ARTICULO: Jueves, 29 de octubre de 2009
Uso de electricidad en los tumores cerebrales
Combinados con la quimioterapia, el uso de campos eléctricos ayuda a prevenir el crecimiento de los tumores cerebrales letales.
Por Lauren Gravitz
Traducido por Francisco Reyes (Opinno)
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División electrizante: Estas imágenes muestran células de la
piel en varias fases de su división interrumpida. El proceso fue
interrumpido con consecuencias letales a través del uso de campos
eléctricos. Fuente: NovoCure |
El cáncer de cerebro conocido como gliobastoma multiforme, particularmente letal, es un tipo de cáncer de rápido crecimiento, difícil de tratar y que casi siempre termina con la muerte del paciente; incluso con la aplicación de intensas terapias, los pacientes tienen una esperanza de vida media de menos de dos años. Sin embargo los científicos están investigando nuevas forma de atacar a este tipo de tumor cerebral, y una compañía puede que acabe teniendo éxito. NovoCure, una pequeña startup fundada en Israel en 2000, ha desarrollado un dispositivo que utiliza un campo eléctrico para interrumpir el crecimiento de las células cancerígenas, y los primeros resultados son prometedores. De diez pacientes que empezaron a utilizar el dispositivo en combinación con quimioterapia poco después del diagnóstico inicial, siete siguen vivos más de cuatro años después, y cinco de ellos no muestran signos de que el cáncer haya progresado.
El dispositivo de NovoCure consiste en unos pares de electrodos aislados y colocados en el cuerpo del paciente cerca de los tumores, unidos por correas a una batería de tres kilos que los pacientes llevan consigo a todas partes. Los electrodos emiten unos campos eléctricos de baja intensidad que rápidamente se alternan para crear una corriente que no tiene ningún efecto en los tejidos del cuerpo, excepto en las células en proceso de división. Justo antes de que una célula se divida en dos, brevemente crea una forma de reloj de arena antes de que las dos células hijas se separen, y esta forma es particularmente sensible a la electricidad. La corriente se concentra en la estrecha cintura de la célula, y justo en el momento de la división, la membrana celular se destruye y las células se desintegran.
Las pruebas anteriores demostraron resultados iniciales prometedores, primero en pacientes con gliobastomas recurrentes que ya habían pasado por todas las opciones de tratamiento posibles, y después en pacientes recién diagnosticados con la enfermedad. Los nuevos resultados son tan prometedores que la compañía está reclutando a 283 nuevos pacientes de glioblastoma a lo largo de los Estados Unidos y en Europa para participar en una pruebas clínicas pivotales de dos años de duración. (El proceso de aprobación de dispositivos médicos de la Administración de Alimentos y Medicamentos de los EE.UU. sólo requiere dos fases de pruebas clínicas, la piloto y la pivotal, al contrario que con los medicamentos, donde son necesarias tres fases.) Los resultados recientes de una serie de pruebas piloto para el cáncer de pecho muestran que la combinación de campos eléctricos y quimioterapia tradicional puede que aumente la supervivencia y disminuya la progresión de la enfermedad en aquellos pacientes con cáncer de pulmón en fase avanzada y células de gran tamaño.
Aunque tanto la quimioterapia como los campos eléctricos generados por el dispositivo tienen efectos sobre el cáncer al ser usados de forma individual, cuando se unen sus propiedades se incrementan—los campos eléctricos parecen hacer que las células cancerígenas sean más susceptibles a la quimioterapia sin aumentar los efectos secundarios o la toxicidad.
“Prácticamente todas las quimioterapias están diseñadas para atacar a receptores específicos o a células cancerígenas, y normalmente atacan a tipos o subtipos muy específicos de cáncer,” afirma el fisiólogo Yoram Palti, fundador y director de NovoCure, y que se encargó del desarrollo de la terapia. En contraste, afirma, la radiación ataca a todos los tipos de cáncer, pero su capacidad para atacar a las células cancerígenas y dejar intactos el resto de tejidos es relativamente baja. “Yo buscaba una modalidad única que pudiera ser efectiva contra todos o la mayoría de tipos de cáncer, sin los efectos negativos de la radiación,” afirma Palti. El campo eléctrico parece hacer justamente eso. “En el laboratorio, es efectivo contra todos los tipos de células cancerígenas que pusimos a prueba.”
