Biophysics

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Biophysics

MEMBRANA ELECTRÓNICA HACE LATIR CORAZÓN

NEURONAS ARTIFICIALES PRIMEROS PASOS PARA LA CÉLULA ARTIFICIAL PIE PROSTÉTICO ECHELON

ESPERANZADOR: POSIBLE TRATAMIENTO PARA EL ALZHEIMER

CORAZÓN DE TEJIDO BIOLÓGICO

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El carmen ave. 6c norte al lado de Scubapanama TEL.: 396-5522 / 396-3773 E-mail: info@pprintstore.com

Jefe de Redacción: HAROLD A. BRAVO T. Asesora de Imagen e Imprenta: CLARA I. RUBIO Diseño Gráfico: MAIA CANTILO Editores: DAVID ARROCHA KATHERINE BROOKS VIANNETTE HERRERA LIDIA HJARTAKER HECTOR MELENDEZ FRANK RODRÍGUEZ GUADALUPE SATURNO HECTOR VILLARREAL

Colaboran en este volumen YOELIS ANTIOCO, ANA BARBA, EMAR BARRAZA, MARIA BARRIOS, RICARDO DÁVILA, MIRIAM DOMÍNGUEZ, JOSÉ GÓMEZ, HISSAR LASSO, WILSON LIU, INGRID MEDINA, JORGE MEDRANO, NICHOLE MUÑOZ, SARA RODRÍGUEZ, LOREANA RUZZI, MIRIAM SALINAS, DANIELLA VÁZQUEZ, LIZ VERGARA, LINDA VILLARREAL, ALEXANDER XIAN, LUIS ZHONG.

Universidad de Panamá Facultad de Medicina Escuela de Medicina II Semestre 2014 MED-7: Grupo 2.1

PROFESORA Y ASESORA: DRA. CHRIST-BELLE RIVERA

Secciones y Artículos i.

Editorial

ii.

Membrana Celular  

Envelope for an Artificial Cell Test sanguíneo detecta el Alzheimer con tres años de antelación

iii. Equilibrio Iónico y Biopotenciales  

Sistema inalámbrico para la adquisición de señales Biopotenciales Neuronas Artificiales

iv. Sinapsis   

v.

“Nitromemantine”: esperanzador fármaco logra frenar Alzheimer en ratones Mejorar la capacidad de memoria del cerebro ¿Cómo el sueño mejora la memoria?

Biofísica del músculo   

Exoesqueletos Membrana electrónica que mantiene al corazón latiendo Estimulación de la contracción muscular con proteínas fotosensibles

vi. Biomecánica   

Herramientas de rehabilitación y desarrollo de diagnostico de trastorno músculo El pie prostético Echelon Primer corazón artificial elaborado con tejidos biológicos

vii. Biofísica de la Respiración   

Incretinas para el tratamiento de patologías pulmonares Pulmones humanos creados en laboratorio Vacunas hechas de nano partículas para el tratamiento de enfermedades respiratorias

Secciones y Artículos viii. Hidrostática Básica y aplicada al Ser Humano   

Balón de Bakri en Hemorragia postparto en Medellín Hidrocortisona para el tratamiento de hipotensión refractaria Olmesartan para la prevención y el retraso de la microalbuminuria en la diabetes tipo 2

ix. Principios de Óptica aplicada al Ser Humano   

x.

Lentes para daltónicos Implantes de Córneas Biosintéticas pueden regenerar el tejido Argus II para el tratamiento de la Retinitis Pigmentosa

Termometría. Principios de termodinámica   

Wristify Camara Termográfica Testo 890 Nano termómetro para vigilar las células cancerígenas

xi. Biofísica de la Audición  

Implante coclear sin Hardware Externo Células madre en el tratamiento de la sordera

xi. Biofísica de las Radiaciones   

Tratamiento con protones facilita manejo seguro para linfoma de Hogkin Cloruro de Radio-223 en pacientes con cáncer de próstata resistente a la castración con metástasis Nano partículas de oro para destruir tumores cerebrales

E d i t o r i a l Por: Harold A. Bravo T. Jefe de Redacción

La biología estudia la vida en su gran diversidad y complejidad. Describe como los organismos se alimentan, reciben estímulos del ambiente y los transmiten y como se reproducen. Por otro lado, la física busca leyes matemáticas en la naturaleza y hace predicciones detalladas acerca de las fuerzas que dirigen los sistemas físicos. El acortar la distancia entre la complejidad de la vida y la simplicidad de las leyes físicas es el reto de los biofísicos. La búsqueda de patrones en la vida y su análisis con matemáticas y física es una poderosa manera para conocer las bases de nuestra propia existencia. La biofísica busca principios que describan patrones. Si estos principios son poderosos, podrían generar predicciones detalladas y precisas que podrían probarse en los sistemas biológicos.

Al igual que todas las ciencias naturales, la biofísica cada día da saltos con descubrimientos y estudios que acercan al ser humano a una mejor calidad de vida y permiten tratar de curar o retrasar los síntomas de diversas enfermedades antes consideradas imposibles de resolver o como sentencias de muerte.

Es por ello que ante el vertiginoso avance de la biofísica, siendo esta una ciencia interdisciplinaria, junto con la ingeniería y la medicina; emprendemos este proyecto de presentar un volumen de una revista donde se reúnan parte de los descubrimientos y avances importantes en las distintas áreas de estudio de la biofísica durante los últimos cinco años Esperamos que el lector pueda disfrutar de esta pequeña muestra de los grandes avances en biofísica aplicada a la medicina que ocurren casi a diario.

Grupo 2.1

Envelope for an Artificial Cell Por: Katherine Brooks

Científicos de la Universidad de San Diego y la Universidad de Harvard han dado un paso más hacia el camino de la creación, desarrollando la primera membrana celular utilizando una reacción química jamás antes vista.Las células son parte fundamental de todo proceso natural. El ser humano está compuesto por cientos de billones de estas, de este modo, se podría decir que estos microscópicos organismos son la esencia de la vida.Con la fabricación de la primera membrana celular auto-ensamblada, los científicos se han acercado más a la posibilidad de crear vida de forma artificial, demostrando también, algunas teorías sobre el verdadero origen de la vida.Neal Devaraj, profesor adjunto de química en la Universidad de California, San Diego y Itay Budin, un estudiante graduado en la Universidad de Harvard, informe su éxito en el Journal of the American Chemical Society.."

Neal Devaraj observa como estudiante de pregrado Weilong Li trabaja en un siguiente paso en su objetivo de crear una célula totalmente artificial.

"Uno de los nuestro a largo plazo, objetivos muy ambiciosos es intentar hacer una célula artificial, una unidad de vida sintética de abajo hacia arriba – para hacer un organismo vivo de moléculas no vivos que nunca han sido a través de o tocado un organismo vivo," dijo Devaraj. "Probablemente esto ocurrió en algún momento en el pasado. De lo contrario la vida no existiría." ¿Cómo funciona?

Devaraj y Budin crearon moléculas similares con una nueva reacción que une dos cadenas de lípidos. La naturaleza utiliza las enzimas complejas que ellos mismos están incrustados en las membranas de lograr esto, por lo que es difícil entender cómo las primeras membranas llegaron a ser. "En nuestro sistema, se utiliza un tipo de catalizador primitivo, un ion metálico muy simple", dijo Devaraj. "La reacción en sí es completamente artificial. No hay equivalente biológico de esta reacción química.

Se crearon las membranas sintéticas partir de una emulsión acuosa de un aceite y un detergente. Solo es estable. Añadir los iones de cobre y vesículas robustos y túbulos comienza a brotar de las gotitas de aceite. Después de 24 horas, las gotas de aceite se han ido, "consumido" por las membranas de auto-ensamblaje.

Aplicaciones El auténtico valor de este descubrimiento reside en su simplicidad. Partiendo de unos precursores disponibles comercialmente, los científicos sólo necesitaron un paso preparatorio para crear la cadena de lípidos de partida.

"Es trivial y se puede hacer en un día", señaló Devaraj. "Se unieron nuevas personas en el laboratorio para crear membranas de un día. "Con el ensamblaje de un componente esencial de vida terrestre con precursores no biológicos, esperan iluminar los orígenes de la vida.

Referencias bibliográficas  Kurzweilai.net, 26 de enero 2012 Fuente.: Itay Budin and Neal K. Devaraj, Membrane Assembly Driven by a Biomimetic Coupling Reaction, Journal of the American Chemical Society, 2012; [DOI: 10.1021/ja2076873]  Imagen no.2:Auto-ensamblaje de una membrana de fosfolípidos sintéticos, mediante la adición de iones de cobre, a una emulsión de aceite y detergente, para formar vesículas y túbulos, crédito: Itay Budin yNeal K. Devaraj/ACS. Para más información:http://bitnavegante.blogspot.com/2012/01/quimicos-crean-unamembrana-celular.html#sthash.GJxX2feQ.dpuf

Test Sanguíneo Detecta el Alzhéimer con tres Años de Antelación Por: Yoelis Antioco Un grupo de expertos del Centro Médico de la Universidad de Georgetown, descubrieron que ciertos cambios detectados en la sangre podrían implicar que el paciente sufre de Alzheimer en su estadio más temprano, por lo que idearon un test sanguíneo basado en diez biomarcadores que detecta con más de un 90 por ciento de precisión si una persona sana desarrollará o no deterioro cognitivo ligero o alzhéimer en los próximos dos o tres años. El artículo se publicó la revista Nature Medicinel el 3/10/14 Howard Federoff : Uno de los autores del proyecto "El test Sanguíneo ofrecen el potencial de identificar a las personas que corren el riesgo de padecer un declive cognitivo progresivo y puede cambiar la manera en que los pacientes, sus familiares y los médicos gestionan la enfermedad".

Base Teórica Las predicciones del test se basan en diez fosfolípidos. Se sabe que los fosfolípidos son moléculas grasas constituyentes fundamentales de las membranas celulares y de la vaina de mielina, que recubre los nervios y facilita la transmisión de los impulsos nerviosos.

Los fosfolípidos habían sido propuestos como blanco de la proteína amiloide, característica de la enfermedad de Alzheimer, para provocar el deterioro de la membrana celular. Investigadores de la Universidad de Stanford (EE.UU) han descubierto que la proteína beta-amiloide comienza destruyendo la sinapsis -conexiones neuronales- antes de que se formen las placas de proteínas que terminan por destruir y matar las neuronas.

¿Cómo funciona?

Las variaciones en el conjunto de los 10 fosfolípidos incluidos en este test sanguíneo pueden delatar el inicio de la degeneración de las células nerviosas, que tiene lugar en las etapas preclínicas de la enfermedad, cuando aún no hay síntomas visibles, según los autores y estarían reflejando la ruptura de las membranas celulares de las neuronas en los participantes que desarrollarán síntomas de deterioro cognitivo o enfermedad de Alzheimer.

Beneficio Este nuevo test sanguíneo tiene el potencial de identificar a las personas en riesgo de sufrir un deterioro cognitivo progresivo y puede cambiar la forma en que se maneja y trata en la actualidad esta patología neurodegenerativa permitiendo la creación de nuevos fármacos, tomando como referencia la etapa pre-clínica de la enfermedad.

