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Quilo de Ciencia

El quilo, con “q” es el líquido formado en el duodeno (intestino delgado) por bilis, jugo pancreático y lípidos emulsionados resultado de la digestión de los alimentos ingeridos. En el podcast Quilo de Ciencia, realizado por el profesor Jorge Laborda, intentamos “digerir” para el oyente los kilos de ciencia que se generan cada semana y que se publican en las revistas especializadas de mayor impacto científico. Los temas son, por consiguiente variados, pero esperamos que siempre resulten interesantes, amenos, y, en todo caso, nunca indigestos.

Madres, nicotina y salud.

Madres, nicotina y salud - Quilo de Ciencia podcast - CienciaEs.com

Numerosos estudios desde hace ya varias décadas han dejado claro que fumar durante el embarazo supone un serio riesgo: aumenta el peligro de aborto, impide el crecimiento normal del feto e incrementa la probabilidad de un nacimiento prematuro. El tabaquismo durante el embarazo se ha visto asociado a problemas psicológicos, neurológicos, cardiovasculares, respiratorios, hormonales y metabólicos en los recién nacidos, problemas todos ellos que pueden mantenerse hasta llegada la edad adulta. Sin embargo, muchas mujeres ignoran o no hacen caso de estos hechos revelados por la ciencia y la medicina y continúan fumando cuando están embarazadas.

Las investigaciones han demostrado que la nicotina del tabaco es la principal responsable de todos esos perniciosos efectos. Por desgracia, dejar de fumar no es suficiente para evitarlos si sustituimos el tabaco por otros productos que contienen nicotina, como los cigarrillos electrónicos, los cuales continúan haciendo tanto daño a los embriones como el tabaco original. Otra muestra de que, en este caso, una nueva tecnología en un área ignora otro aspecto de la ciencia.

Estudios en animales de laboratorio, en particular en ratones, han revelado algunos de los efectos de la nicotina, no ya en el organismo, sino en las células y en las moléculas que las mantienen con vida. La nicotina causa daño celular que aumenta la respuesta inmunológica, genera estrés oxidativo, que puede dañar numerosas moléculas, y afecta a la función del retículo endoplasmático, un orgánulo celular implicado en la síntesis de proteínas y en el envío de esas proteínas a los lugares de la célula en donde deben ejercer su función. La nicotina afecta también a la capacidad de replicación de las células. En resumen, los efectos de la nicotina sobre las células causan importantes problemas a la vida de estas, los cuales se traducen en efectos en todo el organismo.

Sin embargo, todos estos estudios han sido realizados en animales, por lo que su aplicabilidad al caso humano no está demostrada. Para aclarar el asunto sería necesario, por tanto, realizar experimentos en embriones humanos expuestos a la nicotina. Afortunadamente, hoy, para estudiar las células embrionarias humanas no es necesario disponer de embriones. Basta con cultivar en el laboratorio líneas celulares embrionarias e inducir su diferenciación a lo que se denominan cuerpos embrioides. Estas células pueden haberse aislado de embriones abortados, o haberse generado en el laboratorio a partir de células adultas, gracias a que estas se pueden convertir en embrionarias mediante manipulación génica.

Un grupo de investigadores de la universidad de Stanford, en California, han generado cuerpos embrioides de este modo y los han sometido a la presencia de nicotina durante veintiún días en una concentración molecular similar a la detectada en la sangre de fetos de mujeres fumadoras. Los investigadores comprobaron que los cuerpos embrioides expuestos a la nicotina crecían más despacio, generaban deformidades en su desarrollo, y la mortalidad celular era superior que en el caso de los no expuestos a esta droga.

Gracias a las nuevas tecnologías de análisis y secuenciación de ácidos nucleicos, secuenciaron los ARN mensajeros de 5.646 células aisladas de este modo a partir de cuerpos embrioides expuestos a la nicotina y compararon esa secuencia con la obtenida de un número similar de células de cuerpos embrioides no expuestos a la nicotina. La secuencia de los ARN mensajeros de una célula revela la cantidad e identidad de los genes que esa célula individual tiene funcionando. Muchos de estos genes en las células embrionarias están implicados en el desarrollo de los diferentes órganos. Pues bien, los científicos encontraron alteraciones en el funcionamiento de genes implicados en malformaciones cerebrales y discapacidad intelectual, en enfermedades musculares y pulmonares y en el desarrollo de arritmias cardiacas que afectan a la contractibilidad del corazón ya durante su desarrollo temprano.

Estos estudios añaden nueva evidencia al hecho ya confirmado de que la nicotina ejerce efectos muy perniciosos en el desarrollo. Al mismo tiempo, este trabajo permite imaginar el empleo de cuerpos embrioides para evaluar efectos de otras drogas, fármacos o contaminantes ambientales sobre el crecimiento embrionario humano.

Referencia:
Guo et al., Single-Cell RNA Sequencing of Human Embryonic Stem Cell Differentiation Delineates Adverse Effects of Nicotine on Embryonic Development. Stem Cell Reports (2019), https://doi.org/10.1016/j.stemcr.2019.01.022

Más información en el Blog de Jorge Laborda.

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