Total de secuenciación del genoma revela nueva causa genética de la osteoporosis

Utilizando 1 de la genética más extensos conjuntos de datos del mundo, un equipo internacional de investigadores dirigido por el Dr. Brent Richards, del Instituto Davis Señora en el Jewish Hospital General ha identificado un nuevo gen implicado en la osteoporosis

McGill UniversityLoading vídeo …VIDEO: El uso de uno de los más amplios conjuntos de datos de la genética del mundo, un equipo internacional de investigadores dirigido por el Dr. Brent Richards, de la Universidad McGill y el Instituto Davis señora de la judía … ver más

Crédito: Oficina de Relaciones con los Medios de la Universidad McGill

Montreal, 14 de septiembre el año 2015 – con gran cantidad de datos genéticos recopilados por el proyecto UK10K, un equipo internacional de investigadores dirigido por el Dr. Brent Richards, del Instituto Davis Señora en el Jewish Hospital General ha identificado una variante genética cerca de la EN1 gen como tener la efecto más fuerte sobre la densidad mineral ósea (DMO) y la fractura identificados hasta la fecha. Los resultados fueron publicados en el próximo número de la prestigiosa journalNature.

“EN1 nunca antes se ha relacionado con la osteoporosis en los seres humanos, por lo que este se abre una nueva vía a seguir en el desarrollo de fármacos para bloquear la enfermedad”, el Dr. Richards, Profesor Asociado de Medicina de la Universidad McGill, dice a modo de explicación de la importancia del descubrimiento.

“El efecto de esta variante genética poco frecuente que se identificaron en este gen es dos veces mayor que cualquier previamente identificado variantes genéticas de la densidad mineral ósea y fracturas”, añade Vince Forgetta, primer autor en este proyecto de colaboración entre los factores genéticos de la osteoporosis Consorcio, y una investigador asociado en el Instituto lady Davis.

La osteoporosis es una enfermedad común que dará lugar a fracturas en entre un tercio y la mitad de todas las mujeres a lo largo de sus vidas. Debido a que la osteoporosis se vuelve más grave con la edad, es cada vez más frecuente con el envejecimiento general de la población. En este momento hay pocos tratamientos seguros y eficaces para la osteoporosis, y no hay tratamientos curativos disponibles.

El proyecto UK10K ha medido las variaciones genéticas en 10.000 individuos en gran detalle, permitiendo a los investigadores correlacionar los cambios genéticos raros con las enfermedades humanas mediante la comparación del ADN de los individuos sanos con los que tienen problemas de salud. El uso de una extensa tamaño tal muestra permite la observación de las variantes genéticas que no son discernibles entre los grupos más pequeños. Este estudio en particular se erige también como prueba de principio de que las variantes genéticas poco comunes pueden tener un impacto significativo en las enfermedades comunes.

“La hipótesis es que la secuenciación genética realizado por UK10K expondrá factores genéticos previamente desconocidos enfermedad subyacente,” dijo el Dr. Celia Greenwood, un experto en bioestadística que es Investigador Senior en el Instituto Señora Davis y Profesor Asociado de la Universidad McGill, y copresidida el grupo de estadísticas para un companionNaturearticle sobre la metodología detrás UK10K. “Estamos finalmente capaz de extraer datos suficientes para distinguir las variantes que son poco frecuentes en la población general y son más frecuentes entre las personas con enfermedades comunes. Esto es precisamente lo que se ha puesto de manifiesto en el caso de EN1 y la osteoporosis “.

Este estudio representa una realización inicial de la esperanza que acompaña el desarrollo de la tecnología de secuenciación genética: que el análisis sofisticado del genoma podría revelar los genes asociados con la enfermedad. La promesa de la genética contribución que pueden hacer a la salud humana reside en el descubrimiento de nuevos compuestos que pueden contrarrestar el efecto de variantes genéticas perjudiciales que influyen en estos genes.

Nueva técnica de imagen detecta el daño cerebral temprano de hipertensión

Reunión de la Asociación Americana del Corazón Informe Resumen P157

Asociación Americana del Corazón

WASHINGTON, DC 17 de septiembre, 2015 – Una nueva prueba de imagen encontrado que algunas personas con presión arterial alta también tienen daños a vías nerviosas que conectan las diferentes partes del cerebro, según un estudio presentado en 2015 la presión arterial alta de la Asociación Americana del Corazón Conferencia.

