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27 October 2011

Source found for immune system effects on learning, memory

Immune system cells of the brain, which scavenge pathogens and damaged neurons, are also key players in memory and learning, according to new research by Duke neuroscientists. Earlier studies by Staci Bilbo, an assistant professor in psychology & neuroscience, had shown that laboratory rats experiencing an infection at an early age have an aggressive immune response to subsequent infections, which also harms their learning and memory.
In a study published in the Oct. 26 Journal of Neuroscience, Bilbo's team identifies the source of the learning difficulties and traces it back to the immune system itself.
The researchers found that specialized immune system cells in the brain called microglia release a signaling molecule called Interleukin-1, or IL-1, in response to an infection. IL-1 is also crucial to normal learning and memory in the hippocampus region of the brain. But too much IL-1 can impair learning and memory in laboratory animals.
"These same molecules go up in response to any brain infection. I don't really understand why you would build a brain that way, except that there are clearly benefits in other aspects of immunity, outside the brain," Bilbo said.
In a series of experiments she has been conducting for nearly a decade, very young rats are exposed to infection and then challenged again later with a second infection consisting of only harmless, dead bacteria. The "second hit" has been shown to affect learning and memory while these rats mount a highly effective immune response.
"The microglia remember that infection and respond differently," she said. "The infection itself wasn't doing permanent damage. It was changing the immune system somehow."
The second infection doesn't even have to be directly involved with the brain. A bacterial lesion on a limb produces enough of a signal to make the glia in the brain pump out extra IL-1. "These rats handle peripheral infection really well, but at a cost to the brain," Bilbo said.
To find out what had changed in the brains of the infected rats, the team used techniques borrowed from immunology to sort out one specific cell type from brain tissue rapidly enough that they could see what the cells had been doing.
The work adds to an emerging picture of glial cells acting in the brain much the same way immune system macrophages operate elsewhere in the body -- gobbling up other cells and tearing them apart. The glia also perform a pruning function to streamline the brain's neural architecture as it matures. But some brain disorders appear to be a case of dysfunctional pruning, Bilbo said.
To test how the immune response affected memory, Bilbo's team placed all the rats in a novel environment and exposed them to a sound and a mild shock through their feet. A normal rat remembers the environment after one trial, freezing in place immediately when they enter the familiar setting a second time.
But rats exposed to infection, who tend to overproduce IL-1, stroll through the previously painful experience as if they've never seen it before, Bilbo said.
Even without experiencing the second immune challenge, the rats infected as youngsters also seem to show cognitive declines earlier than their normal control counterparts. "This is intriguingly similar to what you see in Alzheimer's. It's really kind of scary," Bilbo said.
"These findings could help us understand why some humans are more vulnerable than others to cognitive impairments from chronic infections, aging and neurodegenerative diseases such as Alzheimer's disease," said Raz Yirmiya, a professor of psychobiology at the Hebrew University of Jerusalem, who was not involved in the research. "This might also lead to new approaches toward diagnostic, preventive and therapeutic procedures for these conditions."
Any illness that triggers an immune response tends to slow a person's cognition down as their body enters a recovery mode, but these animals have some sort of permanent change in their immune response, Bilbo said. The newborn rats exposed to infections in these experiments are roughly equivalent to a third-trimester human fetus, but it would be too soon to say what parallels these findings may have in humans, she said.
Bilbo believes the early infection triggers a permanent change in gene expression, and is now looking at the role of microglial cells in addiction, and the interactions between maternal care and immune function.
This research was supported by an ARRA stimulus grant from the National Institutes of Health.

**Source: Duke University

Infection is an important post-stroke problem

After a stroke the brain tries to protect itself by blocking all inflammation. However, this also makes the patient highly susceptible to infection which can lead to death. Researchers have now discovered the mechanism behind this response and how to possibly treat it. The research is published this month in the journal Science.
Using a mouse model, scientists at the University of Calgary's Faculty of Medicine have discovered Natural Killer T-cells (NKT) are the immune cells that get activated in the patient after a stroke. The cells suppress the immune system as the body tries to prevent inflammation to protect the brain. The researchers have also found a new drug that can stop the NKT cells from suppressing the immune system, stopping the infections.
"When we discovered that these novel NKT cells are important in fighting infection in stroke, we were able to specifically target them. This means that infections can be controlled without having to administer high levels of antibiotics," says Paul Kubes, PhD, senior author of the study and director of the Snyder Institute at the University of Calgary. "This in its own right is important to avoid over-usage of antibiotics leading to development of anti-biotic resistant strains of bacteria."
Early indications are that NKT cells in humans behave very similarly to NKT cells in mice making this highly relevant to human stroke.
"The research does not cure the stroke itself," says Connie Wong, PhD , also a co-author of the study and member of the Snyder Institute at the University of Calgary , "But by providing novel therapies it holds the promise to significantly decrease death rates associated with stroke."
This research publication has recently been recognized by Faculty of 1000, a website for researchers that identifies and evaluates the most significant articles from biomedical research publications.
The research was supported by the Canadian Institutes for Health Research (CIHR). Paul Kubes' research is also funded by Alberta Innovates -- Health Solutions.

