Discovery of Hair-Cell Roots Suggests the Brain Modulates Sound Sensitivity

The hair cells of the inner ear have a previously unknown "root" extension that may allow them to communicate with nerve cells and the brain to regulate sensitivity to sound vibrations and head position, researchers at the University of Illinois at Chicago College of Medicine have discovered.

Their finding is reported online in advance of print in the Proceedings of the National Academy of Sciences.
The hair-like structures, called stereocilia, are fairly rigid and are interlinked at their tops by structures called tip-links.
When you move your head, or when a sound vibration enters your ear, motion of fluid in the ear causes the tip-links to get displaced and stretched, opening up ion channels and exciting the cell, which can then relay information to the brain, says Anna Lysakowski, professor of anatomy and cell biology at the UIC College of Medicine and principal investigator on the study.
The stereocilia are rooted in a gel-like cuticle on the top of the cell that is believed to act as a rigid platform, helping the hairs return to their resting position.
Lysakowski and her colleagues were interested in a part of the cell called the striated organelle, which lies underneath this cuticle plate and is believed to be responsible for its stability. Using a high-voltage electron microscope at the National Center for Microscopy and Imaging Research at the University of California, San Diego, Florin Vranceanu, a recent doctoral student in Lysakowski's UIC lab and first author of the paper, was able to construct a composite picture of the entire top section of the hair cell.
"When I saw the pictures, I was amazed," said Lysakowski.
Textbooks, she said, describe the roots of the stereocilia ending in the cuticular plate. But the new pictures showed that the roots continue through, make a sharp 110-degree angle, and extend all the way to the membrane at the opposite side of the cell, where they connect with the striated organelle.
For Lysakowski, this suggested a new way to envision how hair cells work. Just as the brain adjusts the sensitivity of retinal cells in the eye to light, it may also modulate the sensitivity of hair cells in the inner ear to sound and head position.
When the eye detects light, there is feedback from the brain to the eye. "If it's too bright the brain can say, okay, I'll detect less light -- or, it's not bright enough, let me detect more," Lysakowski said.
With the striated organelle connecting the rootlets to the cell membrane, it creates the possibility of feedback from the cell to the very detectors that detect motion. Feedback from the brain could alter the tension on the rootlets and their sensitivity to stimuli. The striated organelle may also tip the whole cuticular plate at once to modulate the entire process.
"This may revolutionize the way we think about the hair cells in the inner ear," Lysakowski said.

**Published in "SCIENCE DAILY"

Una niña explica en "EL MUNDO" cómo ha superado su alergia al huevo

Hemos pasado cuatro largos meses de tratamiento, pero han merecido la pena. Mi hija, María Campos Matey, se ha portado como una auténtica campeona. Ha resistido sin rechistar los dos días por semana de hospital, las constantes reacciones de su terapia, la incertidumbre sobre si ésta funcionaría... y el temor de sus padres a que sufriera una reacción grave en casa, sin un médico al lado. Tiene nueve años y es alérgica al huevo. Cuando tenía nueve meses y lo probó por primera vez tuvo una reacción: Su piel se llenó de ronchas y comenzó a toser. Es asmática. Desde entonces no ha probado ningún alimento que contenga huevo o trazas de este alimento. Hasta hoy.
"Me encantan las magdalenas, no sabía que estuvieran tan ricas", comenta María entusiasmada. Magdalenas, filetes empanados, croquetas, tartas de cumpleaños... Ahora puede disfrutar de muchos alimentos que antes no entraban en su dieta. Todo gracias a un tratamiento: la inducción de tolerancia oral (IOT) o desensibilización que ha seguido en el Servicio de Alergia del Hospital Clínico San Carlos, de Madrid.

