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Wednesday, April 26, 2017

ARTIFICIAL WOMBS





NOAH’S ARK, 2030.  If a major world catastrophe occurred: nuclear hecatomb or impact of a large asteroid on Earth and only survive in powerful bunkers a very small portion of humans with the best remaining technology. How would repopulate this minority the entire world? In Brave New World (1932), Aldous Huxley conceived enormous canvases hung  on the walls, serving  as artificial wombs for total extra-uterine gestations. Altough this fiction still  does not  materialize, we begin to approach it. 6 preterm fetuses of  lambs equivalent  to 23-week-old human fetuses were able to complete their development  in artificial wombs  for the first time  :transparent  biobags  filled with amniotic fluid substitutes connected to gas exchangers  attached  to  the umbilical  cords of floating lambs,  providing them with oxygen, nutrients and chemicals, to stimulate their  growth.  Biobags  built at a hospital in Philadephia (Nature Communications).
ARCA DE NOÉ, 2030
Si ocurriese una  gran catástrofe mundial : hecatombe    nuclear o  impacto de un gran asteroide sobre  la Tierra y solo sobreviviesen en poderosos bunkers   una pequeñísima  porción de humanos  con la  mejor tecnología remanente ¿Cómo haría esta minoría para repoblar el mundo?. En Brave New World (1932), Aldous Huxley concibió  enormes lienzos colgados en las  paredes fungiendo de úteros  artificiales para gestaciones extra-uterinas totales.   Aunque esta ficción aún no se materializa, nos empezamos a acercar a ella.  6  fetos prematuros  de corderos   cesareados  equivalentes a  fetos  humanos de   23 semanas lograron  por primera vez completar  su desarrollo   en úteros  artificiales : biobags trasparentes, llenos de sustitutos de liquido amniótico conectados a intercambiadores de gases unidos a los  cordones umbilicales de corderos  flotantes,  proveyéndoles de oxígeno, nutrientes y químicos para estimular  sus  crecimientos.  Biobags construidos en un hospital de Filadelfia (Nature Communications) 




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Monday, April 24, 2017

CHROMATIN REMODELING





CHROMATIN REMODELING

There are some important questions about DNA: how and where was DNA formed, for the first time: on Earth? In outer space?. What laws make possible its stability and sustained self-reproduction? For us, DNA obeys the same laws that govern the natural world and therefore -over time- we will be able to create artificial DNAs not only with the same functions, but improved  (longer useful life, improved genes to prevent and fight many diseases, including cancer, that our cells generate more ATP,  stronger bones and teeth, skin automatically adaptable to climatic changes, etc.). To achieve this goal is necessary to arrive at a holistic understanding of DNA  functioning, with the help of science and technology. With respect to the latter, the rapid and increasing understanding of  cellular packing and repair mechanisms of the cellular chromatin with the use of the cryo electron microscopy (Cryo EM), which freezes the biological samples, cuts, aligns and  showed   them   in 3D, allows to confirm hypothesis and to create others, at great speed. A recent paper by Xiao Li et al  published in Nature, explains the organization of massive genomes in order to remain functionally stable and the mechanisms of packaging and remodeling of chromatin, revealed by the paired structure of nucleosomes-Snf2 enzymes, the latter capable to alter the structure of the chromatin and positions of cellular nucleosomes, allowing   regulatory proteins to access to the DNA. The Cryo  EM allowed to visualize the  ​​union of the 2 main domains of these enzymes to the nucleosome to activate, to allow  coupling and  ATP  hydrolysis, for the remodeling of the chromatin. The enzyme Snf2, binds to the phosphate pillars of a DNA gyre  (nucleosome), using mechanisms employed  with different remodelers. Finally the enzyme deforms locally the nucleosome of the DNA in the area of ​​union initiating the reaction of remodeling. Although the work did not detect the protein that function as an engine (perhaps:  cohesin protein complexes or RNA polymerases), to allow the extrusion of DNA loops, the study only discovered already known mechanical and topological mechanisms. An important work because the extrusion of DNA loops, holds together many local regions of the genome, protected by a central organizing principle, which prevents the entanglement   of the loops while   chromosomes are formed. Although the authors believe that studying the proper conformation of DNA loops or their deviations will serve to detect health and cancer states, the energetic mechanism that forms these loops continues to be a mystery.



