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Un tumor cerebral agresivo podría ser diagnosticado con un simple análisis de sangre en el futuro

Una nueva investigación de los científicos de la Universidad de Sussex podría ser el primer paso para desarrollar un análisis de sangre para diagnosticar el tipo más agresivo de tumor cerebral, conocido como Glioblastoma.

Un equipo del laboratorio del profesor Georgios Giamas en la Universidad de Sussex ha identificado nuevos biomarcadores dentro de los fluidos corporales, que señalan la presencia del tumor.

Los biomarcadores de cáncer son moléculas que se encuentran exclusivamente o están sobreexpresadas en las células cancerosas, en comparación con las células “normales” y sanas. Los biomarcadores pueden considerarse como firmas biológicas de una enfermedad, ya que indican la presencia de cáncer en el cuerpo.

En un artículo publicado en la revista Nature Communications Biology, el profesor Georgios Giamas y su equipo describieron biomarcadores particulares que están asociados con las vesículas extracelulares, pequeños “paquetes” liberados por las células en los fluidos corporales para que las células puedan comunicarse entre sí.

El descubrimiento sugiere que los fluidos corporales como la sangre podrían ser una forma más sencilla de analizar el glioblastoma, en lugar de una biopsia, que es a la vez invasiva y dolorosa para el paciente y que lleva un tiempo considerable para obtener los resultados.

Georgios Giamas, Profesor de Señalización de Células Cancerígenas en la Escuela de Ciencias de la Vida dijo: “Por el momento, el panorama para los pacientes con glioblastoma es sombrío. Como el tipo más agresivo de tumor cerebral, la tasa de supervivencia es baja. Nuestra investigación proporciona más información sobre los marcadores que pueden señalar la presencia de glioblastoma, y el hecho de que hemos sido capaces de identificar los que están asociados con las vesículas extracelulares sugiere que podría haber una manera de utilizar los fluidos corporales para probar en el futuro si existe el tumor”.

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Glioblastoma multiforme. (Foto: Armed Forces Institute of Pathology)

Biopsias líquidas para identificar el glioblastoma

En la actualidad, un creciente número de investigaciones está estudiando la posibilidad de desarrollar biopsias líquidas, como análisis de sangre, para detectar otros tipos de cánceres (por ejemplo, de páncreas). En lugar de tomar un trozo de tejido de un órgano respectivo, las biopsias líquidas permitirían a los médicos tomar una pequeña muestra de sangre y analizar una serie de biomarcadores que ayudarán a identificar el subtipo de tumor.

El Dr. Thomas Simon, coautor de este estudio, destacó que: “Las biopsias líquidas implican un procedimiento menos invasivo para los pacientes, y posiblemente resultados más rápidos, algo que es muy valioso para aquellos que sufren un tumor agresivo que reduce severamente la expectativa de vida. Pero también podría significar una mejor atención de seguimiento del paciente, ya que se puede realizar una simple prueba para comprobar la eficacia de los tratamientos existentes o para controlar la recaída. Cuanto más sepamos sobre los biomarcadores, mejor, así que este es un paso que debería dar esperanza a cualquiera cuyas vidas hayan sido impactadas por el glioblastoma”.

Hay tres subtipos de glioblastoma que tienen biomarcadores que contienen información diferente. Cuanto más averigüen los investigadores sobre estas firmas, más trabajo se puede hacer para mejorar la precisión del diagnóstico y personalizar el tratamiento dependiendo del subtipo de cáncer.

Rosemary Lane, estudiante de doctorado en el laboratorio del profesor Giamas y coautora del estudio, añadió: “La subtipificación del glioblastoma es crucial para el pronóstico de los pacientes y las terapias personalizadas. El hecho de que podamos identificar estas diferencias moleculares en las vesículas extracelulares es muy emocionante y será de gran importancia para descubrir nuevos biomarcadores en el futuro”.

Marian Vintu, neurocirujana y coautora, dijo: “La investigación clínica en cáncer cerebral es una herramienta muy poderosa para expandir nuestro conocimiento en esta terrible enfermedad y mejorar el resultado de nuestro paciente”.

El siguiente paso del equipo del profesor Giamas será probar y validar la presencia de estos biomarcadores recientemente descritos en pacientes con glioblastoma.

La investigación, financiada por la organización benéfica Acción contra el Cáncer, sugiere que esta técnica podría convertirse en una opción para el diagnóstico del glioblastoma. (Fuente: NCYT Amazings)

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Localizan nuevos marcadores para el diagnóstico y pronóstico del cáncer de pulmón

Aplicar la bioinformática para resolver problemas biológicos. Este es el objetivo del grupo de investigación de la Universidad de Málaga (España) ‘BI4NEXT’, que, en uno de sus últimos trabajos, desarrollado en el Centro de Supercomputación y Bioinnovación (SCBI) a partir de muestras de biobanco, ha localizado nuevos marcadores para el diagnóstico, pronóstico e incluso, tratamiento del cáncer de pulmón.

