Fator genético reduz resistência a estresse e eleva depressão

Um estudo publicado neste mês no periódico "Archives of General Psychiatry", reacende o debate em torno do caráter genético da depressão.

A pesquisa, das universidades de Michigan, EUA, e Würzburg, Alemanha, conclui que pessoas com uma variação mais curta do que a normal do gene 5-HTTLPR são mais propensas a ter depressão depois de situações estressantes.

O estudo revisou informações de 54 trabalhos publicados sobre o tema entre 2001 e 2010, avaliando dados de mais de 40 mil pessoas.

O resultado vai na contramão de outra metanálise, publicada em 2009, que comparou 14 estudos e não encontrou relação entre gene, estresse e depressão.

Srijan Sen, professor de psiquiatria da Universidade de Michigan e um dos autores novo trabalho, afirma que o levantamento anterior foi restrito e não analisou estudos representativos.

Segundo Sen, a nova conclusão pode explicar por que as pessoas respondem de forma diferente às mesmas situações de estresse.

"Muitos estudos mostraram que quem passa por essas situações tem um risco maior de desenvolver depressão, mas, do ponto de vista clínico, sabemos que as pessoas reagem de formas diferentes ao estresse", disse Sen à Folha, por e-mail.

O "gene da depressão" é responsável pela produção da proteína que transporta a serotonina, neurotransmissor ligado ao humor.

Normalmente, a serotonina é liberada entre os neurônios e parte é recaptada pela proteína produzida pelo gene 5-HTTLPR.

Quando a pessoa é portadora do gene alterado, a recaptação é maior, e menos serotonina é liberada para o próximo neurônio. Isso gera os sintomas da depressão.

André Brunoni, psiquiatra do Hospital das Clínicas, explica que o fator genético por si só não implica no aparecimento da depressão.

"É necessário haver interação entre a predisposição genética e o ambiente estressante", diz. "Mas, mesmo assim, é um fator de risco e não uma certeza de 100%", afirma o psiquiatra.

PERSPECTIVAS

Segundo os especialistas, descobertas como essas podem levar a um tratamento mais personalizado da doença no futuro.

"A genética molecular ainda não tem aplicação na prática clínica. No futuro, devemos encontrar fatores genéticos que associam a melhora a certos medicamentos", diz Fernando Fernandes, pesquisador do grupo de estudos de doenças afetivas do Hospital das Clínicas.

Segundo Srijan Sen, esses resultados já mudam a forma de encarar a depressão.

"Ainda há muito estigma associado a ela. Ao identificarmos um fator genético, podemos compreender que é uma doença biológica", diz.

O psiquiatra André Brunoni concorda: "Ainda há pais que não compreendem a depressão dos filhos e acham que eles podem superar isso sozinhos".

E completa: "Pensar na depressão como uma doença com causa biológica, que não é preguiça ou mera insatisfação com a vida, ajuda".

Icesp recomenda dieta especial para evitar e combater o câncer

Substâncias como Ômega 3 e polifenóis diminuem inflamações, envelhecimento e células tumorais

O Instituto do Câncer do Estado de São Paulo (Icesp), ligado à Secretaria de Estado da Saúde e à Faculdade de Medicina da USP, criou uma lista de alimentos que ajudam na prevenção e no combate ao câncer.

O consumo de alimentos com variedade, qualidade e quantidade adequadas é um dos principais fatores para evitar a doença. Algumas substâncias como o Ômega 3, encontrado em peixes, e os polifenóis, presentes na maçã, diminuem a formação de compostos inflamatórios, o envelhecimento celular e, consequentemente, a proliferação de células tumorais.

Já as fibras solúveis, presentes em alimentos como brócolis, couve manteiga e couve-flor, inibem a formação do câncer ao diminuir a possibilidade de mutações genéticas. Hábitos prejudiciais, como o sedentarismo, também podem aumentar o risco de desenvolvimento da doença. A prática de atividade física diminui a resistência à insulina, tornando menor o risco de câncer colorretal, por exemplo.

A ingestão alimentar excessiva que leva ao aumento de peso prejudica a regulação da glicemia e provoca hiperinsulinemia (excesso de insulina circulante no sangue). Como consequência, cresce o risco de tumor no pâncreas, no fígado e nos rins. Outro efeito da obesidade a longo prazo é a diabete, que está relacionada com o desenvolvimento de câncer de mama, colo do útero, fígado e endométrio.

