Crean órganos del tamaño de un chip

Tienen casi el grosor de una pantalla de microscopio, pero funcionan. Son máquinas pequeñas, conectadas a toda clase de tubos y alambres para ayudar a imitar la fisiología humana: verdaderos órganos artificiales.

Sí: un pulmón en un chip, por ejemplo tiene las células de vasos sanguíneos en un lado y el tejido celular en el otro, mientras que pequeñas bombas y vacíos modelan la respiración y el flujo de sangre.

Eso es lo que busca impulsar el Centro de Medicina Translacional del National Institute of Health de Estados Unidos, que financiará 17 desarrollos.

Entre los proyectos figuran modelos de piel, pulmón, estómago, hígado y cerebro.

Se espera que esos chips provean una manera confiable y barata de estudiar enfermedades humanas, en parte al permitir la interacción de diferentes tipos de células con el ambiente tridimensional en el que las células viven en tejidos intactos. En los cultivos planos de células, estas no funcionan de la forma como lo hacen en el cuerpo.

La FDA de Estados Unidos ayudará a explorar cómo esta nueva tecnología puede ser usada para predecir la seguridad de medicinas antes de ser probadas en personas. Los estudios en animales son considerados esenciales, pero son caros y no siempre confiables. Los hígados de ratas, por ejemplo, pueden manejar unas toxinas que envenenan sus contrapartes humanas. De acuerdo con datos del NIH un 30% de drogas experimentales que han fallado en humanos al producir toxicidad pese a resultados positivos en modelos animales.

Imagen de un bazo en un chip. Wyss Institute

Qué logro: transplantan neuronas para curar el dolor

¿Un transplante contra el dolor? Sí. Eso es lo que hicieron científicos de la Universidad de California en San Francisco, que aliviaron el dolor crónico en ratones transplantándoles neuronas en su médula espinal, un avance que podría derivar en mejores tratamientos para el dolor neuropático, una condición persistente provocada por lesiones nerviosas, en las que el dolor se da espontáneamente al menor contacto. El estudio fue publicado en Neuron.

Las células transplantadas liberaron una señal química, el ácido gamma aminobutírico, que aplaca las neuronas escitables. Esta inhibición se pierde con frecuencia en enfermedades neurales como la epilepsia y el dolor crónico, conduciendo a una actividad neural incontrolable.

Varias drogas para el dolor crónico incrementan también la señal del ácido, “pero eso alivia los síntomas sin actuar sobre la causa”, explicó Allan Basbaum, quien condujo el estudio, citado en The Scientist. “En contraste, nuestro desarrollo restaura el control inhibitorio que el tejido lesionado pierde. Así, podemos esperar efectos más largos y quizás permanentes”.

“Este estudio es un hito”, dijo a The Scientist Hanns Zeilhofer, de la Universidad de Zurich, quien no participó en la investigación. “Demuestra un alivio impresionante del dolor. A largo plazo puede allanar el camino para una terapia celular para el dolor intratable de otra manera”.

Algunos grupos han reducido los problemas epilépticos en ratones al implantar neuronas fetales que liberan el ácido en sus cerebros. Basbaum quería ver si las mismas neuronas podían ser transplantadas con éxito en la espina para tratar el dolor crónico.

Joao Baz, postdoctor en el laboratorio de Basbaum, extrajo precursores inmaduros de neuronas liberadoras de ácido del cerebro de fetos de ratones y los inyectaron en adultos con lesiones de los nervios de la espina, cuyas garras eran muy sensibles al dolor. Las neuronas se inyectaron en una estructura de la espina que recibe la información sensorial de todo el cuerpo. La pérdida de las señales del ácido en esa región, se cree, es la base de ciertas condiciones dolorosas muy difíciles de tratar.

Las neuronas transplantadas sobrevivieron y dieron origen a células maduras liberadoras del ácido, que formaron conexiones con los circuitos locales de la espina. Al mes, la sensibilidad en los ratones había desaparecido.