Un hallazgo publicado en la revista científica ‘PEERJ’, ya que demuestra que tanto en la célula cancerosa como en la sana las regiones repetitivas del ADN, formadas principalmente por restos de transposones, se expresan constantemente de forma controlada, aunque en ambas de una manera diferente.

«Desde 2010 se ha trabajado creyendo que en la célula sana los elementos repetitivos estaban dormidos y que, cuando se convertía en cancerosa, estas regiones se desregulaban, se expresaban alocadamente y era la causa de la resistencia a los tratamientos», explica el catedrático del Departamento de Biología Molecular y Bioquímica de la UMA Gonzalo Claros, quien asegura que desde su grupo se ha comprobado que no es así, que las secuencias repetitivas tanto en el tejido normal como en el tumoral se expresan y además de una manera muy específica y regulada. «Lo que sí hemos evidenciado es que ese control cambia cuando la célula pasa de normal a cancerosa», afirma.

Con ello, este equipo de científicos de la UMA ha identificado algunas regiones repetitivas que en todos los pacientes y en todos los tipos de cáncer de pulmón estudiados tienen el mismo comportamiento. Es el caso de los elementos ‘AluYg6’ y ‘LTR18B’, que se reprimen en todas las células con cáncer de pulmón, y los elementos ‘HERVK11D-Int’ y ‘UCON88’, que se activan específicamente en el adenocarcinoma, y el carcinoma microcítico de pulmón, respectivamente.

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(Foto: U. Málaga)

Una prospección bioinformática que tiene que ser validada ahora en el laboratorio, pero que supone un paso más para el diagnóstico confirmatorio del cáncer de pulmón, así como una nueva fuente de información para los especialistas, extensible para todas las enfermedades que tengan un componente genético.

Los investigadores de ‘BI4NEXT’ proponen el estudio de los elementos repetitivos –más del 50 por ciento del genoma– como una nueva fuente de biomarcadores, todavía poco explotada. Así destacan la precisión y el ahorro de costes y tiempo que supondría el análisis de estos marcadores de expresión, que se sumarían a las mutaciones del genoma, a partir de la ultrasecuención.

Trasladarlo a la aplicación clínica es el reto al que se enfrenta este equipo de científicos que, como posible solución, plantea el uso de la biopsia líquida para encontrar secuencias repetitivas de transposores, que, como ya han demostrado, se expresan constantemente. «La robustez del diagnóstico sería mayor y, además, con menos tiempo y muestra», puntualiza Claros.

Para este trabajo, los investigadores han comparado durante cerca de 3 años tejido sano y tumoral de un mismo paciente con cáncer de pulmón –normalmente se suele analizar de pacientes distintos–. Una muestra obtenida en biobanco de 50 pacientes de Corea y 17 de China, a partir de bases de datos públicas, a la que se sumaron finalmente, 8 pacientes del Hospital Regional Universitario de Málaga a través del biobanco.

«Solo con secuenciar los ocho pacientes procedentes del biobanco de Málaga, usando para ello el ultrasecuenciador del SCBI y el supercomputador Picasso, hemos obtenido los datos que verificamos en otros miles provenientes de otras bases de datos», afirma el profesor de Biología Molecular y Bioquímica, que añade que toda esta información, además, queda disponible para la comunidad científica. (Fuente: U. Málaga)

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Un estudio podría ayudar a tratar la anorexia

Investigadores del Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Texas en Houston (UTHealth) han descubierto un neurocircuito en ratones que, cuando se activa, aumenta sus niveles de estrés a la vez que disminuye su deseo de comer. Los hallazgos aparecen en la revista Nature Communications.

Los científicos creen que su investigación podría ayudar en los esfuerzos por desarrollar tratamientos para un grave trastorno alimenticio llamado anorexia nerviosa, que tiene la tasa de mortalidad más alta de cualquier trastorno mental, según el Instituto Nacional de Salud Mental. Las personas con anorexia nerviosa evitan los alimentos, restringen severamente la comida o comen cantidades muy pequeñas de solo ciertos alimentos. Incluso cuando están peligrosamente por debajo de su peso, pueden considerarse con sobrepeso.

“Hemos identificado una parte del cerebro en un modelo de ratón que controla el impacto de las emociones en la alimentación”, dijo el Dr. Qingchun Tong, autor principal del estudio y profesor asociado del Centro de Enfermedades Metabólicas y Degenerativas de la Facultad de Medicina McGovern de UTHealth.

Debido a que los ratones y los humanos tienen sistemas nerviosos similares, Tong, que ocupa la Cátedra Cullen de Medicina Molecular de UTHealth, cree que sus hallazgos podrían arrojar luz sobre la parte del cerebro humano que regula el hambre.

Los investigadores creen que están entre los primeros en demostrar el papel de este neurocircuito en la regulación tanto del estrés como del hambre, algo que puede ser esencial en la anorexia.

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Yuanzhong Xu. (Foto: Rob Cahill/UTHealth)

Modelo de ratón para estudiar la anorexia

Aunque investigaciones anteriores han establecido que el estrés puede reducir y aumentar el deseo de comer de una persona, los mecanismos neuronales que actúan en la regulación de la alimentación mediante respuestas relacionadas con el estrés siguen siendo en gran medida un misterio.

