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Genomics

Investigación: Nueva financiación para diagnóstico de enfermedades linfáticas

by Editora de Salud enero 21, 2026

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El Weill Cornell Medicine ha recibido una financiación inicial de 5,2 millones de dólares a dos años por parte del programa LIGHT (Lymphatic Imaging, Genomics, and pHenotyping Technologies) de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada para la Salud (ARPA-H), con el objetivo de desarrollar un enfoque integral e innovador para el diagnóstico de enfermedades linfáticas. El programa LIGHT está dirigido por la Dra. Kimberley Steele, M.D., Ph.D., Gerente de Programa de ARPA-H.

El sistema linfático es una red de vasos, ganglios y órganos que drena el exceso de líquido de los tejidos, filtrando los desechos y apoyando el sistema inmunológico al producir, activar y transportar células de defensa contra las infecciones. Cuando este sistema no funciona correctamente, se acumula líquido en los tejidos, una condición conocida como linfedema, y el cuerpo puede ser más susceptible a infecciones y daños tisulares. Sin embargo, el diagnóstico de enfermedades linfáticas es un desafío debido a que los vasos son diminutos y translúcidos, y el fluido que transportan se mueve lentamente, lo que dificulta la visualización del sistema.

La financiación de ARPA-H respalda un proyecto llamado LANTERN (Lymphatic disease Advancements with Nanotechnology, Translational Epigenetics, and Research in Genetics), liderado por el investigador principal, el Dr. Lishomwa Ndhlovu, Profesor Distinguido Herbert J. y Ann L. Siegel de Medicina en la División de Enfermedades Infecciosas del Weill Cornell Medicine. LANTERN tiene como objetivo mejorar la detección y comprensión de las enfermedades linfáticas mediante el desarrollo de nuevas herramientas de diagnóstico. Los investigadores utilizarán enfoques como el análisis a gran escala de información genética, la nanotecnología para crear huellas moleculares de la condición y la inteligencia artificial para evaluar los datos. La detección temprana y precisa de la condición puede conducir en última instancia a un mejor tratamiento.

«El objetivo de este programa es realmente hacer visible lo invisible con tecnología que complemente los desarrollos en curso en imagenología», dijo el Dr. Ndhlovu, quien también es profesor de inmunología en neurociencia en el Feil Family Brain and Mind Research Institute del Weill Cornell Medicine.

¿Qué son las enfermedades linfáticas?

Las enfermedades linfáticas primarias y secundarias afectan a cientos de millones de personas en todo el mundo, según la Lymphatic Education and Research Network. La enfermedad linfática primaria ocurre cuando una persona nace con anomalías en sus vasos o ganglios linfáticos. La enfermedad linfática secundaria puede ocurrir debido a infecciones, enfermedades crónicas, traumas, cirugías o tratamientos contra el cáncer como la radiación. El linfedema es una de las enfermedades linfáticas más comunes.

Una mejor comprensión del sistema linfático es importante porque muchas enfermedades crónicas tienen un componente linfático, pero los médicos carecen de herramientas confiables para evaluar el sistema linfático, señaló el Dr. Ndhlovu. Los síntomas de la disfunción linfática, como la hinchazón, a menudo aparecen solo después de que la enfermedad ha progresado. Como resultado, las condiciones crónicas subyacentes pueden no ser tratadas.

Creando una caja de herramientas de diagnóstico

El Dr. Ndhlovu y sus colegas tienen como objetivo desarrollar una caja de herramientas o plataforma de diagnóstico que los médicos puedan usar para detectar enfermedades linfáticas de manera rápida y confiable. La caja de herramientas incluiría biomarcadores que proporcionen información sobre la estructura y función del sistema linfático, la detección de cambios genéticos y cambios epigenéticos (o cómo los factores ambientales y los comportamientos alteran el funcionamiento de los genes) combinados con otros datos.

El equipo incluye a los colaboradores Dr. Daniel Heller, miembro del Programa de Farmacología Molecular en el Memorial Sloan Kettering Cancer Center (MSK) y profesor en la Weill Cornell Graduate School of Medical Sciences, y la Dra. Mijin Kim, profesora asistente en Georgia Tech, quienes están desarrollando tecnologías de detección avanzadas utilizando nanosensores, o dispositivos diminutos que pueden detectar cambios moleculares en los tejidos, y la inteligencia artificial para analizar la información para que los médicos puedan predecir y prevenir mejor las enfermedades y desarrollar planes de tratamiento dirigidos.

