La aneuploidía y las células cancerosas

Un nuevo estudio dirigido por investigadores de la universidad de Tel Aviv (Israel), muestra, por primera vez, cómo un  número anormal de cromosomas (aneuploidía), una característica que resulta ser única en las células cancerosas que los investigadores conocen desde hace décadas, podría convertirse en un punto débil para estas células. Dicho estudio podría servir, en un futuro, para desarrollar fármacos, los cuáles se aprovechen de esta vulnerabilidad para eliminar las células cancerosas.

 

La aneuploidía es un sello distinto del cáncer, ya que, las células humanas normales contienen dos juegos de 23 cromosomas cada uno, uno del padre y uno de la madre, estas células tienen un número diferente de cromosomas y cuando aparece en las células cancerosas, estas no sólo lo toleran sino que incluso la utilizan para promover el tumor. 

La relación entre la aneuploidia y el cáncer se descubrió hace más de un siglo, mucho antes de que se supiera de la existencia del cáncer como una enfermedad genética, e incluso antes del descubrimiento del ADN cómo material hereditario.

Según el investigador Ben-David, la aneuploidía es en realidad el canbio  genético más común en el cáncer. Aproximadamente el 90% de los tumores sólidos, como el cáncer de mamá y el cáncer de colón y el 75% de los cánceres de sangre, son aneuploides.

El estudio tiene importantes implicaciones para el proceso de desarrollo de fármacos en la medicina oncológica personalizada, los fármacos resaltan la separación de los cromosomas se encuentran en los ensayos clínicos, pero no se sabe qué pacientes responderán y cuáles no. Ahora, los resultados de este estudio sugieren que será posible utilizar la aneuploidía como marcador biológico para identificar a los pacientes que responderán mejor a estos fármacos. Es decir, será posible adaptar fármacos que ya se encuentran en ensayos clínicos para usarlos en contra de tumores con características genéticas específicas. 

Esta noticia esta extraída del periódico ABC publicada el día 28 de Enero de 2021, para más información os dejo aquí el enlace de la verdadera noticia, las fotografías están extraídas de aquí  y el video para acabar reforzando la explicación de aneuploidía a partir del minuto 4'45" esta extraído de aquí. 

Esta noticia me ha parecido muy interesante y muy completa, ya que guarda cierta relación con el temario que estamos dando en segundo de bachillerato científico, ya que trata sobre los cromosomas y su división. 

Esperma artificial da lugar a crias de ratones sanas.

Un equipo de científicos de la Universidad Médica de Nanjing (China) ha conseguido convertir celulas madre embrionales de ratones en esperma funcional con el que despues se trabajo para que diese descendencia  mediante técnicas de reproducción in vitro. El trabajo, cuyos resultados se han publicado en el último número de la revista Cell Stem Cell, proporciona una plataforma para tratar en el futuro la infertilidad masculina humana.

La infertilidad afecta hasta a un 15% de las parejas, y en un tercio de los casos está ligada a los hombres. Una de las principales causas es el fallo de las células germinales en los testículos para realizar un tipo de división celular llamado meiosis. Hasta hace poco, se habían generado con éxito células germinales a partir de células madre, pero no se había conseguido evaluar por completo su funcionalidad ni proporcionar pruebas de todas las características de la meiosis. Sin embargo, la nueva técnica parece haber superado este obstáculo.
“Lograr el desarrollo in vitro de las células germinales ha constituido un objetivo fundamental tanto en biología como en medicina reproductiva. Hemos logrado un avance importante gracias a la obtención de esperma funcional en el laboratorio”, declara Jiahao Sha, coautor del estudio.

Recientemente, un comité de biólogos especializados en reproducción ha establecido un estándar para probar que los principales resultados de la meiosis se han producido en las células germinales artificiales. Por ejemplo, los investigadores deben demostrar que el contenido del ADN nuclear en etapas meióticas específicas es correcto, así como el número de cromosomas y su organización. Además, las células germinales deben ser capaces de desarrollarse y generar descendientes viables.
“Nuestro método cumple totalmente con los estándares señalados por el comité, así que creemos que esta técnica es muy prometedora para el tratamiento de infertilidad masculina, ya que sintetiza plenamente todas las etapas de la meiosis", dice Sha. Para lograr su objetivo, el equipo expuso las células madre a una mezcla química para convertirlas en células germinales primordiales. A continuación, los investigadores imitaron las condiciones del tejido natural de estas células al exponerlas a células testiculares y hormonas sexuales como la testosterona.
Dadas estas condiciones las células germinales se sometieron a la meiosis completa, dando lugar a células de esperma con ADN nuclear y contenido cromosómico correctos.
Para proporcionar una prueba definitiva de la meiosis –acorde a los estándares del comité–, los investigadores inyectaron estas células de esperma en óvulos de ratonas y después transfirieron los embriones a las hembras. Como resultado, estos embriones se desarrollaron con normalidad y se convirtieron en crías sanas y fértiles. 