Implicaciones terapéuticas Algunos científicos señalan que el fracaso en el desarrollo de fármacos para frenar la progresión de la enfermedad de Alzheimer se atribuye, en parte, a que se han probado con personas en fase muy avanzada. Y cuando los síntomas afloran, señalan los expertos, el daño producido en el cerebro es muy difícil de revertir, ya que hay una importante pérdida de memoria y daño funcional instaurado. El estado preclínico de la enfermedad ofrece una ventana de intervención que podría modificar el curso de la enfermedad.

Biomarcadores como los utilizados en este test sanguíneo definen ese periodo asintomático y son críticos para el desarrollo, verificación y aplicación de nuevas terapias El Estudio El estudio que ha permitido detectar estas diez moléculas incluyó a 525 participantes sanos de 70 años o más a los que se le tomaron muestras de sangre al inscribirse y en otros momentos durante la investigación. En los cinco años que ha durado el estudio, 74 participantes cumplieron los criterios de enfermedad de Alzheimer leve (EA) o bien de deterioro cognitivo leve amnésico(DCLa), en el que la pérdida de memoria es importante.

Referencia Bibliográfica  Federoff, H. (2014). Un test sanguíneo predice el riesgo de alzheimer con tres años de antelación. Nature Medicine.

S

istema Inalámbrico para la adquisición de Señales Biopotenciales

David Arrocha

El equipo de ingenieros de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de la República-Uruguay desarrollaron un sistema inalámbrico de adquisición de señales biopotenciales llamado NeSiA (Neural Signal Acquisition) en el año 2013. Dicho sistema consta de 2 módulos de bajo consumo, basados en un SoC (System on Chip) de la familia MSP430 de Texas Instruments. Un módulo remoto que incluye un amplificador de señales biológicas, y otro módulo, que implementa una interfaz USB con el PC.

¿Qué es un biopotencial?

Grupo de Ingenieros responsables de ésta innovación; de izquierda a derecha(Andrés Nacelle, Esteban Cilleruelo, Gerardo Robert)

Un biopotencial lo genera la diferencia de potencial (voltaje) medida entre el interior y exterior de la célula (a través de la membrana celular).En la naturaleza existe muchos tipos de biopotenciales, estos dependen de las células que los genera y en qué organismo se encuentre; en el cuerpo humano se presentan gran variedad de biopotenciales.

Biopotencial cardiaco y sus cinco fases: despolarización, repolarización, meseta, aumento de la velocidad de repolarización e intervalo isoeléctrico.

También se muestran los intercambios iónicos realizados.

Sistema Inalámbrico para la adquisición de Señales Biopotenciales ¿En qué consiste esta innovación ?

Módulo de interfaz USB con el PC y se utiliza una moneda para realizar una comparación de su tamaño.

Se desarrolló el firmware que controla el módulo amplificador de señales biológicas, y otro módulo, que implementa una interfaz USB con el PC; se programó una interfaz que gestiona la configuración del sistema de adquisición desde el PC. Se fabricó un prototipo modular del sistema con tecnología SMD, que permite testear las distintas configuraciones en el módulo de adquisición. En base de este prototipo se efectuaron pruebas de laboratorio con señales artificiales.

¿Cuales son sus beneficios ?

Gracias a este nuevo invento se pueden realizar mediciones de biopotenciales con voltajes que varían desde 10µV hasta 1mV y de frecuencias que varían desde 1Hz a 8kHz. Este nuevo módulo es de bajo consumo, ya que tiene más de 10 horas de autonomía y funciona con tres baterías triple A convencionales. Funciona a una velocidad de 358 kbps y posee una baja tasa de perdida sin retrasmisiones.

El interfaz de usuario utilizado en el PC se llama MATLAB. Este programa configura fácilmente el sistema.

El tratamiento de datos es muy sencillo y almacena convenientemente los datos adquiridos. Este dispositivo todavía es un prototipo y además no se ha puesto en uso en seres humanos. Esta innovación es un gran avance para la medición de biopotenciales ya que se pueden obtener datos aún más precisos, a un bajo costo, y sin la necesidad de utilizar mucha energía.

Obtención de biopotenciales de una manera sencilla y a un bajo costo

Referencias bibliográficas •

Nacelle, A. (8 de agosto de 2013). Presentación NeSia . Obtenido de Prezi: http:// prezi.com/rqwg4nbwpnjq/presentacion-nesia/

•

comunicación, Á. d. (23 de octubre de 2013). Proyectos Premiados 2013 .

Obtenido de Facultad de Ingeniería Universidad de la República-Uruguay: http:// www.fing.edu.uy/node/9577

N

euronas Artificiales

Wilson Liu

Científicos suecos del Instituto Karolinska crean una célula cerebral artificial que en su opinión, podría un día usarse para tratar las devastadoras enfermedades neurológicas.

El equipo ha logrado enviar mensajes por el interior de la mente de un animal de laboratorio, de un modo similar al de las neuronas, empleando una diminuta pieza de plástico que puede transmitir electricidad. A estas piezas las denominaron “electrodos de entrega” pues actúan y trabajan igual que una neurona.

Agneta Richter-Dahlfors. Autora principal del descubrimiento

Terapias particulares implican detección eléctrica y la estimulación de la actividad neuronal, y por lo tanto importante esfuerzo se ha dedicado al refinamiento de electrodos neurales. Sin embargo, la interconexión eléctrica directa sufre de algunos problemas inherentes, tales como la incapacidad para discriminar entre los tipos de células. Por lo tanto, hay una necesidad de nuevos dispositivos para interactuar específicamente a las células nerviosas. Aquí, demostramos un dispositivo electrónico orgánico capaz de entregar precisamente neurotransmisores in vitro e in vivo. Estos Neurotransmisores estan hecho de un polimero especial que permite solo la activacion de neurotransmisores por lo tanto es un dispositivo selectivo. Fue publicado en 2009.

Modelo artístico de la colocación de las neuronas artificiales junto con las neuronas normales para formar una red intercomunicada

Neuronas Artificiales ¿Cómo lo hicieron ?

En la conversión de abordar electrónicos en la entrega de los neurotransmisores, las imita dispositivo la sinapsis nerviosa. Usando el sistema auditivo periférico, se muestra que, de una población diversa de células, el dispositivo puede estimular selectivamente células nerviosas que responden a un neurotransmisor específico. Esto se consigue mediante un control preciso de electrónica de migración electroforética a través de una película de polímero. Este mecanismo proporciona varias características codiciados para la regulación de la señalización celular: determinación de dosis exacta a través de relaciones electroquímicas, mínimamente entrega perjudicial debido a la falta de flujo de fluidos, y encendido y apagado de conmutación. Esta tecnología tiene un gran potencial como una plataforma terapéutica y podría ayudar a acelerar el desarrollo de estrategias terapéuticas para los trastornos del sistema nervioso.

¿Qué aplicaciones presenta este posible tratamiento ?

Este nuevo invento podría ayudar al uso de tecnología para el tratamiento potencial de enfermedades tales como: •

El Parkinson

•

La epilepsia

•

La pérdida de la audición

Dispositivos capaces de estimular eléctricamente a una neurona, es decir, ¡una neurona artificial!

Referencias bibliográficas •

Center, S. M. (marzo de 2011). Organic bioelectronics in nanomedicine.

Obtenido de PubMed: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20933573

•

Maikelnai. (9 de julio de 2009). Cientificos crean nueronas artificiales . Obtenido de ElComercio: http://maikelnai.elcomercio.es/2009/07/09/cientificos-creanneuronas-artificiales/

•

Simon, D. (5 de julio de 2009). Organic electronics for precise delivery of neurotransmitters to modulate mammalian sensory function. Obtenido de Nature Materials: http://www.nature.com/nmat/journal/v8/n9/abs/nmat2494.html#abs

“Nitromemantine”: esperanzador fármaco logra frena Alzheimer enratones Por: Maia Cantilo

La mayoría de los tratamientos actuales para la enfermedad de Alzhéimer no han logrado detener la progresión de la enfermedad ni revertir sus consecuencias. Por eso, los resultados que ha logrado un equipo del Instituto de Investigación Médica StanfordBurnham, (EE.UU.) con un fármaco dirigido a una nueva diana para la enfermedad suponen un motivo de esperanza para el tratamiento de esta enfermedad. El primer fármaco, aunque todavía en fase experimental, ha demostrado ser capaz de impulsar las conexiones neuronales, que han desaparecido como consecuencia de la enfermedad de Alzhéimer. El fármaco, llamado 'NitroMemantine', combina dos medicamentos aprobados por la agencia norteamericana del medicamento (FDA), para detener la cascada destructiva de los cambios en el cerebro que termina con las conexiones entre las neuronas, lo que lleva a la pérdida de memoria y el deterioro cognitivo.

El equipo de Stuart A. Lipton ha demostrado que 'NitroMemantine' puede restaurar la sinapsis.

Imagen de neuronas en el proceso de sinapsis

¿Cómo funciona?

La investigación, aunque realizada en animales, supone una nueva alternativa para el diseño de nuevos medicamentos. Los científicos encontraron que los péptidos betaamiloides, que antes se consideraban que perjudican la sinapsis directamente, en realidad inducen la liberación de cantidades excesivas del neurotransmisor glutamato de las células del cerebro, llamadas astrocitos, que se encuentran adyacentes a las células nerviosas. La memantina, un medicamento habitual frente al alzhéimer, unida a la nitroglicerina, usada para combatir patologías cardiacas, forma una combinación denominada «nitromemantina» que detiene el avance de la enfermedad en ratones al

evitar e incluso revertir la pérdida de conexiones entre las neuronas (sinapsis) que conduce al deterioro cognitivo y de la memoria.

Ni la memantina ni esta nueva versión mejorada, la nitromemantina, actúan sobre las placas de proteína beta amiloide o los ovillos neurofibrilares, caracerísticos de la enfermedad de Alzhéimer, enfoques que han demostrado tener poco éxito hasta la fecha.

Se centran en el efecto tóxico para el cerebro del exceso de glutamato, que en condiciones normales es fundamental en la formación de la memoria, y en los receptores a los que se une en las células nerviosas.

Futuro del medicamento «Es muy interesante porque todo el mundo está buscando un tratamiento temprano de la enfermedad», señala Lipton: «Nuestros resultados apuntan a que la nitromemantina podría ser capaz de actuar no sólo en etapas tempranas de la enfermedad, sino también en fases más avanzadas». Y es que según los estudios llevados a cabo en su laboratorio, la nueva versión del fármaco podría restaurar el funcionamiento de las células nerviosas incluso con presencia de placas y ovillos neurofibrilares. Al parecer, la nitromemantina aumenta el número de sinapsis y consigue una vuelta a la normalidad al cabo de unos meses de tratamiento en modelos de ratón de la enfermedad de Alzheimer, asegura Lipton. De hecho, insiste, el nuevo fármaco comienza a funcionar en cuestión de horas en los roedores.

Referencias bibliográficas  2013, ABCNews: http://www.abc.es/salud/noticias/20130618/abci-esperanzadorfarmaco-logra-frenar-201311291213.html

Mejorar la capacidad de memoria del cerebro.

Por: Linda Villarreal La conexión de dos neuronas al comunicarse con gran intensidad genera una potencialidad a largo plazo (LTP), mientras que estímulos de baja frecuencia producen una sinapsis débil (LTD).

