Planarian Genes That Control Stem Cell Biology Identified

Despite their unassuming appearance, the planarian flatworms in Whitehead Institute Member Peter Reddien's lab are revealing powerful new insights into the biology of stem cells -- insights that may eventually help such cells deliver on a promising role in regenerative medicine.

In this week's issue of the journal Cell Stem Cell, Reddien and scientists in his lab report on their development of a novel approach to identify and study the genes that control stem cell behavior in planarians. Intriguingly, at least one class of these genes has a counterpart in human embryonic stem cells.
"This is a huge step forward in establishing planarians as an in vivo system for which the roles of stem cell regulators can be dissected," says Reddien, who is also an associate professor of biology at MIT and a Howard Hughes Medical Institute (HHMI) Early Career Scientist. "In the grand scheme of things for understanding stem cell biology, I think this is a beginning foray into seeking general principles that all animals utilize. I'd say we're at the beginning of that process."
Planarians (Schmidtea mediterranea) are tiny freshwater flatworms with the ability to reproduce through fission. After literally tearing themselves in half, the worms use stem cells, called cNeoblasts, to regrow any missing tissues and organs, ultimately forming two complete planarians in about a week.
Unlike muscle, nerve, or skin cells that are fully differentiated, certain stem cells, such as cNeoblasts and embryonic stem cells are pluripotent, having the ability to become almost cell type in the body. Researchers have long been interested in harnessing this capability to regrow damaged, diseased, or missing tissues in humans, such as insulin-producing cells for diabetics or nerve cells for patients with spinal cord injuries.
Several problems currently confound the therapeutic use of stem cells, including getting the stem cells to differentiate into the desired cell type in the appropriate location and having such cells successfully integrate with surrounding tissues, all without forming tumors. To solve these issues, researchers need a better understanding of how stem cells tick at the molecular level, particularly within the environment of a living organism. To date, a considerable amount of embryonic stem cell research has been conducted in the highly artificial environment of the Petri dish.
With its renowned powers of regeneration and more than half of its genes having human homologs, the planarian seems like a logical choice for this line of research. Yet, until now, scientists have been unable to efficiently find the genes that regulate the planarian stem cell system.
Postdoctoral researcher Dan Wagner, first author of the Cell Stem Cell paper, and Reddien devised a clever method to identify potential genetic regulators and then determine if those genes affect the two main functions of stem cells: differentiation and renewal of the stem cell population.
After identifying genes active in cNeoblasts, Wagner irradiated the planarians, leaving a single surviving cNeoblast in each planarian. Left alone, each cNeoblast can form colonies of new cells at very specific rates of differentiation and stem cell renewal.
The researchers knocked down each of the active genes, one per planarian, and observed how the surviving cNeoblasts responded. By comparing the rate of differentiation and stem cell renewal to that of normal cNeoblasts, they could determine the role of each gene. Thus, if a colony containing a certain knocked down gene were observed to have fewer stem cells than the controls, it could be concluded that gene in question plays a role in the process of stem cell renewal. And if the colony had fewer differentiated cells than normal, the knocked down gene could be associated with differentiation.
"Because it's a quantitative method, we can now precisely measure the role of each gene in different aspects of stem cell function," says Wagner. "Being able to measure stem cell activity with a colony is a great improvement over methods that existed before, which were much more indirect."
In total, Wagner identified 10 genes impacting cNeoblast renewal, and two genes with roles in both renewal and differentiation. According to Wagner, three of the stem cell renewal genes are particularly intriguing because they code for proteins that are similar to components of Polycomb Repressive Complex 2 (PRC2), known to regulate stem cell biology in mammalian embryonic stem cells and in other stem cell systems.
"It's interesting because it suggests a parallel between how stem cells operate in planarians and in mammals. For example, there might be similarities between how cNeoblasts and embryonic stem cells function and maintain stemness at the molecular level," he says.