Los transplantes no aliviaron los síntomas del dolor inflamatorio, causado por las lesiones en tejidos antes que en los nervios. Esto sugiere que en vez de proveer alivio general al dolor, las nuevas neuronas atacaron la causa del dolor neuropático: la carencia del ácido.

Un increíble avance.

Estudio dice que habría detectado el punto G

El esquivo punto G habría aparecido por fin. Esto, de acuerdo con lo que reclama Adam Ostrzenski, del Instituto de Ginecología en San Petersburgo (Florida).

Un estudio que presentó en la edición del 25 de abril de The Journal of Sexual Medicine dice que ese punto, clave en el placer sexual femenino, mide casi 1 centímetro de largo y casi 3 milímetros de ancho y se hallaría en la zona anterior (parte frontal del cuerpo) de la vagina.

“Es una estructura tipo uva. Nada se le parece”, dijo el especialista.

Para su hallazgo, Ostrzenski examinó el cadáver de una anciana de 83 años que había muerto de un trauma en la cabeza.

La estructura que detectó se encontraba situada dentro de un saco de tejido protector. Cuando lo removió, resección que le tomó 7 horas, el tejido se extendió como un acordeón, relató, porque la estructura está compuesta de tejido eréctil.

Aunque está convencido del hallazgo del mítico punto G, ese que les brindaría el máximo placer a las mujeres durante una relación sexual, no todos están convencidos dice una nota en LiveScience.

Amichai Kilchevsky, urólogo de Yale-New Haven Hospital en Connecticut, piensa que el estudio aporta al debate pero no trae nada nuevo. Este urólogo hizo un análisis de 60 años de estudios sobre el punto G y no encontró pruebas de su existencia. Cerca de una docena de estudios de los que revisó se hicieron en cadáveres, algunos incluyendo 20 a 30 cuerpos, pero los resultados nunca fueron concluyentes, eran mixtos.

El estudio de Ostrzenski solo incluyó un cuerpo, pero no pudo estudiar al microscopio la estructura hallada.

Un estudio más profundo, que no hizo por falta de autorización, hubiera aportado quizás más luces, incluso la posible presencia de químicos asociados con la excitación femenina.

Cura para la ceguera está en camino

Lo que era utopía hace tan solo pocos años, parece realidad que vuela como los aviones sobre el Atlántico.

Tratamientos prometedores para aquellos ciegos por una forma hereditaria de una enfermedad que daña la retina se están expandiendo por toda Europa y comenzaron a cruzar el océano ofreciendo una luz de esperanza para miles de personas con esa condición: retinosis pigmentaria, que afecta más de 1.500.000 personas en el planeta y que destruye los fotorreceptores de la retina, las células conos y bastones que convierten la luz en señales eléctricas que son transmitidas vía nervio óptico a la corteza visual del cerebro para su procesamiento.

Hasta ahora no hay tratamiento efectivo, pero científicos están dando grandes pasos para remediar la condición mediante implantes para estimular los nervios aún activos en la retina, la capa de tejido detrás del interior del ojo.

A mediados de noviembre, Retina Implant, AG, obtuvo aprobación para extender la prolongada fase II de ensayos clínicos con humanos de su implante de retina más allá de su natal Tübingen (Alemania), a 5 nuevos sitios: Oxford, Londres y Budapest, con dos localidades adicionales en Alemania.

El implante es un chip microelectrónico de 3 x 3 milímetros con cerca de 1.500 fotodiodos sensibles a la luz, amplificadores y electrodos insertados quirúrgicamente debajo de la fóvea (que contiene los conos) en la región de la mácula en la retina. La fóvea permite la claridad de la visión de la que depende la gente para leer, ver televisión y conducir. El chip ayuda a generar visión parcial al estimular las células nerviosas intactas en la retina. Los impulsos nerviosos de estas células son conducidos por el nervio óptico a la corteza visual, donde originan la impresión de la vista.