En futuros estudios, los investigadores planean utilizar su descubrimiento para examinar los mecanismos moleculares que controlan la meiosis. También probarán esta técnica en otros animales como los primates antes de su estudio en humanos. 

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Esta noticia esta relacionada con el tema 11 de biología de 2 de bachillerato.

Hallado un nuevo mecanismo de regulación de una enzima clave para la división celular.

Investigadores de la Universidad de Salamanca (USAL) publican en la revista Nature Communications un artículo sobre un mecanismo nuevo de regulación de la enzima IMP deshidrogenasa, que es clave para la división celular. Los científicos relacionan este hallazgo con enfermedades oculares, pero también con el cáncer, ya que muchos fármacos antitumorales usados atacan a esta enzima. La enzima IMP deshidrogenasa regula la producción de nucleótidos, componentes del ADN, y si no hay suficientes para poder hacer una replica del ADN, la célula no se puede dividir. Por eso en estos momentos es una de las dianas quimioterapéuticas utilizadas en el tratamiento contra el cáncer.

Los científicos han descubierto una implicación directa de este nuevo mecanismo en distintas enfermedades oculares, que se caracterizan por la alteración progresiva de los fotorreceptores de la retina, que al final generan ceguera. Algunos pacientes con estas enfermedades tienen mutaciones en la enzima IMP deshidrogenasa, por lo que no puede regular su actividad con esta enzima, ya que se generan cantidades anormal de nucleótidos, que acaban afectando a la retina.

Estructura tridimensional a resolución atómica (0,125 nanómetros) de una molécula del inhibidor GMP en el sitio activo de IMP deshidrogenasa. / Rubén M. Buey.

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Descrito un nuevo mecanismo de la división meiótica

Una universidad de Tokio junto el Centro de Investigación de Cáncer han descubierto un nuevo mecanismo de meiosis (división i formación de gametos) . 

Se ha basado en un nueva proteína, "meikin" que participa en la primera división meiótica y su falta genera esterilidad debido a la alteración de los procesos de cohesión y segregación cromosómica.

Las células se dividen para realizar una serie de procesos esenciales como son la reproducción, desarrollo embrionario o crecimiento, entre otros. En esta división es necesario que se produzca la replicación del material hereditario y que la repartición de este en las células hijas sea equitativo. Se pueden distinguir dos tipos de división: mitoisis para células somáticas y meiosis para células reproductoras. Una modificación en estos procesos puede producir patologías como cáncer, envejecimiento prematuro o esterilidad.

Así pues el trabajo consiste en comparar estas alteraciones con ratones que no tienen la proteína "meikin". De este modo  se puede observar que la proteína "meikin" esta presente en la orientación de las cromátidas hermanas al mismo polo durante la primera división meiótica y que su falta provoca esterilidad. Resumiendo, tras realizar el experimento y observar las alteraciones en los ratones, se ha podido penetrar en el conocimiento sobre la realización de los gametos y como algunas aleraciones causan patologías relacionadas con la esterilidad humana.

Los organismos superiores se reproducen mediante la fecundación, que consiste en la unión del espermatozoide (gameto masculino, 23 cromosomas) y el ovulo ( gameto femenino, 23 cromosomas) quedando una cel.lula con 46 cromosomas. Después de la fecundación tiene lugar la división cel.lular, que dependiendo del tipo de célula es la mitosis o la meiosis .

Los individuos dependen de la división meiótica, por tanto, depende su fertilidad. Así pues defectos producidos en el reparto del material hereditario pueden provocar "fallos" en el número de cromosomas en los fetos que pueden provocar abortos o defectos congénitos de nacimiento, como el Síndre de Down.

Fuente de información: Agencia SINC

Investigación sobre la protección de bacterias intestinales

Millones de bacterias y microorganismos que constituyen la  microbiota intestinal, residen dentro del tracto intestinal humano. Esta microbiota intestinal puede estar influida por factores relacionados con el estilo de vida y la dieta, la edad de la persona o el sistema inmune.