Na contramão desse consumo saudável, há alimentos que potencializam o desenvolvimento de doenças e devem ser evitados ou consumidos com moderação, já que são ricos em gordura saturada. Alguns exemplos são os produtos de origem animal (carne vermelha, bacon, leite integral e derivados), que podem causar inflamação e alteração dos níveis de hormônios no sangue. A inflamação e o excesso de açúcar no organismo também levam à intoxicação das células, o que favorece o surgimento de tumores.

Descobertas mostram como o genoma de bactérias e micróbios evolui

Processo é feito principalmente pela aquisição de cromossomos de outros indivíduos

Cientistas do Instituto Pasteur, na França, e da Universidade de Maryland, nos EUA, revelam como bactérias e micróbios do reino Archaea evoluíram seu repertório de genes para enfrentar novos desafios, principalmente por meio da aquisição de cromossomos de outros indivíduos.

O estudo, publicado na revista de acesso livre PLoS Genetics na última quinta-feira, 27, esclarece o papel da duplicação de genes, uma importante fonte de inovações em bactérias e organismos pluricelulares.

Os micróbios vivem e prosperam em condições extremamente diversas e difíceis, desde água fervente ou gelada até o sistema imunológico humano. Essa notável adaptabilidade é resultado de sua capacidade de modificar rapidamente o repertório de funções de proteínas, ao ganhar, perder ou alterar genes.

Esses organismos são conhecidos por mudar genes para expandir seu repertório de famílias de proteínas sob duas formas: por meio de processos de duplicação seguidos de especialização funcional lenta - da mesma forma como fazem grandes organismos pluricelulares, como os humanos - e por meio da aquisição de diferentes genes diretamente de outros micróbios.

O último método, conhecido como transferência horizontal de genes (HGT), é notoriamente visível na disseminação de resistência de bactérias a antibióticos, transformando-as em "superbactérias", como a Staphylococcus aureus resistente a meticilina (MRSA, na sigla em inglês), um grave problema de saúde pública.

Os pesquisadores examinaram um grande banco de dados de genomas microbianos, incluindo alguns dos patógenos humanos mais virulentos, para descobrir se a duplicação ou a HGT foi o método mais comum de expansão. Eles mostram que o crescimento da família de genes pode seguir as duas vias citadas, mas, ao contrário de grandes organismos pluricelulares, os micróbios preferem a transferência horizontal. Assim, a diversificação rápida das funções resulta do recrutamento de adaptações pré-existentes em outros desses seres unicelulares.

O trabalho termina a observação de que, uma vez que esses organismos criaram a maior parte das formas bioquímicas de vida - da respiração à fotossíntese -, é preciso reconhecer o papel preponderante da HGT na diversificação de todas as famílias de proteínas.

Estudo revela como a fusão de duas proteínas provoca câncer

Processo faz com que células malignas cresçam, espalhem-se e resistam a tratamentos

SÃO PAULO - O que acontece quando duas proteínas se juntam? Elas se tornam um "casal" de energia, onde o todo é maior que a soma das partes. A API2 e a MALT1 são proteínas que se fundem em um subgrupo de linfomas. A primeira se conecta com uma enzima chamada NIK. Quando isso acontece, a segunda aparece para matar, dividindo a NIK em duas, em um processo chamado de clivagem.

O resultado? A NIK fica mais forte do que nunca. O processo remove uma região de regulação da enzima que força a NIK a se autodestruir. Por conseguinte, ela atua como uma "traidora", fazendo com que células cancerosas cresçam, espalhem-se e resistam aos tratamentos tradicionais.

Esse fenômeno é objeto de estudo de pesquisadores do Centro Abrangente de Câncer da Universidade de Michigan, nos EUA, que será publicado na edição desta sexta-feira, 28, da revista Science.

Conduzido pelo casal de cientistas Lucas e Linda McAllister e pelo PhD Peter Lucas, o trabalho envolveu um esforço internacional que incluiu contribuições de laboratórios da Grã-Bretanha e da Bélgica.

A fusão das proteínas API2 e MALT1 aparece em 30% a 40% dos casos de um tipo de linfoma de células B, chamado de linfoma do tecido linfoide associado à mucosa (Malt). Esse processo nunca foi visto em nenhuma outra célula.

"A NIK é um centro crítico que tem sido relacionado a outros tumores de células B. A clivagem dela por essa fusão de oncoproteínas sugere uma nova maneira de ativá-la, e sustenta que ela representa um alvo potencial para o desenvolvimento de novas terapias", diz Lucas McAllister, professor adjunto de hematologia pediátrica e oncologia na Faculdade de Medicina de Michigan.