Hasta ahora, algunos pacientes reportan que tienen un campo estrecho de la visión parcialmente restaurado, proveyéndoles con suficiente precisión para localizar fuentes de luz como ventanas, lámparas y para detectar objetos iluminados contra fondos oscuros. La fuente energética del chip se implanta bajo la piel detrás de la oreja, conectada por medio de un cable.

Para quienes padecen retinitas pigmentosa, el dispositivo crea una pequeña ventana en blanco y negro hacia el mundo, según Eberhart Zrenner, cofundador de la compañía, citado por Scientific American, jefe además del Institute for Ophthalmic Research de la Universidad de Tübingen. Retina Implant ha colocado con éxito el chip debajo de la retina de 9 pacientes desde 2010.

La esperanza es poder, en poco tiempo ampliar el campo de vista de las personas con los fotodiodos, pero la capacidad para producir colores firmes no parece posible por ahora.

La luz que mata el cáncer

En la larga lucha contra el cáncer, de todo ha ensayado el hombre y continúa en la búsqueda, gracias a lo cual ha logrado reducir la mortalidad por casi todas las manifestaciones cancerosas.

Ahora, en un nuevo estudio, científicos han mostrado una nueva forma de destruir selectivamente las células cancerosas, al menos en ratones: con luz.

Investigadores del National Cancer Institute en Maryland, Estados Unidos, empelaron un anticuerpo que se enfoca a las proteínas expresadas en los cánceres para apuntar a los tumores, y marcado con un químico que al ser tocado por un rayo en longitud de onda cercana al infrarrojo, se hace tóxico para esas células, según el reporte presentado en Nature Medicine.

Esperando hasta que el anticuerpo se había unido a las células cancerosas antes de exponerlo a la radiación infrarroja, los investigadores pudieron apuntar directamente al cáncer y no al tejido sano adyacente.

El tratamiento fue efectivo: los tumores atacados en ratones se encogieron de manera importante, con mínimo daño en las células normales. Los ratones tratados vivieron mucho más que los controles que no lo fueron.

Una esperanza para el mundo, pues los actuales tratamientos contre el cáncer están en tres categorías: eliminación mediante radiación; remoción quirúrgica; o con drogas para matar las células.

Cómo se logró exitosa separación de gemelas siamesas

Las gemelas Angélica y Angelina Sabuco, que nacieron pegadas por el pecho y el abdomen son ahora dos niñas separadas.

Gracias a una riesgosa pero exitosa operación, las gemelas fueron intervenidas durante 10 horas en el Lucile Packard Children’s Hospital para culminar un complejo proceso de planeación de meses que involucró especialistas de muchas ramas.

“Es un sueño hecho realidad”, expresó Ginady Sabuco, la mamá, hablando en medio de las lágrimas. “Estamos muy complacidos”, dijo Gary Hartman, médico que encabezó la operación de separación. Para él, las cosas no pudieron ir mejor.

La parte más riesgosa del procedimiento fue dividir el hígado fusionado de las niñas. Se hizo con suavidad y con toda calda, dijo el médico. Se tenían temores de una hemorragia dado que un cuarto del suministro de sangre del cuerpo pasa por este órgano cada minuto. Gracias al equipo de última tecnología utilizado el equipo médico dividió el tejido y cauterizó los vasos sanguíneos, virtualmente sin derramamiento de sangre.

Las hermanas Sabuco compartían pocos órganos.

Fue a mediados de 2009 cuando la señora Ginady, en embarazo, supo que sus hijas estaban pegadas. “Dios, por qué nosotros, por qué yo?” se preguntó.

No fue fácil. Su esposo Fidel vivía y trabajaba en San José, California, mientras con su hijo residía en Filipinas. Un año después se reunieron. Las bebés fueron evaluadas en el Packard Children’s para mirar su fisiología y los riesgos de la separación. De seguir unidas el riesgo era serio debido a posibles deformidades musculares y esqueléticas que habrían empeorado con el tiempo.