*Source: University of Calgary

EE UU recomienda vacunar a los niños 11 y 12 años contra el VPH

El comité gubernamental que aprueba las vacunas en Estados Unidos ha emitido una recomendación oficial para que los niños varones de 11 y 12 años se vacunen contra el papilomavirus, responsable de numerosos tipos de cáncer. En 2006 ya recomendó que la vacuna se administrara a mujeres de la misma edad. La medida ha generado polémica, dado que la principal forma de transmisión del virus, que infectará a hasta el 80% de la población norteamericana, es la sexual. Los políticos y grupos conservadores consideran que el virus debería prevenirse con la abstinencia.
"La vacuna tiene su mayor efecto cuando se administra en las edades entre 11 y 12 años, dado que hay una mejor respuesta por parte del sistema inmune con respecto a otras edades más tardías", explica Anne Schuchat, directora del Centro Nacional de Inmunizaciones, que depende del gobierno federal. "La vacuna es más eficaz cuando se administra antes de que haya una exposición al virus, algo que ocurre con contacto sexual. Ese es el motivo de que la recomendemos a personas de 11 y 12 años".
Unos 20 millones de estadounidenses están infectados del virus del papiloma humano (VPH), que provoca cánceres en cérvix, vulva, vagina, pene, ano, cabeza y cuello. De esas infecciones, cada año emergen 18.000 nuevos cánceres entre mujeres -sobre todo cervicales- y 7.000 cánceres en varones -sobre todo de cabeza y cuello. Los dos grupos de mayor riesgo, según el Centro de Control y Prevención de Enfermedades del gobierno de EE UU son los homosexuales, por la práctica del sexo anal, y las personas infectadas con el virus de inmunodeficiencia humana, que provoca la enfermedad del sida.
Más del 80% de los casos de cáncer anal los provoca el VPH. Pero el sexo entre hombres no es la única razón por la que ese comité recomienda vacunas a niños de 11 y 12 años. Lo hace, también, para evitar que los varones transmitan el virus a las mujeres en etapas posteriores de su vida. Diversos estudios demuestran que un 20% de los niños y niñas han tenido sexo vaginal al cumplir los 15 años. "La vacunación de hombres ofrece una oportunidad de reducir el peso de las enfermedades que provoca el VPH tanto en hombres como en mujeres", explica la doctora Schuchat.
El hecho de que la transmisión sea por la vía sexual, y que los homosexuales sean un grupo de riesgo, ha provocado la oposición a la vacuna por parte de numerosos políticos conservadores. La mayor oponente es la representante republicana por Minnesota Michele Bachmann, candidata a las primarias presidenciales. El mes pasado dijo, en una entrevista en el canal televisivo NBC, que una mujer se le había acercado y le había dicho que su hija "sufría retraso mental después de recibir esa vacuna". "No hay una segunda oportunidad para esas niñas si hay consecuencias tan peligrosas para sus cuerpos", añadió. No hay indicios científicos de que esa conexión, entre vacuna y deficiencias mentales, sea cierta.
El coste de la vacuna, para los médicos que la administran, es de hasta 130 dólares (unos 93 euros). La recomendación gubernamental implica que, a partir de ahora, las aseguradoras privadas, que controlan el negocio de la sanidad en EE UU, deberán cubrirlas en sus pólizas de seguro. A los hombres se les aplica la vacuna llamada cuadrivalente, comercializada por Merck con el nombre de Gardasil. A las mujeres se les pueda administrar esa marca o la vacuna bivalente Cervarix, fabricada por GlaxoSmithKline.