Con la colaboración del Dr. Babak Mehrara, cirujano plástico y reconstructivo en MSK y profesor de cirugía (cirugía plástica) en Weill Cornell Medicine, y el Dr. Stanley G. Rockson, jefe de cardiología de consulta y el Profesor Allan y Tina Neill de Investigación y Medicina Linfática en Stanford Medicine, los investigadores analizarán información de bases de datos de pacientes existentes, así como muestras de líquido linfático de pacientes en MSK y Stanford.

Otra parte importante del programa es recopilar información de los defensores de los pacientes, quienes pueden proporcionar comentarios sobre qué tipo de información es valiosa para ellos y su bienestar.

En algún momento, el Dr. Ndhlovu espera integrar la nueva plataforma con cualquier nueva modalidad de imagenología de enfermedades linfáticas que los investigadores desarrollen a través del programa ARPA-H LIGHT.

«Estoy muy entusiasmado con esta oportunidad», dijo el Dr. Ndhlovu. «Este campo ha sido un agujero negro con respecto a la imagenología y el diagnóstico. El alcance de las enfermedades que se ven afectadas por el sistema linfático es notable, por lo que cualquier avance en nuestra comprensión de las enfermedades linfáticas podría tener un impacto en todo el espectro de afecciones, incluso en nuestro trabajo en investigación de enfermedades infecciosas».

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Salud

Genética y Trastornos Psiquiátricos: 5 Factores Comunes

by Editora de Salud enero 13, 2026

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Estudios genómicos recientes han revelado asociaciones generalizadas y complejas en los trastornos psiquiátricos. Investigadores, incluyendo a Grotzinger y su equipo, llevaron a cabo análisis genómicos a gran escala en más de un millón de individuos, abarcando 14 trastornos psiquiátricos de inicio en la infancia y en la edad adulta. Los resultados sugieren una superposición genética significativa entre estos trastornos, a pesar de sus diferencias clínicas.

Esta superposición genética se puede explicar mediante cinco factores genómicos latentes: Compulsivo, Esquizofrenia-Bipolar, Neurodesarrollo, Internalización y Trastornos por Uso de Sustancias. Cada factor agrupa trastornos psiquiátricos que comparten variantes genéticas de riesgo. Dentro de este modelo de cinco factores, se observaron altos niveles de correlación genética entre los factores Esquizofrenia-Bipolar (que incluye esquizofrenia y trastorno bipolar) e Internalización (que comprende depresión mayor, trastorno de estrés postraumático y ansiedad).

El análisis funcional de las variantes genéticas identificadas indica que estas variantes pleiotrópicas están involucradas en procesos tempranos del neurodesarrollo. Específicamente, los genes diana asociados al factor Esquizofrenia-Bipolar se encuentran enriquecidos en neuronas excitatorias. Este estudio proporciona una visión sistemática de las influencias genéticas compartidas y específicas de cada trastorno, lo que podría tener implicaciones importantes para la clasificación de las condiciones psiquiátricas y el desarrollo de terapias basadas en la genética.

Referencia original: Nature https://doi.org/10.1038/s41586-025-09820-3 (2025)

enero 13, 2026 0 comments

Salud

Descodificando el cerebro: Entrevista a la Dra. Maria Behrens

by Editora de Salud enero 7, 2026

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En una reveladora entrevista publicada hoy en Genomic Psychiatry, la Dra. Maria Margarita Behrens relata un extraordinario viaje científico que la llevó a través de cuatro países y múltiples disciplinas antes de abordar preguntas fundamentales sobre cómo se desarrolla el cerebro y qué falla en los trastornos psiquiátricos. Su trabajo se encuentra ahora a la vanguardia de los esfuerzos internacionales para decodificar las firmas moleculares que definen cada tipo de célula en el cerebro humano.

La Dra. Behrens es miembro del cuerpo docente del Laboratorio de Neurobiología Computacional del Salk Institute for Biological Studies y ocupa un puesto de profesora adjunta de psiquiatría en la Universidad de California, San Diego. Como investigadora principal en la Red de Atlas de Células del Cerebro de la Iniciativa BRAIN de los Institutos Nacionales de Salud, contribuye a la generación de atlas epigenómicos de células individuales exhaustivos que los investigadores de todo el mundo utilizarán durante décadas.