REMODELACION DE LA CROMATINA



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De las variadas preguntas existentes, respecto al DNA hay  algunas  importantes como: donde y como se formo el DNA,por primera vez: en la Tierra? En el espacio exterior?.  Que leyes hacen  posible su estabilidad y sostenida  autoreproduccion?. Para nosotros,  el DNA obedece a las mismas leyes   que  gobiernan  al mundo  natural y, por  lo tanto -con el tiempo- seremos capaces de   crear  DNAs artificiales  no solo con  las mismas funciones, sino  mejoradas (vida util mas prolongada, genes mejorados para prevenir y combatir muchas enfermedades, incluido el cancer,  que nuestras celulas generen mas ATP,  que  generen huesos y dientes mas fuertes,  piel automaticamente adaptable a   cambios climaticos,etc). Para lograr esta meta es necesario arribar a  una comprension holistica del funcionamiento del DNA,con la ayuda de la ciencia y tecnologia. Respecto a esto ultimo, se avanza rapidamente, siendo  prueba de ello  la  acelerada y creciente comprension de parte de  los mecanismos de   empaquetamiento y reparacion de la cromatina  celular  mediante el empleo del  microscopio electronico en frio (MEF), que congela minusculas muestras biologicas, las corta, las  alinea y tras  visibilizarlas  en  3D, permite  confirmar  hipotesis y crear  otras, a gran velocidad.  Un reciente trabajo de Xiao Li y colaboradores publicado en Nature,   explica la organizacion de genomas masivos a fin de  mantenerse funcionalmente estables y los mecanismos de empaquetamiento y remodelacion  de la  cromatina, revelados por la estructura apareada de  nucleosomas-enzimas  Snf2,  estas ultimas Year published:capaces de alterar  la  estructura de la cromatina  y las posiciones de  nucleosomas celulares,  permitiendo a las proteinas regulatorias acceder al DNA. El MEF permitio visualizar la union de los 2 principales dominios  de  estas enzimas  al  nucleosoma  para  activarse,  permitir  el acoplamiento e  hidrolisis del  ATP, para la remodelacion de la cromatina.  La enzima Snf2, se une a los   pilares del fosfato de un giro del  DNA (nucleosoma), mediante   mecanismos empleados con diferentes remodeladores. Finalmente la enzima deforma  localmente al nucleosoma del  DNA en el area de union  iniciandose la reaccion de remodelacion. Aunque el trabajo no detecto a la proteina que hace de motor (se sospecha de complejos proteicos de  coesina y  RNA polimerasas), para permitir la extrusion de asas de DNA, el estudio solo descubrio mecanismos mecanicos y topologicos,  ya conocidos. Un  trabajo importante porque  la  extrusion   de asas de DNA,  mantiene unidas  muchas  regiones locales del  genoma, al amparo de un principio organizador central, que impide el atascamiento  de las asas mientras se  forman  los cromosomas.  Aunque los autores opinan que el estudio de la conformacion adecuada de las asas de DNA o sus desviaciones  serviran para detectar estados de salud y cancer, el mecanismo energetico que forma estas asas continua siendo    un misterio. 

