Los ratones tratados con una molécula llamada miR-302b recuperaron el cabello perdido y mantuvieron la salud cerebral.Crédito: Paul Chen/San Francisco Chronicle vía Getty
Inyectar a ratones ancianos una molécula de ARN parece revertir algunos signos de envejecimiento, ayudándolos a vivir más, hacer crecer el cabello y mantener sus capacidades físicas y mentales.
Tratamiento descrito en Metabolismo celular El 15 de enero1actúa centrándose en una de las características del proceso de envejecimiento: una etapa llamada Senescencia celularDonde las células pierden su capacidad de reproducirse. Los investigadores esperan que los resultados algún día conduzcan al desarrollo de… Medicamentos antienvejecimientopero se necesita más trabajo para determinar si se traduce en personas.
Los estudios sobre el envejecimiento en cinco animales sugieren cómo revertir el declive
A medida que las personas envejecen, más células se vuelven senescentes y secretan sustancias químicas llamadas citocinas, que pueden provocar inflamación. Esto reduce la capacidad del cuerpo para combatir enfermedades y curarse, y se ha relacionado con afecciones que incluyen cáncer, enfermedades cardiovasculares, diabetes y disminución de la función cognitiva.
Ahora, los investigadores se han centrado en una molécula llamada miR-302b, que podría ayudar a ralentizar el proceso de envejecimiento. La molécula es MicroARNuna pequeña pieza no codificante de ácido ribonucleico (ARN) involucrada en la regulación genética que previamente se había descubierto que estaba involucrada en la inmunidad y la supresión de células cancerosas.
Guangzhou Ji, biofísico del Instituto de Biofísica de la Academia China de Ciencias en Beijing, y sus colegas demostraron, utilizando células humanas cultivadas en el laboratorio, que los exosomas (paquetes que transportan ARN entre células) de células madre embrionarias humanas pueden restaurar el envejecimiento. capacidad. Para que las células se multipliquen.
Luego realizaron varios experimentos en ratones vivos de entre 20 y 25 meses de edad, lo que equivale a unos 60 y 70 años en años humanos. A algunos les inyectaron exosomas humanos normales y a otros exosomas cargados con miR-302b adicional, que afecta a dos genes implicados en la división celular. Los ratones de control recibieron inyecciones de solución salina.
El experimento demostró una capacidad de avance cloroplastosEs necesario para la fotosíntesis en las plantas y funciona dentro de las células animales. Se introdujeron cloroplastos de algas rojas en células derivadas del ovario de un hámster chino (Cricetulus griseus), donde permanecieron activos durante 48 horas, convirtiendo la luz en energía. Este logro representa un paso adelante en los esfuerzos por recrear procesos simbióticos que se observan en la naturaleza, ofreciendo posibles aplicaciones en ingeniería científica. El proyecto tiene como objetivo aprovechar el proceso de fotosíntesis en organismos no vegetales para diversos fines.
Integración de cloroplastos en células animales.
De acuerdo a el estudia La investigación fue publicada en la revista Proceedings of the Japan Academy, Serie B, y fue supervisada por Sachihiro Matsunaga, biólogo de la Universidad de Tokio. Su equipo seleccionó cloroplastos flexibles de algas rojas que pueden prosperar en condiciones extremas, como las aguas termales volcánicas. Estos orgánulos se aislaron mediante una centrífuga y un proceso controlado para evitar daño directo al animal. células. En lugar de perforar las membranas celulares, la técnica implica modificar el medio de cultivo para estimular animal Las células engullen naturalmente los cloroplastos.
Trabajos y desafíos
científico americano un informe Asegúrese de que los cloroplastos trasplantados demuestren transferencia de electrones (un componente vital de la fotosíntesis) durante dos días antes de que se desintegren. Los intentos anteriores de mantener la función de los cloroplastos sólo tuvieron éxito durante unas pocas horas. Sin embargo, persisten desafíos, ya que los cloroplastos necesitan proteínas que las células animales no pueden producir de forma natural. Werner Colbrandt, biólogo estructural del Instituto Max Planck de Biofísica, destacó la ausencia de genes necesarios para la síntesis y el transporte de proteínas, lo que acelera la degradación de los cloroplastos.
