miércoles, 16 de enero de 2013

Nuestra ciencia: Entendiendo cómo produce daños neurológicos la malaria cerebral



La malaria cerebral es la más importante enfermedad parasitaria que afecta al sistema nervioso central y es la causa del 80% de las muertes de los casos de malaria. Los que sobreviven suelen padecer secuelas neurocognitivas: memoria, lenguaje, visión, ataxia,… durante largos periodos, lo cual es mucho más preocupante en pacientes infantiles.

La causa de esas secuelas neurocognitivas que se observan en niños no es bien conocida. Se piensa que el parásito provoca una obstrucción microvascular y que dispara una respuesta inflamatoria exacerbada que provocaría esos daños neuronales. En el desarrollo cerebral el factor neurotrófico derivado de cerebro (BDNF) es un importante regulador de la sinaptogénesis, la plasticidad sináptica y la supervivencia neuronal, por lo que dicho factor podría jugar un papel en el mantenimiento de la integridad del sistema nervioso central en el caso de padecer malaria cerebral.

Investigadores de la Universidad Complutense han utilizado un modelo animal para estudiar la malaria cerebral y el papel del BDNF en la recuperación del sistema nervioso central. Para ello han utilizado ratones de la cepa C57BL/6 y los han infectado con Plasmodium berghei. Han observado que la progresión del daño neurológico en los cerebros de los ratones infectados se puede definir en cuatro etapas.

Inicialmente se observa un incremento en todas las regiones del cerebro de la expresión de marcadores de inflamación y de moléculas de adhesión: ICAM-1, VCAM-1, e-selectina y p-selectina. Posteriormente se observa la acumulación de glóbulos rojos parasitados. Las señales inmunológicas provocan que el proteosoma celular sea modificado y se transforme en un inmunoproteosoma, lo que causa que el reciclaje de las proteínas cerebrales se vea alterado, lo que puede conducir a un malfuncionamiento celular.

Según aumenta la severidad de los síntomas, se observa que la cantidad de mRNA de BDNF disminuye en varias regiones cerebrales. Primero en el tálamo-hipotálamo, luego el cerebelo, el tallo cerebral y finalmente el cortex. La disminución también se observa en otras importantes proteínas cerebrales como la llamada NCAM o proteína de adhesión neuronal. Esa disminución se correlaciona con el desarrollo de la cuarta etapa de la secuencia de la enfermedad y con la severidad de los síntomas.

Los autores apuntan que el control de la expresión de BDNF y de NCAM podría ser una buena diana terapéutica para modificar e incluso revertir los daños neurológicos causados por la malaria cerebral.

Resumen realizado por:
Manuel Sánchez
Profesor Contratado Doctor
Departamento de Producción Vegetal y Microbiología.
Universidad Miguel Hernández

ResearchBlogging.org

Linares, M., Marín-García, P., Pérez-Benavente, S., Sánchez-Nogueiro, J., Puyet, A., Bautista, J., & Diez, A. (2013). Brain-derived neurotrophic factor and the course of experimental cerebral malaria Brain Research, 1490, 210-224 DOI: 10.1016/j.brainres.2012.10.040

martes, 15 de enero de 2013

Nuestra Ciencia:¿Qué pasa con los ácidos micólicos de las micobacterias atípicas?: que también estimulan alguna citoquinas importantes en la tuberculosis.



La bacteria Mycobacterium incluye los agentes de la tuberculosis (Mycobacterium tuberculosis) y de la lepra (Mycobacterium leprae), además de otros que son oportunistas y especies saprofíticas, las que se denominan micobacterias atípicas. Mycobacterium tiene una pared celular muy peculiar, cuya composición está relacionada con su patogenicidad. Por ejemplo, los ácidos micólicos son un tipo de ácidos grasos de cada larga típicos de Mycobacterium que suelen estar unidos a molécula de azúcares formando unos glucolípidos que se denomina factores "cord".

Estos factores "cord" son lípidos con una gran actividad biológica que están relacionados con algunos efectos patológicos de la tuberculosis. Por ejemplo, los factores “cord” de Mycobacterium tuberculosis inducen la secreción de varios tipos de citoquinas, que modulan la actividad del sistema inmune del huésped. Los estudios sobre las propiedades biológicas de los factores “cord” de las mycobacterias atípicas son escasos. Por eso, un grupo de microbiólogos de las universidades de Murcia y Autónoma de Barcelona, ha estudiado la capacidad de los factores “cord” de dos mycobacterias atípicas (Mycobacterium alvei y Mycobacterium brumae, aisladas de muestras de agua del rio Llobregat de Barcelona a principio de los años 90) de inducir la producción de citoquinas y la han comparado con el factor “cord” de Mycobacterium tuberculosis (cepa H37Rv).