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Sunday, January 29, 2017

HUMAN REPLACEMENT ORGANS




HUMAN REPLACEMENT ORGANS, WITHOUT IMMUNE REJECTION



What, if we could generate in animals,  human  replacement  organs ?. To this end: Jun Wu and Juan Carlos Izpisua Belmonte injected stem cells obtained from the skin of a human to an early embryo of pig in order to grow human stem cells in these embryos in order to develop human organs in pigs to be transplanted to humans, without risk of immune rejection. A method which first requires  to generate chimeras (2 different genomes/mosaics or mixtures of human and pig cells). Almost simultaneously: Tomoyuki Yamaguchi and Hideyuki Sato (University of Tokyo) and Hiromitsu Nakauchi (U. of Stanford), inserted pancreatic glands (composed of mouse cells), grown in a rat, which helped reverse induced diabetes, in mice. By the way, a procedure not without risks, such as  to create humanized animals. If human stem cells are incorporated into the brain of a pig, it could acquire human qualities or be part of its reproductive organs. In 2013, Dr. Steven Goldman injected a special type of human brain cells into mice, favoring the learning of these animal. As a result, bans on these procedures emerged. The NIH (American National Health Institutes),  requires that human stem cells to be injected into animal embryos be previously examined by a committee of experts. It is difficult to convert human stem cells into replacement organs  treating them with chemicals inside glass tubes, in order to create   brains, hearts, lungs and others, instead  with live embryos. Now, it is possible to create mouse chimeras  injecting even iPS cells (induced stem cells) into rat embryos. In order  to produce specific organs,  Izpisua Belmonte  and Dr. Nakauchi direct  donation of human stem cells to generate specific organs in recipient species. To do this, Nakauchi disconnects the master gene that generates pancreas in rats, so that when mouse stem cells are injected into the early embryo of a rat, a pancreas is created consisting exclusively of rat cells, rather than cell mixtures (rat-mouse) ; a procedure that also prevents cells from being incorporated into the brain or reproductive tissue. 10% of mouse pancreas, generated in rats, are composed of rat cells because rats supply blood vessels to the organs, but  blood vessels of the rat are rapidly replaced when the organs already formed are transferred to the mice . In the near future, it is expected that  genomic editing technique: Crispr-Cas will allow human cells inserted into a pig embryo to be correctly channeled into organs of interest.





ORGANOS HUMANOS DE REEMPLAZO,  SIN RECHAZO INMUNE



Y  que, si  pudiesemos  generar en animales, organos humanos de reemplazo?. A este fin: Jun Wu y  Juan Carlos Izpisua Belmonte  inyectaron  celulas madre  obtenidas de la piel de un humano,  a un temprano embrion  de cerdo  a fin  de   hacer  crecer celulas madre humanas en estos embriones para     desarrollar  organos humanos en cerdos, a  ser   transplantados a humanos, sin   riesgo de rechazo inmune. Un   procedimiento  que requiere   generar primero  quimeras (2 genomas diferentes/mosaicos o mezclas de  celulas humanas y de cerdo). Casi simultaneamente :  Tomoyuki Yamaguchi y  Hideyuki Sato (Universidad de Tokio)  y  Hiromitsu Nakauchi (U. de  Stanford), insertaron  glandulas pancreaticas (compuestas  por   celulas de raton), hechas crecer   en una rata, que ayudaron a revertir  diabetes inducidas, en  ratones. Por cierto, un  procedimiento no exento de riesgos  :  crear animales humanizados. Si las celulas madre humanas se   incorporan al cerebro de un cerdo este podria adquirir cualidades humanas o, formar parte de sus   organos  reproductivos.   El 2013, el Dr. Steven Goldman inyecto  un tipo  especial  de  celulas cerebrales humanas a ratones,  favoreciendo  el aprendizaje del animal. Ante ello, emergieron    prohibiciones para estos procedimientos.  El  NIH (National Health Institutes), americano exige que las células madre humanas a ser inyectadas en  embriones animales sean examinadas previamente por un comité de expertos.   Es dificil  convertir celulas madre humanas en  organos de reemplazo  tratandolas con sustancias quimicas al interior de tubos de vidrio, en vez de construir cerebros, corazones, pulmones y otros con  embriones vivos. Ahora, es posible  crear  quimeras de  raton  inyectando  incluso celulas  iPS (celulas madre inducidas),  a embriones de rata. De otro lado, se  trabaja intensamente para producir   organos especificos.    Izpisua Belmonte’s y el  Dr. Nakauchi  dirigen la donacion de celulas humanas para generar organos especificos en especies recipientes. Para ello,  Nakauchi  desconecta el gene maestro  que  genera   pancreas en ratas,  de modo que cuando las celulas madre del raton son inyectadas al  embrion temprano de una rata, se crea   un pancreas conformado  exclusivamente por  celulas de rata,  en lugar de  de  mezclas de celulas  : rata-raton ; un  procedimiento que   impide  tambien que las celulas sean incorporadas al cerebro o al   tejido reproductivo. del formulario

El 10% de pancreas de ratones,  generados en ratas  estan compuestos de celulas de rata,  porque las ratas suministran  los vasos sanguineos para los organos, pero   los vasos sanguineos de la rata son reemplazados rapidamente  cuando los organos ya formados, son transferidos a los ratones.   En el futuro cercano, se espera que  la tecnica de edicion genomica :  Crispr-Cas   permita que las celulas humanas insertadas en un   embrion de cerdo  sean  correctamente  canalizadas hacia  organos de interés. 

