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INVENTAN ANTEOJOS PARA "CURAR EL DALTONISMO"




Sólo los daltónicos saben los problemas que padecen por tener dificultad para distinguir colores.
El daltonismo puede afectar la valoración de la frescura de un alimento, la habilidad para conducir o elegir una profesión, entre otras cosas.


Científicos aseguran haber inventado unos anteojos que "curan" el daltonismo dicromático, una forma de este defecto genético que afecta a algunas mujeres y a uno de cada diez hombres.
El neurobiólogo teórico estadounidense Mark Changizi diseñó este artilugio a partir de los lentes Oxy-Iso, creados por un instituto de investigación estadounidense que permiten detectar las contusiones y venitas difíciles de ver a simple vista.
Varias pruebas sugerían que estos lentes también podrían servir para mejorar la percepción de los colores verdes y rojos por parte de los daltónicos.
De esta forma Changizi creó los anteojos con "los filtros Oxy-Iso, que permiten exaltar exactamente las zonas en que los daltónicos de rojo y verde son deficientes".
"A pesar de que no diseñamos esta tecnología con los daltónicos en mente, no nos sorprendió que les sirviera", explica el experto en su blog.
Sin embargo, no podrían usarlos para conducir, pues reducen la capacidad de percibir los colores amarillos y azules.
A prueba
El neurocientífico Daniel Bor, quien es daltónico y trabaja en el Centro para el Conocimiento Sackler de la Universidad de Sussex, Inglaterra, probó el invento.
Bor explicó que lo que hace es que los colores rojos aparezcan muy vibrantes.
El especialista daltónico se sometió a una prueba de cartas Ishihara, utilizadas para diagnosticar esta condición.
"Sin los anteojos tuve una puntuación de 0/8 (común en daltónicos), pero tuve 8/8 con ellos puestos".
No obstante, este invento tiene sus desventajas; también elimina los amarillos muy suaves.
"El monitor del bebé de mi hija tiene algunas luces amarillas y no las podía ver", agregó.


ADIÓS A LA TOXICIDAD DE LA QUIMIOTERAPIA



Los implantes de metal recubiertos de paladio pueden reducir los efectos secundarios de los tratamientos del cáncer

Imágen: Una placa cubierta de paladio situada en el tumor haría que los fármacos no maten también las células sanas, evitando así los efectos adversos



Un sencillo implante de metal en el área del tumor podría terminar definitivamente con los efectos adversos de la quimioterapia. Así lo cree un equipo de investigadores del Centro de Investigación del Cáncer de la Universidad de Edimburgo, Reino Unido, que asegura haber identificado una posible vía para tratar los tumores de una manera más específica que las terapias actuales, evitando los efectos secundarios no deseados, como la pérdida de cabello, cansancio y náuseas. Los efectos tóxicos se producen cuando los medicamentos se liberan en el torrente sanguíneo y matan tanto las células sanas como las cancerosas.
Los científicos, cuyo trabajo se publica en «Nature Communications», ha descubierto que se puede alterar la composición química de los medicamentos actuales para que solo se activen cuando entran en contacto con un metal llamado paladio. De esta forma, esperan que mediante la implantación de pequeños dispositivos recubiertos con paladio en los tumores de los pacientes los fármacos únicamente se activarían cuando fueran necesarios, causando así el mínimo daño al resto del cuerpo .
Fase preclínica
Los científicos reconocen no obstante que su enfoque primero tendrá que ser probado en animales antes ser estudiado en pacientes. «Todavía transcurrirán varios años antes de que seamos capaces de empezar a tratar a pacientes, pero tenemos la esperanza de que este enfoque dará lugar a terapias mejor toleradas en el futuro», explica Asier Unciti-Broceta, director del trabajo.


CÉLULAS MADRE PARA REJUVENECER MÚSCULOS





Los resultados de un nuevo estudio indican que es posible frenar y revertir el envejecimiento de algunos músculos, al menos de manera local.



Foto: Penney Gilbert. 