**Publicado en "EL PAIS"

Multiple malaria vaccine offers protection to people most at risk

A new malaria vaccine has been created to target different forms of the disease and help those most at risk. The parasites that cause malaria come in many different forms. This new vaccine works by triggering a range of antibodies to fight the different malaria parasites.
Many existing vaccines target only a limited part of the parasite population, making them less effective.
Combined protection
Scientists at the University created the vaccine by combining multiple types of a key protein found in many different parasite types.
During infection the production of antibodies is triggered by this protein. Mixing multiple proteins induces antibodies against a wide range of malaria parasites.
Tests have shown that antibodies targeting this key protein offer improved protection against the disease. It has also been shown to be effective in animals.
Helping those at risk
Owing to the many different types of parasites, the only way to gain natural immunity to all these forms is to catch multiple strains of the illness.
A vaccine that overcomes this would be most useful to children and other vulnerable populations.
"Our approach is novel because it combines multiple antibody targets from different parasite types, giving broader protection. This could prove to be a useful vaccine," said the study's corresponding author, Dr. David Cavanagh of the University of Edinburgh's School of Biological Sciences.
Widespread infection
Malaria is spread by mosquito bites and affects people and animals. According to the World Health Organisation the disease affected 225 million people in 2009 and caused an estimated 781 000 deaths. Those affected were mostly children in sub-Saharan Africa.
The study, published by PLoS ONE, was supported by the European Commission.

**Source: University of Edinburgh

Un sistema permite controlar con la mente el vuelo de un helicóptero virtual

Científicos de la Universidad de Minnesota (EEUU) han diseñado un interfaz cerebro-ordenador que permite controlar el vuelo de un helicóptero con la mente. Las voluntarias, tres chicas de 20 a 23 años, lograron pilotar un aparato virtual haciéndolo atravesar con bastante éxito varios aros dispuestos en el aire. ¿La novedad? Que el sistema no es invasivo -se trata de un 'gorro' que recoge las ondas cerebrales- y que el control de la nave se realizó en tres dimensiones.
"Un interfaz ordenador-cerebro es un sistema que interpreta los pensamientos del usuario para producir comandos que controlen un ordenador o un dispositivo", explican los responsables del estudio en las páginas de 'PLoS ONE'. La teoría dice que gracias a estos sistemas se podrían mover objetos con la mente, como una prótesis, una silla de ruedas o un helicóptero.
De momento, las cosas no están tan avanzadas como para hacer que nuestra vida funcione mientras estamos sentados en el sofá, pero ya ha habido pequeñas conquistas en este ámbito del control mental. Por ejemplo, DARPA -una división del Pentágono que se dedica a la ciencia más cercana a la ficción- tiene un programa bastante avanzado de control de prótesis.
Lo más reseñable, según los investigadores, son los esfuerzos para hacer que los sistemas no invasivos se aproximen lo más posible a los invasivos, que "presentan varios grados de riesgo asociados con su implantación [en el cerebro]" y que hacen que sean "practicables sólo en casos en los que la habilidad motora está muy limitada y otros métodos de comunicación son inviables".
Aquí se enmarca este último experimento, que supone un avance principalmente porque el control del helicóptero se realizó en 3D (adelante-atrás, arriba-abajo y girando), "una habilidad que se había limitado a los registros invasivos, de forma que este trabajo abre nuevas vías a la bionavegación no invasiva o las neuroprótesis", subraya Bin He, director del estudio.
El interfaz diseñado por su equipo consta de un sistema montado en una especie de gorro que lee el ritmo sensoriomotor del cerebro, que después es interpretado y calibrado para controlar los movimientos del helicóptero en una pantalla. Gracias a él, las participantes 'pilotaron' el aparato de forma ininterrumpida a través de los aros virtuales con un éxito del 85%.