El refuerzo y la debilitación de las conexiones sinápticas a través de estos ciclos de LTP y LTD, se muestran como los candidatos líderes para la explicación de los mecanismos de almacenamiento y pérdida de memoria, respectivamente.

Los cambios sinápticos fundamentan la memoria debido a que requieren: Apertura de los canales de calcio.

Unión de un neurotransmisor denominado glutamato.

“Despolarización de la membrana” de la neurona post -sináptica .

Estos son los "interruptores moleculares" ideales para actuar como "detectores de coincidencia" que ayudan al cerebro a asociar los eventos. ¿Cómo llegaron a estas conclusiones?

Según el Profesor Morgan Sheng, quién trabaja en el Picower Center del MIT (Massachusetts Institute of Techonology), la subunidad receptora de glutamatos en el (GluR2) dirige los receptores post-sinápticos glutamatos (AMPA) de la superficie al interior de la célula.

El glutamato actúa como mensajero trasmitiendo la información de una célula a la otra. Los receptores AMPA son los más rápidos del cerebro y dan fuerza a la sinapsis.

Profesor Morgan Sheng, del MIT.

¿Qué aplicaciones presenta este estudio?

Los GluR2 controlan el reciclaje y la eliminación de los receptores AMPA al ser repartidos en la célula. Por lo tanto, esta investigación y avance tecnológico propone que la GluR2 podría ser capaz de alterar el equilibrio y lograr que más receptores lleguen a la superficie de la sinapsis. Podría además evitar la eliminación de los receptores existentes lo que daría una sinapsis más fuerte, frecuente y rápida. El resultado final de este estudio sería un aumento en la capacidad de almacenamiento de datos y conocimientos del cerebro.

Referencias bibliográficas  Euroresidentes. 2004. “Mejorar la capacidad de memoria del cerebro”. http://www.euroresidentes.com/Blogs/avances_tecnologicos/2004/07/mejorar-lacapacidad-de-memoria-del.htm  Anónimo. “Fundamentos bioquímicos de la memoria”. [artículo de pdf]. http://www.mental-gym.com/Docs/ARTICULO_19.pdf  José León-Carrión. “Neuropsicología de la memoria: Manual de neuropsicología humana”. pp. 333–335. Consultado el 1 de abril de 2011.

¿Cómo el sueño mejora la memoria?

Por: Alexander Xian

Durante décadas, los científicos han planteado la hipótesis de que el sueño fortalece conexiones neuronales de nuestro cerebro, sino una evidencia directa de esto ha sido insuficiente. En NYU , Gan y sus colegas entrenaron un total de quince ratones para el estudio de cómo el sueño mejora la memoria y su relación con las plasticidad cerebral.

El equipo científico protagonista del descubrimiento: Guang Yang , Cora Sau Wan Lai, Joseph Cichon, Lei Ma , Wei Li y Wen-Biao Gan

El progreso se basa en el estudio de como funciona el cerebro y cómo se da la sinapsis durante el sueño de ondas lentas (No MOR o REM). Además, percibir cómo las diferentes conexiones que se crean entre las diversas neuronas mejoran los movimientos o conocimientos aprendidos. Por lo tanto, entender los efectos que se producen al poder dormir bien o no. ¿Cómo lo hicieron?

Wen-Biao Gan y sus colegas entrenaron un total de quince ratones para equilibrar lo alto de una varilla giratoria. Los ratones modificados genéticamente expresan una proteína que emite fluorescencia de color amarillo. Una pequeña ventana fue tallada en el cráneo de cada ratón lo que permitió la monitoria de la actividad cerebral de los ratones mediante el uso del microscopio de 2 fotones. Ciertos ratones permanecieron despiertos y otros pudieron dormir por unas 7 horas. De modo que, se monitorio las 24 horas para saber lo que sucedía en el cerebro.

Proceso en roedores

Gan y sus colegas encontraron que en los ratones privados de sueño brotaron significativamente menos espinas dendríticas que aquellos que fueron autorizados a descansar. El crecimiento ha demostrado ser más dramático durante el de onda lenta, fase no REM del sueño.

Los ratones que dormían eran también más propensos a retener las espinas dendríticas.

Una nueva tarea motora causó que las espinas dendríticas brotaran en una nueva rama dendrítica - es decir, una rama distinta de la que salió disparada espinas en reacción a aprender a mantener el equilibrio sobre una barra giratoria. Estas nuevas ramas son específicas al momento de unirse a otra neurona según el tipo de movimiento o conocimiento aprendido. ¿Qué aplicaciones presenta?

El descubrimiento es sumamente relevante para el entender mejor cómo funciona el cerebro humano. Además, es la primera prueba directa de que dormir bien afecta de manera positiva para aprender o memorizar las cosas.

Referencias bibliográficas  Guang Y., Cora S.W.L., Joseph C., L. M. , Wei L. y Gan W.B. (2014) Sleep promotes branch-specific formation of dendritic spines after learning From Science 6 June 2014: Vol. 344.

Exoesqueletos Por: Clara Isabella Rubio L. De manera opuesta al esqueleto humano normal, el cual sostiene el cuerpo desde adentro, un exoesqueleto sostiene al cuerpo desde afuera, son diseñados para permitir caminar o aumentar la fuerza y resistencia a las personas con desordenes de movilidad. Ellos responden a las órdenes del cerebro a través de electrodos que transmiten los comandos del usuario.

Estructura: Marco: Usualmente hecho de materiales ligeros, el marco debe ser lo suficientemente fuerte para sostener el peso del cuerpo así como el peso del exoesqueleto y sus componentes. Usualmente tiene una serie de uniones las cuales coinciden con las uniones del cuerpo, en la cadera, la rodilla y tobillo.

Baterías: Deben poder hacer funcionar el exoesqueleto la mayor parte del día o ser fáciles de reemplazar.

Sensores: Estos capturan la información sobre como el usuario desea moverse. Los sensores pueden ser manuales, como una palanca, o pueden ser eléctricos y detectar los impulsos fisiológicos generados por el cuerpo Controlador: Actúa como el cerebro del dispositivo, el controlador es una computadora a bordo la cual toma la información capturada por los sensores y controla a los actuadores.

Actuadores: Los actuadores son usualmente motores eléctricos o hidráulicos. Usando la energía de las baterías y la información enviada por la computadora, los actuadores mueven el exoesqueleto y la persona que lo usa.

Control de Balance y Paso: La mayoría de los exoesqueletos actuales no ofrecen control de balance o paso actualmente, siendo la mayor dificultad para los desarrolladores.

Imagen: Prototipo de exoesqueleto con sensores ubicados directamente en el cerebro los cuales manda señales al controlador, que a su vez hace mover los actuadores. A su vez observamos el marco (blanco) y la batería en la parte posterior de la persona.

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Proyectos de la actualidad Proyecto Walk Again El traje robótico funciona con hidráulica y una batería en la mochila permite un uso de aproximadamente dos horas. “La idea básica es que grabamos señales del cerebro y esas señales son traducidas a comandos para que robot se mueva”- Dr. Gordon Cheng, de la Universidad Técnica de Múnich, quien ha venido trabajando con el Dr. Miguel Nicolelis, doctor brasileño, profesor en la universidad estadounidense de Duke, en Carolina del Norte. No solo pacientes parapléjicos, sino también pacientes tetrapléjicos.

Titan Arm Se trata de un exoesqueleto liviano, diseñado para las extremidades superiores por un equipo de estudiantes de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Pennsylvania. Se adosa al brazo, concordando con articulaciones, y se lo promociona como una ayuda para la rehabilitación para todos aquellos que, por distintas causas, han perdido la movilidad o la fuerza. Al incrementa la resistencia, también se lo puede utilizar para tareas que requieran mayor fuerza de parte de la persona Ekso Complementado por bastones para lograr mantener el equilibrio, y con sensores, este complejo aparato actúa mecánicamente, el propio peso que el usuario deposita sobre el marco hace que los sensores disparen el movimiento que activa la marcha, ello por medio de motores energizados por una batería.

Referencias bibliográficas  

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Dr. Gene EmmerExoesqueletos.

Información Básica. http://www.exoesqueleto.com.es/iquestcoacutemo-funciona-un-exoesqueleto.html Innovación.cl (11/06/2014) Exoesqueleto, La Revolución del Mundial Brasil 2014.

Diario Digital Innovación. http://www.innovacion.gob.cl/reportaje/exoesqueleto-larevolucion-cientifica-del-mundial-brasil-2014/ Pellegrini, R (2014) Exoesqueleto: el futuro más cerca. Diario El Cisne- Digital. http://www.elcisne.org/noticia/exoesqueleto-futuro-mas-cerca/3323.html

Membrana electrónica que mantiene al corazón latiendo.

Por: Hissar Lasso Killingbeck Científicos de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign y de la Universidad de Washington en St. Louis, han desarrollado una membrana electrónica capaz de mantener el corazón latiendo a un ritmo constante. Un dispositivo que podría algún día ayudar a prevenir los ataques al corazón.

Uno de los primeros modelos de un pericardio electrónica. El problema que surgió en este modelo fue la ruptura de los electrodos y la incapacidad de expansión. El nuevo modelo presenta una estructura más elástica y electrodos con uniones en forma curvas que facilita la expansión evitando la ruptura de estos.

A diferencia de los marcapasos y desfibriladores implantables existentes que son de una talla única para todos, el nuevo dispositivo es una membrana delgada y elástica, diseñada para estirarse sobre el corazón como un guante a medida y puede estar disponible para los seres humanos en tan sólo 10 años. ¿Cómo lo hicieron?

El prototipo fue hecho para adaptarse a la forma del corazón de un conejo que estuvo latiendo fuera de su cuerpo, una cualidad con la que esperan salvar una cantidad masiva de vidas humanas, al mantener el corazón latiendo a un ritmo constante para siempre.

Los científicos primero escanearon el corazón cuando el animal aún estaba vivo antes de crear un modelo usando una impresora 3D, posteriormente sacaron el corazón y aplicaron la membrana.

“Puede parecer que no es más que un marcapasos hecho a la medida, pero esto es más como una versión artificial del pericardio, la membrana natural que cubre el corazón,” dijo John Rogers, co- líder del equipo de la Universidad de Illinois.

Vista del avance del experimento desde el escaneo en 3D del corazón de conejo, la impresión 3D del mismo, la membrana el ectrónica y la integración al corazón.

El equipo de investigación también ha integrado componentes como detectores de oxigenación, medidores de deformación, electrodos, y termómetros hechos para envolver perfectamente el corazón. Para los pacientes, esto podría significar más a fondo, el seguimiento y un tratamiento mejor adaptado.

¿Qué aplicaciones presenta este posible tratamiento?

Receptores presentes en los electrodos de la membrana pericárdica.

“Este pericardio artificial, está equipado con dispositivos artificiales de alta calidad que pueden sentir e interactuar con el corazón en diferentes formas que son relevantes para la cardiología clínica,” agregó Rogers.