Aplicaciones futuras
Actualmente se están llevando a cabo planes para incorporar genes que mantengan la fotosíntesis en células animales, dijo Matsunaga. Esta investigación tiene como objetivo crear materiales fotosintéticos para aplicaciones como la captura de dióxido de carbono o el crecimiento de organoides ricos en oxígeno. Expertos como Jeff D. Bucky, celular Biólogo En la Facultad de Medicina Grossman de la Universidad de Nueva York, creemos que estos avances pueden allanar el camino para usos innovadores en biotecnología. Sin embargo, el uso humano de la energía solar sigue siendo especulativo, ya que requiere una superficie mucho mayor de la que el cuerpo humano puede proporcionar.
Se ha observado que el parásito bacteriano afecta… plantas El comportamiento de la célula de una manera que mejora su transmisión por parte de los insectos que se alimentan de savia. Esta adaptación cambia las respuestas de las plantas. Se ha observado que atrae insectos hembra hacia machos ya existentes, mejorando la supervivencia del parásito. Este descubrimiento destaca la interacción única entre plantas, bacterias e insectos, con implicaciones importantes para comprender cómo los patógenos manipulan la biología del huésped en su beneficio.
Un estudio vincula la proteína SAP54 con el comportamiento de los insectos
De acuerdo a Según un estudio publicado en eLife, los fitoplasmas (patógenos bacterianos responsables de las enfermedades de las plantas) dependen de proteínas efectoras para facilitar la transmisión a través de los saltamontes. La investigación se centró en SAP54, una proteína de virulencia conocida por inducir estructuras florales en forma de hojas en plantas infectadas. Se ha revelado que SAP54 afecta el comportamiento alimentario y reproductivo de los saltahojas de una manera dependiente del sexo.
Investigaciones anteriores han demostrado que los saltamontes se sienten atraídos por las plantas infectadas, pero los mecanismos detrás de esta atracción no estaban claros, explicó a phys.org el Dr. Zygmunds Orlovskis, líder de proyecto independiente en el Centro de Investigación y Estudios Biomédicos de Letonia. Hallazgos recientes sugieren que los saltamontes machos desempeñan un papel clave en esta interacción.
El atractivo femenino depende de la presencia de un hombre.
Los experimentos demostraron que las plantas modificadas con SAP54 albergaban más crías de saltahojas, pero sólo en presencia de machos. Las hembras de saltahojas mostraron una mayor actividad alimentaria en las plantas SAP54 cuando los machos estaban presentes, pero por lo demás no mostraron preferencia. Investigaciones adicionales indicaron que el olor y el sonido no influyeron en el comportamiento. Investigadores Centrarse en los cambios genéticos en las plantas.
Se han identificado las principales vías genéticas
Según informes publicados en phys.org, se descubrió que SAP54 suprime los mecanismos de defensa en las plantas, especialmente cuando se exponen a saltamontes macho. Esta represión estaba relacionada con un factor de transcripción, la fase vegetativa corta (SVP), que parecía ser crucial para atraer hembras a plantas colonizadas por machos.
Información sobre estrategias parasitológicas
La profesora Saskia Hoogenhout, líder del grupo en el Centro John Innes, señaló que los resultados demuestran la capacidad del parásito para abordar las interacciones huésped-vector, lo que mejora la eficiencia de su ciclo de vida. El estudio subraya la complejidad de las relaciones entre plantas, patógenos e insectos, y proporciona nuevos conocimientos sobre las estrategias que utilizan los parásitos para sobrevivir y reproducirse.
La tinción verde identifica condrocitos adiposos de oreja de rata.Crédito: Laboratorio Plekus, Univ. California, Irvine
Según un estudio a gran escala, las orejas y la nariz son blandas y elásticas, gracias en parte a las células “burbujas” que brindan amortiguación adicional y soporte estructural a diferentes partes del cuerpo.1 Él aparece.
Estos “condrocitos adiposos”, que se encuentran en muchos mamíferos y se cultivan a partir de células madre humanas, se han descrito completamente por primera vez en un estudio publicado hoy en la revista. ciencias. descubrimiento Un nuevo tipo de célula “Esto no sucede muy a menudo”, dice Marketa Kauka, bióloga evolutiva del desarrollo del Instituto Max Planck de Biología del Desarrollo en Plön, Alemania, que no participó en el estudio. “Este resultado es realmente sorprendente”.
Genial pero ha sido ignorado durante mucho tiempo.
