lunes, 26 de octubre de 2009
Análisis de células cancerígenas para determinar tratamiento
En un nuevo ensayo clínico de cáncer de próstata, los científicos capturarán las células tumorales en circulación por la sangre de los pacientes, las analizarán utilizando un microchip especializado y utilizarán los resultados para intentar predecir lo bien que responderá el paciente a un fármaco. El ensayo refleja una nueva fase de medicina personalizada para el cáncer, posibilitada por las tecnologías de microfluidos capaces de aislar escasas células cancerosas y detectar cambios muy pequeños en la expresión génica. Los médicos esperan que estos chips se puedan convertir, finalmente, en parte de la rutina de la atención clínica para el cáncer. "Necesitamos ser capaces de elaborar un perfil del tumor en el momento de decidir sobre el tratamiento", señala Howard Scher, director del Servicio de Oncología Genitourinaria del Memorial Sloan-Kettering Cancer Center, en donde se realizará el ensayo. El estudio se centrará en hombres con una forma de cáncer de próstata difícil de tratar y que no hayan respondido a otras terapias. Los cambios en la expresión génica podrían ayudar a determinar si un fármaco específico será eficaz. Por ejemplo, si un paciente tiene unos niveles elevados de un receptor para hormonas andróginas, es más probable que un fármaco que inhiba la señalización de ese receptor funcione bien. "Queremos saber por qué no responden a una terapia y qué otras terapias les irían mejor", señala Martin Fleisher, director del Departamento de Laboratorios Clínicos de Sloan. La eficacia de diferentes fármacos para el cáncer puede variar en función de las características moleculares del cáncer, como la presencia de cierta hormona o mutación genética. Los médicos ya realizan algunos análisis moleculares del tejido canceroso para seleccionar los mejores fármacos para un paciente. La herceptina, por ejemplo, se utiliza para tratar el cáncer de mama en mujeres que tienen una proteína concreta en sus tumores. Y los pacientes con cáncer de pulmón que tienen una mutación en el gen para el receptor del factor del desarrollo epidérmico son más propensos a responder a un fármaco llamado Iressa que los pacientes que no tienen esta mutación. Sin embargo, estos tratamientos se eligen basándose en el análisis de las biopsias de los tumores, algo que no siempre es posible. El análisis de las células tumorales en sangre presentas dos dificultades principales. Las células tumorales se encuentran en concentraciones muy bajas en la sangre (alrededor de 1 entre 10 millones), lo que dificulta su aislamiento. Y los números pequeños de células hay que analizarlos en pequeños volúmenes. En el último año, los científicos de Sloan, entre otros, han desarrollado formas de capturar estas céluas utilizando anticuerpos que detectan un marcador molecular presente únicamente en las células cancerosas. En el nuevo estudio de Sloan, los científicos se enfrentan a un problema aún más complejo: detectar las diferencias en la expresión génica, en lugar de una mutación genética concreta, como la relacionada con la respuesta al fármaco Iressa en el cáncer de pulmón. Scher y sus colaboradores utilizarán un chip microfluídico fabricado por Fluidigm, una compañía del sur de San Francisco, California . El ADN de cada célula se filtra en uno de los 96 canales diminutos que hay en un lado del chip, mientras que los reactivos fluyen por los 96 canales hacia el otro lado. Un preciso sistema de tuberías combina, a continuación, las moléculas en diferentes combinación, generando unas 9.000 reacciones simultáneas. Cada reacción tiene un volumen de apenas nanolitros, en lugar del volumen de microlitros típico de la mayoría de los dispositivos fluídicos comerciales. El chip, que cuesta unos 300 dólares, puede detectar diferencias en la expresión génica extremadamente sutiles.Los investigadores planean analizar niveles de unos 30 genes en cada pacientes, incluidos los genes que participan en la producción de testosterona y la señalización celular. La tecnología de microfluídos se podría utilizar también para examinar otras propiedades de las células tumorales. Los científicos podrían buscar cambios en la expresión génica que sugieran que un cáncer tiene metástasis o si un tumor ha evolucionado hacia mutaciones específicas que lo hacen resistente a fármacos concretos. Fuente: Technology Review
El genoma humano en 3D