La alergia al huevo es, junto con la de la leche, la más frecuente. Según diferentes estudios pueden llegar a afectar al 1,7% de la población, en el caso de la leche, y hasta al 7,5%, en el del huevo. Ser alérgico a estos productos implica tener que seguir dietas muy restrictivas pero, sobre todo, tener un elevado riesgo de reacciones (síntomas cutáneos, respiratorios, digestivos o anafilaxia) por su ingesta o por entrar en contacto accidental con el producto.
A María le ha pasado. "Un día mi abuela estaba friyendo filetes empanados con huevo para mis hermanas y sin querer dio la vuelta a mi carne, que se estaba haciendo en otra sartén, con el mismo tenedor que estaba usando para los rebozados... Cuando me comí el primer trozo, ya empecé a ponerme mala", relata.
Conseguir un tratamiento para eliminar las alergias es importante, manifiesta Teresa Boyano, alergóloga infantil del Hospital La Paz de Madrid, porque los descuidos pueden ocurrir en cualquier momento. "He visto una reacción alérgica en la cara de un niño porque su madre había comido galletas y luego le había dado un beso, o porque no ha caído en que determinado alimento lleva trazas de huevo, por ejemplo, las gulas que llevan albúmina de huevo, lo mismo que las patatas fritas congeladas".

Hace cuatro meses, María comenzó la IOT en el Hospital Clínico. Allí le esperaba la doctora Mónica Rodríguez Álvarez. "La terapia diseñada para el tratamiento de la alergia alimentaria consiste en administrar dosis crecientes del alimento, bajo supervisión médica, hasta alcanzar la tolerancia a dosis completa (un huevo completo o 200 ml en el caso de la leche), es decir, que el paciente tome el alimento sin presentar reacción. La administración se realiza de forma controlada dando dosis progresivamente crecientes en días sucesivos hasta alcanzar la tolerancia", afirma la especialista.

-Paso a paso
Existen diversos protocolos para la desensibilización en varios hospitales de la capital y en el resto de España. El del Clínico se lleva a cabo de forma ambulatoria. Durante la primera semana de tratamiento acuden de lunes a jueves para recibir dosis crecientes del alimento (hasta cuatro diarias) que se administran cada 20 minutos.
"Dormía en casa de mis abuelos la noche anterior a la consulta porque me llevaban ellos y había que levantarse muy pronto. Mis padres trabajan y sólo pudieron venir conmigo unos pocos días. Cuando llegaba me tomaban la tensión y la saturación de oxígeno [oxígeno transportado por la hemoglobina en el interior de los vasos sanguíneos], también me auscultaban y, si todo estaba bien, me daban un vasito con batido de chocolate y clara de huevo. Esperaba 20 minutos para tomarme el segundo vaso, así varias veces. Luego tenían que pasar dos horas para desayunar. Mientras tanto jugábamos a la nintendo todos juntos [otros niños en su misma situación], también pintábamos y leíamos cuentos". A María lo que más 'rabia' le da de ser alérgica al huevo no es el miedo a una posible reacción o tener que leer todas las etiquetas de los productos, sino "no saber a qué sabe el huevo", comenta.
Una vez superada esta fase, el niño debe acudir de nuevo dos días en semana al hospital para recibir una dosis única de huevo, que va aumentando según la tolerancia. "Hubo días que sí me dio reacción. Alguna vez vomité y también me tuvieron que poner un aerosol con medicación porque soy asmática y no podía respirar, pero no me importó, sólo quería que terminara el tratamiento y poder comer todo lo que quisiera". Cuando se produce una reacción durante los aumentos de las dosis se administra medicación para controlar los síntomas.

-Seis meses más
Los días en que no iba al hospital, María tomaba en casa la dosis establecidas por el médico, con el fin de mantener dicha tolerancia. Tras cuatro meses, ya puede consumir alimentos que contengan huevo (bizcocho, mahonesa...) aunque le falta un último empujón para poder comer una tortilla o un huevo frito.
"Estará seis meses ingiriendo en casa 33 mililitros de clara de huevo (lo que corresponde a un huevo crudo completo) mezclada con 33 mililitros de batido de chocolate y comiendo alimentos que contengan huevo, además de su medicación correspondiente. Pasado ese plazo, acudirá al hospital donde se le administrará el primer huevo entero", insiste Rodríguez Álvarez.
La desensibilización al huevo o a la leche "es un procedimiento en fase experimental que se está aplicando en varios hospitales. Aunque hay mucho ruido mediático, de momento sólo es experimental", declara la doctora Boyano. Pese a ello, "en la mayoría de los trabajos publicados, la tasa de éxito tras la desensibilización se encuentra en torno al 80%, sin embargo en un estudio publicado en 2008, en el que se incluyeron únicamente pacientes con elevada sensibilización, la tasa de éxito descendió hasta el 36%. Esto lleva a pensar que en las personas con alergia grave, este tratamiento fracasa en un elevado porcentaje de casos", recuerda Rodríguez Álvarez.

