RETINAS ARTIFICIALES

Se han completado las primeras intervenciones quirúrgicas bajo las que se han implantado retinas artificiales para ayudar a
pacientes con diversos grados de ceguera.

La restauración de la vista en muchas personas ciegas está cada vez más cerca
gracias a los pioneros trabajos de científicos como Alan Chow, Gholam Peyman y
José Pulido.

Chow y su hermano Vincent han inventado la llamada Retina Artificial de Silicio (ASRTM), un microchip que mide menos de una décima de pulgada y que es menos grueso que un cabello humano. El ASRTM contiene 3.500 células solares
microscópicas que convierten la luz en impulsos eléctricos. El propósito de este
chip es reemplazar las células sensibles a la luz, los fotorreceptores naturales, que se han dañado en muchas personas ciegas.

Este problema se produce en pacientes que han sufrido retinitis pigmentosa y otras enfermedades de la retina. Tres individuos afectados y que habían perdido casi totalmente la visión fueron intervenidos quirúrgicamente en el University of Illinois at Chicago Medical Center y en otro hospital a finales de junio, siéndoles implantadas retinas artificiales de forma experimental. Todos ellos fueron dados de alta al día siguiente de la intervención.

De momento, los especialistas están evaluando sólo la seguridad y efectividad
del chip, colocando una versión reducida de éste en un lateral de la retina. Las operaciones se realizaron con éxito y se espera que durante este mes los pacientes recuperen algo de visión en la zona afectada.

Las incisiones practicadas en la parte blanca del globo ocular no han sido mayores que el diámetro de una aguja. A través de ellas, los cirujanos introdujeron un dispositivo en miniatura que se encargó de extraer el gel que se encuentra en el medio del ojo, reemplazándolo con una solución salina. Otro dispositivo se empleó después para situar el implante tras la retina. En un par
de días, la burbuja de aire creada se había reabsorbido y los fluidos naturales habían regresado a su nivel anterior.

Si los implantes son tolerados por el ojo, se realizarán nuevas operaciones a mayor escala, lo cual devolverá la vista incluso a pacientes en las etapas finales de la retinitis pigmentosa.

Investigadores en la Universidad Purdue han creado los primeros biochips de proteínas, la unión de chips de computadoras de sílice con proteínas biológicas.

El coordinador de la investigación dijo que los chips que contienen miles de proteínas podrían ser organizados dentro de un artefacto de un tamaño cercano al de una computadora portátil que podría detectar microbios específicos, células enfermas o productos químicos peligrosos o terapéuticos en forma rápida y barata.

Michael Ladisch, profesor de Ingeniería Biológica y Agrícola y de Ingeniería Biomédica en Purdue, dijo que si la primera prueba en el "mundo real" de los biochips es exitosa, los chips de sílice incrustados con proteínas podrían aparecer en docenas de aplicaciones en unos pocos años. Los médicos podrían usar aparatos que contengan biochips para diagnosticar rápidamente enfermedades comunes o testear la eficacia de la quimioterapia. Los agricultores podrían ubicar sensores en sus campos para que los alerten de enfermedades en los cultivos. Los investigadores biomédicos podrían saber si ciertas plantas de uso popular contienen sustancias bioquímicas beneficiosas y podrían desarrollar nuevos productos farmacéuticos en base a ellos.

Aunque ya se usan biochips que contienen ADN para automatizar la secuenciación de genes muchos científicos están interesados en juntar proteínas con chips de computadoras porque las proteínas son muy específicas para interactuar con otras proteínas o sustancias bioquímicas.

Los científicos generalmente comparan la unión a las proteínas con el ajuste de una llava con su cerradura. Uniendo estas "llaves" biológicas a chips de computadoras los científicos creen que podrán detectar microbios, células enfermas y distintas sustancias químicas en forma rápida y barata.

Por ejemplo, una proteína se fija a la pared de una bacteria en particular. Esa proteína pudría ser agregada a un biochip. Si la bacteria estuviera presente en una muestra que se pone en contacto con el chip se uniría a la proteína provocando un cambio detectable en la señal eléctrica que pasa a través del chip. Este cambio en la señal eléctrica podría ser registrada por el dispositivo confirmando la presencia de la bacteria en la muestra. Otras bacterias o moléculas en la muestra no se unirían al chip.

Los científicos involucrados en el proyecto de la Universidad de Purdue agregaron en forma exitosa una proteína llamada Avidina a un chip. La Avidina se une a una vitamina llamada Biotina y esta Biotina marcada con colorantes fluorescentes se unió a la Avidina pegada en el biochip.