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Tuesday, January 24, 2017

PROTOCELLS AND ORIGIN OF LIFE




MICRODROPLETS AND ORIGIN OF LIFE


The rejection of  spontaneous life’s generation  theory,  would impel to Aleksandr Oparin (1924), to raise a hypothesis about the  origin of  life. According to him, lightning  provoked chemical reactions between amino acids and abiotic organic molecules, forming colloids (in oceans and stagnant primitive waters), held together by electrostatic forces that would evolve to protocells (liquid drops, without membranes, containing abiotic molecules and thereafter  nucleic acids), prone to autosynthesis, theory endorsed later by the experiments of Stanley Miller (1953). Now David Zwicker (Zwicker, D., Seyboldt, R., Weber, CA, Hyman, AA & Jülicher, F. Nat. Phys. Http://dx.doi.org/10.1038/nphys3984: 2016) and collaborators (Max Planck Institute), strive to understand and replicate the formation of first protocells (chemically active microdrops: absorbing and expelling chemicals), tending to make them spontaneously self-breeding and self-dividing, a phenomenon that would create the most primitive cells. The next step for these protocells would be to self-supply a membrane of fatty acids to keep captured the chemicals of life. It is here that experiments carried out by Zwicker and his students come on the scene, studying certain special organelles resembling microdrops (centrosomes), engaged in the division of animal cells. Centrosomes are chemically active systems responsible for continuously exchanging proteins between the liquid environment and  cellular cytoplasm. Zwicker identified proteins in state A, which dissolve in the liquid environment and others in an insoluble state (B). Sometimes state B, spontaneously becomes state A, flowing out of  microdroplets. The opposite: that a protein in state A, transformed into state B, requires a source of energy. As long as there is energy,  molecules will flow in and out of an active microdroplets. In the primordial earth sunlight was that energy. When an active drop reached a certain volume the effluvia were counterbalanced to one another to stop growing and to have reached stable states. Instabilities of the form of the microdrops were due to an excess of molecules B, which  when  ingested  by a certain area of ​​the surface, accelerated the growth of the microdrolplets  as more molecules entered. Under these circumstances, the droplet  was elongated and its center was pinched   (because it had less surface area), giving rise to a pair of microdrops that grew to the characteristic size of its progenitor. When Zwicker saw the equations and divisions mentioned above, he realized they were protocells. Zwicker now works with Dora Tang (Biology Laboratory, Max Planck Institute), to observe the division of active microdrops. Tang's laboratory now synthesizes artificial cells made of polymers, lipids and proteins. According to Tang when the droplets begin to divide, they will transfer genetic information: proteins encoding RNA or DNA, provided in equal parts to  daughter cells. And, if the genetic material increases the rate of cell division,  protocells will acquire membranes.