-A largo plazo
Pese a estos datos, "hasta el momento actual, nuestra experiencia con el tratamiento de desensibilización es de una tasa de éxito del 100% , para pacientes alérgicos a la leche y del 93% para los alérgicos al huevo". En este servicio, cuentan con datos de seguimiento a pacientes de 12, 24 y 36 meses que confirman que manteniendo la ingesta diaria del alimento, dos o tres veces por semana, la tolerancia se mantiene.
No obstante, la especialista del Clínico advierte de que "es un tratamiento que debe realizarse en centros que reúnan las condiciones necesarias, medios técnicos suficientes y con personal entrenado en el control y tratamiento de las reacciones alérgicas en el caso de que estas se produzcan. Además, son necesarios más estudios para establecer si la IOT produce curación a largo plazo entendida como tolerancia persistente sin ingesta regular del alimento", agrega.
A María sólo le quedan unos meses por delante para tener el alta hospitalaria. Cuando llegue el momento, en el mes de agosto, tomará bajo supervisión médica su primer huevo entero, en forma de tortilla, huevo duro o frito. Si 'supera la prueba', podrá añadir el alimento a su dieta como cualquier niño no alérgico.
"Para mantener la tolerancia, el paciente debe continuar tomando al menos 200 ml de leche al día (un vaso de leche al día) o un huevo entero al menos tres veces en semana, lo que equivale desde nuestro punto de vista a una normalización de la dieta", concluye la doctora Rodríguez Álvarez.

**Publicado en "EL MUNDO"

Drug Helps Purge Hidden HIV

A team of researchers at the University of North Carolina at Chapel Hill has successfully flushed latent HIV infection from hiding, with a drug used to treat certain types of lymphoma. Tackling latent HIV in the immune system is critical to finding a cure for AIDS.

The results were presented March 8 at the 19th Conference on Retroviruses and Opportunistic Infections in Seattle, Washington.
While current antiretroviral therapies can very effectively control virus levels, they can never fully eliminate the virus from the cells and tissues it has infected.
"Lifelong use of antiretroviral therapy is problematic for many reasons, not least among them are drug resistance, side effects, and cost," said David Margolis, MD, professor of medicine, microbiology and immunology, and epidemiology at the University of North Carolina at Chapel Hill. "We need to employ better long-term strategies, including a cure."
Margolis' new study is the first to demonstrate that the biological mechanism that keeps HIV hidden and unreachable by current antiviral therapies can be targeted and interrupted in humans, providing new hope for a strategy to eradicate HIV completely.
In a clinical trial, six HIV-infected men who were medically stable on anti-AIDS drugs, received vorinostat, an oncology drug. Recent studies by Margolis and others have shown that vorinostat also attacks the enzymes that keep HIV hiding in certain CD4+ T cells, specialized immune system cells that the virus uses to replicate. Within hours of receiving the vorinostat, all six patients had a significant increase in HIV RNA in these cells, evidence that the virus was being forced out of its hiding place.
"This proves for the first time that there are ways to specifically treat viral latency, the first step towards curing HIV infection," said Margolis, who led the study. "It shows that this class of drugs, HDAC inhibitors, can attack persistent virus. Vorinostat may not be the magic bullet, but this success shows us a new way to test drugs to target latency, and suggests that we can build a path that may lead to a cure."
The research conducted is part of a UNC-led consortium, the Collaboratory of AIDS Researchers for Eradication (CARE), funded by the National Institute of Allergy and Infectious Diseases. The consortium is administered by the North Carolina Translational and Clinical Sciences (NC TraCS) Institute at UNC, one of 60 medical research institutions in the US working to improve biomedical research through the NIH Clinical and Translational Science Awards (CTSA) program.

