El blog del Dr. Enrique Rubio

Autor: Enrique Rubio (Página 40 de 141)

ENRIQUE RUBIO GARCIA
Jefe del Servicio de Neurocirugía Valle de Hebron
Profesor Titular de Neurocirugía
Academico de España, Portugal, European Society of Neurosurgery, Word Federation of Neurosurgery.
Investigador del I Carlos III
Veintidós tesis doctorales dirigidas
250 trabajos publicados
Presidente de la academia de Neurocirugía de Barcelona
Academico de Cadiz y Jerez de la Frontera
Acadenico de Honor de Andalucia y Cataluña
log enriquerubio.net

TRATAMIENTO ENDOVASCULAR DEL ICTUS

TRATAMIENTO ENDOVASCULAR DEL ICTUS

Se denomina ictus al trastorno brusco del flujo sanguíneo cerebral que altera de forma transitoria o permanente la función de una determinada región del cerebro. La terapia endovascular podría reforzar la asistencia médica en ACV isquémico de gran tamaño. Foto: SERAM.

El ictus es la primera causa de invalidez permanente, la segunda de demencia y, asimismo, la segunda causa de mortalidad en el adulto.

En la mujer es la primera causa de muerte y en el hombre es la tercera, tras la cardiopatía isquémica y el cáncer de pulmon. 15 millones de personas tienen un ictus al año en el mundo y 5 millones de personas morirán al año por esta razón.

El objetivo del tratamiento del ictus isquémico agudo es la restauración del flujo sanguíneo cerebral de la forma más precoz y segura posible, para evitar la muerte del parenquima cerebral que se encuentra en situación de isquemia.

El tratamiento endovascular engloba tanto la trombolisis intraarterial farmacológica (IA) como la trombectomia mecánica. La trombolisis IA consiste en la inyección de un fármaco trombolítico a través de un microcateter en una arteria ocluida. En 1998 se publicó el estudio ‘Prolyse in Acute Cerebral Thromboembolism’ (PROACT),[2] investigación en fase II randomizada de seguridad y eficacia de pro-Urokinasa recombinante IA vs. placebo

En pacientes con oclusión de la arteria cerebral media (ACM) en las primeras seis horas desde el inicio de los síntomas, donde no se demostró mejoría clínica pese a que se demostraron mayores tasas de recanalización (57.7 % vs 14.3 %; p=0.017).

En el estudio PROACT II, [3] randomizado en pacientes con oclusión de ACM durante las primeras seis horas, los pacientes fueron randomizados a un grupo tratado con 9 mg de pro-Urokinasa IA y heparina, y otro grupo control tratado con heparina.

El análisis demostró una mejor tasa de buen pronóstico funcional (mRS≤2) a los tres meses en el grupo de tratamiento endovascular respecto al grupo control (40 % vs. 25 %; p=0.04), con un beneficio absoluto del 15 % y relativo del 58 %.

Hubo una mayor tasa de recanalización en el grupo de tratamiento endovascular (66 % vs 18 %; p<0.001), y una mayor tasa de hemorragia sintomática respecto al grupo control (10 % vs 2 %; p=0.06). Este fue el primer estudio publicado con superioridad del tratamiento endovascular, todavía estaba pendiente demostrar la eficacia del tratamiento endovascular sobre el endovenoso con r-tPA.

En 2007 se publicó el ‘Interventional Management of Stroke Study’ (IMS II), [4], reporte diseñado para demostrar la seguridad del tratamiento combinado IV e IA en el ictus isquémico agudo.

Se estudiaron 81 pacientes y el pronóstico funcional de ellos a los tres meses fue significativamente mejor en el grupo de tratamiento combinado que en las personas tratadas con rt-PA IV y con placebo del estudio NINDS.

La tasa de hemorragia sintomática y mortalidad a los tres meses fue comparable con los pacientes tratados con rt-PA IV del estudio NINDS (‘National Institute of Neurological Disorders and Stroke’).

A partir de este momento se inicia el estudio IMS III, randomizado comparando el tratamiento IV con el tratamiento combinado IV e IA que no demostraría una eficacia superior de la terapia combinada.

A partir de entonces y dados los buenos resultados de la trombectomía mecánica en series prospectivas multicéntricas, los estudios comparativos se centraron en esta técnica. La trombectomía mecánica consiste en la utilización de medios mecánicos con el objetivo de la recanalización arterial mediante la fragmentación del trombo (microguías y microcatéteres, angioplastia, etc.) o mediante la extracción del mismo (lazos, dispositivo con forma de espiral tipo Merci, dispositivo con forma de stent, aspiración, etc.)

Tras varios estudios multicéntricos de seguridad de los dispositivos, Mountain View, CA, Estados Unidos) y Penumbra System (Penumbra, Merci Retriever (Stryker Neurovascular Alameda, CA, Estados Unidos) entre 2004 y 2009, [5-8] la Oficina para la Administración de los Medicamentos y Alimentos de Estados Unidos (FDA, por su sigla en inglés) aprobó su uso como dispositivos de trombectomía. Años más tarde, dos estudios randomizados compararon stentrievers tipo Solitaire AB (Covidien/ev3,  Dublín,  Irlanda) y Trevo Retriever (Stryker Neurovascular, Mountain View, CA, Estados Unidos) demostrando su superioridad sobre el dispositivo Merci en términos de mayor recanalización y tasas de buen pronóstico funcional. [9, 10 ] Estos datos sirvieron para que la FDA aprobara su uso como dispositivos de trombectomía mecánica en el tratamiento del ictus isquémico agudo.

TERAPIA ENDOVASCULAR EN GRANDES INFARTOS CEREBRALES

La Embolización endovascular Es un procedimiento para tratar vasos sanguíneos anormales en el cerebro y otras partes del cuerpo. Es una alternativa a la cirugía abierta.

Este procedimiento interrumpe el riego sanguíneo a cierta parte del cuerpo.

Técnica.

Se pasa una sonda flexible y pequeña, llamada catéter, a través de la piel abierta hacia la arteria.

Se inyecta un colorante o medio de contraste a través de esta sonda, de manera que se pueda observar el vaso sanguíneo en las rayos x.

Se lleva el catéter a través del vaso sanguíneo hasta el área objeto de estudio.

Una vez situado el catéter está en su lugar, se colocan partículas plásticas pequeñas, goma, espirales metálicos, espuma o un globo a través de este con el fin de sellar el vaso sanguíneo defectuoso (si se utilizan espirales, se denomina embolización con espirales).

Un estudio compara la utilidad de este abordaje junto a la asistencia médica sola. Los primeros datos son favorables.

En el accidente cerebrovascular (ACV) isquémico agudo, la terapia endovascular se suele evitar cuando el infarto es grande. Pero, el efecto de este abordaje junto con atención médica en comparación con la atención médica sola para los ACV grandes no ha sido bien evaluado en esta situación.

Imagen

La terapia endovascular podría reforzar la asistencia médica en ACV isquémico de gran tamaño.

Sin embargo, el equipo de Sinichi Yoshimura, del Departamento de Epidemiología de la Escuela de Medicina de Hyogo, en Japón, ha llevado a cabo un análisis en el que se pone de manifiesto que los pacientes con grandes infartos cerebrales la tuvieron mejores resultados funcionales con terapia endovascular que con atención médica sola, pero tuvieron más hemorragias intracraneales.

El objetivo del ensayo, publicado en The New England Journal of Medicine, era evaluar el efecto de la terapia endovascular con atención médica, en comparación con la atención médica sola, en pacientes con accidente cerebrovascular isquémico agudo causado por la oclusión de grandes vasos y una gran región isquémica, definida como un valor recogida en la escala de puntuación tomográfica computarizada temprana ASPECTS de 3 a 5. No se evaluaron pacientes con un valor de ASPECTS de 2 o menos porque tienen un infarto extenso y es poco probable que recuperen la independencia funcional.

Según los investigadores japoneses, la terapia endovascular puede convertirse en uno de los tratamientos estándar para el accidente cerebrovascular agudo causado por la oclusión de grandes vasos, aunque las actuales guías terapéuticas no son contundentes al respecto.

Tradicionalmente, y según Carlos Gómez-Escalonilla Escobar, de la Unidad de Patología Cerebrovascular, del Hospital Clínico San Carlos, de Madrid, este tipo de pacientes no eran candidatos al tratamiento endovascular, aunque recibían los mejores cuidados médicos disponibles, incluyendo la utilización del tratamiento fibrinolítico intravenoso. «No obstante, el desarrollo y la mejora de las técnicas endovasculares que consiguen mayores tasas de recanalización arterial, nos permite ampliar la posibilidad de actuación en pacientes complejos».

En estos momentos, no está claramente definido el papel del tratamiento endovascular en los pacientes con infartos de gran tamaño por oclusión de gran vaso. Esto, según el especialista del Clínico, es debido a que estos pacientes «fueron excluidos de los principales ensayos clínicos, los cuales sí demostraron el beneficio de esta terapia de reperfusión en los ictus de pequeño y moderado tamaño por oclusión de gran vaso intracraneal».

La única evidencia que sugiere un posible beneficio en los pacientes con infartos de gran tamaño ha sido, hasta el momento, la publicación de diversas series retrospectivas. «Ante esta falta de evidencia científica, en las actuales guías clínicas no se realizan recomendaciones específicas al respecto. No obstante, con el fin de dar respuesta a esta importante cuestión, se están llevando a cabo varios ensayos clínicos con este tipo de

pacientes».

Trombectomia

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No obstante, Gómez-Escalonilla Escobar considera que el estudio que publica The New England Journal of Medicine, es de gran relevancia al ser el primer ensayo clínico publicado que aborda la cuestión sobre la utilidad del tratamiento endovascular en los pacientes con infartos de gran tamaño y cuyo resultado ha sido favorable. «Puede ser un primer paso para plantear la modificación de nuestros protocolos de actuación, y así valorar la posibilidad de esta terapia en estos pacientes».

En el artículo que publica el equipo japonés se señala que las guías recomiendan considerar la terapia endovascular cuando hay una oclusión del segmento M1 (tronco principal) de la arteria cerebral media o la arteria carótida interna y cuando los resultados de las imágenes indican que el tamaño del área del infarto -también llamado núcleo isquémico- es no grande, según lo definido por un valor de puntuación tomográfica computarizada temprana ASPECTS del programa de accidente cerebrovascular de Alberta de al menos 6 (rango de 0 a 10, con valores más bajos que indican una mayor carga de infarto), o cuando hay una falta de coincidencia entre el volumen central isquémico y el volumen del área de retraso de la perfusión.

Un total de 203 pacientes fueron aleatorizados: 101 fueron asignados al grupo de terapia endovascular y 102 al grupo de atención médica, según el estudio financiado por el Fondo de Promoción de la Investigación de Trastornos Cerebrovasculares de Mihara y la Sociedad Japonesa de Terapia Neuroendovascular.

Los pacientes fueron asignados al azar en una proporción de 1:1 para recibir terapia endovascular con atención médica o atención médica sola dentro de las 6 horas posteriores a la última vez que se supo que estaban bien o dentro de las 24 horas si no hubo un cambio temprano en las imágenes de recuperación de la inversión atenuada por líquido. Se utilizó ALTEPLASA (0,6 mg por kilogramo de peso corporal) en ambos grupos. ¿Y después del ictus qué? La continuidad asistencial tiene la respuesta para cada paciente

Los primeros resultados fueron de 0 a 3 , según la escala de Rankin modificada (en una escala de 0 a 6, donde las puntuaciones más altas indican una mayor discapacidad) a los 90 días.

«Un metaanálisis que incluyó estudios observacionales sugirió que la terapia endovascular puede estar asociada con mejores resultados funcionales y menor mortalidad a los 90 días que la atención médica sola en pacientes con un valor ASPECTS de 5 ó menos», indica el ensayo publicado.

Aunque estos resultados no son brillantes, si son mejores que actuación más beneficiosa que la atención médica estándar sola,

Referencias

Prolyse in Acute Cerebral Thromboembolism’ (PROACT),[2] investigación en fase II randomizada de seguridad y eficacia de pro-Urokinasa recombinante IA vs. placebo

Prolyse in Acute Cerebral Thromboembolism’ (PROACT),[2] investigación en fase II randomizada de seguridad y eficacia de pro-Urokinasa recombinante IA vs. placebo 1998.

Mountain View, CA, Estados Unidos) y Penumbra System (Penumbra, Merci Retriever (Stryker Neurovascular Alameda, CA, Estados Unidos) entre 2004 y 2009, [5-8]

A. López, D. Barnes, J. Moreno, M. Cappucci, M. Werner, J.Blasco, L.SanRoman y J.M. Macho Departamento de Neuroradiología intervencionista del Hospital Clinic, de Barcelona, España

Raquel Serrano. Madrid Jue, 14/04/2022 – 16:38 foto

 

MICROGLIA

Microglía

Células microglia, la primera y principal línea de defensa del sistema nervioso central.

Las microglíasmicrogliales o células de Hortega son células neurogliales del tejido nervioso con capacidad fagocitaria y de soporte, que forman el sistema inmunitario del sistema nervioso central (SNC)1​ y que constituyen aproximadamente el 10% de las células del cerebro.2​ Se originan durante el desarrollo a partir de precursores mesenquimales que, independientemente de la circulación sanguínea, penetran en el parénquima cerebral. Durante la vida adulta se ha propuesto que se pueden renovar por división in situ, a partir de precursores de la médula ósea, o desde monocitos que alcanzan el sistema nervioso a través de la sangre. Sin embargo, la producción de microglía a partir de precursores de la médula ósea o monocitos circulantes sólo se ha observado tras irradiar el sistema nervioso central.[cita requerida] Representan el sistema fagocítico mononuclear en el sistema nervioso central.

 

Dos células de microglia con Lamelipodios de aspecto «ameboide».

Se encuentran diseminadas en la totalidad del SNC, son células de pequeño tamaño, tinción oscura y asemejan débilmente oligodendrocitos. Tienen un citoplasma escaso, un núcleo oval o triangular y prolongaciones irregulares cortas. Estas células funcionan como fagocitos eliminando sustancias de desecho y estructuras dañadas del SNC. La microglia también defiende el sistema nervioso de virus, microorganismos y tumoraciones. Cuando por cualquier razón se activan, actúan como células presentadoras de antígenos y segregan citocinas. A diferencia del resto de células neurogliales, estas células no se originan del tubo neural, sino que tienen origen mesodérmico.

Las células de microglía cumplen funciones importantes no sólo relacionadas con la eliminación de residuos o la respuesta inmune. Por ejemplo, se sabe que juegan un papel importante durante el desarrollo en la inducción de muerte celular controlada en ciertas regiones. Además, también parecen tener un papel en la angiogénesis (generación de vasos sanguíneos). También existen estudios que demuestran que las células de microglía están implicadas en la eliminación de las terminales sinápticas.
El papel más ampliamente conocido de la microglía es el de vigilar el sistema nervioso central. Las células de microglía «no activas» están continuamente analizando su entorno con sus terminaciones, que son altamente dinámicas. Cuando se produce un daño en el sistema nervioso central las células de microglía reaccionan y se acercan a la lesión. También, «activadas» modifican su morfología (normalmente ramificada) y adquieren un aspecto ameboide, debido a la proyección de Lamelipodios.
Además, las células de microglía expresan moléculas proinflamatorias que tienen por objetivo eliminar células dañadas o infectadas y a agentes patógenos que pudieran ser perjudiciales. Sin embargo, estas moléculas también pueden dañar a neuronas sanas. Por otro lado, las células de microglía son capaces de producir moléculas antiinflamatorias que consiguen frenar el proceso inflamatorio y aumentar la supervivencia de las células viables.

Contienen lisosomas y cuerpos residuales. Generalmente se la clasifica como célula de la neuroglia. Presentan el antígeno común leucocítico y el antígeno de histocompatibilidad clase II, propio de las células presentadoras de antígenos. Además presentan receptores para moléculas señal propias del encéfalo, como el glutamato y el GABA

Historia[editar]

Victor Babeș describió la activación de la microglía en un caso de la rabia en 1897, pero no sabían lo que eran. Vieron los racimos de la microglía. Franz Nissl y F.Robertson fueron los primeros en descubrir las células de microglía, y Pío del Río Hortega, un discípulo de Santiago Ramón y Cajal, fue el primero en llamar a estas células «microglía», alrededor de 1920. Debido a esto también reciben el nombre de células de Hortega.

Las nuevas técnicas descubrieron alrededor de los años 1980 que las células de microglía están relacionadas con las de macroglía.

