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El Microbioma Oral determina el resultado de los tratamientos periodontales: Probióticos versus antibióticos

admin — Sun, 06 Nov 2016 00:32:56 +0000

Según un estudio recientemente publicado por Nature, el microbioma oral de una persona con periodontitis crónica puede predecir cómo responderá al tratamiento siendo un buen microbioma mejor que un tratamiento con antibióticos.

Un grupo de científicos de la Universidad de Amsterdam identificó mediante secuenciación de última generación del rDNA 16S los perfiles de microorganismos en la boca de pacientes con periodontitis crónica a los 0, 3, 6 y 12 meses de tratamiento de limpieza, con antibióticos en un grupo de prueba y sin antibióticos en un grupo control. Descubrieron que las personas que tienen redes de microorganismos relacionados a un microbioma saludable, responden mejor al tratamiento- ya sea con o sin antibióticos- que aquellas que no poseen estas redes.

La periodontitis crónica es la principal causa de la perdida de dientes y la forma actual de tratarla es con limpieza bucal, que para mayor eficacia suele estar acompañada de tratamientos con antibióticos sistémicos por largos períodos de tiempo. En el caso de nuestro país, no estamos fuera de este serio problema de salud, según cifras del Ministerio de Salud, la periodontitis afecta a más del 38% de la población adulta y hasta a un 69% de los adultos mayores, por lo tanto es de gran importancia comprender desde un nuevo punto de vista como abordar este asunto.

Durante este estudio, se observó que los pacientes con una baja diversidad microbiana y con predominancia de taxas generalmente no-orales como Pseudomonas tenían peor respuesta al tratamiento no quirúrgico, sin importar el uso o no de antibióticos. Por otro lado, las personas que mejor respondieron al tratamiento fueron aquellas cuyo microbioma oral contenía desde un inicio redes de taxas asociados a un estado saludable, como Streptococcus, Neisseria, Rothia, Haemophilus y Veillonella.

Los científicos destacan además que la presencia de especies individuales de bacterias no resultó relevante, sin embargo grupos o redes de bacterias que generalmente se encuentran en un microbioma oral sano mostraron un efecto en la respuesta de los pacientes al tratamiento, indicando que los microorganismos en nuestra boca interactúan entre sí, formando un sistema dinámico.

Debido a esto, los investigadores propusieron el estudio de nuevas terapias contra la periodontitis, como probióticos, que apunten a formar las redes de microorganismos asociados con un estado saludable, mejorando la condición de los pacientes sin caer en el uso prolongado de antibióticos. Lo anterior, constituye un cambio de paradigma respecto al actual sistema de tratamiento y abre nuevas ideas para tratamientos, lo cual es posible a través de estudios como los que nos permiten realizar las herramientas de secuenciación masiva y análisis bioinformáticos.

Imagen: Redes taxonómicas previas al tratamiento, de pacientes que tuvieron una respuesta mejor a la promedio al tratamiento (a) y de los que tuvieron una respuesta inferior al promedio (b). Las líneas grises indican correlaciones positivas y las rojas negativas, el tamaño del nodo indica la abundancia de cada taxa y su color el número de conexiones que forma.

S. Bizzarro, M. L. Laine, M. J. Buijs, B. W. Brandt, W. Crielaard, B. G. Loos & E. Zaura. (2016). Microbial profiles at baseline and not the use of antibiotics determine the clinical outcome of the treatment of chronic periodontitis. Scientific Reports6, Article number: 20205.

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Secuencian transcriptoma de manzanos en respuesta a infección bacteriana

admin — Tue, 04 Oct 2016 04:17:10 +0000

Realizan análisis transcriptómico de variedades de manzana infectadas con bacterias e identifican genes diferencialmente expresados, posibles genes de resistencia y genes no identificados

El fuego bacteriano o blightfire es una plaga causada por la bacteria Erwinia amylovora que afecta a las rosáceas, principalmente peras y manzanas. Los síntomas son flores y brotes marchitos, ramas que retienen las hojas muertas y llagas que supuran en primavera, siendo una de las peores consecuencias de esta plaga la muerte de los árboles, pudiendo hasta eliminar plantaciones completas, causando pérdidas millonarias.