**published in "SCIENCE DAILY"

El corazón de la mujer resiste más en la insuficiencia cardiaca según un estudio con 42.000 pacientes

Es una cuestión de sexo. La mujer con insuficiencia cardiaca tiene menos probabilidad de morir por este trastorno que el hombre. Así de rotundo se muestra el mayor estudio realizado hasta la fecha sobre esta enfermedad.
La insuficiencia cardiaca consiste en la incapacidad del corazón de bombear adecuadamente la sangre. Existen muchos factores que pueden originar esta enfermedad, aunque los dos más frecuentes son la hipertensión arterial y la cardiopatía isquémica, trastornos muy normales en el mundo Occidental que dan lugar a que en España existan unas 500.000 personas afectadas por esta patología cardiaca. En todo el mundo Occidental, esta enfermedad es la causa más frecuente de ingreso a partir de los 65 años.
A pesar de llevar años discutiéndose si el corazón del hombre resistía peor el deterioro del corazón por insuficiencia cardiaca que el de la mujer, los múltiples estudios realizados sobre el tema ofrecían resultados contradictorios. "Ha habido autores que han cuestionado esto. Nosotros hemos sido capaces de reunir los datos individualmente de cada uno de los 41.949 pacientes de este estudio, el primero que se hace con una cifra tan grande", señala Manuel Martínez-Sellés, médico del Departamento de Cardiología del Hospital General Universitario Gregorio Marañón de Madrid, profesor de la Universidad Europea de Madrid y uno de los autores de esta investigación cuyos datos publica la revista 'European Journal of Heart Failure'.
El estudio, conocido como Meta-Análisis Global del Grupo en Insuficiencia Cardiaca Crónica (MAGGIC, según sus siglas en inglés), ha analizado los datos de 31 ensayos clínicos y observacionales en los que participaron 28.052 varones y 13.897 mujeres con este trastorno. Al analizar la supervivencia a lo largo de tres años de seguimiento, se detectó que, durante ese tiempo, el 25,3% de las mujeres frente al 25,7% de los hombres había fallecido, lo que representa una tasa de mortalidad anual de 137 muertes por 1.000 pacientes en hombres y 135, en mujeres. Al ajustar los datos en función de la edad, se comprobó que los hombres tienen un riesgo un 31% mayor de muerte que las mujeres.
Martínez-Sellés señala que estos resultados "dan pie a pensar que el corazón de la mujer está más preparado que el del hombre. Sobre todo también porque la mayor supervivencia en mujeres se observó incluso a pesar de que ellas están peor tratadas que los hombres [otro de los datos obtenidos en el estudio]. Hay cuatro o cinco fármacos que mejoran la insuficiencia cardiaca y hemos visto que se utilizan más en hombres que en mujeres, y a pesar de esto, ellas siguen teniendo un mejor pronóstico".
Las diferencias entre hombres y mujeres se mantienen incluso en aquellos pacientes con diabetes, aunque este trastorno empeora el pronóstico en ambos sexos. "Las mujeres tienen la suerte de tener corazones mejores que los hombres, que resisten mejor a una situación de insuficiencia cardiaca. Ahora nos toca averiguar por qué es así. Nuestra teoría es porque el lado derecho del corazón tiene una mejor respuesta ante el deterioro del lado izquierdo [efecto de la enfermedad], esto puede deberse a que el embarazo en cierta manera proteja a la mujer o que existan factores genéticos que beneficien la salud cardiaca", explica Martínez-Sellés.
Finalmente, este especialista apunta a que los resultados del estudio son tan contundentes que pueden suponer "una revolución en el sentido de que se inicie una carrera para averiguar los motivos de esta mayor supervivencia. Si logramos averiguarlos, quizás seamos capaces de desarrollar tratamientos para ambos sexos".