Microgliogénesis[editar]

Durante la hematopoyesis primitiva en ratones, esto es, en la etapa embrionaria y fetal, a partir del día 6.5 post-coito (pc), surgen, en el saco vitelino, células madre hematopoyéticas (CMH) que originarán células progenitoras de distintos linajes. Entre los días 7.5 – 8.0 pc, surgen células progenitoras eritromieloides (KIT+, Ter119+ y RUNX1+). A lo largo del día 9.0 pc estas células expresan CD45, pero no marcadores mieloides (estadio A1), más tarde expresan marcadores mieloides como los receptores de quimiocinas CX3C1 (CX3CR1) y del factor estimulante de colonia 1 (CSF1R), así como la glicoproteína F4/80 (estadio A2). Además, expresan metaloproteinasas (MMP-8 y MMP-9) lo que sugiere que, a partir de ese momento, empiezan a migrar hacia el mesénquima neuronal. Mientras tanto, estas continúan madurando y, aproximadamente, en el día 14.0 pc las células adquieren una morfología ramificada. Por otro lado, durante la hematopoyesis definitiva; es decir, una vez que la aorta gonadal-mesonefro (AGM) y el hígado fetal se han vuelto los principales órganos hematopoyéticos (durante los días 10.5 y 12.5 pc, respectivamente), se forman fagocitos-mononucleares que migran hacia el cerebro, sin embargo, estos son macrófagos distintos a la microglía y residen perivascularmente, en el plexo coroideo y en meninges.

Postnatalmente, los monocitos formados en la médula ósea de huesos largos, a partir de precursores leucocitarios, migran vascularmente y colonizan los tejidos [1, 2].

Véase también[editar]

Referencias[ Esteves, Madalena; Almeida, Armando; Leite-Almeida, Hugo (1 de enero de 2020). Salgado, Antonio J., ed. Handbook of Innovations in Central Nervous System Regenerative Medicine (en inglés). Elsevier. pp. 1-28. ISBN 978-0-12-818084-6doi:10.1016/b978-0-12-818084-6.00001-5. Consultado el 21 de octubre de 2020.

Sousa, Carole; Biber, Knut; Michelucci, Alessandro (2017). «Cellular and Molecular Characterization of Microglia: A Unique Immune Cell Population»Frontiers in Immunology (en inglés) 8ISSN 1664-3224PMC 5332364PMID 28303137doi:10.3389/fimmu.2017.00198. Consultado el 21 de octubre de 2020.

Prinz, M. and Priller, J. (2014) Microglia and brain macrophages in the molecular age: from origin to neuropsychiatric disease. Nature. 15(5).

Saijo, K. and Glass, C. K. (2011) Microglial cell origin and phenotypes in health and disease. doi:10.1038/nri3086.

Texto y Atlas de Histología (tercera edición), Leslie P. Gartner, James L. Hia

 

SISTEMA INMUNITARIO DEL CEREBRO

 

Durante mucho tiempo, se penso que el sistema nervioso carecía de protección inmunitaria, pero estudios posteriores han comprometido a la inflamación de manera preferente.

Los leucocitos nos defienden frente a la infección y el cáncer, también pueden segregar sustancias capaces de destruir células irremplazables del sistema nervioso, las neuronas. El organismo evita ese ataque restringiendo el paso de las células inmunitarias desde los vasos sanguíneos hacia el sistema nervioso central. Para introducirse en el tejido nervioso, los leucocitos han de esperar el desgarro o la alteración patológica de los vasos. Sin embargo, los investigadores han demostrado recientemente que unas células fascinantes, agrupadas bajo el nombre colectivo de microglía, forman allí una extensa red defensiva. Las células de la microglía dedican la mayor parte de su tiempo a servir a las neuronas. Pero datos cada vez más convincentes nos dicen que a veces pierden tal naturaleza benéfica. Se sospecha con fundamento que estas células pueden contribuir al desarrollo o a la exacerbación de algunas afecciones: infarto cerebral, Alzheimer, esclerosis múltiple y otras enfermedades neurodegenerativas. l sistema nervioso central (SNC) es considerado un órgano inmune privilegiado, dada la existencia de su barrera hematoencefálica (BHE) que interviene en el paso de células inflamatorias y mediadores químicos entre los capilares sanguíneos al parénquima cerebral. En la actualidad se cuestiona el grado de aislamiento del SNC mediante la BHE. Se conoce la activación del sistema inmune y se ha descrito la presencia de un número muy reducido de linfocitos (1-3 mm3) en el líquido cefalorraquídeo (LCR) de pacientes sanos.

Existen en el SNC células inflamatorias propias en la microglía y los macrófagos, los cuales están involucrados en la recepción y propagación de información inflamatoria. En los últimos años se ha descrito que el sistema inmune y el proceso inflamatorio participan de forma activa en la pérdida neuronal en enfermedades del SNC agudas (por ejemplo infarto cerebral) y crónicas (esclerosis múltiple y enfermedad de Alzheimer)1.

La respuesta inflamatoria en el SNC está dada por la activación de las células de la microglía y astrocitos, expresión de mediadores inflamatorios, con una invasión controlada de células inflamatorias periféricas.

Esto ocurre por la expresión de mediadores inflamatorios, como las citoquinas y prostaglandinas que regulan las moléculas de adhesión y aumentan la permeabilidad de la BHE, promoviendo el paso de células inflamatorias periféricas, con la consecuente liberación de moléculas potencialmente tóxicas para las neuronas cerebrales1.

En el daño cerebral isquémico agudo aumenta la permeabilidad de la BHE y las células inflamatorias entran en contacto con los antígenos del SNC en el cerebro y en la periferia2.

El SNC tiene células inflamatorias propias (microglía y macrófagos) que tienen una función importante en la recepción y difusión de las señales inflamatorias.

La microglía es una población celular receptiva con un claro papel de «vigilancia inmune» del sistema nervioso y constituye el 5-15% de la población celular cerebral total. En el cerebro adulto la microglía se encuentra en reposo y posee una morfología ramificada capaz de monitorizar el ambiente cerebral, compartiendo muchas propiedades con los macrófagos3.

Cuando la microglía se activa pasa de tener función de vigilancia inmune a funciones de fagocitosis, producción de citoquinas inflamatorias y presentación de antígenos en presencia de un estímulo inmune.

Procesos asociados al envejecimiento, o a una enfermedad neurológica, pueden provocar cambios en el microambiente, donde la microglía sea más reactiva a un estímulo inmune4.

En respuesta al daño cerebral agudo, la microglía se activa rápidamente y secreta una amplia gama de mediadores inflamatorios. También es función de la glía la liberación de factores tróficos y antiinflamatorios.

Minutos después de la isquemia cerebral aguda se activa la microglía, produciendo la liberación de mediadores inflamatorios que exacerban el daño celular5. Estas moléculas secretadas por la microglía después de la isquemia sufren variaciones temporales y espaciales.

Lampl et al han observado que pacientes con infarto cerebral agudo muestran una evolución más favorable mediante el tratamiento con fármacos inhibidores de la activación de la microglía, como la minociclina6.

La minociclina es un antimicrobiano derivado de las tetraciclinas con acciones antiinflamatorias/neuroprotectoras, contribuyendo probablemente de esta manera a la citoprotección del SNC7. Otro grupo español ha descrito que la minociclina tendría capacidad neuroprotectora frente a estímulos citotóxicos8, y sería capaz de prevenir la entrada de calcio dentro de las mitocondrias, evitando de esta manera la activación de los procesos apoptóticos9.

Los astrocitos también expresan mediadores inflamatorios. Después de la isquemia cerebral aguda se produce la activación astrocitaria, incrementándose la expresión de la proteína acídica fibrilar glial (GFAP) y la llamada gliosis reactiva, donde se dan cambios funcionales y estructuralres. Los astrocitos participan en la inflamación, expresando moléculas del complejo mayor de histocompatibilidad y moléculas estimuladoras para desarrollar una respuesta Th2. Los astrocitos pueden secretar moléculas inflamatorias, como citoquinas y quimioquinas y expresar proteínas como la óxido nítrico sintasa inducible (inducible nitric oxide synthase [iNOS]). La actividad de esta enzima intensifica el daño cerebral tras la isquemia. Estos datos sugieren que los astrocitos activados y los mediadores que segregan tienen un rol fundamental en el daño celular neuronal.

La inflamación se caracteriza por la acumulación de células y mediadores inflamatorios en el cerebro isquémico. Los fagocitos periféricos, los linfocitos T, las células natural killer (NK) y los leucocitos polimorfonucleares secretan citoquinas y pueden contribuir a la inflamación en el cerebro tras la isquemia cerebral. Junto con la microglía, los leucocitos procedentes de la sangre periférica son las células inflamatorias más activas, que se acumulan en el tejido cerebral tras la isquemia cerebral, conduciendo al daño por inflamación.

Los leucocitos se adhieren a la pared de los vasos sanguíneos 4 a 6 horas después de la isquemia cerebral aguda. En el tejido cerebral después de la isquemia se producen varios pasos de interacción entre leucocitos y células endoteliales: activación endotelial, rodamiento, adhesión y migración transendotelial, que conduce a la acumulación celular en el tejido cerebral isquémico y a la liberación de mediadores proinflamatorios. La unión de la molécula de adhesión en los leucocitos, con sus respectivos ligandos en las células endoteliales, puede activar vías de señalización en ambas células. Esto produce una amplificación de la respuesta inflamatoria.

En general, las primeras células en entrar al tejido isquémico son los neutrófilos, el reclutamiento ocurre entre 6 a 12 horas después del inicio de los síntomas, progresando hasta las 24 horas y reduciéndose a continuación. Los monocitos se acumulan en el área del daño entre 12 -24 horas después del inicio del daño isquémico agudo, transformándose en macrófagos capaces de fagocitar los desechos. En periodos más tardíos otras células inflamatorias/inmunes, como linfocitos, llegan al parénquima cerebral. Quizás la entrada de leucocitos varíe en función del tipo celular y del momento en el que accedan al parénquima. Además, la presencia de leucocitos en los capilares distales a la zona de oclusión podría contribuir a la disminución del flujo sanguíneo5–10. Los leucocitos también liberan mediadores como radicales de oxígeno, proteasas citoquinas que participan del daño neuronal.

Mediadores inflamatorios

Citoquinas se denominan a más de 100 péptidos diferentes desde el punto de vista genético y estructural, que actúan mediante la unión a receptores específicos de la superficie celular. Las citoquinas son sintetizadas por diferentes tipos celulares, y reciben diferentes nombres: linfocinas si son secretadas por linfocitos y monocinas si son producidas por macrófagos. Muchas citoquinas comparten funciones por ser pleotrópicas, ya que actúan sobre diferentes tipos de células. Poseen vida media corta y actúan de forma paracrina y endocrina. La mayoría de las reacciones inflamatorias son mediadas por citoquinas que pueden aumentar el daño producido por un infarto isquémico. En el cerebro existen muchos tipos celulares capaces de secretar citoquinas (microglía, astrocitos, células endoteliales y neuronas). Las citoquinas circulantes están involucradas en la inflamación cerebral. Monocitos, linfocitos T, células NK y polimorfonucleares pueden contribuir a la inflamación del SNC:

Las principales citoquinas que actúan en el proceso de inflamación son: interleuquina 1 (IL-1), interleuquina 6 (IL-6), factor de necrosis tumoral alfa (FNT α) y factor de crecimiento transformante beta (TGF β), que son proinflamatorias, y dentro de las antiinflamatorias la interleuquina 10 (IL-10)5.

Interleuquina-1

La IL-1 es una citoquina producida principalmente por macrófagos activados, monocitos y células dendríticas. Se produce como respuesta a procesos infecciosos o en cualquier tipo de lesiones o estrés. La IL-1 se libera en respuesta a FNT α. Se conocen tres isoformas: IL-1 α, IL-1 β e IL -1 RA inhibidora de las dos anteriores.

Normalmente la IL-1 es sintetizada en el SNC por la microglía, astrocitos neuronas y células endoteliales en niveles bajos. Después de un proceso isquémico aumenta la expresión de ARNm de IL-1 β11, conduciendo a un aumento de la proteínas horas después.

En modelos animales se observó que pocos minutos después de una obstrucción cerebral transitoria aumentaron los niveles de ARNm y de la IL-1β durante la reperfusión temprana y también en las 6 a 24 horas posteriores, sugiriendo una expresión bifásica de la IL-1 β12.

Se ha correlacionado el aumento de los niveles de IL-1 seguidos a la isquemia con el aumento del volumen del infarto. Los niveles elevados de IL1 se han asociado a mal pronóstico en pacientes con infarto cerebral. Una explicación posible es que la IL-1 es un fuerte pirógeno que facilita el aumento de la temperatura corporal13.

Otro estudio de Yamasaki et al ha mostrado que la inyección intraventricular de IL-1β recombinante después de la oclusión de la arteria cerebral media (ACM) incrementa la formación de edema cerebral, el tamaño de la zona infartada y la infiltración de neutrófilos en ratas14.

La administración de IL-1 en un cerebro sano no causa ningún daño, y cuando se utiliza en cultivos celulares tampoco induce su muerte. Otros estudios proclaman cierto efecto neuroprotector, dado que cuando se adiciona IL-1 a cultivos celulares de neuronas corticales de ratones produce una atenuación en la neurotoxicidad por NMDA15. Los efectos neuroprotectores de IL-1 podrían estar parcialmente mediados por la inducción del factor de crecimiento nervioso (FCN)15

Interleuquina 6

La IL-6 es una glucoproteína secretada por macrófagos, células T, células endoteliales y fibroblastos. Su liberación está inducida por IL-1 y aumenta en respuesta al TNF-α. Como función activa la formación de inmunoglobulinas por parte de los linfocitos B.

La IL-6 puede contribuir al daño provocado por la inflamación en el cerebro, y está implicada en la regulación de la apoptosis neuronal16. Diversos estudios sugieren que la IL-6 está sobrerregulada después de la isquemia cerebral17, postulándose que posee efectos perjudiciales en la misma. En consecuencia los niveles elevados de IL-6 podrían ser un buen indicador de deterioro neurológico temprano18, y niveles elevados de IL-6 se asocian a un mayor volumen infartado19 y a un mal pronóstico20 Así se ha demostrado una asociación entre los niveles plasmáticos de IL-6 y el deterioro neurológico precoz, que es independiente del tamaño inicial, la topografía o el mecanismo del infarto18. En otro estudio español se encontró que los pacientes cuyos niveles de IL-6 son mayores a 5 pg/ml tienen una probabilidad 25 veces mayor de desarrollar un nuevo evento vascular, y una probabilidad 19 veces mayor de fallecer por un problema de origen vascular.

Factor de necrosis tumoral alfa

El TNF-α es una sustancia química del grupo de las citoquinas proinflamatorias que es liberada por células del sistema inmune. En el SNC esta citoquina constituye el principal mediador de inflamación, que induce una cascada de eventos celulares que culminan con la muerte neuronal. El TNF-α posee una variedad de funciones implicadas en la defensa inmunitaria, homeostasis celular y protección frente a varios tóxicos neurológicos21,22.

Barone et al han demostrado que después de una oclusión en la ACM la inducción de FNT-α se asocia con el aumento del déficit neurológico y el incremento del tamaño del infarto cerebral23,24.La concentración del TNF-α en el líquido cefalorraquídeo aumenta en pacientes con infarto cerebral agudo18. Las concentraciones séricas de TNF-α también aumentan en pacientes con infarto cerebral agudo18. Las concetraciones elevadas de TNF-α plasmáticas en pacientes con infartos lacunares se asociaron con deterioro neurológico y peor pronóstico.

Factor de crecimiento transformante beta

El TGF-β participa en la regulación de procesos como la proliferación y la diferenciación celular, y desempeña un papel importante en la inmunidad, el cáncer, las enfermedades cardiacas y la diabetes5.

En modelos animales de ratón se han detectado aumentos en los niveles de ARNm del TGF-β en tejidos isquémicos después de 1-6 horas desde el inicio del daño25, y que permanecen elevados hasta 15 días después de la isquemia26. Esta expresión puede coincidir con la infiltración de monocitos y macrófagos y con la proliferación microglial en tejidos dañados27.

El TGF-β puede actuar como un mediador neuroprotector en el infarto cerebral. La sobreexpresión del TGF-β brindaría una protección cerebral en modelos experimentales de infarto cerebral, induciendo una reducción de la respuesta inflamatoria28. Se ha demostrado también su efecto neuroprotector cuando se administra antes de la isquemia29. Existen reportes de que el TGF-β reduce el volumen del infarto cuando se administra en ratas una hora después de la oclusión de la ACM, mientras que su efecto neuroprotector se encuentra ausente cuando se inyecta en el centro de la lesión30. Así se ha propuesto que el TGF-β podría ejercer efecto neuroprotector mediante un bloqueo de la apoptosis, o por su participación en la recuperación del infarto isquémico, debido a que el efecto se observa en el área de penumbra y está presente en la fase de recuperación de algunas enfermedades del SNC30. El TGF-β controla la proliferación y la diferenciación celular de la mayoría de las células; además modula la angiogénesis facilitando procesos de neurorreparación, incluyendo procesos de neurogénesis y sinaptogénesis, los que están involucrados en la reorganización de la vascularización cerebral posterior a la isquemia.