Los condrocitos adiposos han estado ocultos a plena vista durante más de 160 años. En 1857, el zoólogo alemán Franz von Leydig informó que el tejido cartilaginoso de la oreja de la rata contenía células grandes llenas de depósitos de grasa, descripción que también se aplicaba a Células grasas. Pero las células cartilaginosas clásicas, llamadas condrocitos, son más pequeñas que las células grasas y carecen de depósito de grasa. Producen moléculas que se combinan en… Una red sólida llamada matriz extracelularque proporciona estructura y soporte al tejido cartilaginoso.
Para comprender la forma y función de las células llenas de grasa en el cartílago, Maxime Plekus, biólogo celular de la Universidad de California, Irvine, y sus colegas las examinaron bajo un microscopio y analizaron su bioquímica y biomecánica. El equipo descubrió que estas células tienen Enormes estructuras intracelulares llamadas vacuolas. Que está lleno de grasa. Como resultado, las células parecen perlas iridiscentes bajo el microscopio, dice Plekus.
Los “atlas” celulares proporcionan una visión sin precedentes de la placenta, el intestino y los riñones
Pero los investigadores observaron que estas células no secretan las mismas proteínas de señalización que normalmente secretan las células grasas, y que sus patrones de activación genética se parecen más a los de los condrocitos que a los de las células grasas. La diferencia más notable, dice Plekus, es que cuando los investigadores alimentaron a los ratones con una dieta baja en calorías o con una dieta alta en grasas, las células permanecieron aproximadamente del mismo tamaño, mientras que las células grasas típicas se contrajeron o aumentaron en respuesta. Esto indica que los condrocitos adiposos no tienen una función metabólica, a diferencia de las células grasas, que son esenciales para el metabolismo.
En cambio, los grandes reservorios de grasa dentro de los condrocitos adiposos hacen que el tejido del cartílago sea menos rígido. Los condrocitos proporcionan estructura al crear una matriz extracelular que se asemeja a la espuma de embalaje, que consiste en una densa colección de pequeños huecos de paredes duras, dice Plekus. Pero los condrocitos adiposos son como plástico de burbujas, que utiliza grandes bolsas llenas de aire como revestimiento.
“La idea de regular la rigidez del tejido controlando lo que hay dentro de la célula, en lugar de a través de la matriz extracelular, es nueva e interesante”, dice Paul Janmi, biofísico de la Facultad de Medicina Perelman de la Universidad de Pensilvania en Filadelfia. “No suele ser así, ni siquiera en el tejido adiposo”.
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Crédito: costphoto/norphoto vía Getty
alce salvaje (ciervo canadiense) pastan en los humedales de Tiaozini, de colores brillantes, en la provincia de Jiangsu, en el este de China. Los humedales están tapizados por el arbusto de artemisa china (Artemisia halodendro) que se vuelve de color rojo brillante en el otoño, atrayendo vida silvestre como pájaros y alces. Este mes, China estableció un centro de investigación de alces en Beijing, que utilizará la ciencia para proteger a estos animales altamente protegidos. Su número disminuyó en el siglo XX debido a los desastres naturales y la caza.
Los investigadores de este campo cuentan con la ayuda de un banco de células madre extraídas de la sangre de personas que han vivido hasta los 100 años Mejor comprensión de los factores que contribuyen a una vida larga y saludable. El biólogo de células madre George Murphy y Tom Perls, un geriatra, buscaron centenarios en listas de registro de votantes, artículos de noticias y centros de atención a largo plazo. Muchos de ellos estaban felices de participar “porque saben lo especiales que son”, dice Perls. Los primeros experimentos ya están proporcionando información sobre el envejecimiento cerebral.
Muchos participantes, incluida la mayoría de los que me enviaron correos electrónicos, estaban preocupados por permitir que los vendedores de noticias falsas retozaran sin oposición en Twitter. “Siento el deber de no abandonar el barco”, escribió el ingeniero de operaciones John Guide. “Como Twitter es el espacio público digital más accesible, es importante que hagamos todo lo posible para evitar que se convierta en una cámara de eco de leche cruda y negación de la ciencia”.
Otros se preguntaron ¿por qué no ambas cosas? “Es importante que nuestras voces lleguen a quienes no son científicos para que podamos informar y combatir la desinformación”, escribió el científico terrestre Chris Schneider. “Pero es igualmente importante para nosotros poder colaborar y comunicarnos informalmente donde podamos encontrar apoyo y un oído dispuesto”.