El equipo de Tong se centró en un neurocircuito que conecta dos partes del cerebro del ratón: el hipotálamo paraventricular, una zona del cerebro relacionada con la alimentación, y el tabique ventral lateral, una zona emocional del cerebro. El neurocircuito actúa como un interruptor de encendido y apagado.

Cuando los investigadores activaron el neurocircuito, hubo un aumento en los niveles de ansiedad y una disminución del apetito. Por el contrario, cuando los investigadores inhibieron el neurocircuito, los niveles de ansiedad bajaron y el hambre aumentó.

Los científicos utilizaron una técnica de investigación llamada optogenética para activar y desactivar las neuronas en cuestión.

El Dr. Yuanzhong Xu, autor principal del estudio e instructor de la Escuela de Medicina McGovern, dijo que se necesitan pruebas preclínicas adicionales para confirmar sus hallazgos. (Fuente: NCYT Amazings)

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La última teoría de Stephen Hawking sobre el Big Bang

La última teoría del profesor Stephen Hawking sobre el origen del universo, en la que trabajó en colaboración con el profesor Thomas Hertog de KU Leuven, fue publicada en el Journal of High Energy Physics, en 2018. Desde entonces, los cosmólogos siguen estudiando su legado y sus aportaciones al conocimiento de todo lo que nos rodea.

La teoría, que fue presentada para su publicación antes de la muerte de Hawking a principios de ese año, se basa en la teoría de cuerdas y predice que el universo es finito y mucho más simple que lo que dicen muchas teorías actuales sobre el Big Bang.

El profesor Hertog, cuyo trabajo fue apoyado por el Consejo Europeo de Investigación, anunció por primera vez la nueva teoría en una conferencia en la Universidad de Cambridge en julio de 2017, organizada con motivo del 75 cumpleaños del profesor Hawking.

Las teorías modernas del Big Bang predicen que nuestro universo local llegó a existir con una breve explosión de inflación, en otras palabras, una diminuta fracción de segundo después del propio Big Bang, el universo se expandió a un ritmo exponencial. Sin embargo, se cree ampliamente que una vez que la inflación comienza, hay regiones en las que nunca se detiene. Se piensa que los efectos cuánticos pueden mantener la inflación para siempre en algunas regiones del universo, de modo que, globalmente, la inflación es eterna. La parte observable de nuestro universo sería entonces sólo un hospitalario universo de bolsillo, una región en la que la inflación ha terminado y se han formado estrellas y galaxias.

“La teoría habitual de la inflación eterna predice que globalmente nuestro universo es como un fractal infinito, con un mosaico de diferentes universos de bolsillo, separados por un océano que se infla”, dijo Hawking en una entrevista. “Las leyes locales de la física y la química pueden diferir de un universo de bolsillo a otro, que juntos formarían un multiverso. Pero nunca he sido un fan del multiverso. Si la escala de los diferentes universos en el multiverso es grande o infinita, la teoría no puede ser probada”.

En su nuevo artículo, Hawking y Hertog dijeron que este relato de la inflación eterna como una teoría del Big Bang es erróneo. “El problema con el relato habitual de la inflación eterna es que asume un universo de fondo existente que evoluciona según la teoría de la relatividad general de Einstein y trata los efectos cuánticos como pequeñas fluctuaciones en torno a esto”, dijo Hertog. “Sin embargo, la dinámica de la inflación eterna borra la separación entre la física clásica y la cuántica. Como consecuencia, la teoría de Einstein se rompe en la inflación eterna.”

“Predecimos que nuestro universo, en las mayores escalas, es razonablemente suave y globalmente finito. Así que no es una estructura fractal”, dijo Hawking.

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Stephen Hawking. (Crédito: Doug Wheller/Wikimedia Commons/CC 2.0)

Hawking y la teoría de cuerdas

La teoría de la inflación eterna que Hawking y Hertog plantearon se basa en la teoría de las cuerdas: una rama de la física teórica que intenta reconciliar la gravedad y la relatividad general con la física cuántica, en parte describiendo los componentes fundamentales del universo como pequeñas cuerdas vibrantes. Su enfoque utiliza el concepto de la teoría de cuerdas de la holografía, que postula que el universo es un holograma grande y complejo: la realidad física en ciertos espacios tridimensionales puede reducirse matemáticamente a proyecciones 2D en una superficie.

Hawking y Hertog desarrollaron una variación de este concepto de la holografía para proyectar la dimensión del tiempo en la inflación eterna. Esto les permitió describir la inflación eterna sin tener que depender de la teoría de Einstein. En la nueva teoría, la inflación eterna se reduce a un estado intemporal definido en una superficie espacial al comienzo del tiempo.

“Cuando rastreamos la evolución de nuestro universo hacia atrás en el tiempo, en algún momento llegamos al umbral de la inflación eterna, donde nuestra noción familiar del tiempo deja de tener sentido”, dijo Hertog.