Desplegado, el genoma humano tendría unos seis pies de ADN. Sorprendentemente, todo ese largo está enrollado en el núcleo de una célula de unos tres micrómetros de diámetro; aproximadamente, un tercio del ancho de un cabello humano. Una nueva tecnología que permite evaluar las interacciones en tres dimensiones entre diferentes partes del genoma ha desvelado cómo están estas moléculas en un espacio tan diminuto. Los resultados podrían dar lugar también a nuevas pistas sobre la regulación del genoma: cómo se activan y desactivan genes específicos. Aunque anteriormente los científicos han sido capaces de resolver la estructura tridimensional de las partes del genoma, este nuevo estudio es el primero en hacerlo en la escala del ancho del genoma. "Nuestra tecnología es una especie de IRM para genomas", señala Erez Lieberman-Aiden, investigador de la Harvard-MIT Division of Health Sciences and Technology y uno de los autores de un nuevo artículo que detalla el trabajo. El ADN tiene múltiples niveles de organización: la secuencia lineal de bases, su famosa estructural helicoidal y formaciones de orden superior que lo envuelven alrededor de la proteínas y lo enrollan para formar los cromosomas; pero identificar cómo está organizado el ADN en estos niveles superiores a lo largo del genoma ha sido complicado. "Tenemos la secuencia lineal completa del genoma, pero nadie sabe siquiera los principios de cómo está organizado el ADN en el espacio de orden superior", señala Tom Misteli, científico del National Cancer Institute, de Bethesda, Maryland, quien no participó en el estudio.Un fondo cada vez más amplio de investigaciones muestra también que esta organización es fundamental para regular la actividad genética. Por ejemplo, los genes se deben desenrollar previamente a su transcripción en proteínas. Y algunos genes se activan solo cuando se enlazan a secuencias de ADN en cromosomas totalmente diferentes, señala Misteli. En un nuevo método, llamado Hi-C, los científicos utilizan primero un conservante como el formaldehído para fijar la estructura tridimensional de una molécula de ADN en su lugar. De este modo, las secuencias de los genes que están próximos entre sí en la estructura tridimensional, pero no necesariamente adyacentes en la secuencia lineal, se enlazan entre sí. El genoma fijado se divide, a continuación, en un millón de trozos utilizando una enzima que corta el ADN. Pero los segmentos de ADN que se unieron durante el proceso de fijación permanecen unidos. Fuente: Technology Review
Biocombustible de aguas residuales
Últimamente, cada vez más compañías se están dando cuenta de que las aguas residuales constituyen un verdadero "oro negro". En los últimos años, los lodos de aguas residuales se han utilizado para fabricar electricidad, fertilizantes, alimentos para peces y gasolina. Ahora, dos compañías se han asociado para convertir las aguas residuales en etanol. Previamente, se ha trabajado para producir etanol a partir de los residuos sólidos municipales, pero las aguas residuales apenas se han utilizado en la fabricación de etanol. La compañía de etanol celulósico Qteros, de Marlborough, Massachusetts, y Applied Cleantech (ACT), una empresa de reciclado con sede en Israel, están combinando tecnologías para convertir las aguas residuales en biocombustible etanol. Según las compañías, el proceso podría dar lugar a un biocombustible de alta calidad reduciendo, al mismo tiempo, la factura mensual de las centrales de tratamiento de aguas residuales. Según Jeff Hausthor, cofundador de Qteros y gestor principal del proyecto, el proceso de reciclado utiliza, como principal materia prima, los sólidos procedentes del tratamiento de las aguas residuales; un detalle interesante dado que lo habitual es que las centrales paguen por trasladar ese material en camiones a los vertederos o a lugares en los que se utilizan como fertilizantes. Pero para Jim McMillan, ingeniero bioquímico principal del National Renewable Energy Laboratory que no participó en el proyecto, el uso de las aguas residuales no solo tiene sentido desde un punto de vista económico, sino también científico. Uno de los pasos principales en la producción del etanol celulósico implica la división de la materia vegetal y la separación de la celulosa de su dura piel de lignina, ya sea esquilando mecánicamente el material o bien tratándolo con fuertes sustancias químicas. En cambio, las aguas residuales que fluyen por las alcantarillas contienen una materia vegetal rica en celulosa y baja en lignina. Hace seis años, investigadores de Applied Cleantech reconocieron las aguas residuales como fuente de celulosa alternativa y diseñaron un sistema para recuperar la celulosa a partir de las centrales de tratamiento de las aguas residuales. A medida que las aguas residuales entrantes fluyen por el sistema, una serie de bandejas de malla filtran el líquido y recuperan los sólidos. Los tanques en suspensión filtran la arena de los lodos y la mezcla sobrante se seca y comprime en forma de bolas o pasta.Durante los últimos años, Qteros ha estado alimentando con la mezcla con a su organismo productor de etanol, el microbio Q, una bacteria que, por naturaleza, se alimenta de material vegetal y fermenta la celulosa en etanol utilizando sus propias enzimas. Los investigadores descubrieron que el microbio Q puede producir de 120 a 135 galones de etanol por tonelada de mezcla residual, en comparación con los 100 galones de etanol que se obtienen con materias primas convencionales, como los deshechos del maíz.
Fuente: Technology Review
Fuente: Technology Review
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