Si su composición normal se altera, se crea el estado de disbiosis. Esto puede causar en las personas problemas neurológicos, metabólicos o incluso llegar a la obesidad.
Generalmente la microbiota esta vista como beneficiosa. Pero a causa del gran número de microorganismos que posee, puede resultar dañina, e interferir en las funciones celulares de la persona.
Para no sufrir disbiosis y prevenirla, hay que limitar la exposición directa de la microbiota con las células del intestino. Sin embargo, el cuerpo evita que variaciones en el metabolismo de las bacterias no interfiera en procesos celulares, como por ejemplo la división celular. Pero ciertas investigaciones afirman que, si no poseemos un escudo intestinal, las variaciones en el metabolismo bacteriano, pueden dañar las células reproductivas y causar esterilidad en un animal modelo llamado C.elegans.
Este animal, naturalmente se alimenta de diferentes tipos de bacterias, y en el laboratorio solamente con bacterias E.coli OP50.
Gracida Canales, descubrió en sus exploraciones un mutante del C.elegans que se volvia estéril, al alimentarse únicamente con la bacteria E.coli OP50. La esterilidad de éste, está provocada porque el AND de las células madre está afectado, y entonces las células reproductivas que se producen también. Como prevención ante la esterilidad, la solución era alternar el metabolismo de las bacterias incubándolas con el aminoácido esencial triptófano.

Las observaciones que se hicieron demostrararon que era la comida, la que causaba un daño al tejido reproductivo.
El gen sensible a la comida se llama HNF4, y está presente tanto en el C.elegans, como en los humanos. Y queda la duda, si son los mismo efectos en el gusano, y en los mamíferos, y si el gen HNF4 está también involucrado.

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La proteína Aurora-A

La proteína Aurora-A se encuentra en la regulación de la reproducción celular con lo que forman tejidos, y gracias a un estudio sabemos que, la falta de esta proteína provocaba en los ratones una disminución del avance del crecimiento de los tumores debido a que la cantidad de esta proteína se encuentra incrementado en muchos cánceres humanos. 

Este estudio ha sido publicado el 20 de noviembre en la revista Cancer Research, y a este trabajo contribuyeron Terry Van Dyke y Dale Cowley de la North Caroline University, en EE UU. Encontramos esta noticia en Sinc: la ciencia es noticia el día 15 noviembre 2013 bajo el nombre de: Validan una nueva terapia anticancerígena basada en la división celular.

Aunque no se sepan los efectos que podrían causar su bloqueo en los tejidos adultos (de los ratones), ya se han creado inhibidores para que estas proteínas dejen de ejercer su función, deteniendo el crecimiento de los tumores  

Representación de la interacción entre la quinasa Aurora A (en azul) y una proteína (amarillo, solido) y un modelo de fosforilación (amarillo, malla)

Pero un estudio dirigido por Ignacio Pérez de Castro y Marcos Malumbres, investigadores del CNIO (Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas), y realizado sobre ratones, muestra las consecuencias que sufren las células por la eliminación de la proteína Aurora-A, esto implica un nuevo desarrollo de substancias para ralentizar el avance del cáncer. La consecuencia de la inhibición de esta proteína, es un mal funcionamiento en la división celular, debido al mal repartimiento del material genético en dicha división celular. Esto provoca un gran número de células muertas y senescentes, provocando a su vez un envejecimiento antes de tiempo en los ratones, aunque se consigue reducir le crecimiento de tumores de piel y de mama, asegura Ignacio Pérez de Castro.

Estos investigadores quieren estudiar los cambios del ADN que se producen al usar este tipo de inhibidores para conseguir nuevas drogas anticancerígenas.

Los investigadores afirman que se podrían usar los inhibidores de esta proteína debería debilitar a los tumores que se enfrentarían a los agentes anticancerígenos, que hoy en día son de uso clínico. 

Este tema lo podríamos relacionar con el tema de las proteínas y a su vez con el de canceres y tumores (problemas en los diferentes aparatos: digestivo, respiratorio ...). Creo que estos estudios son vitales para alcanzar la cura contra el cáncer, sin dañar el ADN de las células que se originan de la célula cancerosa. 

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DIVISIÓN CELULAR

 CONFIRMAN EL PUNTO DE ORIGEN DONDE SE INICIA LA DIVISIÓN CELULAR

Un grupo de científicos internacionales, describen por primera cuándo, dónde y a qué nivel se inicia la fase de división celular conocida como mitosis.

                                                                  

Es el centrosoma el punto de origen de esta actividad, y tiene una nueva función relacionada con un cambio morfogenético previo al proceso de separación.

En la mayoría de las células eucariotas el ciclo celular consta de cuatro fases:
   1- Fase de crecimiento.
   2- Duplicación del ADN.
   3- Fase preparatoria de la mitosis.
   4- Fase de división o mitosis.

                                                      

Las tres primeras se agrupan en la interfase.

Después de la fase 3, algunas células que se encuentran en la fase 1 no continúan el ciclo y entran en una fase llamada G0, donde pueden estar días, meses, años o de por vida.

La duración del ciclo celular varía dependiendo de los diferentes seres vivos y de los diferentes tipos celulares.