MICROGOTAS  y ORIGEN DE LA VIDA


El rechazo de la teoría de la generación espontánea impulsaría a Aleksandr Oparin  (1924),  a plantear una  hipótesis sobre el origen de la vida. Según el:   relámpagos y rayos provocaron  reacciones químicas entre  aminoácidos  y moléculas orgánicas abióticas, formando  coloides (en océanos y aguas primitivas estancadas), mantenidos unidos por fuerzas electrostáticas que evolucionarían a  protocelulas (gotas liquidas, sin membranas,  conteniendo moléculas abióticas y después ácidos nucleicos),   propensas  a la autosíntesis,   teoría refrendada más tarde   por los experimentos de Stanley Miller (1953). Ahora  David Zwicker (Zwicker, D., Seyboldt, R., Weber, C. A., Hyman, A. A. & Jülicher, F. Nat. Phys. http://dx.doi.org/10.1038/nphys3984 :2016) y colaboradores (Max Planck Institute), se empeñan  en entender y replicar  la  formación de las primeras protocelulas (microgotas  químicamente activas: que absorbían y  expelían sustancias químicas), tendientes a hacerlas autocrecer y a autodividirse espontáneamente, fenómeno que crearía las    células más primitivas.  El siguiente paso para estas protocelulas,  seria auto-proveerse de  una membrana de acidos grasos para mantener capturadas las sustancias  químicas de la vida.  Es aquí donde los experimentos llevados a cabo por    Zwicker y sus estudiantes entran en escena,  estudiando  ciertas  organelas especiales semejantes  a microgotas (centrosomas), comprometidas en la división de  células animales. Los centrosomas  son sistemas químicamente activos encargados    de intercambiar  continuamente proteínas entre el medioambiente líquido y el citoplasma celular. Zwicker identifico  proteínas en  estado A, que se disuelven en el medio ambiente líquido y otras en estado insoluble (estado B). A veces el estado  B, se convierte  espontáneamente en estado  A,  fluyendo  fuera de la microgota. Lo contrario: que una proteína en estado A, se transforme en estado B, requiere una fuente de energía.  Mientras exista energía las moléculas fluirán  hacia dentro y hacia afuera de una microgota activa. En la tierra primordial la luz solar era esa energía.  Cuando una gota activa alcanzaba cierto volumen los influjos y eflujos se contrabalanceaban una a otra para dejar de crecer y  por haber alcanzado  estados estables. Las inestabilidades de la forma de las microgotas se debían a un exceso  de moléculas B, que ingesaban  a la microgota por cierta  área    de la superficie,  acelerándose  el crecimiento de la microgota a medida que más moléculas  ingresaban.  En estas circunstancias,  la gota se elongaba y  se perforaba su  centro (por tener menos área de superficie), originando un par de microgotas que crecían al tamaño característico de su progenitora. Cuando  Zwicker vio las ecuaciones y las divisiones mencionadas, se dio cuenta que eran protocelulas. Zwicker  trabaja ahora con   Dora Tang (Biology Laboratory,  Max Planck Institute), para   observar la división de  microgotas activas.  El laboratorio de Tang sintetiza   ahora células artificiales hechas de polímeros,  lípidos y  proteínas. Según Tang cuando las  gotas empiecen a dividirse  transferirán información genética: proteínas codificadoras de RNA o DNA, proveídas en   partes iguales a las   células hijas. Y,  si el  material genético incrementa la tasa de división celular, las protocelulas adquirirán membranas.  

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Friday, December 23, 2016

I CAN SEE








BIONIC EYE

Contrary to what the common mortal believes, we do not see with the eyes (these are only intermediaries), but with a certain area of ​​the brain. In the practice 10 people almost blind have begun to see flashes of light, black and white outlines of people standing still and others in motion, this being only the beginning of a novel visual technique. Although the visual perception of flashes of light is instantaneous, it takes some time to interpret these white-dark patterns or in what direction people move. After this, the majority of ex-blind people declare not to feel more alone, conceptuating this technique as of better quality than  genetic or stem cells therapies. It is the 2-Sight Argus® II Retinal Prosthesis System (Argus II/bionic eye), a new techno treatment for severe cases of retinitis pigmentosa and age-related macular degeneration,  the most common causes of blindness. Argus II consists of: 1) a mini-video camera, mounted on: 2) a pair of glasses. Scenes captured by the mini-video camera are sent to: 3) a small computer (video processing unit), located on the outside of the waist, where they are processed and transformed into instructions re-sent to the glasses, via cable, from where they are transmitted wirelessly to: 4) an antenna connected to: 5) receiver  electrode of a chip implanted in the retina (the more pixels of the scene are received by the chip, the better the visual image). 6) From this chip, the signals are re-sent to: 7) an array electrode which emits  small pulses of electricity, which bypass  damaged photoreceptors and stimulate retinal remnant cells transmitting visual information to the brain -along the optic nerve-  creating the perception of light patterns. The first retinal implants were performed at Manchester Royal Eye Hospital (London), at a total cost of € 150,000, per operation.