El área de daño cerebral detectado está vinculada a las dificultades en ciertas habilidades cognitivas, la toma de decisiones, y la capacidad de regular las emociones.

“Ya tenemos maneras claras para explorar el daño por presión arterial alta puede causar a los riñones, los ojos y el corazón. Queríamos encontrar una manera de evaluar el daño cerebral que podrían predecir el desarrollo de la demencia asociada a enfermedades vasculares “, dijo Daniela Carnevale, Ph.D., autor y profesor ayudante del estudio de la Universidad Sapienza de Roma, con sede en Neuromed Instituto.

Si bien ha habido mucha investigación sobre los cambios cerebrales relacionados con la hipertensión en la materia gris, Carnevale propone una mirada a la materia blanca del cerebro podría decir si la presión arterial estaba teniendo un efecto incluso antes de lo que se conoce.

Los investigadores utilizaron imágenes de tensor de difusión (DTI), una mejora de la imagen por resonancia magnética (IRM), para evaluar y comparar las propiedades estructurales y funcionales de las principales conexiones entre diferentes regiones del cerebro. Quince participantes estaban tomando medicamentos para la moderada a la hipertensión arterial severa y 15 participantes tenían presión arterial normal. Los participantes también se les dio una evaluación cognitiva.

La imagen del cerebro encontró que, mientras que ninguno de los participantes mostró anormalidades en una resonancia magnética estándar, el más avanzado DTI revelaron que los participantes con presión arterial alta tenían daños en:

fibras cerebrales que afectan las funciones no verbales;

fibras nerviosas que afectan la función ejecutiva y la regulación emocional; y

fibras sistema límbico, que están implicados en las tareas de atención.

Además, las pruebas de imagen y de laboratorio indican daño al corazón y los riñones de presión arterial alta.

Los investigadores también encontraron que aquellos con presión arterial alta resultados mucho peores en dos evaluaciones diferentes de la función cognitiva y la memoria. Sin embargo, no hubo diferencias en las pruebas de evaluación de la función verbal o la capacidad para realizar las actividades diarias.

“DTI proporciona una manera de evaluar el daño cerebral pre-sintomática en personas con presión arterial alta con el fin de identificar las posibles terapias para ayudar a daño cerebral controlar y reducir el tiempo al desarrollo de la demencia. En general se acepta que no todos los medicamentos disponibles tienen el mismo impacto en diferentes tipos de daño en los órganos “, dijo Carnevale.

DTI, también llamado tractography, no se realiza de forma rutinaria, pero los investigadores sugieren que los médicos deberían empezar a considerar el potencial de daño cerebral a medida que tratan a pacientes con presión arterial alta.

Nueva matemáticas predictivo de problemas con muchas variables y las interacciones complejas

DARPA busca un marco computacional confiable, predictivo para el diseño simulado por ordenador de un mejor rendimiento y / o materiales de menor costo para aplicaciones de almacenamiento de catálisis, producción de energía y la energía

Universidad de Massachusetts en Amherst

La investigación de Katsoulakis tiene potencial para contribuir a varios campos por los que se establecen las bases de ciencias matemáticas y computacionales para cuantificar la incertidumbre y el cálculo predictivo fiable en una amplia clase de complejo de … ver más

Crédito: Universidad de Massachusetts Amherst

Amherst, Massachusetts y no se; -. Markos Katsoulakis, profesor de matemáticas y estadística en la Universidad de Massachusetts Amherst, con otros, ha recibido recientemente un premio de $ 3.1 millones de dólares de la Agencia estadounidense de Defensa Proyectos de Investigación Avanzada (DARPA) para desarrollar un marco computacional confiable, predictivo para diseño simulado por ordenador de un mejor rendimiento y / o materiales de menor costo para aplicaciones de catálisis, producción de energía y de almacenamiento de energía.

Katsoulakis explica que en la actualidad, “Hay una fuerte evidencia experimental de que nuevas arquitecturas materiales pueden proporcionar un rendimiento sin precedentes, por lo tanto, un marco computacional para la predicción fiable de tales materiales puede ser un ingrediente crítico para disminuir los costes de desarrollo y el tiempo de salida al mercado.”