Pensar como un artista puede mejorar tus conocimientos, escriben el inmunólogo John Tregoning y su amigo, el pintor Richard Tillotson. Permítete soñar despierto y Desarrollar una rutina para cuando seas más productivo es clave Para dejar fluir la creatividad. Llenar cuadernos con garabatos, mapas mentales e incluso listas de compras puede generar conexiones inusuales que generan nuevas ideas. “Hay una profunda alegría en este proceso”, escribieron.
En el Nature Podcast de esta semana, cientos de trozos de heces y vómito fosilizados muestran cómo los dinosaurios se convirtieron en los animales terrestres dominantes de la Tierra. Además, los investigadores determinaron Un hongo bien adaptado a vivir en el tracto digestivo de los ratonesEste es un paso importante para modelar el papel que desempeñan estos microorganismos en el cuerpo. Hablo en el podcast sobre por qué la prueba está en el pudín, especialmente cuando se trata del controvertido acuerdo que surgió de la 29ª Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (COP29).
Julian Englert, director ejecutivo y cofundador de la startup de biotecnología Adaptyv, dice que el concurso de diseño de proteínas de la compañía recibió candidaturas de alta calidad de personas que no son investigadores establecidos. Es un efecto secundario de herramientas de inteligencia artificial como AlphaFold, que han ido ganando popularidad y poder. (Naturaleza Audio Lectura larga | 13 minutos escuchando)
Esta semana, Leif Benguinson pasará tiempo con miles de aves acuáticas en los refugios nacionales de vida silvestre Great River y Clarence Cannon en Missouri. ¿Puedes encontrar al pingüino??
La respuesta estará en el correo electrónico del lunes, todo gracias al editor informativo y patrocinador de los pingüinos, Tom Houghton.
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• Informe sobre la naturaleza: microbiología – Los organismos más abundantes en nuestro planeta -los microorganismos- y el papel que desempeñan en la salud, el medio ambiente y los sistemas alimentarios
Científicos de Boston, Massachusetts, han creado células madre reprogramadas a partir de la sangre de centenarios. Planean compartir las células con otros investigadores para comprender mejor los factores que contribuyen a una vida larga y saludable. Los primeros experimentos ya están proporcionando información sobre el envejecimiento cerebral.
Centenarios brindan oportunidad de estudiar longevidad. Las personas que han vivido hasta los 100 años tienen una capacidad asombrosa para recuperarse de insultos y heridas, dice George Murphy, biólogo de células madre de las Facultades de Medicina Chobanian y Avedisian de la Universidad de Boston. Un centenario que conoce se recuperó dos veces de la gripe española de 1912 y del COVID-19. Una teoría para explicar la gran longevidad de los centenarios es que tienen una estructura genética que los protege de las enfermedades.
Pero probar esta idea es un desafío. Las personas de esta edad son raras.Lo que hace que las muestras de sangre y piel sean un recurso valioso para la investigación. Esto les dio a Murphy y sus colegas la idea de crear un banco de células de larga vida que pudieran compartirse entre los científicos.
“Este banco es realmente apasionante”, afirma Chiara Herzog, que estudia epigenética y envejecimiento en el King's College de Londres.
“Este será un recurso muy útil para este campo”, afirma Vadim Gladyshev, investigador principal de la Facultad de Medicina de Harvard en Boston.
encontrar centenarios
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Neuronas piramidales, un tipo de célula nerviosa, de la corteza cerebral del cerebro.Crédito: Juan Gartner/Biblioteca de imágenes científicas/Getty
No hay nada como un desafío. En 2016, los biólogos Aviv Regev y Sarah Tishman lanzaron una iniciativa con unos 100 científicos más. Se fijaron el ambicioso objetivo de catalogar cada tipo de célula del cuerpo humano, desde el desarrollo hasta el envejecimiento.1. Esto equivale a mapear los aproximadamente 37,2 billones de células del cuerpo. La tarea se vuelve más compleja porque las células no se quedan quietas esperando ser registradas. Están cambiando constantemente como resultado de factores que incluyen el linaje, la geografía, el género, la edad e incluso la vida misma.
