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Los hallazgos de atrofia cardíaca podrían allanar el camino para prevenir daños causados ​​por vuelos espaciales prolongados

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IMAGEN: Los científicos del Cincinnati Children’s han descubierto una vía molecular que desencadena una atrofia cardíaca potencialmente mortal. Encontrar una forma de detener este proceso podría ayudar a proteger a las personas durante los viajes espaciales. vista Después

Crédito: Cincinnati Children’s

En muchas situaciones, las células del músculo cardíaco no responden al estrés externo de la misma manera que las células del músculo esquelético. Pero bajo ciertas condiciones, el corazón y los músculos esqueléticos pueden debilitarse a un ritmo mortalmente rápido, según un nuevo estudio realizado por expertos del Cincinnati Children’s.

Los nuevos hallazgos, basados ​​en estudios con modelos de ratones, representan un paso importante en un largo esfuerzo para prevenir o incluso revertir la atrofia cardíaca, que puede provocar una insuficiencia cardíaca fatal cuando el cuerpo pierde o experimenta grandes cantidades de peso. Largos períodos de ingravidez en el espacio. . . Los resultados detallados fueron publicado en Internet el 24 de junio de 2021, dentro Comunicación de la naturaleza.

«La NASA está muy interesada en la atrofia cardíaca», dice Jeffery Molkentin, PhD, Codirector del Cincinnati Children’s Heart Institute. «Este podría ser el mayor problema para los vuelos espaciales de larga duración y la salud de los astronautas, especialmente cuando entran en una situación de mayor gravedad, ya sea llegando a Marte o regresando a la Tierra».

Los astronautas y cosmonautas se ejercitan en órbita para minimizar la pérdida de masa muscular desde que los médicos observaron hace años que los astronautas que regresaban a menudo apenas podían caminar cuando regresaban a la Tierra. En el camino, los médicos también observaron un mayor riesgo de problemas cardíacos durante el período de recuperación.

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Los nuevos hallazgos de Molkentin y sus colegas ayudan a explicar por qué el corazón también se ve afectado por condiciones de desgaste muscular, lo que a su vez sugiere posibles nuevas formas de prevenir o tratar el problema.

Un ataque de tres frentes a las células cardíacas

El equipo de investigación estudió modelos de ratón de varias formas para rastrear el marchitamiento de las células cardíacas hasta un proceso molecular de tres pasos.

Al igual que el músculo esquelético, el corazón puede crecer o encogerse según la carga de trabajo. La nueva investigación identifica un proceso por el cual el gen de la trombospondina-1 puede conducir a una pérdida dramática de masa cardíaca.

La sobreexpresión de trombospondina-1 en los corazones de los ratones causa una pérdida rápida y fatal de la masa cardíaca, llamada atrofia, al activar directamente la proteína de señalización llamada PERK. La actividad excesiva de PERK, a su vez, desencadena una respuesta del factor de transcripción ATF4, que en conjunto programan directamente la atrofia de las células del músculo cardíaco.

Cuanto más tiempo estén activos estos genes, más grave se vuelve la atrofia. Eliminar o reducir la actividad de estos genes bloquearía o reduciría la respuesta de atrofia, lo que podría ser una nueva estrategia interesante para combatir la pérdida de músculo cardíaco durante largos períodos de viajes espaciales.

“Nuestros resultados describen un nuevo camino hacia la pérdida de masa muscular”, explica Molkentin. «Se necesita más investigación para desarrollar métodos o fármacos que puedan interrumpir esta vía de señalización a través de estos genes para detener la atrofia cardíaca una vez detectada».

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Próximas etapas

Los investigadores aún tienen que confirmar que el proceso observado en ratones también ocurre en humanos. También se necesita más trabajo para determinar si existen medicamentos (o deben desarrollarse) que puedan manejar de manera segura la actividad molecular identificada por el equipo de investigación.

En los seres humanos, incluso si no tenemos la capacidad de reemplazar el tejido del músculo cardíaco perdido, debería ser posible restaurar las células del músculo cardíaco debilitadas o atrofiadas a su estado original.

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Sobre este estudio

Además de Molkentin, los investigadores de Cincinnati Children que contribuyeron a este estudio incluyen a los coautores principales Davy Vanhoutte, PhD, y Tobias Schips, PhD, (ahora en Janssen Pharmaceuticals); Alexander Vo, BS, Kelly Grimes, PhD, Tanya Baldwin, PhD, Matthew Brody PhD, (ahora en la Universidad de Michigan), Federica Accornero, PhD, (ahora en la Universidad Estatal de Ohio) y Michelle Sargent, BS.