La anterior ‘teoría sin límites’ de Hawking predijo que si retrocedemos en el tiempo hasta el principio del universo, este se encoge y se cierra como una esfera, pero esta nueva teoría representa un paso adelante con respecto al trabajo anterior. “Ahora estamos diciendo que hay un límite en nuestro pasado”, dijo Hertog.

Hertog y Hawking usaron su nueva teoría para derivar predicciones más fiables sobre la estructura global del universo. Predijeron que el universo que emerge de la inflación eterna en el límite pasado es finito y mucho más simple que la estructura fractal infinita predicha por la vieja teoría de la inflación eterna.

Sus resultados, si se confirman en futuros trabajos, tendrían implicaciones de gran alcance para el paradigma del multiverso. “No nos limitamos a un universo único, sino que nuestros hallazgos implican una reducción significativa del multiverso, a un rango mucho más pequeño de universos posibles”, dijo Hawking.

Esto hace que la teoría sea más predecible y comprobable.

Hertog ahora planea estudiar las implicaciones de la nueva teoría en escalas más pequeñas que están al alcance de nuestros telescopios espaciales. Cree que las ondas gravitatorias primordiales – ondas en el espacio tiempo – generadas a la salida de la inflación eterna constituyen la “pistola humeante” más prometedora para probar el modelo. La expansión de nuestro universo desde el principio significa que tales ondas gravitatorias tendrían longitudes de onda muy largas, fuera del alcance de los actuales detectores LIGO. Pero podrían ser escuchadas por el proyectado observatorio europeo de ondas gravitacionales basado en el espacio, el LISA, o vistas en futuros experimentos que midan el fondo cósmico de microondas.  (Fuente: NCYT Amazings)

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Alteraciones del lenguaje como indicadores del diagnóstico y la progresión de la enfermedad de Huntington

La enfermedad de Huntington es hereditaria y neurodegenerativa, producida por una alteración de un gen del cromosoma 4 y que afecta a una zona cerebral muy importante, el núcleo estriado. Las personas nacen con el gen defectuoso pero los síntomas no aparecen hasta después de los 30 o 40 años.

Esta enfermedad, además de alteraciones motoras, problemas cognitivos y afectivos, conlleva cambios en el lenguaje. Un estudio pone de manifiesto que los primeros síntomas de la enfermedad se revelan a través de cambios lingüísticos en el habla espontánea.

Según revela un trabajo publicado en el Journal of Communications Disorders por Antonia Tovar como primera autora y liderado por Wolfram Hinzen, profesor de investigación ICREA, ambos investigadores del Departamento de Traducción y Ciencias del Lenguaje de la UPF, con participación de investigadores de las universidades París-Saclay (Orsay, Francia), UAB, UB, conjuntamente con el Hospital Mare de Déu de la Mercè de Barcelona y FIDMAG Fundació per a la Recerca Germanes Hospitalàries (Barcelona) (Catalunya, España).

“Las alteraciones lingüísticas en la enfermedad de Huntington surgen antes de la aparición de las alteraciones motoras e incluso cuando las pruebas neuropsicológicas son normales. Todo esto hace pensar que el lenguaje pueda ser un biomarcador de la progresión de la enfermedad de Hungtinton”, explican Tovar e Hinzen.

Además de mostrar que las alteraciones lingüísticas en la enfermedad de Huntington surgen antes de la aparición de las alteraciones motoras, los autores han querido caracterizar la naturaleza de estos cambios específicos de la enfermedad de Huntington. Por lo que “hay que valorar el lenguaje como una construcción multidimensional organizada en varios niveles (fonología, morfología, sintaxis, semántica, discurso), que se reajustan en un todo funcional integrado”, indican los autores.

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(Foto: UPF)

Los pocos estudios lingüísticos del habla espontánea en enfermos de Huntington han reportado déficits del lenguaje. Por ejemplo patrones de complejidad sintáctica reducida, con menos palabras y estructuras sintácticas formadas en construcciones de frases simples, cortas, más parafásicas, etc. Estos déficits de lenguaje pueden formar perfiles específicos del Huntington, distintos de los que se presentan en el Parkinson o en personas con lesiones cerebrales.

Los autores, para estudiar los perfiles lingüísticos de la enfermedad de Huntington, diseñaron un experimento con 20 personas portadoras del gen de la enfermedad, todos ellos nativos hispanohablantes; 10 en estadios iniciales de la enfermedad y los otros 10 presintomáticos de enfermedad de Huntington, y sus respectivos controles neurotípicos no portadores del gen, y los compararon entre sí en cuanto a la estructura y función del lenguaje en el habla espontánea. Los investigadores estudiaron también la relación del lenguaje con el deterioro cognitivo no lingüístico.

“En general se acepta que esta enfermedad comienza con la aparición de sintomatología motora, pero nosotros hemos encontrado diferencias en el perfil lingüístico de sujetos sin síntomas motores”, comenta Tovar, primera autora del artículo.

Además de evidenciar que en la enfermedad de Huntington los cambios de lenguaje preceden otros deterioros cognitivos y motores, se ha mostrado que las alteraciones del lenguaje se encuentran en los dominios básicos de la organización gramatical y no se pueden detectar con las pruebas neurocognitivas estándares. Este estudio es relevante porque ha podido captar cambios sutiles en el perfil lingüístico de los pacientes, cambios que no se pueden recoger con las pruebas que se utilizan con esta población.

