En su trabajo, publicado en la revista Nature Materials, los científicos han inyectado el chip en el interior de un óvulo de ratón junto con un espermatozoide para estudiar las etapas iniciales de la fertilización. El dispositivo, que funciona como sensor mecánico, mide apenas 22 por 10,5 micrómetros, tiene un grosor de 25 nanómetros y una longitud 3 veces más pequeña que el diámetro de un cabello humano.

Con el chip dentro, los científicos han podido medir las fuerzas que reorganizan el interior del óvulo, es decir, su citoplasma, desde que se introduce el espermatozoide hasta que se divide en dos células. Haciendo un símil con el baile, el embrión realiza una coreografía de movimientos durante su desarrollo y hemos visto que no solo el movimiento es importante sino también la intensidad del mismo, comenta el líder del trabajo.

José Antonio Plaza, que dirige el Grupo de Micro y Nanoherramientas en el IMB-CNM-CSIC, explica. Nosotros vemos a través de microscopia óptica cómo el chip se dobla en el interior de la célula. Dado que conocemos perfectamente qué fuerza hay que aplicar para que se doble el dispositivo de una determinada manera, y lo hemos modelizado, visualizar la curvatura nos permite inferir qué fuerzas mecánicas se están dando en el interior de la célula, añade Plaza.

La investigación es novedosa porque la detección de estas fuerzas se ha realizado de manera directa, esto es, desde el interior del embrión y a lo largo de todo el proceso inicial de fertilización. Casi todos los trabajos realizados hasta la fecha usan herramientas externas, obteniendo una medida indirecta y si lo hacen desde el interior es de una forma muy local y no describen la reorganización del citoplasma, apuntan los autores.

Así, los científicos han hecho una medida preliminar de las fuerzas que se obtienen en la reprogramación del ADN del espermatozoide, algo que sucede justo tras la inyección del espermatozoide. Aunque es muy difícil de comparar, hemos visto que estas fuerzas son mayores que las que otros grupos han medido en células musculares, señala el investigador del CSIC.

También se ha observado que el efecto de la membrana del embrión, que es más rígida que su interior, es la responsable de que los pronúcleos (núcleos que transportan el material genético de la hembra y del macho) converjan en el centro del embrión para fusionarse. Durante la fusión, no se han detectado fuerzas. Esto podría ser así, dicen los científicos, porque de esa forma se facilita la reorganización de los cromosomas.

La siguiente etapa es la división de la primera célula en dos. Aquí, los científicos han visto cambios en la rigidez del citoplasma. En este momento, nuestros chips revelan que el citoplasma se hace más rígido, hecho que facilitaría la transmisión de las fuerzas dentro del embrión para conseguir elongarse, afirma Plaza. Esta elongación es necesaria para la posterior división en dos células. Después, en el momento en que la célula se divide en dos, el citoplasma es menos rígido, posiblemente para facilitar la división.

mayo 27/2020 (Europa Press) – Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

“Dentro de poco, los medicamentos que tomemos llevarán nuestra firma y podrán reconocer nuestras propias enfermedades”, aseguró durante la conferencia Contribución de la nanociencia a las nuevas terapias y diagnóstico médico.

El ponente explicó por qué la nanotecnología puede ser importante para la medicina, gracias a una serie de aplicaciones en las que se viene trabajando desde que se empezó a investigar en materiales y biomateriales. Destacó que el principal logro de la nanotecnología es que puede colocar estructuras como anticuerpos sobre nanopartículas, unidades inertes y biológicas que podemos introducir en el mundo de la biomedicina.

Estas nanopartículas “funcionalizadas” ofrecen numerosas aplicaciones para la mejora del diagnóstico y tratamiento médico, reduciendo tiempos, personalizando fármacos y tratamientos más efectivos y menos agresivos.

Dentro de las investigaciones que se realizan en el ámbito diagnóstico, el ponente destacó el diseño de nuevos biosensores que permiten determinados antígenos y marcadores que pueden llevar a una detección precoz de algunos tipos de cáncer y otras patologías. Otro aspecto del diagnóstico sobre el que se trabaja son las nanopartículas magnéticas que se utilizan en el campo de la tomografía por resonancia como agente de contraste.

La resonancia magnética, la técnica más potente de diagnóstico, puede mejorar gracias a estas nanopartículas capaces de detectar tumores pequeños e incipientes que pasan desapercibidos en las actuales pruebas de imagen.

Terapias y fármacos más personalizados

En cuanto a las técnicas terapéuticas, los principales esfuerzos de la nanociencia se centran en tratar de elaborar fármacos inteligentes que sean capaces de dirigirse a una determinada diana. El ponente detalló que “si se necesita un tratamiento antiinflamatorio en una determinada región del cuerpo, la idea es llevar el antiinflamatorio solo a la región donde está la inflamación en lugar de a todo el cuerpo, como ocurre ahora”.

