ConCiencYarte 2020

La hipótesis de la cascada amiloide ha sido el modelo con más peso en las últimas décadas para explicar la enfermedad del Alzheimer, el tipo de demencia más común. Sostiene que una serie de reacciones químicas provocan una cascada cuyo resultado es la acumulación en el cerebro de placas amiloides: depósitos extracelulares anormales de un material proteínico llamado betaamiloide. Este acúmulo marca el comienzo patológico de la de la enfermedad de Alzhéimer. Las placas se localizan en las diversas estructuras neuronales de los enfermos provocando una paulatina degeneración y atrofia del cerebro. Muchos de los intentos terapéuticos para frenar la neurodegeneración derivada del Alzheimer han tenido como objetivo estas placas amiloides. Bien tratando de detener su formación y sedimentación o potenciando su eliminación. Las terapias exploradas hasta la fecha han demostrado una eliminación satisfactoria de estos depósitos de amiloide que sin embargo no supusieron una mejora cognitiva. El grabado ejemplifica la progresiva sedimentación de las placas y la consecuente pérdida de la estructura neuronal jugando con la intensidad de los colores y técnica de grabado.

Nuestros intestinos están recubiertos de una fina capa de células encargadas de la absorción de nutrientes: las células epiteliales intestinales (CEI, en verde con el núcleo de la célula en azul). Es importante estudiar las CEI porque forman una barrera que nos protege de los contenidos del intestino: no sólo de la comida, sino de los componentes de la digestión que producimos, de las bacterias beneficiosas y de las nocivas, de virus… Además, las CEI pueden comunicarse con otras células que están debajo, como son las células que las mantienen, o las células del sistema inmunológico que luchan contra cualquier amenaza. En este proyecto, estudié el receptor de una molécula que usan las células para mandar señales de inflamación llamado receptor de interleuquina 15 alfa (IL-15Rα). Tanto la interleuquina 15 (IL-15) como su receptor son importantes en enfermedades inflamatorias, por ejemplo, en la enfermedad celiaca. Los celiacos son personas a las que se les inflama el intestino cuando comen cereales con gluten y, por tanto, se dañan las CEI y no absorben bien los nutrientes. Así que es crucial entender cómo se comunican las células entre ellas. Al estudiar este receptor, IL-15Rα, descubrí que hay diferentes variantes en las CEI (unas más cortas y otras más largas), pero que no unen IL-15 (la señal de inflamación) y, por tanto, su función es desconocida. Futuras investigaciones tendrán que ayudarnos a saber más sobre estos interesantes eventos y qué sucede en distintas enfermedades.

Al ver la imagen puede parecer que unos cocodrilos se encuentran al acecho por el río Nilo. En realidad, la imagen –microscopía electrónica de barrido– muestra la estructura de SiO2 generada al calcinar la cáscara del arroz (que son esas formas verdes que se asemejan a la piel de cocodrilo) sobre la que se han incorporado micro- y nanopartículas de un compuesto químico, el ZnO. El arroz es un cereal que posee una cascarilla como recubrimiento. De hecho, existe un gran problema medioambiental con la cascarilla debido a la gran producción mundial de arroz, más de 500 millones de toneladas anuales, de las cuales, en torno al 20 % es de cáscara. ¿Y qué se hace con tanta cascarilla? Actualmente, esta se utiliza como cama para el ganado o se quema para el proceso de secado del arroz. No obstante, las cenizas de este residuo presentan ciertas propiedades que lo hacen de especial interés. Esta cáscara, a diferencia de otras de la naturaleza, presenta un elevado contenido de silicio, y si se calcina en las condiciones adecuadas se obtiene SiO2 con elevada superficie específica. Esta característica se ha aprovechado para depositar ZnO, sintetizando así un fotocatalizador (compuesto que promueve reacciones químicas gracias a la acción de la luz) a partir de un residuo agroindustrial.

Nuestros intestinos están recubiertos de una fina capa de células encargadas de la absorción de nutrientes: las células epiteliales intestinales (CEI, en azul, dispuestas en círculo). Es importante estudiar las CEI porque forman una barrera que nos protege de los contenidos del intestino: no sólo de la comida, sino de los componentes de la digestión que producimos, de las bacterias beneficiosas y de las nocivas, de virus… Además, las CEI pueden comunicarse con otras células que están debajo, como son las células que las mantienen, o las células del sistema inmunológico que luchan contra cualquier amenaza. En este proyecto, estudié un grupo de proteínas que permiten el transporte de agua a través de las células (aquaporinas, en rojo) y son particularmente importantes en el colon. El colon es la última zona de los intestinos donde se forman las heces. Al estudiar muestras de colon de pacientes con una enfermedad inflamatoria intestinal llamada colitis microscópica, encontré que unos niveles bajos de aquaporina 8 se asocian con la diarrea que padecen estos pacientes.

Todos los animales dependemos de nuestros órganos sensoriales para descifrar nuestro entorno. Básicamente, el cerebro es una máquina donde se interpretan todos los sentidos y los modula para, llegado el momento, actuar acorde a ellos. Un análisis más detallado de las redes neuronales nos ayudará a entender la forma en la que percibimos el mundo. Usando la línea lateral del pez cebra como modelo, queremos simplificar el estudio de este circuito. La línea lateral es un órgano sensorial que tiene unas células a lo largo del cuerpo. Estas células se llaman neuromastos y están compuestas por células ciliadas que son similares a las que podemos encontrar en nuestro oído interno. Estas células ciliadas en pez son capaces de detectar cambios en el movimiento y vibraciones del agua alrededor del cuerpo. Los neuromastos están conectados por neuronas sensoriales que le comunicarán toda esta información al cerebro. Estudiar cómo se procesa sensorialmente toda esa información nos ayudará a dar un paso adelante para entender cómo nuestro cerebro le da sentido al mundo que nos rodea. La imagen nos muestra una proyección sensorial en una larva de pez cebra (cian) y una proyección (magenta) que viene desde el cerebro que se separa de las otras proyecciones en la línea lateral. Estas proyecciones se desvían para conectar con un neuromasto creando esta estructura en forma de panal de abeja. Entre los espacios de estos panales de abeja, es en donde se encuentran las células ciliadas.