El cumplimiento del viejo sueño humano de hacer retroceder el reloj de la vida para eludir la vejez y acaso la muerte natural por esta última sigue estando más allá de toda posibilidad actual, pero es reconfortante pensar que quizá algún día se logre rejuvenecer por completo otro músculo que es el más importante del cuerpo, el corazón, y que paralelamente quizá se desarrollen técnicas para revertir el envejecimiento de otros órganos y sistemas del cuerpo humano, lo que podría implicar acercar cada vez más ese viejo sueño humano a la realidad.
El equipo de la investigadora Penney Gilbert, de la Universidad de Toronto en Canadá, ha orientado su trabajo a intentar mitigar un problema común en la vejez: el deterioro de los músculos esqueléticos. Estos tienen funciones muy importantes, ya que son los que nos permiten cosas como permanecer de pie sin caernos, sentarnos con suavidad en vez de dejarnos caer sobre una silla, parpadear y hasta tragar. A medida que una persona envejece, la funcionalidad de sus músculos de este tipo disminuye significativamente.
A partir de los 75 años de edad, la pérdida anual de masa muscular es notable. Ésta es la razón principal de que la gente anciana tenga poca fuerza física e incluso llegue a no poder mantenerse en pie. Si además hay que operarles para, por ejemplo, colocarles una prótesis de cadera, la situación de algunos músculos puede volverse mucho más problemática.
El equipo de Gilbert, Helen Blau y Ben Cosgrove ha determinado que durante el proceso de envejecimiento, una subpoblación de células madre comienza a expresar una modificación de una proteína que inhibe su capacidad para promover la formación de nuevas células madre.
Sin embargo, si se procede a tratar fuera del cuerpo a células de esta subpoblación, mediante un medicamento que impide la citada modificación proteica, en combinación con el cultivo de las células sobre una estructura hecha de un biomaterial en forma de hidrogel que emula las características del tejido natural en el que crecen dentro del cuerpo, el resultado es que las células envejecidas crecen y pueden hacer copias de sí mismas.
Este método para restaurar la fuerza de los músculos esqueléticos dañados en personas mayores ha sido probado por ahora solo en experimentos de laboratorio, aunque los resultados son alentadores. Los cultivos celulares rejuvenecidos fueron trasplantados a tejidos lesionados y envejecidos, con resultados notables: Las células trasplantadas fortalecieron el tejido dañado y envejecido hasta recuperar los niveles propios de un tejido joven y en buen estado de salud. En más de un sentido, es como lograr que el reloj biológico de las células madre dé marcha atrás y éstas se rejuvenezcan.
Este tratamiento no logra, sin embargo, dar marcha atrás al reloj de células madre que ya estén demasiado deterioradas. Lo que hace, en esencia, es estimular, en tejidos musculares viejos, a las células madre que todavía sean funcionales de modo que comiencen a dividirse y a renovarse.

Tal como subraya la Dra. Blau, y pese a que el horizonte que se vislumbra en esta línea de investigación es muy esperanzador, no hay que dejarse llevar por un entusiasmo excesivo. El nuevo tratamiento solo sería utilizado para reparar los defectos localizados en parcelas relativamente pequeñas de tejido muscular que se encuentren en la zona de la cadera, la garganta o los músculos de los ojos. Uno de los retos más importantes para las personas de edad avanzada que reciben trasplantes de cadera, por ejemplo, suele ser la reparación de los músculos esqueléticos dañados en torno a la articulación de la cadera. El estudio apunta a la posibilidad de futuras terapias postoperatorias para lograr el objetivo descrito, el de que pacientes de edad avanzada, a los que se haya implantado una prótesis de cadera, recuperen con mayor rapidez y seguridad que ahora una buena movilidad.

ROBOT QUE DIRIGE AGUJAS A TRAVÉS DEL CEREBRO PARA ELIMINAR LOS COÁGULOS DE SANGRE




Las probabilidades de que una persona tenga una hemorragia intracerebral son de uno en 50, con una tasa de mortalidad al mes del 40%, pasando a ser la principal causa de muerte y discapacidad. Desafortunadamente, debido a las variaciones en el tamaño y la ubicación de los coágulos en el cerebro, y al proceso extremadamente delicado e invasivo para removerlos, los avances en el tratamiento han sido lentos.

Un nuevo sistema de cirugía guiada por imagen se está desarrollando en la Universidad de Vanderbilt y podría aumentar las probabilidades de supervivencia de los pacientes con hemorragia intracerebral, utilizando las habilidades de un robot especialmente desarrollado. El robot utiliza una serie de agujas orientables, mas o menos del tamaño de las agujas de biopsia, para penetrar y navegar a través del cerebro, ocasionándole un daño mínimo al tejido circundante y succionando los coágulos de sangre. Las agujas orientables, llamadas en conjunto “cánula activa”, son una serie de tubos finos, cada uno con su propia curvatura intrínseca. Al extender, retraer, y rotar los tubos, el cirujano puede dirigir la cánula activa en una trayectoria curva para evitar áreas vitales del cerebro, mientras es guiado por una tomografía pre-operatoria.


NUEVA RETINA BIÓNICA QUE CURA LA CEGUERA




Los trastornos de la retina provocan ceguera a unos seis millones de personas en el mundo occidental. La tecnología ha avanzado mucho en los últimos años hacia el desarrollo de dispositivos que restablezcan la funcionalidad normal del ojo. El último de éstos: un minúsculo implante retinal diseñado para sustituir los fotorreceptores dañados. 