*Source: "SCIENCE DAILY"

Las herramientas web pueden ser útiles como vehículo terapéutico y educativo

Internet ha cambiado el mundo y está cambiando también la medicina. Además de facilitar el acceso a los conocimientos y la innovación, la 'world wide web' ofrece un espacio en el que los pacientes pueden encontrar herramientas para mejorar su día a día e, incluso, a través de las cuales recibir un tratamiento eficaz. Dos estudios analizan algunas de estas alternativas.
El síndrome de fatiga crónica es un trastorno de origen desconocido que se suela tratar mediante terapia conductual cognitiva y los pacientes mejoran sustancialmente, en comparación con aquellos que no reciben ningún tratamiento. Pero la dificultad en el acceso a ella, por la escasez de especialistas, "supone un acceso desigual".
Para saltar esta barrera, un grupo de expertos del Wihelmina Children's Hospital (Holanda) decidió explorar el poder de esta terapia cuando se ofrece a través de internet. Sesenta y ocho adolescentes que sufrían este síndrome siguieron este tratamiento virtual durante seis meses y la mejora fue notable.
El 85% ya no sufría fatiga grave y el 78% tenía una función motora normal, comparado con el 27% y el 20%, respectivamente, de aquellos que siguieron con la terapia presencial. El programa, llamado FITNET, también logró que el 75% de los pacientes asistiera al colegio, frente al 16% del grupo control.
Las fortalezas de este tratamiento, que podrían explicar su éxito, son que "está disponible en cualquier momento, evita las barreras del cara a cara (retrasos debido a las dificultades de acceso, problemas con las citas, ausencia en el colegio o el trabajo, desplazamientos hasta la consulta) y reduce los tiempos de terapia y los costes", señalan los autores en las páginas de 'The Lancet'.

-Formando 'pacientes activos'
Además de ser una herramienta terapéutica, también puede ser una plataforma educativa para dotar al enfermo de mayor autonomía. El concepto de 'paciente activo' se refiere a aquél capaz de manejar su enfermedad día a día, aquél que puede tomar decisiones cuando se presentan las complicaciones normales de la enfermedad que padece y que tiene confianza en sus habilidades para hacer todo esto. Los programas 'on-line' pueden fomentar estas capacidades, especialmente en los enfermos crónicos, para reducir así la carga que suponen para el sistema sanitario.
"El cuidado de los pacientes con enfermedades crónicas consume el 78% del coste total de gasto sanitario de EEUU" y esta cifra, debido al envejecimiento de la población y al aumento de algunas patologías, va en aumento. Por eso, "un objetivo crucial del sistema sanitario es proporcionarles las herramientas necesarias para que tomen decisiones informadas sobre los cuidados que necesitan y para resolver los problemas que se encuentran día a día", señala un trabajo publicado en 'Journal of Medical Internet Research'.
Internet ofrece una oportunidad única para fomentar este autocuidado y varias herramientas dispuestas en la 'www' han probado suerte con el fin de crear 'pacientes activos'. MyHealth Online, de Carolinas Healthcare System, es una de ellas. Durante 12 semanas, 100 pacientes que padecen asma, diabetes o hipertensión siguieron un programa con las aplicaciones interactivas que ofrece este portal. Otros 100 pacientes, el grupo de control, sólo accedieron a los contenidos educativos.
El diseño de los ejercicios, específico para cada patología, mejoró la activación de los pacientes, que ganaron capacidad y confianza en el manejo de su enfermedad. Este efecto fue más evidente sobre aquellos participantes que partían desde niveles más bajos de activación, según el estudio.
Herramientas como esta, "contribuyen a ampliar la población de pacientes que son capaces de manejan activamente sus patologías", señalan los autores. Además de tener el potencial para fomentar el autocuidado -y de liberar así al sistema sanitario- "los pacientes activos son más propensos a seguir las recomendaciones de los médicos lo que implica una mejor salud", subrayan.

**Publicado en "EL MUNDO"

A Supercharged Protein Reduces Damage from Heart Attack

Researchers from the University of North Carolina at Chapel Hill reduced damage from a heart attack by 50 percent by enhancing a protective protein found in mice and humans. The study, in which mice were bred to make a supercharged version of the protein focal adhesion kinase, or FAK, appeared March 1 in the online edition of the journal Arteriosclerosis, Thrombosis and Vascular Biology.

