El futuro en biotecnología y medicina
30/06/08 14:10 Filed in: Novedades
Los investigadores están derrumbando la pared entre las ciencias de la vida y la información tecnológica. Los biólogos y los físicos son notorios ciberfóbicos, pero la biotecnología y la medicina están borrando el estereotipo y las fronteras entre las ciencias de la vida y la información tecnológica.
Muchos están siendo pioneros en campos íntimamente ligados con o influenciados por la computación, áreas tan diversas como bioinformática e interfaces de computación cerebral. Algunos de los avances más emocionantes están sucediendo en salud electrónica, biología sintética y diagnósticos ultra-sensibles.
Con la
incorporación de las computadoras, ”veo todo el proceso médico como
algo muy diferente, mucho menos complicado, y mucho más racional”,
dice el fundador de Gene Network Sciences, que usa modelos de
células en computadoras para predecir cuán bien funcionarán drogas
potenciales. “En última instancia, veo el futuro de la medicina
mundial con los doctores midiendo la actividad molecular en el
cuerpo, alimentándosela a un modelo de computadora, y determinando
el tratamiento correcto para una persona”.
Aún antes de que llegue ese día, la computación móvil cambiará la naturaleza de la práctica médica. Simples y portátiles programas de computadora pueden alentar a la gente para adherirse a los regímenes de tratamiento, uno de los retos más grandes en la medicina actual. Vikran Kumar, del Brigham and Women’s Hopital de Boston, ha desarrollado tales herramientas; un ejemplo es un juego basado en PDA que ayuda a los niños diabéticos a comprender cómo los efectos de su comportamiento afectan los niveles de glucosa sanguínea. Kumar espera que un día sus sistemas de administración, combinados con pruebas de diagnósticos económicos y caseros, le darán a los pacientes data al día de sus condiciones físicas, y alejarán del hospital a la gente con males crónicos. Su más grande sueño es cerrar algún día todos los hospitales.
Lauren Meyers puede –antes- ayudar a vaciarlos. Modelando cómo la gente interactúa en colegios, hospitales y otros lugares, los matemáticos de la Universidad de Texas en Austin pueden hacer predicciones detalladas sobre cómo se diseminará una enfermedad. También pueden usar esos modelos para determinar qué intervenciones –vacunando a los trabajadores de la salud o cerrando escuelas, por ejemplo- serían más efectivas para detener un brote. La British Columbia Center for Disease Control ha incorporado su ayuda para crear estrategias sobre futuros brotes de SARS: sus modelos han demostrado que usar máscaras en hospitales, por ejemplo, debería ser tan efectivo como las drásticas medidas de cerrar escuelas.
Mientras investigadores como Meyers y Kumar están usando computadoras en el sentido literal, otros están utilizando ideas prestadas de la computación para entender y hasta “programar” células vivientes. En este nuevo campo de biología sintética, “estamos utilizando genes existentes y bien caracterizados y colocándolos juntos en nuevas combinaciones para poder obtener nuevos comportamientos”, dice un biofísico de Caltech. Los biólogos sintéticos llaman a estas nuevas combinaciones de genes “circuitos genéticos”, porque proporcionan medios de re-cablear, o programar, el comportamiento de una célula. Estos investigadores esperan programar células para ejecutar tareas cruciales. Se quiere programar bacterias para desarrollar nuevos antibióticos, limpiar el ambiente o generar electricidad. En cada caso, se hacen mapas de los caminos genéticos que controlan el metabolismo bacterial y entonces tratar de manipularlos para, digamos, transformar a las toxinas en compuestos no dañinos.
Hasta en los nuevos diagnósticos médicos, hay paralelos con la computación. Los ingenieros eléctricos han encontrado que la luz es el casi perfecto medio para transferir data rápida y, precisa y similarmente, los ingenieros biomédicos están utilizando luz para obtener información sobre el cuerpo a escala más fina de lo que jamás fue posible, para detectar enfermedades tempranamente y con mayor sensibilidad.