A fusão das proteínas também é um alvo potencial de tratamento. Nem a API2 nem a MALT1 sozinha pode causar um efeito cascata sobre a NIK. Isso só acontece quando as duas se unem, com a API2 proporcionando o acesso à MALT1 para causar a separação. Sem a fusão, a clivagem dessa enzima não aconteceria.

Linfomas Malt que carregam a proteína de fusão API2-MALT1 tendem a ser mais agressivos e resistentes a tratamentos. O resultado são tumores maiores e espalhados por todo o corpo.

Os pesquisadores descobriram que, uma vez que a NIK se torna estável, ela desencadeia uma série de reações que tornam as células mais propensas a metástases e mais resistentes aos tratamentos atuais.

Esses efeitos foram revertidos quando os cientistas "desligaram" a enzima, indicando que bloqueá-la ou impedi-la de se tornar estável poderia travar o crescimento e a propagação de tumores Malt.

Embora os inibidores de NIK estejam sendo investigados, essas terapias ainda não estão disponíveis.

Flor japonesa tem composto promissor anti-HIV

A planta Hypericum chinense, conhecida no Japão como biyouyanagi, além de suas belas flores amarelas, produz compostos químicos potentes, conhecidos como biyouyanagins

Biblioteca química

Utilizando compostos químicos encontrados em uma planta japonesa e luz ultravioleta, uma equipe do Instituto de Pesquisas Scripps, nos Estados Unidos, criou uma "biblioteca química" com dezenas de compostos sintéticos com potencial biomédico.

Embora tenham estudado apenas uma parcela deles até agora, os cientistas já descobrirem que um dos compostos é capaz de combater a inflamação e inibir a replicação do vírus HIV.

Os pesquisadores agora planejam otimizar o potencial do composto farmacêutico para que ele possa entrar no processo de desenvolvimento de um novo medicamento.

Biyouyanagi

A planta Hypericum chinense, conhecida no Japão como biyouyanagi, além de suas belas flores amarelas, produz compostos químicos potentes, conhecidos como biyouyanagins.

Da mesma família da Erva de São João, os biyouyanagins possuem uma intrigante estrutura molecular, com potencial para atuarem não apenas na luta contra o HIV, mas também em aplicações antitumorais.

Anti-HIV e anti-inflamatório

O composto número 53 da nova biblioteca se destacou.

Um lado da sua estrutura é essencialmente a mesma de um biyouyanagin natural, enquanto o outro lado é um agrupamento com uma identidade estrutural, como as bases encontradas no DNA.

No teste do HIV, ele é comparável ao conhecido medicamento anti-Aids, o AZT, embora não seja tão potente.

Nos testes de anti-inflamatórios, ele se mostrou tão ou mais potente do que os produtos comercialmente disponíveis.

Este composto especial ainda não foi testado contra o arenavírus, mas o professor K.C.Nicolaou, coordenador da pesquisa, afirma estar esperançoso que a equipe irá eventualmente encontrar atividade interessante também nessa área.

"Nós estamos certamente entusiasmados ao ver esses resultados," diz Nicolaou. "É uma pista bastante promissora."

Agora a equipe vai alterar a estrutura inicial do composto 53 em busca de modificações que aumentem sua potência e, em seguida, iniciar o processo de teste de novas drogas.

Química natural e química sintética

Dentro da área biomédica, muitos pesquisadores argumentam que os produtos naturais são o melhor caminho para a descoberta de novos medicamentos. Outros louvam o potencial de projetar drogas completamente sintéticas.

"Eu pertenço a ambos os lados", afirma Nicolaou, afirmando que prefere começar com os produtos naturais e, em seguida, modificá-los de várias formas para criar novos produtos sintéticos de maior potência. "A força desta técnica está em que ela nos permite trabalhar em cima das estruturas naturais para fazer uma nova família de compostos."

Todos os compostos na nova biblioteca química são consideradas moléculas pequenas, como a aspirina.

Nicolaou acredita que isto oferece o melhor potencial biomédico. Moléculas grandes, como as proteínas, estão encontrando novas aplicações médicas, mas elas têm de ser injetadas, são frequentemente de curta duração e muito caras.

"Se você puder descobrir moléculas pequenas que funcionam, elas são baratas e duram o tempo suficiente no corpo para fazer seu trabalho," diz o cientista.

