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Innovación

Israel crea nueva nanomedicina para el tratamiento del cáncer de mama y el infarto de miocardio

Agencia AJN.- El proyecto recibió un total de 14,9 millones de euros de financiación. El profesor Dan Peer lidera el equipo de trabajo.

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Agencia AJN.- El investigador de la Universidad de Tel Aviv Dan Peer, de la escuela de Biología Celular Molecular y Biotecnología, es uno de los 11 socios en el proyecto internacional EXPERT que recibió un total de 14,9 millones de euros de financiación del programa Horizon 2020 de la UE.

El proyecto está trabajando para encontrar formas de administrar ARNm de codificación de proteínas mediante el uso de varias nanopartículas para el tratamiento del cáncer de mama y el infarto de miocardio, que son dos de los desafíos de salud más acuciantes en la sociedad europea actual.

En diálogo con la Agencia AJN, Peer destacó que sus investigaciones se basan en «un método para editar el genoma humano. Probablemente pronto obtengamos resultados que vamos a poder aplicar en cáncer y en otras enfermedades, como los tumores cerebrales. Estamos trabajando muy fuerte en eso, los muertos de cáncer son muchos más que los muertos por coronavirus, y eso sigue pasando. Hay un denominador común en las investigaciones: usar información molecular y del ARN. Aplicamos nanotecnología para modificar la reacción de la patología en el cuerpo».

“Se trata de desarrollar una terapia de ARNm para el tratamiento del cáncer de mama. Gran parte de esto implica probar diferentes métodos para mejorar la entrega de ARNm a las células. Estos métodos se basan fundamentalmente en nanopartículas lipídicas (LNP), nanopartículas biológicas llamadas exosomas o péptidos penetrantes de células (CPP). Además de esto, tenemos la intención de analizar a qué se unen estas nanopartículas en los fluidos biológicos para comprender mejor qué impulsa la absorción en tipos de células específicas”, explicó Peer.

“Nuestro laboratorio fue el primero en mostrar un suministro sistémico específico de células de moléculas de ARNm que expresan proteínas terapéuticas en células designadas. Desarrollaremos aún más nuestra plataforma para el direccionamiento específico de células de nanopartículas lipídicas para lograr una entrega mejorada de ARNm terapéutica y optimizar formulaciones que permitan la administración sistémica en diferentes modelos preclínicos. Parte del trabajo también consistirá en comprender cómo las superficies de nanopartículas se unen a los factores del huésped en la sangre y cómo esto puede afectar la absorción de las nanopartículas», agregó.

El investigador espera ver “cómo estos métodos de entrega funcionan codo a codo en cultivos celulares y modelos animales. La esperanza es poder entregar un cóctel de ARNm con uno de los vectores antes mencionados para el tratamiento del cáncer de mama triple negativo. Paralelamente, estos vectores también se evaluarán para la administración de ARNm en el tratamiento del infarto de miocardio”.

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Investigadores israelíes grabaron y analizaron sonidos emitidos por las plantas

El estudio de la Universidad de Tel Aviv, pionero, resuelve una vieja controversia: Los sonidos de las plantas son informativos y se emiten sobre todo cuando la planta no realiza sus funciones fisiológicas de manera normal lo cual detiene su crecimiento y desarrollo, limitando la productividad de los cultivos.

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Agencia AJN.- Por primera vez en el mundo, investigadores de la Universidad de Tel Aviv grabaron y analizaron sonidos claramente emitidos por las plantas. Los chasquidos, parecidos al estallido del pochoclo (llamado también palomitas de maíz), se emiten a un volumen similar al del habla humana, pero a altas frecuencias, más allá del rango de audición del oído humano.

Los investigadores israelíes expresaron que descubrieron que «las plantas suelen emitir sonidos cuando están sometidas a estrés (el estado en el cual la planta no realiza sus funciones fisiológicas de manera normal lo cual detiene su crecimiento y desarrollo, limitando la productividad de los cultivos), y que cada planta y cada tipo de estrés están asociados a un sonido específico identificable. Aunque imperceptibles para el oído humano, los sonidos emitidos por las plantas probablemente puedan ser oídos por diversos animales, como murciélagos, ratones e insectos».

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Prof. Lilach Hadany (Cortesía de la Universidad de Tel Aviv).