Las fuentes de financiación para este estudio incluyen los Institutos Nacionales de Salud de Molkentin (2R01HL105924) y una subvención de la fundación de investigación alemana Deutsche Forschungsgemeinschaft en Schips (SCHI 1290 / 1-1).

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Observe cómo el Sol retira brevemente la cola del cometa del diablo

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Observe cómo el Sol retira brevemente la cola del cometa del diablo

La nave espacial STEREO A de la NASA detectó una poderosa llamarada solar arrancando la cola del cometa Pons-Brooks, aunque rápidamente volvió a crecer. Esta no es la primera vez que STEREO A ve al Sol jugando con una bola de nieve sucia como esta, pero las imágenes son particularmente dramáticas.

Las colas de los cometas son cosas tenues que se crean cuando el viento solar empuja el gas y el polvo liberados por la sublimación del hielo lejos de la cabeza del cometa. No hace falta mucho para molestarlos; A veces se ven cometas con dos colas, una de gas y otra de polvo, apuntando en direcciones algo diferentes, siendo la cola de gas particularmente sensible a las condiciones.

Cuando las erupciones solares generan eyecciones de masa coronal (CME) desde la superficie del Sol, las partículas expulsadas pueden afectar las colas de los cometas, y la nave espacial STEREO, que rastrea las tormentas solares, ha detectado esto con frecuencia. Véase, por ejemplo, este caso de 2013 en el que se pudieron ver dos cometas en el mismo campo visual, uno de ellos moviendo la cola como un renacuajo o un espermatozoide congelado pero particularmente decidido.

Una eyección de masa coronal en 2013 que logró impactar a dos cometas a la vez, como muestra STEREO.

Crédito de la imagen: Karl Battams/NASA/STEREO/CIOC

La nave espacial STEREO no sólo observa las colas de los cometas por diversión. Me gusta su sitio web Observaciones«El uso de colas de cometas como trazadores puede proporcionar datos valiosos sobre las condiciones del viento solar cerca del Sol».

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Como sugiere su nombre, las naves espaciales STEREO fueron diseñadas para proporcionar vistas duales de la actividad solar, una con una órbita unas semanas más corta que la de la Tierra y la otra un poco más larga. La línea de base generalmente larga entre ellos le dio a la NASA una visión sin precedentes de la actividad solar durante una década, pero se perdió el contacto con STEREO B en 2016, e incluso una vez recuperado, los intentos de restaurarlo han fracasado.

STEREO A siguió funcionando, incluso si el acrónimo ahora es inexacto. Su nombre completo es Observatorio A de Relaciones Solar-Terrestres y continúa ayudando a los astrónomos a comprender cómo la variabilidad del Sol afecta a la Tierra. Como muestran estas imágenes, lo mismo ocurre con otros componentes del sistema solar.

El 12 de abril, STEREO A detectó un importante despegue de CME desde el Sol. Este evento se alejaba casi directamente de la Tierra, por lo que no provocó ninguna aurora aquí, aunque ocurrió otra aproximadamente al mismo tiempo. cielo iluminado sobre Tasmania. Pero una semana después, Spaceweather.com se dio cuenta el efecto que tuvo el evento sobre el cometa Pons-Brooks. En lenguaje astronómico, se trató de un «evento de desconexión» en el que la fuerza añadida del viento solar provocó que la cola del núcleo del cometa se rompiera y partiera como la bandera de Rohan hacia el espacio. Las dos torres.

El efecto fue tan fuerte en parte porque la CME era muy poderosa, pero también porque Pons-Brooks estaba a 120 millones de kilómetros (75 millones de millas) del Sol, o el 80 por ciento de la distancia de la Tierra. Aunque desde la perspectiva de STEREO A el cometa parece casi chocar con Júpiter, el planeta gigante estaba casi mil millones de kilómetros (620 millones de millas) más lejos y apenas se habría visto afectado.

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Pons-Brooks no ha estado exactamente a la altura de su apodo últimamente. Se le puso la etiqueta de «Cometa del Diablo» porque durante su paso explotó varias veces (como en visitas anteriores) y algunas de ellas produjeron lo que parecían cuernos del diablo. Desafortunadamente, las explosiones se detuvieron justo cuando podrían haber permitido que más personas vieran el cometa. Es particularmente desafortunado que ninguna coincidiera con esta CME; imaginen una erupción que se lleva algo mucho más brillante y complejo.

La buena noticia es que, si bien los cometas a menudo se comparan con los gatos, en lo que respecta a sus colas, se parecen más a eslizones, que pueden perder sus apéndices y volver a crecer.