O Instituto de Pesquisas Scripps é uma das maiores organizações de pesquisa biomédica do mundo, independente e sem fins lucrativos.

Nova vacina contra febre amarela terá menos efeitos colaterais

A Nicotiana benthamiana, espécie de tabaco cultivado por meio de hidroponia, em cujas folhas são colocados os genes que codificam a principal proteína do vírus que causa a febre amarela.[Imagem: Fiocruz]

Vacina sem efeitos colaterais

O Instituto de Tecnologia em Imunobiológicos - Biomanguinhos, da Fiocruz. deu um importante passo para o desenvolvimento de uma nova vacina contra febre amarela no Brasil.

Um acordo de cooperação assinado com o Centro Fraunhofer para Biotecnologia Molecular e a empresa iBio vai permitir a fabricação de um novo imunizante contra a doença, ainda mais seguro e eficaz, com baixo índice de reações ou eventos adversos nos pacientes.

A unidade da Fiocruz é referência internacional na produção de vacinas, reativos e biofármacos.

Vacina em plataforma vegetal

A nova vacina será desenvolvida por meio de uma planta, a Nicotiana benthamiana, espécie de tabaco cultivado por meio de hidroponia, em cujas folhas são colocados os genes que codificam a principal proteína do vírus que causa a febre amarela.

O acordo determina que a Fraunhofer, renomada em biologia molecular, compartilhe o processo de desenvolvimento, produção e purificação de uma proteína do vírus da febre amarela que atua como antígeno imunizante.

Já a realização dos testes pré-clínicos e clínicos no Brasil será feita em conjunto pelas instituições.

O diretor de Biomanguinhos, Artur Couto, avalia a parceria como um importante avanço na área de pesquisa e desenvolvimento de novos imunizantes. "O acordo abre perspectivas para que o Brasil seja pioneiro na produção de vacina contra febre amarela sem eventos adversos graves," afirmou.

A cooperação permitirá ainda aliar a competência da Fraunhofer no desenvolvimento de vacinas de subunidades recombinantes com a alta capacitação da Biomanguinhos na produção e no controle de qualidade da vacina febre amarela.

Vacina contra a febre amarela

A vacina contra a febre amarela utilizada hoje no país é produzida pelo Instituto com tecnologia 100% brasileira, e desenvolvida a partir de uma estirpe viva atenuada do vírus da doença, cultivada em ovos de galinha.

Para o diretor executivo da Franhoufer, Vidadi Yusibov, "a nova vacina vai contribuir significativamente para proteger um público mais amplo".

O presidente da iBio, Robert B. Kay, por sua vez, destaca a contribuição para o desenvolvimento do setor. "A colaboração entre Biomanguinhos/Fiocruz, Fraunhofer Center e iBio deverá colocar o Brasil na vanguarda do desenvolvimento e produção de vacinas e outros biofármacos".

A Fiocruz investirá US$ 6 milhões no projeto para que o país avance no domínio de avançados processos de produção. A previsão para o início da fase clínica 1, no Brasil e Estados Unidos, é de três anos.

Quando tomar vacina contra febre amarela

A Biomanguinhos é reconhecida internacionalmente como fabricante da vacina contra a febre amarela (antiamarílica).

Desde 1937, as preparações vacinais são obtidas em seus laboratórios a partir da cepa atenuada 17DD do vírus da febre amarela, cultivada em ovos embrionados de galinha, livres de agentes patogênicos, de acordo com as normas estabelecidas pela Organização Mundial da Saúde.

O Ministério da Saúde, por meio do Programa Nacional de Imunização, recomenda que a vacina seja aplicada a partir dos nove meses de vida, sendo importante o reforço, a cada dez anos, especialmente para quem vive ou vai viajar para regiões endêmicas.

A Organização Mundial da Saúde estima que 200 mil pessoas não vacinadas contraem a doença todos os anos e 30 mil morrem em decorrência da mesma.

Biomanguinhos/Fiocruz

O Instituto de Tecnologia em Imunobiológicos (BioManguinhos), que em 2011 completa 35 anos, é a unidade da Fiocruz responsável pelo desenvolvimento tecnológico e pela produção de vacinas, reativos e biofármacos.

Sua missão é atender prioritariamente às demandas da saúde pública nacional.

Com um dos maiores e mais modernos centros de produção da América Latina, possui atuação destacada no cenário internacional, por meio da exportação do excedente de sua produção para cerca de 70 países, por meio da Organização Pan-Americana da Saúde (Opas) e do Fundo das Nações Unidas para a Infância (Unicef).