Algunos trastornos de la retina, como la retinosis pigmentaria o la degeneración macular asociada a la edad (AMD), pueden ocasionar ceguera a personas de mediana edad o ancianas. Se calcula que, en el mundo occidental, estas formas de ceguera afectan a unos seis millones de personas. 
Contar con un tratamiento eficiente para ellas resulta, por tanto, fundamental. En los últimos años se han presentado varias soluciones posibles, como el trasplante celular o las prótesis de retina. En esta última línea se enmarca un nuevo producto biónico, de la empresa israelí Nano Retina, llamado “Bio-Retina”. 
Cómo funciona 
Según la página web de la compañía (Fuente), el dispositivo consiste en un minúsculo implante retinal diseñado para sustituir las células sensibles a la luz de la retina o fotorreceptores dañados. 
Más específicamente: lo que hace Bio-Retina es transformar de manera natural la luz que recibe en una señal eléctrica que estimula a las neuronas o células cerebrales. Éstas, a su vez, envían al cerebro las imágenes captadas por la Bio-Retina. 
El dispositivo funcionaría en armonía con los procesos corrientes del ojo, como la dilatación de la pupila o el movimiento del globo ocular, lo que facilitará al paciente mirar de lado a lado sin tener que girar la cabeza. 
Por otra parte, Bio-Retina cuenta con una batería que se recarga sin cables mediante un miniláser colocado en unas gafas, por lo que el implante sería definitivo. Éste se realizaría en sólo 30 minutos, con anestesia local; y precisaría únicamente de una pequeña incisión para su colocación en la retina dañada. 
Nano Retina publica que la recuperación de la vista tras el implante será casi instantánea, y que el tiempo de recuperación de la operación está estimado en una semana. Tras ese periodo de tiempo, los pacientes podrán ver la televisión o identificar caras, aunque sólo en blanco y negro. El dispositivo ha sido probado ya con éxito en cerdos, por lo que la compañía prevé contar con un prototipo humano en dos años, que costará unos 1.500 euros.
Avances prometedores 
En general, la biónica es la aplicación de soluciones biológicas a la tecnología. En este caso, lo que se ha buscado es imitar tecnológicamente el funcionamiento natural del ojo, para el desarrollo de un sistema artificial que sustituya una de sus partes. 
Los avances de la biónica en esta dirección en los últimos años han sido cuanto menos prometedores. En 2008, unos científicos japoneses desarrollaron un sistema compuesto por unas gafas con cámaras incorporadas y unos electrodos que se implantaban en el ojo, también con cirugía poco invasiva. Con él, se podrían distinguir objetos con nitidez a 30 centímetros de distancia, aseguran los investigadores. 
Por otro lado, en 2009, en el marco del simposium “Artificial Vision” celebrado en Bonn (Alemania) se pusieron de manifiesto los grandes avances realizados hasta la fecha en prótesis de retina. 
Estas prótesis pueden ser de varios tipos. Algunas consisten en un chip que se implanta bajo una capa de células nerviosas de la retina y que recibe impulsos luminosos y los convierte en señales eléctricas que son transmitidas a las células nerviosas de la retina. 
Pero también existen otras opciones, como el implante epiretinal, que implica fijar un chip en la capa superior de las células nerviosas, o los sistemas en los que el chip no se implanta en el ojo sino en la piel que protege el globo ocular, mientras que en la retina se implantan electrodos que estimulan las células nerviosas. Por último, se han desarrollado prótesis de retina que, en lugar de estimular las células nerviosas retinales, estimulan directamente el nervio óptico e, incluso, la corteza visual, directamente en el cerebro.

GAFAS INTELIGENTES PARA VER LAS VENAS DEBAJO DE LA PIEL


La empresa Evena Medical  junto  con Epson, han desarrollado Eyes-On Glasses System, unas gafas que a través de dos cámaras da la capacidad de ver por debajo de la piel y permite la fácil localización de venas y estructuras vasculares ayudando a las enfermeras en el clásico problema de encontrar una vena en el brazo de un paciente obeso o de edad avanzada.


Las gafas captan luz multiespectral a través de dos cámaras estereoscópicas para ver las venas bajo la piel, poniendo de relieve la hemoglobina desoxigenada en las venas del paciente.
Estas gafas llevan un sistema patentado de imagen espectral en 3D y conectividad inalámbrica que le convierten en el primer dispositivo capaz de localizar y visualizar nuestras venas con gran precisión. También puede grabar toda la exploración del paciente, archivarla en su base de datos y enviarla en tiempo real a otros hospitales para hacer un rápido diagnóstico a distancia.
El personal sanitario puede usar estas innovadoras gafas  para visualizar  las venas debajo de la piel. Esta innovación es otro claro ejemplo de “gafas inteligentes“, tales como Google Glass, que  potencialmente puede cambiar la forma en profesionales de la salud desempeñan sus puestos de trabajo. Mejorando la atención a los usuarios. “Los estudios han demostrado que hasta un 40% de los procedimientos requieren múltiples intentos para localizar y acceder a una vena, por lo que no sólo se pierde un valioso tiempo de enfermería, también retrasa la terapia y causa molestias para el paciente.
Además de la ventaja para los pacientes que evitará pinchazos innecesarios  en la compañía  también se piensa que hay un argumento económico que podría ser persuasivo para los sistemas hospitalarios.
Estas nuevas gafas  salen al mercado al mismo tiempo que Google Glass, pero  en este momento están recibiendo poca atención en la industria de dispositivos médicos. Philips Healthcare, por ejemplo, está promocionando Google Glass como una manera de aumentar la información que sus sistemas de monitorización de pacientes ofrecen en las salas de operaciones.
Evena ha agregado iluminación multiespectral en cada lado de las gafas para desentrañar donde la hemoglobina en la sangre está circulando por debajo de la piel. La hemoglobina absorbe la luz de manera diferente de la piel y el tejido circundante. Dos  cámaras hipersensibles personalizadas digitales captan la diferencia en el espectro de luz y luego se proyectan de nuevo en los vidrios transparente, lo que permite a una enfermera para “ver” la sangre que circula por las venas debajo de la piel.
Otro uso es la capacidad de tomar una foto de lo que  se está viendo en el momento, que luego pueden ser almacenados en el sistema de registros médicos electrónicos del sistema de salud.
Las gafas serán presentadas en la Medical conference que tomará lugar en Duseeldorf, Alemania. Y serán lanzadas al mercado en el primer trimestre del 2014.