Los resultados muestran que, mientras que los pacientes mencionados presentan “lagunas ” en su discurso, en los inicios de la enfermedad de Huntington se tiende a llenar estas lagunas mediante prolongaciones y repeticiones. Por lo tanto, el estudio proporciona un apoyo más a la degeneración del lenguaje en enfermedad de Huntington y contribuye a un perfil más detallado y diferenciado del fenotipo lingüístico de esta enfermedad.

Dado que las capacidades del lenguaje repercuten fundamentalmente en las capacidades comunicativas, los autores concluyen que hay que dedicar una atención especial a la detección precoz de la enfermedad de Huntington mediante pruebas lingüísticas clínicas y continuar investigando sistemáticamente la sensibilidad y la especificidad del lenguaje como marcador de la progresión de la enfermedad. (Fuente: UPF)

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Hallan en Mendoza indicios de la ocupación incaica más austral de la Argentina

Investigadores del CONICET encontraron, en las nacientes del río Diamante, en el centro-oeste de la provincia de Mendoza (Argentina), los sitios incaicos más meridionales descubiertos hasta al momento en territorio argentino. Hallaron siete sitios con grabados rupestres y uno con estructuras arquitectónicas y cerámica, que pueden asignarse al período de ocupación del imperio precolombino en la región.

“Entre los motivos de arte rupestre relevados predominan líneas serpentiformes realizadas a través de abrasión sobre las superficies patinadas de grandes bloques que se destacan en el paisaje. Se entiende que son representaciones de Amaru (anaconda, la serpiente de agua), un ser mitológico de los incas”, detalla Víctor Durán, investigador principal del CONICET en el Instituto Interdisciplinario de Ciencias Básicas (ICB, CONICET-UNCuyo).

A pesar de contar con información sobre vestigios incaicos en esa zona, es la primera vez que se realiza una expedición para relevar el área con ese objetivo. Según explica el científico, arqueólogos e historiadores optaron por considerar que el control efectivo de los incas sólo había llegado hasta el río Mendoza.

“El hallazgo de estas grandes rocas con motivos serpentiformes en las nacientes del río Diamante coincide con lo planteado por Gerónimo de Vivar en 1551, y aunque los restos no coincidan plenamente con su relato, marcan claramente, junto a fechados radiocarbónicos y otros restos materiales obtenidos de clara filiación incaica, que ese Estado alcanzó y controló este sector de la cordillera. Por ello, la nueva evidencia obtenida permite proponer a estos sitios como la expresión más meridional del control incaico de la vertiente oriental de los Andes”, explica el arqueólogo.

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Bloque con figura serpentiforme y recinto adosado. Período inca. (Foto: gentileza investigador)

Durante el desarrollo del proyecto, los científicos también obtuvieron información sobre algunos de los recursos que los incas explotaron en estos ambientes de altura (3200 m snm). “Se ha encontrado, por ejemplo, uno de los lugares donde se extraía y trabajaba obsidiana (roca volcánica). Entre sus restos de alimentación se han hallado huesos de guanacos y también de una llama. Se pudo determinar que trasladaban leña de plantas de la vertiente occidental y procesaban pigmentos minerales. Por otra parte, tenemos proyectado iniciar el relevamiento de la cumbre del Maipo, en donde se espera encontrar estructuras u otros bienes vinculados a ceremonias religiosas”, describe Durán.

El proyecto de investigación se lleva a cabo en el marco de un acuerdo con la Dirección de Recursos Naturales Renovables del Gobierno de la Provincia de Mendoza que tiene como fin armar un Centro de Interpretación en el Área Natural Protegida “Laguna del Diamante”.

“La importancia arqueológica de Laguna del Diamante quedará, en parte, expresada en el Centro de Interpretación que está montando la Dirección de Recursos Naturales Renovables y en el ciclo de charlas para visitantes que se inició mientras se realizaban los estudios de campo. De esta forma, estamos cumpliendo con el compromiso de transferir los resultados a la comunidad y colaborar en el armado de futuras propuestas de turismo patrimonial sustentable que contribuyan al desarrollo social de la región”, concluye el investigador. (Fuente: CONICET/DICYT)

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XMM-Newton revela una fulguración gigantesca en una estrella minúscula

Se ha descubierto la emisión de una “superfulguración” de rayos X por parte de una estrella con una masa de alrededor del ocho por ciento de la del Sol. Esta colosal erupción de alta energía que supone un problema fundamental para los astrónomos, que no creían que algo así fuera posible en estrellas tan pequeñas.

La culpable, conocida por su número de catálogo, J0331-27, es lo que se conoce como una enana L, una estrella con una masa tan pequeña que apenas supera el límite de lo que se considera una estrella. Si su masa fuera algo menor, carecería de las condiciones internas necesarias para generar su propia energía.

