustanciales de datos procedentes de diferentes experimentos, a partir de los cuales necesitábamos derivar una lista única de RNAS no codificantes largos que son importantes para el cáncer de pulmón de células no pequeñas", afirma Rory Johnson, profesor adjunto de la Universidad de Berna, que dirigió el proyecto financiado por el NCCR RNA & Disease. El análisis arrojó al final una lista de 80 lncRNAs candidatos de alta confianza importantes para el CPNM de los más de 800 investigados. De estos 80, los investigadores eligieron varios lncRNAs para realizar experimentos de seguimiento.
Destruir un ARN largo con uno corto
Para estos experimentos de seguimiento se utilizó un enfoque que no funciona a nivel del ADN, sino que se dirige a los lncRNAs después de su producción. Para ello, los investigadores utilizaron pequeños ARN sintetizados químicamente, denominados oligonucleótidos en antisentido (ASO), que se unen a los lncARN a los que se dirigen y provocan su degradación. Cabe destacar que varios ASOs están aprobados para el tratamiento de enfermedades humanas, aunque ninguno todavía para el cáncer.
Estos experimentos de seguimiento mostraron que, para la mayoría de los lnRNAs elegidos, su destrucción por un ASO inhibía la división de las células cancerosas en el cultivo celular. Es importante destacar que el mismo tratamiento produjo poco o ningún efecto en las células pulmonares no cancerosas, que no deberían verse perjudicadas por el tratamiento del cáncer. En un modelo tridimensional de CPNM, que se asemeja más al tumor que el cultivo celular, la inhibición de un solo lncRNA con un ASO redujo el crecimiento del tumor a más de la mitad. "Nos sorprendió positivamente ver lo bien que los oligonucleótidos en antisentido podían frenar el crecimiento del tumor en diferentes modelos", afirma Taisia Polidori, co-autora, que trabajó en el proyecto como parte de su investigación de tesis doctoral en la Universidad de Berna.
Desarrollo de la terapia y aplicación a otros tipos de tumores
Los investigadores siguen investigando en modelos preclínicos de cáncer y estudian la posibilidad de colaborar con empresas ya existentes o crear una startup para desarrollar un fármaco para tratar a los pacientes. En cuanto a otros tipos de cáncer, Roberta Esposito, coprimera autora y postdoc de la Universidad de Berna: "Al igual que un telescopio que puede reposicionarse con bastante facilidad para estudiar una parte diferente del espacio, nuestro enfoque debería ser fácilmente adaptable para revelar nuevos tipos de tratamiento potencial para otros tipos de cáncer". El Dr. Esposito aplicará ahora el "telescopio" para identificar nuevas dianas para el cáncer colorrectal. Para ello, ha recibido financiación de la Facultad de Medicina de la Universidad de Berna donada por la fundación Béactrice Ederer-Weber.
Nota: Aquest article ha estat traduït utilitzant un sistema informàtic sense intervenció humana. LLUMITS ofereix aquestes traduccions automàtiques per presentar una gamma més àmplia de notícies dactualitat. Com que aquest article ha estat traduït amb traducció automàtica, és possible que contingui errors de vocabulari, sintaxi o gramàtica. L'article original en anglès es pot trobar aquí.
La bioimpressió consisteix fer servir tècniques similars a les de la impressió 3D per combinar cèl·lules, substàncies que estimulen el creixement i/o biomaterials per fabricar elements empleats a la biomedicina, que intenten imitar al màxim les característiques dels teixits naturals. Sovint, la bioimpressió fa servir el mètode 'capa a capa' per dipositar uns materials coneguts com a biotintes per crear aquests teixits que, més tard, es faran servir en camps d'enginyeria mèdica i teixits orgànics. La bioimpressió fa servir varies tècniques i biomaterials diferents i ajuda a investigar medicaments i possibles tractaments.
Aquesta tècnica espera tenir altres aplicacions a long termini a més de la creació d'òrgans per transplant i investigació, com ara la creació de "carn cultivada" o carn in vitro.
En un futur, la bioimpressió podria permetre'ns fabricar medicaments específics per a cada pacient, crear òrgans per a tots aquells que els necessitin i, fins i tot, menjar carn sense haver de matar animals (fora de l'àmbit de la medicina).
Bioimpressió 3D de pell en la Universitat Carlos III
Títol original: La bioimpresión comienza a construir los cimientos de la medicina personalizada.
Aunque crear órganos completos aún es un escenario lejano, laboratorios y empresas dan los primeros pasos en una tecnología que revolucionará la salud.