-En la fase 1 la célula crece hasta alcanzar una masa crítica, necesaria para poder repartir material entre dos células. Hay un punto sin retorno, punto de restrinción o punto R que una vez sobrepasado, conduce a la división.

-En la fase 2: se produce la duplicación del ADN y continúa la síntesis de histonas. Primero replicara el ADN rico en Guanina y Citosina y después el rico en Adenina y Timina.

-En la fase 3 tiene lugar el reparto del material genético y la citocinesis que es la división del citoplasma.
En esta fase también hay un punto de control del ciclo celular llamado punto M.

-En la fase 4 la actividad inicial bioquímica que le dice a la célula ‘divídete’ y sale de un punto en concreto, que es el centrosoma.

                                                                 
Ademas tiene nuevas tareas que se suman a su labor principal descrita: nuclear y organizar los microtúbulos, que son unas estructuras necesarias para separar físicamente las copias de los cromosomas, de modo que cada célula hermana lleve consigo el mismo código genético.

             Estructura de las levaduras

Si añadimos SPB, la estructura análoga al centrosoma en levaduras,tiene un papel regulador de un proceso de cambio morfogenético anterior a la mitosis y conocido como NETO. Cuando una célula se divide, cuenta con un polo nuevo y con uno viejo, empezando a crecer por este último. Llega un momento que se activa el crecimiento del otro polo, hito llamado NETO y que, viene generado desde el centrosoma con los mismos mecanismos que activan la mitosis.

Esto ocurre en el mismo sitio en el que posteriormente se activa la mitosis y, eso es lo que coordina otros procesos biológicos importantes como la respuesta a estrés o a falta de nutrientes. Aunque el trabajo se realice sobre una levadura, todos estos procesos están conservados en células humanas.

WEBGRAFIA:
http://www.agenciasinc.es/Noticias/Confirman-el-punto-de-origen-donde-se-inicia-la-division-celular
http://www.elergonomista.com/biologia/cit12ma14.htm

Nuevo mecanismo de la división celular

Según el articulo publicado en la revista SINC, se ha descubierto un nuevo mecanismo de regulación de salida en la mitosis.
La proteína separasa con la ayuda de la proteína Zds1es la responsable de una buena separación de los cromosomas en el ciclo celular de división, mitosi. Para llegar a la importancia de la proteína Zds1, se realizó un estudio utilizando la Saccharomyces cerevisiae como organismo modelo.

La conclusión que se ha sacado de este estudio es la importancia de la proteína Zds1 en la separación correcta de los cromosomas en la mitosis y en la regulación de esta. Además, si se conoce perfectamente el funcionamiento de dicha proteína, en un futuro se podrá alcanzar fármacos muy efectivos que combatan el cáncer, ya que muchos de los fármacos utilizados contra el cáncer no se sabe muy bien como actúan sino simplemente los prueban y observan que tienen efectividad.

Me ha parecido interesante dicha noticia ya que con el estudio de proteína importantes como la nombrada en este articulo podrán llevar a los científicos al descubrimiento de fármacos muy efectivos contra una de las enfermedades que mayores muertos causa, el cáncer.

Consiguen simular la división celular con el superordenador del Virginia Tech

El superordenador System X del Virginia Politechnic Institut (Virginia Tech) ha sido utilizado por un grupo de científicos para crear modelos y algoritmos que hacen posible simular el ciclo celular. Gracias a este estudio, sus responsables han demostrado que los nuevos modelos matemáticos y los algoritmos numéricos son una herramienta muy valiosa para estudiar los complejos procesos que tienen lugar en el interior de una célula viva. El modelo creado con este superordenador ayudará a la cura del cáncer y a la regeneración de tejidos.

Investigadores en ciencia computacional y biología del Virginia Politechnic Institut, dirigidos por el profesor John Tyson, acaban de hacer públicos los resultados de un estudio llevado a cabo con el superordenador System X, gracias al cual ha sido posible crear modelos capaces de simular el proceso de división de una célula. El profesor Tyson y la profesora Kathy Chen, que ha colaborado con él en este proyecto, querían caracterizar todas las interacciones de proteínas responsables de regular del ciclo celular de la levadura (el organismo que suelen usar los biólogos para muchas de sus investigaciones).

“Esta investigación respecto a la levadura nos proporciona una base para comprender la reproducción de las células humanas y es especialmente importante en las causas y tratamiento del cáncer o la regeneración de tejido”, afirma Tyson.

Tyson y su equipo aseguran que su trabajo demuestra que los nuevos modelos matemáticos son una herramienta muy útil para estudiar los procesos que tienen lugar dentro de una célula.

Este puede ser un abance importante para el tratamiento del cancer, ya que se puede estudiar desdel origen (la division celular) y combatirlo con más seguridad y precisión.

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