El estudio fue dirigido por la Prof. Lilach Hadany, de la Escuela de Ciencias Vegetales y Seguridad Alimentaria de la Facultad de Ciencias de la Vida Wise, junto con el Prof. Yossi Yovel, Director de la Escuela Sagol de Neurociencia y miembro del profesorado de la Escuela de Zoología y del Museo Steinhardt de Historia Natural, y los estudiantes de investigación Itzhak Khait y Ohad Lewin-Epstein, en colaboración con investigadores de la Escuela Raymond y Beverly Sackler de Ciencias Matemáticas, el Instituto de Investigación de Cultivos de Cereales y la Escuela Sagol de Neurociencia, todos ellos de la Universidad de Tel Aviv. El trabajo se publicó en la prestigiosa revista científica Cell.

«Por estudios anteriores sabemos que los vibrómetros fijados a las plantas registran vibraciones. Pero, ¿se convierten también estas vibraciones en ondas sonoras aerotransportadas, es decir, en sonidos que pueden registrarse a distancia? Nuestro estudio aborda esta cuestión, que los investigadores llevan años debatiendo», señaló la Prof. Lilach Hadany.

En la primera fase del estudio, los investigadores colocaron las plantas en una caja acústica en un sótano tranquilo y aislado, sin ruido de fondo. A una distancia de unos 10 cm de cada planta se colocaron micrófonos ultrasónicos que registraban sonidos a frecuencias de 20-250 kilohercios (la frecuencia máxima detectada por un adulto humano es de unos 16 kilohercios). El estudio se centró principalmente en las plantas de tomate y tabaco, pero también se registraron las de trigo, maíz, cactus y conejos.

«Antes de colocar las plantas en la caja acústica las sometimos a diversos tratamientos: algunas plantas llevaban cinco días sin regar, en algunas se había cortado el tallo y otras estaban intactas. Nuestra intención era comprobar si las plantas emitían sonidos y si éstos se veían afectados de algún modo por el estado de la planta», agregó Hadany.

Con respecto a las grabaciones, Hadany explicó que »indicaron que las plantas de nuestro experimento emitían sonidos a frecuencias de 40-80 kilohercios. Las plantas no estresadas emitían menos de un sonido por hora, en promedio, mientras que las estresadas -tanto deshidratadas como heridas- emitían docenas de sonidos cada hora».

Las grabaciones así recogidas se analizaron mediante algoritmos de aprendizaje automático (IA) especialmente desarrollados. Los algoritmos aprendieron a distinguir entre las distintas plantas y los distintos tipos de sonidos, y en última instancia fueron capaces de identificar la planta y determinar el tipo y el nivel de estrés a partir de las grabaciones.

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Prof. Yossi Yovel & Prof. Lilach Hadany (Cortesía de la Universidad de Tel Aviv).

Además, los algoritmos identificaron y clasificaron los sonidos de las plantas incluso cuando éstas se encontraban en un invernadero con mucho ruido de fondo. En el invernadero, los investigadores hicieron un seguimiento de las plantas sometidas a un proceso de deshidratación a lo largo del tiempo y descubrieron que la cantidad de sonidos que emitían aumentaba hasta un cierto pico, y luego disminuía.

«En este estudio resolvimos una controversia científica muy antigua: ¡demostramos que las plantas emiten sonidos! Nuestros hallazgos sugieren que el mundo que nos rodea está lleno de sonidos de plantas y que estos sonidos contienen información, por ejemplo, sobre la escasez de agua o las lesiones. Suponemos que en la naturaleza los sonidos emitidos por las plantas son detectados por criaturas cercanas, como murciélagos, roedores, diversos insectos y posiblemente también otras plantas, que pueden escuchar las altas frecuencias y obtener información relevante», añadió Hadany.

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El equipo de investigación de la Universidad de Tel Aviv (Cortesía de la Universidad de Tel Aviv).

Finalmente, la profesora a cargo del estudio concluyó que a partir de la investigación creen que »el ser humano también puede utilizar esta información si dispone de las herramientas adecuadas, como sensores que indiquen a los cultivadores cuándo hay que regar las plantas. Por lo visto, un idílico campo de flores puede ser un lugar bastante ruidoso. Sólo que nosotros no podemos oír los sonidos».