OJO  BIONICO


Contrariamente a lo que el común de los mortales  cree, no vemos con los ojos (estos son solo intermediarios), sino con cierta área cerebral. En la practica 10  personas casi ciegas  han empezado  a ver   flashes de luz, contornos  en blanco y negro de   personas paradas y otras  en movimiento, siendo esto solo     el principio de una novedosa técnica visual. Aunque la percepción visual de  los  destellos  de  luz  es  instantánea,  tarda algo interpretar  estos claro-oscuros  o,  en qué  dirección se mueven las personas.  Tras ello,    la mayoría  de ex-ciegos  declaran no sentirse más  solos,  conceptuando  a esta   técnica como de mejor calidad que las terapias  genéticas o con  células madre. Se trata del 2-Sight Argus® II Retinal Prosthesis System (Argus II/ojo bionico), un tratamiento de momento circunscrito  a casos severos de  retinitis pigmentosa  y degeneración macular relacionada a la edad,  las causas más comunes de  ceguera. El Argus II,   consta de:1)  una mini-cámara de video, montada sobre: 2) un par de anteojos. Las escenas captadas por la mini-cámara de video son enviadas a: 3) un pequeño  computador  (unidad procesadora del video), ubicada en la parte exterior de la  cintura, donde se procesan y transforman  en instrucciones  re-enviadas a los anteojos, vía cable, de donde son trasmitidas en forma inalámbrica a: 4) una antena conectada al: 5)  electrodo receptor de un chip implantado en la retina (cuanto mas pixeles de la escena sean  recepcionadas por el chip, mejor será la imagen visual). 6) Desde este chip, las señales  son re-reenviadas  a :7) un electrodo emisor,  de  pequeños pulsos de electricidad, que bypasean  los fotoreceptores dañados y estimulan a  células remanentes retinianas  trasmisoras  de  información visual al cerebro -a lo largo del nervio óptico -creando la percepción de  patrones de luz-.  Los primeros implantes retinianos se llevaron a cabo en el Manchester Royal Eye Hospital (Londres), a  un costo total de :150,000,  por operación.  

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Tuesday, December 20, 2016

CELL REPROGRAMMING






NEW PROGRESS  in  ANTI-AGING

Normal human embryonic development had a tenet :unidirectional progression/fertilized ovule → adult organism and that during embryogenesis there was an orchestrated process of differentiation tending to generate all  cell types of an adult organism, in a stable environment with minimum cell  and molecular damage. And that,  progressive aging led to a decline in responsible  mechanisms  for adequate cellular health, resulting in a body  inability to maintain normal homeostasis. A concept that begins to change rapidly thanks to a better understanding of aging process. The recent experimental demonstration that mature (differentiated) cells of a living organism can be reprogrammed in vitro and in vivo producing pluripotent cells resembling embryonic stem cells, demonstrates that the process is bidirectional, rather than unidirectional. This was demonstrated by works by Juan Carlos Izpisúa Belmonte et al (In Vivo Amelioration of Age-Associated Hallmarks by Partial Reprogramming, Salk Institute for Biological Studies, San Diego, California). The in vivo reprogramming performed by these researchers in older  mice has revealed a reorganization of DNA methylation and modifications in chromatin, histones and post-translational effects (global epigenetic changes/deregulated remodeling during aging). Similarly, cell reprogramming performed in centenarians and in affects of Progeria Syndrome (premature aging), has allowed to observe elongations of its telomere, rejuvenation of its genetic expression profiles and attenuation of its levels of oxidative stress, generating rejuvenated cells. Surprise : all  program of the gerontologist Aubrey de Gray. Although sometimes the cell reprogramming process performed in mice in vivo, exposed  to  short term (partial reprogramming),  Yamanaka factors (genes: Oct4, Sox2, Klf4 and c-Myc: OSKM), generates teratomas, most times (decreasing the dose of some inducing agents such as doxycycline), it is possible to extend the  life-span of mice  improving  their metabolic diseases, pancreatic and muscular injuries, confirming that aging is the most risk factor for acquiring most diseases. Partial reprogramming rejuvenates cellular phenotypes in human and mouse cells. Another finding of Izpisúa and collaborators is to have determined that  chromosomes carry epigenetic marks, that contribute to maintain tightly united the strands of the DNA and therefore, the activity of the genes. As we age this activity is weakened. As epigenetic modifications are not permanent, it is possible to reprogram adult cells into stem cells, rejuvenating epigenetic marks, slowing the aging process. During aging, there is evidence of damaged DNA accumulation, telomere shortening, cellular senescence, and defects in the nuclear envelope architecture associated to  a unique and universal epigenetic program. A thorough analysis of cellular reprogramming should provide us with a better understanding of the molecular and cellular mechanisms underlying aging  reducing age-related diseases and  improving health and longevity.