Un elemento clave de esta investigación fue verificar que las proteínas estaban efectivamente unidas al chip. Esto fue hecho utilizando técnicas avanzadas de microscopía.

La microelectrónica y la biología históricamente han sido areas separadas de investigación, pero aplicando tecnologías de micro o nanoelectrónica y dispositivos, como estos biochips, a los problemas biológicos, resultarán en soluciones de bajo costo comparadas con los métodos actuales y reducirán significativamente el tiempo necesario para la detección de organismos y materiales biológicos específicos.

Se están desarrollando ya microrrobots que podrán manipular células individuales para efectuar reparaciones y curar pacientes
afectados por determinadas enfermedades.

El futuro de las intervenciones médicas en el cuerpo humano nos reserva grandes sorpresas. Entre ellas, destacan ejércitos de microrrobots que podrán ser introducidos en el interior de nuestro cuerpo para actuar directamente sobre los puntos afectados por una enfermedad concreta.

Serán robots sumergibles y extremadamente pequeños, pero aún capaces de manipular células individuales, actuar como fábricas biológicas o actuar como herramientas quirúrgicas mínimamente invasivas.

Tienen sólo 670 micrómetros de alto y de 170 a 240 micrómetros de ancho: por
tanto, más cortos que este guión (-) y no más anchos que este punto (.). Han sido diseñados por científicos suecos. Pueden trabajar en ambientes salinos, en sangre, orina, en un medio de cultivo celular o en otros líquidos.

Poder trabajar en genómica o investigación metabólica con células individuales es muy importante. En el futuro, serán capaces de capturar una simple bacteria y transferirla a una estación de análisis. Equipados con un área multisensorial, los microrrobots podrán ser programados para construir microestructuras o trabajar de cirujanos en el extremo de un catéter.

Los microrrobots son muy sencillos. Están basados en un polímero que se estrecha y ensancha a voluntad, siendo sus contracciones controladas mediante la
aplicación de electricidad.

Lo más interesante de ellos es que, a diferencia de otros que les precedieron,
sí son operativos en agua y otros líquidos, lo que les proporciona un enorme potencial en el campo de la biotecnología.

MADISON - Los científicos han sacado la computación de ADN desde el mundo de flotación libre del tubo de ensayo y lo anclaron seguramente a una superficie de vidrio y oro. Con esto dieron un paso pequeño pero importante en la búsqueda de dominar el vasto potencial del ADN para hacer las mismas tareas que ahora requieren sílice y circuitos electrónicos en miniatura.

El logro, anunciado el 13 de enero del 2000 en la revista Nature por un grupo de científicos de la Universidad de Wisconsin-Madison es una demostración importante que muestra la computación de ADN puede ser simplificada para atacar problemas complejos, dijo Lloyd Smith, profesor de química de la Universidad de Wisconsin y coautor del artículo de Nature.

La computación de ADN es una tecnología naciente que busca capitalizar la enorme capacidad informacional del ADN, molécula que es capaz de realizar operaciones similares a las de las computadoras utilizando enzimas, catalizadores biológicos que actúan como software para ejecutar operaciones deseadas.

El articulo de Nature describe el desarrollo de una superficie química novedosa que simplifica enormemente los pasos complejos y repetitivos usados en las computadores de ADN rudimentarias. Lo importante es que ésta técnica deja de lado los tubos de ensayo y las pone en una superficie sólida haciendo la tecnología más simple, más accesible y más dócil para el desarrollo de computadoras de ADN capaces de enfrentar el tipo de problemas complejos que las computadoras convencionales manejan ahora rutinariamente.

El uso de computadoras de ADN se apoya en el hecho de que las moléculas de ADN pueden almacenar más información que cualquier chip de computadora convencional. Se ha estimado que un gramo de ADN secado puede contener tanta información como un billón de CDs. Más aún, en una reacción bioquímica que tenga lugar en una superficie diminuta varios trillones de moléculas de ADN pueden operar en concierto creando un sistema de procesamiento en paralelo que imita la capacidad de las más poderosas supercomputadoras.

Pero la tecnología de computadoras de ADN actual -enfatizó Smith- está todavía muy lejos de sobrepasar al chip de sílice. El nuevo método reportado por los científicos de Wisconsin, dijo, es simplemente un lecho de prueba para seguir trabajando en un mejoramiento y una simplificación de la química para las computadoras de ADN. A pesar de esto Smith dice que la nueva superficie química proveé una oportunidad de domar al ADN para transformarlo en la computadora no convencional jamás hecha.