“El siguiente paso es un dispositivo con múltiples sensores, por ejemplo sensores que midan las condiciones ácidas, podrían ofrecer un signo temprano de una arteria coronaria bloqueada. Mientras tanto, los diodos emisores de luz y sensores de luz podrían proporcionar información sobre la salud de los tejidos del corazón mediante la identificación de áreas con sangre mal oxigenada, que es menos transparente a la luz, incluso podría ayudar a detectar un ataque al corazón, ya que la enzima NADH, que se acumula durante los ataques del corazón, es naturalmente fluorescente”, dijo Igor Efimov, fisiólogo cardíaco y bioingeniero de la Universidad de Washington enSt. Louis.

Hasta el momento, los investigadores han probado su tecnología en corazones de conejo latiendo fuera del cuerpo. Los próximos pasos son demostrar que estos dispositivos pueden funcionar en los animales vivos y en las personas.

Referencias bibliográficas  James Vincent. 2014. 3D-printed 'electronic glove' could help keep your heart beating for ever. Link: http://www.independent.co.uk/news/science/3dprinted-electronicglove-could-help-keep-your-heart-beating-for-ever-9166004.html  Ryan Gorman. 2014. Membrane that can keep your heart pumping forever and possib ly prevent heart attacks. Link: http://www.dailymail.co.uk/news/article-2571917/Me mbrane-heart-pumping-forever-possibly-prevent-heart-attacks.html

Estimulación de la contracción muscular con proteínas fotosensibles

Por: Daniella Vázquez

Investigadores de la Universidad de Stanford han logrado inducir contracción muscular utilizando luz. En el estudio se utilizaron ratones genéticamente modificados cuyas neuronas estaban cubiertas con proteínas fotosensibles.

Esto permite a los científicos reproducir con más precisión la orden de contracción muscular, lo que lo convierte en una valiosa herramienta de investigación. También se cree que ésta técnica podría algún día tener aplicaciones prácticas desde la recuperación de movimiento en miembros por daño espinal o cerebral, hasta combatir la espasticidad de una parálisis cerebral.

¿Cómo lo hicieron?

El procedimiento se basa en insertar un gen de algas (Chlamydomonas reinhardtii y Volvox carteri) en el genoma de los animales del laboratorio. Éste gen codifica para una proteína que es fotosensible y se sitúa en la superficie de la membrana de las neuronas; así al iluminarlas con una determinada longitud de onda, se excitan y provocan la contracción de los músculos inervados.

Se formó un cinturón óptico de diodos que se colocan alrededor de los nervios ciáticos del raton que ya tenían expuestos en la membrana del nervio los fotorreceptores, los LED emitían breves impulsos asegurando que todas las fibras estaban siendo estimuladas.

Beneficios  Se comprueba que la estimulación óptica conserva un tercio de la fuerza inicial tras 20 minutos de estimulación a diferencia de la eléctrica que deja los músculos exhaustos a los 4 minutos.  Las fibras que inervan los músculos de precisión se estimulan más fácilmente con luz.  Las fibras de los nervios grandes tienen más respuesta que las pequeñas al estímulo eléctrico, así los músculos se contraen de forma incorrecta, primero los músculos potentes y luego los de precisión, por eso se produce tal fatiga después del movimiento

Objetivo  Inducir contracción muscular utilizando luz.  Introducir en humanos los genes para obtener membranas neuronales fotosensibles e implantar cinturones fotosensibles por microcirugía en los nervios dañados, de este modo permitir mediante impulsos de luz controlados, que los pacientes puedan recuperar la funcionalidad perdida. ¿Qué pasa en el músculo?  Las tentativas anteriores de restaurar la función motora perdida usando secuencias programadas de impulsos eléctricos que se introducen a través de un cinturón colocado alrededor de un nervio, han permitido a las personas que padecen parálisis, caminar algunos minutos.

Referencias bibliográficas  http://www.nature.com/nm/journal/v16/n10/pdf/nm.2228.pdf  http://bioengineering.stanford.edu  http://medmol.es/tecnicas/optogenetica/

Herramientas de rehabilitación y desarrollo de diagnóstico para trastorno músculo esquelético y neurológico Por: Héctor Villarreal Sánchez

Desde BIOMTEC ponen a disposición de los diferentes profesionales las últimas tecnologías, la asesoría y la formación, para facilitar la implementación de la biomecánica como una prueba complementaria más, con aportación de parámetros objetivos que ayuden en la toma de decisiones durante el proceso clínico. El conjunto de las soluciones aportadas por BIOMTEC impactan de forma muy positiva en el proceso asistencial de pacientes con trastornos músculo-esqueléticos y/o neurológicos, con el objetivo fundamental de preservar el bienestar, la movilidad y la función independiente. .

Bajo la orientación y dirección está encargado el Dr. José Luís Parreño Catalán que es el asesor científico EEB sport Training Barcelona y también director Científico de Biomecánica Clínica y Deportico Ofrece un sistema integral de análisis biomecánico que, a través del tratamiento de la información motriz a tiempo real, proporciona parámetros interactivos que permiten objetivar cualquier tipo de movimiento. Su aplicación incluye campos tan diversos como la biomecánica clínica, medicina física y rehabilitación, valoración del daño corporal, ergonomía laboral, medicina deportiva e investigación. ¿Cómo lo hicieron?

Para la implementación de este sistema complejo de análisis y diagnóstico para los pacientes y estudios de casos clínicos se pudieron dar producto de la creación de herramientas y aparato con fines específicos en un campo de estudio. Algunas de estas son: • Sistema de Análisis del Movimiento: La videofotogrametría se ha convertido en los últimos años en una técnica de medición precisa y fiable, una excelente opción en biomecánica, en particular para el análisis del movimiento humano en 3 dimensiones.

• Camaras Biomtec USB 2.0 o Ethernet (los laboratorios pueden llevar de 18 a 24 cámaras) • Video-fotogrametría: Es un sistema de análisis del movimiento en 3D basado en tecnología de vídeo.

• Una vez procesadas las imágenes capturadas, la aplicación proporciona información acerca del movimiento angular de las articulaciones del aparato locomotor, con determinación del ángulo, de la velocidad angular, de la aceleración angular, etc.

Plantilla Instrumentadas:  Ekscan F-Scan Wifi : Es una plantilla, flexible y que se ajuste al zapato, con sensores (resistivos, piezorresistivos, piezoeléctricos, etc.) que cambian su resistencia al ejercerse presión sobre ellos. Se utiliza para medir la presión plantar estática y dinámica dentro del calzado.

Permiten el registro de multitud de apoyos de cada pie, por lo que ofrecen un resultado más fiable desde un punto de vista clínico, que el análisis de una sola pisada. De esta forma se dispone de información cuantificable, objetiva y fiable mediante una exploración sencilla y rápida, que permite valorar las secuelas en relación con la estática y dinámica corporal.  Software de Diagnóstico y Rehabilitación: en complemento con las plantillas instrumentadas y un software informático instalado en una computadora, podemos realizar este análisis de forma estadística y probabilística a largo plazo o exponencial si este proceso de rehabilitación podría ser rentable y bueno para el paciente en estudio. */Antes y Después de perfiles de presión documentan una intervención úlcera diabética que aliviaba las altas presiones en el en el área de riesgo.

El software permite al usuario monitorizar el éxito del tratamiento y cuantificar los resultados.

¿Qué aplicaciones presenta este posible tratamiento?

La implementación de la biomecánica en el día a día de la rehabilitación de pacientes con trastornos músculo-esqueléticos ha permitido:  Disminuir las variables subjetivas (dolor, molestias).  Aportar información al paciente que es capaz de entender (biofeedback).  Ayudar en la toma de decisiones, para determinar cuándo redirigir, continuar o terminar un tratamiento.  Agilizar el expediente y reducir el gasto innecesario (ambulancias, taxis, RMN, etc.), y por tanto, optimizar los recursos y disminuir el coste económico.  Ayudar a la reinserción social y laboral, y garantizar una mejor calidad de vida.  Aconsejar en la reubicación del puesto de trabajo.

Referencias Bibliográficas http://www.biomtec.es/ (sitio oficial de investigación e información de la Universidad)

El Pie prostético Echelon

Por: Liz Victoria Vergara Herrera La compañía Blatchford, creadora de las primeras prótesis de fibra de carbono, presentó su nuevo pie con pistón hidráulico conocido como Echelon que brinda flexión plantar y dorsal conroladas, incrementando la estabilidad y seguridad al amputado en diferentes tipos de terreno. El pie prostético logra un cambio significativo en la biomecánica, como lo destaca el artículo de Alan De Asha, publicado en la edición de agosto de 2014 del journal Clinical Biomechanics.

Stephen Blatchford, CEO de la compañía Blatchford & Sons, diseñadores de la marca Endolite.

Su innovación está basada en modelar el funcionamiento en conjunto de la pierna, el tobillo y el pie para lograr disminuir las dificultades que tiene el paciente amputado como lo son la comodidad, el dolor de espalda baja, el temor a caerse y el cansancio resultante de un exceso de compensación continúa por el resto del cuerpo. ¿Cómo funciona?

Echelon consta de una unidad de amortiguación hidráulica dentro de una prótesis basada en resortes compuestas, y con los elementos de la pierna (rodilla, tobillo y pie), integradas y en sintonía con las necesidades de cada individuo. El grupo hidráulico es un pequeño cilindro de ingeniería de precisión unidireccional proporcionar alrededor de 2 mm de recorrido para la flexión plantar y sólo 1 mm de dorsiflexión.

La unidad de tobillo o con el cilindro hidráulico, proporciona hasta seis grados de flexión plantar y tres grados de flexión dorsal complementando más de 15y 25 grados, respectivamente, y uniendo elementos de resorte de fibra de carbono del talón y dedo del pie por separado para completar el pie, ampliando drásticamente la gama de actividades que el amputado puede lograr sin molestias.

La prótesis posee amortiguadores hidráulicos y resortes de fibra de carbono capaz de reutilizar energía mecánica con un 93% de eficiencia y se conectan por medio de pivotes para imitar la acción muscular.

Para ahorrar peso se utilizaron aleaciones de aluminio de tornillos aeroespaciales y titanio. La parte de la prótesis encaja dentro de una ‘media deslizante’ para reducir al mínimo la fricción exterior de poliuretano.

Modelo mecánico matemático de la locomoción humana durante la fase de contacto.

Estas prótesis tienen cargas de hasta 250Newton metros. Esto se hace a través de una cuidadosa selección de los sellos de larga duración y un estricto control de las tolerancias, alcanzados por el mecanizado de 5 ejes.

La selección del fluido viscoso dentro del cilindro hidráulico también fue crucial de trabajo a bajo volumen pero bajo alta presión y tener que evacuar todo el aire en el sistema. Tenía que soportar la amplia gama de temperatura de funcionamiento y era crítico en el cumplimiento de las necesidades de robustez y durabilidad del producto. ¿Qué ventajas presenta esta prótesis?

La unidad hidráulica con los elementos de resorte convierte la acción de caminar en una acción 'rolling', como la de una rueda. Esto es mucho más cómodo que una disposición de muelle simple, donde el caminar es una acción de pies planos "cuadrado", que es inherentemente menos eficiente.

La prótesis puede ahora manejar variaciones pequeñas y temporales, como las superficies irregulares, así como actividades ajenas prolongados - como estar parado en una pendiente - mejor que los dispositivos convencionales (sin la necesidad de compensar).