Los astrónomos detectaron esta enorme emisión de rayos X en los datos recogidos el 5 de julio de 2008 por la Cámara Europea de Imágenes de Fotones (EPIC) a bordo del observatorio de rayos X XMM-Newton de la ESA. En cuestión de minutos, la minúscula estrella liberó energía más de diez veces mayor que la mayor de las fulguraciones emitidas por el Sol.

Estas fulguraciones se liberan cuando el campo magnético en la atmósfera de una estrella deja de ser estable y colapsa hasta alcanzar una configuración más sencilla. Mientras lo hace, libera una gran parte de la energía que acumula en su interior.

Esta liberación explosiva de energía crea un brillo intenso y repentino, la fulguración, y es ahí donde las nuevas observaciones se encuentran con el mayor enigma.

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(Foto: ESA)

“Esa es la parte más interesante de este descubrimiento desde el punto de vista científico, pues no nos esperábamos que una estrella enana L acumulara tanta energía en su campo magnético como para dar lugar a una erupción de este calibre”, admite Beate Stelzer, del Institut für Astronomie und Astrophysik Tübingen (Alemania) y el Osservatorio Astronomico di Palermo (Italia), que ha participado en el estudio.

La energía solo puede llegar al campo magnético de una estrella a través de partículas cargadas, también denominadas material ionizante, que se generan en entornos a alta temperatura. Sin embargo, al ser una enana L, J0331-27 tiene una temperatura superficial baja para una estrella, 2.100 K, sobre todo si se compara con los aproximadamente 6.000 K del Sol. Los astrónomos no creían que una temperatura tan baja pudiera generar bastantes partículas cargadas como para transmitir tanta energía al campo magnético. Así que la cuestión es: ¿cómo es posible que se produzca tal superfulguración en una estrella así?

“Buena pregunta —reconoce Beate—. No lo sabemos. En realidad, nadie lo sabe”.

Esta superfulguración fue descubierta en el archivo de datos de XMM-Newton dentro de un gran proyecto de investigación dirigido por Andrea De Luca, de INAF (Istituto de Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica) de Milán (Italia). El proyecto estudiaba la variabilidad temporal de unas 400.000 fuentes detectadas por XMM-Newton a lo largo de 13 años.

Andrea y sus colaboradores buscaban fenómenos peculiares y no cabe duda de que en J0331-27 los encontraron. Ya se había visto en estrellas similares la emisión de superfulguraciones en la parte óptica del espectro, pero esta es la primera detección clara de una erupción así en longitudes de onda de rayos X.

La longitud de onda es significativa porque señala en qué zona de la atmósfera se origina la llamarada: la luz óptica proviene de una parte más profunda en la atmósfera de la estrella, cerca de su superficie visible, mientras que los rayos X proceden de partes más altas de la atmósfera.

Comprender las similitudes y las diferencias entre esta nueva —y hasta ahora única— superfulguración en una enana L y erupciones observadas anteriormente, detectadas en todas las longitudes de onda en estrellas con masas superiores, se ha convertido en una prioridad para el equipo de investigadores. Pero para hacerlo, necesitan dar con más ejemplos.

“Queda mucho por descubrir en el archivo de XMM-Newton —señala Andrea—. En cierto modo, creo que esta no es más que la punta del iceberg”.

Una de las claves es que solo hay una fulguración de J0331-27 en los datos, a pesar de que XMM-Newton ha observado la estrella durante un total de 3,5 millones de segundos: unos 40 días. Esto llama la atención porque otras estrellas tienden a experimentar también numerosas erupciones más pequeñas.

“Los datos parecen implicar que las enanas L tardan más en acumular la energía necesaria y que solo emiten una fulguración potente”, explica Beate.

Las estrellas que experimentan erupciones con mayor frecuencia liberan cada vez menos energía, mientras que esta enana L parece liberar energía muy pocas veces pero en eventos de gran envergadura. El porqué es algo que aún no se sabe y que habrá que seguir investigando.

“El descubrimiento de esta superfulguración en una enana L es un gran ejemplo de investigación basada en el archivo de XMM-Newton y demuestra el enorme potencial científico de la misión —señala Norbert Schartel, científico del proyecto XMM-Newton para la ESA—. Estoy deseando ver cuál será la próxima sorpresa”. (Fuente: ESA)

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Este embrión de pez detiene su desarrollo para sobrevivir a la sequía

Muchas especies animales han desarrollado la capacidad de entrar en un estado de suspensión durante cierto tiempo para sobrevivir en entornos adversos. Uno de los estados de suspensión más comunes es la diapausa (parecido a la hibernación), que consiste en la interrupción espontánea del desarrollo de ciertas especies, marcada por la disminución de la actividad metabólica.

Hasta ahora, algunas investigaciones afirmaban que esta técnica alargaba la vida de ciertos invertebrados, como el gusano redondo (C. elegans) o la mosca de la fruta (Drosophila), pero se desconocía si esto también sucedía en animales vertebrados.

El killi africano (Nothobranchius furzeri) es una de las especies vertebradas que utiliza la diapausa. Estos peces tienen una esperanza de vida corta (de cuatro a seis meses) que coincide con la época húmeda de países como Mozambique o Zimbabwe.