Para ello, lo primero que han hecho es aislar los factores "cord" de esta dos micobacterias atípicas y caracterizarlos mediante técnicas de NMR. Han comprobado que aunque su estructura química es muy similar entre sí y con el factor "cord" de Mycobacterium tuberculosis, existen algunas pequeñas modificaciones estructurales entre los tres. Luego, han estudiado la capacidad de estimular la producción de citoquinas de estos factores "cord" en dos modelos celulares in vitro distintos. Han empleado líneas celulares de macrófagos de ratón (RAW 264.7) y de monocitos humanos (THP-1). Los resultados demuestran que los factores "cord" de las tres micobacterias estimulan la producción de la interleuquina 6 en células de ratón, aunque con distinta intensidad. En las células humanas, el perfil de interleuquinas estimuladas es similar en las dos micobacterias atípicas, pero diferente del de Mycobacterium tuberculosis. En definitiva, el patrón de inducción de diferentes citoquinas pro-inflamatorias por los factores “cord” de las micobacterias atípicas es similar entre sí, pero tienen ciertas diferencias respecto al patrón de inducción del factor "cord" de Mycobacterium tuberculosis.

Estos resultados sugieren por tanto que pequeños cambios en la estructura de los ácidos micólicos de los factores "cord" afectan a sus actividades biológicas. Futuros análisis podrían clarificar si estos factores "cord" de las micobacterias atípicas podrían ser empleados como estimuladores del sistema inmune o adyuvantes, así como su papel biológico en relación con la inmunología de la tuberculosis.

Resumen realizado por:
Ignacio López-Goñi
Catedrático de Microbiología,
Departamento de Microbiología y Parasitología, Universidad de Navarra

ResearchBlogging.org

Linares C, Bernabéu A, Luquin M, & Valero-Guillén PL (2012). Cord factors from atypical mycobacteria (Mycobacterium alvei, Mycobacterium brumae) stimulate the secretion of some pro-inflammatory cytokines of relevance in tuberculosis. Microbiology (Reading, England), 158 (Pt 11), 2878-85 PMID: 22977091

miércoles, 9 de enero de 2013

Nuestra ciencia: Como Bacillus subtilis "regala" copias de su DNA a sus compañeros



El equipo, formado por Olga Zafra, María Lamprecht y Carolina González, y dirigido por Eduardo González-Pastor, del Departamento de Evolución Molecular del Centro de Astrobiología, ha demostrado que una población de Bacillus subtilis es capaz de coordinar la liberación de DNA al medio y su captación por otros individuos de la población, lo cual es muy importante desde un punto de vista evolutivo.

En ciencia no es raro que fenómenos que parecen ya explicados del todo revelen sorpresas cuando se miran con más detalle. Ese es el caso de los fenómenos de transferencia genética horizontal. Es decir, de cómo un microorganismo captura un fragmento de DNA que hay en el medio extracelular y lo mete en su interior, insertándolo en su genoma de tal forma que es capaz de expresar la información genética codificada en dicho DNA. El ejemplo más comentado es el caso de la transformación genética bacteriana con genes que codifican resistencias a los antibióticos.

¿Cuál es el origen de dicho DNA extracelular? Generalmente se asume que proviene de células que han sido lisadas y han liberado su contenido al medio ambiente. Ese DNA vagará por el medio ambiente, y probablemente será destruido o degradado, pero en ocasiones puede provocar un fenómeno de transformación genética si es captado por una bacteria.

En la bacteria B. subtilis también estaba descrito que en cultivos que se encontraban en la fase tardía de crecimiento exponencial se podían detectar cantidades apreciables de DNA extracelular. Lo que se suponía es que era debido a algún tipo de lisis de una subpoblación de las bacterias, pero lo que se han encontrado los investigadores del CAB es algo muy distinto.

Resulta que las bacterias secretan DNA al medio de manera activa cuando se encuentran en la fase tardía de crecimiento exponencial. Los fragmentos secretados corresponden a todo el genoma del microorganismos, lo que indica que no hay una región cromosómica con preferencia para exportar sobre otra región del genoma. Y no solo eso, también son más susceptibles a captar DNA extracelular. Es lo que se conoce como estado de competencia para los fenómenos de transformación genética.

El descubrimiento puede tener varias implicaciones para explicar diversas pautas evolutivas, sobre todo el papel de los fenómenos de transferencia horizontal en la aparición de nuevas especies microbianas. A nivel más práctico, podría ser muy útil para estudiar la dispersión de los genes de resistencia a los antibióticos y poder así poner un freno a dicho proceso tan importante desde el punto de vista de la salud pública.



Enlaces relacionados: Audio del programa "Tú, yo y los microbios" emitido el pasado 19 de diciembre y dedicado a este artículo


ResearchBlogging.org

Zafra O, Lamprecht-Grandío M, de Figueras CG, & González-Pastor JE (2012). Extracellular DNA release by undomesticated Bacillus subtilis is regulated by early competence. PloS one, 7 (11) PMID: 23133654



Resumen realizado por
Manuel Sánchez
Profesor Contratado Doctor
Departamento de Producción Vegetal y Microbiología
Universidad Miguel Hernández