Referencias bibliográficas  http://www.bbc.co.uk/mundo/ciencia_tecnologia/2010/05/100510_protesis_premio_ men.shtml  http://www.ingenia.org.uk/ingenia/articles.aspx?Index=633  De Rasha, A., Munjal, R., Kulkarni, J., & Buckley, J. (2014). Impact on the biomechanics of overground gait of using an ‘Echelon’ hydraulic ankle-foot device in unilateral trans-tibial and trans-femoral amputees. Clinical Biomechanics, 728-734.

Primer Corazó n Artificial elaborado con tejidos biolo ́ gicos

Por : Loreana Ruzzi

La insuficiencia cardiaca terminal es un importante problema de salud pública que traspasa fronteras. Este corazón artificial es una verdadera innovación para la comunidad médica. Elaborado a partir de tejidos biológicos para reducir el riesgo de rechazo, el corazón fue desarrollado por la empresa Carmat para funcionar de forma autónoma, tras 15 años de investigación.

La prótesis está desarrollada a partir de los componentes, a menudo de origen animal, de las válvulas cardiacas concebidas por el profesor Alain Carpentier, cofundador de Carmat.

En la imagen se aprecia a uno de los autores principales, Alan Carpentier creador de las válvulas cardiacas.

La prótesis genera una circulación sanguínea a nivel fisiológico y estaba diseñada para imitar a la perfección el funcionamiento de un corazón humano, adaptando de forma autónoma su ritmo a la actividad del portador sin necesidad de un control externo.

Gracias a sus tejidos biológicos y a su concepción autónoma, el corazón pretende resolver, de acuerdo con sus creadores, los principales problemas a los que se enfrentan las prótesis cardiacas artificiales. Entre ellos, el rechazo que suelen generar estas prótesis fabricadas con materiales artificiales, que provocan coágulos sanguíneos, lo que multiplica los riesgos de accidentes cardiovasculares.

Una amenaza que se reduce gracias al uso de materiales biológicos en la fabricación de este corazón artificial.

Además, está dotado de sensores electrónicos y de un complejo sistema electromecánico que detecta si el paciente está de pie, sentado o tumbado, y su presión venosa y arterial ligada a su actividad, lo que le permite adaptar la frecuencia cardiaca y el fluido a las diferentes situaciones.

Viste de arriba del corazón artificial elaborado por Carmat

¿Cómo funciona?

La función de un corazón artificial es la misma que la de un corazón bilógico, posee las cavidades para bombear la sangre en sus mitades izquierda y derecha. La sangre que oxigena los pulmones fluye hacia la cavidad izquierda, de donde sale a recorrer todo el cuerpo; la sangre con una existencia de oxígeno agotado entra y sale por la cavidad derecha.

Entre estas cavidades existe un mecanismo herméticamente sellado que desempeña la función de las paredes cardíacas, que genera movimientos de bombeo de sangre, en su interior un motor eléctrico hace girar una bomba centrífuga entre 5000 y 9000 rotaciones por minuto, esta bomba expulsa un líquido viscoso hidráulico, un segundo motor gira la válvula de cierre o apertura. Cuando la sección izquierda se llena del fluido su membrana se empuja hacia afuera expulsando así la cavidad izquierda a la sangre, simultáneamente el líquido hidráulico sale de la sección derecha por lo cual su membrana se desinfla dejando libre esta cavidad para que la sangre entre.

Estas válvulas cardiacas están fabricadas de plástico, los conductores de entrada están conectados a las aurículas izquierda y derecha del corazón extirpado y los conductores de salida a las arterias de aorta y pulmonar. El corazón artificial pesa aproximadamente unos 900 g,

Referencias Bibliográficas

 http://en.wikipedia.org/wiki/Alain_Carpentier  http://www.prensalibre.com/salud/Francia-medicina-corazon_0_1206479449.html

I

ncretinas para el tratamiento de patologías pulmonares

Harold Bravo

El equipo científico del campo de “Endocrinología, metabolismo y nutrición” del proyecto BIOCAPS han descubierto una nueva forma de tratar las enfermedades pulmonares al explorar las acciones benéficas de las incretinas. A la fecha, estas moléculas han sido empleadas principalmente en terapias para la diabetes mellitus; sin embargo, el artículo publicado el 25 de enero de 2013 por el grupo en “The Journal of the American Endocrinology Society” describe la actividad regenerativa de estas moléculas en los pulmones.

Su progreso se basa en la identificación y el uso de la capacidad de este tipo de moléculas (incretinas) para promover la maduración pulmonar, junto con la producción de proteínas surfactantes. Estas proteínas surfactantes permiten a los alveolos mantenerse abiertos, lo cual es una condición esencial para el mantenimiento de la función pulmonar.

El equipo científico protagonista del descubrimiento. Marina RomaníPérez, Verónica Outeiriño-Iglesias, Manuel Gil-Lozano, Lucas C. González-Matías, Federico Mallo, y Eva Vigo.

¿Cómo lo hicieron?

El receptor del péptido-1 similar al glucagón (GLP-1R) se encuentra en una variedad de tejidos fuera del páncreas como el pulmón. En el pulmón, está implicado en la regulación de la parte lipídica del líquido surfactante, sugiriendo que tiene una importante rol en la función pulmonar.

Mecanismo de acción de las incretinas en los alveolos. Las incretinas como el GLP, actúan incrementando la producción de proteínas surfactantes que aseguran la función pulmonar adecuada.

Incretinas para el tratamiento de patologías pulmonares Mediante la experimentación con ratas (mediciones de los niveles del receptor normal) se demostró que la expresión de dicho receptor está fuertemente regulada inmediatamente después del nacimiento en ratas, particularmente en los machos.

Nitrofen. Herbicida carcinógeno utilizado para la experimentación en ratas.

Mallo y su equipo probaron los efectos terapéuticos en los pulmones de las incretinas indirectamente mediante la medición de los cambios ocurridos en los pulmones de ratas recién nacidas, cuyas madres administradas con sustancias agonistas del receptor del péptido-1 similar al glucagón (GLP-1R) durante el periodo gestacional y en ratas recién nacidas con un modelo de hipoplasia pulmonar inducida por “Nitrofen” (carcinógeno)

Al administrar agonistas de larga vida media del GLP-1R a la madre desde el día 14 de gestación hasta el parto (por ejemplo exendrin-4 o liraglutide) incrementó la expresión de mARN de las proteínas surfactantes (SP)-A y SP-B. Por su parte, el agonista Lir (liraglutide) incrementó el SP-A fetal y la expresión de GLP-1R en ratas de control y en ratas con hipoplasia pulmonar inducida por Nitrofen. Más aún, el tamaño de los pulmones incrementó en las ratas control después de la administración de Lir, y también impidió la disminución del peso pulmonar y la pobre tasa de supervivencia en las ratas tratadas con Nitrofen. Tomados juntos, todos los resultados demuestran la importancia del sistema GLP-1 en la regulación de la producción de proteínas surfactantes y por tanto del desarrollo pulmonar.

¿Qué aplicaciones presenta este posible tratamiento?

El descubrimiento es sumamente relevante para el mejoramiento del tratamiento de enfermedades pulmonares asociadas a desordenes metabólicos, como diabetes y obesidad. Más aún, esta nueva aproximación terapéutica también abre otros campos para la futura aplicación de las incretinas, incluyendo a los siguientes • • •

Suplemento para las terapias actuales de maduración pulmonar en bebes prematuros (factor crítico para la supervivencia del neonato) Tratamiento de la fibrosis quística y la hipoplasia pulmonar Agonistas del sistema GLP -1 Tratamiento de enfermedades asociadas al fumar. pueden ayudar a tratar muchas enfermedades

Referencias bibliográficas • •

http://webs.uvigo.es/biocaps/?q=news/biocaps-researchers-open-new-way-treatlung-pathologies-incretins Romaní-Pérez, M., Outeiriño-Iglesias, V., Gil-Lozano, M., González-Matías, L., Mallo, F., & Vigo, E. (2013). Pulmonary GLP-1 Receptor Increases at Birth and Exogenous GLP-1 Receptor Agonists Augmented Surfactant-Protein Levels in Litters From Normal and Nitrofen-Treated Pregnant Rats. Endocrinology, 11441155.

P

ulmones humanos creados en laboratorio

María Leticia Barrios

Los responsables de este hito en medicina regenerativa son los científicos Michael Riddle, Joachim Cordiella y Joan Nichols de la rama médica de la Universidad de Texas (UTMB) quienes han conseguido cultivar pulmones humanos en laboratorio, utilizando partes de pulmones de niños fallecidos.

El pulmón es uno de los órganos más complejos que existen a nivel celular, por ello, el hecho de conseguir por primera vez en la historia de la ciencia unos pulmones humanos, es un avance que abre las puertas a grandes posibilidades en materia de trasplantes.

Los doctores Michael Riddle, Joachim Cordiella y Joan Nichols, encargados del proyecto.

¿Cómo lo hicieron?

La investigación del 2010 involucraba la destrucción de las células de los pulmones de ratas por congelación y descongelación repetidas veces y luego la "resiembra" de los pulmones con células madre embrionarias de ratones.

Después de que trabajan con experimentos de gran escala similar, pero más en los pulmones de cerdos, los investigadores ahora aplicaron los mismos principios de la ingeniería regenerativa a los pulmones humanos.

El proceso ha sido largo y laborioso. La investigación se remonta a 2010 cuando los investigadores diseñaron un nuevo método de ingeniería regenerativa. Esta técnica fue aplicada a pulmones humanos cultivados en un tanque en los que utilizaron células de dos niños fallecidos en un accidente y cuyos pulmones no pudieron trasplantarse debido a sus grandes daños.

La imagen A muestra el andamio del corazón. La imagen B muestra el corazón con las células ya insertadas.

Pulmones humanos creados en el laboratorio El primero de los pulmones de los niños fallecidos fue utilizado como un esqueleto (compuesto de colágeno y elastina, las principales proteínas en el tejido conectivo) donde se aplicaron las células del otro pulmón, sumergiéndolo a continuación en una cámara repleta de un líquido nutritivo. Tras 4 semanas de inmersión, el equipo extrajo un pulmón humano completo del líquido, con la única salvedad de que el órgano era más rosado, más suave y menos denso. Pero el proceso había sido un rotundo éxito.

¿Qué aplicaciones presenta este posible tratamiento?

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Gracias a este gran avance, en el futuro podríamos estar hablando de trasplantes de pulmón fabricados en laboratorio con total normalidad (sin pensar en problemas de compatibilidad entre paciente y donante) para curar problemas tan graves como la fibrosis quística o la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC). También se pueden investigar suplementos para las terapias actuales de maduración pulmonar en bebes prematuros (factor crítico para la supervivencia del neonato). Creando pulmones en laboratorio se puede recrear una fibrosis pulmonar, o un pulmón enfisematoso, y evaluar lo que está pasando con ellos, lo que las células están haciendo, lo bien que la terapia génica u otra terapia funciona Este descubrimiento ha sido la base para el inicio de otros descubrimientos como es la creación de tejido pulmonar a partir de células madre. La investigación se basa en el descubrimiento del doctor Hans-Willem Snoeck en 2011 de un conjunto de factores químicos que pueden convertir células embrionarias (ES) o células madre pluripotentes inducidas (iPS) humanas en células del endodermo del intestino anterior, precursor de las células del pulmón y las vías respiratorias.

