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Un modelo de éxito para la lucha contra la COVID-19 en residencia de mayores

Un artículo recién publicado en el Journal of the American Geriatrics Society analiza el grado de impacto e influencia en la prevención de la transmisión del coronavirus en las residencias de ancianos y la implantación de nuevos protocolos, especialmente el uso adecuado de equipo de protección individual (EPI) y estrategias de agrupación, como formar “burbujas” de residentes en función de su riesgo de infección o si dieron positivo en la COVID-19, y cómo estos métodos influyeron en las tasas de infección y mortalidad semanales.

Este análisis ha sido llevado a cabo por un equipo de investigadores especializados en al ámbito del envejecimiento del Instituto Hebrew SeniorLife, que han desarrollado un programa de control de infecciones para comprobar cómo detener la tasa de infección entre las poblaciones vulnerables de residencias de ancianos, y cómo se podía implementar en una prueba piloto en el estado de Massachusetts en Estados Unidos.

En abril de 2020, las residencias de Massachusetts (como en otras muchas regiones de los países más afectados por la COVID-19) se convirtieron en un foco para las infecciones producidas por la transmisión del virus SARS-CoV-2 y desgraciadamente con muchas muertes asociadas. En respuesta, el gobernador del estado, asignó $ 130 millones en fondos adicionales para estas residencias durante dos meses. La financiación dependía del cumplimiento de una serie de de criterios de prevención, que incluían pruebas PCR obligatorias de todos los residentes y el personal, y una lista de verificación de control de infecciones que incluían diferentes medidas agrupadas en:

  • Medidas relacionadas con la agrupación de casos de la COVID-19
  • Cierre de espacios dónde se podían congregar los residentes
  • Formación práctica inmediata para el uso adecuado de los EPI’s
  • Implantación de procedimientos adecuados de control de infecciones
  • Formación del personal para reconocer y responder a los signos y síntomas de la infección por la COVID-19.

Tras este anuncio del Gobernador, el Instituto de Hebrew SeniorLife y la Asociación de Atención para Personas Mayores de Massachusetts colaboraron para organizar rápidamente un Comité de gestión coordinada y cinco equipos para dar respuestas y soporte a estas instituciones sobre:

  • consultas y capacitación en control de las infecciones;
  • Adquisición de EPI’s; y
  • dotación de personal, pruebas y gestión de datos.

La prueba piloto se desarrollo sobre 80 residencias de ancianos con deficiencias previas en el control de infecciones y 43 instalaciones adicionales que no pasaron una auditoría inicial de la Oficina Ejecutiva de Salud y Servicios Sociales del Estado de Massachusetts. Entre las iniciativas para ajustarse a estos nuevos procesos y su rápida implantación, se promovieron consultas virtuales y seminarios webs semanales sobre procedimientos de control de infecciones. Las instalaciones también fueron informadas de forma proactiva por la Massachusetts Senior Care Association de los recursos extraordinarios puestos a disposición de estas residencias en un tiempo muy breve, como la adquisición de EPI’s y la posibilidad de reclutar personal de apoyo, y la movilización del Ejercito para proporcionar pruebas PCR a todos los residentes.

La revisión y el análisis de los datos recopilados por los investigadores del programa, mostraron que las tasas de infección tanto de los residentes como del personal en las instalaciones disminuyeron rápidamente al mismo bajo nivel del inicio de la pandemia después de que las residencias implementaran las intervenciones recomendadas para el control de infecciones. Por ejemplo, las tasas de infección de residentes disminuyeron del 10% (17 de mayo) a aproximadamente el 0% (5 de julio).

Esta puesta en marcha en un tiempo record por parte de la administración ayudó a los proveedores de atención de cuidados de larga duración para conseguir aumentar su conocimiento y el acceso a las mejores prácticas de control de infecciones y reducir el riesgo de propagación de la COVID-19 tanto para los residentes como para el personal en un breve espacio de tiempo antes de que la infección se descontrolase.

Lou Woolf, presidente y director ejecutivo de Hebrew SeniorLife dijo: “Esperamos que esta intervención se repita en otros estados, se financie adecuadamente y se mantenga en todos las residencias de ancianos, de modo que las futuras oleadas de la COVID-19 y otras pandemias puedan prevenirse o cuanto menos mitigarse”.

Sin duda, casos de estudio y análisis como este, muestran la importancia de priorizar las pruebas de vigilancia, la financiación de personal de apoyo, formación y de rápida adquisición de los EPI’S para proteger tanto al personal como a los residentes, lo que en este caso fueron aspectos clave para disminuir la propagación del virus en este tipo de instalaciones tan sensibles.

ReferenciaLewis A. Lipsitz, Alida M. Lujan, Alyssa Dufour, Gary Abrahams, Helen Magliozzi, Laurie Herndon, Mohammad Dar. Stemming the Tide of COVID‐19 Infections in Massachusetts Nursing HomesJournal of the American Geriatrics Society, 2020; DOI: 10.1111/jgs.16832

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Relación entre dieta, microbiota y envejecimiento saludable

La comunidad científica conoce desde hace tiempo la relación estrecha entre el microbioma intestinal y el proceso de envejecimiento pero en los últimos años se está produciendo una gran cantidad de nueva información científica sobre la manera en la que el microbioma intestinal influye en la salud y muestra esos cambios perjudiciales con la edad.