EL VENENO DEL CONO MARINO, UN POTENTE Y PROMETEDOR ANALGÉSICO




Una pequeña proteína extraída del veneno del cono marino parece prometedora para producir analgésicos más potentes que la morfina, con menos efectos secundarios y menor riesgo de adicción, según trabajos de investigadores australianos presentados el domingo en Estados Unidos.





Los expertos crearon al menos cinco nuevas sustancias experimentales a partir de esta proteína que podrían conducir algún día al desarrollo de analgésicos orales eficaces para tratar algunos dolores crónicos.
"Se trata de un paso importante que podría servir de base al desarrollo de una nueva clase de medicamentos capaces de aliviar las formas más severas de dolores crónicos actualmente muy difíciles de tratar", explicó David Craik, de la Universidad de Queensland en Australia, autor principal de la investigación.
El estudio fue presentado en la conferencia anual de la Sociedad Estadounidense de Química (ACS, en inglés) reunida este fin de semana en Dallas, Texas (sur).
Los dolores combatidos por estos medicamentos son con frecuencia provocados por la diabetes, la esclerosis múltiple y otras enfermedades que afectan las terminaciones nerviosas, que pueden durar meses o incluso años.
Los tratamientos actuales para estos dolores crónicos neuropáticos pueden causar efectos secundarios significativos y sólo son eficaces en cerca de uno de cada tres enfermos.
Los conos (caracoles marinos de aguas tropicales) utilizan su veneno para paralizar a sus presas. Este veneno contiene cientos de péptidos, que son pequeñas proteínas conocidas como conotoxinas. En los humanos, algunas de estas conotoxinas parecen tener efectos analgésicos, explicó el investigador.
En la actualidad, un solo analgésico derivado de estas conotoxinas fue aprobado para un tratamiento humano, la ziconotida. Pero este analgésico debe ser inyectado directamente en la base de la médula espinal, un procedimiento invasivo, precisó Craik.
El experto explicó que trabajaba con su equipo para desarrollar un analgésico basado en una conotoxina que pueda administrarse por vía oral.
Una única dosis oral de este analgésico experimental dado a ratas de laboratorio redujo fuertemente el dolor, según las medidas estándar.
Apoyado en estas investigaciones, los científicos llegaron a la conclusión de que el analgésico era cerca de cien veces más potente que la morfina y la gabapentina, los dos analgésicos considerados hasta el momento como los mejores tratamientos para dolores neuropáticos crónicos.
Por otra parte, estas conotoxinas actúan sobre receptores del cerebro diferentes de los que lo hacen la morfina y otros opiáceos, por lo que suponen que la tendencia a desarrollar dependencia sería menor.
"No sabemos si estos derivados de conotoxinas tendrían efectos secundarios porque no han sido aún probados en humanos", admitió Craik. Pero, continuó, "pensamos que son seguros" porque actúan en receptores cerebrales totalmente diferentes a los de la morfina.



Fuente

YESO IMPRESO 3D CORTEX ES MAS CÓMODO Y REDUCE EL DESPERDICIO




Cualquiera que se haya fracturado una extremidad probablemente tenga recuerdos de un yeso pesado y abultado, decorado con notas y firmas escritas con marcadores. Estos yesos agarran mal olor y ocasionan picazón a medida que el proceso de sanación progresa, y las tareas sencillas como ducharse y vestirse son sumamente tediosas.

Tal vez fue por estas razones que el diseñador Jake Evill conceptualizó el yeso ortopédico que resuelve muchos de los problemas de los yesos actuales y de los yesos de fibra de vidrio, además de que reduce la cantidad de residuos de fabricación.
Apodado “Cortex”, este yeso nuevo tiene un diseño que parece una media estilo malla de pescar pero rígida. El yeso Cortex se fabrica a la medida, pues consiste en la impresión tri-dimensional en nylon, basada en un escán del brazo del paciente. También es más delgado y más ligero que los modelos tradicionales, y hasta permite que el paciente use sobre él una camisa de manga larga. Sin embargo, El Cortex es igual de fuerte y resistente; las zonas más densas de la estructura del yeso proporcionan estabilidad y soporte adicionales en y alrededor del sitio de la fractura. Por otra parte, ya que la corteza está totalmente ventilada, es más fácil ducharse, y el olor y la picazón no son un problema porque parece que uno puede ducharse con él puesto y meter un palillo de dientes en cualquier lugar para rascarse.
Por último, produce menos desperdicios, es reciclable y puede convertirse en otro Cortex para otro hueso roto.


SECUENCIAN EL GENOMA DEL FETO UTILIZANDO SÓLO UNA MUESTRA DE SANGRE MATERNA




Investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford han secuenciado, por primera vez, el genoma de un feto, utilizando sólo una muestra de sangre de la madre. El hallazgo, que ha sido publicado en la revista 'Nature', está relacionado con una investigación, publicada hace un mes, llevada a cabo en la Universidad de Washington.