Una chispa encendida en una sala de psiquiatría

El camino hacia la neurociencia no fue directo. Nacida en Montevideo, Uruguay, y criada en Santiago, Chile, la Dra. Behrens inicialmente albergó ambiciones de convertirse en arquitecta. La tercera de seis hijas, incluso se matriculó en una escuela preparatoria de arquitectura en Uruguay tras la trágica muerte de su padre en un accidente automovilístico. Sin embargo, ambos padres eran científicos, y ese legado intelectual, combinado con una curiosidad insaciable, finalmente la atrajo hacia la bioquímica.

¿Qué transformó a una bioquímica en una investigadora del cerebro? La respuesta llegó a través de un encuentro inesperado. Al escuchar a los pacientes en una sala de psiquiatría, la Dra. Behrens se sintió consumida por preguntas sobre los sustratos biológicos de la percepción y la realidad. ¿Por qué estas personas no podían experimentar el mundo como los demás? Esa pregunta se convirtió en una brújula que apuntaba hacia décadas de investigación sobre los mecanismos neuronales subyacentes a la enfermedad mental.

Una educación científica transcontinental

Su formación abarcó continentes de una manera que parece casi deliberadamente sinuosa. Una tesis de maestría sobre el desarrollo de hongos acuáticos en la Universidad de São Paulo en Brasil. Una disertación doctoral sobre redes genéticas que regulan el metabolismo del azúcar en levaduras en la Universidad Autónoma de Madrid. Trabajo postdoctoral sobre el desarrollo de camarones salinos, también en España. Ninguno de estos temas parecía estar remotamente conectado al cerebro.

Sin embargo, la Dra. Behrens absorbió técnicas y marcos analíticos durante esos años que resultarían esenciales cuando finalmente se dedicó a la neurociencia. Esta entrevista ejemplifica el tipo de discurso científico transformador que se encuentra en toda la cartera de revistas de acceso abierto de Genomic Press (https://genomicpress.kglmeridian.com/), donde las trayectorias profesionales no convencionales a menudo iluminan conexiones inesperadas entre campos.

Su transición se produjo en la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis, donde trabajó con el Dr. Dennis Choi en el Departamento de Neurología. Seis años de estudio intensivo permitieron que su formación en bioquímica y biología molecular se fusionara con la neurofarmacología. Aprendió qué preguntas podían responderse utilizando neuronas cultivadas en laboratorio y cuáles requerían estudiar el cerebro como un órgano intacto.

La revelación de la ketamina

Una observación fundamental surgió durante su tiempo estudiando el envejecimiento cerebral en la Universidad de California, San Diego. Los efectos de la ketamina en el cerebro envejecido condujeron a investigaciones que arrojaron resultados sorprendentes. Los fenómenos observados en neuronas cultivadas se tradujeron en mecanismos inesperados en animales vivos. Los hallazgos fueron publicados en Science y abrieron las puertas del Salk Institute, primero dentro del laboratorio del Dr. Terrence Sejnowski y posteriormente como científica independiente.

¿Podrían los efectos de la ketamina sobre las neuronas inhibitorias explicar algunas de sus notables propiedades como antidepresivo de acción rápida? ¿Y qué podría revelar esto sobre la organización fundamental de los circuitos neuronales? Estas preguntas conectaron sus observaciones farmacológicas con misterios más profundos sobre el desarrollo cerebral.

Mapeando cada célula del cerebro

Una publicación encontrada mientras esperaba decisiones sobre subvenciones redirigió a la Dra. Behrens de la farmacología de la ketamina hacia la epigenómica del desarrollo, iniciando una colaboración fructífera y duradera con los Dres. Joseph Ecker y Bing Ren. Hoy en día, su laboratorio investiga cómo se forman los circuitos neuronales en la corteza prefrontal durante el período perinatal y si el entorno materno puede influir en el desarrollo cerebral a través de modificaciones epigenéticas.

El trabajo tiene profundas implicaciones para la comprensión de los trastornos neurodesarrolladores y neuropsiquiátricos. ¿Cuándo se desvía el programa de desarrollo de su trayectoria prevista? ¿Qué eventos moleculares durante las ventanas críticas preparan el escenario para afecciones que pueden no manifestarse hasta la adolescencia o la edad adulta?

