Un nuevo medicamento podría revolucionar el tratamiento de los trastornos neurológicos
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Un nuevo medicamento podría revolucionar el tratamiento de los trastornos neurológicos

El equipo internacional de científicos de Gero Discovery LLC, el Instituto de Investigación Biomédica de Salamanca y Nanosyn, Inc. encontraron un medicamento potencial que puede prevenir la muerte neuronal a través de la modificación del metabolismo de la glucosa en las neuronas.

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El equipo internacional de científicos de Gero Discovery LLC, el Instituto de Investigación Biomédica de Salamanca y Nanosyn, Inc. encontraron un medicamento potencial que puede prevenir la muerte neuronal a través de la modificación del metabolismo de la glucosa en las neuronas estresadas. 

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El nuevo medicamento puede ser ventajoso en afecciones neurológicas como la esclerosis lateral amiotrófica y las enfermedades de Alzheimer y Huntington.

Además, el medicamento también se utilizaría para la lesión cerebral traumática y el accidente cerebrovascular isquémico. 

Los resultados obtenidos en ratones, que han sido publicados en el Scientific Reports Journal, son bastante prometedores para su uso futuro en humanos. 

Las lesiones cerebrales de diferente naturaleza y los trastornos neurológicos se encuentran entre las causas más importantes de muerte en todo el mundo. 

Según la OMS, el accidente cerebrovascular es la segunda causa más común de mortalidad.

Además, más de un tercio de las personas que han sobrevivido a un accidente cerebrovascular tendrán una discapacidad grave.

Además, a medida que la población envejece, millones de personas desarrollan la enfermedad de Alzheimer o Parkinson en el futuro cercano. 

Sin embargo, no existen medicamentos eficientes para las principales enfermedades neurodegenerativas. 

Por lo tanto, es de vital importancia comprender la biología de estas enfermedades e identificar nuevos medicamentos capaces de mejorar la calidad de vida, la supervivencia y, en el mejor de los casos, curar la enfermedad por completo.

¿Cómo funciona el medicamento?

La glucólisis se considera generalmente como la vía metabólica esencial para la supervivencia celular, ya que satisface las necesidades de energía celular en caso de consumo intensivo de energía. 

Sin embargo, se sabe que en el tejido cerebral, la situación es distinta: diferentes tipos de células muestran distintos patrones de metabolismo de la glucosa. 

En las neuronas, solo se consume una pequeña porción de glucosa a través de la vía de la glucólisis. 

Al mismo tiempo, los astrocitos proporcionan nutrientes a las neuronas y utilizan la glucólisis para metabolizar la glucosa. 

Estas diferencias se deben principalmente a la proteína especial llamada PFKFB3, que normalmente está ausente en las neuronas y está activa en los astrocitos. 

En el caso de ciertas enfermedades neurológicas, siendo el accidente cerebrovascular una de ellas, la cantidad de PFKFB3 activa aumenta en las neuronas, lo que es muy estresante para estas células y conduce a la muerte celular.

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Un equipo internacional de investigadores dirigido por Peter Fedichev, científico y empresario de biotecnología de Gero Discovery, y el profesor Juan P. Bolaños de la Universidad de Salamanca, sugirieron y confirmaron en los experimentos in vivo que una molécula pequeña, el inhibidor de PFKFB3, puede prevenir la muerte celular en caso de lesión por isquemia. 

La inhibición de PFKFB3 mejora la coordinación motora de los ratones después del accidente cerebrovascular y reduce el volumen del infarto cerebral. 

Además, en los experimentos con cultivos de células de ratón, se demostró que el inhibidor de PFKFB3 protege a las neuronas del péptido beta-amiloide, el componente principal de las placas amiloides que se encuentran en los cerebros de los pacientes con enfermedad de Alzheimer.

inhibición farmacológica de PFKFB3

El profesor Bolaños destacó el hecho que la inhibición farmacológica de PFKFB3 pueda ser beneficiosa en una afección relacionada con la excitotoxicidad como un accidente cerebrovascular.

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“Me gustaría señalar que en nuestro trabajo, utilizamos una molécula conocida para demostrar que el bloqueo de PFKFB3 tiene una efecto terapéutico”, dijo el prfesor.

Sin embargo, Bolaños destacó que también se hicieron los mismos experimentos con otras moléculas pequeñas patentadas y que obtuvieron un resultado similar..