Estos fármacos inteligentes tienen un suministro localizado, lo que disminuye los efectos adversos y lesiones que ocurren con frecuencia en tratamientos agresivos como la quimioterapia. “Con un suministro localizado en la región del tumor, el tratamiento va a ser más efectivo, porque también se van a poder administrar más dosis e ir directamente a la zona afectada”, afirmó el especialista.

Aragón, referente en nanomedicina

Tal y como destacó el catedrático, todos estos avances que se están produciendo en los laboratorios llegarán en un futuro no muy lejano a los hospitales y centros de salud, donde la nanociencia será un pilar fundamental de la práctica médica habitual. Aragón es una comunidad referente de los estudios en nanociencia y nanomedicina.

El instituto que dirige Ricardo Ibarra, creado en el 2005, es una infraestructura pionera en este campo de estudio con equipamientos punteros, como es el microscopio Titan, el más avanzado que existe.

marzo 06/2020 (Redacción Médica)

Si se aíslan algunas células y se las expone a medicamentos candidatos, se puede predecir la respuesta del paciente con antelación –explica Iliescu, investigador del Instituto Nacional de Investigación y Desarrollo en Microtecnologías (IMT), en Bucarest, Rumania–. Luego puede hacer un seguimiento de cómo está evolucionando el tumor en respuesta al tratamiento.

Los dispositivos analizan la sangre, la saliva o la orina en busca de ciertas células, proteínas o tejidos producidos por tumores que luego se diseminan por todo el cuerpo.

El uso de fluidos como una biopsia líquida, en lugar de una biopsia sólida convencional de un tumor, tiene muchas ventajas. Es menos invasivo, reduce la incomodidad del paciente y también proporciona información sobre tumores de difícil acceso, como en niños aún no nacidos.

Debido a que las pistas biológicas, o biomarcadores, de cáncer terminan en el torrente sanguíneo, una biopsia líquida puede dar una idea del estado genómico de todo cáncer en el cuerpo, incluso en su sitio primario y si se ha diseminado. Los autores llaman a estas ideas comprender el estado molecular global del paciente.

El mayor desafío es la diversidad del cáncer. Cada uno de los más de 100 cánceres conocidos tiene sus propios biomarcadores, que los autores clasifican en cuatro categorías: agregados celulares (microembolia de tumor circulante); células libres (células tumorales circulantes, células progenitoras endoteliales circulantes y células madre del cáncer); plaquetas y vesículas celulares (exosomas) y macro y nanomoléculas (ácidos nucleicos y proteínas).

Se está diseñando una amplia gama de dispositivos microfluídicos para aislar estos biomarcadores, aprovechando el auge de la nanofabricación en las últimas décadas. Las estructuras complejas, como canales de flujo bifurcados, pilares, espirales y piscinas, filtran con precisión y controlan los caudales, mientras que las superficies están recubiertas con moléculas que atraen especies específicas. Algunos dispositivos también usan campos eléctricos, magnéticos o acústicos para ayudar a seleccionar el objetivo del biomarcador e incluso tienen circuitos electrónicos inteligentes integrados para el procesamiento de datos.

Ya existen dispositivos en el mercado, como CellSearch, que aíslan las células tumorales circulantes. Sin embargo, se están desarrollando sistemas más sensibles y rápidos para muchos biomarcadores de cáncer diferentes.

Combinar más de un método puede ayudar con precisión, aunque a un costo de velocidad. La sensibilidad también se puede mejorar cultivando los biomarcadores para aumentar su concentración. Iliescu explica que esta área de estudio tiene potencial, pero aún está por desarrollar. Necesitamos más pruebas clínicas para llevar esta tecnología a su madurez, dice.

agosto 06/ 2019 (Europa Press) – Tomado del Boletín temático en Medicina. Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

El chip informático, denominado TrueNorth, funciona como el hemisferio derecho del cerebro humano, donde se procesa la información percibida por los sentidos. Los inventores aseguran que puede razonar, aprender y recordar.

IBM señala que se trata del primer procesador neurosináptico, pues puede adaptarse a cambios, comprender cómo es el entorno que le rodea, analizar situaciones y tomar decisiones.

El invento tiene cinco mil 400 millones de transistores conectados con una extensa red de unidades de procesamiento a través de 256 millones de sinapsis programables.

Entre sus posibles usos está que podría ayudar a invidentes a desplazarse, en operaciones de rescate o en vehículos autónomos, aunque los expertos afirman que pasará mucho tiempo antes de que esté disponible para uso comercial.
agosto 9/2014 (PL)

Tomado del boletín de selección temática de Prensa Latina: Copyright 2013 “Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.”

Paul A. Merolla,John V. Arthur,Rodrigo Alvarez-Icaza,Andrew S. Cassidy,Jun Sawada,Filipp Akopyan.A million spiking-neuron integrated circuit with a scalable communication network and interface.Science 8 Ago 2014: 668-673.

Mediante este sensor, provisto de un chip, los usuarios podrán conocer al instante la presencia de virus relacionados con la enfermedad de la gripe con tan solo colocar en el aparato una muestra de mucosa, según informó el diario económico Nikkei.

