Un estudio internacional liderado por el Hospital Necker de la Universidad de París, en el que participa la Universidad Complutense de Madrid y el Instituto de Investigación Hospital 12 de Octubre (Instituto i+12) señala que existen personas con deficiencia total de pre-TCR, una proteína que participa en el desarrollo de los linfocitos T.

El trabajo, que acaba de publicarse en Science, es una aportación muy completa al panorama de las mutaciones raras y frecuentes que causan deficiencia humana total o parcial de pre-TCR alfa, y sus consecuencias inmunológicas y clínicas.

Hasta ahora no se habían descrito pacientes sin pre-TCR alfa y se pensaba que no podía existir la deficiencia total de dicha proteína en humanos, puesto que en ratones era muy grave. Sin embargo, en la mitad de los pacientes estudiados (la mayoría menores de ocho años), cursa sin clínica aparente mientras que en la otra mitad, la mayoría adultos, se asocia a infecciones, linfoproliferación o autoinmunidad leves desde la adolescencia.

En el artículo se demuestra que, si se crían los ratones deficientes hasta edades equivalentes a las de los humanos, desarrollan suficientes linfocitos T para tener un sistema inmunitario bastante funcional, que es lo que se observa en humanos. Por tanto, pre-TCR alfa es menos importante de lo esperado, aunque con la edad puede asociarse a inmunopatías”, señala José Ramón Regueiro, investigador del grupo de Inmunobiología Linfocitaria del departamento de Inmunología, Oftalmología y ORL de la Facultad de Medicina de la UCM y del Instituto de Investigación del Hospital 12 de Octubre.

El estudio, que ha tenido una duración de 4 años, nace de observaciones puntuales en varios países (pacientes con mutaciones graves en el gen para pre-TCR alfa), que se centralizaron en el laboratorio francés. Incluye su caracterización clínica, inmunológica, genética, molecular y celular en muestras de origen humano y de ratón, y en modelos celulares.

Los investigadores también han reportado que la deficiencia congénita parcial de la misma proteína es muy frecuente en Oriente Próximo y Medio –llegando a tasas de 1/4000– y se asocia a autoinmunidad.

“Los resultados de estos experimentos de la naturaleza pueden ayudar a mejorar la detección precoz de una nueva enfermedad rara, la deficiencia congénita de pre-TCR alfa, que puede causar inmunopatías leves y debe incluirse en los estudios inmunológicos desde ahora”, determina Regueiro.

Entre los próximos pasos de la investigación se encuentran cribar y caracterizar más pacientes, definir la relación genotipo-fenotipo y los umbrales que sirvan para decidir si debe tratarse a los pacientes más graves o estudiar la redundancia aparente de pre-TCR alfa en humanos, entre otros.

Referencia bibliográfica: Béziat V. et al. «The immunopathological landscape of human pre-TCRα deficiency: from rare to common variants». Science. Marzo 2024. DOI: 10.1126/science.adh4059.

FUENTES: Noticias – UCM; Noticias madri+d.

El Instituto de Investigación Hospital 12 de Octubre (Instituto i+12) y la Universidad Complutense de Madrid (UCM) participan en una investigación internacional que ha desarrollado el primer mapa de calor de un glóbulo rojo de la sangre. Esta nueva metodología de mapeo termodinámico permite determinar la potencia de la célula y su rendimiento mecánico como si fuese una máquina térmica. Se trata de un hallazgo fundamental que abre camino para determinar la salud celular y los tejidos del organismo con implicaciones inmediatas en diagnóstico médico y posibles aplicaciones en medicina celular y cáncer.

El estudio, que acaba de publicarse en la revista ‘Science‘, liderado desde las universidades de Barcelona y de Padua, cuenta con la participación de la UCM, en asociación con la Unidad de Biofísica Traslacional del Instituto i+12, además de las universidades Georg August de Gotinga y Francisco de Vitoria, también de Madrid.

Para el profesor Francisco Monroy investigador del Instituto de Investigación Hospital 12 de Octubre i+12 – UCM y responsable de los experimentos de calorimetría celular en vivo mediante microscopía de última generación, “el estudio trasciende a décadas de exploración en biología celular, presentando el primer mapa microscópico de la energía, entropía y del calor que están siendo producidos por una sola célula en cada momento”.

Así, los investigadores han medido por primera vez el flujo de calor en una célula individual, un proceso conocido en física como producción de entropía. La entropía se asocia frecuentemente al desorden y al caos, pero en biología está íntimamente relacionada con la eficiencia energética, encontrándose en conexión directa con el metabolismo y la regulación, es decir, el conjunto de reacciones químicas que dan soporte a la vida desde el interior de las células. “Poder caracterizar la producción de entropía en sistemas vivos es crucial para entender la eficiencia de los procesos de conversión de energía”, afirma el profesor Félix Ritort, investigador que ha coordinado esta colaboración desde el Instituto de Nanociencia y Nanotecnología de la Universidad de Barcelona (IN2UB).