El Atlas de la Célula Humana: Hacia un primer borrador del atlas
Esta semana, esta iniciativa, Human Cell Atlas (HCA), lanza una colección de estudios que representan un nuevo paradigma Un paso importante hacia la compilación del primer borrador del atlas. Gracias a unos 9.000 donantes en todo el mundo, los equipos de HCA cuentan ahora con datos sobre unos 62 millones de células humanas, clasificadas según 18 redes biológicas, incluidos mapas de células del sistema nervioso, los pulmones, el corazón, los intestinos y el sistema inmunológico.
¿Por qué es necesario este trabajo? Las células son los componentes básicos de los organismos vivos. El atlas proporciona una mejora a la comprensión de los investigadores sobre cómo funciona el cuerpo, en la salud, pero también, lo que es más importante, en la enfermedad. Saber dónde se encuentran células específicas, así como información detallada sobre los genes que expresan y las marcas epigenéticas que portan, revela nuevos conocimientos sobre la biología y las enfermedades.
Por ejemplo, los hallazgos de los investigadores que trabajan en el Lung Cell Atlas resaltan las diferencias entre los pulmones de una muestra de personas en Malawi que murieron a causa de COVID-19 y aquellos que murieron a causa de otras enfermedades pulmonares.2. Los científicos también estudian el desarrollo de los órganos durante el embarazo, por ejemplo analizando la piel humana antes del nacimiento.3 Desarrollar las articulaciones y el cráneo.4.
Los atlas celulares revelan secretos del cuerpo humano
El proyecto HCA no habría sido posible sin proyectos anteriores, en particular el Proyecto Genoma Humano y, más recientemente, la Iniciativa NIH BRAIN, así como el proyecto ENCODE, un proyecto para construir una “lista de partes” de elementos funcionales en el genoma humano. . Los equipos de HCA también han trabajado arduamente para reflejar la diversidad humana en sus datos. El consorcio incluye científicos de África, Asia, América Latina y Medio Oriente.5. Los investigadores de estas regiones no sólo fueron invitados a unirse, sino que también fueron invitados a ayudar a liderar y coordinar proyectos de HCA, y a hacerlo de acuerdo con las prioridades relevantes para la población local. Iniciativa Ahora incluye a más de 3.000 científicos en alrededor de 1.700 instituciones, y registran y estudian datos de personas en alrededor de 100 países.
Los investigadores dicen que los resultados son el comienzo de un viaje hacia un primer borrador. Hay un largo camino por recorrer entre mapear 62 millones de células y mapear mil millones de células, por no hablar de billones. Para que la HCA tenga éxito, sus financiadores deben sobrevivir Comprometidos a largo plazo. Entre ellos se incluyen financiadores públicos, como la Comisión Europea y los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos, y organizaciones filantrópicas, como la Iniciativa Chan Zuckerberg y Wellcome.
Se han utilizado varias metáforas para describir el atlas: algunos lo han llamado “Mapas de Google del cuerpo humano”, otros “la tabla periódica de las células”. También es la Wikipedia de las células, un recurso vivo y abierto, creado y mantenido por la comunidad científica, y los investigadores que lideran su desarrollo pretenden que siga siendo de acceso abierto a largo plazo. Esto significa que será necesaria una financiación continua.
¿Qué es realmente un tipo de célula? Esforzándose por clasificar las innumerables formas de vida.
La mayoría de los proyectos de investigación (incluidos los que involucran consorcios de gran escala) tienen una duración limitada. Diez años es generoso. Un puñado de proyectos pueden durar algunos años más. La financiación permanente tiende a asignarse a proyectos de importancia nacional o internacional, incluida la infraestructura básica: herramientas y tecnologías sin las cuales no serían posibles descubrimientos e invenciones vitales. Esto es con lo que debería compararse HCA.
“Si bien los estudios genéticos han mapeado más de 100.000 variantes asociadas a enfermedades en el genoma humano, no sabemos en qué células están activas la mayoría de estas variantes”, escribieron los investigadores del HCA.6. Sin este conocimiento, añaden, “no podemos entender completamente la biología, estudiar modelos más sólidos de enfermedades, difundir mejores diagnósticos y desarrollar tratamientos más eficaces”.
Los equipos de HCA han tenido un buen comienzo, pero el proyecto es una ultramaratón, no una carrera de velocidad. Si queremos alcanzar sus objetivos, los científicos y financiadores de todo el mundo deben redoblar su compromiso.