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SpaceX lanza 23 satélites Starlink desde Florida (fotos)

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SpaceX lanza 23 satélites Starlink desde Florida (fotos)

SpaceX envió otro lote de sus satélites de Internet Starlink al cielo hoy (23 de abril).

Un cohete Falcon 9 coronado por 23 naves espaciales Starlink despegó hoy de la estación espacial de Cabo Cañaveral en Florida a las 6:17 p.m.EDT (22:17 GMT).

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“Verdaderamente asombroso”: ¡puntos cuánticos sintetizados con éxito dentro de células vivas!

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“Verdaderamente asombroso”: ¡puntos cuánticos sintetizados con éxito dentro de células vivas!

Un estudio innovador realizado por científicos de la Universidad de Nankai revela un nuevo método para sintetizar puntos cuánticos en los núcleos de las células vivas. Esta técnica, que explota los procesos naturales de la célula utilizando glutatión, allana el camino para aplicaciones avanzadas en biología sintética, incluida la producción de nanomedicinas y nanorobots, al permitir la síntesis precisa de materiales inorgánicos a nivel subcelular.

Un estudio reciente publicado en la revista revista científica nacional demuestra la síntesis de puntos cuánticos (QD) en el núcleo de las células vivas. La investigación fue realizada por el Dr. Hu Yusi, el profesor asociado Wang Zhi-Gang y el profesor Pang Dai-Wen de la Universidad de Nankai.

Durante el estudio de la síntesis de QD en células de mamíferos, se descubrió que el tratamiento con glutatión (GSH) aumentaba la capacidad reductora de la célula. Los QD generados no se distribuyeron uniformemente dentro de la celda sino que se concentraron en un área específica. A través de una serie de experimentos, se confirmó que esta área es efectivamente el núcleo celular (como se muestra en la figura). El Dr. Hu dijo: “Es realmente asombroso, casi increíble. »

Comprender los mecanismos moleculares

El Dr. Hu y su mentor, el profesor Pang, intentaron dilucidar el mecanismo molecular de la síntesis de puntos cuánticos en el núcleo celular. Se ha descubierto que el GSH desempeña un papel importante. Hay una proteína transportadora de GSH, Bcl-2, en el núcleo, que transporta GSH al núcleo en grandes cantidades, mejorando así la capacidad reductora del núcleo y promoviendo la generación de precursores de Se. Al mismo tiempo, el GSH también puede exponer los grupos tiol de las proteínas, creando condiciones favorables para la generación de precursores de cadmio. La combinación de estos factores permite en última instancia la síntesis abundante de puntos cuánticos en el núcleo celular.

La biosíntesis de puntos cuánticos en el núcleo de las células vivas.

De izquierda a derecha, imágenes de fluorescencia de los QD, imágenes de fluorescencia del tinte que tiñe el núcleo y la fusión de las dos. Esta figura muestra que con el tratamiento con GSH, se cultivaron QD fluorescentes en el núcleo de células vivas. Se' significa Na2SEO3; Cd' significa CdCl2. Crédito: Science China Press

El profesor Pang dijo: “Éste es un resultado apasionante; Este trabajo logra la síntesis precisa de QD en células vivas a nivel subcelular. Continuó: “La investigación en el campo de la biología sintética se centra principalmente en la síntesis de moléculas orgánicas por células vivas mediante genética inversa. Rara vez vemos síntesis celulares vivas de materiales funcionales inorgánicos. Nuestro estudio no implica modificaciones genéticas complejas; logra la síntesis objetivo de nanomateriales fluorescentes inorgánicos en orgánulos celulares simplemente regulando el contenido y la distribución de GSH en la célula. Esto aborda el déficit de la biología sintética para la síntesis de materiales inorgánicos.

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Si la síntesis de materiales orgánicos en las células sigue siendo predominante en el campo de la biosíntesis, esta investigación abre sin duda el camino a la síntesis de materiales inorgánicos en la biología sintética. El profesor Pang dijo: “Cada uno de nuestros avances es un nuevo punto de partida. Estamos convencidos de que en un futuro próximo podremos utilizar la síntesis celular para producir nanomedicamentos, o incluso nanorobots en orgánulos específicos. Además, podemos transformar células en supercélulas, permitiéndoles hacer cosas inimaginables. »

Referencia: “Síntesis in situ de puntos cuánticos en el núcleo de células vivas” por Yusi Hu, Zhi-Gang Wang, Haohao Fu, Chuanzheng Zhou, Wensheng Cai, Xueguang Shao, Shu-Lin Liu y Dai-Wen Pang, 12 de enero de 2024, revista científica nacional.
DOI: 10.1093/nsr/nwae021

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