Interleuquina 10

La IL-10 es una citoquina antiinflamatoria secretada por linfocitos y monocitos. Actúa mediante la inhibición de los efectos de IL-1 y TGF-β mediante la supresión de la expresión y de la activación de sus receptores. La IL-10 es sintetizada por el SNC y se encuentra sobreexpresada en infartos cerebrales experimentales31. Se han detectado concentraciones altas de IL-10 en el LCR de pacientes con infarto agudo32. Pacientes con bajos niveles de IL-10 presentan un mayor riesgo de infarto, lo que sugiere un efecto protector de la citoquina33. Por todo esto se ha propuesto la IL-10 como un potencial blanco terapéutico antiinflamatorio para el infarto cerebral. La administración exógena de IL-10 podría constituir un posible tratamiento para reducir el daño producido por el infarto cerebral. Se ha realizado con éxito en animales, mostrando efectos beneficiosos34.

Quimiocinas

Las quimiocinas son un tipo de citoquinas que regulan el tráfico leucocitario, modulan la quimiotaxis y la activación celular, por lo que desempeñan un rol importante en los procesos de inflamación del SNC, en la comunicación celular y en el reclutamiento de células inflamatorias5.

La expresión de quimiocinas es nociva después de un daño cerebral, dado que aumentan la infiltración leucocitaria35. Así, los niveles de varias quimiocinas, como la proteína quimiotáctica de monocitos (MCP-1), la fractalcina, la IL-8 y la proteína inflamatoria de macrófagos 1α, aumentan en diversos modelos experientales de isquemia, y su inhibición o deficiencia se ha asociado a un menor daño36.

La MCP-1 es un agente quimiotáctico de monocitos y su expresión induce un incremento en la infiltración de monocitos en el tejido cerebral dañado. Se ha observado un aumento de los niveles de MCP-1 en pacientes con infarto cerebral isquémico agudo37. También se ha observado que estas quimiocinas afectan la permeabilidad de la BHE, así la adición de MCP-1 aumenta 17 veces la permeabilidad de la BHE, lo cual sugiere su implicación en la apertura de la BHE en la isquemia cerebral38. Por otro lado, algunas quimiocinas actúan también como moléculas señalizadoras que regulan la actividad de la microglía.

La fractalcina es expresada principalmente por las neuronas y puede inhibir las secreciones de toxinas proinflamatorias en la microglía activada39. La fractalcina contribuye al control del tráfico leucocitario desde el torrente sanguíneo al tejido dañado. Después de la isquemia la inmunorreactividad aumenta rápidamente en las neuronas, sin daño de la penumbra isquémica, y su síntesis también es inducida en las células endoteliales del área infartada.

Ciclooxigenasa

La ciclooxigenasa (COX), o prostaglandina-endoperóxido sintasa, es una enzima que cataliza la síntesis de prostaglandinas a partir del ácido araquidónico. Se conocen dos isoformas de COX: COX1 y COX2. La COX1 se expresa en la microglía y los leucocitos durante el daño cerebral40. La COX2 se expresa en neuronas excitatorias y se encuentra regluada por variados estímulos, mediadores inflamatorios y mitógenos 41.

Los ratones deficientes de COX1 pueden ser más vulnerables a la isquemia cerebral focal42. La COX2 está involucrada en la producción de radicales libres y prostanoides tóxicos y es inducida durante la inflamación y la isquemia cerebral. Se sobreexpresa 12-24 horas después de la isquemia en neuronas y células vasculares que rodean la zona infartada. Se ha hipotetizado que los metabolitos COX 2 son dañinos. Además algunos tratamientos con inhibidores de la COX2 han demostrado mejoras en el pronóstico neurológico después de la isquemia cerebral5.

Óxido nítrico

El óxido nítrico (ON) es una importante molécula de señal involucrada en procesos fisiológicos como la comunicación neuronal, la defensa del huésped y la regulación de la presión arterial.

El ON puede causar daño en el ADN en la isquemia cerebral a través de la formación de peroxi-nitrito. Después de la isquemia el efecto vasodilatador del ON es beneficioso, porque induce vasodilatación y limita la reducción del flujo sanguíneo, es antiagregante plaquetario e inhibe la adhesión leucocitaria5.

Es sabido que después de un ACVi el paciente tiene mayor riesgo de desarrollar complicaciones. Las infecciones asociadas al ACV pueden complicar, retrasar el proceso de recuperación y aumentan el riesgo de morbimortalidad. Los mecanismos que subyacen al pobre pronóstico de estos pacientes incluyen un aumento a la susceptibilidad a las infecciones como consecuencia de la inmunosupresión, la activación de una respuesta inmune a los antígenos del SNC como consecuencia de un daño agudo y una infección, actuando como adyudante. Teeling et al proponen una explicación simple para explicar el mal pronóstico de los pacientes con ACVi, que es que la microglía en el sitio del ACV y distal a la lesión es sensibilizada por la regeneración neuronal y axonal. Esta microglía sensibilizada, similar a la de los pacientes con enfermedad de Alzehimer y esclerosis múltiple, essensibles a los efectos de la inflamación sistémica, que puede variar de un fenotipo benigno a un fenotipo agresivo proinflamatorio.

Este proceso llevará a la secreción de citoquinas y mediadores inflamatorios que exacerban el daño neuronal e impiden una buena recuperación42.

Hemorragia intracerebral

La hemorragia intracerebral (HIC) constituye la segunda causa de ACV y la más letal. Posterior al daño mecánico sufrido en el sitio del hematoma, se desarrollan procesos de daño cerebral secundario que provocan daño celular directo y cascadas inflamatorias. Estas gatillan la infiltración de granulocitos y monocitos, la activación de la microglía y la disrrupción de la BHE, la cual conlleva edema cerebral. La cascada del complemente podría desempeñar un rol central en la patogénesis del daño secundario en una HIC. El daño cerebral que sigue al clivaje del componente 3 del complemento ocurre simultaneamente, pero con mecanismos relacionados a la inflamación mediada por anafilotoxina y mediante la toxicidad directa dada por la lisis eritrocitrocitaria. La activación del complemento también es importante en la recuperación fisiológica después de HIC43.

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CELULAS DE LA GLIA

Células gliales

El término célula glial (conocido formalmente como neuroglia o células de la neuroglia) era usado tradicionalmente para hacer referencia a las células del sistema nervioso central. En los últimos años, la definición de este término ha sido ampliada para incluir a todas las células no neuronales que se asocian a las neuronas tanto en el sistema nervioso central (SNC) como periférico (SNP).

Estas células tienen la responsabilidad de mantener un equilibrio homeostático, mielinizar las neuronas, ser células de sostén y proteger las neuronas de todo el sistema nervioso.

Las células gliales son más pequeñas, más numerosas, y morfológica y funcionalmente diferentes de las células neuronales. Además, no tienen la capacidad de propagar potenciales de acción. Este artículo estudia la histología las células gliales (o glía) en los sistemas nerviosos central y periférico.

Glía del sistema nervioso central

También denominada glía central. Existen cuatro tipos de células gliales en el SNC; astrocitos, oligodendrocitos, microglía y células ependimarias. Algunas de estas células pueden ser subdivididas según su embriología.

Astrocito

Oligodendrocitos

Oligodendrocito (Oligodendrocytus); Imagen: Axón mielínico (Axon myelinatum); Imagen:

Oligodendroglia

Los oligodendrocitos tienen proyecciones citoplasmáticas largas que se extienden desde su soma (cuerpo celular). Sus núcleos son pequeños y están rodeados por un halo de citoplasma, rico en polirribosomas y retículo endoplasmático rugoso. Estas células están distribuidas tanto en la sustancia gris como blanca del sistema nervioso central, pero en mayor cantidad en la sustancia blanca. Esta línea celular puede ser subdividida en oligodendrocitos interfasciculares (entre los axones de mielina) y oligodendrocitos satelitales (adyacente a los cuerpos celulares principalmente en la sustancia gris).

Los oligodendrocitos son los responsables de la producción de mielina. La mielina es una vaina de membrana aislante que envuelve el axón en toda su longitud. Existen regiones a lo largo del axón que permanecen desmielinizadas, conocidas como los nódulos de Ranvier. La vaina de mielina evita la propagación aleatoria de impulsos eléctricos y aumenta la velocidad a la que viajan estos impulsos (proceso conocido como conducción saltatoria). Cuanto mayor es el diámetro de la vaina de mielina, mayor será la velocidad de conducción de la neurona.

Astrocitos ilustraciones, imágenes clip art, dibujos animados e iconos de stock de protoplasmic astrocyte, illustration - astrocitos

Existen células gliales con forma de estrella de las que se extienden numerosos procesos (pies terminales), estás son conocidas como astrocitos. Los astrocitos se caracterizan por presentar proteínas ácidas fibrilares gliales (GFAP- por sus siglas en inglés) en su citoplasma. Sin embargo, en el cerebro fetal y en la sustancia gris del adulto, los astrocitos presentan muy poca GFAP en su citoplasma.

La gran ramificación que presentan estas células les permite estar en contacto con el soma, las dendritas y axones de muchas neuronas. Los pies terminales de los astrocitos son una parte importante de la barrera entre el SNC y el tejido no neuronal (barrera hematoencefálica). Formando la membrana limitante neuroglial en la superficie visceral de la piamadre, al unir múltiples capas de pies terminales. Estas proyecciones también cubren los vasos del sistema nervioso central (pies perivasculares).

Tipos

Los astrocitos pueden dividirse en los subtipos protoplasmático y fibroso. Los astrocitos protoplasmáticos se ubican en la materia gris. Estos tienen numerosas ramas que se envuelven alrededor de los segmentos terminales de los axones y dendritas. Tienen moléculas especializadas transportadoras de neurotransmisores que ayudan a terminar los potenciales de acción al absorber los neurotransmisores. También expresan muchos canales de potasio que pueden limitar la diseminación de impulsos eléctricos hacia las neuronas adyacentes dentro de un haz de axones. Los astrocitos fibrosos por su parte se encuentran más comúnmente en la sustancia blanca y están orientados longitudinalmente dentro del plano de los haces de fibras de la misma. Se muestran fibrosos debido a la gran cantidad de GFAP que se encuentra en su citoplasma. Si se encuentran grandes cantidades de GFAP en los astrocitos protoplasmáticos, podría ser el resultado de alguna lesión.

Existen otros tipos de astrocitos. Estos incluyen los pituicitos de la neurohipófisis (hipófisis posterior), las células envolventes olfatorias de los nervios olfatorios y bulbos, y las células de Müller de la retina. Los astrocitos son células de soporte metabólico y estructural que mantienen la homeostasis iónica en el líquido extracelular y liberan factores de crecimiento para promover el crecimiento neuronal. Además, los pies terminales forman la membrana limitante neuroglial, que reviste la cara parietal del encéfalo y la médula espinal en su interfaz con la piamadre. Esto limita la comunicación entre el SNC y otros tejidos. Los pies terminales de los astrocitos también promueven que las células epiteliales subyacentes formen uniones estrechas de forma generalizada las cuales limitan significativamente el paso de ciertos solutos al SNC (permeabilidad selectiva).

Microglía

Microglía (Microgliocytus); Imagen: Células ependimarias (Ependymocyti); Imagen:

Microglía

Microgliocytus

Sinónimos: Células gliales

La población de células microgliales representa aproximadamente el 5% del tejido glial. Estas células son pequeñas, sus núcleos son alargados y sus citoplasmas son escasos.

Las células se encuentran tanto en la sustancia blanca como gris. Se originan de la línea celular de monocitos (macrófagos especializados derivados de las células precursoras mieloides) y actúan como células inmunitarias efectoras del SNC. En individuos saludables, son consideradas como inactivas.

Células ependimarias Células ependimarias: Características, Tipos, Funciones... - Tipos de  Celulas

Las células ependimarias pueden ser células epiteliales cúbicas o cilíndricas bajas que cubren al sistema ventricular encefálico. Además, se clasifican como células epiteliales coroideas, ependimocitos o tanicitos.

Las células epiteliales coroideas tienen invaginaciones basales (adyacentes a la membrana basal) y microvellosidades apicales. Participan en la regulación del contenido químico del líquido cefalorraquídeo (LCR).

Los ependimocitos son los más abundantes de las tres líneas celulares ependimarias. Las superficies apicales también contienen microvellosidades, mientras que sus bases tienen extensiones citoplasmáticas que se integran con los pies terminales de los astrocitos. Estas células se encuentran por todo el sistema ventricular y permiten la comunicación entre el LCR y el tejido nervioso circundante.

Los tanicitos son más prominentes a lo largo del piso del tercer ventrículo (en el hipotálamo). Sus largos procesos basales que se extienden desde la superficie basal terminan en los vasos y la piamadre.

Glía del sistema nervioso periférico

También denominada neuroglía periférica. Los dos tipos celulares principales en el sistema nervioso periférico son las células de Schwann (neurolemocitos) y las células satélite. Estas células son homólogas a los oligodendrocitos y astrocitos del sistema nervioso central, con diferencias muy sutiles.

Células de Schwann

Célula de Schwann (Schwannocytus); Imagen: Célula de Schwann (Schwannocytus); Imagen: Paul Kim

Célula de Schwann Schwannocytus

Sinónimos: Neurolemocito, Neurolemmocytus

Las células de Schwann son análogas a los oligodendrocitos del sistema nervioso central. Son tubulares con núcleos aplanados. Están íntimamente envueltas alrededor de los axones de neuronas en el sistema nervioso periférico. Una de las diferencias entre los oligodendrocitos y las células de Schwann es que los oligodendrocitos pueden mielinizar múltiples neuronas al mismo tiempo, mientras que un célula de Schwann solo mieliniza una neurona. El axón pasa a través del citoplasma de la célula de Schwann y se mantiene en su lugar por el mesaxón (doble capa de membrana de superficie). Como en el caso del sistema nervioso central, las células de Schwann dejan pequeños espacios entre los haces de mielina a lo largo del axón llamados nódulos de Ranvier.

Las fibras nerviosas con diámetros más grandes tienen capas más gruesas de mielina rodeando su axón. Las neuronas de diámetro pequeño permanecen amielínicas. El grado de mielinización es usado para clasificar las fibras nerviosas en diferentes subtipos. Existen fibras de tipo A que son las más gruesas, con la mayor velocidad de conducción. Las fibras de tipo C son las más finas y son amielínicas, las fibras tipo B oscilan entre los tipos A y C en cuanto a diámetro y mielinización.

Células satélite

Las células satélite están ubicadas tanto en el sistema nervioso central como periférico. Mientras su función exacta es desconocida, se encuentran alrededor del soma de las neuronas en el sistema nervioso central y en los ganglios del sistema nervioso periférico.

Ya que estudiamos las células gliales, que tal recordar un poco sobre las neuronas y poner a prueba tu conocimiento sobre este tema con el siguiente cuestionario:

Referencias:

Haines, Duane E, and M. D Ard: Fundamental Neuroscience For Basic And Clinical Applications. Philadelphia, PA: Elsevier: Saunders.

Kiernan, J. A, Murray Llewellyn Barr, and Nagalingam Rajakumar: Barr’s The Human Nervous System. 10th ed. Philadelphia, PA: Lippincott Williams & Wilkins.

Oehmichen, Manfred, Roland Auer, and H. G König: Forensic Neuropathology And Associated Neurology. Berlin: Springer, 2006.

Ilustraciones:

Astrocitos (créditos de la fotografía) – NICHD NIH via Visual Hunt / CC BY

 

INNOVACIONES EN CANCER DE MAMA

MEJORAR LA EFICACIA DE LA RADIOTERAPIA EN METÁSTASIS CEREBRALES

Un estudio del CNIO desvela que con un análisis de sangre se puede conocer qué pacientes se van a beneficiar de la radioterapia cerebral.

La radioterapia es una opción habitual en el tratamiento de las metástasis cerebrales. La radioterapia es una opción habitual en el tratamiento de las metástasis cerebrales. Foto: AGEFOTOSTOCK.

Entre el 20% y el 40% de los pacientes con cáncer (tumores de  pulmón, mama y melanoma, entre otros) desarrollan una metástasis cerebral, para la que uno de los abordajes más empleados es la radioterapia.

Un equipo de investigadores del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) ha identificado una nueva estrategia que, a través de una sencilla prueba, puede mejorar la eficacia del tratamiento radioterápico.

Los autores del trabajo han descubierto que basta un análisis de sangre para identificar a pacientes resistentes a radioterapia, antes de recibirla, y han encontrado un fármaco que podría revertir esa situación. Ya han comenzado un ensayo clínico multicéntrico para validar el biomarcador a través de la Red Nacional de Metástasis Cerebral (Renacer).

Manuel Valiente, jefe del Grupo de Metástasis Cerebral del CNIO y autor principal de esta investigación que se publica hoy en Nature Medicine, sintetiza a DM el hallazgo: “Hemos encontrado un mecanismo de resistencia en la radioterapia, uno de los tratamientos habituales de la metástasis cerebral. Gracias a ello, entendemos mejor los procesos moleculares que subyacen a ese proceso; estratificamos a los pacientes, atendiendo a si responderán o no a la radioterapia y, además, hemos encontrado un fármaco que podría hacer más sensible la metástasis a la radioterapia”.