Esfuerzos para crear un mapa todo incluido Células humanas Dio un gran salto adelante. Investigadores asociados con Human Cell Atlas (HCA), un consorcio científico global, han publicado más de 40 estudios que detallan avances cruciales en el mapeo de los 37 billones de células que componen el cuerpo humano. Estos hallazgos, publicados el 20 de noviembre en la revista Nature, se centran en células que se encuentran en órganos como los pulmones, la piel y el cerebro, e identifican herramientas computacionales avanzadas para analizar grandes conjuntos de datos.
El proyecto tiene como objetivo perfilar células de diversas poblaciones de todo el mundo para determinar sus funciones, ubicaciones e interacciones únicas en diferentes etapas de la vida. Ya se han recopilado datos de 100 millones de células procedentes de más de 10.000 personas en más de 100 países. Para 2026, los investigadores planean presentar el primer borrador del atlas y se espera que las versiones futuras incluyan miles de millones de células.
Hallazgos detallados en todo el cuerpo.
entre los ultimos Resultados Es un mapa celular completo del sistema digestivo, desde el esófago hasta el colon. Este trabajo, basado en datos de 190 personas, reveló un tipo de célula responsable de enfermedades inflamatorias como la enfermedad de Crohn y la colitis ulcerosa. El profesor Itai Yanai de NYU Langone Health señaló que estas células probablemente desencadenen respuestas inmunes, lo que contribuye a la inflamación en el tejido enfermo.
Otros estudios han arrojado luz sobre el desarrollo humano temprano, incluidos conocimientos sobre la formación del esqueleto durante el embarazo y afecciones como la craneosinostosis. Los mapas que comparan el desarrollo del cerebro fetal con los organoides cerebrales cultivados en el laboratorio también resaltan la precisión de estos modelos, que replican la actividad del cerebro humano hasta el segundo trimestre del embarazo.
Implicaciones para la investigación médica
Los hallazgos tienen implicaciones para el descubrimiento de fármacos y la comprensión de las enfermedades. El Dr. Aviv Regev, copresidente de la HCA, comparó el trabajo con los avances en las tecnologías cartográficas y dijo: “Hemos pasado de mapas básicos y toscos a algo tan detallado como Google Maps”. Sin embargo, reconoció el importante trabajo que queda por delante para completar este ambicioso proyecto.
el investigación Ya ha dado lugar a descubrimientos innovadores, incluida la identificación de un nuevo tipo de célula pulmonar y conocimientos sobre qué tejidos están en riesgo. COVID-19. Los científicos pretenden seguir mejorando estos mapas, utilizando organoides y otros métodos para descubrir la biología humana y los mecanismos de las enfermedades.
Un estudio ha demostrado que las células grasas humanas (que se muestran aquí en una imagen de microscopio electrónico de barrido en color) llevan la “memoria” de la obesidad.Crédito: Steve Gschmisner/SPL
Este recuerdo surge porque la experiencia de la obesidad conduce a cambios en Epigenoma: conjunto de etiquetas químicas que se pueden agregar o eliminar del ADN y las proteínas de las células. Lo que ayuda a aumentar o disminuir la actividad genética. En el caso de las células grasas, un cambio en la actividad genética parece impedirles llevar a cabo su función normal. Este desequilibrio, además de los cambios en la actividad genética, puede persistir mucho después de que el peso haya bajado a niveles saludables, según un estudio publicado hoy en la revista naturaleza Informes.
Los hallazgos sugieren que las personas que intentan perder peso a menudo necesitarán cuidados a largo plazo para evitar recuperar el peso, dice la coautora del estudio Laura Henty, bióloga de ETH Zurich en Suiza. “Significa que probablemente necesites más ayuda”, dice. “No es tu culpa.”
Aunque sabemos desde hace mucho tiempo que el cuerpo tiende a volver a la obesidad después de perder peso, “cómo y por qué sucede esto ha sido casi como una caja negra”, dice Hyun-Cheol Roh, genetista de la Facultad de Medicina de la Universidad de Indiana. en Indianápolis que estudia el metabolismo. Los nuevos hallazgos “muestran lo que está sucediendo a nivel molecular, y eso es realmente genial”.