Natural Growth Factor Enhances Memory, Prevents Forgetting in Rats

ScienceDaily (Jan. 27, 2011) — A naturally occurring growth factor significantly boosted retention and prevented forgetting of a fear memory when injected into rats' memory circuitry during time-limited windows when memories become fragile and changeable. In the study funded by the National Institutes of Health, animals treated with insulin-like growth factor (IGF-II) excelled at remembering to avoid a location where they had previously experienced a mild shock.

Researchers have found that a naturally occurring growth factor significantly boosted retention and prevented forgetting of a fear memory when injected into rats' memory circuitry during time-limited windows when memories become fragile and changeable. (Credit: iStockphoto)

"To our knowledge, this is the first demonstration of potent memory enhancement via a naturally occurring factor that readily passes through the blood-brain barrier -- and thus may hold promise for treatment development," explained Cristina Alberini, Ph.D., of Mount Sinai School of Medicine, New York, a grantee of the NIH's National Institute of Mental Health (NIMH).

Alberini and colleagues say IGF-II could become a potential drug target for boosting memory. They report on their discovery in the Jan. 27, 2011 issue of Nature.

"As we learn more about such mechanisms of fear memory formation and extinction, we hope to apply this knowledge to address clinical problems, including post-traumatic stress disorder," said NIMH Director Thomas R. Insel, M.D.

The staying power of a memory depends on the synthesis of new proteins and structural changes in the connections between brain cells. These memory-strengthening changes occur within time-limited windows right after learning, when memories undergo consolidation, and also right after a memory is retrieved, a process called reconsolidation.

Hints from other studies led the researchers to suspect that IGF-II plays a role in these processes within the brain's memory center, the hippocampus, where it is relatively highly concentrated. The little-known growth factor is part of the brain's machinery for tissue repair and regeneration; it is important during development and declines with age.

To find out how it might work in memory, Alberini's team employed a standard test of fear memory called inhibitory avoidance training. They tracked the movement of rats in an environment where the animals learned to associate a dark area with mild foot shocks. The more an animal avoided the dark area, the better its fear memory.

This kind of learning boosted the expression of naturally occurring IGF-II in the hippocampus. So the researchers injected synthetic IGF-II directly into the hippocampus during windows of consolidation or reconsolidation, when memories are malleable. Remarkably, the rats' memory markedly improved -- with the effects lasting at least a few weeks. An examination of the animals' brains revealed that IGF-II had strengthened the cellular connections and mechanisms underlying long-term memory -- a process called long-term potentiation.

So IGF-II both strengthened a memory and delayed its normal decay -- forgetting, noted Alberini.

The researchers had previously discovered that the fragility induced by memory retrieval requires new protein synthesis in the brain's fear area, the amygdala -- but only if the memory is less than two weeks old. In the new study, they found that memory enhancement triggered by IGF-II during this reconsolidation window depended on new protein synthesis in the hippocampus during the same time period. They suggest that these time-limited effects might be explained by a gradual shift in the site where a memory is stored as it grows older, from the hippocampus to the brain's outer mantle, or cortex.

The study showed that the growth factor works through its own -- also little known -- IGF-II receptor and depends on activation of an enzyme (GSK3 beta), and AMPA receptors for the chemical messenger glutamate, both of which are implicated in memory. Evidence suggests that rather than activating new neurons, it appears to work through already activated connections between cells -- or synapses -- that are regulated by the enzyme and receptor.

Among future directions, researchers could explore whether IGF-II might enhance other types of memory, such as extinction learning, in which a fear memory is replaced by a memory of safety, said Alberini. If so, it might provide clues to new treatments for anxiety disorders like PTSD.

In addition to NIMH, the research was also funded by NIH's National Institute on Drug Abuse and National Institute of General Medical Sciences, among other funders.

Mediator of Blood Pressure Regulation in the Liver Identified; Pressor Reflex Triggered Simply by Drinking Water

ScienceDaily (Jan. 27, 2011) — For 60 years, scientists have puzzled over the possibility of a hepatic osmoreceptor that influences blood pressure regulation. Now, researchers of the Max Delbrück Center for Molecular Medicine (MDC) Berlin-Buch, the Experimental and Clinical Research Center (ECRC) of the MDC and Charité and the Hannover Medical School (MHH) appear to have made a breakthrough discovery.