A través de la Red de Atlas de Células del Cerebro de la Iniciativa BRAIN, la Dra. Behrens y sus colaboradores han producido atlas del cerebro del ratón que enumeran no solo los genes expresados en cada tipo de célula, sino también las regiones reguladoras que gobiernan esa expresión. Un atlas similar del cerebro humano está actualmente en desarrollo. Estos recursos permitirán a los investigadores de todo el mundo dirigirse a tipos de células específicos con una precisión sin precedentes, abriendo posibilidades terapéuticas que antes eran inimaginables.

El imperativo de la colaboración

La Dra. Behrens articula una filosofía de la ciencia que prioriza el trabajo en equipo sobre la jerarquía. Describe su mayor talento como la capacidad de construir equipos colaborativos donde todos contribuyen sin importar su estatus. Esta orientación refleja la convicción de que el conocimiento avanza a través del esfuerzo colectivo en lugar de la brillantez individual.

¿Qué aspectos culturales de la comunidad científica merecen una transformación? La Dra. Behrens señala las estructuras de financiación y los sistemas de revisión por pares que no recompensan la colaboración genuina. Las presiones competitivas endémicas de la ciencia académica, sugiere, impiden el intercambio abierto de ideas que produce descubrimientos innovadores.

Su tutoría abarca a un grupo notablemente diverso: genómicos, conductistas, científicos informáticos y neurocientíficos que trabajan juntos en problemas que ninguna disciplina por sí sola podría abordar. El modelo se hace eco del espíritu interdisciplinario que Genomic Press promueve a través de su compromiso de avanzar en la investigación médica de acceso abierto a través de las fronteras tradicionales.

Más allá del laboratorio

Fuera de la vida profesional, la Dra. Behrens valora los viajes a los parques nacionales, la música y las conversaciones enriquecedoras. Enumera escuchar música y pintar como su ocupación favorita. Sus posesiones más preciadas no son objetos materiales, sino las relaciones con familiares, amigos y colegas.

Cuando se le preguntó qué persona viva admira más, nombró a Svante Pääbo, el laureado con el Premio Nobel reconocido por su trabajo sobre el ADN antiguo y la genómica de los neandertales. ¿Y si pudiera cenar con cualquier figura histórica? Charles Darwin, por su pensamiento analítico y la forma en que articuló su razonamiento al descubrir los principios evolutivos.

Su filosofía de vida se cristaliza en un lema pragmático y liberador: si no puedes hacer nada al respecto, considéralo bien. Para una científica que sorteó crisis de financiación, reubicaciones geográficas y transformaciones disciplinarias, tal ecuanimidad parece bien merecida.

La entrevista de la Dra. Maria Margarita Behrens en Genomic Press es parte de una serie más amplia llamada Innovators & Ideas que destaca a las personas detrás de los avances científicos más influyentes de la actualidad. Cada entrevista de la serie ofrece una combinación de investigación de vanguardia y reflexiones personales, brindando a los lectores una visión integral de los científicos que dan forma al futuro. Al combinar un enfoque en los logros profesionales con las perspectivas personales, este estilo de entrevista invita a una narrativa más rica que involucra y educa a los lectores. Este formato proporciona un punto de partida ideal para perfiles que exploran el impacto del científico en el campo, al tiempo que tocan temas humanos más amplios.

Fuente:

Referencia del diario:

Maria Margarita Behrens: The epigenomics of brain development and maturation. Genomic Psychiatry. DOI: https://doi.org/10.61373/gp026k.0015. https://genomicpress.kglmeridian.com/view/journals/genpsych/aop/article-10.61373-gp026k.0015/article-10.61373-gp026k.0015.xml

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Tecnología

CCR4-NOT: Nueva clave en el origen de enfermedades y su tratamiento

by Editor de Tecnologia diciembre 17, 2025

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Una recientemente descubierta batalla molecular podría tener implicaciones importantes para comprender mejor el origen de múltiples enfermedades y trastornos – incluyendo cánceres, enfermedades neurodegenerativas y trastornos inmunitarios – así como para desarrollar posibles tratamientos, según investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania. El equipo realizó este hallazgo en un estudio de mensajeros celulares llamados ARNm, que transportan los planos del ADN necesarios para fabricar proteínas, los componentes básicos de la vida que mantienen el funcionamiento de las células. Después de entregar las instrucciones, estos mensajeros son eliminados por un complejo proteico llamado CCR4-NOT. Se pensaba que las proteínas en CCR4-NOT operaban en armonía, pero los investigadores señalan que no es así: una proteína desestabiliza el ARNm mientras que la otra lo estabiliza.