“Cuanto antes se detecte, mejor”, dice Vadim Backman, bioingeniero de la Northwestern University. Muchos cánceres son curables si los doctores lo detectan con suficiente antelación. El doctor coloca luz sobre un tejido biológico, y al coleccionar y analizar data sobre el largo alcance de la luz, su dirección y polarización, a medida que rebota en diferentes tejidos, Backman ha logrado “huellas digitales” de los cambios estructurales al minuto en células cancerosas. Esta sensibilidad ha permitido detectar cánceres del colon en ratas de forma más temprana que con cualquier otro método; las pruebas humanas ya han comenzado. Insertando una sonda de sólo 1.5 milímetros de ancho en el recto de un paciente, el doctor podría predecir si el paciente tiene pre-cáncer en cualquier parte del colon.
Vasilis Ntziachristos, de la Harvard Medical School, tiene metas similares. Ha desarrollado el hardware y el software necesarios para producir imágenes en 3-D que revelan la ubicación de moléculas delatadoras, y proteínas relacionadas con el cáncer, muy dentro del cuerpo. Monitorear tales moléculas permitiría a los físicos hacer tempranos y más precisos diagnósticos de lo que pueden hacer al examinar las características anatómicas detectadas por técnicas de imagen tipo escaneos CT y MRI. Hoy, la tecnología, que es similar a un escaneo CT pero que usa etiquetas fluorescentes y visibles rayos infrarrojos de luz en vez de tintes o rayos X, es utilizada para observar a las moléculas trabajando en animales vivos, ayudando a los investigadores a descifrar cómo funcionan las células normalmente y lo que sale mal en la enfermedad. Dentro de unos años, los doctores podrán usar tales herramientas de imagen molecular para detectar tumores más pequeños que un milímetro de tamaño.
Estos investigadores no piensan en pequeño, y algunas de sus metas pueden demorarse años para alcanzarlas. Pero dentro de nuestras vidas, dice Kumar, el cuidado electrónico de la salud, la biología sintética, los diagnósticos ultra-sensibles, y otras tecnologías, se combinarán para crear toda una nueva manera de practicar la medicina, permitiéndole a los doctores personalizar los tratamientos y hasta prevenir enfermedades antes de que se hagan presentes. La cosa va a ser profunda, mucho más que los descubrimientos que han ocurrido en las ciencias físicas y en las ciencias de computación. Ahora la ciencia es finalmente sobre la vida, es finalmente sobre nosotros…
Aún antes de que llegue ese día, la computación móvil cambiará la naturaleza de la práctica médica. Simples y portátiles programas de computadora pueden alentar a la gente para adherirse a los regímenes de tratamiento, uno de los retos más grandes en la medicina actual. Vikran Kumar, del Brigham and Women’s Hopital de Boston, ha desarrollado tales herramientas; un ejemplo es un juego basado en PDA que ayuda a los niños diabéticos a comprender cómo los efectos de su comportamiento afectan los niveles de glucosa sanguínea. Kumar espera que un día sus sistemas de administración, combinados con pruebas de diagnósticos económicos y caseros, le darán a los pacientes data al día de sus condiciones físicas, y alejarán del hospital a la gente con males crónicos. Su más grande sueño es cerrar algún día todos los hospitales.
Lauren Meyers puede –antes- ayudar a vaciarlos. Modelando cómo la gente interactúa en colegios, hospitales y otros lugares, los matemáticos de la Universidad de Texas en Austin pueden hacer predicciones detalladas sobre cómo se diseminará una enfermedad. También pueden usar esos modelos para determinar qué intervenciones –vacunando a los trabajadores de la salud o cerrando escuelas, por ejemplo- serían más efectivas para detener un brote. La British Columbia Center for Disease Control ha incorporado su ayuda para crear estrategias sobre futuros brotes de SARS: sus modelos han demostrado que usar máscaras en hospitales, por ejemplo, debería ser tan efectivo como las drásticas medidas de cerrar escuelas.