**Publicado en "EL MUNDO"

La dieta mediterránea está en peligro de extinción

Nunca hubo tanta información sobre nutrición ni tantos problemas de obesidad y alimentación inadecuada. Crecen las enfermedades asociadas al estilo de vida y Europa se 'olvida' de la dieta mediterránea y se 'atiborra' a calorías. Mientras, África sufre una de las peores crisis alimentarias de la historia. Los expertos reunidos con motivo del XI Congreso de la Federación Europea de Sociedades de Nutrición, que se celebra esta semana en Madrid, han dibujado un panorama desolador, pero también han propuesto algunas posibles soluciones.
"No estamos manteniendo la dieta mediterránea, que corre un gran riesgo de perderse", asevera Ascensión Marcos, presidenta del congreso. El paradigma de la alimentación sana, rica en verduras y frutas, con el indispensable aceite de oliva, el pescado siempre a mano y parca en grasas se desvanece. España es ya el tercer país europeo con más obesidad infantil. Los colegios no nutren adecuadamente a los niños y sus padres tampoco constituyen el mejor modelo. "Se come a salto de mata, cuando podemos. El actual estrés y la actividad diaria nos impiden seguir una dieta equilibrada", se lamenta Alfredo Martínez, presidente del comité científico del congreso.
Y eso que nuestra sociedad occidental cuenta no sólo con los mejores productos de la dieta mediterránea, sino con los conocimientos más avanzados sobre lo que conviene comer según la edad, los alimentos funcionales más sofisticados y la posibilidad de realizar una dieta que contrarreste las enfermedades a las que nos predisponen los genes. Todos estos avances se expondrán en el congreso, sin olvidar los obstáculos que impiden que buena parte de la población se beneficie de ellos.
Precisamente, el cometido de Francesco Branca, director del Departamento de Nutrición para la Salud y el Desarrollo de la Organización Mundial de la Salud (OMS), ha sido narrar en qué punto se encuentran las medidas políticas y científicas encaminadas a mejorar los patrones dietéticos. La cruda realidad es que no van bien. Prueba de ello es que, en estos momentos, las patologías no transmisibles -como el cáncer, las enfermedades cardiovasculares o la diabetes- constituyen la principal causa de muerte en la mayor parte del mundo.
El sobrepeso y la obesidad, que en algunos lugares del planeta afectan a más del 60% de la población adulta, se encuentran entre los factores de riesgo más destacados de estas dolencias. "En África central las cifras siguen siendo más bajas que en el resto del mundo, pero aumentan poco a poco", señala Branca. Hasta tal punto que, por increíble que parezca, "en los últimos 20 años se ha duplicado el número de niños menores de cinco años con sobrepeso en este continente", agrega. De hecho, donde más crecen los problemas de exceso de peso infantil es en los países que se encuentran en transición económica hacia un mayor nivel de renta.
Los países más pobres también están alcanzando a los más ricos en la ingesta de grasa. Por supuesto, África también se lleva la peor parte en lo que a hambre y desnutrición se refiere. Por otra parte, en las naciones del norte de Europa y en Francia se ha conseguido frenar la epidemia de obesidad, pero sólo entre los segmentos más favorecidos de la población. Entre los individuos con menos recursos económicos, la tendencia no se ha revertido.

-Medidas eficaces
Ante esta situación, Branca reconoce que aún queda un largo camino por recorrer, pero ya se puede hablar de medidas exitosas. Entre las iniciativas para mejorar la dieta, la reducción de la ingesta de sal, el reemplazo de las grasas trans por grasas poliinsaturadas y la concienciación pública sobre la alimentación más adecuada son tres intervenciones que han mostrado un alto grado de coste-efectividad. Otras propuestas, como restringir la publicidad de comida y bebida a niños, promover la comida sana en los colegios o animar a los médicos de atención primaria a que den consejos nutricionales a sus pacientes no han cosechado, de momento, resultados tan buenos. "Tenemos que aumentar el inventario de medidas útiles y realizar más estudios sobre su eficacia en los lugares con bajos ingresos", precisa Branca.
Otro capítulo importante es el de la agricultura, donde es indispensable administrar bien las ayudas que se conceden para, por ejemplo, buscar alternativas más sanas al aceite de palma, que es más barato que otros pero es demasiado rico en grasas naturales. Asimismo, el representante de la OMS se refirió a la planificación urbana: "La forma en la que están diseñadas las ciudades afecta al estilo de vida".
En cuanto a las medidas fiscales para restringir el uso de ingredientes con poco valor nutricional o gravar con impuestos los productos menos sanos, valora positivamente las leyes en esta línea que han puesto en marcha recientemente Hungría y Dinamarca. Finalmente, Branca asegura que "estamos hablando de una emergencia. Necesitamos más compromiso e inversión, así como herramientas para saber como implementar las intervenciones más eficaces".
La situación más crítica se vive en el continente africano donde, según explica Ana Lartey, del Departamento de Nutrición y Ciencias de la Alimentación de la Universidad de Ghana, "la subida drástica de los precios de los alimentos está afectando gravemente a la población, que gasta entre un 50% y un 80% de lo que gana en comida". Con un porcentaje tan elevado del salario dedicado a la nutrición, cualquier nuevo incremento tiene consecuencias desastrosas.
"Las familias intentan hacer algo para enfrentarse a esa subida de precios. Por ejemplo, a veces dejan de tomar verduras y carne y comen muchos hidratos de carbono", cuenta Lartey. "También reducen la cantidad y, en vez de hacer tres comidas al día, ingieren sólo dos o una". Cuando las cosas se ponen muy feas, "venden sus joyas y el ganado y sacan a sus hijos del colegio".
Expertos como Lartey centran sus esfuerzos en proteger a esas familias de las crisis alimentarias y apuestan por medidas a largo plazo que "proporcionen a la población la capacidad para que no les afecten tanto". El dinero en efectivo o los vales para adquirir comida son meros parches. Mejorar la agricultura y aumentar los cultivos autóctonos para no tener que importar productos se perfilan como posibles soluciones. "Como científicos, tenemos que investigar cuáles son las mejores vías para reducir la desnutrición. También debemos obtener datos sobre la crisis que estamos sufriendo para presentárselos a las autoridades y proponer medidas", concluye Lartey.