Dr. Stefan Lechner and Professor Gary R. Lewin (both of MDC), Professor Friedrich C. Luft (ECRC) and Professor Jens Jordan (ECRC; now MHH) have discovered a new group of sensory neurons in the mouse liver which mediates the regulation of blood pressure and metabolism. This peripheral control center outside of the brain is triggered simply by drinking water and leads to an elevation of blood pressure in sick and elderly people.

The research is published in the journal Neuron.

More than ten years ago Professor Jens Jordan, MD, then a research fellow at Vanderbilt University in Nashville, Tennessee, observed a phenomenon together with his colleagues, more or less by accident. Later, at the former Franz Volhard Clinic of the Charité in Berlin-Buch, Jens Jordan again observed that in patients with a damaged nervous system, blood pressure readings rose by as much as 50 mm Hg if the patients drank a half liter of water all at once. "In young people whose sympathetic nervous system was stimulated by drugs, water intake also caused blood pressure levels to rise," said Professor Friedrich C. Luft of the ECRC. "Even in healthy older people, water drinking triggers a regulator for blood pressure." The two clinicians invited neuroscientists at MDC to collaborate with them and started a joint research project.

For 60 years researchers have suspected that there must also be a control center for the body's self-regulation located outside of the brain. Motivated by findings of recent studies, the researchers in Berlin-Buch therefore looked for sensory neurons specifically in organs peripheral to the central nervous system that would detect body changes caused by water intake and would thus be able to activate a regulator which in old and sick people causes blood pressure to rise and which stimulates metabolism in healthy young people.

"In this entire process, osmolality plays a key role," explained Dr. Stefan Lechner, a member of Professor Lewin's research group. "It is the measure of the body's water balance. And it indicates how many molecules are dissolved in a liter of fluid. Each species has a characteristic set point for osmolality, which depends to a great extent on the immediate living conditions. We wanted to know how deviations of osmolality are able to activate a regulator."

The researchers observed in the mouse model that specific neurons in the liver react actively to water intake. The water the mice drink is absorbed in the small intestine and reaches the blood system via the liver. Due to the sudden water intake, the osmolality in the blood vessels of the liver falls under its set-point value. This deviation is registered by sensory neurons in the liver, the so-called osmoreceptors, as the researchers could now demonstrate. They found that the osmoreceptors transform the information into an electrical signal, which in turn triggers a reflex and stimulates the hepatic blood vessels to raise blood pressure.

Ion Currents Help to Elucidate the Mechanisms

To study the activation of the osmoreceptors under realistic physiological conditions, the researchers stained this newly discovered group of osmoreceptors in the liver with a dye. In their experiments they could thus show that after drinking water, even the slightest shifts of osmolality in the blood flowing through the liver activate nerve fibers in the liver and cause ion currents to flow. The ion currents were similar to those that can be measured in an ion channel located both in the central nervous system and in the internal organs (heart, liver, kidney, testicles, pancreas). This ion channel, abbreviated TRPV4, reacts very sensitively to changes and functions quasi as an osmoreceptor.

"The TRPV4 ion channel opens in just a few hundred milliseconds like the lens of a camera, letting the electrical signal through and thus activating a regulator," explained Dr. Stefan Lechner. "We were now interested in whether the TRPV4 ion channel is acting alone or whether it needs subunits to aid it, and we wanted to know how the whole thing works mechanically."

In further experiments, to elucidate the role and function of TRPV4 in this regulation process, the researchers studied mice in which the gene for the TRPV4 ion channel had been inactivated. After giving these knockout mice water to drink, they did not observe any activation of the osmoreceptors in the liver. No ion currents flowed and as a consequence, no reflex was triggered. The researchers concluded that the elevation of the blood pressure due to water intake must be associated with the presence of the TRPV4 ion channel.

Consequences for therapy

"We are now able to describe the characteristics of a completely new group of hepatic osmoreceptors on the molecular level, which in humans are possibly an extension of a very important regulating reflex," said Professor Lewin. "The research findings not only improve our understanding of the physiological role of osmoreceptors in mediating blood pressure, metabolism and osmolalic self-regulation, over the long term they could also lead to new strategies in the treatment of diseases caused by the absence of the gene encoding the TRPV4 channel protein."

"The effect of drinking water on blood pressure regulation is already leading to therapeutic consequences in the daily routine of the hospital," Professor Jordan added. "We tell patients to drink water who, due to blood pressure regulation disorders, suffer from fainting attacks when standing. This alleviates the symptoms and at the same time we are able to reduce the amount of medication. Healthy people can also suffer fainting attacks when they stand for a long time or are otherwise under strain, e.g. when they donate blood. In many cases these can be avoided by drinking water. Our decade-long persistence in investigating osmolalic self-regulation has really paid off!"