El descubrimiento de estos científicos tiene profundas implicaciones en la comprensión del metabolismo y de la transformación de la energía en los sistemas vivos. “El calor es un síntoma de salud en la célula y nuestro hallazgo podría abrir un nuevo camino para determinar la salud celular y de los tejidos del organismo”, concluye Ritort.

Se han encontrado valores de producción de entropía de 10-15 calorías por segundo. “Se trata de valores ínfimos para la escala humana, tan pequeños como una milbillonésima parte de una caloría por cada célula. Sin embargo, es una cantidad extraordinaria para una maquinaria celular de tamaño microscópico que actúa en cada instante de manera exquisitamente regulada desde la escala molecular. La investigación constituye un avance fundamental en la física de la célula, entendida como una máquina térmica que procesa energía y produce entropía en intercambio con su propio entorno”, afirma Monroy.

Los investigadores de este consorcio han determinado la producción de entropía mediante la medición de los movimientos activos de glóbulos rojos individuales, denominados de parpadeo, y de las fuerzas mecánicas que los causan desde el interior de la célula y que se encuentran en relación a su enorme adaptabilidad al torrente sanguíneo, particularmente en los pequeños vasos de la circulación capilar, por ejemplo, en la corteza frontal del cerebro humano donde hay una gran demanda de flujo de sangre y nutrientes. Los autores han utilizado métodos mínimamente invasivos en vivo, tanto de manipulación óptica y sensado óptico de fuerzas, como de imagen celular resuelta en el tiempo mediante videomicroscopía ultrarápida con superresolución espacial, técnica en que el grupo de la UCM y del Instituto i+12 es pionero.

“Asistimos al nacimiento de una nueva perspectiva del funcionamiento celular en términos de calor y fuerzas: óptimos y regulados en condiciones fisiológicas de salud, y alterados, desregulados o simplemente disfuncionales en situación de enfermedad. Las aplicaciones del mapeo celular de calor y de la producción de entropía serán inmediatas en el diagnóstico médico, posibilitando nuevos pronósticos cuantitativos y de precisión. Otras muchas permanecen aún insospechadas en la arena de las terapias personalizadas, en particular en medicina celular, especialmente para el tratamiento de las enfermedades metabólicas y el cáncer”, concluye Monroy.

DATOS DE LA INVESTIGACIÓN

Ivan Di Terlizzi de la Universidad de Padua y el Instituto Max Plank y Marta Gironella de la Universidad de Barcelona y la Universidad de Gotemburgo, co-firmantes como primeros autores del artículo. Marco Baiesi de la Universidad de Padua dirigió los cálculos teóricos. Tres equipos experimentales llevaron a cabo pruebas experimentales: el Small Biosystems Lab liderado en la Universidad de Barcelona por el grupo de Félix Ritort, Timo Betz en la Universidad de Göttingen, y el grupo liderado por Francisco Monroy de la Universidad Complutense de Madrid – Instituto de Investigación Hospital 12 de Octubre, en colaboración con Diego Herráez de la Universidad Francisco de Vitoria de Madrid.

REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA: I. Di Terlizzi*, M. Gironella*, D. Herraez-Aguilar, T. Betz, F. Monroy, M. Baiesi, and F. Ritort. “Variance Sum Rule for Entropy Production”. Science Magazine, 1st March 2024. DOI: 10.1126/science.adh1823.

FUENTES: Noticias H12O; DIARIO MÉDICO

El Grupo de Investigación Traslacional en Enfermedades Infecciosas Pediátricas, del Instituto de Investigación del Hospital 12 de Octubre i+12, ha demostrado por primera vez que un tratamiento que ya funciona en niños mayores y adultos con tuberculosis (TB) y virus del sida (VIH) también es válido para bebés que tienen ambas enfermedades.

Se trata de dolutegravir, un antirretroviral utilizado habitualmente frente al VIH, pero que en la coinfección con tuberculosis precisa una dosis mayor.

Esta línea de investigación se ha realizado dentro del Proyecto EMPIRICAL, un proyecto que se centra en la infección por citomegalovirus (herpesvirus) y tuberculosis, ambas muy relacionadas entre sí por ser dos enfermedades que tienen síntomas similares y difícil diagnóstico, y se presentan principalmente en lactantes de países en vías de desarrollo, siendo también ambas muy frecuentes en niños con VIH.

Los expertos estiman que aproximadamente un millón de niños está en situación de riesgo y unos 10.000 podrían beneficiarse de esta terapia.

La pediatra Cinta Moraleda, una de las responsables del estudio, expone que se trata de un estudio de farmacocinética –dentro de un proyecto más amplio- que se ha realizado sobre 27 niños reclutados en diferentes países de África subsahariana.

“En adultos y en niños mayores, se sabe que al administrar el antirretroviral dolutegravir junto al tratamiento para la TB no funciona bien, y que hace falta aumentar la dosis del antirretroviral. Eso es lo que hemos demostrado también en niños entre un mes y un año. Conseguimos que el fármaco tenga niveles adecuados en sangre y así cumple su función para disminuir el virus y mejorar la salud de los niños”, comenta en declaraciones facilitadas a este medio.

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FUENTE: Diario Médico; Medicina Responsable