El trabajo que dirige Manuel Valiente, cuyo laboratorio en el CNIO es todo un referente en la investigación en metástasis cerebrales, ha servido para identificar una vía molecular implicada en la aparición de resistencia, en concreto la proteína S100A9, que funciona como indicador de la sensibilidad a la radioterapia: a mayor presencia de S100A9, más resistencia a la radioterapia.

La sorpresa positiva ha sido el comprobar que dicha proteína puede detectarse en sangre: “No esperaba que fuera tan sencillo −afirma Valiente−, la cantidad de S100A9 en sangre correlaciona con la resistencia a la radioterapia”.

Grupo de Metástasis Cerebral del CNIO. Foto: Laura M. Lombardía/CNIO.

Grupo de Metástasis Cerebral del CNIO. Foto: Laura M. Lombardía/CNIO.

Y siguiendo esa línea hacia la translación clínica de los hallazgos, el estudio también desvela que el receptor al que se une la proteína (denominado RAGE) cuenta con un inhibidor, un tipo de fármaco que ya se está ensayando en diversas patologías, entre ellas la enfermedad de Alzheimer.

“No hemos empleado exactamente el inhibidor de RAGE utilizado en estudios actuales de la enfermedad de Alzheimer, pero al usar uno similar, vimos que llega bien el cerebro”. El científico recuerda que una de las dificultades de los tratamientos que se dirigen al sistema nervioso central es que tienen dificultades para superar la barrera hematoencefálica. “Además, hemos comprobado en modelo animal que este inhibidor combinado con radioterapia no tiene un efecto negativo sobre la función cerebral, lo que supone otra gran ventaja para su empleo”.

Así, en modelos animales y en cultivos realizados a partir de muestras de pacientes, mediante el uso de METPlatform, han demostrado que este fármaco puede emplearse para lograr que los pacientes resistentes respondan a la radioterapia.

“Nuestros hallazgos presentan un nuevo enfoque para personalizar la radioterapia”, escriben los autores en la revista científica. Sobre su estrategia apuntan que “no sólo identifica a los pacientes que podrían beneficiarse de la radioterapia holocraneal [denominada así porque se aplica sobre todo el tejido cerebral, a diferencia de la radioterapia estereotáctica o radiocirugía, que se focalizan solo en el tumor], sino que también proporciona una terapia combinada para superar la radiorresistencia”.

Los siguientes pasos de esta línea de investigación, expone Valiente, incluyen “validar el biomarcador en sangre en una cohorte prospectiva de pacientes» para confirmar que, efectivamente, aquellos con niveles más elevados responden peor que los que tienen niveles bajos. Más adelante, una vez validado, podrán iniciar el ensayo con el fármaco.

“Contar con un biomarcador tiene implicaciones importantes, pues abre la puerta a realizar estudios clínicos para mejorar la administración de la radioterapia”, añade, con todo lo que ello supone para un grupo de pacientes que no cuentan con muchas opciones terapéuticas. Los inhibidores de la PI3K, eficaces en cáncer de mama

El grupo de investigación clínica en cáncer de mama Solti presentó en su cuarto encuentro, el pasado 16 de noviembre, nuevas posibilidades en el tratamiento del cáncer de mama metastásico. Eva Ciruelos, oncóloga médica de la Unidad de Cáncer de Mama del Departamento de Oncología y coordinadora de ensayos clínicos de esta patología en el Hospital Universitario 12 de Octubre de Madrid, fue la encargada precisamente de presentar los últimos agentes en desarrollo y las combinaciones más novedosas en este campo.

Así, Ciruelos explicó a GM que las presentaciones más novedosas de la jornada correspondieron a los inhibidores de la activación de la vía PI3K, que aparece alterada en “hasta un 30 por ciento de los casos de cáncer de mama”. Estos inhibidores, explica Ciruelos, podrían darse en monoterapia, en combinación con quimioterapia o incluso en combinación con tratamientos hormonales. Una noticia importante de la que José Baselga, presidente del Instituto de Oncología del Vall d’Hebron (VHIO) y director adjunto del Centro de Cáncer del Hospital General de Massachusetts, ya habló en la 7º Conferencia Europea sobre Cáncer de Mama, celebrada en marzo de 2010. En aquel momento, Baselga se refirió a esta vía como algo prometedor, pero todavía “en fase I en tumores hormonodependientes”. Ahora, dos años después, se empieza a ver que, efectivamente, inhibir esta ruta de señalización podría dar resultados.

HER2

Las últimas novedades en cáncer de mama de tipo HER2+ también fueron protagonistas del Encuentro, sobre todo gracias a los últimos resultados de los estudios Emilia (T-DM1, el conjugado trastuzumab y emtansina, ofrece una mejora significativa de la SLP y la SG en pacientes en segunda línea de tratamiento) y Cleopatra (la combinación de trastuzumab, pertuzumab y una quimioterapia mejora la SLP), ya presentados en el último Congreso de la Sociedad Americana de Oncología Médica (ASCO). La novedad ahora es la presentación de una actualización de este último estudio, Cleopatra, en el próximo Simposio de cáncer de mama que se celebrará en San Antonio, Texas, entre el 4 y el 8 de diciembre. Ciruelos espera que se presenten aquí datos en SG, unos resultados muy esperados por la comunidad científica. Además, actualmente también se investiga el valor de esta combinación en “pacientes operados sin metástasis, como tratamiento preventivo”, asegura Ciruelos.

Asimismo, también son muy esperados los resultados del estudio Marianne, del que Ciruelos espera tener los primeros resultados para finales de 2013. El estudio, en pacientes con cáncer de mama metastásico HER2+, ha dividido a las mujeres en trastuzumab con quimioterapia (brazo control), T-DM1 (brazo ganador del Emilia) y T-DM1 con pertuzumab (una combinación de los estudios Emilia y Cleopatra) con el objetivo de averiguar “si dar lo mejor que tenemos, pertuzumab y T-DM1 juntos, es mucho mejor que las otras dos opciones”, explica Ciruelos. De momento, la FDA acaba de aprobar la revisión prioritaria a T-DM1, y la EMA, por su parte, ha aceptado revisar su autorización de comercialización.

También los tumores HER2-, que afectan al 60 por ciento de la población, tuvieron su espacio en esta reunión. En este tipo de pacientes, la combinación de exemestano y everolimus, un fármaco inhibidor de las m-TOR cinasas, consigue mejoras significativas en pacientes que no habían respondido al tratamiento convencional con un inhibidor de la aromatasa como letrozol o anastrozol. De momento, en España, la única manera de conseguir tanto everolimus como pertuzumab es a través de un uso expandido.

Los inhibidores de PI3K podrían administrarse incluso en combinación con terapia hormonal

El estudio Marianne investiga la conveniencia de administrar T-DM1y pertuzumab juntos

Diagnóstico de mutaciones: cambio de paradigma en cáncer de mama

La medicina de precisión ya es un hecho. Detectar mutaciones genéticas no sólo ofrece terapias individuales. Refuerza el seguimiento y el control de las respuestas y resistencias a tratamientos.

La detección temprana de lesiones mamarias favorece la supervivencia de las afectadas. FOTO: AGFotoStock. La detección temprana de lesiones mamarias favorece la supervivencia de las afectadas. Foto: AGEFOTOSTOCK.

Raquel Serrano. Madrid Lun, 11/04/2022 – 13:00

El cáncer de mama, con ciertas variaciones geográficas, es el tipo de tumor más frecuente en mujeres de todo el mundo. Los últimos datos de la Sociedad Española de Oncología Médica (SEOM) señalan que en España se diagnosticaron alrededor de 34.088 nuevos cánceres de mama en el año 2020, lo que representa el 30% de los cánceres diagnosticados en mujeres.

No obstante, han sido muchos los factores que, a pesar de las notables tasas de incidencia, han permitido que las de supervivencia hayan mejorado progresivamente. Detecciones más precoces con herramientas diagnósticas que aportan mayor información, un mejor conocimiento molecular de los tumores y el aumento en la disponibilidad de terapias dirigidas han contribuido a plantar cara a este tumor, que cuenta con la participación, cada vez más sólida, de equipos multidisciplinares de especialistas, y absolutamente necesaria en la actual medicina de precisión.

El cribado ha sido uno de los grandes cambios en el control de esta enfermedad: permite un incremento del diagnóstico en estadios más iniciales, lo que facilita el inicio de estrategias de tratamiento de forma temprana que permiten abordajes quirúrgicos menos agresivos, por ejemplo.

En el caso concreto del cáncer de mama luminal, un estadio no avanzado es subsidiario, en muchos casos, de evitar el tratamiento quimioterápico, recurriendo exclusivamente al tratamiento hormonal.

Pero, además de los cribados -esenciales en cualquier proceso neoplásico-, las características genómicas y los subtipos histológicos-moleculares de los cánceres de mama han permitido seleccionar estrategias terapéuticas ‘a medida’; un fenómeno en el que se basa la medicina de precisión y en la que el análisis de la expresión de genes es decisivo para prevenir, diagnosticar y tratar de manera personalizada.

Los ejemplos de este abordaje genómico ya son una realidad en muchos tumores de mama con el descubrimiento de genes –BRCA o HER2, entre otros-, y de sus dianas terapéuticas específicas.

En el tipo luminal es donde con mayor frecuencia aparecen mutaciones en el gen PIK3CA. De hecho, es el gen mutado con más frecuencia en el cáncer de mama HR positivo/HER2 negativo. Aunque no suelen observarse en lesiones primarias, sí son bastante frecuentes en tumores metastásicos resistentes a la terapia endocrina de primera línea y de peor pronóstico. Por tanto, el análisis mutacional aparece, en estos casos, como una herramienta esencial para ofrecer más opciones a las pacientes.

Esta proteína pertenece a la familia de las PI3K (fosfoinositol 3-cinasas), cinasas lipídicas que promueven diversos procesos biológicos, incluyendo la división celular y la supervivencia, algunos de los cuales están directamente relacionados con la resistencia a las terapias endocrinas.

«Las mutaciones en PKI3CA son esenciales en el abordaje del cáncer de mama en estadio avanzado, ya que se ha  observado que las afectadas tienen peor pronóstico, tanto por la alteración en sí misma –que origina recaídas tumorales más tempranas-, así como por el hecho de que mutación podría ser un mecanismo de resistencia terapéutica. Precisamente es en este ámbito donde existe indicación para los inhibidores de PIK3CA»,

, PIK3CA es una de las mutaciones más frecuentes en cáncer de mama, pues aparece en entre el 40-45% de las lesiones, según las series, con una distribución fundamental en los tumores luminales, los conocidos como hormono-dependientes, aunque también aparece en otros subtipos tumorales.  Se sabe, además, que es una mutación que suele asociarse a un curso más agresivo de la enfermedad, por lo que su determinación «abre la oportunidad de emplear inhibidores selectivos, en este caso de unas subunidades de 3cinasa, como es el alpelisib, que han demostrado ser muy activas en cáncer de mama con esta mutación».

En este sentido, el oncólogo del INCLIVA alude a los datos del estudio Solar 1 en el que se evaluó la administración de un segundo fármaco de terapia endocrina, el fulvestrant, junto con un inhibidor de PIK3CA, el alpelisib, exclusivamente en pacientes con mutaciones en esta proteína.

«La combinación mostró un claro aumento de la supervivencia frente a la rama de pacientes a las que solo se administraba fulvestrant. De hecho, la FDA estadounidense y la EMA europea han aprobado alpelisib para pacientes PIK3CA mutadas con perfil luminal HER2 negativo», indica Pérez Fidalgo, quien detalla que «el actual esquema terapéutico para este subgrupo de cáncer de mama se basaría -una vez que ha progresado para una o dos líneas de terapia endocrina de primera línea-, en la estrategia de combinación de Fulvestrant con Alpelisib».

Diagnóstico precoz y específico

Sin embargo, otro de los hechos más relevantes se centra en las cada vez mayores posibilidades de llevar a cabo un diagnóstico molecular en cánceres de mama metastásico, y más concretamente en aquellos que presentan mutaciones en PIK3CA. «En el terreno del diagnóstico supone un cambio de aproximación y de paradigma», sostiene Rojo.

Durante más de 100 años, indica el patólogo, «el diagnóstico se ha basado, y se sigue basando, en el análisis de las características morfológicas del tumor. Pero, actualmente, la detección debe completarse con la caracterización de algunas alteraciones en la célula tumoral que o bien aportan información pronóstica o abren la oportunidad de utilizar terapias dirigidas».

Afortunadamente, la determinación de la mutación en este gen se lleva a cabo de forma sistemática mediante herramientas de secuenciación masiva de genes.  Desde hace unos años, y para la caracterización de las mutaciones en tumores sólidos, se emplean técnicas de alto rendimiento conocidas como secuenciación masiva o NGS.

«En el caso de PIK3CA,  gen muy relevante en tumores sólidos y del que además conocemos que puede asociar la indicación de un tratamiento específico, se incluye en todos los paneles de secuenciación masiva. Además, en las pacientes metastásicas es muy habitual que se empleen paneles de NGS no sólo para la detección sino también para buscar oportunidades de tratamiento».

No obstante, y como la herramienta NGS es compleja y podría no ser accesible en hospitales medianos, existen otras opciones. Es posible estudiar específicamente las mutaciones en este gen con técnicas basadas en PCR, rápidas y relativamente sencillas, que a partir del ADN del tumor buscan en este gen las mutaciones que son relevantes. Esta opción abre, según Rojo, «la posibilidad de que cualquier paciente con cáncer de mama hormonodependiente en situación metastásica se beneficie de la búsqueda de mutaciones en PIK3CA».

Las técnicas actuales de análisis masivo de genes han variado la forma de detectar e incluso de tratar el cáncer.

Las técnicas actuales de análisis masivo de genes han variado la forma de detectar e incluso de tratar el cáncer.

Para los oncólogos médicos y, por supuesto, para las pacientes, conocer la existencia de esta mutación específica permite un hecho básico: «introducir una nueva estrategia de tratamiento basada en la medicina de precisión. Hoy por hoy, avanzamos hacia la selección de las pacientes en función de las dianas terapéuticas y proponerles una terapia dirigida», indica el oncólogo.

A su juicio, el cáncer de mama es el ejemplo básico y clásico de este tipo de terapia porque los receptores hormonales fueron el primer receptor de una terapia dirigida. Posteriormente apareció el HER2, que ha seguido el mismo camino con los tratamientos anti-HER2, y actualmente están apareciendo una nueva tercera generación de biomarcadores selectivos como la PIK3CA». Actualmente, ya se están detectando pacientes con dobles biomarcadores a través de los que se está realizando «terapia doble dirigida e incluso terapias triples dirigidas, en función de las mutaciones y los biomarcadores selectivos detectados”, indica

Rojo coincide en esta nueva ‘vuelta de tuerca’, señalando que PIK3CA es un primer escalón en el ámbito de los biomarcadores, además del HER2 y de los estrógenos, porque en cáncer de mama ya están identificadas otras dianas; alteraciones moleculares que son más o menos frecuentes y sobre las cuales también se está investigando con fármacos dirigidos.

«En los próximos años se van a consolidar otros biomarcadores, actualmente en investigación, y la exigencia diagnóstica va a ser todavía mayor, lo que  enlaza con la necesidad de disponer de técnicas de alto rendimiento para caracterizar adecuadamente los tumores y las pacientes».

El avance de la biopsia líquida

Los profesionales remarcan además una nueva ventana de oportunidad con el desarrollo y aplicación de la biopsia líquida que ofrece la posibilidad de evaluar la presencia de esta mutación en sangre periférica. Según Rojo, los ensayos tanto sobre PCR como en NGS se pueden hacer sobre ADN tumoral circulante (CTDNA).

La biopsia líquida parece detectar mutaciones en PIK3CA, lo que abre la puerta a la monitorización de la enfermedad

«Es una de las variantes que conocemos de biopsia líquida y que, en aquellas pacientes en las que no dispongamos de una muestra disponible de tumor para biopsia tradicional, se puede estudiar tanto el gen como las mutaciones a partir de biopsia líquida, con un rendimiento que, clínicamente, ha demostrado ser útil para indicar el tratamiento y, con el beneficio añadido de ser un método no invasivo”.

Según Pérez Fidalgo, a veces, la mutación está presente en el tumor de inicio, pero en otras ocasiones, se trata de una mutación adquirida. «En el curso de la enfermedad, después de haber sido sometida a diferentes tratamientos, puede emerger una mutación. Una de las estrategias que se plantea en la clínica es si es necesario re-biopsiar, con las consecuencias que ello contrae para la paciente, o si se podría intentar determinar con CTDNA o análisis del ADN tumoral circulante en sangre periférica».

Señala que, precisamente, en el estudio Solar 1, se identificaron mutaciones en CTDNA en sangre periférica, por lo que la FDA estadounidense ha hecho una aprobación para alpelisib en pacientes con mutación PIK3CA tanto en tumor como en CTDNA».