Para comprender de manera global el mecanismo molecular mediante el cual la planta responde frente a la infección por esta bacteria, científicos suizos estudiaron la respuesta en la expresión, un análisis transcriptómico (RNA-Seq), de la respuesta del manzano (variedad susceptible Golden delicious) frente a la infección con Erwinia amylovora, lo cual fue publicado en reconocida revista científica Nature.

El experimento se basó en inocular flores con la bacteria y 48 horas después se tomaron las muestras para ser analizadas en la plataforma de secuenciación masiva Illumina HiSeq. De las lecturas obtenidas se encontraron 63.508 genes antes reportados y 2.064 regiones no reportadas anteriormente. Además 1.080 transcritos se encontraron expresados diferencialmente , siendo 872 sobreextresados y 208 disminuyeron su expresión.

Bajo estas condiciones, se observó una disminución en la expresión de las rutas de las ubiquitin-hidrolasas y los genes relacionados a la fotosíntesis, a la vez que se sobreexpresaron genes que codifican para proteínas con funciones relacionadas a la respuesta biótica y abiótica: glutatión-S-transferasas, citocromos, genes relacionados con la síntesis, percepción y señalización de etileno y jasmonato. También se observó un aumento en la expresión de genes involucrados en la biosíntesis de flavonoides.

Imagen: Clases de genes diferencialmente expresados a las 48 horas post infección.

Para saber si los cambios observados son una respuesta específica contra E. amylovora o un respuesta genérica contra el estrés biótico, se midieron los niveles de expresión de diferentes transcritos mediante RT-PCR en respuesta a inoculación por E. amylovora, otro patógeno bacteriano y una bacteria inocua. Los resultados mostraron patrones específicos de respuesta en los distintos casos, por lo que los autores proponen extender la lógica de un análisis de todo el transcriptoma ayudaría a identificar los genes que confieren susceptibilidad o resistencia en distintas variedades de manzanos.

Además, 25 nuevos ORFs (marcos de lectura abiertos) y las rutas identificadas en este estudio podrán utilizarse para caracterizar los mecanismos de susceptibilidad y resistencia contra E. amylovora, y que identificando la función exacta de estas nuevas secuencias podrían utilizarse como marcadores moleculares de la resistencia bacteriana o ayudar en su control y prevención.

Estudios como este demuestran el potencial de la tecnología RNA-Seq para detallar el perfil transcripcional e incluso encontrar genes no descritos en un genoma previamente anotado, siendo una herramienta más potente que otras similares (ej. Microarray) ya que permite una búsqueda sin sesgo (bias) de genes, la cuantificación de transcritos poco expresados e incluso la detección de nuevos ORFs.

Tim Kamber, Jan P. Buchmann, Joël F. Pothier, Theo H. M. Smits, Thomas Wicker &Brion Duffy. (2016). Fire blight disease reactome: RNA-seq transcriptional profile of apple host plant defense responses to Erwiniaamylovora pathogen infection. Scientific Reports 6, Article number: 21600. doi:10.1038/srep21600
Johnson, K.B. 2000. Fire blight of apple and pear.The Plant Health Instructor. DOI: 10.1094/PHI-I-2000-0726-01
Updated 2005

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Secuencian genoma del virus Zika

admin — Tue, 04 Oct 2016 04:14:39 +0000

Científicos brasileños secuenciaron por primera vez el genoma completo del virus Zika desde el líquido amniótico de mujeres embarazadas