El equipo reveló esto en células de cáncer colorrectal humano utilizando una herramienta para desactivar temporalmente proteínas específicas. Al eliminar esencialmente una proteína, llamada CNOT1, CCR4-NOT ralentizó la eliminación del ARNm, pero al eliminar otra proteína de la célula, CNOT4, se aceleró el proceso de limpieza. Los detalles de la herramienta y sus análisis están disponibles en línea, a la espera de su publicación en un próximo número del Journal of Biological Chemistry.

«Tradicionalmente, se espera que las subunidades trabajen juntas hacia una función común, pero nuestros resultados muestran que CNOT4 tiene funciones únicas más allá de la degradación o catálisis del ARN», dijo Shardul Kulkarni, profesor asistente de bioquímica y biología molecular en la Universidad Estatal de Pensilvania, y primer autor del estudio. «Nuestro estudio demuestra que no todas las subunidades de un complejo de ‘degradación’ actúan de la misma manera: algunas pueden tener roles distintos e incluso opuestos. Comprender estas fuerzas opuestas nos brinda una imagen más clara de cómo las células mantienen un equilibrio en la expresión génica y podría indicar nuevas formas de intervenir cuando ese equilibrio se pierde».

Este equilibrio es fundamental para la regulación génica, que Kulkarni describió como un regulador de intensidad que aumenta o disminuye precisamente la luz para controlar cuándo, dónde y cuánto se utiliza cada gen, o con qué frecuencia se llevan a cabo las instrucciones para proteínas específicas. Kulkarni añadió:

«El estudio de la regulación génica es esencial para comprender la diferenciación celular, la progresión de una sola célula embrionaria a un organismo multicelular, y los mecanismos por los cuales los organismos se adaptan a los estímulos ambientales», dijo Kulkarni, explicando que, en condiciones de salud, los genes proporcionan los planos para cada componente biológico de un organismo, incluyendo el ARNm, pero eso no significa que el proceso sea precisamente el mismo todo el tiempo. «Nuestro hallazgo proporciona más información sobre cómo las moléculas involucradas en la regulación génica se equilibran o incluso se desafían mutuamente a medida que las células responden al estrés, la nutrición, la temperatura y otros cambios ambientales. Cuando ese sistema regulador falla, puede conducir a enfermedades como el cáncer, trastornos del desarrollo o problemas metabólicos».

Kulkarni trabaja en el laboratorio de Joseph C. Reese, profesor distinguido de bioquímica y biología molecular y autor corresponsal del estudio, en el Centro de Regulación Génica Eucariota de la Universidad Estatal de Pensilvania, donde se centran en CCR4-NOT, la máquina molecular que regula múltiples etapas del ciclo de vida del ARN. Esto se refiere a toda la existencia del ARN en las células: una proteína transcribe instrucciones del ADN al ARNm; el ARNm se procesa y empaqueta para que pueda moverse en la célula y proporcionar la información necesaria para fabricar una nueva proteína; y, finalmente, el ARN se descompone. Ese último paso, cuando el ARN se descompone y el mensaje se borra, está gobernado principalmente por CCR4-NOT.

CCR4-NOT fue descubierto por primera vez en levadura a principios de la década de 1990 y aparece en casi todas las células eucariotas, las células que componen todos los animales, plantas, hongos y muchos otros organismos. Si bien se sabe mucho sobre el complejo a partir de estudios con levadura, Kulkarni dijo que se comprende comparativamente menos el papel de CCR4-NOT en las células humanas. Para abordar esta brecha, el equipo desarrolló un sistema experimental para descubrir funciones previamente no caracterizadas de CCR4-NOT en células humanas.

Llamado sistema de degrón inducible por auxina (AID), la herramienta permite a los científicos «apagar» rápida y reversiblemente una proteína específica dentro de una célula, explicó Kulkarni. Funciona introduciendo una etiqueta a una proteína de interés que le indica a la célula que la destruya.

«Al poder destruir rápidamente las proteínas de interés, el sistema AID permite un control preciso de los niveles de proteína en las células humanas, lo que nos permite observar qué sucede cuando se elimina temporalmente una proteína específica», dijo Kulkarni.