"This study shows that we can enhance existing cell survival pathways to protect heart cells during a heart attack," said Joan Taylor, PhD, associate professor in UNC's department of pathology and laboratory medicine. Taylor added that the findings could lead to new treatment approaches for heart attacks and may have broad implications for scientists seeking to manipulate the body's natural defensive systems.
During a heart attack, oxygen-deprived heart cells emit signals that activate the usually inert protein FAK, like the cry of a damsel in distress awakening her sleeping knight. If the gallant FAK arrives in time, it can save the cell and reduce permanent damage to the heart.
Taylor and her colleagues were intrigued by FAK's protective abilities. "We thought if we could activate FAK to a greater extent, then we could better protect those heart cells," said Taylor. Based on their previous studies that defined the signals induced by FAK in heart cells, they reasoned that expression of FAK set to an "always-on" position would eventually suffer uncontrolled inflammation and heart failure. "Simply having more of a good thing isn't always better," said Taylor. "The dynamics of the protein's activities are important to appropriately transmitting those survival signals."
The researchers then adjusted their formula to create a new protein they called "SuperFAK." To enhance its protective abilities without the harmful side effects, SuperFAK was primed for activation -- ready to rush to the scene at the slightest provocation from stressed heart cells -- but remained under the control of the mice's natural feedback systems that would shut it off when the crisis passed.
Mice with SuperFAK showed a much stronger FAK response during a heart attack than mice with the natural protein, and three days later had about 50 percent less heart damage. Critically, SuperFAK deactivated at the appropriate time, so the eight-week follow-up revealed no detrimental effects.
The findings offer evidence that, rather than simply activating or de-activating key proteins, researchers can benefit from a more nuanced approach that taps into the body's natural feedback loops. "I think folks could use this idea to exploit mutations in other molecules -- by thinking about how to modify the protein so that it can be under natural controls," said Taylor. "Negative feedback loops are important because they 'reset' the system."
The findings also may help researchers augment FAK in patients undergoing chemotherapy. Some chemotherapy drugs are known to break down FAK, leaving patients' hearts more vulnerable to damage.

**Source: "SCIENCE DAILY"

Nuevos hallazgos sobre el efecto de los cannabinoides en la memoria

Que el consumo de cannabis altera la memoria no es un secreto para la ciencia, ni tampoco para los usuarios de esta droga. Sin embargo, los efectos de la marihuana sobre las células cerebrales siguen arrojando resultados novedosos.
El último puede leerse esta semana en la revista 'Cell', donde un grupo de investigadores franceses y chinos explica cómo se las ingenia la marihuana para alterar la memoria espacial a corto plazo (la que nos permite procesar el contexto que nos rodea).
Y es que, al contrario de lo que se pensaba hasta ahora, el principal ingrediente activo del cannabis (el tetrahidrocannabinol o THC), no altera directamente las neuronas, sino que actúa uniéndose primero a otro tipo de células cerebrales, los astrocitos. Pedro Grandes, de la Facultad de Medicina del País Vasco, y uno de los firmantes, subraya que una de las novedades del estudio radica en el hallazgo de ese mecanismo, "porque hasta ahora ya se sabía que la exposición aguda al THC provoca alteracioens de la memoria".
Como explica a ELMUNDO.es Manuel Guzmán, presidente de la Sociedad Española de Investigación sobre Cannabinoides, el hallazgo tiene sobre todo gran importancia a nivel básico. "Es la primera vez que se demuestra que los efectos del cannabis en la memoria a corto plazo no están mediados directamente por las neuronas", aclara. Sino que, como si de una escalera se tratase, el THC se une a los receptores de cannabinoides que hay en la superficie de los astrocitos; éstos segregan una sustancia denominada glutamato y éste, a su vez, se liga a los receptores de glutamato de las neuronas. Es decir, dejando al margen de este 'juego' a los receptores de cannabis de las neuronas.