El virus Zika ha causado alarma en América, los primeros reportes que se tienen del virus en el continente son del norte de Brasil en mayo del 2015, sin embargo pasó rápidamente a más de una decena de países. Al igual que el dengue y el chinkungunya es un virus transmitido por el mosquito Aedes y los síntomas de la infección son similares a los de otros arbovirus, incluyendo cefaleas, conjuntivitis, mialgias y fiebre. Sin embargo, lo que ha aumentado la alarma frente al virus Zika es el aumento de casos de microcefalia, (con 4.783 casos, la tasa de microcefalia es 20 veces mayor a la de años anteriores), además se ha relacionado con otras afecciones neurológicas en infantes como el síndrome de Guillain-Barré y afecciones oculares. Frente a esto, la organización mundial de la salud (WHO) recomendó a las mujeres embarazadas prevenir cualquier contacto con posibles vectores y los gobiernos de Brasil, Colombia, Jamaica, El Salvador y República Dominicana sugirieron a los ciudadanos de las zonas infectadas posponer planes de maternidad a causa del virus.

Imagen: Mosquito Aedes, vector del virus Zika.

El Zika pertenece a la familia Flaviviridae a la que también pertenecen el dengue, el virus de la hepatitis C y el virus causante de la fiebre amarilla. Es un virus con cápside icosaédrica, envuelto y con un diámetro de entre 18- 45 nm. Su genoma es RNA no segmentado, el cual codifica para una poliproteína que luego se clivará en proteínas de la cápside, glicoproteínas de membrana, RNA polimerasa y otras siete proteínas no estructurales (NS).

El primer brote de Zika registrado fue en Nigeria en 1954, luego de lo cual se ha reportado su presencia en varios países de África y Asia. En el 2007 se detectó por primera vez en Oceanía y durante 2013 - 2014 hubo un brote en la Polinesia Francesa.

Imagen: Esquema de la estructura del virus Zika.

Científicos del Instituto Nacional de Infectologia Evandro Chaga en Brasil tomaron muestras de dos mujeres embarazadas infectadas con Zika cuyos bebes fueron diagnosticados con microcefalia mediante ultrasonido a las 28 semanas de embarazo, las mujeres presentaron los síntomas de la infección a las 10 y 18 semanas. Las muestras se analizaron mediante PCR, RT-PCR, ELISA y otros métodos para descartar la presencia de otras enfermedades. Además se confirmó la presencia se Zika en las muestras de líquido amniótico pero no en las de orina o sangre.

Desde las muestras de líquido amniótico se aisló material genético viral para ser secuenciado mediante NGS en la plataforma Illumina MiSeq. De esta forma, se obtuvieron las secuencias virales, las cuales fueron ensambladas obteniéndose un genoma de 10.793 pb con una cobertura de 19X.

El análisis filogenético de la secuencia mostró que la cepa más cercana relacionada al virus Zika que circula por Brasil es la del brote de la Polinesia Francesa en 2013-2014 con un 97-100% de semejanza. También, se descartó que la cepa brasileña haya sufrido recombinación con otros flavovirus que se transmiten en los mosquitos Aedes.

Por lo tanto, a partir de este estudio se comprobó que el virus Zika puede atravesar la placenta y en consecuencia tiene la posibilidad de infectar al feto (ya que las muestras virales fueron obtenidas desde el líquido amniótico).

Finalmente, los investigadores concluyen que el Zika debe ser considerado una posible causa de microcefalia, especialmente en las regiones epidémicas.

Guilherme Calvet*, Renato S Aguiar*, Adriana S O Melo, Simone A Sampaio, Ivano de Filippis, Allison Fabri, Eliane S M Araujo, Patricia C de Sequeira, Marcos C L de Mendonça, Louisi de Oliveira, Diogo A Tschoeke, Carlos G Schrago, Fabiano L Thompson, Patricia Brasil, Flavia B dos Santos, Rita M R Nogueira, AmilcarTanuri†, Ana M B de Filippis. (2016). Detection and sequencing of Zika virus from amniotic fluid of fetuses with microcephaly in Brazil: a case study. Lancet Infect Dis. Published Online, http://dx.doi.org/10.1016/S1473-3099(16)00095-5.
GenBank accession number: NC_012532
http://laboratoryinfo.com/zika-virus-structure-epidemiology-pathogenesis-symptoms-laboratory-diagnosis-and-prevention/

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Diagnóstico sanguíneo del Alzheimer con miRNA

admin — Tue, 04 Oct 2016 04:12:20 +0000

Descubren y validan el uso de miRNA sanguíneos como biomarcadores de la enfermedad de Alzheimer, se espera que estos miRNA puedan utilizarse para diagnosticar a los pacientes asintomáticos y mejorar las expectativas de tratamiento.