Un recuerdo duradero
Para comprender por qué el peso se recupera tan rápidamente después de perderlo, Henty y sus colegas analizaron el tejido adiposo de un grupo de personas obesas, así como de un grupo de control de personas que nunca habían sido obesas. Descubrieron que algunos genes eran más activos en las células grasas del grupo obeso en comparación con las células grasas del grupo de control, mientras que otros genes eran menos activos.
La edición epigenética reduce el colesterol en ratones
hasta Cirugía para bajar de peso Este patrón no se ha movido. Dos años después de que los participantes obesos se sometieran a una cirugía para bajar de peso, habían perdido cantidades significativas de peso, pero la actividad genética de las células grasas aún mostraba el patrón asociado con la obesidad. Los científicos encontraron resultados similares en ratones que perdieron cantidades significativas de peso.
En las células grasas de humanos y ratones, los genes que se regulan negativamente durante la obesidad participan en la estimulación. Inflamación y fibrosis. – Formación de tejido duro y parecido a una cicatriz. Los genes rechazados ayudan a que las células grasas funcionen normalmente. La investigación en ratones ha atribuido estos cambios en la actividad genética a cambios en… El epigenoma, que tiene una fuerte influencia en la actividad de un gen.incluso si se está ejecutando.
Los científicos probaron la durabilidad de estos cambios poniendo a dieta ratones obesos. Unos meses después de que los ratones volvieran a adelgazar, los cambios en sus genomas continuaron, como si las células “recordaran” su presencia en un cuerpo obeso.
Rápida recuperación
No está claro cuánto tiempo el cuerpo recuerda la obesidad, afirma el coautor del estudio Ferdinand von Meyne, especialista en epigenoma de la ETH Zurich. “Puede haber un período de tiempo en el que se pierda ese recuerdo”, dice. “Pero no lo sabemos”.
Para comprender mejor los efectos de esta memoria, los investigadores estudiaron las células grasas de ratones que perdieron peso después de volverse obesos. Estas células absorbieron más azúcar y grasa que las células grasas en ratones de control que nunca fueron obesos. Los ratones previamente obesos también ganaron peso más rápido con una dieta rica en grasas que los ratones de control.
Los medicamentos para la obesidad no siempre son para siempre. ¿Qué pasa cuando dejas de fumar?
Pero los científicos que no participaron en el estudio, incluido Roh, señalan que la investigación no prueba que los cambios epigenéticos causaran los cambios físicos en los ratones. La lista de búsquedas de cambios epigenéticos en las células grasas es valiosa, pero será difícil determinar cuáles de estos cambios desencadenan la memoria persistente de las células grasas, dice el biólogo Evan Rosen del Centro Médico Beth Israel Deaconess en Boston, Massachusetts, que estudia el tejido adiposo. tejido. .
“Aún no se trata de una relación causal”, coincide von Meyne. “Es la relación… Estamos trabajando en esto.
Von Meyne añade que prevenir la obesidad es clave. “Las personas que pierden peso pueden [stay] “Es simple, pero requeriría mucho esfuerzo y energía para lograrlo”, dice, y agrega que los hallazgos de su equipo podrían ayudar a eliminar algunos de los Estigma en torno a la obesidad.
Los cerebros grandes imponen exigencias adicionales a las neuronas.Crédito: Science Images Ltd/SPL
Los humanos hemos desarrollado cerebros desproporcionadamente grandes en comparación con nuestros parientes primates, pero esta mejora neuronal ha tenido un costo. Los científicos que exploran esta compensación han descubierto rasgos genéticos únicos que muestran cómo las células cerebrales humanas afrontan el estrés de mantener en funcionamiento un cerebro grande. Este trabajo podría inspirar nuevas líneas de investigación para comprender enfermedades como la enfermedad de Parkinson y la esquizofrenia.
El estudio fue publicado en el servidor de preimpresión bioRxiv el 15 de noviembre.1Se centra en las neuronas que producen el neurotransmisor dopamina, que es fundamental para el movimiento, el aprendizaje y el procesamiento emocional.
Milímetros cúbicos del cerebro dibujados con sorprendente detalle
Al comparar miles de neuronas de dopamina cultivadas en laboratorio de humanos, chimpancés, macacos y orangutanes, los investigadores encontraron que las neuronas de dopamina humanas expresan una mayor cantidad de genes que promueven la actividad antioxidante que reduce el daño que las de otros primates.