-El andamio cobra protagonismo
El estudio, encabezado por Giovanni Marsicano, del instituto francés de investigación Inserm, refuerza por primera vez el papel de esas células cerebrales estrelladas (los astrocitos o astroglios) en los efectos del cannabis; "pero deja abierto de momento porqué la droga se liga a unos receptores y no a otros".
En el estudio, llevado a cabo con ratones, se empleó una dosis muy elevada de THC, unos 5mg por cada kilo, cuando un porro ronda los 30 mg (es decir, unos 0,5 mg por kilo para un sujeto de unos 70 kg). Por eso, entre otras razones, Guzmán es más cauto a la hora de extraer conclusiones clínicas del ensayo. "Podríamos plantearnos tratar selectivamente unos receptores u otros para tratar problemas de memoria en pacientes con Alzheimer, pero ésa es una posibilidad muy lejana de momento".
En lo que sí incide esta investigación es en la importancia que cada vez están adquiriendo los astrocitos dentro de la población de células que componen nuestro cerebro. Por cada neurona, existen dos células de glia en nuestro cerebro, de las cuales, los astrocitos son las más numerosas. Hasta ahora se consideraban un mero 'pegamento' o andamiaje, pero "en la última década se ha acumulado la evidencia que demuestra que juegan un papel más activo en las conexiones entre neuronas [como ya demostraron investigadores españoles]", afirma el trabajo de 'Cell'.

**Publicado en "EL MUNDO"

Structure of virus gives drug possibility

U.S. scientists say knowledge of the structure of a virus that causes a potentially fatal disease in children could bring antiviral drugs to treat the disease.
Purdue researchers have created three-dimensional reconstruction of enterovirus 71, which causes hand, foot and mouth disease common around the world but which can reportedly sometimes cause potentially fatal encephalitis.
Their study, along with one from Oxford University, shows a possible path to creating antiviral drugs to treat the infection, a Purdue release said Thursday.
"Taken together, the findings in both papers are useful when you are trying to stop the virus from infecting host cells," Purdue biological science Professor Michael G. Rossmann said. "The common theme is that they both report for the first time on the structure of this virus, and this tells us how to design compounds to fight the infection."
Both teams used a technique called X-ray crystallography to determine the virus's precise structure, showing similarities to features on related enteroviruses including poliovirus.
The disease is found primarily in the Asia-Pacific region. Of the 427,278 cases of the disease recorded in mainland China between January and May 2010, 5,454 cases were classified as severe, with 260 deaths, the World Health Organization says.
"Right now, there isn't much you can do for a child who contracts encephalitis," Purdue researcher Richard J. Kuhn said.Read more: http://www.upi.com/Science_News/2012/03/01/Structure-of-virus-gives-drug-possibility/UPI-45391330647817/#ixzz1nwNx9R2f

*UPI

Francia aprueba el pasaporte biológico para los deportistas de alto nivel

El Parlamento francés ha adoptado una proposición de ley para reforzar la lucha contra el dopaje que creará un pasaporte biológico para todos los deportistas de alto nivel y que, en caso de sanción, podría acarrear la exclusión definitiva del atleta de la competición.
El texto, aprobado definitivamente por la Asamblea Nacional y por el Senado por casi unanimidad, con la abstención de los parlamentarios comunistas y ecologistas, se aplicará a los deportistas franceses de alto nivel, tanto profesionales como de categorías inferiores.
El pasaporte entrará en vigor el 1 de julio de 2013, una vez que se haya llevado a cabo "una concertación previa con el movimiento deportivo", señaló el ponente del texto, el socialista Jean-Jacques Lozach. La Agencia Francesa de Lucha contra el Dopaje (AFLD) será el organismo encargado de elaborar el pasaporte biológico y de practicar los análisis, que serán tanto de orina como de sangre.
En caso de que se detecten parámetros anormales en un deportista que pudieran indicar que ha consumido alguna sustancia no permitida o que ha utilizado un método prohibido, la AFLD recurrirá a un comité de tres expertos.
Si éstos confirman por unanimidad que se han infringido las reglas, una vez analizadas también las observaciones del deportista en cuestión, se impondrán las sanciones disciplinarias correspondientes. Dichas sanciones serán decididas por las respectivas federaciones deportivas y pueden llegar hasta la exclusión definitiva de la competición del infractor.