Mientras investigadores como Meyers y Kumar están usando computadoras en el sentido literal, otros están utilizando ideas prestadas de la computación para entender y hasta “programar” células vivientes. En este nuevo campo de biología sintética, “estamos utilizando genes existentes y bien caracterizados y colocándolos juntos en nuevas combinaciones para poder obtener nuevos comportamientos”, dice un biofísico de Caltech. Los biólogos sintéticos llaman a estas nuevas combinaciones de genes “circuitos genéticos”, porque proporcionan medios de re-cablear, o programar, el comportamiento de una célula. Estos investigadores esperan programar células para ejecutar tareas cruciales. Se quiere programar bacterias para desarrollar nuevos antibióticos, limpiar el ambiente o generar electricidad. En cada caso, se hacen mapas de los caminos genéticos que controlan el metabolismo bacterial y entonces tratar de manipularlos para, digamos, transformar a las toxinas en compuestos no dañinos.
Hasta en los nuevos diagnósticos médicos, hay paralelos con la computación. Los ingenieros eléctricos han encontrado que la luz es el casi perfecto medio para transferir data rápida y, precisa y similarmente, los ingenieros biomédicos están utilizando luz para obtener información sobre el cuerpo a escala más fina de lo que jamás fue posible, para detectar enfermedades tempranamente y con mayor sensibilidad.
“Cuanto antes se detecte, mejor”, dice Vadim Backman, bioingeniero de la Northwestern University. Muchos cánceres son curables si los doctores lo detectan con suficiente antelación. El doctor coloca luz sobre un tejido biológico, y al coleccionar y analizar data sobre el largo alcance de la luz, su dirección y polarización, a medida que rebota en diferentes tejidos, Backman ha logrado “huellas digitales” de los cambios estructurales al minuto en células cancerosas. Esta sensibilidad ha permitido detectar cánceres del colon en ratas de forma más temprana que con cualquier otro método; las pruebas humanas ya han comenzado. Insertando una sonda de sólo 1.5 milímetros de ancho en el recto de un paciente, el doctor podría predecir si el paciente tiene pre-cáncer en cualquier parte del colon.
Vasilis Ntziachristos, de la Harvard Medical School, tiene metas similares. Ha desarrollado el hardware y el software necesarios para producir imágenes en 3-D que revelan la ubicación de moléculas delatadoras, y proteínas relacionadas con el cáncer, muy dentro del cuerpo. Monitorear tales moléculas permitiría a los físicos hacer tempranos y más precisos diagnósticos de lo que pueden hacer al examinar las características anatómicas detectadas por técnicas de imagen tipo escaneos CT y MRI. Hoy, la tecnología, que es similar a un escaneo CT pero que usa etiquetas fluorescentes y visibles rayos infrarrojos de luz en vez de tintes o rayos X, es utilizada para observar a las moléculas trabajando en animales vivos, ayudando a los investigadores a descifrar cómo funcionan las células normalmente y lo que sale mal en la enfermedad. Dentro de unos años, los doctores podrán usar tales herramientas de imagen molecular para detectar tumores más pequeños que un milímetro de tamaño.
Estos investigadores no piensan en pequeño, y algunas de sus metas pueden demorarse años para alcanzarlas. Pero dentro de nuestras vidas, dice Kumar, el cuidado electrónico de la salud, la biología sintética, los diagnósticos ultra-sensibles, y otras tecnologías, se combinarán para crear toda una nueva manera de practicar la medicina, permitiéndole a los doctores personalizar los tratamientos y hasta prevenir enfermedades antes de que se hagan presentes. La cosa va a ser profunda, mucho más que los descubrimientos que han ocurrido en las ciencias físicas y en las ciencias de computación. Ahora la ciencia es finalmente sobre la vida, es finalmente sobre nosotros…