Algunos de los microorganismos del tracto digestivo son responsables de la generación de metabolitos beneficiosos como el butirato, los indoles y el propionato. Desafortunadamente, estas poblaciones de microorganismos beneficiosos disminuyen con la edad afectando negativamente a la función biológica de los diferentes tejidos y órganos, cambiando el balance hacia la predominancia de especies inflamatorias dañinas que acaban desequilibrando la microbiota. Esto contribuye al estado de inflamación crónica que caracteriza a la vejez y acelera la progresión de todas las enfermedades comunes relacionadas con la edad.

El tracto gastrointestinal está colonizado por un gran conjunto de microorganismos que incluyen no solo bacterias, sino también virus, hongos y protozoos. A diferencia de otros microorganismos, estos no son identificados como patógenos por nuestro sistema inmunológico, sino que coexisten simbióticamente con los enterocitos (células de absorción intestinal). Hasta el momento se sabe que la composición de la flora intestinal contiene hasta 35.000 especies bacterianas diferentes, siendo la gran mayoría FirmicutesBacteroidetesActinobacterias y Proteobacterias.

A medida que envejecemos, se producen cambios progresivos en la morfología y función de la microbiota, en general se produce una tendencia a la disminución en Firmicutes y Bifidobacterias, con una diversidad en los patrones de presencia de Clostridium. El mecanismo por el cual la microbiota cambia con la edad aún no se comprende del todo. Los cambios en el estilo de vida, y en particular la dieta, parecen jugar un papel fundamental. Como el envejecimiento suele ir acompañado de una reducción en la cantidad y variedad de alimentos normalmente con bajo contenido en fibra, esto podría alterar su diversidad y provocar disrupción inflamatoria y metabólica, provocando enfermedades inflamatorias en el intestino, como intestino irritable, obesidad, etc. Además, la microbiota puede modular cambios en el envejecimiento relacionados con la inmunidad innatasarcopenia y función cognitiva, que son componentes esenciales del síndrome de fragilidad.

Una de las causas más influyentes de todos estos cambios relacionados con la edad en estas poblaciones microbianas podrían ser debidos, según investigaciones recientes, al desequilibrio de la microbiota producido en edades más jóvenes. Como decíamos, todos estos factores disminuyen la capacidad del sistema inmunológico para suprimir microrganismos dañinos y la pérdida de integridad del tejido de la barrera intestinalSin embargo, saber cuál de estos factores son más o menos determinantes en la salud y la longevidad a largo plazo, son cuestiones todavía sin resolver.

Lo que parece estar más o menos claro es que estos desequilibrios de la microbiota relacionados con la edad pueden revertirse a corto plazo. Los estudios en modelos animales muestran que el trasplante de microbiota fecal de animales jóvenes a animales viejos restablece el microbioma intestinal a una distribución de especies más jóvenes, y da como resultado una mejor salud y una mayor esperanza de vida. Este procedimiento ya se lleva a cabo en medicina para determinadas afecciones, por lo que podría ampliarse a otros usos. También existen otros enfoques potenciales, como la inoculación con proteínas bacterianas para estimular al sistema inmunológico a suprimir las especies dañinas, o una dosis sostenida considerable con una mezcla adecuada de probióticos. Probablemente veremos muchas iniciativas de este tipo en los próximos años como estrategia para intentar desacelerar el proceso natural de envejecimiento.

Referencias:

  1. Sanchez-Morate, E.; Gimeno-Mallench, L.; Stromsnes, K.; Sanz-Ros, J.; Román-Domínguez, A.; Parejo-Pedrajas, S.; Inglés, M.; Olaso, G.; Gambini, J.; Mas-Bargues, C. Relationship between Diet, Microbiota, and Healthy Aging. Biomedicines 2020, 8, 287. https://doi.org/10.3390/biomedicines8080287
  2. Kubinyi, E.; Bel Rhali, S.; Sándor, S.; Szabó, A.; Felföldi, T. Gut Microbiome Composition is Associated with Age and Memory Performance in Pet Dogs. Animals 2020, 10, 1488. https://www.mdpi.com/2076-2615/10/9/1488
  3. Gut microbes could unlock the secret to healthy ageing. European Society of Cardiology.

 

 

 

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Posible estrategia para minimizar el envejecimiento muscular

Con el aumento de la esperanza de vida, las enfermedades relacionadas con la edad también están aumentando, incluida la sarcopenia, que es la pérdida de masa muscular debido al envejecimiento. Un grupo de investigadores del Biozentrum de la Universidad de Basilea han demostrado que un fármaco bien conocido (rapamicina), puede retrasar la progresión de la debilidad muscular relacionada con la edad.

Ya en nuestra plenitud de vida adulta, nuestros músculos comienzan a encogerse y su fuerza empieza a disminuir progresivamente. Desafortunadamente, esta es una etapa natural del envejecimiento. Pero para algunas personas, la disminución de esa masa y función muscular se produce de forma acelerada y/o excesiva. Esta condición, llamada sarcopenia, afecta a una de cada tres personas mayores de 80 años, lo que reduce la movilidad, la autonomía y por tanto redunda en una peor calidad de vida. Las causas de la sarcopenia son diversas, desde un metabolismo muscular alterado hasta cambios en el sistema nervioso que irradian hacia los músculos.

