Nobel de Medicina para quienes revelaron el misterio del "tráfico" celular

Los trabajos que, con décadas de separación, publicaron los estadounidenses James Rothman y Randy Schekman, y el alemán Thomas Südhof, han permitido entender por qué ocurren diversas enfermedades como trastornos inmunológicos y diabetes.
El sistema de transporte de las células funciona como un puerto donde el tráfico de moléculas debe estar cronometrado a la perfección para que no haya problemas.
Cada célula es una fábrica que produce y exporta moléculas. Por ejemplo, la insulina se produce y libera en la sangre, y señales químicas llamadas neurotransmisores se envían de una célula nerviosa a otra. Estas moléculas se transportan por toda la célula en pequeños paquetes llamados vesículas.
“Los tres laureados descubrieron los principios moleculares que gobiernan cómo se envía esta carga al lugar y la hora correcta”, explicó el Instituto Karolinska de Estocolmo, tras anunciar a los ganadores de 2013.
Esto es crucial en la forma en que se comunica el cerebro, en la liberación de las hormonas y en partes del sistema inmune.

“Exacta organización”

Las vesículas son pequeñas burbujas de grasa que contienen las mercancías de las células. Ellas pueden enviar diversos materiales como enzimas, neurotransmisores y hormonas, alrededor de la célula. O pueden fusionarse con la superficie exterior de la célula y liberar su contenido al resto del cuerpo.
“Sin esta exacta organización maravillosa, la célula podría caer en el caos”, señaló la fundación.
Un sistema defectuoso de transporte de vesículas es en parte responsable de la diabetes y los trastornos del cerebro.
Este largo camino para entender esta parte del funcionamiento del cuerpo humano empezó en los años 70 con el trabajo de Randy Schekman, quien estaba fascinado con cómo las células organizan su sistema de transporte, por lo que decidió estudiar sus bases genéticas utilizando la levadura como sistema modelo.
De acuerdo con el diario británico The Guardian, Schekman pudo identificar células de levadura con problemas de transporte, muy parecido a lo que ocurre cuando hay problemas en el sistema de transporte público.
Descubrió que la causa de este tráfico era genética, por lo que se propuso identificar esos genes mutados. Al final detectó tres clases de genes que controlan las diferentes facetas del sistema de transporte de células.

Origen ancestral evolutivo

Años más tarde, James Rothman decidió tomar el relevo. En los años 80 y 90 estudió el tráfico vesicular en células de mamíferos. El estadounidense descubrió que era una proteína la que permitía que las vesículas llegaran y se fusionaran con las membranas.


El equipo de periodistas científicos de The Guardian explica que en el proceso de fusión las proteínas en las vesículas y las membranas sólo se juntan bajo una combinación especial. Un poco como lo hacen los dientes de cada lado de un cierre.
“El hecho de que existan muchas proteínas de este tipo y que se unan sólo en combinaciones específicas asegura que la carga sea llevada a un lugar preciso”, explican los reporteros.
El trabajo de Rothman también sirvió para descubrir que existe un origen ancestral evolutivo en el sistema de transporte, pues algunos de los genes que identificó Schekman en la levadura también estuvieron presentes en el estudio con mamíferos de Rothman.
El alemán Thomas Südhorf fue un paso más allá, pues su curiosidad lo llevó a estudiar cómo las células se comunican entre ellas en el cerebro.

El momento adecuado
Para que una persona piense, actúe o sienta, las neuronas en su cerebro deben comunicarse. “Esta comunicación ocurre en sinapsis, uniones especializadas que permiten a las neuronas intercambien información en cuestión de milisegundos”, se puede leer en el sitio del laboratorio de Südhof de la Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford.
Así, la contribución de Südhof en resolver este rompecabezas celular está en el tiempo.
Todo el proceso del tráfico vesicular descrito por sus antecesores Schekman y Rothman sólo puede ocurrir cuando las células nerviosas envían señales a sus vecinos.
Para que esto ocurra de una forma precisa, Südhof descubrió que los iones de calcio entran en acción. El especialista, junto a su equipo identificó la maquinaria molecular que responde al influjo de iones de calcio y dirige a las proteínas para que las vesículas se junten con la membrana exterior de la célula nerviosa.
En ese momento se abre una ventana que permite la liberación de la carga que será transportada. Cuando esto no ocurre en el momento adecuado, ocurren problemas.

El trabajo de Südhof ha permitido en que aumente la evidencia que relaciona las deficiencias en la transmisión de la información con enfermedades como el Alzheimer y el autismo.

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Transplante de cara a Carmen Tarleton

Los médicos salvaron la vida de Carmen Tarleton luego de que su exmarido la rociara con blanqueador industrial. Estuvo en coma inducido y fue sometida a más de 50 cirugías. Pero poco pudieron hacer con su rostro desfigurado.

Lo peor vino después: los niños huían de ella. Y cuando los canales de noticias presentaron su historia advirtieron que las imágenes podrían herir la sensibilidad de la audiencia.
Durante cuatro años, Tarleton vivió esta realidad, sumada a un enorme dolor. Luego, su cirujano plástico en el Hospital de Mujeres de Boston le sugirió una posibilidad: hacía poco había realizado el primer trasplante de cara de Estados Unidos y creyó que ella podría ser apta para la misma intervención.
Pese a que la idea le pareció extraña, Tarleton aceptó.
Pasó la cirugía y este miércoles presentó su nuevo rostro en una conferencia de prensa.