La secuenciación del genoma completo en el nuevo estudio no requiere el ADN del padre -una ventaja significativa cuando la verdadera paternidad de un niño no puede ser identificada (una situación que afecta a uno de cada 10 nacimientos en Estados Unidos), o cuando el padre no está disponible, o no está dispuesto a proporcionar una muestra.
"Estamos interesados en la identificación de las condiciones que se pueden tratar antes del nacimiento, o inmediatamente después", afirma el autor principal, Stephen Quake, profesor de Bioingeniería y Física aplicada en Stanford. Según el experto, "sin estos diagnósticos, los recién nacidos con enfermedades metabólicas tratables, o trastornos del sistema inmunológico, sufren hasta que sus síntomas se hacen evidentes".
Como el costo de esta tecnología sigue bajando, cada vez será más común diagnosticar las enfermedades genéticas en el primer trimestre del embarazo. De hecho, se ha demostrado que sólo la secuenciación del exoma, la parte codificante del genoma, puede proporcionar información clínicamente relevante.
En el nuevo estudio, los investigadores fueron capaces de utilizar las secuencias de todo el genoma, y el exoma, que obtuvieron, para determinar que un feto tenía síndrome de DiGeorge, causado por la deleción de una pequeña parte del cromosoma 22. Aunque los síntomas exactos y su gravedad pueden variar entre los individuos afectados, esta enfermedad se asocia con problemas cardíacos y neuromusculares, así como con el deterioro cognitivo. Los recién nacidos con esta afección puede tener importantes dificultades de alimentación, defectos cardíacos, y convulsiones, debido a los niveles excesivamente bajos de calcio.
"El problema de distinguir entre el ADN de la madre del ADN del feto, especialmente cuando ambos comparten la misma anomalía, es un desafío para los investigadores que trabajan en el diagnóstico prenatal", señala Diana Bianchi, del Centro Médico Tufts, que no participó en el estudio de 'Nature'. Según Bianchi, "en este trabajo, el grupo de Quake ha conseguido revelar cómo la secuenciación del exoma puede demostrar que el feto ha heredado el síndrome de DiGeorge de su madre".
El diagnóstico prenatal no es nuevo. Durante décadas, las mujeres han sido sometidas a amniocentesis, o muestreo de vellosidades coriónicas, en un intento de saber si su feto padece anomalías genéticas. Estas pruebas se basan en la obtención de células o tejidos del feto a través de una aguja que se inserta en el útero -un procedimiento que puede conducir a abortos involuntarios en aproximadamente 1 de cada 200 embarazos. Por otro lado, esta prueba detecta un número limitado de enfermedades genéticas.
En 2008, el laboratorio de Quake fue pionero en el uso de los niveles relativos de ADN fetal en la sangre materna, para el diagnóstico de enfermedades causadas por cromosomas faltantes o adicionales, tales como el síndrome de Down. Cuatro empresas en los Estados Unidos han comercializado estas pruebas basadas ??en la técnica de Quake, y la demanda del servicio está en constante aumento. Estas pruebas, sin embargo, no proporcionan un perfil completo del genoma, y ??no puede identificar las anomalías genéticas sutiles que se producen dentro de los cromosomas.
Ahora, el nuevo estudio ha dado un paso más allá al reconocer que el ADN fetal contiene material genético de la madre y el padre. Al comparar los niveles relativos de regiones del ADN de la sangre materna (tanto de la madre, como del feto) y paterna (del feto solamente), conocidas como haplotipos, los investigadores han sido capaces de identificar el ADN fetal y aislar su secuenciación.
El equipo de Stanford probó su método en dos embarazos. Una de las madres tenía el síndrome de DiGeorge, y la otra no. El genoma y la secuenciación del exoma mostraron que el hijo de la mujer con síndrome de DiGeorge también sufría este trastorno. El hallazgo fue confirmado por la comparación de la secuencia prevista del genoma fetal, con la secuencia obtenida, inmediatamente después del nacimiento, de la sangre del cordón umbilical. Aunque los experimentos se realizaron de forma retrospectiva, y estas mujeres y sus bebés permanecieron en el anonimato, un hallazgo similar en un contexto clínico puede instar a los médicos a evaluar la salud del corazón del bebé, y los niveles de calcio poco después del nacimiento.
"Hace tres años estábamos muy entusiasmados con el éxito de la validación no invasiva de detección de la aneuploidía fetal", explica el coautor del estudio, Yair Blumenfeld, de la Facultad de Medicina de Stanford, quien añade que "siempre supimos que la detección de anomalías cromosómicas fetales era sólo la punta del iceberg. Ahora, este importante estudio confirma nuestra capacidad para detectar defectos genéticos fetales individuales, simplemente examinando la sangre de la madre".


DESCUBREN UN MECANISMO QUE FIJA LAS CONEXIONES NEURONALES DURANTE EL ESTADO EMBRIONARIO

Investigadores españoles observan cómo una molécula modula el comportamiento de los axones, una parte de las células nerviosas

Investigadores españoles han observado un mecanismo desconocido hasta ahora por el que los axones, la parte de las neuronas especializada en conducir el impulso nervioso, son guiados a través del sistema nervioso en desarrollo hasta su destino. La molécula FLRT3 es clave para modular el comportamiento de estos axones en ese proceso.