Los investigadores dirigidos por el profesor Markus Rüegg ahora han descubierto que mTORC1 también contribuye a la sarcopenia y su supresión con el conocido fármaco rapamicina frena el desgaste muscular relacionado con la edad. Según estas investigaciones realizadas en animales, la rapamicina mantendría la función muscular a largo plazo mediante la supresión de mTORC1, mostrándose beneficiosa para ralentizar el envejecimiento del músculo esquelético en ratones, ya que preserva el tamaño y la fuerza de los músculos. Las uniones neuromusculares (los puntos donde las neuronas entran en contacto con las fibras musculares para controlar su contracción) se deterioran durante el envejecimiento. Conseguir que estas uniones sean estables durante mucho tiempo es fundamental para mantener los músculos sanos durante el envejecimiento. La rapamicina según este grupo de investigadores, es capaz de estabilizar eficazmente estas uniones. Al mismo tiempo este estudio trata de demostrar también que la activación permanente de mTORC1 en el músculo esquelético acelera el envejecimiento muscular.

Actualmente no existe una terapia farmacológica eficaz para tratar la sarcopenia. Este estudio ofrece la esperanza de que sea posible ralentizar el desgaste muscular relacionado con la edad con tratamientos que supriman mTORC1 y, por lo tanto, extienden la autonomía y la calidad de vida de las personas mayores. Se trata de una buena esperanza para encontrar tratamiento eficaz para la sarcopenia pero hay que tener mucha precaución en sacar conclusiones precipitadas sobre el uso de este tipo de fármacos por que existen otras investigaciones contradictorias con el uso de esta proteína.

Referencia: Daniel J. Ham, Anastasiya Börsch, Shuo Lin, Marco Thürkauf, Martin Weihrauch, Judith R. Reinhard, Julien Delezie, Fabienne Battilana, Xueyong Wang, Marco S. Kaiser, Maitea Guridi, Michael Sinnreich, Mark M. Rich, Nitish Mittal, Lionel A. Tintignac, Christoph Handschin, Mihaela Zavolan and Markus A. Rüegg. The neuromuscular junction is a focal point of mTORC1 signaling in sarcopeniaNature Communications, 2020 DOI: 10.1038/s41467-020-18140-1
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Una glicoproteína de la sangre identificada como contribuyente potencial a la gravedad de la COVID-19

Actualmente no se sabe con certeza por qué algunas personas desarrollan síntomas leves o son asintomáticos cuando se infectan de SARS-CoV-2 que es el coronavirus que causa la COVID-19, mientras que otras personas experimentan formas graves y potencialmente mortales de la enfermedad. Sin embargo, se sabe que el riesgo de que la COVID-19 se vuelva severo aumenta con la edad y es mayor en hombres que en mujeres. Muchos casos graves de la COVID-19 se caracterizan por un aumento de la coagulación sanguínea y la formación de trombosis.

Un equipo de científicos de la Facultad de Biociencias de la Universidad de Kent y el Instituto de Virología Médica de la Universidad Goethe en Frankfurt, han identificado una glucoproteína conocida como transferrina que puede contribuir de manera crítica a las formas graves de la COVID-19. El equipo combinó datos existentes sobre la expresión génica en humanos y células infectadas para buscar moléculas involucradas en la coagulación de la sangre que difieren entre mujeres y hombres, cambian con la edad y se regulan en respuesta a la infección por SARS-CoV-2.

De más de 200 factores candidatos, los investigadores identificaron una glicoproteína llamada transferrina como procoagulante (una causa de coagulación de la sangre) que aumenta con la edad, es más alta en hombres que en mujeres y es más alta en células infectadas con SARS-CoV-2 . Por lo tanto, la transferrina podría tener potencial como biomarcador para la identificación temprana de pacientes con COVID-19 con alto riesgo de un desarrollo grave de la enfermedad, según estos investigadores.

Referencia: Katie-May McLaughlin, Marco Bechtel, Denisa Bojkova, Christian Münch, Sandra Ciesek, Mark N. Wass, Martin Michaelis, Jindrich Cinatl. COVID-19-Related Coagulopathy — Is Transferrin a Missing Link? Diagnostics, 2020; 10 (8): 539 DOI: 10.3390/diagnostics10080539

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Las vacunas contra la gripe y la neumonía podrían estar relacionadas con un menor riesgo de demencia

Con la pandemia de la COVID-19, las vacunas están en la primera línea de debate sobre las soluciones principales de salud pública contra el coronavirus. El desarrollo de la tan ansiada vacuna que haga remitir la pandemia, se encuentra entre las prioridades de los países más afectados, pero incluso más allá de esto, es importante explorar su beneficio no solo en la protección contra la infección viral o bacteriana, sino también en la mejora de los resultados de salud pública a largo plazo.

Diferentes estudios de investigación publicados durante 2020 en la revista científica Alzheimer’s Association International Conference® (AAIC®) sugieren la posibilidad de que las vacunas contra la gripe (influenza) y la neumonía puedan estar asociadas con un menor riesgo de padecer demencia debido a diferentes enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer. Entre estos estudios destacan, al menos, dos interesantes abordajes:

1. La vacuna contra la gripe estacional puede reducir la incidencia de la demencia por la enfermedad de Alzheimer
Varias investigaciones anteriores ya habían sugerido que las vacunas pueden tener un factor protector contra el deterioro cognitivo, pero no se habían llegado a realizar estudios más específicos e integrales centrados en la vacuna contra la gripe y su relación con el riesgo de enfermedad de Alzheimer. Ahora un grupo de investigación de la Escuela de Medicina McGovern en el Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Texas en Houston, han investigado un gran conjunto de datos de registros de salud en la población estadounidenses en el que encontraron que tener una vacuna contra la gripe se asoció con una menor prevalencia de Alzheimer, además aquellos que se vacunaban periódicamente este prevalencia disminuía más aún. Esto se tradujo en una reducción de casi un 6% en el riesgo de enfermedad de Alzheimer para pacientes entre las edades de 75-84 en datos analizados durante 16 años.