La bioimpresión significa tener instrumentos para ofrecer soluciones adaptadas a cada paciente en lugar de adaptar al paciente a la solución. Es una técnica que aprovecha los beneficios que tiene la impresión 3D –como puede ser la libertad de diseño, el poder trabajar con los pequeños detalles o hacer geometrías que con otras tecnologías no se podrían conseguir– para recrear tejido vivo e incluso el día de mañana órganos completos.
El envejecimiento saludable hace cada vez más hincapié en la medicina personalizada. Jordi Otero, profesor de la unidad de biofísica y bioingeniería de la Universidad de Barcelona, considera que si somos punteros en trasplantes de órganos por qué no podemos serlo en el desarrollo de óganos bioartificiales y apunta: «Cuando seamos el país más viejo del mundo habrá una preocupación creciente por la salud». Además según un estudio de la consultora Markets and Markets el mercado de la bioimpresión alcanzará un valor de 1.647 millones de dólares en 2024. Combinar la experiencia de mercado de las empresas, el potencial de innovación de las universidades y la práctica clínica de los hospitales permite extraer una sinergia productiva que augura un futuro prometedor.
Por eso es necesario empezar por distinguir entre impresión 3D y bioimpresión. El informe de La Roche para la primera dice que es una técnica de fabricación por adición mediante la aplicación capa por capa de un material (resinas, polímeros, materiales cerámicos). Mientras que la segunda es dar un paso más allá, se obtienen estructuras tridimensionales mediante la incorporación de materiales biológicos, bioquímicos y células vivas. Su objetivo principal es la fabricación de estructuras humanas complejas en 3D con propiedades biológicas y mecánicas que permitan restaurar la función de un tejido o un órgano. Su uso a gran escala modificará la forma de abordar las diversas patologías existentes.
En ese sentido ya en 2010 la Universidad de Granada creaba el primer órgano bioartificial de España, en el mismo mes que el Hospital Gregorio de Marañón en Madrid desarrollaba la primera fábrica de órganos bioartificiales del mundo. Así el director del equipo de investigación, el profesor Antonio Campos, comenta que empezaron en 2004 con tejidos artificiales de córneas. Crearon un modelo a través de un proceso de descelularización, que consistió en extraer las células a una córnea de cerdo, dejando el andamio del órgano, e incorporando células humanas.
Teixit artificial de còrnia desenvolupat a la Universitat de Granada
También han fabricado modelos de piel artificial, nervios periféricos y paladar artificial. «Ahora estamos intentando desarrollar piel artificial que incluyan en su interior antibióticos, para obtener los mejores resultados frente a las contaminaciones bacterianas que se pueden producir durante los injertos», comenta Campos.
Señala que también usan otros productos procedentes de compuestos orgánicos de la naturaleza, como las algas, con el fin de construir fundamentalmente en el laboratorio tejidos que puedan sustituir a los tejidos lesionados. «Siempre digo que la humanidad ha estado curando de cuatro formas, con la química de las plantas hasta los fármacos de diseño que se hacen en este momento, también ha curado con la física, con el frío y el calor hasta las radiaciones que se usan en las terapias oncológicas. Ha usado la cirugía y ha intentado sanar con la palabra mediante la psiquiatría. Ahora se cura con células y con tejidos artificiales, lo que es una nueva forma de terapéutica».
A ello se une que hoy en día los tejidos artificiales creados por ingeniería tisular y las células que producen una acción terapéutica son considerados medicamentos, por tanto tienen que pasar la aprobación de la Agencia Española de Medicamentos siguiendo las directrices europeas. Y desde que empezaron, Campos considera que ha habido un crecimiento extraordinario unido al espaldarazo de la bioimpresión, generándose ideas y aplicaciones en áreas distintas que trabajan mano a mano, pasando por los que investigan con tejidos, los de ciencias de materiales o inmunología. Estima que los próximos retos en este campo serán desarrollar unos modelos de evaluación y control específico para estos productos, y asegurar la prestación de los servicios que puedan mejorarse con la bioimpresión y la generación de órganos bioartificiales en los sistemas públicos.
Apuesta pionera
Una de las empresas pioneras que se abrió camino en este campo es Regemat 3D, con sede en Granada, creada por el ingeniero y doctorado en biomedicina José Manuel Baena . Su interés por el área sanitaria empezó cuando estudiaba ingeniería industrial en Valencia, y en 2006 le llamó la atención desarrollar la bioingeniería en el ámbito sanitario, por aquel entonces era un campo emergente. Un problema de salud de sus abuelos le llevó a comprender que todos seremos en el futuro usuarios de dispositivos médicos.