Investigadores del Instituto de Neurociencias, centro mixto de la Universidad Miguel Hernández (UMH) de Elche y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), han puesto de manifiesto un nuevo mecanismo por el que los axones son guiados a través del sistema nervioso en desarrollo hasta su destino. 

El estudio, publicado en la revista Current Biology, desvela el mecanismo molecular que ocurre en el interior de los axones en crecimiento que permite respuestas rápidas a factores repulsivos y atractivos necesarios para alcanzar su destino. 

El axón es una prolongación de las neuronas especializadas en conducir el impulso nervioso desde el cuerpo celular o soma hacia otra célula. En la neurona adulta se trata de una prolongación única. 

El funcionamiento del sistema nervioso central se basa en el establecimiento de largos tractos axonales que crecen siguiendo complejas trayectorias. Estos tractos axonales están compuestos de haces de axones que permiten a las neuronas contactar con otras neuronas del sistema nervioso. 

La proyección talamocortical constituye una de las conexiones más importantes del cerebro, ya que transmite la información de los órganos sensoriales hasta la corteza cerebral, donde la integración de esta información da lugar a la percepción y a la generación de respuestas adecuadas a los estímulos internos y externos. 

El desarrollo aberrante de esta conexión podría estar implicado en algunas enfermedades neurológicas como el autismo o la epilepsia. Comprender el desarrollo temprano de la proyección talamocortical es un desafío fundamental para la neurociencia. 

La investigadora Guillermina López Bendito explica en la nota de prensa del Instituto de Neurociencias que “los axones en crecimiento poseen una estructura muy dinámica en su extremo llamada cono de crecimiento que explora el entorno extracelular en busca de señales que indiquen al axón la dirección en la que debe crecer. Estas señales, llamadas moléculas de guía axonal, pueden estar fijas a un sustrato o ser difusibles, y pueden atraer o repeler a los axones. Los conos de crecimiento contienen receptores que reconocen estas moléculas de guía y traducen la información en una respuesta direccional”.


La proteína FLRT3 

Mediante la combinación de estudios de bioquímica, biología molecular y genética, los investigadores han demostrado que la respuesta atractiva a la molécula de guía axonal Netrina1 está controlada por una proteína denominada FLRT3. Esta proteína regula la abundancia del receptor de Netrina1, denominado DCC, en la membrana celular. 

FLRT3 no se expresa en todos los axones en desarrollo sino en aquellos que requieren una regulación dinámica de la atracción por Netrina1. 

La presencia o ausencia de FLRT3 es crucial para determinar la trayectoria de los distintos axones y las neuronas con las que conectan. De esta manera, conexiones axonales que se caracterizan por una organización espacial topográfica precisa, como la conexión talamocortical, se aseguran un desarrollo correcto durante la fase embrionaria. 


INFORMÁTICOS Y BIOMÉDICOS RENUEVAN LA CLASIFICACIÓN Y NOMENCLATURA DE LAS NEURONAS



Informáticos y biomédicos de la Universidad Politécnica de Madrid han liderado un proyecto, que cuenta con el apoyo de 37 centros de investigación de todo el mundo, para renovar la clasificación y nomenclatura de las neuronas. Salvo en algunos casos, en la mayoría de ellos se ha optado por cambiarles el nombre. El objetivo de la UPM es desarrollar un sistema automatizado de clasificación de las neuronas, que pueda ser utilizado en todo el mundo.