Los investigadores encontraron que la relación protectora entre la vacuna contra la gripe y el riesgo de Alzheimer era más fuerte para aquellos que recibieron su primera vacuna a una edad más temprana, por ejemplo, las personas que recibieron su primera vacuna documentada contra la gripe a los 60 años se beneficiaron más que las que recibieron su primera vacuna contra la gripe a los 70 años.

Los investigadores de este estudio sugieren que el uso regular de una intervención de salud pública muy accesible y relativamente barata, como es la vacuna contra la gripe, puede reducir significativamente el riesgo de demencia de Alzheimer. Sin embargo estas afirmaciones hay que tomarlas con cautela y se necesitan más investigaciones para explorar el mecanismo biológico subyacente por el que se produce este efecto, lo cual es importante a medida que se exploran terapias preventivas efectivas contra las enfermedades neurodegenerativas.

Fuente: Albert Amran, et al. Influenza Vaccination is associated with a reduced incidence of Alzheimer’s Disease (Funder(s): U.S. National Institutes of Health, Christopher Sarofim Family Professorship, the CPRIT RR180012, UT Stars award)

2. La vacuna contra la neumonía también parece haber mostrado una disminución del riesgo de padecer algunos tipos de demencias

Otro de los estudios de un grupo de investigación en la Unidad de Investigación de Biodemografía del Envejecimiento (BARU) en el Instituto de Investigación de Ciencias Sociales de la Universidad de Duk, destaca que la la vacunación contra la neumonía (antineumocócica) entre las edades de 65 y 75 parece reducir el riesgo de Alzheimer hasta en un 40% dependiendo de los genes individuales que predisponen a la enfermedad. El estudio analiza las asociaciones entre la vacuna contra la neumonía, con y sin una vacuna asociada contra la gripe estacional, y el riesgo de la enfermedad de Alzheimer entre una muestra de 5.146 participantes mayores de 65 años de un Estudio de Salud Cardiovascular. El equipo de investigadores también tuvo en cuenta un factor de riesgo genético conocido para la enfermedad de Alzheimer, como es el alelo G rs2075650 en el gen TOMM40.

Los investigadores encontraron que la vacunación neumocócica entre las edades de 65-75 redujo el riesgo de desarrollar Alzheimer en un 25-30% después de ajustar por sexo, raza, cohorte de nacimiento, educación, tabaquismo y número de alelos G. La mayor reducción en el riesgo de Alzheimer (hasta 40%) se observó entre las personas vacunadas contra la neumonía que no eran portadoras del gen de riesgo. El número total de vacunas contra la neumonía y la gripe entre las edades de 65 y 75 también se asoció con un menor riesgo de Alzheimer. A partir de estos estudios, los investigadores sugieren que la vacuna antineumocócica puede ser un candidato prometedor para la prevención personalizada de la enfermedad de Alzheimer, particularmente en los no portadores de ciertos genes de riesgo.

Ahora que tan en boga se encuentran el desarrollo de vacunas como una respuesta mundial contra la pandemia de la COVID-19, la reutilización de las vacunas ya existentes podría ser un novedoso enfoque prometedor para la prevención de otras enfermedades que provocan alteraciones neurodegenerativas como la enfermedad de Alzheimer.

Fuente: Svetlana Ukraintseva, PhD, et al. Repurposing of existing vaccines for personalized prevention of Alzheimer’s disease: Vaccination against pneumonia may reduce AD risk depending on genotype (Funded by U.S. National Institute on Aging)

Referencias: Asociación de Alzheimer.

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Nueva estrategia contra la COVID-19 en personas mayores: los cuerpos cetónicos

Dado el impacto desproporcionado que la COVID-19 tiene en las personas mayores en términos de muerte y discapacidad, y el impacto de la morbilidad asociada relacionada con problemas de salud propias del envejecimiento como la diabetes y las enfermedades cardiovasculares, la comunidad científica desde una abordaje transdisciplinar, se han volcado en estudiar estrategias alternativas para luchar contra esta enfermedad. En este sentido destaca un consorcio de investigadores del Instituto Buck para la Investigación sobre el Envejecimiento, la Universidad Johns Hopkins y la Universidad de California San Francisco que estudian los ámbitos del envejecimiento, el metabolismo y la inmunidad, han publicado recientemente en la revista Cell Press (Med) una revisión científica centrada en los cuerpos cetónicos como una posible nueva estrategia de lucha contra la COVID-19, la gripe estacional y otras infecciones respiratorias.

Los cuerpos cetónicos son compuestos producidos naturalmente durante el metabolismo de las grasas y que proporcionan energía a las células y también pueden reprogramar las funciones celulares. Comer una dieta cetogénica, que es alta en grasas, baja en proteínas y en carbohidratos, aumenta la producción del ácido beta-hidroxibutirato de cetona primaria (BHB).