“Ya había anormalidades en sus sistemas músculo-esqueléticos”, dijo Hartman tras la cirugía. La operación reconstructiva de pecho a la que fueron sometidas las gemelas comenzó a aliviar los problemas en la curvatura de sus pechos y columnas.

Es la segunda separación de gemelos que se hace en ese centro hospitalario.

Las imágenes diagnósticas revelaron que las niñas no compartían corazón, sus hígados estaban fundidos y sus intestinos se tocaban pero los sistemas digestivos funcionaban por separado, reveló Frandics Chan, profesor de Radiología. Los esternones estaban juntos, pero las costillas separadas.

El otro paso en la preparación previo a la separación fue la inserción de expansores de tejido en cuatro sitios debajo de la piel. Son pequeños globos que se inflan gradualmente con líquido para promover el crecimiento de piel extra que fue usada para reparar la separación.

Durante esa inserción se observó con cuidado la respuesta a la sedación y la anestesia. La circulación de las niñas no era compartida en su mayoría, lo que hizo que la anestesia fuera más segura, reportó Gail Boltz, profesor de Anestesiología.

Hartman, Boltz y Peter Lorenz, profesor de cirugía plástica y reconstructiva, planearon cada detalle de la operación, que involucró 20 médicos de 15 a 20 personas en el staff de cirugía. Eligieron dónde debería estar cada pieza del equipo e implementaron un plan de código de colores para saber bien qué personal y qué equipo correspondían a cada niña.

Las gemelas llegaron a la sala de cirugía a las 6:30 a.m. Hartman hizo las primeras incisiones en la piel y músculos de las niñas y Lorenz cortó a través de las costillas. Hartman separó los diafragmas e hígados, que estaban sujetados firmemente en el lado más largo. Luego separó los intestinos y poco después de mediodía en noviembre 1, cortó el último pedazo de piel que juntaba las niñas. Una de ellas fue conducida con su equipo a un cuarto adyacente para la cirugía reconstructiva: ¡la primera vez en sus vidas que estaban en salas separadas!

Lorenz y Rohit Khosla, profesor de cirugía plástica y reconstructiva, reconstruyó las paredes abdominales y del pecho de las gemelas. Les implantaron una placa absorbible en el pecho de cada una, donde debería ir el esternón y les ataron a las placas pedazos de hueso removidos durante la separación. A las 4:30 p.m. terminó la intervención.

“En año y medio se disolverán las placas”, dijo Lorenz. “Eso les da palzo a los huesos grapados para que se fusionen, apra que tengan huesos normales y pechos estables”.

Tras la cirugía, fueron llevadas a la Unidad de Cuidados Intensivos para recuperarse durante una semana más o menos.

Durante la recuperación, podrán perder algo del desarrollo ganado. Caminaban juntas, ahora deberán aprender a hacerlo solas, pero se cree que en poco volverán a tener esas habilidades perdidas con la separación.

Hartman predice que serán dos niñas felices y saludables. “No vemos ningún problema para que se recuperen por completo”.

Angélica, según su madre, es más habladora, mientras Angelina es callada. Cuando Angélica tose, sin embargo, Angelina suavemente golpea su espalda.

Foto cortesía Stanford

El oro ayuda contra tumores cerebrales

Conscientes de que una cirugía de cerebro para extirpar un tumor podría desencadenar en serios problemas para el paciente, científicos se idearon una manera de marcarlos: con nanopartículas de oro.

Tanto es el peligro que entre médicos no es raro escuchar “no es una cirugía de cerebro” cuando se quiere restarle importancia a una intervención.

Para ayudar a los cirujanos en situaciones en las que requieren extrema precisión, investigadores del grupo del profesor Adam Wax en el Instituto de Fotónica Fitzpatrick y del Departamento de Ingeniería Biomédica de Duke University propusieron una manera de explotar las propiedades ópticas únicas de esas nanopartículas para distinguir un tumor cerebral del tejido sano que lo rodea, tejido por demás vital para el paciente.