Con esta tecnología, que modifica su voltaje al entrar en contacto con los virus, se requieren tan solo 10 minutos para detectar la enfermedad, al ser capaz de individualizar hasta 15 cepas diferentes de la gripe con una muestra de 0,025 mililitros de líquido nasal (aproximadamente la cantidad de una gota).

El equipo de científicos, liderado por el profesor Tetsuya Osaka de la universidad tokiota, considera que esta tecnología ayudará a reducir sensiblemente el tiempo que se tarda en diagnosticar la enfermedad y por lo tanto a mitigar la posibilidad de propagación.

Los investigadores esperan poder comercializar estos sensores tanto para centros médicos como para particulares en un periodo aproximado de entre tres y cinco años, al tiempo que calculan que su precio podría rondar los 50 yenes (apenas 40 céntimos de euro).

Para ello, confían en poder fabricarlo en masa gracias a la colaboración de fabricantes de equipamiento sanitario y expertos médicos, añadió Nikkei.

Tradicionalmente los doctores diagnostican la gripe a sus pacientes a través de una consulta en la que valoran la presencia de fiebre alta, congestión nasal, dolores de cabeza o cansancio físico.

Además, en algunos casos concretos, también se realizan pruebas clínicas en las que se llevan a cabo análisis de sangre o cultivos de muestra faríngea para confirmar el diagnóstico.
junio 20/2013 (EFE).-

Tomado del boletín de selección temática de Prensa Latina: Copyright 2013 «Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.»

Hideshima S, Hinou H, Ebihara D, Sato R, Kuroiwa S, Nakanishi T, Nishimura S, Osaka T. Attomolar detection of influenza a virus hemagglutinin human h1 and avian h5 using glycan-blotted field effect transistor biosensor. Anal Chem. 2013 Jun 18;85(12):5641-4. doi: 10.1021/ac401085c

Un dispositivo de un pulmón en un chip que imita las funciones de pulmones sanos puede ser utilizado para probar fármacos que tratan la condición. Dongeun Huh y colegas desarrollaron el chip de silicón pequeño y flexible hace unos cuantos años usando técnicas de fabricación tomadas prestadas de la industria de cómputo del microchip.

Ahora, ellos han creado un pulmón en un chip que imita los síntomas del edema pulmonar, y tratado la condición con un fármaco de molécula pequeña llamado GSK2193874. El fármaco evitó fuga de vaso sanguíneo simulada en el dispositivo.

En un estudio por separado, Kevin Thorneloe y colegas mostraron que GSK2193874 opera al bloquear la actividad de un canal iónico clave en los pulmones.

El equipo de investigación probó el fármaco en los pulmones de roedores y perros al comienzo del edema, desencadenado por falla cardiaca.

El tratamiento mejoró la función pulmonar y redujo la fuga, sugiriendo que el fármaco podría beneficiar a pacientes con edema pulmonar.
noviembre 7/2012 (EurekAlert)

Nota: Los lectores del dominio *sld.cu acceden al texto completo a través de Hinari.

Dongeun Huh, Daniel C. Leslie, Benjamin D. Matthews, Jacob P. Fraser, Samuel Jurek, Geraldine A. Hamilton.»A Human Disease Model of Drug Toxicity–Induced Pulmonary Edema in a Lung-on-a-Chip Microdevice.»  Sci. Transl. Med. DOI: 10.1126/scitranslmed.3004249 . 7 Nov 2012:Vol. 4, Issue 159, p. 159ra147

Kevin S. Thorneloe, Mui Cheung, Weike Bao, Hasan Alsaid, Stephen Lenhard, Ming-Yuan Jian.An Orally Active TRPV4 Channel Blocker Prevents and Resolves Pulmonary Edema Induced by Heart Failure.Sci. Transl. Med.4:159ra148 DOI: 10.1126/scitranslmed.3004276  7 November 2012

Expertos de la Universidad de Tecnología de Munich, colocaron el chip cerca del tejido tumoral con el fin de medir la saturación de oxígeno en el tejido vecino y seguir el desarrollo del cáncer.

Los expertos sopesan también la posibilidad de colocar en el dispositivo una bomba de medicamentos para tratar la neoplasia.

«En la quimioterapia tradicional uno suministra drogas a todo el cuerpo, algo que puede tener fuertes efectos secundarios. Queremos poner una bomba en nuestro chip, así si el sensor detecta crecimiento, se pueden aplicar cantidades microscópicas directamente sobre el tumor», señaló el autor del estudio, Sven Becker.

Existen tumores que son difíciles de retirar como los que se encuentran cerca de la columna vertebral, por lo que en esos casos es mejor vigilarlos y solo tratarlo si el crecimiento es muy pronunciado, agregó.

Los científicos explicaron que la información es transmitida a un aparato parecido a una caja pequeña que cabe en un bolsillo, de ahí pasa a la computadora del oncólogo que analiza la información y determina si la situación está empeorando.
Agosto 31/2011Londres, (PL)

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