Si bien los supuestos beneficios de comer este tipo de dietas controladas, han hecho que los productos y suplementos alimenticios relacionados con cetogénicos sean muy populares, estos científicos señalan que se desconoce mucho acerca de la biología del BHB y la fisiología exacta de cómo impacta en el metabolismo. Según estos investigadores, no hay evidencia de que una dieta cetogénica proteja de ninguna manera contra la COVID-19, pero parece que hay algunos datos que pueden indicar que BHB podría mejorar alguno de los factores de riesgo relacionados con la edad para la COVID-19, como la enfermedad cardíaca y diabetes.

Pequeños ensayos clínicos en humanos han demostrado que BHB puede mejorar la función cardíaca en personas con insuficiencia cardíaca y mejorar aspectos clave de la salud cognitiva. En laboratorio, BHB se ha mostrado como prometedor contra la diabetes tipo 2 y ha presentado indicios de que puede amortiguar la inflamación crónica. La elevación de los niveles de cetonas en sangre parece que se ha mostrado protectora contra el daño tisular relacionado con la hipoxia, que ocurre en infecciones respiratorias graves. Los médicos de la Universidad Johns Hopkins planean probar una dieta cetogénica en un pequeño grupo de pacientes intubados que padecen la COVID-19. La esperanza es que la dieta mejore el intercambio de oxígeno, reduzca la duración del tiempo en los respiradores y quizás lo más importante, reduzca la inflamación sistémica que conduce a la tormenta exagerada de citocinas que a menudo continúa con el desarrollo del síndrome de dificultad respiratoria aguda.

Se está observando que algunas personas mayores que sobreviven a las graves consecuencias de la infección producida por la COVID-19,  presentan problemas severos de memoria a largo plazo, agotamiento extremo y debilidad por desgaste muscular después de un tiempo prolongado en la UCI. Señalando el hecho de que BHB y otras cetonas actúan en múltiples sistemas en el cuerpo, los autores esperan estudios clínicos que prueben la suplementación con cetonas como una forma de reforzar la función muscular y atenuar o evitar los problemas cognitivos asociados.

En la investigación básica de estos ensayos se muestra que BHB inhibe directamente la activación de la vía proinflamatoria NLRP3, que es fundamental para la patogénesis de la enfermedad de la COVID-19 y es probable que contribuya a la tormenta de citoquinas. Comprender cómo BHB impacta en la inmunidad innata después de la infección es una de las preguntas preclínicas clave que estos investigadores esperan abordar en siguientes estudios.

Referencia: Brianna J. Stubbs, Andrew P. Koutnik, Emily L. Goldberg, Vaibhav Upadhyay, Peter J. Turnbaugh, Eric Verdin, John C. Newman. Investigating Ketone Bodies as Immunometabolic Countermeasures against Respiratory Viral InfectionsMed, 2020; DOI: 10.1016/j.medj.2020.06.008

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Los beneficios del ejercicio sobre la salud cerebral ¿se podrían obtener con una sola proteína?

Una proteína hepática poco estudiada hasta ahora puede ser responsable de los bien conocidos beneficios del ejercicio sobre el envejecimiento del cerebro, según un nuevo estudio realizado en modelos animales de ratones llevado acabo por científicos de la Universidad de California San Francisco y que podría conducir al desarrollo de nuevas terapias para obtener los efectos neuroprotectores equivalentes a la actividad física en personas mayores que no pueden hacer ejercicio debido a limitaciones físicas.

El ejercicio es una de las formas más potentes y mejor estudiadas para proteger el cerebro del deterioro cognitivo relacionado con la edad y se ha demostrado que mejora el estado cognitivo en personas con riesgo de enfermedad neurodegenerativa como la enfermedad de Alzheimer y la demencia frontotemporal, incluso en aquellas personas con variantes genéticas que les predisponen a sufrir demencia.

Pero muchos adultos mayores no pueden hacer ejercicio regularmente debido a ciertas limitaciones físicas o discapacidades, y los investigadores están buscando terapias que puedan conferir algunos de los mismos beneficios neurológicos en personas con estos bajos niveles de actividad física.

En este nuevo estudio, publicado recientemente en Science, mostró que después de planificar rutinas de ejercicios en estos modelos de ratones, sus hígados secretaban una proteína en sangre llamada Gpld1, cuyos altos niveles se conoce que se correlaciona con una función cognitiva mejorada en ratones de edad avanzada, y que en una investigación anterior habían ya estudiado que esta proteína también se encontraba en altos niveles en la sangre en humanos de edad avanzada que hacen ejercicio regularmente. Pero los investigadores mostraron que el simple aumento de la cantidad de Gpld1 producida por el hígado del ratón podría conferir muchos de los mismos beneficios cerebrales que el ejercicio regular.

El laboratorio de este grupo de investigadores habían desarrollado un estudio previo que sugería que los factores biológicos presentes en la sangre de los ratones jóvenes pueden rejuvenecer el cerebro de un ratón envejecido y, por el contrario, los factores en la sangre de los ratones más viejos pueden provocar un deterioro cognitivo prematuro relacionado con la edad en ratones jóvenes.

Estos resultados anteriores llevaron al grupo de investigación a buscar factores transmitidos por la sangre que también podrían conferir los beneficios del ejercicio y disminuir el deterioro cognitivo en los  cerebros envejecidos de una manera similar a lo que observaron en los experimentos de laboratorio de los ratones mayores. Para ello midieron las cantidades de diferentes proteínas solubles en la sangre de ratones activos comparados con los sedentarios. Identificaron 30 proteínas candidatas, 19 de las cuales, para su sorpresa, se derivaron predominantemente del hígado y muchas de las cuales se habían relacionado previamente con funciones para controlar el metabolismo del cuerpo. Dos de estas proteínas, Gpld1 y Pon1, destacaron como particularmente importantes para los procesos metabólicos, y los investigadores decidieron estudiar Gpld1 con más detalle porque pocos estudios previos habían investigado su función.