Añade que esta investigación tiene un gran potencial para contribuir a una serie de campos porque va a sentar las bases de ciencias matemáticas y computacionales para la cuantificación de la incertidumbre y el cálculo predictivo fiable en una amplia clase de sistemas complejos con cientos de millones de parámetros inciertos comúnmente encontradas en diversos tipos de redes de complejos procesos biológicos y físico-química, ciencias atmósfera y del océano, la epidemiología y. Por otra parte, se plantean retos más o menos relacionados en la máquina de aprendizaje donde los modelos también pueden ser complejos, multi-escala, por ejemplo, en el llamado “aprendizaje profundo”, y de alta dimensión, es decir, con miles de parámetros que hay que aprender.

El equipo de la Universidad de Massachusetts Amherst de Katsoulakis y Matthew Dobson estará acompañado en este proyecto por los socios en la Universidad Brown, las universidades de Delaware, Carolina del Norte-Chapel Hill y California, San Diego, cada uno con sus propias áreas de especialización.

Los investigadores señalan que a pesar de la cada vez mayor sofisticación de las capacidades computacionales, estos modelos no siempre son predictivos. Los modelos matemáticos son ahora no sólo les pide que cuenta para aumentar sistemas complejos con millones o incluso miles de millones de las variables, sino también para integrar los datos disponibles de diferentes escalas, por ejemplo desde el nivel molecular hasta el final a la escala macroscópica todos los días, y los procesos físicos básicos en diferentes escalas de tiempo.

El manejo de los sistemas de la vida real con niveles sin precedentes de complejidad y características multi-escala requiere no sólo más potentes capacidades computacionales, sino también nuevas matemáticas, Katsoulakis explica. “La visión de esta nueva concesión es llenar este vacío científico y tecnológico en última instancia, a través de la experiencia y la colaboración de los equipos participantes y sus investigadores interdisciplinario”, añade.

La primera de las tres principales desafíos para el desarrollo de un modelado fiable, predecible y de informática para los materiales no es sólo los millones de parámetros implicados, sino también el hecho de que las predicciones y cuantificación de la incertidumbre deben tener en cuenta la naturaleza multi-escala y multi-física de los modelos .

Un reto adicional es “incertidumbres modelo de formulario” inducidas por la escasez de datos y / o la física simplificada o incompleta. El no poder dar cuenta de tales restricciones conduce a predicciones erróneas, alta dimensionalidad innecesariamente extrema y la inferencia estadística de demasiados parámetros a partir de los datos experimentales. En este último sentido, los investigadores necesitan desarrollar una nueva teoría matemática, Katsoulakis señala.

Por último, dice, eventos raros juegan un papel clave y, a veces dominante en muchos problemas de ingeniería, química, biología y materiales para el tráfico, las redes inalámbricas o de la computadora, la economía, las finanzas y ciencias atmosféricas y oceánicas y modelos predictivos necesidad de tratar de acomodarlos .

Por ejemplo, en el rendimiento del sistema de ingeniería, los diseñadores saben que ciertos tipos de eventos raros, críticos, tales como la pérdida de datos o avería del sistema pueden ser fundamentales para el funcionamiento global. Del mismo modo, en los problemas de la ciencia física, eventos raros pueden determinar importantes características del material y atributos en las redes de reacciones químicas donde las partes pueden comunicarse de raramente, pero con implicaciones significativas.

Para utilizar el ejemplo mundano sobre el impacto potencial de un evento bastante raro, el matemático Universidad de Massachusetts Amherst, dice, “pensar en el efecto que una sola avería del vehículo durante las horas pico puede tener que el flujo de tráfico total, incluso una distancia muy grande de la escena “. Tomando todas las variables y mecanismos tales como la velocidad del vehículo y tamaños, red de carreteras, el tiempo, el volumen de tráfico y más en cuenta, representa sólo un complejo, modelado multi-escala, tal simulación y análisis de problemas.

El objetivo aquí es desarrollar métodos matemáticos que dirigen simulaciones evento raro en la mayoría de los regímenes de los parámetros o el espacio de estados ricos en información, dice Katsoulakis. Entre otras cosas, añade, “Nosotros también necesitamos métodos capaces de análisis de eventos raros y simulación. En general, tenemos que desarrollar una comprensión cuantitativa de cuándo y cómo el comportamiento general de un sistema complejo es determinada en última instancia por la ocurrencia, o no, de los acontecimientos raros “.