El equipo de Gero Discovery informó que planea continuar con los ensayos preclínicos y pasar a los ensayos clínicos pronto. 

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Desarrollan modelo de aneurisma “viviente” en 3D

Científicos estadounidenses crearon un modelo en 3D “viviente” de un aneurisma cerebral, para considerar nuevos tratamientos.

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Desarrollan modelo de aneurisma viviente en 3D

Con el liderazgo del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore – LLNL siglas en inglés- en Estados Unidos un equipo científico creó recientemente el primer aneurisma viviente impreso en 3D fuera del cuerpo humano. El LLNL publicó el resultado de su estudio en la revista Biofabrication.

Según el documento el equipo de investigadores logró replicar un anuerisma “in vitro” con ayuda de una técnica de bioimpresión de vasos sanguíneos con células cerebrales humanas copiando un entorno similar en el que se desarrollan las dilataciones de los vasos.

En este sentido, los científicos realizaron un procedimiento de reparación endovascular en el aneurisma impreso con la ayuda de un catéter insertado dentro de un vaso sanguíneo. Con este mismo modelo el equipo pudo evidenciar el proceso de curación postquirúrgico de las células que se encuentran dentro de los vasos sanguíneos afectados.

El modelo de aneurisma fue creado a partir de hidrogel en el que se colocaron células del cerebro humano denominadas hCMEC, que posteriormente se extendieron recubriendo el interior del modelo, creando un aneurisma casi idéntico a uno cerebral que los médicos y científicos pueden examinar y trabajar sobre él.

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Tratamientos actuales para aneurisma

Recordemos, que un aneurisma es una protuberancia o burbuja en un punto determinado dentro de un vaso sanguíneo, este vaso generalmente se encuentra ubicado en el cerebro o el corazón por lo que es altamente peligroso ya que si llega a romperse suele tener consecuencias mortales para el paciente.

Teniendo en cuenta que las zonas donde se desarrollan los aneurismas son altamente sensibles y delicadas a menudo son complejas de encontrar y tratar. La investigadora del proyecto, Mónica Moya sostiene que ” si podemos replicar aneurismas tanto como sea necesario con estos dispositivos, podríamos ayudar a acelerar algunos de estos productos en la clínica y, esencialmente, brindar a los pacientes mejores opciones de tratamiento”

Actualmente, el tratamiento para un aneurisma consiste en la implementación de un clip de metal en la base del aneurisma para desviar la sangre y evitar que el vaso estalle. No obstante, científicos alrededor del mundo consideran que es un tratamiento invasivo ya que consiste en la perforación del cráneo cuando el aneurisma está en el cerebro.

Otro método consiste en el enrollamiento endovascular, que consiste en la inserción de un catéter en una arteria de la ingle pasándolo con sumo cuidado a través del cuerpo hasta llegar al punto del aneurisma para introducir posteriormente una espiral de refuerzo para inducir a la coagulación del aneurisma.

Finalmente, el coautor del estudio William Hynes, puntualiza que: “analizamos el problema y pensamos que si podíamos combinar el modelado computacional y los enfoques experimentales, tal vez podríamos idear un método más determinista para tratar los aneurismas o seleccionar los tratamientos que pudieran servir mejor al paciente”

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Científicos crean biomaterial que podría restaurar el tejido óseo

Científicos de la Universidad Nacional de Investigación de Samara en Rusia desarrollaron un biomaterial que permitiría restaurar algunos componentes del tejido óseo.

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Científicos crean biomaterial que podría restaurar el tejido óseo

Científicos de la Universidad Nacional de Investigación de Samara en Rusia desarrollaron un biomaterial que permitiría restaurar algunos componentes del tejido óseo. En específico el tratamiento podría ayudar especialmente a pacientes que sufren de osteoporosis, una enfermedad que provoca debilidad en los huesos aumentando el riesgo de sufrir una fractura.

Yelena Timchenko, líder de la investigación y autora de este estudio, explicó que el material está basado en el uso del mineral hidroxiapatita el cristal principal de los huesos y principal factor aportante a la dureza y rigidez de estos.

De acuerdo con la investigadora. a diferencia de la hidroxiapatita común, usualmente usada para restaurar los componentes minerales de los huesos, el biomaterial desarrollado denominado “hidroxipatita alogénica” obtenida a través de una tecnología única podría lograr reemplazar la sección orgánica de los huesos.