Por eso, aprovechan este momento para desarrollar embriones, los cuales entran en un estado de letargo para sobrevivir a la sequía posterior, y esperan hasta que las condiciones sean buenas para reanudar el desarrollo. Este mecanismo les hizo a los investigadores preguntarse si los organismos envejecían durante este periodo.

Para comprobarlo, el científico de la Universidad de Stanford (California, EEUU), Chi-Kuo Hu, y autor principal del estudio, dividió, junto con sus colegas, los embriones en dos grupos: uno con embriones incubados sin diapausa y otro incubado después de cinco meses de diapausa. Como estos embriones se desarrollan fuera del cuerpo de su madre, los científicos pudieron experimentar con ellos más fácilmente.

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Tras la sequía, los embriones eclosionan y reanudan su desarrollo. (Foto: Chi-Kou Hu)

Los resultados, que se han publicado en la revista Science, muestran que después de la incubación, ambos grupos vivieron el mismo tiempo durante su etapa adulta. Los investigadores concluyeron así que el tiempo que pasan en la diapausa no afecta a la longevidad ni al envejecimiento general del organismo una vez que ‘se despierta’ y sigue creciendo.

“Nuestro estudio indica que independientemente del tiempo que los embriones pasen en diapausa, la longevidad del animal adulto no cambia. Es decir un embrión podría estar en diapausa durante dos meses o dos años, por ejemplo, pero al nacer el pez vivirá por el mismo tiempo”, explica a SINC Alvaro Sánchez, investigador en el Instituto Stowers de Investigación Médica y coautor del trabajo.

El experto sostiene que la diapausa detiene el proceso de desarrollo embrionario y por ende preserva los embriones durante grandes períodos de tiempo sin que afecte a su crecimiento, fertilidad y longevidad una vez que haya salido de la diapausa y haya nacido y madurado.

“Es posible que el reloj de envejecimiento esté completamente suspendido durante la diapausa y que haya un proceso de rejuvenecimiento cuando el animal sale de este estado para reajustar el reloj de envejecimiento. Estamos trabajando en esta cuestión ahora mismo”, expone Chi-Kuo Hu.

Los mecanismos fisiológicos por los que la diapausa protege a los organismos del envejecimiento siguen siendo un asunto pendiente. Por eso, tras su primer hallazgo, los científicos decidieron ir más allá y ver cómo afectaba la modificación de los genes en los embriones. Así descubrieron que si eliminaban el gen CBX7, necesario para la preservación del músculo, fallaba el proceso de diapausa.

“El estudio proporciona algunos de los primeros conocimientos sobre los mecanismos de antienvejecimiento de la diapausa de los vertebrados”, escribe Marc Van Gilst, coautor del estudio. Sus resultados son potencialmente relevantes para comprender el envejecimiento humano y las enfermedades asociadas al mismo.

“Si entendemos cómo funciona la diapausa, tal vez podríamos aplicar este conocimiento a las últimas etapas de la vida adulta y desarrollar nuevas estrategias para preservar la salud”, concluye Hu. (Fuente: SINC)

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Demuestran la eficacia de una técnica de rehabilitación cognitiva para pacientes con esclerosis múltiple

Un equipo de investigadores obtuvo resultados preliminares que confirman la eficacia de la versión en español de una técnica de rehabilitación cognitiva (modified Story Memory Technique) que ha sido desarrollada por la Fundación Kessler y que hasta ahora sólo estaba disponible en inglés. Su estudio, realizado en mexicanos con esclerosis múltiple, es un paso importante para abordar el vacío en las intervenciones de rehabilitación basadas en evidencia para tratar los efectos cognitivos de la esclerosis múltiple en diversos ámbitos culturales. El artículo, “Efficacy of the Spanish modified Story Memory Technique in Mexicans with multiple sclerosis: A pilot randomized controlled trial”, fue publicado por la revista NeuroRehabilitation.

Los autores pertenecen a diversas instituciones de Estados Unidos (Fundación Kessler y Rutgers New Jersey Medical School), México (Universidad Enrique Díaz de León de Guadalajara y Asociación Mexicana de Esclerosis Múltiple) y España (Hospital Universitario de Cruces, Ikerbasque y Universidad del País Vasco).

Si bien los problemas con el aprendizaje y la memoria ocurren en poblaciones con esclerosis múltiple en todo el mundo, la disponibilidad de intervenciones cognitivas basadas en evidencia en diferentes idiomas es limitada. La falta de intervenciones en español presenta una barrera para la rehabilitación de muchas personas en la comunidad hispana que tienen déficits cognitivos causados ​​por la esclerosis múltiple. Por eso, este equipo internacional de investigadores ha adaptado esta intervención al español, para su uso en la rehabilitación cognitiva de los mexicanos con esclerosis múltiple.