Los tratamientos típicos contra los glioblastomas consisten en cirugía seguida de quimioterapia y radiación simultánea. Después de aproximadamente cuatro semanas, se detiene la radiación y la quimioterapia continúa. Sin embargo la razón por la que el glioblastoma es tan letal se debe a que las células cancerígenas se expanden por el cerebro mucho antes de que puedan ser detectadas por los escáneres de IRM. “Los caballos ya están fuera del establo, por así decirlo,” afirma Herbert Engelhard, director de neuro-oncología en la división de neurocirugía de la Universidad de Illinois, Chicago. “La terapia de NovoCure tiene el potencial de hacer un seguimiento o afectar a aquellas células cancerígenas que se encuentran en las partes profundas del cerebro, puesto que el campo eléctrico va más allá de lo que se puede ver en las IRM del tumor cerebral.”
Engelhard, que es uno de los investigadores primarios del estudio y tiene una serie de pacientes en las pruebas de NovoCure, se interesó por este tipo de tecnología debido a que era algo totalmente distinto y menos tóxico que los métodos tradicionales. “La cirugía elimina las células malignas, la terapia de radiación se aprovecha de un tipo de susceptibilidad a la radiación entre las células normales y las cancerígenas, la quimioterapia se aprovecha del hecho de que las células se están dividiendo, y esta es una cuarta forma de aprovecharnos de las diferencias entre las células normales y las cancerígenas, debido al hecho de que las células cancerígenas tienen que dividirse físicamente en dos células,” afirma Engelhard. “Está utilizando una propiedad biológica completamente distinta de las células cancerígenas como talón de Aquiles.”
Una perspectiva tan novedosa como esta surgió gracias al pasado de Palti dentro del campo de la biofísica. “Me fijé en los campos eléctricos en vez de en las reacciones químicas,” afirma Palti. “De pronto me di cuenta de que las células en proceso de división se comportan de forma muy distinta bajo campos eléctricos o frecuencias específicas. Así que me senté y elaboré algunos modelos, y acabé llevando algunos experimentos en mi sótano.”
“Lo que él está haciendo es bastante novedoso,” afirma David Cohen, profesor asociado de radiología y en la Escuela Médica de Harvard. “Normalmente la electricidad se pasa a través de la piel para que contacte con los nervios y los músculos. No obstante, esta electricidad alterna tan rápidamente que no puede afectar a los nervios ni los músculos—va y viene tantas veces que los nervios no se ven afectados en absoluto. Sin embargo, las células en proceso de división sí que se ven afectadas.” Cohen ha examinado con detalle las propiedades biofísicas en las que se basa el fenómeno y señala que “la explicación física sobre cómo funciona el sistema es muy sólida. No es un tiro al aire; es un trabajo que está cuidadosamente planeado, cuidadosamente desarrollado.”
Quizá el problema principal del dispositivo de NovoCure sea la batería que los pacientes tienen que llevar con ellos allí donde vayan. Para que funcione, los pacientes tienen que llevar la batería hasta que el cáncer haya desaparecido—hasta 24 meses. (Un paciente, cuyo tumor ha dejado de crecer pero no ha desaparecido, ha estado utilizando el dispositivo de forma continua durante más de tres años.) “Cualquier persona estaría interesada en encontrar una cura a su cáncer de cerebro, eso está claro,” afirma Mary Lovely, especialista en información médica en la Sociedad Nacional de Tumores Cerebrales. “Cuando empiece a disminuir tu calidad de vida debido al hecho de que lo tienes que llevar a todas partes, es entonces cuando quizá deje de funcionar.”
Engelhard afirma que el dispositivo actual es más un prototipo que un diseño final. “En primer lugar, tenemos que probar que incrementa la supervivencia del paciente,” afirma Engelhard. “Después hay que hacer modificaciones en el dispositivo para que sea más fácil que los pacientes participen en el tratamiento.”