El Alzheimer causa perdida de memoria, cambios de humor y desorientación espacio-temporal entre otros síntomas, pudiendo llegar a ser invalidante en etapas avanzadas. Es la forma más común de demencia en el mundo, con 47 millones de pacientes a nivel mundial. Para el 2050 se espera que se alcancen los 86 millones de pacientes en el mundo, con una tasa de un paciente nuevo cada 3,3 segundos. Este es un grave problema de salud, considerando que en 2015 se gastaron USD 226.000 millones en EE.UU. en cuidado y tratamiento de esta enfermedad y se proyecta que hacia el 2050 el gasto en EE.UU. superará el trillón de dólares. Por lo cual, mejores técnicas de diagnóstico y tratamiento son necesarias.

Actualmente no hay una cura para la enfermedad, sin embargo se trata en etapas tempranas y moderadas con inhibidores de la colinesterasa para evitar su avance, mientras que en etapas avanzadas se combaten sus efectos con antipsicóticos o antidepresivos.

A pesar de lo frecuente de la enfermedad su diagnóstico aún es un problema, ya que solo con evaluaciones psicológicas y neurológicas del paciente es difícil distinguirla de otros tipos de demencia. Otros métodos de diagnóstico basados en imágenes son costosos y se usan para descartar otras causas que estén provocando los síntomas, sin embargo no hay un método de diagnóstico definitivo para el Alzheimer.

Una nueva aproximación fue realizada por un grupo de científicos alemanes, quienes mediante Secuenciación Masiva Paralela analizaron los perfiles de miRNA (microRNA) sanguíneo en pacientes con Alzheimer. Utilizando la plataforma Illumina HiSeq, se analizaron muestras de pacientes (n=54) y se compararon con muestras de controles sanos (n=22). Se encontró una desregulación de 203 miRNAs en los pacientes con Alzheimer.

Para comprobar que el patrón miRNAs encontrados era exclusivo de Alzheimer, también fueron analizados pacientes con Esclerosis Múltiple (n=90) y Discapacidad cognitiva media (n=20); encontrándose diferentes patrones de expresión, lo cual indicaría que el perfil de expresión encontrado sería específico de Alzheimer.

Imagen: Gráfica de dispersión de 290 muestras de miRNA analizadas. Puntos verdes corresponden a pacientes de Alzheimer, rojos son controles y azules a pacientes de esclerosis y Discapacidad Cognitiva media.

El patrón de expresión específico para Alzheimer permitiría que algunos de estos miRNA puedan utilizarse como marcadores biológicos de la enfermedad y posiblemente para su diagnóstico clínico. Esta firma molecular de miRNA sería un método certero y rápido de detectar la enfermedad desde muestras de sangre, incluso antes de que aparezcan los primeros síntomas, contribuyendo a un diagnóstico y tratamiento temprano de la enfermedad, apuntando a una mejor calidad de vida del paciente.

Andreas Keller, Christina Backes, Jan Haas, Petra Leidinger, Walter Maetzler, Christian Deuschle, Daniela Berg, Christoph Ruschil, Valentina Galata, KlemensRuprecht, Cord Stähler, Maximilian Würstle, Daniel Sickert, Manfred Gogol, Benjamin Meder, Eckart Meese. (2016). Validating Alzheimer's disease micro RNAs using next-generation sequencing. Alzheimer's & Dementia. doi:10.1016/j.jalz.2015.12.012
Changing the Trajectory of Alzheimer’s Disease: https://www.alz.org/documents_custom/trajectory.pdf

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