Rojo adelanta otra utilidad de la biopsia líquida, actualmente en investigación, que es la monitorización de la enfermedad en presencia de PIK3CA para predecir, en cierta medida, la respuesta al tratamiento.

«En estas pacientes, se ha demostrado que esta cuantificación o monitorización en sangre se asocia con el beneficio al tratamiento y puede anticipar, por ejemplo, una progresión a la enfermedad. Actualmente, este hecho se encuadra en el contexto de la investigación, pero en los próximos años tendremos un cuerpo de evidencia como para hacer recomendaciones. Será una herramienta muy importante para el manejo de las pacientes con cáncer de mama».

Sin duda, todos los avances en diagnóstico de mutaciones que se están afianzando en PIK3CA se traducen clínicamente en mejoras significativas de la supervivencia de las mujeres con cáncer de mama, y muy especialmente, en las que presentan enfermedad avanzada.

«Hay un beneficio claro en la supervivencia y los datos del estudio Solar 1 son el mejor ejemplo. Con PIK3CA tenemos un ‘target’ tal y como ocurrió con HER2, que también se puede beneficiar de una terapia específica», señala Pérez Fidalgo, quien considera que una gran parte de los éxitos cosechados en Oncología en los últimos años están asociados a biomedicina de precisión con identificación de un biomarcador válido.

«En el caso del PIK3CA es válido pero, además, podría determinarse en biopsia líquida, lo que evitaría re-biopsiar a las pacientes. Se trata de un  ‘target’ que se está explorando en muchos otros tumores y situaciones».

El oncólogo explica que uno de los puntos futuros más esperanzadores es el de la investigación de inhibidores de PIK3CA en combinación con inhibidores del PARP para cáncer de ovario, aproximación que se está explorando en España. «Parece también que la combinación de inhibidores de PIK3CA con inmunoterapia puede tener un efecto positivo, ya que la vía PIK3CA/m-TOR es una especie de cruce y parece que interacciona con otras muchas vías de señal».

El papel  del patólogo en el manejo de múltiples enfermedades, y más concretamente, en cáncer, es cada día más evidente e importante. El abordaje tumoral es cada vez más complejo y requiere una visión multidisciplinar con expertos en la diferentes áreas de conocimiento.

«Tenemos que movernos desde estructuras estancas o de gestión vertical a una más transversal que permite que todos los especialistas participen en la decisión empoderada del paciente. El patólogo tiene que ser parte activa de los comités multidisciplinares que adoptan decisiones; ya no es suficiente con que el patólogo emita un diagnóstico y no participe más», considera Federico Rojo, responsable de Anatomía Patológica de la Fundación Jiménez Díaz de Madrid.

A su juicio, hay dos tareas en la que esta especialidad, y dentro de un grupo multidisciplinar,  debería jugar un papel fundamental.

Primero, en la interpretación de la mutaciones. «El patólogo debe aprender y formarse en biología molecular y debe ofrecer una adecuada interpretación de lo que encuentra en el ámbito genómico. Cuando trabajamos, sobre todo, con secuenciación masiva es relativamente frecuente observar hallazgos no esperados o no previamente descritos. Y el patólogo es uno de los expertos, junto con biólogos moleculares, entre otros, que debe ofrecer la interpretación clínica de ese hallazgo molecular, por ejemplo para una recomendación de tratamiento, para que el comité tenga toda la información para considerar en cada caso».

El segundo aspecto en el que, según Rojo, esta especialidad ha de tener un papel muy activo es el relacionado con la decisión, junto al equipo, de cuál es la fuente de información más apropiada en cada caso, refiriéndose a qué muestra o biopsia es la más acertada en cada caso.

«Si en una paciente tenemos el tumor primario y además una biopsia de su lesión metastásica, por ejemplo, el patólogo debe valorar cuál de las dos ofrece la información más adecuada. De la misma forma, debe plantear si una biopsia líquida es capaz de aportar, en un momento dado, una información complementaria o adicional a la muestra de tejido que está disponible».

Para acometer estos retos, considera que se debe  transmitir a los patólogos que deben ser actores más activos en el comité multidisciplinar, así como que han de actualizar su forma de diagnosticar. «Ya hemos dicho que el diagnóstico morfológico lo llevamos haciendo muchos años, y es una parte esencial, pero hay que complementarlo con el estudio molecular de mutaciones. Echamos de menos que el itinerario formativo de los patólogos no esté adecuadamente actualizado y, posiblemente, necesitamos que el periodo de formación de nuestros residentes se amplíe y se actualice para adquirir estas competencias. Cuando acabas la formación como especialista encuentras otra realidad asistencial que exige algo más que el diagnóstico clásico».

Autores

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Oncología-Radioterápica – En ‘Nature Medicine’

Sonia Moreno. Madrid Lun, 11/04/2022 – 17:00

Federico Rojo, jefe del Servicio de Anatomía Patológica de la Fundación Jiménez Díaz de Madrid

Alejandro Pérez Fidalgo, del Servicio de Oncología y Hematología del Instituto de Investigación Sanitaria Clínico Valencia (INCLIVA), del Hospital Clínico Universitario de Valencia.

Federico Rojo, jefe del Servicio de Anatomía Patológica de la Fundación Jiménez Díaz de Madrid

Eva Ciruelos, oncóloga médica de la Unidad de Cáncer de Mama del Departamento de Oncología y coordinadora de ensayos clínicos de esta patología en el Hospital Universitario 12 de Octubre de Madrid

 

SOBRE EL TRABAJO DE ANTONIO DAMASIO

Antonio Damasio: «Los sentimientos inauguraron la consciencia»

El neurocientífico publica ‘Sentir y saber’, un paseo por la consciencia desde las bacterias hasta la inteligencia artificial

El neurocientífico Antonio Damasio en la puerta de La Pedrera en 2018

El neurocientífico Antonio Damasio (Lisboa, 1944) lleva años defendiendo en libros como El error de Descartes que la división entre mente y cuerpo que Occidente arrastra desde la antigua Grecia está equivocada: no es posible racionalidad sin emoción y sin sentimiento.

Anatómicamente esto es correcto, para sentir emoción, primero hay que sentir, después percibir, conducir después a diencéfalo y por último a la corteza prefrontal y fabricar sentimientos.

Pero me cuesta establecer el orden de actuación. Lo que si me parece claro es que tengo que tener conciencia para sentir y lo demás.

El problema viene cuando se le da un contenido espiritual a esa pléyade de estimulos que nos llegan.

Como de unas señales se elaboran pensamientos que después van a tener una terrible o armoniosa consecuencia

Si no, se acaba en el dogmatismo, el imperialismo, el fascismo. En su penúltimo libro, El extraño orden de las cosas (Destino), iba más lejos y afirmaba que los sentimientos son el origen de nuestra cultura: nos impulsaron a interrogarnos por el mundo y tratar de resolver los problemas que se planteaban a nuestra supervivencia. El director del Instituto del Cerebro y la Creatividad en la California Southern University publica Sentir y saber (Destino), en el que recorre la evolución de la consciencia desde las bacterias a la inteligencia artificial.

Esto que dice Damásio puede ser verdad, pero no es lo que me inquieta, y si lo hace en pensar como mi conciencia , mi mente o como podamos llamar a esa facultad convierte esos estimulos externos, ni mas ni menos que en pensamientos y acciones con una trascendencia enorme y terrible, como puede ser la guerra.

Seguro que las bacterias tienen algo que las hace sentir, pero a millones de kilómetros de la que tienen los animales superiores y sobre todo nuestro Homo y or ahora no es comparable.

Damasio explica por videoconferencia que el nuevo libro ha surgido “de la necesidad de explicar mis teorías de manera diferente. La cuestión de la consciencia es capital. Y muy controvertida. No tenemos una o dos soluciones para ella, sino cuatro o cinco. Es un batiburrillo. Incluso hay gente que piensa que es un misterio que no será resuelto. Y en este estado de controversia, si no confusión, existe la tentación de alguien como yo, que piensa que hay respuestas mejores que otras, de hablar de cómo hemos progresado”.

“No se nos podrá descargar en un ordenador, sería copiar la receta en vez del plato de comida”

Además, reconoce, sus ideas han evolucionado. “Lo más importante viene con la primera palabra del título, sentir . Siempre he dado importancia a los sentimientos, pero seguía el flujo de otros que decían que había que explicar la consciencia comenzando por arriba, explicando primero lo más complicado, como la visión, la escucha, el razonamiento, la creatividad, y creo que eso está equivocado. Son funciones subsidiarias de los sentimientos, sentir es el inicio de la historia, es lo que inaugura la conciencia. Luego llegan desarrollos que nos permiten estar hoy aquí hablando en idiomas y traduciendo mis pensamientos al inglés. Importante, pero comienza con sentir”.

Esta claro y entendible, pero lo demás, lo que vienen despues no lo tenemos aclarado

Sobre las visiones confrontadas en el campo de la consciencia, señala que “una dice que no es explicable y me parece incorrecto. Luego tenemos otras que empiezan en un alto nivel de complejidad. Son incapaces de acabar de explicar la parte profunda, cómo sentimos, cómo experimentamos. Que es lo que quiero hacer. Luego hay gente que desesperada por una explicación va en la dirección contraria y dice que la conciencia está en todo en la naturaleza, en la piedra, la materia. Es el panpsiquismo y es muy difícil para mí entender cómo las piedras son conscientes. Y hay una posición simple materialista que dice que todo esto ha de venir de la materia y se encontrará un día y mientras, explicamos las cosas gradualmente. La percepción, la lengua, partes del puzle, y finalmente tendremos la conciencia. No contesta la cuestión crucial”.

Bueno esto lo sabe todo el mundo que se dedique a estos temas.

El paso de los estimulos del diencéfalo al lóbulo frontal, tiene una complejidad, que hasta ahora no nos satisfacen sus explicaciones.

Cuando yo hacia lesiones de los núcleos intralaminares del tálamo para mitigar el dolor resistente a otros procedimientos, el enfermo comentaba. El dolor sigue igual, pero ya no me importa.

Esto Sr Damasio, es lo terrible, ¿que pasa en esta zona del cerebro que es capaz de filtrar la malignidad del dolor?.

Como usted mismo dice:

La vida psíquica es el esfuerzo permanente entre dos cerebros.

Un cerebro emocional inconsciente, preocupado sobre todo por sobrevivir y ante todo conectado al cuerpo.

Un cerebro cognitivo, consciente, racional y volcado en el mundo externo

Estos dos cerebros son independientes entre si, cada uno de ellos contribuye de manera muy distinta a nuestra experiencia de vida y a nuestro comportamiento

Para fabricar una emoción, hace falta un estimulo externo

Su visión es que en un momento de la evolución los sentimientos eclosionaron espontáneamente. Y comenzaron a guiarnos. “Dada una cierta complejidad en un organismo que tenga un sistema nervioso, ambas cosas combinadas permiten la interacción de la representación del cuerpo con el cuerpo mismo. Y de esa interacción nace el sentir. Los sentimientos te dan información directa. Te dicen si estás hambriento, sediento, si tienes dolor, si no te sientes bien o tienes deseos. Información que nos permite actuar, tomar decisiones. Con la entrada de sentimientos en la evolución ya no eres como las bacterias o las plantas que tienen acciones inteligentes pero no saben que lo están siendo. Los humanos continuamos haciendo muchas cosas con esa inteligencia encubierta, no hemos de decirle al corazón que lata, pero tenemos una parte de la vida conducida por el conocimiento, y el conocimiento fundamental viene del sentimiento”.

Exactamente a esa inteligencia encubierta me refiero, donde esta y como actúa.

Lo que si esta claro, es que el lóbulo frontal esta en contacto con esta capacidad

Unos sentimientos que son una interacción entre nuestro cuerpo y nuestra mente. “Si los analizas siempre te dicen algo de tu vida y de tu cuerpo. Es su cometido. Si dices estoy de bajón por algo, no me siento bien, si dices qué día tan bonito, estoy lleno de energía… son sentimientos del estado de tu cuerpo. Tienen que ver con la energía y la manipulación de la energía, si hay suficiente o no, si caemos o ascendemos, el sentimiento es el embajador de todos esos acontecimientos. La consciencia es primariamente sobre lo que sucede dentro del cuerpo, no sobre el mundo de fuera”.

Esto es cierto, pero lo que sucede en el cuerpo es transmitido desde fuera, después es imprescindible que el cerebro le dé la tonalidad de sentimientos al interpretarlos.

Hoy identificamos los sentimientos como algo de la vida personal, exterior, y Damasio entiende que es una equivalencia de nuestra estructura interior. “Los sentimientos interiores, los que vienen del cuerpo, son el dispositivo maestro y todo lo demás está basado en ellos. Y nos dan un sentimiento de yo que nos permite certificar que las cosas que están en tu mente están en tu cuerpo también y hacer todo lo que hay en el mundo consciente, la música que oyes, las cosas que ves”.

Toda esta complejidad le lleva a aventurar que no se podrá descargar nuestra conciencia en un ordenador: “Sería como copiar una receta en vez de tener el plato de comida. Una cosa es la tarta tatin y otra tener su receta”. Sobre el debate eterno del libre albedrío, dice que somos títeres del dolor y el placer y ocasionalmente tenemos espacio para nuestra creatividad. “Si te sientes hambriento y sediento, ¿tienes libre voluntad para no beber o comer? Eres un sirviente o un seguidor de esos sentimientos homeostáticos que están ahí para protegerte de no hacer lo adecuado para seguir vivo. Al revés, cuando estamos a gran altura en nuestra creatividad tenemos momentos de libre voluntad”.

No se si un ordenador se puede hacer cargo de nuestro sentimientos, pero no me atrevo a negarlo.

De forma Dr Damasio, que por ahora, lo mas probable es que cualquiera sabe

Xavier Cervera

Justo Barranco

Madrid

10/01/2022 07:00

 

ALFA-SINUCLEÍNA Y CUERPOS DE LEWY

 

ALFA-SINUCLEÍNA Y CUERPOS DE LEWY

La α-sinucleína (alfa-sinucleína) es una proteína neuronal expresada con abundancia en el cerebro y, más concretamente, predomina en las terminaciones nerviosas presinápticas de este, constituyendo más del 1% del total de proteína del citosol de las células cerebrales.[1]​ Además, es el principal componente de los cuerpos de Lewy tanto en las formas esporádica como hereditaria de enfermedad de Parkinson y asimismo en la demencia de cuerpos de Lewy.

Cada vez mas se la considera artifice de enfermedades neurodegenerativas.

Se conoce como enfermedad neurodegenerativa a un grupo de enfermedades que agrupa a un género de desórdenes cognitivos, tales como, enfermedad de Alzheimer, de Parkinson, de Creutzfeldt-Jakob y esclerosis múltiple.[1]

Estos trastornos cognitivos se deben a un aumento en los procesos de muerte celular, reduciendo el número de neuronas y generando cambios en la conducta.[2][3]

La principal etiopatología es la neurodegeneración y se destacan las enfermedades asociadas al mal plegamiento proteico «missfolding diseases» que originaría la muerte neuronal exacerbada por alteraciones de proteínas claves en la función y arquitectura. estas enfermedades se asoan a causas tales como el alcoholismo, un tumor o un ataque cerebrovascular. También, pueden darse por toxinas, químicos y virus.

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Cuerpos de Lewy

Las fotomicrografías de regiones de la sustancia negra de este paciente con Parkinson muestran cuerpos de Lewy y neuritas de Lewy en varios aumentos. Los paneles superiores muestran imágenes a 60x de las inclusiones intraneuronales de alfa-sinucleína agregadas para formar cuerpos de Lewy. Los paneles inferiores son imágenes a 20x que muestran neuritas de Lewy en forma de filamentos y cuerpos de Lewy redondeados de varios tamaños. En el fondo se aprecian células de la sustancia negra cargadas de neuromelanina. Tinciones utilizadas: anticuerpo monoclonal de ratón anti-alfa-sinucleína; contratinción de hematoxilina de Mayer.

Las fotomicrografías de regiones de la sustancia negra de un paciente con Parkinson muestran cuerpos de Lewy y neuritas de Lewy en varios aumentos. Tinciones utilizadas: anticuerpo monoclonal de ratón anti-alfa-sinucleína; contratinción de hematoxilina de Mayer.

Los cuerpos de Lewy son agregados proteicos anormales que se desarrollan dentro de las células nerviosas y que contribuyen a la demencia asociada a la enfermedad de Parkinson, a la demencia con cuerpos de Lewy y a otros trastornos neurodegenerativos. También se observan en la atrofia multisistémica, especialmente en la de tipo parkinsoniano.[1]

Las fotomicrografías de regiones de la sustancia negra de este paciente con Parkinson muestran cuerpos de Lewy y neuritas de Lewy en varios aumentos. Los paneles superiores muestran imágenes a 60x de las inclusiones intraneuronales de alfa-sinucleína agregadas para formar cuerpos de Lewy. Los paneles inferiores son imágenes a 20x que muestran neuritas de Lewy en forma de filamentos y cuerpos de Lewy redondeados de varios tamaños. En el fondo se aprecian células de la sustancia negra cargadas de neuromelanina.