En el año 2010 fundó Breca Heatlh Care y en 2011 se reunió con un investigador de Granada, Juan Antonio Marchal, que estaba trabajando con células madre para regenerar cartílago. Este investigador le comentó que las células se mueren si no las pones en una estructura tridimensional, pero se preguntaba si en lugar de imprimir en titanio podría desarrollarse una máquina para imprimir biomateriales. Baena se integró en su grupo de investigación, y en 2015 creó Regemat 3D.
El valenciano Baena señala que mientras que Breca Health Care fabrica prótesis e implantes a medida, básicamente en titanio con una impresión 3D para reconstruir una lesión. Regemat 3D lo que hace es desarrollar una tecnología de biofabricación, no para recuperar la lesión, sino para regenerar la lesión. La solución que ofrecen es complementaria, una es el presente y otra es el futuro.
Un model de neurona visual per mostrar la resolució dels seus equips de bioimpressió
La impresión 3D en el año 2008 creó muchas expectativas, luego vino una caída en el año 2012, pero cuando esas expectativas generen retorno se volverá a producir un gran interés. Bajo esa lógica Baena calcula que la bioimpresión dentro de 3 años empezará a despuntar. Con la pandemia se ha empezado a dar más importancia a todo el sector biotecnológico. Baena establece sobre los cambios: «En estos años hemos visto el paso de lo real a lo virtual, la impresión 3D es lo contrario es el paso de lo virtual a lo real».
Explica que con la bioimpresión hemos conseguido aprender más rápido como se comporta la célula en un ambiente similar al ambiente in vivo. En ese sentido experimentar con modelos de animales tienen una problemática, además de ética, que reside en que envejecen de forma muy diferente al ser humano. «En nuestro país dentro de unos años los problemas van a ser los derivados del envejecimiento, con lo que el modelo animal no va a resultar tan útil».
Regemat fue de las primeras empresas que fabricaba bioimpresoras. El año pasado con la pandemia montaron un laboratorio de investigación dentro de la empresa. Y actualmente trabajan con 28 países. A día de hoy están a un millón de euros de facturación y esperan tener un crecimiento del 60%.
Peça bioimpresa en biotinta de col·lagen i alginat després d'un procés de polimerització
A nivel interno sus productos estrella son hueso y cartílago, y a largo plazo intentarán regenerar la médula espinal para pacientes con lesiones de médula. Un caso mediático en el que intervinieron fue el de Sidney. Usaron sus bioimpresoras para regenerar tejido cardíaco necrosado por infarto. Imprimieron un parche sobre el que se inyectaron células madre del propio paciente. Recuperando el tejido necrosado tras un infarto.
El año pasado decidieron hacer una ronda de crowdfunding. Este año se va a hacer otra ronda para seguir ampliando la red comercial y sacar otro nuevo producto. La empresa española fue la segunda del mundo que sacó su software de bioimpresion. Baena, el CEO de Regemat considera que los grupos más grandes todavía no se han metido en la bioimpresión, pero lo harán en el futuro. No obstante, señala que falta financiación pública y se necesita un rediseño de las políticas de inversión en biotech».
Pulmones del futuro
En la Universidad de Barcelona, el grupo al que pertenece Jordi Otero se dedica principalmente a la ingeniería de tejidos para la medicina regenerativa. «Históricamente nos hemos dedicado a las enfermedades respiratorias. Hemos trabajado en la bioimpresión y en la investigación de biomateriales para aplicaciones de pulmón», afirma.
El investigador detalla que trabajan con pulmones de cerdo, a los que les quitan todas las células y se pulverizan y acaban teniendo pulmón de cerdo en polvo, y con ello mediante diversos procesos químicos se fabrican hidrogeles que es con lo que se puede bioimprimir. También usan la descelularización, se quitan todas las células y cultivan otras, manteniendo la estructura del pulmón. Eso ya se ha probado en animales pequeños, en ratas, y en animales grandes como cerdos. El problema está en que para reconstruir un pulmón los alvéolos son muy pequeños y la resolución de las impresoras no es suficiente. La técnica más avanzada se publicó hace un año en `Science´ usando material sintético, se logró hacer una estructura de un alveólo con capilares alrededor.