ANTIENVEJECIMIENTO: NUEVOS  AVANCES

El desarrollo  embrionario humano normal, tenía un dogma de progresión unidireccional : ovulo  fertilizado → organismo adulto y, que durante la embriogénesis se producía un orquestado  proceso de diferenciación tendiente a generar   todos los tipos celulares   de un organismo adulto, en un medio ambiente estable  con mínimo daño celular y molecular. Y, que el  envejecimiento  progresivo conducía a un declive  de los mecanismos responsables de una adecuada salud celular, dando como resultado una incapacidad  del organismo para mantener la homeostasis. Un concepto que empieza a cambiar rápidamente gracias a una mejor comprensión del proceso de envejecimiento. La reciente demostración experimental de que las células maduras (diferenciadas), de un organismo vivo pueden ser reprogramadas in vitro e in vivo produciendo   células pluripotentes semejantes a células madre embrionarias, demuestra que el proceso es bidireccional, más que  unidireccional. Así, lo demuestran trabajos realizados por Juan Carlos Izpisúa Belmonte  et al (In Vivo Amelioration of Age-Associated Hallmarks by Partial Reprogramming. Salk Institute for Biological Studies, San Diego, California). La reprogramación in vivo realizada por estos investigadores en ratones gerontes, ha puesto en evidencia una reorganización de la metilación del DNA y modificaciones de la cromatina, de las histonas y efectos post-translacionales (remodelación epigenetica global/desreguladas durante  el envejecimiento). Del mismo modo,  la  reprogramación celular realizada en centenarios y en afectos del Síndrome de  Progeria (envejecimiento prematuro), ha permitido observar elongamientos de sus telomeros, rejuvenecimiento de sus perfiles de expresión genética y atenuación de sus niveles de estrés oxidativo,   generando células rejuvenecidas. Todo el programa del gerontólogo  Aubrey de Grey, quien lo creyera.  Aunque algunas veces, la reprogramación celular  realizada en ratones  in vivo, expuestos  a corto plazo (reprogramación parcial), a los factores de Yamanaka (genes :Oct4,Sox2, Klf4 y  c-Myc :OSKM),  genera  teratomas, la mayoría de veces (disminuyendo la dosis de  algunos agentes inductores como la doxiclina), se logra extender la  vida media de los ratones aliviando sus   enfermedades metabólicas, injurias pancreáticas y musculares, confirmándose que el envejecimiento es el factor de mayor  riesgo para adquirir la  mayoria de enfermedades. La reprogramación parcial,  rejuvenece los fenotipos celulares en  células humanas y de ratones. Otro hallazgo de Izpisúa y colaboradores es haber determinado que los   cromosomas portan  marcas epigeneticas, que contribuyen a  mantener   fuertemente unidas las hebras del DNA y por ende, la  actividad de los genes. A medida que envejecemos esta actividad se debilita  Como las modificaciones epigeneticas no son permanentes,  es posible reprogramar las células adultas en células madre,  rejuveneciendo las marcas epigeneticas, enlenteciendo el proceso de envejecimiento. Durante el envejecimiento se ponen en evidencia: acumulación de DNA dañado, acortamiento del telomero,  senescencia celular, y  defectos de la arquitectura de la cubierta nuclear  asociadas a un programa  único y universal epigenetico.  Un análisis prolijo de la  re programación celular nos debe proporcionar   una mejor  comprension de los mecanismos moleculares y celulares subyacentes al envejecimiento disminuyendo las enfermedades relacionadas con la vejez mejorando la salud y  longevidad.