**Publicado en "EL MUNDO"

New depression treatment 'safe and effective'

Stimulating the brain with a weak electrical current is a safe and effective treatment for depression and could have other surprise benefits for the body and mind, a major Australian study of transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) has found. Medical researchers from the University of New South Wales (UNSW) and the Black Dog Institute have carried out the largest and most definitive study of tDCS and found up to half of depressed participants experienced substantial improvements after receiving the treatment.
A non-invasive form of brain stimulation, tDCS passes a weak depolarising electrical current into the front of the brain through electrodes on the scalp. Patients remain awake and alert during the procedure.
"We are excited about these results. This is the largest randomised controlled trial of transcranial direct current stimulation ever undertaken and, while the results need to be replicated, they confirm previous reports of significant antidepressant effects," said trial leader, Professor Colleen Loo, from UNSW's School of Psychiatry.
The trial saw 64 depressed participants who had not benefited from at least two other depression treatments receive active or sham tDCS for 20 minutes every day for up to six weeks.
"Most of the people who went into this trial had tried at least two other antidepressant treatments and got nowhere. So the results are far more significant than they might initially appear -- we weren't dealing with people who were easy to treat," Professor Loo said.
Significantly, results after six weeks were better than at three weeks, suggesting the treatment is best applied over an extended period. Participants who improved during the trial were offered follow up weekly 'booster' treatments, with about 85 percent showing no relapse after three months.
"These results demonstrate that multiple tDCS sessions are safe and not associated with any adverse cognitive outcomes over time," Professor Loo said, adding tDCS is simple and cost effective to deliver, requiring a short visit to a clinic.
The study also turned up additional unexpected physical and mental benefits, including improved attention and information processing.
"One participant with a long-standing reading problem said his reading had improved after the trial and others commented that they were able to think more clearly.
"Another participant with chronic neck pain reported that the pain had disappeared during the trial. We think that is because tDCS actually changes the brain's perception of pain. We believe these cognitive benefits are another positive aspect of the treatment worthy of investigation," Professor Loo said.
The researchers are now looking at an additional trial to include people with bipolar disorder, with early results from overseas suggesting tDCS is just as effective in this group.

*Source: University of New South Wales

El estrés crónico en la adolescencia afecta a la memoria y puede desencadenar una enfermedad mental

Investigadores de la Universidad de Buffalo (EE.UU.) han probado, a nivel molecular, que el estrés crónico tiene un efecto más potente en el cerebro durante la adolescencia, que en la edad adulta. El hallazgo ha sido publicado en la revista Neuron. «Hemos identificado una relación causal entre las moléculas y los comportamientos que intervienen en la respuesta al estrés», afirma Zhen Yan, coordinadora del estudio. La experta añade que «es la primera vez que la pérdida de receptores de glutamato se ha relacionado causalmente con los efectos negativos del estrés crónico».
La investigación refuerza la creencia emergente, entre los neurocientíficos, de que el sistema del glutamato ejerce un papel clave en la enfermedad mental y, por tanto, es fundamental para tratar mejor trastornos como la depresión, la ansiedad y la esquizofrenia. Yan y sus colaboradores se propusieron entender mejor los mecanismos moleculares del estrés, de los que poco se sabe. El equipo ya había observado, previamente, que el estrés agudo ayuda a agudizar la memoria, y ahora ha descubierto que el estrés crónico tiene el efecto opuesto.
El estudio se llevó a cabo en ratas macho a una edad que corresponde a la adolescencia en los seres humanos, un período en el que el cerebro es muy sensible al estrés -la corteza prefrontal (que controla la memoria de trabajo, la toma de decisiones y la atención) no madura totalmente hasta los 25 años de edad, en los seres humanos, sufre cambios dramáticos durante la adolescencia. En respuesta a un estrés repetido, los investigadores observaron que se producía una pérdida de expresión del receptor de glutamato, y de la función en la corteza prefrontal. Esta pérdida produjo un deterioro significativo en la capacidad de los animales de recordar y reconocer los objetos que habían visto con anterioridad.