En futuros estudios, los investigadores seguirán explorando una serie de preguntas intrigantes: ¿Cuál es el mecanismo que subyace a los sonidos de las plantas? ¿Cómo detectan y reaccionan las polillas a los sonidos emitidos por las plantas? ¿Oyen también estas plantas estos sonidos? Y más.

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Científicos israelíes descubrieron cómo se propaga el cáncer de páncreas

El cáncer de páncreas representa alrededor del 3% de todos los cánceres en los países occidentales y alrededor del 7% de todas las muertes por cáncer.

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Células cancerosas formando un bulto en el tejido pancreático. (Crédito de la foto: WIKIMEDIA COMMONS/SCIENTIFIC ANIMATIONS INC.)

Agencia AJN.- Investigadores de la Universidad Hebrea de Jerusalem (HU) descubrieron que los cambios en el procesamiento de las moléculas de ARN -y no los cambios genéticos en el ADN- hacen que los tumores de adenocarcinoma ductal pancreático (ADP) se vuelvan metastásicos y se extiendan a otras partes del cuerpo.

Este estudio multinacional de laboratorio se realizó en colaboración con el Centro Médico Sheba de Tel Hashomer y la Universidad Bar-Ilan (BIU) de Ramat Gan; la Universidad Cornell y el Laboratorio Cold Spring Harbor de Nueva York; y la Universidad de Toronto (Canadá).

Publicado en la prestigiosa revista Nature con el título «RBFOX2 modula una firma metastásica de splicing alternativo en el cáncer de páncreas», el estudio fue dirigido por la estudiante de doctorado Amina Jbara, del grupo de investigación de la Facultad de Medicina HU del Prof. Rotem Karni.

El cáncer de páncreas representa alrededor del 3% de todos los cánceres en los países occidentales y alrededor del 7% de todas las muertes por cáncer. Es ligeramente más frecuente en hombres que en mujeres y menos de uno de cada 10 sobrevive más de unos pocos años.

Se trata de uno de los cánceres más letales y se caracteriza por una invasión local agresiva y una diseminación metastásica. Aunque las mutaciones de los genes controladores se conservan durante la progresión del ADP, ninguna mutación específica se correlaciona con la diseminación de las metástasis.

Evaluando unas 400 muestras de tumores de ADP, metastásicos y no metastásicos, los investigadores descubrieron que una proteína central que controla el procesamiento del ARN, RBFOX2, se degrada y está presente en niveles mucho más bajos en las metástasis.

Cancer (Illustrative) (credit: INGIMAGE)

(credit: INGIMAGE)

«Nuestros hallazgos exclusivos demuestran que la desaparición de la proteína RBFOX2 hace que cientos de genes produzcan ARN y proteínas de forma diferente, lo que contribuye a la capacidad invasiva de las células cancerosas», explicó el Prof. Karni.

El director del grupo de investigación señaló que descubrieron «que la restauración de RBFOX2 en células metastásicas de DPA inhibe la formación de metástasis, mientras que la eliminación de RBFOX2 en células no metastásicas de DPA estimula la formación de metástasis de cáncer de páncreas».

El estudio demuestra que la desaparición de RBFOX2 afecta específicamente a un grupo de genes que controlan la organización del esqueleto celular y son importantes para la motilidad y la capacidad invasiva de las células.

«Por primera vez, estos resultados de investigación explican la base molecular (no genética) por la que las células del cáncer de páncreas se vuelven metastásicas. Además, los hallazgos ofrecen dos posibles opciones para el tratamiento del cáncer de páncreas metastásico: un fármaco conocido que inhiba un proceso afectado por RBFOX2 o una terapia basada en ARN que intervenga en el procesamiento de ARN específicos afectados por RBFOX2», afirmó Karmi.

Utilizando un fármaco disponible actualmente para tratar a pacientes con trasplantes de órganos que inhibe la actividad de este grupo de genes, los investigadores descubrieron que es posible retrasar la formación de metástasis de cáncer de páncreas en un modelo de ratón.

Por otro lado, mediante la intervención genética en el procesamiento del ARN de los genes afectados por RBFOX2, los investigadores demostraron que es posible anular la capacidad metastásica de células de cáncer de páncreas tomadas de pacientes para que no puedan formar metástasis cuando se trasplantan a ratones.

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