Novocure tiene muchas esperanzas. Dado que los efectos de los campos magnéticos parecen funcionar con todos los tipos de cáncer, al menos in vitro, la compañía está interesada en aplicar la técnica al mayor número de enfermedades posibles. Aunque también poseen “datos de gran importancia” obtenidos durante unas pruebas piloto entre mujeres con cáncer de pecho, Bill Doyle, Presidente del Consejo de NovoCure, señala que “hemos enfocado nuestros esfuerzos iniciales en los tipos de cáncer para los que la supervivencia a largo plazo es muy pobre.” Los Glioblastomas y el cáncer de cerebro entran dentro de esa categoría, y Doyle afirma que el cáncer pancreático podría ser el siguiente en ser tratado. “Nuestra esperanza es que podamos tratar otro cáncer, y después otro, y otros más a lo largo de los años.”
Despertando a los miembros paralizados
Las señales cerebrales pueden conducir el movimiento en el brazo paralizado de un mono.
Por Emily Singer
Traducido por Francisco Reyes (Opinno)
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Lo que el mono piensa, el mono lo hace: Al traducir las señales
eléctricas desde el cerebro del mono hasta las contracciones musculares
a través de unos electrodos implantados, un animal con un brazo
paralizado ha sido capaz de agarrar una pelota. Fuente: Christian Ethier, Lee Miller |
Un mono con un brazo paralizado es capaz de agarrar una pelota, gracias a un novedoso sistema diseñado para traducir las señales cerebrales en movimientos musculares complejos en tiempo real. La investigación, presentada en la conferencia Society for Neuroscience en Chicago esta semana, podría algún día permitir a las personas con daños en la espina dorsal controlar sus propios miembros.
“Este es un gran salto adelante—muestran a un mono con la capacidad de contraer su mano artificialmente y recoger una pelota,” afirma Krishna Shenoy, neurocientífica en la Universidad de Stanford. “Creo que es la primera demostración en la que un sistema de estimulación eléctrica controlado a nivel cortical lleva a cabo una tarea que finalmente podría ser útil para un paciente humano.”
Aunque las lesiones en la espina dorsal evitan que las señales eléctricas del cerebro lleguen a los músculos, la gente que resulta paralizada por estas lesiones a menudo tienen nervios y músculos intactos en sus miembros. Una técnica llamada estimulación eléctrica funcional (FES, en sus siglas en inglés), mediante la cual unos electrodos implantados distribuyen una corriente eléctrica para provocar contracciones musculares, proporciona un método para reconectar este ciclo.
La Administración de Alimentos y Medicamentos de los EE.UU. (FDA) ya ha aprobado dispositivos capaces de restaurar la función de la mano y el control de la vejiga en algunos pacientes con parálisis. Los pacientes utilizan los movimientos musculares residuales para controlar estos sistemas—un sistema que funciona bien para algunas aplicaciones pero limita la complejidad de movimiento que se puede llevar a cabo. Por ejemplo, los dispositivos FES permiten a las personas encoger un hombro para provocar un movimiento de agarre con la mano, aunque no pueden controlar la firmeza del agarre.
En la actualidad, y al unir la tecnología FES con los implantes cerebrales, los científicos están intentando crear un sistema más intuitivo para controlar los miembros paralizados, de tal forma que con pensar en mover un brazo o agarrar algo con la mano se traduciría automáticamente en el patrón de actividad eléctrica necesario para llevar a cabo ese movimiento. “Es mucho más natural, y si eres capaz de decodificar la actividad en un número suficiente de músculos, podrías mover varias articulaciones al mismo tiempo,” afirma Robert Kirsch, neurocientífico en la Universidad Case Western Reserve, en Cleveland, Ohio. El movimiento normal de la mano y el brazo lleva consigo el movimiento fluido de varias articulaciones, en vez del número limitado de movimientos que es posible efectuar actualmente.
Christian Ethier, investigador en el laboratorio del neurocientífico Lee Miller en la Universidad de Northwestern, en Chicago, ha hecho una demostración de los primeros pasos hacia este tipo de sistema en monos. Los investigadores proporcionaron a cada mono anestesia local para bloquear temporalmente la función de los nervios flexores en el brazo. Los animales tenían cables implantados en los brazos para distribuir estímulos eléctricos a los músculos, de forma parecida a lo que harían los nervios, y una serie de electrodos implantados en el cerebro para registrar la actividad cerebral proveniente de la corteza cerebral motora.