Se espera que se puedan combinar ambos descubrimientos y crear esqueletos pulmonares de colágeno y elastina, en éstos se podrían introducir los tejidos pulmonares creados a partir de células madre.

Las células madre embrionarias que han sido diferenciadas en células epiteliales alveolares de pulmón tipo II (verde).

Posibilidad de acelerar las listas de espera de trasplante de pulmón a través de estos pulmones creados en laboratorio

Referencias bibliográficas • • •

http://www.iflscience.com/health-and-medicine/artificial-lung-grown-laboratory http://www.cumc.columbia.edu/ccti/research/dr-hans-snoeck-research Nichols, J., Niles, J., Riddle, M., Vargas, G., Schilagard, T., Ma, L., Edward, K., La Francesca, S., Sakamoto, J., Vega, S., Ogadegbe M., Mlcak, R., Deyo, D., Woodson, L., McQuitty, J, Lick, S., Beckles, D., Melo, E., & Cortiella, J. (2013) Tissue Engineering Part A. Tissue Eng, 2045-2062.

Miriam Salinas

V

acunas hechas de nano partículas para el tratamiento de enfermedades respiratorias

Muchas de las infecciones humanas provocadas por virus o bacterias infectan los seres humanos a través de la mucosa, los pulmones, tracto gastrointestinal, y el tracto reproductivo.

Es por este motivo que un grupo de ingenieros de la universidad de MIT liderados por el científico Darrell Irvine, miembro del Instituto Koch para la investigación integrativa del Cancer y Harvard, profesor en la universidad de MIT (Massachusetts Institute of Technology); desarrollaron unas vacunas hechas de nano partículas. Este avance científico fue publicado el 25 de septiembre de 2013 en la revista científica “Science Translational Medicine”.

Las vacunas que contienen nano partículas, estimulan el sistema inmune haciéndolo más efectivo contra el ataque de virus y bacterias.

Profesor Darrell Irvine PhD, investigador en jefe de las vacunas hechas de nano partículas.

Vacunas más robustas Las nano partículas que componen la vacuna están formadas por un centro el cual contiene una proteína, esta proteína será reconocida por el sistema inmune del organismo y provoca la producción de anticuerpos, con ello una respuesta de defensa ante microorganismos patógenos. La proteína se envuelve en una forma esférica por una capa de lípidos las cuales se encuentran unidas químicamente. Esto le permite a la nano partícula resistir la desintegración una vez llega a los pulmones. De esta forma las partículas permanecen lo suficiente en los pulmones para que las células T (también llamadas linfocitos T) de la memoria, pertenecientes al sistema inmune de manera que el organismo responda de manera rápida y eficaz frente al patógeno activo.

Hasta la fecha los estudios se han realizado solo con ratones de laboratorios.

Sin embargo los resultados han sido sorprendentes. Una vez el virus infecta al organismo el sistema inmune (Linfocitos T) reconocen inmediatamente el virus y lo eliminan del sistema. Ratones que recibieron la vacuna y luego se les aplico un virus 100% letal, no solo sobrevivieron sino que no se encontraron registros de que alguna vez fueron infectados en comparación con otros ratones que fueron vacunados con otro tipo de vacunas y no sobrevivieron.

Vacunas hechas de nano partículas para el tratamiento de enfermedades respiratorias

La imagen explica cómo funciona la vacuna. B) La vacuna es proporcionada al paciente y C) se aloja en la mucosa nasal. D) pasan a las células dendríticas su función principal es procesar material antigénico y presentarlo a las células especializadas del sistema inmunitario. E) Los antígenos llegan a los nódulos linfáticos, timo y bazo. F) Se activa el sistema inmune las células B y T.

¿Qué aplicaciones presenta este posible tratamiento?

En el futuro las vacunas no solo servirán para enfermedades respiratorias sino también para enfermedades de transmisión sexual como el VIH o Herpes. También se habla del cáncer. Estas nano vacunas nos abren las puertas a infinitas posibilidades en cuanto al tratamiento de condiciones que afectan nuestra calidad de vida.

Las nuevas vacunas pueden servir en un futuro incluso para el tratamiento del VIH

Referencias bibliográficas • •

http://www.sciencedaily.com/releases/2013/09/130925141546.htm V. Li, J. J. Moon, W. Abraham, H. Suh, J. Elkhader, M. A. Seidman, M. Yen, E. J. Im, M. H. Foley, D. H. Barouch, D. J. Irvine.

Generation of Effector Memory T Cell -Based Mucosal and Systemic Immunity with Pulmonary Nanoparticle Vaccination . Science Translational Medicine, 2013; 5 (204): 204ra130 DOI: 10.1126/scitranslmed.3006516

Balónde Bakri en Hemorragia Posparto en (Colombia): reportede caso y revisión de la literatura Por: Miriam Domínguez

Este estudio fue publicado en la Revista Colombia de Obstetricia y Ginecología Vol. 61 No. 4 2010. Y aprobado por la Federación Colombia de Asociaciones de Obstetricia y Ginecología.

Antecedentes La Hemorragia Posparto (HPP), es la principal complicación del parto, siendo la responsable del 25% de las muertes maternas a nivel mundial. La atonía uterina se encuentra entre las principales causas de hemorragia posparto. En el manejo de atonía uterina la primera opción son medicamentos uterotónicos. Se han descrito métodos comprensivos, recientemente se propuso el balón de bakri para el manejo de hemorragia obstétrica, siendo considerado un método no invasivo, rápido y seguro para tratar la hemorragia posparto secundaria a atonía uterina. ¿Qué es el balón de Bakri? ¿Cómo funciona? ¿Cómo se coloca?

El balón de bakri es un instrumento hecho de silicona, mide aproximadamente 58 cm de largo tiene doble luz y una capacidad máxima de hasta 800 ml. Tiene un canal de drenaje en el extremo de la sonda que permite evacuar la cavidad urinaria, evaluar la efectividad y medir el sangrado persistente de la paciente.

Si posterior a un parto vaginal se decide colocar el balón de bakri, este se introduce transvaginalmente usando unas pinzas de cuello para sostener el cérvix y guiándolo hasta el fondo uterino. Si se trata de una paciente a la que se la ha realizado una cesárea, entonces se coloca el balón por vía abdominal y se introduce dentro de la cavidad uterina a través de histerrorafía, pasando retrógradamente la porción distal de la sonda a través del cérvix y hacia la vagina. Finalmente se sutura el útero de forma convencional y se insufla el balón con solución salina. Una vez colocado el balón, se hace un test de topamiento que consiste en llenar el balón hasta que el sangrado sea controlado.

Diagrama de la posición final del Balón de Bakri para el tratamiento de la hemorragia postparto

¿A quiénes se les indica?

El balón de bakri es un recurso que se tiene a disposición en el manejo de pacientes de este tipo en las que la fertilidad futura es importante. Esta indicado usualmente en aquellas pacientes que no responden adecuadamente al manejo farmacológico con uterotonicos y en quienes se quiere llevar a cabo un manejo conservador no quirúrgico, principalmente en los casos de hemorragias posparto no traumática y en los que se ha descartado restos placentarios intrauterinos. ¿Presenta complicaciones su uso?

La opción de sobreinflar el balón dentro del útero para prevenir el desplazamiento puede ser perjudicial y causar otros problemas, una de las pacientes presento fiebre pero fue controlada con antibióticos. Existen complicaciones potenciales con el uso del balón intrauterino, pero aún no se ha repostado ninguna. Estas pueden incluir ulceración del útero y de la vagina, ruptura uterina y perforación uterina durante la inserción.

Balón de Bakri

Referencias bibliográficas  World Health Organization. The World Report 2005. Attending to 136 million births, every year: make every mother and child count. Geneva: WHO; 2005. P. 6263  Departamento Administrativo Nacional de Estadística, DANE. Estadísticas vitales.

Bogotá D.C visitado en 2010 Sep 29.

Disponible en: http://www.dane.gov.co/index:php?option=com_contet&task=category&sectionid= 16&id=36&Itemid=148

Hidrocortisona para el tratamiento de hipotensión refractaria: ensayo clínico controlado y aleatorio Por: Jorge Medrano

El estudio fue realizado en el Área de Terapia Intensiva Neonatal, Hospital de Pediatría Prof. Dr. Juan P. Garrahan, Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina durante el 2013; con el apoyo de todo el equipo médico y de Enfermería del Servicio de Neonatología. ¿Cómo funciona el tratamiento de hipotensión refractaria?

El objetivo de este estudio fue establecer si la administración de hidrocortisona comparada con placebo reduce la necesidad de soporte inotrópico en niños recién nacidos a término (RNT, a quienes nombraremos RN) con hipotensión arterial refractaria al tratamiento. De forma secundaria, se evaluó el efecto de la HC sobre los parámetros hemodinámicos, la mortalidad y la aparición de efectos adversos a corto plazo vinculados a su administración.

Neonato que está siendo tratado por hipotensión refractaria

La mayoría de los RN con hipotensión arterial responde al tratamiento convencional; sin embargo, existe un grupo de RN extremadamente enfermos (asfixia severa, cirugías prolongadas y complejas, shock séptico, hipertensión pulmonar) que presentan gran inestabilidad hemodinámica y no responden a él. ¿Cómo se hizo el estudio? ¿Cuáles fueron los resultados?

De los 50 RN que ingresaron al protocolo, 31 recibieron hidrocortisona, grupo de intervención (GI) y 19 recibieron placebo, grupo placebo (GP). El estudio era abierto y el médico tratante podía indicar corticoides si lo consideraba necesario.

Los 6 pacientes que recibieron corticoides eran del GP. Se observa que existen diferencias en ambas curvas de supervivencia a favor del grupo tratado, en el que la respuesta esperada se produce más precozmente en forma significativa

¿Hubo complicaciones?

Fallecieron 10 de los 50 pacientes (20%); 3 pertenecían al GI (12%) y 7 al GP (28%); a pesar de que esta diferencia de evolución parece relevante, el estudio no fue diseñado para establecer el efecto sobre mortalidad y, por lo tanto, no ha tenido el poder estadístico suficiente.

Podemos concluir que…

A pesar de que la población de este estudio era heterogénea, la administración de hidrocortisona estuvo asociada uniformemente con un aumento en la presión arterial, una disminución en la dosis de inotrópicos y un aumento de la diuresis. Estos resultados fueron independientes de la edad gestacional, el peso de nacimiento y el valor basal del cortisol antes del inicio del tratamiento. La mortalidad global de la UCIN es de alrededor del 5%; sin embargo, este grupo de pacientes pertenece al grupo de los de mayor criticidad, lo que explicaría su elevada mortalidad.

Referencias: Salas G, et al. Hidrocortisona para el tratamiento de hipotensión refractaria: ensayo clínico controlado y aleatorizado. An Pediatr (Barc). 2013. http://www.elsevier.es/eop/S16954033(13)00372-X.pdf

Olmesartan para la prevención y el retraso de la microalbuminuria en la diabetes tipo 2.

Por Lidia Hjartaker

El equipo de ROADMAP publicó en el 2011 los resultados de investigaciones hechas en múltiples instituciones: la Escuela médica de Hannover, Uuniversidad de Heidelberg, Universidad de Heinrich-Heine; Universidad de Tohoku, la State University of New York; el Instituto de Cardiología; el Hospital Lapeyronie de Montpellier; la Universidad Médica de Leiden; el Hospital 12 de Octubre; el King`s College London School of Medicine.