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Sunday, December 11, 2016

GLIOBLASTOMA





ARGENTINIAN   CONICET

Fuente Foto:La  Nación, Bs Aires

Faced with the obvious difficulties to know personally the Argentinian CONICET (National Council of Scientific and Technical Research of Argentina), we opted for an abstraction of the operation of this Institution based on the critical analysis of an article published by one of its members. I) In a study on the regulation of glioblastoma (brain tumor), led by the biologist Carolina Pérez Castro, we observed that specifically for this research they  worked in collaboration with several national institutions, mostly settled in Buenos Aires, specifically with the IBioBA- Conicet (Institute of Research in Biomedicine of Buenos Aires), FLENI (Foundation for the fight against neurological diseases of childhood, LIAN Laboratory of Research applied to Neurosciences, Laboratory of Molecular Biology, Department of Neuropathology and Molecular Biology (FLENI), Laboratory of Histopathology, Forensic Medical Corps, Supreme Court of Justice, Buenos Aires and other dependencies of Conicet. II) Internationally,  they work as a Partner with the powerful Research Institute: MPSP Max Planck Society of Germany, Linda Crnic Institute for Down Syndrome, Department of Pharmacology, University of Colorado School of Medicine, Aurora, Colorado and the Multigenic Analysis Service, Central Research Unit, Faculty of Medicine, University of Valencia, Spain. III) The research  addresses a current issue, onthe same frontier of neurosciences: mechanisms of origin, properties of self-perpetuation (resembling embryonic stem cells) and growth of glioblastoma, a very aggressive brain tumor. The study underscores the importance of  NSL Chromatin-Modifying Complex Subunit KANSL2  that  regulates Cancer Stem-like Properties of Glioblastoma, being  responsible for regulating the carcinogenic properties (similar to embryonic stem cells), of glioblastoma: self-perpetuation, resistance to therapy and relapse  and  or differentiation.  KANSL2 complex is capable of silencing glioblastoma cells in mouse models. On the other hand, there is a correlation between the levels of KANSL2 and  self-perpetuating activity of glioblastoma, suggesting that the KANSL2 complex would be an excellent candidate as a biomarker of glioblastoma. IV) Thanks to the conception of the study and  multi-institutional support, the paper  was published in the prestigious journal Cancer Research (2016; 76 (18);5383-94).


CONICET   ARGENTINO

Frente a las dificultades obvias para  conocer  personalmente el funcionamiento del CONICET (Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas), de Argentina,  optamos por   realizar una abstracción del funcionamiento de esta Institución a partir del   análisis crítico  de un artículo  publicado por uno de sus integrantes. I)  En un trabajo en torno  a  la regulación del glioblastoma (tumor cerebral),  liderado por la bióloga Carolina Pérez Castro, observamos que específicamente para esta investigación trabajaron en  colaboración con varias instituciones nacionales, mayormente asentadas en Buenos Aires, específicamente con  el  IBioBA-Conicet (Instituto de Investigación en Biomedicina de Bs Aires), la FLENI (Fundación para la lucha  contra las enfermedades neurológicas de la infancia, el LIAN Laboratorio de Investigación aplicada a Neurociencias,  el Laboratorio de Biología Molecular, Departamento de Neuropatología y Biología Molecular (FLENI), Laboratorio de Histopatología, Cuerpo Médico Forense, Tribunal Supremo de Justicia, Buenos Aires  y otras dependencias del Conicet. II) A nivel internacional trabajan en calidad de Partner  con el poderoso Instituto de Investigación :MPSP (Max Planck Society de Alemania, el  Linda Crnic Institute for Down Syndrome, Department of Pharmacology, University of Colorado School of Medicine, Aurora, Colorado y el Servicio de  Análisis Multigénico, Unidad Central de Investigación, Facultad de Medicina, Universidad de Valencia, España. III) El trabajo de investigación, aborda un tema  de   actualidad, en la misma frontera de las neurociencias:  mecanismos de origen,  propiedades  de autoperpetuacion, semejantes a células madre embrionarias y  crecimiento  del  glioblastoma, un tumor cerebral muy agresivo. El estudio resalta  la importancia de la  subunidad  integral KANSL2  del complejo  no especifico letal (NSL), modificatorio   cromatinico, encargada de   regular  las propiedades cancerígenas (similares a  células madre embrionarias), del glioblastoma :  auto-perpetuación, resistencia a la terapia y recaída de la enfermedad y/o diferenciación. El complejo   KANSL2 es capaz de silenciar a las células del glioblastoma  en modelos de ratones. De otro lado existe correlacion entre los niveles del KANSL2 y la actividad de autoperpetuacion del glioblastoma  sugiriendo que el  complejo KANSL2, sería un excelente   candidato  como  biomarcador del glioblastoma.IV) Merced  a la concepción del estudio y el soporte multiinstitucional   participante,  el artículo fue  finalmente publicado en la prestigiosa revista Cancer Research (2016; 76 (18); 5383-94).
 


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