En primer lugar los monos fueron entrenados para que recogieran una pelota y la pusieran en un agujero, ganando un premio si lo hacían bien. Utilizando la actividad cerebral registrada durante esta tarea, los científicos desarrollaron unos algoritmos de decodificación especializados capaces de traducir las actividad cerebral vinculada al movimiento de los distintos músculos en estímulos eléctricos para cada uno de los cinco músculos flexores en el brazo en tiempo real, y que permiten que el mono cierre la mano. “Podemos predecir lo que el mono está intentando hacer con sus músculos y estimular los músculos en función de ello, lo que esencialmente le da al mono un control voluntario a través del ordenador, en vez de a través de sus nervios,” afirma Miller.
Normalmente, con el brazo paralizado, los animales lo tenían difícil a la hora de completar la tarea, con sólo un 10 por ciento de éxito a la hora de llevar la pelota al objetivo, en comparación con el 100 por cien obtenido antes del bloqueo de nervios. Al encender el sistema FES controlado por el cerebro la cuota de éxito en los animales ascendió a un 77 por ciento. Los investigadores también demostraron que podían hacer que el mono moviese la muñeca en distintas direcciones—ahora quieren ver si pueden repetir los resultados con los músculos que controlan el alcance de objetos.
Las pruebas con humanos puede que no estén tan lejos. Los implantes corticales ya se han puesto a prueba en pacientes humanos. Kirsch desde el Case Western presentó una investigación en la conferencia mediante la que se mostraba que un paciente paralizado con implantes corticales podía controlar un sofisticado modelo informático de un brazo. Kirsch y Miller aún no tienen un calendario específico para colocar los dos sistemas—el implante cortical y el implante FES—juntos en humanos, aunque Miller afirma que sería técnicamente realizable en un año. Sin embargo, quieren esperar hasta que los científicos hayan desarrollado una versión inalámbrica y totalmente implantable del implante cortical, que en la actualidad está bajo desarrollo en la Universidad Brown. Los implantes actuales tienen unos cables sobresalientes que incrementan el riesgo de infección y limitan la movilidad del paciente.
Las investigaciones previas han demostrado que los pacientes con este tipo de implantes pueden controlar un cursor informático y hacer algunos movimientos con un brazo robótico. Aunque este tipo de investigación es de gran interés para aquellos cuyos miembros han sido amputados, la nueva investigación también se puede aplicar a pacientes con lesiones de espina dorsal. “Mucha gente preferiría tener el brazo reanimado de algún modo,” afirma Shenoy. “Este es un gran paso adelante para ese tipo de pacientes.”
La estrella polar de Vega
Tópico: Espacio
Las noches de verano son propicias para la observación del cielo. No
tanto porque sean más claras que en invierno, sino porque la
temperatura y las vacaciones suelen acompañar. Si al anochecer
levantamos la mirada en un sitio oscuro y despejado, una de las
estrellas más brillantes será Vega. Ésta es la quinta estrella más
brillante de todo el cielo. Está situada en la constelación de Lyra.
Vega, Deneb y Altair forman el llamado Triángulo del Verano, las tres estrellas que reinan en las noches estivales.
Vega es probablemente más conocida por el público debido a la película Contacto:
desde Vega, llegaban a la Tierra las primeras señales de una
inteligencia extraterrestre. ¿Qué tiene de particular la estrella Vega para que Carl Sagan la eligiera como protagonista?
Una de las razones probablemente fue su cercanía, a 25 años luz. Pero en realidad, Vega no es la candidata ideal para albergar una inteligencia extraterrestre. Con 2,7 veces el diámetro Solar, Vega es más caliente y masiva que nuestro Astro Rey. De hecho, Vega es 58 veces más brillante que el Sol. Y estos son precisamente los ingredientes de lo que podríamos denominar las estrellas obesas: con dietas hipercalóricas, queman su combustible nuclear rápidamente y tienen un periodo de vida menor. Tanto Vega como el Sol se encuentran aproximadamente en la mitad sus vidas, pero mientras a Vega le quedan solo 500 millones de años antes de que le dé un infarto, el Sol disfrutará de otros 5000 millones de años.
Otra razón de peso fue que en la década de los 80, cuando se escribió la novela Contact, a través de un telescopio espacial infrarrojo se descubrió un disco de materia alrededor de Vega.