Para probar el sistema AID, el equipo se centró en dos proteínas en CCR4-NOT en una línea celular comercial de cáncer colorrectal humano llamada DLD-1. La primera proteína, CNOT1, sirve como el andamiaje central de CCR4-NOT, mientras que la segunda, CNOT4, es una proteína menos comprendida involucrada en la regulación génica.

Con el sistema AID, los investigadores pudieron reducir completamente cualquiera de las dos proteínas en 60 minutos. Agotar CNOT1 alteró miles de transcripciones – las hebras simples de ARN que se transcriben a ARNm – y ralentizó la degradación del ARNm. Agotar CNOT4, por otro lado, no alteró mucho las transcripciones, pero promovió la degradación del ARNm.

«Comprender las complejidades de los efectos opuestos que CNOT1 y CNOT4 tienen sobre la estabilidad del ARNm tiene varias implicaciones», dijo Kulkarni, explicando que dicho conocimiento podría ayudar a identificar contextos de enfermedad en los que cualquiera de las subunidades esté desregulada, informar el desarrollo de biomarcadores basados en patrones característicos de degradación del ARNm y proporcionar información para estrategias terapéuticas que se dirijan a la estabilidad del ARNm y ajusten la regulación génica. «Con nuestro nuevo sistema, hemos abierto la puerta a aprender aún más».

Otros coautores afiliados al Centro de Regulación Génica Eucariota de la Universidad Estatal de Pensilvania son Courtney Smith y Oluwasegun T. Akinniyi, ambos estudiantes de posgrado en el programa de bioquímica, microbiología y biología molecular. Smith; Akinniyi; Belinda M. Giardine, programadora/analista; y Cheryl A. Keller, profesora de investigación, están afiliados al Departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad Estatal de Pensilvania. Keller también es la directora del Centro de Genómica de la Universidad Estatal de Pensilvania en los Institutos Huck de las Ciencias de la Vida en la Universidad Estatal de Pensilvania. Alexei Arnaoutov, División de Biología Molecular y Celular en el Instituto Nacional de Salud Infantil y Desarrollo Humano de los Institutos Nacionales de Salud (NIH), también contribuyó a este trabajo.

Esta investigación fue posible gracias a varias instalaciones centrales administradas por los Institutos Huck de las Ciencias de la Vida en la Universidad Estatal de Pensilvania, incluyendo la Instalación Central de Proteómica y Espectrometría de Masas de Huck, la Instalación Central de Genómica, la Instalación Central de Citometría de Flujo y la Incubadora de Investigación Genómica.

Los NIH financiaron esta investigación.

Fuente:

Referencia del diario:

DOI: 10.1016/j.jbc.2025.110862

diciembre 17, 2025 0 comments

Salud

Pneumonía y corazón: Enzima clave identificada para prevenir daños cardíacos

by Editora de Salud diciembre 5, 2025

written by Editora de Salud

La neumonía es una enfermedad que supone una carga significativa para los sistemas de salud, con más de 1.2 millones de visitas a urgencias cada año y más de 41,000 muertes de adultos en los Estados Unidos. A nivel mundial, más de un millón de niños menores de cinco años fallecen anualmente a causa de esta enfermedad. Si bien las investigaciones anteriores se han centrado principalmente en los pulmones, la neumonía puede desencadenar complicaciones cardíacas –como insuficiencia cardíaca, arritmias o ataques al corazón– que pueden ser fatales.

Ahora, investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Maryland (UMSOM) y la Facultad de Medicina Heersink de la Universidad de Alabama en Birmingham han identificado una enzima bacteriana que podría explicar por qué algunas personas desarrollan complicaciones cardíacas asociadas a la neumonía, mientras que otras no. Dado que las enzimas crean reacciones químicas que ayudan a las bacterias a sobrevivir, crecer y, en ocasiones, atacar tejidos, los investigadores comprendieron que esta enzima en particular, denominada zmpB, podría convertirse en un objetivo para futuras vacunas o terapias farmacológicas. Publicaron sus hallazgos en Cell Reports el 4 de diciembre.

«Aproximadamente uno de cada cinco pacientes hospitalizados por neumonía sufrirá un evento cardíaco adverso que pone en peligro su vida y, incluso en los años siguientes, tienen al menos el doble de probabilidades de experimentar alguna forma de insuficiencia cardíaca», afirmó el autor principal del estudio, Carlos J. Orihuela, PhD, profesor de microbiología en la Universidad de Alabama en Birmingham.