El equipo descubrió que Gpld1 aumenta en la circulación sanguínea de los ratones después del ejercicio, y que los niveles de Gpld1 se correlaciona estrechamente con las mejoras en el rendimiento cognitivo en los modelos de ratones. Este conocimiento se añade a los estudios previos realizados en humanos cuyos datos recopilados mostraron que Gpld1 también está elevado en la sangre de adultos mayores sanos y activos en comparación con los ancianos menos activos.

Para probar si el Gpld1 en sí mismo podría generar los beneficios observados del ejercicio, los investigadores utilizaron la ingeniería genética para “convencer” a los hígados de ratones viejos para que produjeran Gpld1 en exceso, luego midieron el rendimiento de los animales en múltiples pruebas que controlan varios aspectos de la cognición y la memoria. Para su sorpresa, tres semanas de tratamiento produjeron efectos similares a seis semanas de ejercicio regular, junto con aumentos relevantes en el crecimiento de nuevas neuronas en el hipocampo.

Sin embargo es sorprendente que en otros experimentos de laboratorio han demostrado que Gpld1 producido por el hígado no pasa a través de la llamada barrera hematoencefálica, que protege al cerebro de agentes tóxicos o infecciosos en la sangre. En cambio, la proteína parece ejercer sus efectos en el cerebro a través de vías que reducen la inflamación y la coagulación de la sangre en todo el cuerpo. Se sabe que tanto la coagulación sanguínea como la inflamación aumentan con la edad y se han relacionado con la demencia y el deterioro cognitivo relacionado con la edad.

Pero, según los investigadores, a través de esta proteína, el hígado responde a la actividad física y produce algún tipo de señales secundarias para comunicarse con el cerebro y producir esos efectos beneficiosos para el rejuvenecimiento cerebral. Este es un ejemplo notable de comunicación de hígado a cerebro que hace preguntarse a los científicos qué más líneas de investigación podrían desarrollarse en el ámbito de la neurociencia para estudiar los potenciales efectos que otros órganos podrían tener en el cerebro y viceversa.

El grupo de investigación ahora está trabajando para comprender mejor cómo Gpld1 interactúa con los sistemas de señalización bioquímica para producir estos efectos estimulantes detectados en el cerebro, con la esperanza de identificar objetivos específicos para desarrollar una terapia que algún día podrían conferir muchos de los beneficios protectores del ejercicio para el envejecimiento del cerebro en personas mayores con limitadas capacidades físicas.

Referencia: Alana M. Horowitz et al. Blood factors transfer beneficial effects of exercise on neurogenesis and cognition to the aged brainScience, 2020 DOI: 10.1126/science.aaw2622

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Cambios en el sistema inmunitario pueden favorecer un envejecimiento más saludable

A medida que envejecemos, el sistema inmunitario se deteriora de forma gradual. Un aspecto de este deterioro es la inflamación crónica en las personas mayores, lo que significa que el sistema inmunitario está constantemente activado y produciendo metabolitos que favorecen la inflamación. Dicha inflamación crónica se asocia con múltiples enfermedades relacionadas con la edad, incluida la artritis, la enfermedad de Alzheimer y por supuesto las respuestas inmunes alteradas a las infecciones.

Una de las preguntas más frecuentes en la investigación sobre el envejecimiento es si la inflamación crónica es una causa del envejecimiento o una consecuencia del proceso de envejecimiento en sí misma. Un grupo de científicos del laboratorio del Instituto Max Planck de Biología del Envejecimiento en Colonia (Alemania), han encontrado evidencias que sugieren que el aumento de la inflamación hace que el proceso de envejecimiento sea más acelerado, y que favorezca un desequilibrio entre el mantenimiento de la función del sistema inmunológico y la longevidad.

A partir de este trabajo de investigación aplicado sobre un modelo animal típico en este tipo de investigaciones sobre longevidad (el gusano Caenorhabditis elegans), los científicos descubrieron un cambio en un gen conservado evolutivamente llamado PUF60, que hizo que los gusanos vivieran mucho pero al mismo tiempo amortiguaran la respuesta inmune. Los gusanos con este cambio vivieron aproximadamente un 20% más que los gusanos normales, pero cuando se infectaron con ciertas bacterias, sucumbieron más rápidamente a la infección. Esto significa que un sistema inmunitario hiperactivo también tiene un precio: acorta la vida útil. Por el contrario, un sistema inmunitario menos activo vale la pena a medida que dura más la vida, siempre y cuando el animal no muera por una infección.

¿Cómo regula el gen PUF60 este delicado equilibrio entre un sistema inmune mantenido y la longevidad? PUF60 funciona como un “factor de unión”, y está involucrado en la eliminación o unión de segmentos en el ácido ribonucleico (RNA). Este proceso es esencial para generar proteínas funcionales.

Los científicos descubrieron que el gen PUF60 modificado genéticamente altera este proceso y la regulación de otros genes que participan en las funciones inmunes. Este hallazgo implica una nueva vía de conocimiento para comprender mejor los equilibrios inmunitarios en las células humanas, en particular, determinar cómo la actividad de PUF60 afecta la inmunidad y la longevidad, y cómo se equilibran estos dos procesos fundamentales para comprender la relación entre la inflamación y el envejecimiento.