Investigadores de la Facultad de Informática de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) pertenecientes al Computational Intelligence Group, formado por Pedro L. López-Cruz, Concha Bielza y Pedro Larrañaga, han liderado, junto a Javier de Felipe y Ruth Benavides-Piccione (Instituto Cajal del CSIC y Laboratorio de Circuitos Corticales del Centro de Tecnología Biomédica de la UPM), un trabajo sobre clasificación y nomenclatura de las neuronas del cerebro. 
El estudio se ha llevado a cabo en coordinación con 37 centros de investigación de Europa, Estados Unidos, Japón y China. Nature Reviews Neuroscience, la revista con mayor factor de impacto en Neurociencia, ha publicado los resultados en su número de marzo. 
Las neuronas, señala la nota de prensa de la UPM, de la que se hace eco la Conferencia de Directores y Decanos de Ingeniería Informática, se dividen en diversos tipos y subtipos que varían dependiendo del criterio utilizado (morfológico, molecular y funcional). Como ocurre en otros ámbitos de la ciencia donde son necesarias las clasificaciones taxonómicas, existen distintos niveles de clasificación. La clasificación científica es un tema difícil y en constante revisión. Ello se debe a que existe una gran diversidad de neuronas desde cualquiera de los ángulos de análisis y, en muchos casos, se tiene solamente una información parcial sobre las características de las neuronas que constituyen una región determinada del sistema nervioso. 
Tampoco hay, salvo algunas excepciones, un consenso general sobre cuáles son las características esenciales de una neurona para que sea clasificada en un tipo u otro, ya que individualmente las neuronas, a menudo, no encajan exactamente con los criterios morfológicos, moleculares o fisiológicos aplicados. Es decir, ¿cuáles son las características morfológicas, moleculares o fisiológicas que nos permiten distinguir entre diferentes tipos de neuronas? 
Además, el trabajo colectivo de los numerosos laboratorios que trabajan sobre este tema genera continuamente una enorme cantidad de información. Así las cosas, resulta necesario organizar el conocimiento e identificar las características esenciales que permitan realizar la clasificación.
Test 
Por todos estos motivos, uno de los objetivos del trabajo ha consistido en estudiar el grado de acuerdo entre los neurocientíficos que han participado en el estudio respecto de la nomenclatura actualmente utilizada para distinguir entre los distintos tipos de neuronas según su morfología: arcade, Cajal-Retzius, chandelier, commom basket, commom type, horse-tail, large basket, Martinotti, neurogliaform… 
Para ello, 42 neurocientíficos repartidos entre los 37 centros de investigación participantes, cumplimentaron un test a través de una página web (véase la figura de abajo) que se creó con tal objetivo. A partir de las imágenes 3D de 320 interneuronas, cada uno de los expertos categorizó la neurona teniendo en cuenta la nomenclatura anterior, así como una nueva y original forma de categorización diseñada por el equipo del profesor De Felipe. Esta se basa en la disposición geométrica del árbol axonal y su posición relativa al soma y al árbol dendrítico. 
Como conclusión del trabajo se constató un bajo acuerdo entre los expertos en relación con la nomenclatura actualmente en uso, si bien en clases como chandelier, Martinotti y horse-tail el acuerdo era bastante alto. Por el contrario, la nueva propuesta de nomenclatura resultó tener un mayor acuerdo. 
El trabajo, realizado en el marco del proyecto Cajal Blue Brain, llama la atención sobre la urgente necesidad de una nomenclatura clara y útil para la comunidad de neurocientíficos. Por esta razón, en la UPM se desarrollarán sistemas automáticos de clasificación basados en inteligencia artificial, con la idea de crear una máquina informática para su utilización por la comunidad neurocientífica y así conseguir una nomenclatura que se pueda utilizar a nivel mundial.

INSTITUTO DE REHABILITACIÓN DE CHICAGO DESARROLLA UNA PIERNA ROBÓTICA CONTROLADA MENTALMENTE





Las piernas prostésicas robóticas tienden a ser cada vez mas sencillas que los brazos artificiales puesto que requieren un menor rango de acción del movimiento. Como las piernas siguen un patrón repetitivo al caminar, las prótesis se han diseñado tradicionalmente para sensar el movimiento del usuario y reaccionar al mismo; no reaccionan verdaderamente a la intención del amputado. Ahora, investigarores del Instituto de Rehabilitación de Chicago nos informan a través del New England Journal of Medicine que han desarrollado una prótesis de pierna que sensa las señales electromiográficas (EMG) de los músculos del muslo que ya están innervated o que han sido reinnervated quirúrgicamente, para controlar su movimiento.









La pierna combina la información referente a su posición y movimiento, con con las señales EMG, para de allí deducir cómo la persona quiere mover la pierna. Esta nueva pierna se ajusta automáticamente a diferentes situaciones, ya sea subiendo escaleras, rampas o simplemente navegando una superficie plana.














TÉCNICA COMPARABLE A LA DE LOS MISILES GUIADOS, PARA DESTRUIR VIRUS DEL SIDA DENTRO DEL CUERPO





Unos científicos han creado una técnica, por ahora sólo en fase experimental, que permite matar células infectadas por el virus VIH, que están fuera del alcance de las terapias convencionales para combatir al virus.




Imagen: Varios virus VIH. 




Usando como modelo de estudio a ratones que tienen el sistema inmunitario compuesto por células humanas, el equipo de J. Víctor García, de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill, Estados Unidos, ha demostrado que un anticuerpo combinado con una toxina bacteriana puede penetrar en el interior de las células infectadas con el VIH y matarlas, aún cuando la terapia antirretroviral estándar no haya logrado tener efecto. El no poder matar a estas células persistentes infectadas con el virus del SIDA ha venido constituyendo un notable obstáculo para tratar con éxito a pacientes infectados con dicho virus.
Los resultados conseguidos por García y sus colaboradores demuestran una vía potencial para localizar en el cuerpo a estas células infectadas con el VIH y destruirlas.
Para la gente con SIDA, la terapia antirretroviral puede reducir la cantidad de virus en el cuerpo a niveles no detectables. Con estos tratamientos, el virus permanece "silenciado", o se reproduce a tasas muy bajas, pero el caso es que persiste, a pesar de las combinaciones de fármacos usadas contra él. Si el tratamiento es interrumpido, el virus comienza a replicarse de manera significativa nuevamente. Esto significa que las personas con VIH deben consumir medicación durante el resto de su vida. Para la mayoría de los pacientes, estas terapias no están exentas de efectos secundarios.
La nueva técnica funciona de un modo que recuerda a cómo un misil busca y persigue activamente su blanco aéreo, atraído, por ejemplo, por su calor. En este caso, el misil es un compuesto integrado por un anticuerpo llamado 3B3, combinado con una toxina bacteriana llamada PE38. El sistema de rastreo usado por el "misil" es el anticuerpo, que es capaz de reconocer células que estén expresando en su superficie una proteína viral específica, que delata la presencia del VIH. Cuando el misil se encuentra con una célula infectada por el virus del SIDA, el anticuerpo se enlaza a la citada proteína vírica y libera la toxina (la cabeza explosiva del misil) que entra en la célula infectada y la mata, en lo que se puede definir como un blanco de ataque alcanzado con precisión por el misil.
El equipo de García aplicó a células humanas en ratón, infectadas con VIH y tratadas con terapia antirretroviral estándar, el compuesto 3B3-PE38. Luego, los científicos rastrearon estas células en tejidos y encontraron que el misil molecular había matado a la mayoría de las células persistentes infectadas con VIH, que producían el virus activamente a pesar de haber sido sometidas anteriormente a la terapia tradicional. No había forma de matarlas con esa forma clásica de terapia, pero en cambio la nueva técnica las aniquiló con eficacia, rapidez y de manera selectiva.