Aunque existen varias bacterias y virus que causan neumonía, el equipo se centró específicamente en Streptococcus pneumoniae, la principal causa de neumonía adquirida en la comunidad. Utilizaron estudios de asociación del genoma bacteriano (bGWAS), modelos de ratón y organoides cardíacos para confirmar y descubrir que S. pneumoniae puede dañar directamente el corazón y que zmpB potencia la invasión de S. pneumoniae en el corazón, respectivamente.

«Este papel de zmpB es totalmente nuevo y esta información lo convierte ahora en un posible objetivo terapéutico», señaló Orihuela.

«Cuando examinamos cientos de cepas aisladas de pacientes que desarrollaron complicaciones cardíacas y las comparamos con bacterias de pacientes que solo experimentaron neumonía, un patrón nos llamó inmediatamente la atención. Los pacientes con insuficiencia cardíaca estaban más frecuentemente infectados con una versión de S. pneumoniae que portaba el gen zmpB con una característica genética distintiva, los dominios FIVAR, que son segmentos especiales que ayudan a las bacterias a invadir y sobrevivir dentro de las células cardíacas y a causar focos de infección», explicó Adonis D’Mello, PhD, analista bioinformático del grupo de Hervé Tettelin, PhD, profesor de microbiología e inmunología en UMSOM y el Instituto de Ciencias del Genoma, ambos autores del estudio. «De hecho, descubrimos que cuantos más dominios FIVAR tiene este gen, que hasta ahora no tenía una función caracterizada, mayor es el daño al corazón que causa».

Los investigadores infectaron ratones con una cepa de neumonía regular o con una cepa genéticamente modificada en la que desactivaron el gen zmpB y controlaron la progresión de la enfermedad. Descubrieron que los ratones infectados con la cepa normal desarrollaron numerosas microlesiones cardíacas y muerte celular que dañaron el corazón, pero aquellos que tenían la cepa desactivada presentaban pocas o ninguna microlesión o muerte celular alrededor de sus corazones.

A continuación, expusieron organoides cardíacos –células cardíacas pulsantes cultivadas a partir de células madre humanas en una placa de Petri– a una de tres pruebas: infectándolos con cepas neumocócicas con y sin el gen zmpB, así como con diferentes versiones de zmpB. Aquellos con zmpB con dominios FIVAR adheridos invadieron las células cardíacas, mientras que aquellos que carecían de los dominios FIVAR presentaron una reducción de la muerte celular del tejido cardíaco y la entrada bacteriana.

«Con los modelos de ratón, aprendimos que la lesión cardíaca dependía de la zmpB expresada por la cepa, y con los organoides, aprendimos que esto ocurre porque las proteínas equipadas con dominios FIVAR ayudan a las bacterias a invadir las células cardíacas y dañarlas», dijo el Dr. Tettelin.

«Nuestra esperanza es que, al comprender estas huellas moleculares, podamos proteger mejor a los pacientes contra el riesgo de daño cardíaco durante una enfermedad con neumonía o al menos minimizar su gravedad», dijo el Dr. Orihuela. «Aunque es necesario realizar más trabajo antes de que esté listo para la clínica, es posible que con una simple prueba genética, los médicos puedan identificar cepas de la bacteria de alto riesgo al inicio de una infección para un control cardíaco más estrecho o un tratamiento específico para prevenir el daño cardíaco».

«Estos son hallazgos extremadamente importantes», dijo Mogens Kilian DMD, DSc, Dr. hc, FKC, R1, profesor emérito de microbiología médica de la Universidad de Aarhus en Dinamarca, experto en el campo que no participó en esta investigación. «No solo el estudio identifica una función de una enzima enigmática en Streptococcus pneumoniae, sino que también explica la patogénesis de complicaciones graves asociadas con infecciones causadas por algunas cepas de este patógeno y, por lo tanto, abre una posible vía de prevención».

Fuente:

Facultad de Medicina de la Universidad de Maryland

Referencia del diario:

Allele-specific Zinc Metalloprotease B influences cardiac damage during invasive pneumococcal disease, Cell Reports (2025). DOI: 10.1016/j.celrep.2025.116574. www.cell.com/cell-reports/full … 2211-1247(25)01346-4

diciembre 5, 2025 0 comments

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