La nefropatía diabética es una causa común de la etapa final de la enfermedad renal, y el desarrollo y promedio del deterioro renal están cercanamente relacionados con la presión sanguínea del paciente. Microalbuminuria predice la nefropatía diabética y la enfermedad cardiovascular temprana; por lo tanto, las guías europeas y estadounidenses recomiendan a los pacientes con diabetes una prueba de microalbuminuria.

Estructura química del Olmesartan

Tratamientos preventivos La hiperactividad del sistema renina-angiotensina ha estado implicado en el deterioro de la función renal en pacientes con nefropatía diabética y en pacientes que están en una etapa 3 o 4 de la enfermedad crónica renal con microalbuminuria o macroalbuminuria.

Los inhibidores de la enzima convertidora de angiotensina (ACE) y los bloqueadores del receptor de angiotensina enlentecen el empeoramiento de la tasa de filtración glomerular y disminuyen el índice de excreción de albumina. El tratamiento en una etapa temprana de la enfermedad puede ser beneficioso.

La inhibición del ACE retrasa la aparición de microalbuminuria en pacientes con hipertensión, diabetes tipo 2, y una función renal normal.

¿Cómo fue el estudio?

En estudio ROADMAP, se probó si el olmesartan medoxomil, a una dosis de 40 mg diarios, comparados con el placebo, previene o retrasa la aparición del primer acaecimiento de la microalbuminuria en pacientes con diabetes tipo 2, así como al menos uno de los factores de riesgo cardiovascular, y normoalbuminuria. El control de la presión sanguínea se alcanzó suministrando, según la necesidad, agentes hipertensivos que no bloquearan el sistema renina-angiotensina.

Como se puede observar en la imagen superior, el estudio reveló que efectivamente el Olmesartan si disminuye significativamente el tiempo de aparición del primer acaecimiento de la microalbuminuria en pacientes con diabetes tipo 2 comparado con los pacientes que recibieron el placebo Referencias Bibliográficas -

The New England Journal of Medicine 364; 10. 2011. Nejm.org

L

entes para daltónicos

Frank Rodríguez

Un grupo de oftalmólogos de Vallaloid, España han desarrollado un conjunto de filtros que permiten a las personas que padecen de daltonismo poder percibir matices de colores que anteriormente no percibían, incluso aprobar satisfactoriamente el test de Ishihara, test que normalmente no puede aprobar un daltónico incapacitándolo a realizar diversas tareas o ejercer ciertas profesiones. El conjunto de filtros salió al mercado en el 2009, inicialmente en España, hoy en día están disponibles en 20 países entre Europa y Asia.

¿En qué consiste el daltonismo?

Test de Ishihara, necesario aprobar para poder ejercer diversas profesiones (aviación, transporte público, policía, laboratorista, etc.) incapacitando a los daltónicos.

El daltonismo es un defecto genético, transmitido por el cromosoma X por lo que es mas común en hombres (8%) que en mujeres (0.5%), que ocasiona dificultad para distinguir los colores. La palabra daltonismo proviene del químico y matemático John Dalton que padecía este trastorno. El grado de afectación es muy variable y oscila entre la falta de capacidad para discernir cualquier color (acromatopsia) y un ligero grado de dificultad para distinguir algunos matices de rojo y verde. Normalmente las células sensoriales (fotorreceptores) de la retina que reaccionan en respuesta a la luz son de dos tipos: conos y bastones. Los bastones permiten distinguir el negro, el blanco y los distintos grises. Los conos hacen posible la visión de los colores. Existen tres tipos de conos; uno sensible a la luz roja, otro a la luz verde y un tercero a la luz azul. Tanto los conos como los bastones se conectan con los centros cerebrales de la visión por medio del nervio óptico. La combinación de estos tres colores básicos: rojo, verde y azul permite diferenciar numerosos tonos. El ojo humano puede percibir alrededor de 8000 colores y matices con un determinado nivel de luminancia. Es en el cerebro donde se lleva a cabo esta interpretación.

Los daltónicos no distinguen bien los colores debido al fallo de los genes encargados de producir los pigmentos (opsinas) de los conos. Así, dependiendo del pigmento defectuoso, la persona confundirá unos colores u otros.

Lentes para daltónicos ¿Cómo funcionan los lentes?

Primero se realiza una prueba de tres partes, la primera para determinar el grado del daltonismo y la segunda y tercera parte para determinar hacia que colores es el daltonismo, esto varía dependiendo cual es el pigmento defectuoso. Luego se procede a probar con los diferentes filtros dependiendo de los resultados de la prueba; los filtros modifican la longitud de onda de la luz provocando un estimulo parecido al del ojo con receptores del color normales.

Varios de los filtros que se pueden emplear, dependiendo del caso.

Los filtros permiten a los daltónicos percibir todos los colores sin ningún problema

Ventajas del uso de los lentes Colorlite • • • • Los filtros también se pueden aplicar en lentes de • contacto

Permite a la persona llevar una vida normal percibiendo matices de colores que antes no podía.

Capacita al daltónico para realizar tareas que antes no podía.

Los filtros se pueden adaptar sobre lentes monofocales, bifocales, progresivos.

Están disponible en lentes de contacto.

Accesibles, los precios varían entre 250 y 400 euros

Referencias bibliográficas •

Centro optico Prisma. http://www.prismava.es/daltonismo-colorlite-_35297.html

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Colorlite. http://www.daltonismo-eu.com/es/gafas_para_daltonicos.php

I

mplantes de Córneas Biosintéticas pueden regenerar el tejido, restaurando la visión en humanos

Sara Rodríguez

Una nueva posibilidad de trasplante de cornea esta al alcance

Una córnea artificial puede integrarse con el ojo humano, regenerar el tejido nervioso y restaurar la vista a personas con problemas de visión

Dra. May Griffith, muestra el implante biosintético de córnea.

Según datos de la OMS la ceguera corneal representa el 5,1% de los casos de ceguera a nivel mundial.

La córnea puede perder su transparencia debido a un sin número de enfermedades, dentro de la comunes están: las infecciones (bacterias, virus, hongos, parásitos), enfermedades sistémicas, quemaduras, traumatismos etc. Los trasplantes de córnea son el método más común para el tratamiento de trastornos de la córnea.

¿Cómo lo hicieron?

Un grupo de investigadores dirigidos por la doctora May Griffith, del Instituto de Investigación del Hospital de Ottawa, realizó una investigación por al menos diez años, mediante la cual desarrollaron implantes de córnea libres de células, que comprenden colágeno humano recombinante con cabodiimina reticulada (RHC) para permitir la regeneración de la córnea mediante el reclutamiento de células endógena.

El diseño de una copia de córnea alienta a los órganos de los pacientes para que vuelvan a hacer crecer algunos de los tejido de este complejo por su propia cuenta.

Griffith trabajó con FibroGen Inc. un equipo con sede en San Francisco que desarrolló una proteína colágeno artificial , para producir las córneas sintéticas . El colágeno es el ingrediente principal de la córnea. FibroGen es la única empresa que fabrica una forma recombinante del mismo.

Implantes de Córneas Biosintéticas pueden regenerar el tejido, restaurando la visión en humanos El principio para su fabricación se trata de la inyección de secuencias de ADN humano en levadura para desarrollar versiones sintéticas de las proteínas de colágeno humano. El colágeno biosintético es indistinguible de la versión nativa.

En el estudio participaron 10 pacientes suecos con cicatrices corneales severas. Los investigadores eliminaron el tejido dañado de la córnea y lo sustituyeron por una córnea biosintética.

Estos pacientes fueron evaluados cada 3 meses luego de haberse practicado la cirugía. También se tomaron datos de pacientes que recibieron implantes de córneas donadas y de pacientes con córneas sanas.

En los pacientes con las córneas biosintéticas se observó que durante los dos años, postoperatorios, las células y los nervios de las propias córneas se convirtieron en el implante , lo que resulta en una córnea regenerada . Los nervios que habían sido cortados durante la cirugía crecieron , y las córneas híbridas se parecían a las córneas normales y saludables Aún mejor , los pacientes no requirieron de ningún medicamento de inmunosupresión , a Biomicroscopia de los 10 pacientes, 4 años diferencia de la mayoría de los trasplantes con córneas de después de realizarse el implante de las córneas biosintéticas. donantes.

Beneficios de este posible tratamiento • • •

El colágeno humano recombinante es un buen reemplazo para colágeno de origen natural humano porque no tiene los problemas de rechazo asociados con tejido de un donante.

En los países que carecen de una red de donantes desarrollada, puede ser la única cura para la ceguera corneal.

Este estudio demostró que la utilización de los implantes de córnea biosintéticos promete ser una alternativa viable para el tratamiento de enfermedades de córnea.

El colágeno recombinante no es rechazado por el cuerpo receptor

Referencias bibliográficas Griffith, M., Brunnette, I., Liu, Y., Suuronen, E., Polarek, J., Jackson, B., Merret, K., Ong, J., Lagali, N., & Fagerholm, P. (2013). Stable corneal regeneration four years after implantation of a cell-free recombinant human collagen scaffold. Biomaterials, 2420-2427.

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http://www.popsci.com/science/article/2010-08/implanted-biosynthetic-corneas-can-regenerate-tissue -restoring-vision-humans

A

rgus II para el tratamiento de la Retinitis Pigmentosa

Ana Mabel Barba Poveda

La prótesis de retina Argus es un sistema electrónico de implante de retina producido por la empresa con sede en California Second Sight. Está diseñado principalmente para mejorar la visión de las personas con casos graves de la heredada de la enfermedad retinitis pigmentosa . En marzo de 2011, la versión Argus II del sistema fue aprobado para uso clínico y comercial de la Unión Europea . En febrero de 2013, el Argus II se convirtió en el primer comercial de prótesis visual para ser aprobado para su uso en los Estados Unidos.

El sistema restaura la baja visión en pacientes funcionalmente ciegos. Los mejores resultados de agudeza visual en los ensayos clínicos fueron 20/1260 y no se observaron beneficios significativos. Además, 11 de los 30 sujetos experimentaron acontecimientos adversos, pero todos fueron tratados y el dispositivo se mantuvo funcional.

El sistema Argus II está diseñado para su uso en pacientes a partir de los 25 años de edad que estén dispuestos y capaces de recibir un seguimiento clínico muy estricto. Si bien es verdad que este sistema no restaurará por completo la visión de los Este dispositivo consiste en unas gafas en las que va pacientes, sí que podrá hacer que estos detecten la luz y la osacoplada una videocámara. Esta capta las imágenes, curidad del ambiente y así ayudarles a identificar la ubicación o movimiento de los objetivos. que luego son convertidas en forma de señal eléctrica, que estimulará la retina de los pacientes que lo usen.

¿Cómo lo hicieron?

El Argus II está diseñado principalmente para el tratamiento de los que padecen de retinitis pigmentosa, especialmente en la recta final de la enfermedad.

El dispositivo consta de dos elementos principales: un implante de retina y un sistema externo que consta de una cámara de gafas montado en combinación con un pequeño procesador.