Cuerpos de Lewy. Tinciones utilizadas: anticuerpo monoclonal de ratón anti-alfa-sinucleína; contratinción de hematoxilina de Mayer.

Se identifican mediante el examen microscópico inmunohistoquímico del tejido nervioso afectado. Los cuerpos de Lewy se presentan como masas esféricas en el citoplasma que desplazan a otros componentes celulares. Por ejemplo, algunos cuerpos de Lewy tienden a desplazar el núcleo hacia un lado de la célula. Pueden encontrarse en el mesencéfalo (dentro de la sustancia negra) y también en la corteza cerebral. Por ello, existen dos variantes morfológicas: los cuerpos de Lewy clásicos y los corticales. Un cuerpo de Lewy clásico es una inclusión citoplasmática eosinofílica formada por un núcleo denso rodeado por un halo fibrilar radial de 10 nm, cuyo principal componente estructural es la alfa-sinucleína. Un cuerpo de Lewy cortical, en cambio, está menos definido y carece de halo, pero también está compuesto por fibrillas de alfa-sinucleína. Esta variante de cuerpo de Lewy es una de las ya citadas que desplaza con frecuencia al núcleo.

En el campo de la histopatología, los cuerpos de Lewy corticales son un rasgo distintivo de la demencia con cuerpos de Lewy (DCL), pero en ocasiones se pueden ver en las neuronas abombadas características de la enfermedad de Pick y la degeneración corticobasal,[2]​ así como en pacientes con otras tauopatías.[3]

La α-sinucleína se identificó por primera vez en el órgano eléctrico del pez Torpedo Californica usando anticuerpos en vesículas colinérgicas purificadas y, concretamente, en las membranas nucleares (Maroteaux et al. 1988). Así, la denominaron proteína Sinucleína por su presencia en las vesículas sinápticas («sin») y en la membrana nuclear («nucleína»). En estudios posteriores se confirmó la presencia de la α-sinucleína en los núcleos (Gonçalves and Outeiro, 2013, McLean et al., 2000) More et al., 2002).[2]​ Esta forma parte de la familia de las sinucleínas; está formada por la α-sinucleína, la β-sinucleína (identificada en las terminaciones presinápticas nerviosas del cerebro de vaca y de rata)(Nakajo et al. 1990; Tobe et al. 1992) y la γ-sinucleína, identificada primeramente como BCSGC1 en cáncer metastásico de mama (Ji et al. 1997).[3]

La alfa-sinucleína (a-syn) es una pequeña proteína intracelular que en los seres humanos es codificada por el gen SNCA, gen situado en la posición 21 del brazo largo del cromosoma 4. Esta proteína tiene un peso molecular de 14.460 Da, es soluble y tiene un punto isoeléctrico teórico de 4,67.[4]

La alfa-sinucleína presenta 4 isoformas compuestas por 98, 112, 126 y 140 aminoácidos, siendo esta última la más abundante en humanos.[5]​ En la isoforma formada por 140 aminoácidos podemos distinguir tres regiones distintas: primero, encontramos una región cargada positivamente y anfipática llamada dominio N-terminal o también conocida como extremo amino terminal, en la que están comprendidos los aminoácidos del 1 al 60. Este primer dominio contiene una secuencia conformada por 7 repeticiones imperfectas, cada una de una longitud de 11 aminoácidos, que presentan la secuencia consenso KTKEGV y es propenso a formar estructuras de hélice alfa. Esta primera región de la alfa-sinucleína, el extremo N-terminal, es la responsable de la capacidad que tiene esta proteína de unirse a las membranas. Seguidamente, se dispone el segmento central de la proteína que es exclusivo de la alfa-sinucleína y se conoce como componente no-amiloideo (NAC). Este es muy hidrofóbico y fue encontrado por primera vez en pacientes que sufrían espondilitis anquilosante o anquilopoyética (EA) y Demencia con Cuerpos de Lewy (DCL). Este dominio central ha sido denominado como el precursor del componente noamiloidogénico de las placas seniles y comprende los aminoácidos del número 61 al 95 de la alfa-sinucleína. Finalmente, encontramos el extremo carboxilo terminal o también conocido como dominio C-terminal, el cual comprende los aminoácidos del 96 al 140, entre los cuales encontramos residuos de prolina. Esta región situada en el final de la cadena de aminoácidos de esta proteína presenta un carácter ácido y posee propiedades amiloidogénicas, así como es una región no estructurada móvil.[4][6]

La alfa-sinucleína ha sido tradicionalmente catalogada como una proteína intrínsecamente desestructurada y, por lo tanto, careciente de una conformación tridimensional única, estable y definida, hecho que le permite cambiar de conformación dependiendo de las condiciones del medio. Pero, aunque pertenece a este grupo de proteínas intrínsecamente no estructuradas (IUP), se sabe que, contiene algunas estructuras alfa-helicoidales en su región N-terminal. Así pues, en su forma nativa está desplegada y existe en diversas conformaciones en un equilibrio dinámico.[5]​ Además, diferentes estudios muestran que esta proteína es sujeto de múltiples modificaciones postraduccionales, la mayoría de las cuales están relacionadas con su extremo C-terminal. Dentro de estas modificaciones postraduccionales encontramos la fosforilación, la oxidación, la acetilación, la ubiquitinación, la glicación, la glicosilación, la nitración y la proteólisis. Estas modificaciones provocan ciertos cambios en la proteína, los cuales pueden estar relacionados con su carga, hidrofobicidad y estructura, así como también pueden provocan alteraciones relativas a la afinidad y enlaces establecidos con otras proteínas y lípidos, hechos que determinan también algunas de las características de las diversas conformaciones que puede adoptar la alfa-sinucleína.[7]

La proteína α-sinucleína se encuentra principalmente en el tejido nervioso, aunque está presente en menores cantidades en el corazón, músculos, ovarios, endometrio, placenta, riñón, hígado, pulmones, testículos, próstata y otros tejidos.[3]​ En el interior de la célula, además de encontrarse en el citosol, donde interactúan con lípidos de membrana,  también se localiza en las mitocondrias,[8]​ y concretamente en las mitocondria asociadas a la membrana del retículo endoplasmático.[9]

Dentro del tejido nervioso se identifica en el neocórtex, el hipocampo, la sustancia negra, el tálamo y el cerebelo. Sin embargo, aunque no se conoce cuales son exactamente sus funciones, se ha podido relacionar la α-sinucleína de forma coherente y firme con las funciones pre-sinápticas y el transporte intracelular de vesículas.[10]​ Así, diferentes estudios sugieren que podría estar implicada en los siguientes procesos:

Interacción con fosfolípidos y otras proteínas dentro de los terminales presinápticos de las neuronas, como el transportador de dopaminafosfolipasa D1, SNCAIP, proteína tau o la β-amiloide.[11]

Reciclaje de vesículas y regulación de la movilidad de las vesículas sinápticas, atenuando y restringiendo así la liberación de neurotransmisores, para controlar la transmisión de señales en las zonas pre-sinápticas y la cantidad de vesículas que intervienen en cada transmisión.[2]

Intervención en la apoptosis neuronal, o muerte celular programada, en este caso de algunas de las células del tejido nervioso a través de señales celulares controladas.[7]Imagen obtenida por microscopía electrónica del tejido pulmonar de un mamífero, donde se visualizan dos mitocondrias.

Mitocondrias

En la regulación de la reparación de las roturas de doble cadena del ADN, donde los biomarcadores que señalan daños en el ADN localizan conjuntamente con la α-sinucleína las roturas de la cadena. También interviene en la modulación del estado de modificación de la histona y en la regulación del normal funcionamiento de la célula mediante influencias en la transcripción[12]

Interviene en la activación de células de la microglía así como en la biosíntesismetabolización y secreción de algunas proteínas como la dopamina.[11]

α-sinucleína y enfermedad de Parkinson

Cuerpos de Lewy y Neuritas de Lewy con acumulación de alfa-sinucleína.[13]

Hace unos 20 años, los científicos creían que no había ninguna relación directa entre la enfermedad de Parkinson y la genética. Sin embargo, hoy en día se tienen evidencias de que al menos un 10% de los pacientes de la enfermedad de Parkinson sufren esta enfermedad por causas genéticas conocidas, aunque se estima que un 30% del riesgo vinculado a esta enfermedad podría ser explicado también a través de la genética. Por lo tanto, se cree que existe una participación importante del rasgo hereditario en los casos esporádicos de la enfermedad. Por esta razón, se está investigando esta enfermedad desde esta nueva perspectiva genética para poder así acercarnos, poco a poco, al descubrimiento de un posible tratamiento. Los científicos han descubierto cambios que afectan a unas 80 localizaciones de genes distintas que podrían influir en el desarrollo de esta enfermedad neurodegenerativa.[14]​ Por ejemplo, se llegó a informar de un aumento de 13 veces en la susceptibilidad a la enfermedad en pacientes que presentan la combinación de genotipos α-sinucleína y apolipoproteína E, pero esto aún debe confirmarse.[15]

La primera conexión genética establecida con la enfermedad de Parkinson fue la que relaciona esta con el gen SNCA, el cual sintetiza la proteína α-sinucleína. Por lo tanto, la α-sinucleína ha sido vinculada con la enfermedad de Parkinson a raíz de dos hallazgos distintos.

El descubrimiento anteriormente mencionado, es decir, el hallazgo de que las mutaciones puntuales en el gen SNCA son patógenas para las formas famililares de esta enfermedad neurodegenerativa. Esto fue descubierto en 1997 por investigadores del National Institute of Health situado en Estados Unidos.[14]​ Además, en otro estudio hecho en cuatro familias sin relación con la rara variedad autosómica dominante de la enfermedad de Parkinson se identificó una mutación en el cromosoma 4 que codifica para una variedad aberrante de la sinucleína (Polymeropoulos et al). Se describió asimismo una familia en que la causa genética primaria es una copia extra no mutante del gen de α-sinucleína.[16]​ En segundo lugar, se demostró, además, que el componente principal de los Cuerpos de Lewy y las Neuritas de Lewy en la enfermedad de Parkinson idiopática o esporádica es la proteína sobre la que se centra este artículo, es decir, la α-sinucleína. A raíz de todas estas investigaciones, se ha visto que hay una mayor expresión de esta proteína, así como formas patológicamente alteradas de la α-sinucleína, en la patogénesis de la enfermedad de Parkinson, tanto en la esporádica como en la familiar. Por lo tanto, se ha podido establecer una correlación entre esta enfermedad y esta proteína.[4]

Hay evidencias de que la α-sinucleína, que en su correcta conformación es soluble, se pliega de manera errónea y pasa a formar oligómeros patológicos y agregados insolubles que se fibrilizan y, a continuación, se depositan en los Cuerpos de Lewy y las Neuritas de Lewy. Estas estructuras se encuentran en las neuronas afectadas por la enfermedad de Parkinson.[4]

Esto ha permitido situar esta proteína dentro de estas estructuras gracias a las técnicas de inmunotinción, que permiten identificar la α-sinucleína y algunas otras proteínas menos específicas, como ubicuitina y tau, dentro de los cuerpos de Lewy.

De este hecho se deduce que la formación de estos agregados incapacita a la α-sinucleína para realizar las funciones normales que se le atribuyen.

Hay distintas consecuencias que podría provocar este plegamiento erróneo de la α-sinucleína, el cual es el detonante de la acumulación patológica de estas proteínas en el cerebro que puede traducirse en una enfermedad neurodegenerativa como la anteriormente mencionada, la enfermedad de Parkinson. Entre estas consecuencias encontramos, por ejemplo, la interrupción del transporte axonal, el aumento del estrés oxidativo, la pérdida de función mitocondrial, el secuestro de otras proteínas, la disfunción sináptica, que afecta negativamente al proceso de comunicación neuronal, y la inhabilitación del sistema ubiquitina-proteasoma (UPS). Se ha visto que todas estas consecuencias pueden ser agravadas si, juntamente con la α-sinucleína, otras proteínas sintéticas que establecen interacciones con esta también son acumuladas en los Cuerpos de Lewy y las Neuritas de Lewy. Además, también ha podido observarse que la propensión al plegamiento erróneo de la α-sinucleína aumenta por los valores altos de esta proteína, así como que este proceso se acelera por defectos en las proteínas de choque por calor que acompañan a la α-sinucleína al interior y exterior de la célula.[4]

En conclusión, el conjunto de estos hallazgos indica que es posible que la inestabilidad y el plegamiento erróneo de la α-sinucleína sean el defecto proteínico primario en estas formas de enfermedad de Parkinson.

Se cree que el causante principal de la neurodegeneració, seria; La α-sinucleína puede plegarse de manera errónea y pasar a formar oligómeros patológicos y agregados insolubles que se acaban depositando en los Cuerpos de Lewy..

Algunos estudios recientes hablan de diversos métodos para reducir la toxicidad provocada por la α-sinucleína. Una opción sería conseguir que la propia neurona realizase la autofagia de esta proteína y de este modo eliminase el exceso de ella. También se propone eliminar el exceso de α-sinucleína en el espacio extracelular mediante la inmunización innata y adaptativa. Además, los anticuerpos dirigidos a la C-terminal de truncamiento, oxidación y nitración podrían reducir la propagación e inhibir la oligomerización de esta.

Se ha visto que el uso de anticuerpos “anti-α-sinucleína” en ratones transgénicos ha disminuido la presencia de esta proteïna en el espacio extracelular, menguando así la transmisión de la proteïna de célula a célula, así como la reducción de la neurodegeneración y las dificultades funcionales. Sin embargo, hay otra manera más rápida de reducirla; en lugar de disminuir la presencia de α-sinucleína en el cerebro, debe reducirse específicamente en el CSF.

Este estudio propone una hipótesis: alterar los niveles de proteínas solubles en el CSF también altera sus niveles en el parénquima cerebral. En la enfermedad de Parkinson, la α-sinucleína se mueve en equilibrio entre el fluido intersticial y el fluido cerebroespinal. Por tanto, podemos llegar a la conclusión que si de alguna forma podemos disminuir la cantidad de α-sinucleína en el fluido cerebroespinal, también se va a reducir en la zona extracelular, evitando así su acumulación y disposición en el cerebro. [17]

Hoy en día existen diferentes propuestas para eliminar péptidos α-sinucleína del sistema nervioso central, basados en acceder al fluido cerebroespinal e ir depurando mediante dispositivos de filtración. La proteína podría ser detectada ya sea por su mida o bien mediante técnicas inmunológicas.

En conclusión, este estudio da luz a la posibilidad que mediante la disminución de los niveles de α-sinucleína en el fluido cerebroespinal gracias a técnicas avanzadas, sería posible reducir la neurodegeneración.

El manitol y la α-sinucleína

El manitol es un edulcorante que se obtiene de las algas y se encuentra en cosas como los chicles sin azúcar. Aun así, lo que realmente nos llama la atención de esta sustancia es que podría ser el siguiente paso en el camino de encontrar un tratamiento contra la enfermedad de Parkinson.

No sería la primera vez que se utiliza como fármaco ya que es utilizado para disminuir la inflamación del cerebro y tratar la insuficiencia renal. En el caso de utilizarlo contra la enfermedad de Parkinson, se haría debido a su capacidad de evitar la acumulación de la α-sinucleína, proteína que juega un papel crítico en el desarrollo y progresión de esta enfermedad.

El problema ocurre cuando esta proteína sufre un defecto y se acumula en una región del cerebro denominada sustancia negra, provocando así la muerte de las neuronas que producen dopamina, un neurotransmisor esencial para llevar a cabo los movimientos, entre otras importantes funciones.

En condiciones normales, existen unas determinadas proteínas, las chaperonas, que se encargan de ayudar a la α-sinucleína a adquirir una forma tridimensional determinada, lo que le permite poder realizar su función (la estructura de las proteínas está directamente ligada a la función que la misma va a realizar). En el caso  del Párkinson, las α-sinucleínas se pliegan de una forma inadecuada, lo que hace que se acumulen en la sustancia negra del cerebro, como bien decíamos anteriormente.

Por lo tanto, lo que se trata de conseguir que la α-sinucleína a recobre su forma, y que se acumule en el cerebro.

Los investigadores de la Universidad de Tel Aviv creían que esa sustancia podría ser el manitol, ya que gracias a su capacidad de traspasar la barrera hematoencefálica podría llegar el cerebro y allí actuaría como una chaperona química, ayudando a que la α-sinucleína recobrase su forma.

Esta investigación se desarrolló en 2013 y desde entonces se ha seguido  investigando cómo hacer para que el manitol se pueda utilizar, junto con otras moléculas, en la inhibición de la α-sinucleína. Por lo tanto, aunque no se haya conseguido llegar a ninguna idea concisa, sí que se mantiene la hipótesis de que el manitol tiene toxicidad hacia la α-sinucleína y que en un futuro podría utilizarse como tratamiento contra enfermedades como el Párkinson.