-Cerco a la reventa de entradas
El Gobierno aprobará más adelante un decreto donde precise las condiciones de aplicación de la norma, que no persigue detectar el producto o el método dopante, sino anomalías en los parámetros del deportista. Se trata de un sistema similar al que aplica la Unión Ciclista Internacional (UCI) u otros países de Europa como Suiza y Alemania.
"Controles sorpresa, de localización, urinarios y sanguíneos: el pasaporte biológico, otra herramienta, tapa aún más los agujeros" del sistema, señaló el ministro francés de Deporte y excampeón de Judo, David Douillet, sobre el texto, redactado por los conservadores Eric Berdoati y Michèle Tabarot.
Por otro lado, el Parlamento francés aprobó además la prohibición para revender entradas de eventos deportivos o culturales sin la autorización expresa del organizador del espectáculo.

Practicar algún ejercicio en horas de trabajo mejora la salud y el rendimiento laboral

Estar sentado es malo para su salud. Quizá le parezca un tanto exagerado, pero todos los estudios sobre la relación entre pasar muchas horas al día sentado y padecer ciertas enfermedades lo avalan. Un equipo de la Sociedad Americana contra el Cáncer, liderado por la doctora Alpa Patel, realizó un extenso estudio con una muestra de más de 100.000 personas durante catorce años con el que se determinó que pasar más de seis horas al día sentado aumentaba el riesgo de sufrir enfermedades cardiovasculares, independientemente de si se hace ejercicio o no. Este sedentarismo impuesto por el hecho de trabajar en una oficina también está relacionado con la diabetes, la obesidad, enfermedades respiratorias y problemas del sistema nervioso central. «Hay que tratar de cualquier manera de reducir el tiempo que pasamos sentados», advierte la doctora Patel, quien recomienda caminar a la mesa de un compañero en vez de llamar o enviar un correo, o tomarse un descanso de cinco minutos cada hora, lo que final del día nos habrá ahorrado más de una hora de apoltronamiento.
Para contrarrestar estos efectos nocivos, varias empresas de EE.UU. han decidido trasladar el gimnasio a la oficina reemplazando los despachos por mesas que llevan incorporada una cinta para andar o correr. Este tipo de mobiliario se puede adquirir por unos 3.000 euros, una inversión que los trabajadores agradecen, y que mejora significativamente su calidad de vida y su rendimiento laboral. Una alternativa más asequible, pero que también se está extendiendo, son las mesas de altura regulable y que permiten trabajar tanto de pie, como sentado.
En un reciente artículo, el «New York Times» mencionó un estudio realizado por la Clínica Mayo en colaboración con 18 empleados de Salo, una empresa de Minneapolis que ya ha incorporado cintas mecánicas y auriculares inalámbricos para que sus trabajadores puedan caminar mientras hablan por teléfono. Durante medio año ese grupo de personas fue monitorizado y cuando finalizó el estudio, el grupo había perdido 70 kilos en total, además de registrar una mejora apreciable en sus niveles de colesterol y triglicéridos.
Pero convencer a los jefes de los beneficios de este tipo de mobiliario no es sencillo. Por eso han proliferado en internet las tablas de ejercicios que se pueden hacer sentado o con la ayuda de los recovecos de la oficina. Otra alternativa que se está extendiendo es cambiar la silla por una pelota de «fitness». Aunque sus beneficios aún no están demostrados y varios expertos dudan de sus efectos saludables, los que las usan defienden que los mantiene activos y les obliga a prestar más atención a su postura.
Pero estar todo el día sentado no es lo único perjudicial que hacemos durante el trabajo. La pantalla del ordenador, una silla poco ergonómica o un teclado y un ratón que no se ajusten bien al cuerpo pueden tener efectos perjudiciales para la salud. Adria Mooney, la autora del blog «The Ergonomenon», se dio cuenta de que después de pasar largas horas trabajando en el ordenador sus muñecas y sus brazos se resentían y que su cuerpo en general estaba sufriendo. Como resultado Mooney lanzó su bitácora digital, un espacio para comentar productos pensados para que la interacción del hombre con la máquina sea lo más saludable posible.

**Publicado en "ABC"