Identificación de una nueva proteína que protege contra la inflamación del intestino

Universidad de Kobe

SAP-1 se localiza en el microvillus del borde en cepillo de las células epiteliales del colon. SAP-1 (rojo), y beta;-catenina (verde), y los núcleos (azul) .Ver más

Crédito: 2004- Universidad de Kobe. Todos los derechos reservados.

Este comunicado de prensa está disponible inJapanese.

Un grupo de investigadores, dirigido por el Prof. MATOZAKI Takashi y el Prof. Asociado MURATA Yoji en la Escuela de Graduados de la Universidad de Kobe de la División de Medicina Molecular y Celular de señalización, fueron los primeros en demostrar el papel de la fosfatasa cáncer de estómago asociada a la proteína tirosina (SAP) -1 en la patogénesis y la prevención de la enfermedad de Crohn, colitis ulcerosa, y otros trastornos inflamatorios del intestino. Sus hallazgos, publicados en línea por delante de impresión el 20 de julio de 2015, por theProceedings de la Academia Nacional de Sciencesof los Estados Unidos de América, se espera que para acelerar el desarrollo de terapias específicas para las enfermedades gastrointestinales inflamatorias.

enfermedades inflamatorias del intestino, como la enfermedad de Crohn y colitis ulcerosa, son enfermedades de etiología desconocida, que a menudo se caracterizan por dolor abdominal, diarrea, sangre en las heces, fiebre y pérdida de peso. Estos síntomas con frecuencia interfieren con las actividades de los pacientes vivos y diariamente a un alto riesgo de mortalidad. Los pacientes también se asocian con un alto riesgo de desarrollar cáncer colorrectal. En Japón, se estima que hay 200.000 pacientes con enfermedad ulcerosa y colitis de Crohn, que califican para el sistema de asistencia médica dirigido por el Gobierno especial para enfermedades intratables. En la actualidad, la administración de agentes antiinflamatorios no sólo proporciona los resultados paliativos, y la comunidad médica está a la espera de nuevas terapias definitivas.

Aunque los estudios recientes han demostrado que las células epiteliales intestinales juegan un papel crítico en la regulación de la inflamación del intestino, el mecanismo subyacente permanece en gran medida desconocido. Anteriormente, el Prof. MATOZAKI, Asistente Prof. Murata, y sus colegas encontraron que el SAP-1 se localiza en las microvellosidades del borde en cepillo de las células epiteliales gastrointestinales. El de tipo transmembrana tirosina fosfatasa SAP-1 tiene un dominio extracelular que sobresale en el lumen intestinal y un dominio citoplasmático que media la desfosforilación de tirosina de las proteínas. Aquí, demostraron que SAP-1 ablación en un modelo de ratón de la enfermedad inflamatoria intestinal resultó en un marcado incremento en la incidencia y la severidad de la inflamación del intestino, lo que sugiere que SAP-1 juega un papel protector contra la colitis. Además, carcinoembrionario molécula de adhesión celular relacionada con el antígeno (CEACAM) 20, una proteína de membrana-microvillus específica intestinal, fue identificado como el blanco de SAP-1 tirosina desfosforilación. Se sugirió la supresión de las funciones CEACAM20 vía desfosforilación de contribuir a la prevención de la colitis. Al arrojar luz sobre el mecanismo anti-inflamatoria de las células epiteliales intestinales, Prof. MATOZAKI y sus colegas creen que sus hallazgos impulsarán el desarrollo de fármacos que se dirigen SAP-1 y CEACAM20 para superar las enfermedades inflamatorias del intestino intratables.

Prof. MATOZAKI declaró: “Desde el descubrimiento de SAP-1 en la Universidad de Kobe en 1994, hemos aclarado su función principal, gracias a los esfuerzos de muchos investigadores conjuntas. Nuestras futuras líneas de investigación se centran en el desarrollo de nuevas terapias para la enfermedad inflamatoria del intestino que se aprovechan de nuestra comprensión de las funciones de SAP-1 y CEACAM20 “.