Referencia: Chun Kew, Wenming Huang, Julia Fischer, Raja Ganesan, Nirmal Robinson, Adam Antebi. Evolutionarily conserved regulation of immunity by the splicing factor RNP-6/PUF60eLife, 2020; 9 DOI: 10.7554/eLife.57591

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Los murciélagos ofrecen pistas para tratar la COVID-19…y ¿sobre el secreto de la longevidad?

Los murciélagos a menudo se consideran pacientes cero para muchos virus potencialmente mortales que afectan a los humanos, incluidos el Ébola, la Rabia y, más recientemente, la cepa del virus SARS-CoV-2 que causa la COVID-19. Aunque los humanos experimentan síntomas adversos cuando sufren estos patógenos, los murciélagos son mucho más tolerantes al virus y, además, viven mucho más tiempo que los mamíferos terrestres de tamaño similar.

¿Cuáles son los secretos de esa longevidad y resistencia a los virus?

Según un grupo de investigadores expertos en longevidad de la Universidad de Rochester y del Centro para el Envejecimiento Saludable de la Universidad Nacional de Singapur, la longevidad y la capacidad de los murciélagos para tolerar virus puede deberse a su virtud para controlar la inflamación, que es un sello distintivo de la enfermedad y del propio proceso de envejecimiento. En un artículo de revisión publicado en la revista Cell Metabolism, estos investigadores describen los mecanismos subyacentes a las habilidades únicas de los murciélagos y cómo estos mecanismos pueden proporcionar pistas para desarrollar nuevos tratamientos para enfermedades en humanos.

Los murciélagos transportan muchos virus, incluido la COVID-19, sin enfermarse. Los biólogos están estudiando el sistema inmune de los murciélagos para encontrar formas potenciales de “imitar” ese sistema en humanos.

 

¿Por qué los murciélagos se muestran “inmunes” a los virus?

Se cree que el SARS-CoV-2 se originó en los murciélagos antes de que el virus se transmitiera a los humanos. Aunque los murciélagos eran portadores, parecían no verse afectados por el virus. Otro factor que entra en juego y que resulta desconcertante para los científicos es la alta esperanza de vida de esta especie en relación con su masa corporal. Ya que cuanto más pequeña es una especie, más corta es su vida útil, y viceversa. Sin embargo, muchas especies de murciélagos tienen una vida útil de 30 a 40 años, lo que es impresionante por su tamaño.

Estos investigadores que estudian los procesos de envejecimiento y la longevidad, han estado interesado en esta cualidad biológica de los murciélagos pero a raíz de la pandemia actual, han desarrollado una hipótesis sobre la combinación de estos dos fenómenos observados hasta ahora de forma separada y que conecta la resistencia de los murciélagos a las enfermedades infecciosas y su longevidad. Lo que podría proporcionar pistas sobre las terapias humanas destinadas a combatir enfermedades propias del envejecimiento.

En este tipo de investigaciones con animales longevos, un aspecto común es que la inflamación es un sello distintivo del proceso de envejecimiento y las enfermedades relacionadas con la edad, incluidos el cáncer, el Alzheimer y las enfermedades cardiovasculares. Los virus, como la COVID-19, es un factor que puede desencadenar la inflamación y potencialmente desarrollar una respuesta exagerada, lo que finalmente puede ser causante de la muerte, más que el propio virus.

Sin embargo no se muestra así en los murciélagos. A diferencia de los humanos, los murciélagos han desarrollado mecanismos específicos que reducen la replicación viral y también amortiguan la respuesta inmune a un virus. El resultado es un equilibrio beneficioso, de tal manera que sus sistemas inmunes controlan los virus pero, al mismo tiempo, no generan una fuerte respuesta inflamatoria.

¿Por qué los murciélagos adquirieron tolerancia a las enfermedades?

Según los investigadores, hay varios factores que pueden contribuir a que los murciélagos hayan evolucionado para combatir virus y vivir vidas más longevas. Un factor puede ser impulsado por el vuelo. Los murciélagos son los únicos mamíferos con la capacidad de volar, lo que requiere que se adapten a los rápidos aumentos de la temperatura corporal, los aumentos repentinos del metabolismo y el daño molecular. Estas adaptaciones también pueden ayudar en la resistencia a este tipo de enfermedades.

Otro factor puede ser su entorno. Muchas especies de murciélagos viven en grandes colonias muy densas, y se cuelgan juntas en techos de cuevas o en árboles. Esas condiciones son ideales para estar expuestos constantemente a virus y otros patógenos y transmitirlos a sus “vecinos”. De esta manera sus sistemas inmunológicos están en una “batalla” perpetua con patógenos y hacer frente a todos estos virus puede estar dando forma a la inmunidad y la longevidad de los murciélagos tras siglos de adaptación.

¿Pueden los humanos desarrollar la misma resistencia a las enfermedades que los murciélagos?

No es una invitación para que los humanos arrojen sus máscarillas y se amontonen en restaurantes, cines, etc. La evolución tiene lugar durante miles de años, en lugar de unos pocos meses. Solo ha sido en la historia reciente cuando la mayoría de la población humana ha comenzado a vivir muy cerca de las ciudades. O esa tecnología ha permitido una rápida movilidad y una capacidad para viajar a través de continentes y alrededor del mundo. Si bien los humanos pueden estar desarrollando hábitos sociales que son paralelos a los de los murciélagos, todavía no hemos desarrollado los sofisticados mecanismos de los murciélagos para combatir los virus a medida que emergen y se propagan rápidamente.