“Este nuevo material permite restaurar los componentes minerales perdidos del tejido óseo para ajustar el tratamiento de la osteoporosis, así como también el componente orgánico, considerado la ‘carcasa’ de todo biotipo”, aseguró la experta.

El equipo científico analizó la calidad del biomaterial mejorando sus métodos de obtención resaltando que no hay análogos en el mundo de este material para tratar la osteoporosis. Del mismo modo, se han realizado ensayos experimentales sobre la componsición de tejido óseo con osteoporosis para evaluar la particularudad de sus estructuras en sus manifestaciones.

Recordemos, que a pesar de que esta condición es causada principalmente por cambios hormonales relacionados a la edad (prevalente en mujeres con menopausia) también puede ser provocada por vuelos espaciales en gravedad cero.

Según la NASA se ha evidenciado que los astronautas pierden el 10% de la masa ósea del fémur en viajes de 6 meses al espacio. En este sentido, la creación de este biomaterial podría usarse en ensayos preclínicos para estudiar su eficacia en la prevención de la osteoporosis tanto en la tierra como en el espacio.

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Proponen modelo computacional para estudiar la tuberculosis

El modelo computacional está diseñado para una mayor comprensión de las fases iniciales de infección

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Recientemente, se presentó en PLOS COMPUTATIONAL BIOLOGY un modelo computacional elaborado por la Unidad de Tuberculosis Experimental del Instituto de Investigación Germans Trias i Pujol (IGTP), diseñado para reproducir la dinámica de la tuberculosis en un pulmón virtual. La creación de esta herramienta está incentivada por el devastador efecto que causa la enfermedad hoy en día. Actualmente, pese a las estrategias de vacunación y el desarrollo de tratamientos, se mantiene como una de las 10 primeras causas de mortalidad en el mundo.

La enfermedad es provocada por la bacteria Mycobacterium tuberculosis, patógeno que infecta los alveolos pulmonares. Sin embargo, de acuerdo con estadísticas, un 90% de la población infectada nunca desarrolla la patología. Las complicaciones se centran en el 10% de personas que se ven afectadas por la patología, ya que se desconocen los factores principales que la desencadenan en estos individuos.

Para crear este modelo computacional, los investigadores partieron de la siguiente hipótesis: la reinfección endógena juega un papel importante en el mantenimiento de la infección latente. Para comprobarlo, desarrollaron un modelo basado en agentes que describe el crecimiento, la fusión y la proliferación de las lesiones de tuberculosis en un árbol bronquial computacional. Para que la herramienta sea funcional, el grupo de expertos creó un algoritmo interactivo que genera tubos bronquiales y bifurcaciones dentro de un volumen tridimensional de la superficie del pulmón, según explicó Clara Prats, integrante del equipo.

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Modelo 3D podrían predecir los avances de la tuberculosis

Además de este complejo sistema, el instrumento presentado se fundamenta en datos obtenidos por tomografías computarizadas en cinco modelos animales (minicerdos). Según el artículo, las imágenes utilizadas fueron aquellas que mostraban las etapas iniciales de infección por Mycobacterium tuberculosis. A su vez, éstas fueron las que sirvieron para generar el pulmón computarizado.

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Imagen de reconstrucción pulmonar. A la derecha se representa la ubicación y el tamaño de las lesiones pulmonares causadas por tuberculosis en los modelos animales. Fuente: PLOS COMPUTATIONAL BIOLOGY

“El resultado es un modelo que nos permite reproducir y comprender los datos experimentales en la computadora. Hemos podido mostrar una relación importante entre el número final de lesiones de tuberculosis y la frecuencia de reinfección endógena y el crecimiento de las lesiones”, dijo Martí Català, otro de los investigadores. El modelo también se ha utilizado como plataforma experimental in silico para explorar la transición de la infección latente a la enfermedad activa, identificando los principales factores desencadenantes: una elevada respuesta inflamatoria y la combinación de una respuesta inflamatoria moderada con una baja amplitud respiratoria.

Ante los resultados vistos con el software, los investigadores consideran que este modelo computacional permitirá hacer predicciones para futuras acciones como nuevos biomarcadores, estrategias preventivas y terapias para la tuberculosis en humanos.

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