Desconoce el nombre de la donante, pero asegura que piensa en ella cada día.
“Converso con ella y le hago saber lo agradecida que estoy”, le dijo Tarleton, de 44 años, a CNN. “Estoy emocionada, muy entusiasmada con lo que tengo”, agregó.
“Fueron varias noches sin dormir”
El doctor Bohdan Pomahac jamás había visto a alguien como Tarleton.


Director de la unidad de quemados del hospital, Pomahac trató las heridas de Tarleton luego del ataque de junio de 2007. El blanqueador había quemado más del 80% de su cuerpo.
(Abajo vemos  un par de fotos durante el juicio  a su esposo que hizo el terrible daño:)

En 2011, Pomahac y su equipo practicaron el primer trasplante total de cara de los Estados Unidos. En diciembre de ese año, se aprobó la misma cirugía para Tarleton, pero debieron pasar 14 meses para que se encontrara una donante adecuada.
La operación, que duró 14 horas, se hizo en febrero pasado y Tarleton se convirtió en la sexta persona en los Estados Unidos que recibe un trasplante completo de cara.

Al principio, las cosas no anduvieron bien. El cuerpo de Tarleton empezó a rechazar el nuevo rostro y se creyó que el trasplante fallaría.
“Fueron varias noches sin dormir”, dijo Pomahac.
Pero la cara finalmente fue salvada.
“Pudo ver a través de mis cicatrices”

Completamente ciega de un ojo y con visión parcial en el otro, Tarleton todavía puede vivir sin ayuda en su departamento de Vermont.
Emocionalmente, Tarleton se ha recuperado. Logró perdonar a su exmarido, hoy en prisión, da charlas inspiracionales y publicó un libro: “Overcome: Burned, Blinded and Blessed” (Superación: quemada, ciega y bendecida).
En diciembre, empezó a tomar clases de piano con un profesor local llamado Sheldon Stein. Su rostro aún estaba desfigurado, pero el hombre se enamoró de ella.
“Pudo ver a través de mis cicatrices”, dijo Tarleton.
Stein la ayudó a recuperarse de la intervención. Al principio, casi no tenía control alguno sobre su cara, pero ahora puede esbozar una pequeña sonrisa y sus médicos dicen que con el tiempo podrá mover sus cejas y hacer otras expresiones.
¿Su mayor deseo? Lograr la fuerza y la coordinación necesarias para besar al hombre que considera “el amor de su vida”.
“Sé que ese día llegará”, dijo Tarleton.

* Texto de CNN (1 Mayo 2013) y edición general de CTsT (25 Mayo 2013)

Mayor información en los siguientes enlaces:

Young Girl Receives Lifesaving Windpipe Transplant Made From Her Stem Cells

Hannah Warren was born without a trachea but now has one made from plastic fibers and a stew of her own stem cells.
The 2-year-old Korean Canadian has spent every day of her life in intensive care, kept alive by a tube that substituted for the windpipe that was supposed to connect her mouth to her lungs. But nearly a month after her transplant, the toddler is mostly breathing on her own and is responding to doctors and nurses.
The surgery, pioneered by Dr. Paolo Macchiarini, director of the Advanced Center for Translational Regenerative Medicine at the Karolinska Institute in Stockholm, was only the sixth performed in the world, and Hannah was the youngest patient and first to receive the transplant in the U.S. The procedure was approved by the FDA as an experimental operation for patients with very little hope of survival; being born without a trachea is fatal in 99% of cases.
Macchiarini performed the nine-hour operation on April 9 at the Children’s Hospital of Illinois after carefully creating the windpipe using stem cells from Hannah’s bone marrow that were saturated over a matrix of plastic fibers shaped into a tube.
Exactly what happens to the windpipe after it is transplanted isn’t clear, but researchers believe that placing stem cells, which are capable of developing into different types of body cells, can pick up signals from their environment and integrate with existing tissues. Macchiarini told the New York Times that the body’s regenerative capabilities may help such bioengineered organs to integrate with existing tissues. Children may make the ideal patients for these procedures since they have natural and active abilities to heal and grow. “Hannah’s transplant has completely changed my thinking about regenerative medicine,” he told the Times, adding that he wants to conduct a clinical trial in the U.S.
According to the Associated Press, only about 1 in 50,000 children worldwide are born with a windpipe defect or without one. For these patients, and for others with defective or diseased organs, manipulating stem cells to generate healthy tissues or organs could be their only chance at survival.
Macchiarini performed all five of the previous transplants of the bioengineered windpipes; four of the patients have done well, while one, Christopher Lyles, who received his trachea in Stockholm, died. Last year, in describing Lyles’ operation, TIME’s Alice Park wrote:
Macchiarini has been perfecting the process of using stem cells to seed bioengineered scaffolds for organs like the trachea since 2008; in his first such procedure, he used a donor trachea to replace that of a Spanish woman, stripping the organ of its cells and coating it with the woman’s own stem cells. But using a completely synthetic, bioengineered matrix such as the one transplanted in Lyles, he says, makes the transplant safer for the patient, potentially sparing him the complications that can arise if he can’t accept the new organ.
Researchers have used similar stem-cell-seeding techniques to create other organs. Dr. Anthony Atala at Wake Forest University generated bladders and a urethra using scaffolds and patients’ stem cells.
Because of the small number of patients he has treated, his critics say it’s hard to determine how valid Macchiarini’s bioengineering technique is in treating patients like Hannah. But he plans to conduct a clinical trial to properly assess the risks and benefits of the procedure, and document how bodies react to the transplanted devices. Hopefully those trials will show that it’s possible to regenerate not just organs but hope as well.