Los hallazgos, que aún no han sido revisados por pares, son un paso hacia “comprender la evolución del cerebro humano y todas las posibles cosas negativas y positivas que conlleva”, dice Andre Souza, neurocientífico de la Universidad de Wisconsin. Madison. “Es interesante e importante intentar comprender realmente qué es específico del cerebro humano, con el potencial de desarrollar nuevos tratamientos o incluso evitar enfermedades por completo en el futuro”.
Neuronas estresadas
Así como caminar erguido provocó problemas de rodilla y espalda, y los cambios en la estructura de la mandíbula y la dieta provocaron problemas dentales, la rápida expansión del cerebro humano a lo largo del tiempo evolutivo ha creado desafíos para sus células, dice el coautor del estudio Alex Pullen, coautor del estudio. -autor del estudio. Neurocientífico de la Universidad de California, San Francisco. “Presumimos que podría estar ocurriendo el mismo proceso y que estas neuronas de dopamina podrían representar articulaciones débiles”.
Utilizando una herramienta de imágenes, Bollen y sus colegas demostraron que las dos áreas del cerebro que requieren dopamina son mucho más grandes en los humanos que en los macacos. La corteza prefrontal es 18 veces más grande y el cuerpo estriado es aproximadamente siete veces más grande.
Cómo tu cerebro detecta patrones en la vida cotidiana: sin pensamiento consciente
Sin embargo, los humanos tienen el doble de neuronas dopaminérgicas que sus parientes primates, dice Bollen. En consecuencia, estas neuronas deben expandirse aún más y trabajar más duro (cada una formando más de dos millones de sinapsis) en el cerebro humano, más grande y complejo.
“Las neuronas de dopamina son verdaderos atletas”, dice Nenad Sestan, neurocientífico del desarrollo de la Universidad de Yale en New Haven, Connecticut. “Está constantemente activado”.
Para comprender cómo se adaptan las neuronas dopaminérgicas humanas para hacer frente a las demandas de un cerebro grande, Bollen y sus colegas cultivaron versiones de estas células en el laboratorio.
Combinaron células madre, que pueden convertirse en muchos tipos de células, de ocho humanos, siete chimpancés, tres macacos y un orangután, y las cultivaron hasta convertirlas en estructuras en miniatura parecidas a cerebros llamadas organoides. Después de 30 días, estas estructuras comenzaron a producir dopamina, simulando el desarrollo cerebral.
Luego, el equipo secuenció genéticamente las neuronas de dopamina para medir qué genes estaban activados y cómo se controlaban.
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Al analizar las neuronas humanas y de chimpancé, los investigadores descubrieron que las neuronas humanas expresan niveles más altos de genes que controlan el estrés oxidativo, un tipo de daño celular que puede ser causado por el proceso de producción de dopamina que consume mucha energía. Estos genes codifican enzimas que descomponen y neutralizan moléculas tóxicas, llamadas especies reactivas de oxígeno, que pueden dañar las células.
Para investigar si las neuronas dopaminérgicas humanas habían desarrollado respuestas únicas al estrés, los investigadores utilizaron un insecticida que causa estrés oxidativo en los organismos. Descubrieron que las neuronas que se desarrollaron a partir de células humanas tenían una mayor producción de una molécula conocida como BDNF, que se reduce en personas con trastornos neurodegenerativos como la enfermedad de Parkinson. No vieron la misma respuesta en las neuronas de los chimpancés.
Mejorar la flexibilidad
Comprender estos mecanismos de protección podría ayudar a desarrollar tratamientos que estimulen las defensas celulares en personas con riesgo de desarrollar la enfermedad de Parkinson. “Algunas de estas protecciones pueden no estar presentes en todos debido a mutaciones”, dice Souza. “Esto crea una vulnerabilidad adicional en estos individuos”.
“Hay algunos objetivos candidatos que sería muy interesante perturbar y luego plantar [animal] “Modelos de la enfermedad de Parkinson para ver si da mayor plasticidad a las neuronas”, dice Bolin.
Los organoides del estudio representan neuronas en desarrollo, equivalentes a las de un feto, y no capturan completamente la complejidad de las neuronas adultas. Las investigaciones futuras deberán explorar cómo estos mecanismos protectores se mantienen en las neuronas maduras y envejecidas, dice Souza, porque “las enfermedades degenerativas que afectan a estas células generalmente ocurren a una edad más avanzada”.