**Publicado en "EL MUNDO"

En un experimento con ratones afectados con progeria logran duplicar su esperanza de vida



Todas las enfermedades se dirigen hacia un único mal, el envejecimiento. Quien encuentre la llave para ese problema no solo podrá modular el paso del tiempo sino que cambiará el curso de las enfermedades cardiovasculares, óseas y metabólicas ligadas al envejecimiento. En este largo camino de la investigación, un equipo de investigadores españoles y franceses, liderado por el catedrático de la Universidad de Oviedo Carlos López-Otín ha desarrollado un tratamiento capaz de bloquear el defecto genético responsable de laprogeria, una extraña enfermedad que causa el envejecimiento prematuro en plena infancia. Se trata de un avance fundamental para las personas afectadas con progeria, pero también para tratar todos los males relacionados con la edad.



El estudio, realizado en ratones, se publica en la revista «Science Translational Medicine». Los niños afectados con progeria son viejos a los seis años de vida. Pierden pelo, sus huesos se debilitan y sus corazones y cerebros se fatigan tanto como si fueran septuagenarios. La mayoría no logra superar la adolescencia, víctimas de una trombosis o de un infarto. Este caos biológico lo provoca un defecto genético que conduce a la producción de una proteína llamada progerina, tóxica para el organismo. Esta misma proteína también se acumula durante el envejecimiento normal por lo que si se encuentra una vía para controlarla, en teoría, se tendría una fórmula antiedad.






-«Terapia antisentido»
El tratamiento diseñado por los científicos de la Universidad de Oviedo, en colaboración con el Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares, el Instituto Asturiano de Odontología y la Universidad de Marsella, consiste en bloquear la síntesis de esta proteína tóxica. Utilizaron una estrategia llamada «terapia antisentido» con ratones modificados genéticamente para que reprodujeran fielmente la enfermedad. La terapia molecular funcionó y los ratones tratados mejoraron todos los síntomas asociados al envejecimiento acelerado, hasta casi duplicar su esperanza de vida.
Ya hay ensayos clínicos en marcha para prolongar la vida de estos enfermos con fármacos que bajan el colesterol y combaten la osteoporosis que también elevan su esperanza de vida. Los resultados son similares a los que ha logrado ahora el equipo de la Universidad de Oviedo. «Ambos tratamientos duplican la longevidad, lo que cambia es la inespecificidad. Nuestra vía va dirigida específicamente a bloquear el defecto genético directamente causante de la misma. Si no surgen problemas de toxicidad, ésta sería la opción más lógica. Además, cabe la posibilidad de que puedan administrarse de manera combinada», explica Carlos López-Otín. Por ahora, los resultados son un primer paso hacia el desarrollo de un ensayo clínico en pacientes con progeria. «La relevancia del trabajo está más relacionado con las posibilidades que abre que con sus aplicaciones clínicas inmediatas», aclara.
De momento, el ratón transgénico creado como modelo de la enfermedad permite ensayar tratamientos que van dirigidos a la raíz del problema.
En la actualidad ya hay ensayos con pacientes que prueban la «terapia antisentido» en trastornos graves como la distrofia muscular y el cáncer.


**Publicado en "ABC"

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