Llevan cinco años con el proyecto y colaboran con la Universidad de Vermont en USA, con el grupo del profesor Daniel Weiss. «El que haya una empresa de bioimpresión a un precio asequible permite un mayor desarrollo y presencia en hospitales públicos, y en el sector privado veremos que la impresión 3D en odontología evolucionará a la bioimpresión», comenta Otero.
Cualquier órgano tiene miles de proteínas diferentes, conseguir mimetizar eso con un material sintetizado es muy complicado. La ventaja de la bioimpresión es que podemos hacer muchas réplicas porque tenemos automatizado el proceso, esto permite sacar mejores conclusiones. Otero explica: «Nosotros tenemos variabilidad en los experimentos porque los corazones son distintos de un cerdo a otro. Estamos dando pequeños pasos, pero todavía queda un largo camino. Un pulmón no es solo replicar la estructura hay que vascularizarlo e inervarlo».
Los primeros pasos
De primeros pasos sabe Abax Innovation Technologies, una pequeña empresa madrileña que nació hace seis años, y que se dedica a la impresión en 3D en diversos sectores, y recientemente está iniciando su inmersión en bioimpresión, porque va en el espíritu de la empresa no perder ninguna oportunidad de innovar. En cuanto a biomedicina Abax están trabajando con la Escuela Técnica Superior de Ingeniería (ICAI), directora comercial de la empresa detalla que en junio alcanzaron récord de ventas y que están creciendo a dos dígitos.
Se tienen que completar los ensayos clínicos, dejar todo definido para saber si se ha conseguido el objetivo. El fundador de la empresa, Salvador Peso García, matiza: «Estamos en investigación y generación de organoides, que son una fase previa, son unas estructuras más pequeñas que un órgano e intentan imitar las funciones de órganos más grandes, y sobre eso se hace experimentación».
En cuanto a su servicio de impresión en 3D en el tema sanitario se apoya en tres verticales: la primera es la generación de biomodelos, es decir a partir de imágenes médicas que se pueden obtener por ejemplo de una resonancia magnética. Las convierten en un archivo 3D, ese archivo se imprime y se le da al sanitario para que pueda abordar una planificación de la operación. Peso García detalla: «En un caso quirúrgicamente complicado que requiere una planificación superior esto aporta un grado extra de seguridad, menor estrés para el médico y menor riesgo para el paciente», porque si eres capaz de simular una operación previamente, el tiempo de quirófano se ve reducido, al igual que el tiempo que está anestesiado el paciente.
Cervell imprès en 3D
La segunda vertical es la utilidad de la impresión 3D como simulador de entrenamiento para estudiantes de medicina, en lugar de un maniquí que sea estándar se puede hacer uno con escoliosis o sobrepeso para tener en cuenta la variabilidad de perfiles existentes. Asimismo para la formación resulta útil tener piezas tridimensionales, para conocer volumétricamente lo que uno está estudiando. Y luego, en tercer lugar está el I+D, encuentras que al introducir tecnología en proyectos sanitarios aparecen nuevas aplicaciones sugeridas por los expertos en las distintas áreas médicas.
También están trabajando con gente que está haciendo nuevos materiales en las Rozas, relacionados con el grafeno y los nanomateriales. Begoña Hernández señala en relación a la bioimpresión: «Es una industria incipiente, pero fascinante».
Avances a flor de piel
Diego Velasco Bayón es profesor de bioingeniería e ingeniería aeroespacial en la Universidad Carlos III, venía del mundo de los biomateriales, y nunca pensó que trabajaría con piel artificial hasta que se unió al grupo que la desarrolla, el Área de Ingeniería Tisular y Medicina Regenerativa (TERMeG). Han estado colaborando en el pasado con empresas. Su uso se da para trasplantes y para testeo. Está de moda esto último porque la UE prohibió la prueba de cosméticos en animales. Fue entonces cuando L´Oreal y otras compañías decidieron empezar a probar sus productos sobre piel artificial humana antes de llegar al consumidor.
Bayón explica: «La piel es una de las áreas de bioimpresión más avanzada porque es más fácil abordar su desarrollo, es una estructura que no requiere mucha complejidad estructural. Hacemos epidermis y dermis. Así por ejemplo, la piel la trasplantan en un ratón y sus vasos sanguíneos pueden migrar y mantener viva esa piel, en el caso de otros órganos más complejos necesitan sus propios vasos sanguíneos».
La limitación del proceso es la biología, si estás construyendo un órgano tienes que tener en cuenta el tipo de células, cómo se van a comportar, cuánto proceso de maduración necesitan para formar el órgano. Ya hay productos de piel artificial que se venden en Francia o en Alemania. Se encargan y te mandan piel artificial para hacer el testeo.