Los hallazgos serán presentados la próxima semana en el encuentro anual de la Sociedad Óptica en California.

Las técnicas actuales para marcar los tumores del cerebro varían, pero todas cuentan con sus limitaciones, como la imposibilidad de poseer imágenes en tiempo real sin equipos grandes y costosos o la toxicidad y reducido ciclo de vida a ciertos marcadores.

Las nanopartículas de oro –tan pequeñas que 500 de ellas unidas cabrían en un cabello humano- podrían aportar una mejor forma de marcar el tejido tumoral dado que no son tóxicas y su producción es relativamente barata.

¿Cómo funciona? Los científicos sintetizaron nanopartículas de oro con forma de bastones o palos con distinta relación longitud-ancho. Las partículas de distinto tamaño presentan propiedades ópticas diferentes, de modo que al controlar el crecimiento de los nanobastones el equipo pudo ajustar las partículas para reflejar una frecuencia específica de luz.

Luego unieron esas partículas a anticuerpos que se unen a ciertas proteínas del factor receptor del crecimiento que se hallan en altas concentraciones fuera de las células cancerosas. Cuando los anticuerpos se adhieren a las células con cáncer, las nanopartículas de oro marcan su presencia.

El desarrollo fue probado en pedazos de tumores con tejido cerebral de ratón.

En la imagen se aprecian soluciones con las nanopartículas y las correspondientes imágenes fantasma. Cortesía Kevin Seekell.

Ciencia curiosa

Pies delatores. La mayoría de los criminales evitan dejar sus huellas dactilares en la escena del crimen. Bueno, pronto tendrán que volar: las huellas de sus pisadas también deberán preocuparles. La planta de los pies tiene una presión identificable que es una firma personal y puede ser empleada para identificar un individuo con una confiabilidad del 99%, según un análisis con 104 sujetos. El trabajo examinó sólo individuos descalzos. Cómo los zapatos alteran los patrones no está claro aún. Los datos son ahora fáciles de analizar, se reportó en el Journal of the Royal Society Interface y dispositivos para la presión de los pies son fáciles de instalar, por lo que la técnica puede ser usada en el futuro. Curioso.

Canarios sinvergüenzas. Los canarios machos, no reconocidos precisamente por su gran inteligencia, son lo suficientemente listos para no flirtear con entusiasmo con otras hembras, cuando sus parejas están mirando. Estudios con criaturas tan diversas como grillos y gupis han llevado a que se forme la idea de que las audiencias importan en el mundo animal. La conducta agresiva cambia, por ejemplo, dependiendo de quién esté observando, pero menos conocida es la importancia que –macho-hembra conceden, según investigadores de Université Paris Ouest Nanterre La Défense en Francia. Los canarios machos ajustan su agresividad según la audiencia, pero también miran si está su pareja para flirtear, se reportó en Plos One. Curioso.

¿Aló, delfines? La comunicación de los delfines parece ser más afín a la forma como hablan los humanos de lo que se pensaba antes. Los sonidos de delfines grabados en los años 70 fueron reanalizados para revelar que usan vibraciones de tejido antes que bigotes para comunicarse. El estudio, publicado en Biology letters, descompuso las grabaciones mediante programas computacionales de matemáticas y de visualización, lo que permitió al equipo determinar la frecuencia y la armonía de cada sonido tipo silbido, que son vibraciones de tejido como las que producen mamíferos terrestres. Eso explicaría porqué comparten información y se reconocen unos a otros a pesar de la profundidad en la que nadan. Curioso.

Luz para que el cáncer no escape

No es extraño que tras una cirugía para extirpar un cáncer, el cirujano le diga al paciente: limpiamos todo lo que pudimos.

Es que eso de ver células no es nada sencillo. Ahora hay una esperanza.