Los investigadores anticipan que estudiar los sistemas inmunes de los murciélagos proporcionará nuevos objetivos para desarrollar potenciales terapias humanas que puedan combatir este tipo de enfermedades pandémicas, al mismo tiempo que ayuden a entender el proceso de envejecimiento y su conexión con el sistema inmunitario. Por ejemplo, los murciélagos han mutado o eliminado completamente varios genes involucrados en la inflamación. Una línea de investigación podría ser la detección de estos genes equivalentes en humanos para inhibirlos y poder regular de forma más óptima nuestro sistema inmunológico.

Referencia: Vera Gorbunova, Andrei Seluanov, Brian K. Kennedy. The World Goes Bats: Living Longer and Tolerating VirusesCell Metabolism, 2020; 32 (1): 31 DOI: 10.1016/j.cmet.2020.06.013

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¿Por qué envejecen las arterias? Un nuevo estudio explora el vínculo entre el sistema circulatorio, las bacterias intestinales y la dieta

En un reciente estudio de un grupo de investigación de la Universidad de Colorado Boulder, publicado en la revista Hypertension de la American Heart Association, sugiere que las personas pueden prevenir o incluso revertir el riesgo de enfermedades cardiovasculares relacionadas con el envejecimiento a través de cambios en la dieta.

Al iniciarse el proceso digestivo, las bacterias intestinales se ponen a trabajar de inmediato para descomponer el alimento deglutido, a medida que metabolizan los aminoácidos L-carnitina y colina, producen un subproducto metabólico llamado trimetilamina, que el hígado convierte en trimetilamina-N-óxido (TMAO) y envía a través del torrente sanguíneo. Este proceso es especialmente intenso en dietas ricas en carnes rojas aunque incluso los vegetarianos producen algo de este metabolito. Ya en estudios anteriores se había analizado que las personas con niveles más altos de TMAO en sangre tienen más del doble de probabilidades de sufrir diferentes cardiopatías, pero no se había podido entender del todo por qué sucedía esto.

En este nuevo estudio basado en muestras de animales y de humanos, el equipo de investigación ha tratado de responder algunas de las preguntas que todavía quedaban en el aire: ¿TMAO de alguna manera daña nuestro sistema vascular? ¿Si es así, cómo? ¿Y podría ser una razón por la cual la salud cardiovascular empeora a medida que envejecemos, incluso entre las personas que llevan una vida más saludable?

Los investigadores analizaron los metabolitos de la sangre y la salud arterial de 101 adultos mayores y 22 adultos jóvenes y descubrieron que los niveles de TMAO aumentan significativamente con la edad. (Esto coincide con estudios previos que muestra que el microbioma intestinal, o su colección de bacterias intestinales, cambia con la edad, generando más bacterias que ayudan a producir TMAO). Los resultados del estudio mostraron que los niveles más altos de TMAO en sangre se encontraban en los adultos más mayores, presentando una función arterial significativamente peor, además de apreciarse signos de estrés oxidativo o daño tisular en el revestimiento de los vasos sanguíneos.

En la parte de la experimentación animal, cuando los investigadores aumentaron los niveles de TMAO mediante la alimentación a los ratones jóvenes durante algunos meses, sus vasos sanguíneos envejecieron rápidamente. De tal manera que los ratones de 12 meses (el equivalente de los humanos de unos 35 años) se parecían más a los ratones de 27 meses (80 años equivalente en personas). Los datos preliminares también dejan ver que los ratones con niveles más altos de TMAO muestran disminuciones en el aprendizaje y la memoria, lo que sugiere que el compuesto también podría desempeñar un papel en el deterioro cognitivo relacionado con la edad.

Por otro lado, en el estudio con animales, los ratones más viejos que comieron un compuesto llamado dimetilbutanol (que se encuentra en pequeñas cantidades en el aceite de oliva, el vinagre y el vino tinto) mostraron signos de revertir las alteraciones vasculares, lo que llevó a pensar a los investigadores que estos compuestos podrían impedir la producción de TMAO.

El equipo de investigación ahora está explorando los potenciales compuestos que podrían bloquear la producción de TMAO para prevenir el deterioro vascular relacionado con la edad.

El envejecimiento es el principal factor de riesgo para la enfermedad cardiovascular, principalmente como resultado del estrés oxidativo en nuestras arterias. ¿Pero qué causa el estrés oxidativo en nuestras arterias a medida que envejecemos? Esa ha sido la gran incógnita. Este estudio identifica lo que podría ser un factor importante a considerar.

Por ahora con los conocimiento que tenemos, una dieta mediterranea y un estilo de vida saludable ayudará a mantener nuestro sistema cardiovascular lo más jóven posible.

Referencia: Vienna E. Brunt, Rachel A. Gioscia-Ryan, Abigail G. Casso, Nicholas S. VanDongen, Brian P. Ziemba, Zachary J. Sapinsley, James J. Richey, Melanie C. Zigler, Andrew P. Neilson, Kevin P. Davy, Douglas R. Seals. Trimethylamine-N-Oxide Promotes Age-Related Vascular Oxidative Stress and Endothelial Dysfunction in Mice and Healthy HumansHypertension, 2020; 76 (1): 101 DOI: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.120.14759

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