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Denise Krch. (Foto: Kessler Foundation/Jody Banks)

En este estudio piloto, 20 participantes con esclerosis múltiple, tipo recurrente-remitente, fueron asignados al azar a grupos de tratamiento o de control con placebo. El grupo de tratamiento recibió la adaptación española, una intervención de 10 sesiones que enseña imágenes y contexto para facilitar el aprendizaje. El grupo de control participó en 10 sesiones basadas en contenido y presentación similares. Todos los participantes se sometieron a evaluaciones neuropsicológicas basales y de seguimiento. Las personas en el grupo de tratamiento mostraron mejoras significativas en el aprendizaje y la satisfacción con la vida en relación con el grupo de control, lo que sugiere que esta adaptación puede ser una herramienta de rehabilitación efectiva en poblaciones de habla hispana con esclerosis múltiple, según la investigadora Denise Krch, principal responsable del proyecto.

“Este es un ejemplo de cómo la adaptación cultural puede ser una forma efectiva de extender las intervenciones basadas en evidencia a las poblaciones que no hablan inglés”, afirmó. “Los resultados positivos observados en este estudio piloto con mexicanos que viven en un entorno urbano tienen implicaciones importantes”, señaló. “Si bien se necesitan más pruebas, anticipamos que esta adaptación de la técnica será aplicable a la diversa población de habla hispana en los Estados Unidos, además de aquellos con herencia mexicana”. (Fuente: DICYT)

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Describen procesos inflamatorios neurales en células humanas creadas en el laboratorio

Los astrocitos son células neurales que juegan un papel fundamental en nuestro sistema nervioso. La inflamación de estas células es un fenómeno llamado astrogliosis, una reacción que, cuando es crónica o causada por factores externos como lesiones e infecciones, se asocia con enfermedades neurodegenerativas. Conscientes de este proceso fundamental para prevenir enfermedades y mejorar la calidad de vida de los pacientes, investigadores del Instituto D’Or de Investigación y Educación (IDOR) y la Universidad Federal de Río de Janeiro (UFRJ) (Brasil), en colaboración con otras instituciones nacionales, publicaron un de los primeros estudios en observar este proceso inflamatorio en detalle en astrocitos humanos creados en el laboratorio.

El término astrogliosis puede parecer desconocido y estrictamente científico para una gran parte de la población, pero la realidad es que este tipo de inflamación es común a varias enfermedades que afectan el sistema nervioso central, como la enfermedad de Parkinson, la esclerosis múltiple, el Alzheimer y las malformaciones congénitas. causado por el virus Zika. La inflamación es bien conocida en la academia, sin embargo, la mayoría de las investigaciones se han desarrollado sobre modelos animales, una estrategia experimental que, aunque relevante para el avance científico, en muchos sentidos no expresa la complejidad del cerebro humano. “Las pruebas con animales tienen su relevancia en la ciencia, pero la realidad es que no pueden reproducir algunos aspectos humanos, especialmente cuando están relacionados con las respuestas del sistema inmune. Este es el caso de las células gliales humanas, incluidos los astrocitos, que son responsables de mantenimiento metabólico de las neuronas y sus impulsos nerviosos “, dice Pablo Trindade, primer autor del estudio.

Para comprender el proceso inflamatorio de la astrogliosis, el coordinador de investigación y científico de UFRJ e IDOR, Stevens Rehen, adoptó un procedimiento de cultivo celular que ya es su firma en varios otros estudios sobre el cerebro humano, entre ellos, el desarrollo de Organoides cerebrales que ayudaron a correlacionar el virus Zika con la microcefalia. El método del equipo de Rehen es desarrollar células madre pluripotentes en el laboratorio, que se reprograman a partir de células humanas que se encuentran naturalmente en la orina de donantes voluntarios. Estas células madre son estimuladas para convertirse en astrocitos sanos, o cualquier otra célula interesante para la investigación en ese momento. En este caso, desde la creación de los astrocitos, los científicos ponen las células para reaccionar con una proteína inflamatoria llamada TNF, obteniendo en el laboratorio el mapa de una astrogliosis humana. Los resultados observados indican que el proceso de inflamación ya ocurre en la primera hora y que gradualmente deteriora la eficiencia de los astrocitos con el tiempo.

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Astrocitos. (Foto: A. Tabernero)

Además de los cambios en la estructura de las células, que comienzan a tener núcleos más pequeños y formas estiradas, la inflamación interfiere con la función primordial de los astrocitos: los neurotransmisores reguladores; es decir, sustancias secretadas naturalmente por las neuronas como una forma de comunicación, pero que pueden causar daños graves si circulan demasiado o carecen de nuestro sistema nervioso. Durante la astrogliosis, el estudio identificó principalmente una irregularidad en el sistema de captación de glutamato, un aminoácido que es fundamental para las funciones cognitivas del cerebro, como el aprendizaje y la memoria, además de ser nuestro principal neurotransmisor estimulante.

Los resultados de la publicación representan un pionero nacional en estudios sobre astrogliosis, que describen un procedimiento que analiza el fenómeno neurodegenerativo de forma no invasiva, utilizando células humanas. Los investigadores señalan que la evidencia y los métodos posibles a partir de este estudio pueden servir como base para otra investigación, incluidos los destinados a descubrir nuevos tratamientos que puedan mejorar la calidad de vida de las personas con inflamación cerebral causada por enfermedades neurodegenerativas. (Fuente: DICYT)

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