Ancient Body Clock Discovered That Helps Keep All Living Things on Time

ScienceDaily (Jan. 27, 2011) — The mechanism that controls the internal 24-hour clock of all forms of life from human cells to algae has been identified by scientists.

Image of blood cells. The mechanism that controls the internal 24-hour clock of all forms of life from human cells to algae has been identified.

Not only does the research provide important insight into health-related problems linked to individuals with disrupted clocks -- such as pilots and shift workers -- it also indicates that the 24-hour circadian clock found in human cells is the same as that found in algae and dates back millions of years to early life on Earth.

Two new studies in the journalNature from the Universities of Cambridge and Edinburgh give insight into the circadian clock which controls patterns of daily and seasonal activity, from sleep cycles to butterfly migrations to flower opening.

One study, from the University of Cambridge's Institute of Metabolic Science, has for the first time identified 24-hour rhythms in red blood cells. This is significant because circadian rhythms have always been assumed to be linked to DNA and gene activity, but -- unlike most of the other cells in the body -- red blood cells do not have DNA.

Akhilesh Reddy, from the University of Cambridge and lead author of the study, said: "We know that clocks exist in all our cells; they're hard-wired into the cell. Imagine what we'd be like without a clock to guide us through our days. The cell would be in the same position if it didn't have a clock to coordinate its daily activities.

"The implications of this for health are manifold. We already know that disrupted clocks -- for example, caused by shift-work and jet-lag -- are associated with metabolic disorders such as diabetes, mental health problems and even cancer. By furthering our knowledge of how the 24-hour clock in cells works, we hope that the links to these disorders -- and others -- will be made clearer. This will, in the longer term, lead to new therapies that we couldn't even have thought about a couple of years ago."

For the study, the scientists, funded by the Wellcome Trust, incubated purified red blood cells from healthy volunteers in the dark and at body temperature, and sampled them at regular intervals for several days. They then examined the levels of biochemical markers -- proteins called peroxiredoxins -- that are produced in high levels in blood and found that they underwent a 24-hour cycle. Peroxiredoxins are found in virtually all known organisms.

A further study, by scientists working together at the Universities of Edinburgh and Cambridge, and the Observatoire Oceanologique in Banyuls, France, found a similar 24-hour cycle in marine algae, indicating that internal body clocks have always been important, even for ancient forms of life.

The researchers in this study found the rhythms by sampling the peroxiredoxins in algae at regular intervals over several days. When the algae were kept in darkness, their DNA was no longer active, but the algae kept their circadian clocks ticking without active genes. Scientists had thought that the circadian clock was driven by gene activity, but both the algae and the red blood cells kept time without it.

Andrew Millar of the University of Edinburgh's School of Biological Sciences, who led the study, said: "This groundbreaking research shows that body clocks are ancient mechanisms that have stayed with us through a billion years of evolution. They must be far more important and sophisticated than we previously realised. More work is needed to determine how and why these clocks developed in people -- and most likely all other living things on earth -- and what role they play in controlling our bodies."

Additional funding for the studies was provided by the Biotechnology and Biological Sciences Research Council, the Engineering and Physical Sciences Research Council, the Medical Research Council, the French Agence Nationale de la Recherche, and the National Institute of Health Research.

Bacteria Possible Cause of Preterm Births

ScienceDaily (Jan. 27, 2011) — The type of bacteria that colonize the placenta during pregnancy could be associated with preterm birth and other developmental problems in newborns according to research published in the current issue of the online journal mBio®.

"The fetal inflammatory response appears to contribute to the onset of preterm labor, fetal injury and complications, underlying lifetime health challenges facing these children," say the researchers from Harvard Medical School, Brigham and Women's Hospital and Children's Hospital of Boston. "Our data suggest that placental colonization by specific groups of organisms can increase or decrease the risk of a systemic inflammatory condition."

Preterm birth occurs in nearly a half million pregnancies in the United States alone. Despite improved care, preterm and especially extremely low-gestational-age newborns continue to be at a considerably higher risk of morbidity, mortality and developmental problems. Much of this risk is attributable to imbalanced inflammatory responses of the fetus and newborn.