Sí: la noticia de la semana pasada es un paso al frente. Gracias a unos marcadores fluorescentes que ayudan a señalar el tejido canceroso, los cirujanos pueden remover tejido que de otra forma quedaría en el cuerpo.

Esto fue posible en una cirugía de un tumor en ovarios.

La mayoría de estos tumores expresan altos números de receptores para la molécula de folato (vitamina B9), por lo que adhiriéndoles la molécula fluorescente fluoresceina iso-tiocianato al folato, los científicos crearon células de prueba. Tras inyectarlas a la paciente, se hizo que las células resplandecieran en blanco con ayuda de una cámara especial y luz, permitiéndoles a los cirujanos señalar el tejido canceroso aún cuando las células nos e distinguían de las que estaban sanas.

“Esto entrega mayor precisión y mayor certeza a los médicos para remover todas las células cancerosas en tiempo real durante la cirugía”, dijo Vasilis Ntziachristos, de la Technical University de Munich, Alemania, citado por Nature.

Los resultados fueron publicados en Nature medicine.

De todos los cánceres ginecológicos –ovario, vaginal y uterino- el de ovarios es el que más mata mujeres. Remover todo el tejido canceroso que sea posible durante la cirugía es crucial para darle a la quimioterapia postcirugía mejores oportunidades de matar las células remanentes.

“Este avance es un cambio real de paradigma en imágenes quirúrgicas”, según el investigador. “Hasta ahora solo podíamos depender del ojo humano para hallar tejido canceroso, o teñidos no específicos que coloreaban tanto el tejido vascular como las células con cáncer. Ahora estamos yendo tras señales moleculares precisas y no simple fisiología”.

Regeneran músculos con células madre

Científicos de la Universidad de California en Berkeley abrieron una puerta hacia nuevos tratamientos para la regeneración muscular al lograr retroceder el reloj de músculos formados, al llevarlos a un estado anterior de células madre para formar nuevo músculo.

Los investigadores mostraron también en ratones que las células madre reprogramadas de músculo podrían ser utilizadas para reparar el tejido dañado.

El logro fue descrito en el journal Chemistry and Biology este viernes.

Irina Conboy, principal investigadora, profesora de Bioingeniería, dijo que la formación de músculo se daba en una sola dirección, yendo de células madre a mioblastos (células musculares individuales) y a fibra muscular.

Fabricar nuevo músculo para remplazar tejido viejo o dañado es el trabajo rutinario de las células madre musculares o células satélites. Situadas a lo largo del perímetro del tejido muscular adulto, esperan una señal para crecer, dividirse y fusionarse en nuevas fibras musculares donde se presenta un daño para reparar.

Pero ese proceso no funciona en personas con la distrofia muscular de Duchenne, una condición genética en la cual los músculos se degeneran por una proteína defectuosa y el consiguiente agotamiento de las células madre musculares. La reparación muscular también se afecta con el envejecimiento.

Los estudios actuales en tratamientos basados en células pluripotentes –un tipo de células madre que se pueden convertir en cualquier tipo de célula adulta- han sido muy retadores. Uno de los asuntos es que tales células se dividen indefinidamente y si no son dirigidas hacia un tipo particular de órgano, pronto forman tumores.

Antes que acudir a las células pluripotentes, Conboy y Preeti Paliwal, expusieron la fibra muscular madura a pequeñas moléculas que instruyeron al tejido fundido para reversar su curso y separarse en células musculares progenitoras individuales. Los inhibidores moleculares fueron removidos después y las nuevas células madre musculares crecían y morían de manera natural, convirtiéndose en nuevo tejido muscular en ensayos de laboratorio con ratones.

El próximo paso, dijo Conboy, incluye probar el proceso en tejido muscular humano y examinar otros compuestos moleculares que convierten de nuevo el tejido muscular en sus células madre. Un trabajo que podría derivar en una nueva herramienta del arsenal de terapias con base en células madre.