DESARROLLAN UNA MANO BIÓNICA QUE PERMITE RECUPERAR EL SENTIDO DEL TACTO


Una investigación multidisciplinar ha logrado la primera mano biónica capaz de recuperar el sentido del tacto. Ha sido probada con éxito en un paciente danés que sufrió un accidente casero hace 16 años. ¿Cómo funciona esta increíble prótesis?





El desarrollo de prótesis permite el reemplazamiento o en algunos casos, la provisión de partes de nuestro cuerpo que hubieran sido afectadas por alguna enfermedad o accidente. Aunque aún no se han conseguido dispositivos que sean igual de eficaces que las extremidades naturales, lo cierto es que la ingeniería ha evolucionado mucho en los últimos años. Un último avance realizado por investigadores del EPFL Center for Neuroprosthetics ha logrado una mano biónica que permite recuperar el sentido del tacto.
Este increíble resultado ha sido publicado en la revista Science Translational Medicine. La mano biónica desarrollada por estos ingenieros permite "volver a sentir" objetos a los pacientes que la llevan, un avance importantísimo para la bioingeniería.
"La prótesis biónica prometía devolver el tacto a un paciente que perdió su mano hace 16 años"
El afortunado que ha probado esta increíble mano biónica se llama Dennis Aabo Sørensen. Cuando tenía veinte años, sufrió un grave accidente al manipular unos fuegos artificiales en una fiesta familiar. Como consecuencia, perdió su mano. Pero hace unos meses recibió una llamada.
Aquella conversación telefónica le cambiaría la vida. Unos investigadores suizos e italianos le proponían probar una pionera mano biónica. Con 36 años, Sørensen contaba con la primera oportunidad para probar una prótesis que le permitiera recuperar (al menos en parte) la sensación del tacto: poder volver a tocar objetos y notar su textura. Algo que puede resultar trivial para muchos en nuestra vida diaria, pero que no lo es en realidad.


El éxito de la mano biónica es fruto de una colaboración científica internacional y multidisciplina" 
La mano biónica ha sido mejorada a través de la implantación de unos sensores especializados, que son capaces de detectar información que recibimos normalmente a través del sentido del tacto. ¿Cómo conseguían esto? Midiendo la tensión que soportaban unos tendones artificiales insertados en esta mano biónica, eran capaces de detectar los datos sobre las distintas sensaciones.







Estos sensores también se encargaban de traducir esa información a señales eléctricas, que podían ser transmitidas posteriormente a nuestros nervios a través de unos electrodos introducidos mediante cirugía.


La conversión de los datos recibidos hasta conseguir actividad eléctrica era posible gracias al desarrollo y la implementación de unos algoritmos matemáticos. Como vemos, la unión entre computación, ingeniería y biología ha permitido un logro asombroso: Sørensen no solo podía coger objetos, sino que también "sentía" cómo eran.

Los resultados conseguidos por estos investigadores son una buena noticia para Sørensen, no cabe duda. Pero creo que de esta noticia debemos extraer otro punto positivo: la ciencia multidisplinar y aplicada es una posibilidad real, y si está enfocada a solucionar problemas real, puede ayudar muchísimo a mejorar la salud de las personas.

El ejemplo de la mano biónica es una buena muestra de cómo la investigación ha dejado de ser impulsada por grupos de manera individual. Cada vez es mayor el número de científicos que, en el ámbito de la biomedicina, colaboran para conseguir mejores resultados de manera más rápida.

"El éxito de la mano biónica es fruto de una colaboración científica internacional y multidisciplina"
La mano biónica fue desarrollada por investigadores del EPFL Center for Neuroprosthetics de Suiza, junto con la Scuola Superiore Sant'Anna de Pisa en Italia. Pero la investigación conjunta fue más allá: necesitaron del apoyo de médicos del Gemelli Hospital en Roma para realizar los primeros ensayos clínicos, donde Sørensen fue intervenido quirúrgicamente para que le implantaran unos electrodos.
A su vez, estos electrodos ultrafinos y precisos fueron construidos en un laboratorio alemán, supervisado por el grupo de Thomas Stieglitz en la Universidad de Freiburg. En otras palabras, el esfuerzo científico de tres países permitió que un paciente volviera a recuperar el sentido del tacto. En resumen, los problemas médicos de hoy en día pueden ser solventados si la ciencia avanza de manera conjunta e interdisciplinar, como ha sucedido en el caso de éxito de esta mano biónica.