The systemic fetal inflammatory response to intrauterine exposures, especially intrauterine infections, is regarded as an important contributor to the onset and often lifelong consequences of preterm labor, fetal injury and early organ damage. Approximately half of all placentas delivered before the second trimester and 41% of those delivered by Caesarean section harbor microorganisms detectable by culture techniques.

In order to better understand what role, these microorganisms could play in the extremely preterm inflammatory response the researchers analyzed protein biomarkers in dry blood spots obtained from 527 newborns delivered by Caesarean section and cultured and identified the bacteria from their respective placentas.

Placentas colonized primarily by microorganisms commonly associated with the condition know as bacterial vaginosis (BV) were found to be associated with elevated levels of proinflammatory protein in newborns. In contrast, colonization by Lactobacillus species of bacteria (often found in decreased concentrations during BV) were associated with lower levels of proinflammatory proteins.

"Our study supports the concept that the placental colonization with vaginal microorganisms can induce a systemic inflammatory response in the fetus and newborn and that the dominating molecular feature of this response can be dependent on the type of bacteria," says Andrew Onderdonk of Harvard Medical School and Brigham and Women's Hospital, one of the authors of the study. "Our data suggest that the targeting of placental colonization by specific drugs or probiotics during early pregnancy may hold promise for preventing not only preterm birth but also the devastating and far-reaching inflammatory consequences in premature newborns."

Discovery Could Lead to New Therapies for Asthma, COPD

ScienceDaily (Jan. 27, 2011) — Researchers have proved that a single "master switch" enzyme, known as aldose reductase, is key in producing excess mucous that clogs the airways of people with asthma and chronic obstructive pulmonary disease (COPD). The enzyme's action can be blocked by drugs whose safety has been shown in clinical trials for other diseases -- a discovery that could improve therapies for the 510 million people worldwide suffering from asthma and COPD.

The findings are from a University of Texas Medical Branch at Galveston study published in the online journalPLoS One.

Using cell culture and laboratory mouse experiments, the researchers showed that the enzyme, aldose reductase, is essential to a process known as goblet cell metaplasia that is seen in both asthma and COPD. In goblet cell metaplasia, exposure to allergens such as pollen, mold and dust mites initiates a series of biochemical reactions that causes the cells that line the air passages of the lungs to change from their normal state into so-called "goblet cells," which produce substantial amounts of excess mucus. Healthy individuals' lungs contain very few goblet cells, but patients who die from asthma -- an estimated 5,000 people annually -- have significantly higher numbers of these cells.

"Aldose reductase is key to a whole range of inflammation disorders, so it comes as no surprise that it should be crucial to the inflammatory processes that drive disease in asthma and COPD," said UTMB Health biochemistry and molecular biology professor Satish Srivastava, senior author of the paper. "The discovery that aldose reductase regulates mucus production and goblet cell metaplasia makes inhibition of this enzyme an attractive therapeutic option to reduce mucus-related airway obstructive diseases -- and for the first time gives us a real chance to alter the course of the underlying disease in asthma and COPD."

According to Srivastava, aldose reductase inhibitors have a number of potential advantages over current therapies for asthma and COPD.

"Existing therapies for airway obstructive diseases provide relief by preventing allergic airway inflammation, but none of these drugs specifically address the problem of excessive mucus production; further, there is no convincing evidence that current therapies significantly reduce mortality associated with chronic asthma and COPD," Srivastava said. "Also, aldose reductase inhibitors can be given orally, unlike current inhaler-based treatments, so medication compliance could be better. And finally they can provide an alternative to steroid treatment for patients who either can't take steroids or find that steroids have no effect on their disease."

The next step, Srivastava said, is clinical trials of the drugs as a therapy for asthma and COPD -- a process that should be expedited since aldose reductase inhibitors have already undergone Phase III clinical trials for diabetic neuropathy. The UTMB Health Center for Technology Development views Srivastava's research as so promising that it has applied for patents to cover their use as potential treatments for asthma, COPD and other inflammation-related disorders.

"Working closely with Professor Srivastava and other UTMB faculty, the next step is to prove the safety and efficacy of aldose reductase inhibitors for these conditions and develop them to improve the health of millions of people," said Jason Abair, associate vice president of the center. "We are looking forward to identifying appropriate partners in industry to help us reach this goal."

Other authors of the PLoS One paper include UTMB instructor Umesh Yadav, postdoctoral fellow Leopoldo Aguilera-Aguirre, associate professor Kota Ramana and professor Istvan Boldogh. The study was funded by a grant from the American Asthma Foundation, which has designated Srivastava as a Bill Bowes Scholar.