-Enfermedad mental
«Debido a que la disfunción en la corteza prefrontal está implicada en el estrés relacionado con la enfermedad mental, esta investigación ayudará a desentrañar cómo y por qué se producen las enfermedades mentales, y cómo tratarlas», afirma Yan. En el mismo documento, los investigadores explican que, mediante el bloqueo de las enzimas que activan la pérdida de la expresión del receptor de glutamato, fueron capaces de prevenir el deterioro cognitivo inducido por la exposición al estrés repetido. Como resultado, los investigadores de la UB han descubierto que puede haber una forma de evitar los efectos perjudiciales del estrés crónico. Muchos fármacos antipsicóticos, actualmente en el mercado, afectan, de alguna manera, al sistema del glutamato.
El equipo de Yan ha publicado, recientemente, en Molecular Pharmacology, una investigación que muestra cómo uno de los nuevos antipsicóticos, el lurasidone, hace exactamente eso. Sin embargo, señalan que muchos de estos fármacos también afectan a otros sistemas de neurotransmisores importantes. «Si, sobre la base de esta nueva investigación, podemos empezar a centrarnos en el sistema del glutamato de una manera más específica y eficaz, podríamos ser capaces de desarrollar mejores medicamentos para tratar la enfermedad mental grave», afirma Yan.

*EUROPA PRESS

Genetic manipulation boosts growth of brain cells linked to learning, enhances antidepressants

UT Southwestern Medical Center investigators have identified a genetic manipulation that increases the development of neurons in the brain during aging and enhances the effect of antidepressant drugs. The research finds that deleting the Nf1 gene in mice results in long-lasting improvements in neurogenesis, which in turn makes those in the test group more sensitive to the effects of antidepressants.
"The significant implication of this work is that enhancing neurogenesis sensitizes mice to antidepressants -- meaning they needed lower doses of the drugs to affect 'mood' -- and also appears to have anti-depressive and anti-anxiety effects of its own that continue over time," said Dr. Luis Parada, director of the Kent Waldrep Center for Basic Research on Nerve Growth and Regeneration and senior author of the study published in The Journal of Neuroscience.
Just as in people, mice produce new neurons throughout adulthood, although the rate declines with age and stress, said Dr. Parada, chairman of developmental biology at UT Southwestern. Studies have shown that learning, exercise, electroconvulsive therapy and some antidepressants can increase neurogenesis. The steps in the process are well known but the cellular mechanisms behind those steps are not.
"In neurogenesis, stem cells in the brain's hippocampus give rise to neuronal precursor cells that eventually become young neurons, which continue on to become full-fledged neurons that integrate into the brain's synapses," said Dr. Parada, an elected member of the National Academy of Sciences, its Institute of Medicine, and the American Academy of Arts and Sciences.
The researchers used a sophisticated process to delete the gene that codes for the Nf1 protein only in the brains of mice, while production in other tissues continued normally. After showing that mice lacking Nf1 protein in the brain had greater neurogenesis than controls, the researchers administered behavioral tests designed to mimic situations that would spark a subdued mood or anxiety, such as observing grooming behavior in response to a small splash of sugar water.
The researchers found that the test group mice formed more neurons over time compared to controls, and that young mice lacking the Nf1 protein required much lower amounts of anti-depressants to counteract the effects of stress. Behavioral differences between the groups persisted at three months, six months and nine months. "Older mice lacking the protein responded as if they had been taking antidepressants all their lives," said Dr. Parada.
"In summary, this work suggests that activating neural precursor cells could directly improve depression- and anxiety-like behaviors, and it provides a proof-of-principle regarding the feasibility of regulating behavior via direct manipulation of adult neurogenesis," Dr. Parada said.
Dr. Parada's laboratory has published a series of studies that link the Nf1 gene -- best known for mutations that cause tumors to grow around nerves -- to wide-ranging effects in several major tissues. For instance, in one study researchers identified ways that the body's immune system promotes the growth of tumors, and in another study, they described how loss of the Nf1 protein in the circulatory system leads to hypertension and congenital heart disease.

**Source: UT Southwestern Medical Center