¿Como explicar la toxicidad de la α-sinucleína ¿

Existen dos mutaciones principales en el cromosoma 4q: A53T, A30P en las que se promueve la oligomerización de α-sinucleína. Los mecanismos de toxicidad de la α-sinucleína propuestos en la enfermedad de Parkinson según Eriksen, Dawson, Dickson y Petrucelli.

Duplicación de una copia del gen α-sinucleína.

Mutaciones de punto en el gen α-sinucleína que generan acumulaciones excesivas de sinucleína.

Mutaciones en los genes parkin y UCH-L1 que disminuyen la eliminación normal de sinucleína por los proteosomas.

El exceso de sinucleína se polimeriza para formar protofibrillas, un proceso que aumenta por defectos en las proteínas de choque por calor o por acción de la dopamina, que se une a sinucleína. A su vez, ello conduce a la formación de cuerpos de Lewy. Este modelo atribuye la neurotoxicidad a las protofibrillas de los cuerpos de Lewy.[19]

En el 2020 se publicó un artículo en la revista John Wiley & Sons, Inc. investigaron qué relación había entre la concentración de α-sinucleína en el fluido cerebroespinal y el sueño de los adultos de edad avanzada.

Los problemas del sueño como el sueño de movimientos oculares rápidos (MOR o REM, en sus siglas en inglés) y RBD que han sido identificados como síntomas en una gran variedad de enfermedades neurodegenerativas (como la enfermedad de Parkinson, atrofia multisistémica o MSA, demencia, entre otros), tienen más importancia a medida que la persona envejece.

En el estudio se ha observado que horarios irregulares de sueño o dormir de forma excesiva o insuficiente contribuyen a la disminución de niveles de α-sinucleína del fluido cerebroespinal (CSF). Todo esto nos indica que una mala calidad del sueño puede estar asociada con niveles bajos de α-sinucleína en personas de edad avanzada que carecen de trastornos neurológicos. De modo que se le atribuya a esta proteína un papel importante en la mejora del sueño en terapias futuras para trastornos neurodegenerativos. Es más, un análisis demostró que enfermeras que trabajaban durante el turno de noche (y por tanto no tenían un horario regular del sueño) presentaban un riesgo más alto de padecer la enfernedad de Parkinson. [20]

En conclusión, podemos deducir que un horario irregular de sueño baja los niveles de α-sinucleína en el fluido cerebroespinal y esto puede ir ligado al desarrollo de enfermedades neurodegenerativas.

Referencias

Recasens, Ariadna; Ulusoy, Ayse; Kahle, Philipp J.; Di Monte, Donato A.; Dehay, Benjamin (1 de julio de 2018). «In vivo models of alpha-synuclein transmission and propagation»Cell and Tissue Research (en inglés) 373 (1): 183-193. ISSN 1432-0878doi:10.1007/s00441-017-2730-9. Consultado el 29 de octubre de 2020.

Anosognosia 1

 

En la década de 1940, un hombre sufrió una serie de lesiones que lo dejaron prácticamente paralizado. y fue confinado a una cama de hospital.

Con el tiempo se volvió más irritable y exigente con el personal, y si le preguntas por qué estaba allí, te diría que acaba de registrarse en el hospital porque «necesitaba un descanso».

Argumentaba  que podía caminar todo lo que quisiera, pero ahora mismo no quería hacerlo. Parecía no ser consciente de sus discapacidades.

El primer instinto de la mayoría de la gente sería atribuir esto a la negación, cuando alguien no puede enfrentar hechos que, para el resto de nosotros, parece objetivamente cierto.

Del tipo que a veces puede aparecer cuando la gente recibe un diagnóstico de cáncer terminal, por ejemplo. Pero podría haber ocurrido algo más en este caso.

Porque en algunos casos raros, las personas no solo tienen problemas para aceptar la verdad:

Sus cerebros les impiden incluso darse cuenta de que algo ha cambiado.

Hay casos en la literatura médica de personas que experimentan algún tipo de deficiencia o discapacidad, pero no parecen ser capaces de reconocerlo, o incluso experimentarlo.

Los médicos llaman a esto anosognosia, del griego por no tener conocimiento de una enfermedad.

Esto puede suceder tanto con condiciones mentales como físicas, comúnmente esquizofrenia, pero estamos

Voy a centrarme en el lado físico de las cosas hoy.

Y hay ejemplos desde un accidente cerebrovascular hasta la ceguera.

Pero no parece haber una sola causa; en cambio, está relacionado con otras cosas. pasando en el cerebro del paciente.

No ser consciente de la ceguera se llama síndrome de Anton, y es extremadamente raro.

A partir de 2016, solo se han publicado 28 casos.

Las personas con esta afección no podrán decirle con precisión si las luces están encendidas. encendido, o cuántos dedos está levantando.

Si se equivocan, culparán a no tener sus anteojos oa que las luces están tenues.

La causa más común es un accidente cerebrovascular que daña partes del lóbulo occipital, la parte del cerebro que es el principal responsable de procesar la información visual.

Es difícil saber exactamente cómo es para estos pacientes, por supuesto, pero puede ser que en ausencia de información visual real, alucinan experiencias visuales que suponer que son reales.

O incluso que sus cerebros están proporcionando respuestas probables a preguntas comunes sin realmente comprobando la entrada visual.

Si estás levantando los dedos, probablemente sean cinco o menos, ¿verdad?

La anosognosia puede ir de la mano con un derrame cerebral, ya sea que los centros visuales estén afectados o no.

Por ejemplo, algunos pacientes pueden perder la función motora en una extremidad o en un lado de su  cuerpo como resultado de un derrame cerebral.

En un estudio de 2004, los médicos pidieron a estos pacientes que explicaran por qué no podían realizar algunos acción física, a pesar de que pensaban que podían.

Algunos no respondieron, algunos dicen que lo hicieron como siempre lo han hecho, y algunos dijeron algo totalmente irrelevante, como «Soy un buen deportista».

En un estudio anterior de 1991, los investigadores reclutaron a personas que habían sufrido accidentes cerebrovasculares y habían perdido alguna habilidad motora, y los clasificó según si eran conscientes de su condición.

Aquellos que tenían anosognosia también tenían daño en sus circunvoluciones centrales o conexiones con su tálamo.

Tener daños allí sugiere que estaban perdiendo algunas de las estructuras que realizan un seguimiento. de dónde están sus extremidades y cómo se mueven.

Los accidentes cerebrovasculares también tienden a tener efectos cognitivos, por lo que estos pacientes probablemente también perdiendo la capacidad de hacer inferencias y sacar conclusiones sobre sus condiciones.

Por ejemplo, si crees que tu brazo está bien pero sigues dejando caer cosas, podrías hacer la conexión de que algo anda mal.

Pero si ha tenido un derrame cerebral, eso puede ser más difícil de hacer.

Lo interesante aquí es que mientras muchos pacientes con anosognosia sobrestiman su después de un accidente cerebrovascular, algunos serán más realistas cuando se les pregunte acerca de «otra persona en su condición».

Pueden reconocer en algún nivel lo que les sucede, pero sus cerebros parecen

más capaces de hacerlo cuando se aplica a otra persona.

La buena noticia es que la anosognosia no es necesariamente permanente, especialmente si es causado por daño a partes específicas del cerebro.

A veces, los pacientes pueden juntar las piezas haciendo inferencias a lo largo del tiempo.

Como, volvamos a nuestro ejemplo de ceguera.

Si las personas siguen adivinando el número incorrecto de dedos, es posible que puedan notar el patrón.y mejorar su comprensión, incluso si todavía están teniendo la experiencia subjetiva de alucinaciones visuales.

Algunos pacientes también pueden experimentar un alivio temporal con un tratamiento llamado vestibular estimulación: se refiere al sistema en su oído interno que lo ayuda a mantener el equilibrio.

Básicamente, dado que es parte de un sistema que te ayuda a entender dónde está tu cuerpo, la estimulación aquí puede ayudar a activar partes del cerebro que no están dañadas para ayudarlo a corregir su interpretación de las señales que está recibiendo.

En un pequeño estudio publicado en la revista Cortex en 1998, nueve pacientes con accidente cerebrovascular tenían sus nervios vestibulares estimulados artificialmente con electrodos. Y de seis de ellos que reportaron anosognosia de antemano, cinco de ellos experimentaron alguna mejoría temporal de sus síntomas.

Lo que ofrece alguna esperanza para el tratamiento, pero también apoya la interpretación de que estos pacientes no solo lo niegan, porque los seis se mantuvieron firmes en su creencia que nada estaba mal de antemano.

Entonces, la buena noticia es que el tratamiento ayuda, y hay razones para ser optimista incluso sin tratamiento.

Pero incluso cuando las personas tienen esta afección, es bueno tener en cuenta que esto no parece ser un caso de negación o falsificación deliberada.

El cerebro está haciendo su trabajo de conjurar nuestra realidad y experiencia, pero para estos pacientes, simplemente no está sumando.

Y nuestros cerebros trabajan muy duro para nosotros, y para seguir haciendo su trabajo, necesitan dormir.

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BIOMARCADORES,

BIOMARCADORES,

Un biomarcador es una molécula biológica que se encuentra en la sangre, otros líquidos o tejidos del cuerpo, y cuya presencia es un signo de un proceso normal o anormal, de una afección o de una enfermedad. Son indicadores de un estado biológico y deben poder medirse objetivamente y ser evaluado como un indicador de un proceso biológico normal, estado patogénico o de respuesta a un tratamiento farmacológico.1

Los biomarcadores son medidas en los niveles molecular, bioquímico o celular, tanto en poblaciones naturales provenientes de hábitats contaminados, como en organismos expuestos experimentalmente a contaminantes. Este indicador señala la exposición del organismo a sustancias tóxicas y la magnitud de la respuesta del organismo al contaminante

El uso de biomarcadores puede servir para poder alcanzar terapias personalizadas. El proceso por el que se encuentran biomarcadores es el siguiente: Un fármaco puede ser aplicado a un grupo heterogéneo de pacientes, entre estos podremos distinguir a los que responden de manera adecuada a dicho tratamiento, y a los que no. Mediante la aplicación de las llamadas «omicas» se puede llegar a obtener un patrón genético que distinga a dichos grupos. De esta manera se obtiene un biomarcador que nos reportará qué individuos responderán bien a dicho tratamiento y podremos así aplicar una terapia personalizada. Pero el mero hecho de descubrir el biomarcador no lo es todo, es decir, hay que validar dicho descubrimiento. Para ello, se escoge a otro grupo heterogéneo de personas y se les hace un perfil genético observando si dicho biomarcador está o no presente y por tanto, prediciendo si responderán bien a dicha terapia. Tras ello, se aplicará el fármaco y si los resultados obtenidos son los esperados, el biomarcador quedará validado. 7

Los biomarcadores son parte de las nuevas herramientas usadas en medicina o medicina de precisión. Se clasifican en 3 formas de acuerdo con sus aplicaciones clínicas. Estas clasificaciones son biomarcadores moleculares, biomarcadores celulares y biomarcadores de imagen. Los tres tipos de marcadores poseen un rol clínico en la precisión o guía de decisiones de tratamientos y son predictivos, pronósticos o diagnósticos. Biomarcadores en la medicina cardiovascular | Revista Española de  Cardiología

Biomarcador predictivo

Los biomarcadores predictivos (celulares, moleculares o de imagen) sirven como métodos para predecir resultados clínicos. Son usados para optimizar tratamientos ideales y usualmente indican la probabilidad de recuperación para una terapia específica. Por ejemplo: biomarcadores moleculares situados en la interfase de la arquitectura de procesos moleculares patológico-específicos y en mecanismos de acción de fármacos son prometedores para capturar aspectos que permiten la evaluación de la respuesta individual al tratamiento.2​ Esto ofrece una aproximación dual tanto a la observación de tendencias en estudios retrospectivos como al uso de biomarcadores para predecir resultados. Por ejemplo, los biomarcadores usados en cáncer metastásico colorectal pueden servir como una forma de evaluar y mejorar las tasas de sobrevivencia de pacientes y en el caso individual, pueden servir como una forma de librar a los pacientes de la toxicidad innecesaria de los tratamientos contra el cáncer.3

Algunos ejemplos comunes de biomarcadores predictivos son genes como ER, PR y HER2/neu en cáncer de mama; la fusión proteica BCR-ABL en leucemia crónica mieloidea; mutaciones c-KIT en tumores GIST y mutaciones EGFR1 en NSCLC.4

Después de un ataque cardiaco, diferentes biomarcadores cardiacos pueden ser usados para determinar con exactitud la fecha del ataque y su severidad.

Biomarcador diagnóstico

Los biomarcadores diagnósticos sirven para afinar diagnósticos que pueden ser significativamente más específicos para cada paciente.

Un biomarcador puede ser una sustancia medible que se introduce en el organismo como un medio para examinar la función de los órganos u otros aspectos de la salud.5​ Por ejemplo, el cloruro de rubidio es usado como un isótopo radioactivo para evaluar la perfusión del músculo cardiaco.

También puede ser una sustancia cuya detección indica un estado particular de la enfermedad, por ejemplo, la presencia de un anticuerpo puede indicar una infección.5​ Más específicamente, un biomarcador indica un cambio en la expresión o estado de una proteína que se correlaciona con el riesgo o progresión de una enfermedad o con la susceptibilidad de una enfermedad a un cierto tratamiento.5

Un ejemplo de un marcador comúnmente utilizado es el antígeno prostático específico (PSA en inglés). Este marcador puede ser medido como un indicador del tamaño de la próstata cuyos cambios rápidos son potenciales indicadores de cáncer. En el caso más extremo, la detección de proteínas mutantes mediante el monitoreo de reacción seleccionada puede ser usada como un biomarcador específico de cáncer pues las proteínas mutadas sólo pueden provenir de un tumor existente.6

Biomarcadores pronósticos

Un biomarcador pronóstico provee información acerca de los resultados de un paciente sin importar la terapia.4

Los biomarcadores para medicina de precisión son una parte relativamente nueva de las herramientas utilizadas. En el caso del cáncer metastásico colorectal (mCRC) sólo dos biomarcadores predictivos han sido identificados e implementados clínicamente.3​ En este caso, la falta de datos más allá de estudios retrospectivos y de aproximaciones exitosas con biomarcadores han sido señaladas como las causas principales de la necesidad de nuevos estudios sobre biomarcadores dentro del campo médico.

Biomarcadores genéticos

Un biomarcador genético hace referencia a la fracción de ADN que nos indica una característica diferencial entre dos individuos, pudiendo así realizar un cribado gracias a este. También puede ser una secuencia de ADN que causa una enfermedad en concreto o que está relacionada con susceptibilidad a padecerla.

La nueva generación de fármacos inmunoconjugados “marcará un antes y un después en el tratamiento del cáncer por su eficacia y buena tolerabilidad”, según científicos del grupo de investigación Solti. Conscientes del potencial de la síntesis fármaco-anticuerpo (ADC), los laboratorios tienen en marcha más de un centenar de ensayos clínicos sobre 80 medicamentos de este tipo, dirigidos tanto a tumores sólidos como a neoplasias malignas hematológicas, según datos de la agencia oficial estadounidense ClinicalTrials.gov.

Un fármaco inmunoconjugado se compone de un anticuerpo monoclonal ligado químicamente a una sustancia que destruye las células cancerígenas. Se administra por vía intravenosa. La sustancia inmune se dirige por el torrente sanguíneo a las células, identificadas por los receptores que tienen en su exterior, penetra en ellas y libera el medicamento que destruye las células malignas sin dañar los tejidos sanos. La concentración de citotoxinas en el punto exacto multiplica por miles de veces la eficacia de la quimioterapia estándar, de efecto indiscriminado. Un equipo de ISGlobal avanza en la búsqueda de biomarcadores para la  enfermedad de Chagas - Noticia - ISGLOBAL

Los ADC localizan las células cancerosas por sus anomalías genéticas y penetran en ellas para destruirlas

Es un ataque selectivo y preciso con la diana fijada en la alteración molecular, el biomarcador que anuncia cómo se va a comportar el tumor y ayuda a los especialistas a seleccionar la terapia más adecuada. Algunas de estas anomalías genéticas están presentes en diferentes tipos de cáncer, lo que abre la puerta al diseño de fármacos dirigidos a actuar contra las alteraciones moleculares independientemente del órgano o tejido en que se produzcan. “El efecto dirigido es mucho más potente que el de la quimioterapia convencional.

Se trata de una terapia del siglo XXI que en la última década ha evolucionado significativamente respecto a la primera generación y existe una decena de ADC aprobados para uso clínico por los reguladores de Europa y EE.UU. El primero, en 2011: Adcetris, lo indico para las recaídas de linfoma de Hodgkin. En estos años, los científicos han ideado mejores formas de conectar las toxinas anticancerígenas y los anticuerpos mediante los linkers para estabilizar la unión en el sistema circulatorio y llegar con precisión al tumor.