Ahora su grupo está investigando hacer pieles más complejas, a nivel estructural y biológico, más maduras, intentado crear folículos pilosos y hacer piel dentro de chips. Se puede pseudoformar un órgano y meterlo dentro de un chip e imitar lo que ocurre en un cuerpo humano. El manual lo define como un sistema miniaturizado de órganos humanos. Se ha conseguido reproducir en estos chips la interacción entre células específicas que pueden ser sometidos a distintas tensiones físicas, simulando la distensión pulmonar durante la respiración o los movimientos peristálticos del aparato digestivo. Bayón aclara: «Esta vía aporta resultados más rápidos, rentables y precisos a la hora de determinar la eficacia y toxicidad de un fármaco que los obtenidos en estudios con animales o con cultivos celulares. Es como un estudio preliminar para saber si seguir adelante dado el costoso desarrollo de un fármaco». Eso está en auge y la NASA está pensando en usarlo en misiones a Marte.
Encontrar alianzas
Helena Herrada, una de las voces expertas de Idonial especifica: «Nosotros éramos Fundación Prodintec y nos fusionamos con Fundación ITMA, es decir los centros tecnológicos de Asturias se juntaron en 2019 para ser Idonial». Trabajan en el programa marco Horizonte 2020 que es europeo y en él participan distintos países, universidades y empresas con una financiación de 6,3 millones de euros.
Model d'impressora amb eixos mecànics d'alta precisió. S'ha emprat amb èxit en diversos projectes des de fàrmacs personalitzats a matrius tridimensionals
El proyecto se llama cmRNAbone, con él se pretende generar unos implantes de huesos para pacientes con osteoporosis o que han sufrido fracturas graves. Idonial colabora aportando unas bioimpresoras diseñadas específicamente para el proyecto, dado que se intenta reproducir un diseño a medida del paciente, y también participa en la generación de biotintas. Las biotintas contienen distintos biomateriales como pueden ser polímeros, hidrogeles donde se incluyen factores de crecimiento, incluso células vivas para generar estos implantes. La idea es que es el propio organismo el que regenera la lesión, de esta forma no dependes tanto de un material, como puede ser el titanio, que puede producir rechazos.
A nivel de hospitales están en un proyecto con el hospital Vall d´Hebron llamado BioPrintIA, es un consorcio español muy grande que lleva asociado un trabajo con IA. Pretende que la impresora vaya aprendiendo a medida que realiza los implantes, y luego pueda ayudar a predecir de qué forma puede obtenerse el mejor resultado. También se van a realizar implantes de cartílago y de tendón en ovejas.
Disseny tridimensional de nas realitzat per comprovar la resolució dels equips de l'empresa
Herrada comenta que cuando empezó con la bioimpresión todo el mundo lo focalizaba para órganos y trasplantes, pero hay otros sectores que se pueden ver beneficiados por la bioimpresión como es en el tratamiento del cáncer. Se puede simular un tumor con una estructura tridimensional y probar diferentes tipos de tratamiento de quimioterapia, y hacernos una idea de cómo se puede tratar en un paciente. Se pueden facilitar la vía a investigadores que a veces no tienen acceso a tejidos, porque la bioimpresion 3D es fiable y repetible. «La bioimpresión será una pieza fundamental en los hospitales, aunque en España mucha gente es donante de órganos, siempre hay un déficit de órganos y estas máquinas se harán imprescindibles», comenta la experta.
En impresión 3D trabajan en la generación de implantes de metal o cerámico a medida del paciente. Tuvieron un paciente con un cáncer de esternón, y se fabricó a medida, en titanio, una pieza de la parte que se tenía que extirpar. Y también trabajamos la impresión de medicamentos personalizados, usando impresoras 3D fabrican dosis a medida del paciente. Son campos alternativos diferentes a la bioimpresión.
El interés en la bioimpresión es exponencial, desde 2017 hasta ahora. Los expertos en el mercado están prediciendo que va a haber un aumento de la inversión en la generación de una mejor tecnología para imprimir, como con los materiales con los que se trabaja. Herrada indica: «El sueño de la medicina moderna es centrarnos cada vez más en el paciente y dejar la idea de paracetamol para todos. Esto supone considerar que hay diferentes genéticas, estilos de vida, en suma, una variabilidad significativa en los pacientes». En definitiva, se están dando los primeros pasos «en una apuesta empresarial por la personalización de la medicina que revela un futuro prometedor».
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