Hay una decena de medicamentos autorizados, pero los laboratorios ensayan muchos más

Paradigma de esta evolución es el trastuzumab (anticuerpo) deruxtecan (quimioterapia), un fármaco desarrollado por Daiichi Sankyo y AstraZeneca que ha pasado a ser el nuevo estándar de tratamiento en segunda línea para pacientes con cáncer de mama metastásico HER2 positivo, que representa el 20% de los casos y es uno de los subtipos más agresivos. Un ensayo clínico internacional liderado por Javier Cortés indica que este medicamento (comercializado como Enhertu) mantiene controlada la enfermedad en el 75,8% de las pacientes en 12 meses, cuando su antecesor, el conjugado trastuzumab emtansina (TDM-1) impide la progresión en el 34,1%. En 2012, Josep Baselga, a la sazón jefe del servicio de Oncología y Hematología del hospital General de Massachussetts, definió el hasta ahora tratamiento estándar y ya anticuado TDM-1 como “un misil con cabeza atómica”. Horizontal

El último inmunoconjugado autorizado en España contra el cáncer de vejiga metastásico

Enhertu utiliza como puerta de entrada a las células malignas el receptor HER2 (el biomarcador). Se administra en la segunda línea (cuando hay metástasis), aunque otros autores como Cortés cree que también se utilizara en la primera fase del tratamiento. Hay investigaciones en marcha para probar su eficacia en tumores localizados, en tumores con poca expresión (cantidad) de HER2 y en otros tipos de cáncer como el de pulmón y el de colon. Según este especialista, es “una auténtica revolución, una nueva forma de ver la oncología en los próximos años”. Varios especialistas coinciden en que puede tratarse del ADC más evolucionado, pero los laboratorios no se detienen.

“Puede haber un antes y un después en el tratamiento del cáncer porque todos los inmunoconjugados que se están probando son mejores de lo que tenemos hasta ahora; empieza a haber un montón de datos sobre muchos tumores”, según afirma Eva Ciruelos, coordinadora de la unidad de cáncer de mama del 12 de Octubre y de los hospitales HM Madrid. “ los inmunoconjugados acabarán desplazando a la quimioterapia clásica”.

“El tiempo dirá si los ADC pueden ser efectivos en todo tipo de tumores o no (decenas de plataformas anticuerpos, de enlaces y de receptores o biomarcadores están en estos momentos en proceso de investigación).

Enhertu triplica la efectividad de la terapia estándar en un tipo de cáncer de mama metastásico

Hay dianas que son transversales, como la proteína HER2, pero los mecanismos por los cuales el HER2 lleva al desarrollo de tumores son un poco distintos según estemos hablando de cáncer de mama, de pulmón o gástrico. El microambiente tumoral también es diferente en los diversos tipos de cáncer, lo que implica que tenemos que empezar a utilizar combinaciones con otros fármacos para magnificar los beneficios de los ADC”.

Esto incluye estrategias para explorar nuevos antígenos tumorales, formatos de anticuerpos, cargas útiles, enlazadores y tecnologías de conjugación más sofisticadas, cada elemento con el objetivo de mejorar la ventana terapéutica de los ADC.

El precio de la innovación: 7.500 euros por 30 mg de Padcev, contra el cáncer de vejiga

Aunque el horizonte de los inmunoconjugados es francamente prometedor, no está exento de frustraciones. Gemtuzumab ozogamicina fue el primer ADC en recibir aprobación acelerada de la agencia de medicamentos de EE.UU. (FDA) en el 2000. Así, se comercializó de forma previa al ensayo clínico. Pero el estudio no solo no confirmó el beneficio clínico, sino que registró un aumento de las muertes relacionadas con el tratamiento en comparación con el grupo de control que recibió quimioterapia estándar, con lo que Pfizer retiró el producto del mercado en el 2010. Después de ajustes en la dosificación, el fármaco recibió luz verde definitiva en el 2017 para el tratamiento de pacientes con leucemia mieloide aguda.

El Rovalpituzumab Tesirine (Rova-T), que se dirigió a la proteína tipo delta 3 contra el cáncer de pulmón de células pequeñas sin expresión en tejidos normales, fracasó en el ensayo de fase 2 debido a las altas tasas de toxicidad.

Es necesario seleccionar mejor cuáles son los pacientes que más se van a beneficiar de estos fármacos. Después, hay que saber qué pasa cuando estos fármacos dejen de funcionar, qué cosa darle al paciente después de esto y describir mejor los mecanismos de resistencia del tumor. También hay que describir un poco mejor los efectos secundarios; falta un poco de seguimiento y experiencia en la vida real. Por último, falta que se llegue a un precio razonable para que su uso pueda ser sostenible”.

El último fármaco inmuconjugado autorizado, este año, por la Agencia Española de Medicamentos y Productos Sanitarios es el Enfortumab Vedotin (Padcev), indicado para el tratamiento en segunda línea del cáncer de vejiga con metástasis, al entender que “ha mostrado su superioridad en términos de supervivencia global y supervivencia libre de progresión en comparación con quimioterapia”. Al margen de los efectos secundarios, que en general son controlables, el problema de estas terapias avanzadas es el precio para el Sistema Nacional de Salud. Un frasquito de 30 mg de Padcev cuesta en torno a 7.500 euros y la dosis recomendada es de 1,25 mg por cada kilo de peso del paciente, tres veces al mes y hasta que vaya mostrando eficacia.

Es sorprendente los avances y éxitos que se están obteniendo en el tratamiento tumoral que alcanzaran un 20% el crecimiento del mercado general de los inmunoconjugados en los próximos años.

Referencias

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Lukas, Arno; Heinzel, Andreas; Mayer, Bernd (11 de marzo de 2019). «Biomarkers for capturing disease pathology as molecular process hyperstructure»bioRxiv (en inglés): 573402. doi:10.1101/573402. Consultado el 11 de mayo de 2020.

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Saltar a:a b c «NCI Dictionary of Cancer Terms»National Cancer Institute (en inglés). 2 de febrero de 2011. Consultado el 11 de mayo de 2020.

Wang, Qing; Chaerkady, Raghothama; Wu, Jian; Hwang, Hee Jung; Papadopoulos, Nick; Kopelovich, Levy; Maitra, Anirban; Matthaei, Hanno et al. (8 de febrero de 2011). «Mutant proteins as cancer-specific biomarkers»Proceedings of the National Academy of Sciences (en inglés) 108 (6): 2444-2449. ISSN 0027-8424PMC 3038743PMID 21248225doi:10.1073/pnas.1019203108. Consultado el 11 de mayo de 2020.

Dipali Dhawan et al. Omics Approaches in Cancer Biomarker and Targeted Anticancer Drug Discovery.

Xubingruo / Getty. La investigación, clave en el desarrollo de terapias innovadoras contra el cáncer

ANTONI LÓPEZ TOVAR BARCELONA 03/04/2022 07:56

EL ADN BASURA

 

LA ‘ZONA GRIS’ DEL GENOMA HUMANO

¿Qué quiere decir secuenciar un genoma?

La secuenciación genética es una tecnología que permite conocer y descifrar el código genético que tienen todos los seres vivos. Se trata de ‘leer’ ese código, que contiene información imprescindible para su desarrollo y funcionamiento, como si de un libro de instrucciones genéticas se tratase.

Secuenciar significa determinar el orden exacto de los pares de bases en un segmento de ADN. Los cromosomas humanos tienen entre 50.000.000 a 300.000.000 pares de bases. Secuenciación del genoma - Wikipedia, la enciclopedia libre

El conocimiento del genoma humano permite comprender enfermedades que tienen una base genética. El conocimiento del genoma humano hace posible entender los procesos de transmisión de todo tipo de características y enfermedades

La secuenciación del genoma es uno o varios procesos de laboratorio que determina la secuencia completa de ADN en el genoma de un organismo en un proceso único. Esto supone la secuenciación de todos los cromosomas de un organismo con ADN, así como el contenido en el de mitocondrias y, para las plantas, en cloroplastos.

¿Cómo se hace secuenciación del genoma?

La secuenciación genómica es un proceso que determina el orden o la secuencia de los nucleótidos (p. ej., A, C, G y T/U) en cada uno de los genes presentes en el genoma del virus. Los nucleótidos son moléculas orgánicas que forman el bloque estructural de los ácidos nucleicos, como ARN o ADN.

El 14 de abril de, 2003, el Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano (NHGRI), el Departamento de Energía (DOE) y sus socios del Consorcio Internacional para la Secuenciación del Genoma Humano, anunciaron la terminación exitosa del Proyecto Genoma Humano.

Se denominó “ADN Basura” a los segmentos de ADN que no contienen información. Esto es, que no codifican proteínas. Al no codificar, se pensó que su utilidad era nula, pues no tendrían ninguna función Científicos descubren que el ADN 'basura' determina la evolución del cáncer | Público

Más de veinte años después de la primera secuenciación del genoma humano, ‘Science’ publica su versión más completa.

La secuenciación del genoma humano se publicó hace veintiún años en dos versiones: una alcanzada por el consorcio público Proyecto Genoma Humano (PGH) y otra, por la compañía privada Celera Genomics. De cara al público, acababa en empate una carrera por ser el primero en descifrar nuestro manual de instrucciones, cada una de las letras que conforman el ADN de una persona. O eso parecía. Lo cierto es que las secuenciaciones que se presentaron entonces, si bien han supuesto un logro esencial en la investigación biomédica, eran incompletas, pues una parte no desdeñable del ADN se mantenía desconocida.

De ello eran conscientes científicos como Evan Eichler. Este investigador del Instituto Médico Howard Hughes (HHMI) de la Universidad de Washington (Seattle), participó en el Proyecto Genoma Humano. La secuenciación que culminaron a principios del siglo XXI se consideró “completa” a falta de fragmentos que tenían secuencias muy repetidas y que se descartaron como “basura”, por no tener relevancia biológica. Pero precisamente era en esos “vacíos” donde se encontraban las regiones en las que Eichler estaba interesado. Por ello, se comprometió a terminar algún día el trabajo: tenía que leer todo el genoma, sin saltarse ningún párrafo.

La curiosidad de Eicher personaliza la de otros muchos científicos, que se preguntaron por ese ADN desdeñado. Hace unos años, planearon acometer esa brecha en la secuenciación. Tirando de Zoom y teletrabajo durante la pandemia, cerca de cien investigadores, muchos de ellos en el inicio de sus carreras, se sumaron al consorcio Telomere-to-Telomere (T2T), dirigido por Adam Phillippy, del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano (Nhgri), y Karen Miga, de la Universidad de California en Santa Cruz (UCSC).

Hoy presentan en las páginas de Science “capítulos que nunca antes se habían leído” del libro genético de la vida. De telómero a telómero, o de punta a punta de los cromosomas, han ensamblado esta nueva versión, que presentaron hace unos meses, sin revisión de pares, en bioRxiv.org. Ahora, la revista científica por excelencia publica en el número de esta semana seis estudios con las conclusiones de su investigación.

La versión de referencia del genoma que se utiliza hoy en laboratorios de todo el mundo (GRCh38, que parte de la secuenciación inicial del PGH) tiene millones de bases (nucleótidos, las letras que se suceden en el ADN) representadas por la letra “N”, lo que significa que se desconoce qué base se encuentra en esa posición explica en Science la genetista no implicada en este proyecto Deanna M. Church. También hay regiones de importancia biológica como los centrómeros, la parte central de los cromosomas, con fragmentos secuenciados muy repetidos que no se han terminado de ensamblar correctamente. Todas esas partes aún desconocidas suponen alrededor del 8% del genoma. El consorcio T2T las ha descifrado, añadiendo así 200 millones de nucleótidos en su nueva versión, llamada T2T-CHM13.

El hecho de que en estas regiones del ADN no se hubieran encontrado inicialmente muchos genes codificadores de proteínas contribuyeron a que cayeran en el ostracismo, una tendencia que desde hace años se está revirtiendo a medida que se demuestra su relevancia, por ejemplo, en la expresión génica y en ciertas enfermedades. Como destaca una de las autoras, Megan Dennis, del Instituto MIND en la Universidad de California, en Davis, “estas son regiones importantes pero difíciles de secuenciar”.  El proyecto ENCODE dice adiós al ADN "basura": el 80% del ADN tiene funciones bioquímicas - La Ciencia de la Mula Francis

Proyecto ENCODE sobre el ADN basura

En las regiones de ese 8% se han encontrado genes y también niveles inesperadamente altos de variación genética en los centrómeros. Para el codirector Phillippy estamos ante «un nuevo cofre del tesoro de variantes que podemos estudiar para ver si tienen un significado funcional». El genetista considera que “en el futuro, cuando se secuencie el genoma de alguien, podremos identificar todas las variantes en su ADN y usar esa información para guiar mejor la atención médica». En ello coincide la codirectora Karen Miga, que se muestra expectante ante «la próxima década de descubrimientos sobre estas regiones que se acaban de revelar”.  Genes ocultos en el ADN 'basura': una nueva sorpresa en el mapa de la vida

La importancia del hallazgo también se destaca desde la Asociación Española de Genética Humana (AEGH). “Por primera vez, gracias a nuevas tecnologías se puede llegar a esta resolución tan alta de la secuencia completa del ADN”, comenta a este medio el portavoz de la AEGH Jair Tenorio. El genetista del Instituto de Genética Médica y Molecular (Ingemm) del Hospital Universitario La Paz (Madrid) explica que la secuenciación ha sido posible gracias a la “tecnología de nueva generación que permite completar los fragmentos de ADN hasta ahora no conocidos por limitaciones técnicas”. También matiza que la secuenciación descifra todos los cromosomas, salvo el Y, porque no estaba presente en la línea celular que han utilizado. No obstante, concluye que es “hasta la fecha es el genoma con más detalle y resolución publicado”.

El nuevo genoma de referencia procede de una línea celular derivada de un tipo de tumor (mola hidatiforme) que aparece cuando el óvulo pierde su propio genoma en el útero y es fecundado por el espermatozoide. Los científicos escogieron este tipo de célula por simplificar la tarea, pues cuenta con dos copias idénticas de cada cromosoma, a diferencia de la mayoría de las células humanas, que tienen dos copias ligeramente diferentes, del padre y de la madre.

La línea celular con un solo genoma, “hizo posible este ensamblaje”, afirma otro de los autores, Erich Jarvis, neurogenetista de la Universidad Rockefeller. Eso, y los avances tecnológicos. Para la secuenciación se han usado dos métodos de “lectura larga” (long-read): Oxford Nanopore, que puede leer hasta un millón de letras de ADN de una tacada, aunque con una precisión modesta, y PacBio HiFi, que lee unas 20.000 letras casi a la perfección.

Como recuerda Jair Tenorio, frente a estas técnicas de long-read, que permiten secuenciar fragmentos muy largos, los métodos convencionales leen fragmentos cortos de unas 1.000 letras. “Al poder secuenciar fragmentos muy grandes se resuelve la secuencia de manera fidedigna, especialmente en las regiones centroméricas o teloméricas, donde se concentran muchas repeticiones”.

Que utilidades tiene esto

Con la resolución de las zonas grises, se han identificado secuencias que podrían estar relacionadas con la síntesis de proteína, “con lo que podríamos estar por ejemplo ante genes que potencialmente secuencien proteínas hasta ahora desconocidas”. También será útil para los estudios sobre la evolución y los ancestros, y para identificar cambios en esas regiones repetitivas que puedan asociarse a enfermedades. Hace unos años, Jair Tenorio, junto a otros investigadores, identificó un nuevo síndrome y del que recientemente se han encontrado nuevos casos. El investigador especula que el nuevo genoma de referencia pueda servir para resolver la incógnita en otros cuadros clínicos cuya causa no se conoce y que estén ligados a las regiones resueltas.

De hecho, la versión del ADN humano de T2T ya se está utilizando para volver a analizar los genomas recopilados por el Proyecto 1000 Genomas, un proyecto internacional para crear un catálogo de la variación genética humana.

Todo apunta a que seguiremos hablando del consorcio T2T en un futuro, pues sus miembros afirman que ya están trabajando para secuenciar un genoma con diferentes cromosomas heredados de padre y madres. También han iniciado una colaboración para obtener un pangenoma, con secuencias de ADN completas de cientos de personas de todo el mundo, para obtener una representación más afinada de la diversidad humana. Parece que con el genoma humano, como ocurre con los buenos libros, siempre se descubre algo nuevo al volver a leerlo.

Autores

Evan Eichler. Iinvestigador del Instituto Médico Howard Hughes (HHMI)

Adam Phillippy, del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano (Nhgri),

Karen Miga, de la Universidad de California en Santa Cruz (UCSC). consorcio Telomere-to-Telomere (T2T),

Megan Dennis, del Instituto MIND en la Universidad de California.

Sonia Moreno. Madrid Jue, 31/03/2022 – 20:11

 

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