Argus II para el tratamiento de Retinitis Pigmentosa Este ojo puede restaurar la visión suficiente para permitir que los usuarios ciegos lean letras grandes en libros

El sistema, por lo tanto, está formado por dos partes:

-Un minúsculo dispositivo electrónico insertado en el ojo.

-Una pequeña videocámara acoplada a las gafas.

La cámara graba imágenes en tiempo real, que se procesan y se envían de forma inalámbrica al implante por un procesador integrado de vídeo. El implante se utiliza 60 electrodos para estimular restantes células de la retina sana del paciente y enviar la información visual al nervio óptico, restaurando así la capacidad de discernir la luz, el movimiento y las formas.

Este dispositivo utiliza un batería externa que va conectada a los lentes, estas pueden recargarse o simplemente cambiarse, su periodo de uso es aproximadamente de 4 horas.

¿Qué aplicaciones presenta este posible tratamiento?

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El principal objetivo de este ojo biónico es solucionar los problemas de los pacientes que sufren retintis pigmentosa, una rara enfermedad genética que daña a las células sensibles a la luz de la retina. En un ojo sano, estas células transforman los rayos de luz en impulsos eléctricos que son enviados directamente al cerebro a través del nervio óptico. La visión de las personas que sufren esta enfermedad se va degenerando lentamente dando lugar a la pérdida gradual de la visión e incluso en muchos casos la ceguera completa

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Puede restaurar la visión suficiente para permitir que los usuarios ciegos para leer grandes de impresión de libros.

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Por medio de un botón que está a un costado de las gafas, cambiar la visión de percepción luminosa a percepción de objetos, entre otros tipos.

Referencias bibliográficas • •

http://www.2-sight.eu/ee/argus-ii-retinal-prosthesis-system http://www.fda.gov/medicaldevices/productsandmedicalprocedures/deviceapprovalsandclearances/ recently-approveddevices/ucm343162.htm

Wristify Guadalupe Saturno Bravo Wristify es Una pulsera térmica puede mantener una temperatura corporal agradable; combinando tecnología y materiales científicos obtuvo el primer lugar en la séptima edición de la competencia Madmec 2013, del MIT. El premio de 10.000 dólares será utilizado en la mejora del dispositivo con la utilización de algoritmos avanzados para automatizar mejor los pulsos térmicos.

Consta de las siguientes Partes: El panel base hecho de cobre y aleaciones, y funciona como un disipador de calor. Tiene un sistema de control automático que estabiliza la intensidad y duración de los impulsos térmicos que se suministran al disipador de calor. termómetros para medir tanto la temperatura exterior como la corporal para lograr un ajuste adecuado que se traducirá en una agradable sensación térmica para el usuario. Batería de polímero de litio que dura ocho horas aproximadamente y leds que indican según el color si se están enviando ondas de calos o de frio.

Creado por Sam Shames, Mike Gibson, David Cohen-Tanugi y Matt Smith, Estudiantes de ingeniería del Instituto Tecnológico de Massachusetts en Estados Unidos en el 2013

¿Cómo lo hicieron?

El diseño de Wristify es el resultado de otros 14 prototipos. Aunque por el momento todavía resulta ser un tanto grande para ser portado por una persona que debe trabajar con un teclado de computadora, un diseño más plano y mejorado no estaría lejos de lograrse.

El dispositivo es capaz de monitorizar las necesidades del usuario y enviar una serie de ondas de calor o de frío para mantener al individuo en la temperatura adecuada

Wristifly El equipo se basó en el principio por el cual si se enfría o calienta una parte del cuerpo, es posible lograr un alivio tal y como sucede con el contacto con las bolsas de agua caliente en los pies o las compresas frías en el cuello o frente ante el calor excesivo.

Ellos encontraron que necesitaban para calentar o enfriar cualquier parte del cuerpo (en su caso, la muñeca) a una velocidad de al menos 0,1 C por segundo a fin de que todo el cuerpo, en general, se sienten varios grados más caliente o más frío.

La eficacia de Wristify no consiste en proporcionar calor o frío al individuo: más bien, su objetivo es evitar que se dispare en uno u otro sentido.

Debido a que la piel humana es muy sensible a los cambios bruscos de temperatura y un pequeño cambio en una parte localizada puede afectar a la sensación general de todo el cuerpo. Escogieron la muñeca porque allí hay puntos de pulso.

En estos puntos, los vasos sanguíneos están más cerca de la superficie de la piel que en otras partes del cuerpo. Partiendo de la base teórica de que es posible modificar la temperatura corporal aplicando estímulos sobre zonas donde existe un tránsito relevante de sangre, la nueva pulsera cuenta con un sistema que genera constantemente -siempre que el cuerpo humano lo requiera- ondas de frío o de calor en la muñeca del usuario, variaciones de temperatura que los creadores del dispositivo concretan en 0,4 grados Celsius por segundo.

Para obtener información precisa sobre si el usuario necesita aumentar o disminuir su temperatura corporal, el dispositivo dispone de un sistema de monitorización tanto de la temperatura ambiente como de la del usuario.

¿Qué aplicaciones presenta este nuevo invento?

El brazalete podría evitar los constantes desacuerdos que suceden en Se asemeja a un reloj de pulsera y los centros de trabajo o de estudio para calibrar una temperatura que se puede accionar, durante un sea agradable a todos, y lograr un ahorro energético significativo. máximo de ocho horas con una batería de polímero de litio.

Referencias bibliográficas •

-Rob Matheson, MIT News Office.2013. http://newsoffice.mit.edu/2013/madmecdesign-competition-1017

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-http://elcomercio.pe/tecnologia/actualidad/pulsera-termica-puede-mantenertemperatura-corporal-agradable_1-noticia-1652363

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-http://www.elconfidencial.com/tecnologia/2013-10-22/el-mit-crea-una-pulsera-queregula-la-temperatura-del-cuerpo-humano_44215/

C

ámara Termográfica Testo 890

Luis Zhong

La termografía aplicada a la medicina, es una técnica no invasiva, que permite al médico visualizar y cuantificar los cambios en la temperatura superficial de la piel. La termografía por infrarrojos, utilizada en Medicina, se fundamenta en la fisiología térmica humana y las bases de la termorregulación cutánea en enfermedades. Este método es el único de poner de manifiesto procesos metabólicos y fisiológicos, como puede ser la subjetividad del dolor. Mediante el efecto combinado del sistema nervioso autónomo y el sistema vascular puede valorarse una sensación subjetiva y transformarla en objetiva. Según lo describe el Dr. Carles Parunella Llorca, director del estudio termográfico deportivo, en un artículo publicado por la empresa Testo en el 2012.

Empresa líder en productos de cámaras termográficas, quienes diseñaron la Cámara Termográfica Testo 890

¿Cómo funciona la cámara termográfica a la hora de examinar el paciente?

La radiación infrarroja emitida desde la superficie de la piel se convierte en una imagen termografía o termo grama. El espectro de colores indica el índice aumento o disminución de la cantidad de radiación infrarroja que se emite desde el cuerpo. Al existir simetría térmica en el cuerpo, la temperatura anormal y no simétrica puede detectarse rápidamente.

Tras más de 50 años de experiencia en tecnología de medición, nuestras cámaras termográficas suponen el último avance en tecnología y calidad: lentes y ópticas fabricadas en Germanio de alta calidad, detector con tecnología de última generación y una óptima coordinación entre electrónica y opciones de funcionamiento garantizan las mejores mediciones en cualquier aplicación”

Cámara Termográfica Testo 890 Las imágenes hipertérmicas nos señalaran lesiones agudas, inflamatorias o todas aquellas susceptibles de alteraciones que provocan reacciones exotérmicas.

El hecho de mantener imágenes térmicas frías o isotérmicas, nos permitirá evaluar como crónica o como solucionada una lesión aguda, a pesar de que mantenga algias subjetivas con pruebas diagnósticas que, a veces por edad y pluripatologia asociada del paciente, enmascaran la sintomatología. El mayor valor clínico de la termografía consiste en la alta sensibilidad a patologías de los sistemas vascular, musculo esquelético nervioso y óseo.

Observamos las variaciones de la temperatura en diferente parte del Utilizando ordenadores de última generación y las cámaras cuerpo. termográfica más avanzadas de Testo, el calor del cuerpo puede ser procesado y registrado en el ordenador creando un mapa de imágenes térmicas para su posterior análisis y comparación. Ahora se pueden procesar, analizar y clasificar varias imágenes infrarrojas a la vez en un termograma, incluyendo también las imágenes reales correspondientes.

¿Beneficios de estas cámaras?

Con el estudio en tiempo real de la temperatura, se puede seguir la evolución de patologías relacionadas a músculos y huesos

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Localización rápida de patologías de musculosos, ligamentos, huesos y articulaciones.

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Valoración de la condición funcional de partes blandas.

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Estudio comparativo de la evolución de una lesión.

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Estudio de la implicación de raíces nerviosas.

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Medición de las sobrecargas articulares para la prevención de lesiones.

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Calculo del tiempo predictivo de la curación de las lesiones biomecánicas.

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Eficaz en la detección del cáncer de mama.

Referencias bibliográficas •

http://www.testo.es/media/img/content_1/testimages_1/countries_1/pdf/ TS_TI_Medicina_Testo_SA.pdf

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http://www.testo.es/detalles_producto/0563+0890+V3/Set-testo-890-2-Set-camaratermografica#tab-1

N

ano termómetro para vigilar células cancerígenas

Ingrid Medina

Según los trabajos de un equipo científico de la UAM en colaboración con la Universidad Canadiense de Concordia, Montreal, muchos fenómenos asociados a la dinámica celular del cáncer están relacionados con pequeñas variaciones de temperatura. Los resultados de estas investigaciones se han publicado en las prestigiosas revistas científicas en el campo de la nanociencia, ACSNano y Nano letters.

En un artículo publicado en febrero de este año, el equipo describe como se llevaron a cabo diversos estudios utilizando básicamente dos tipos de nano partículas fluorescentes: Puntos cuánticos (quantum dots) de CdSe de radio 4 nm y nano esferas de un fluoruro activado con iones de Iterbio (Yb3+ )y Erbio (Er3+), iones responsables de la absorción y emisión de luz. Ambas nano partículas tienen en común que convierten radiación infrarroja (muy penetrante en la piel) en radiación visible.

FiorenzoVetrone, uno de los investigadores del estudio del nano termómetro por parte de la Universidad de Concordia.

¿Cómo lo hicieron?

Los investigadores incubaron ambos tipos de nanopartículas en células cancerígenas correspondientes a la línea celular HeLa, un tipo de células tumorales epiteliales que se encuentran en la práctica totalidad de los laboratorios de investigación en el campo de la biología celular. Después de comprobar que las mencionadas nanopartículas eran internalizadas por las células HeLa, se realizaron tratamientos externos de hipertermia.

Las partículas luminiscentes reciben luz ultravioleta y como consecuencia emiten una luz cuya intensidad depende la temperatura

Nano termómetro para vigilar células cancerígenas

Midiendo la luminiscencia de las nanopartículas pudieron deducir las variaciones de temperatura del interior celular.

La figura muestra una célula tumoral sometida a tres temperaturas distintas (medidas mediante la luminiscencia en la zona correspondiente al punto amarillo del interior de la célula) y cómo al alcanzar una temperatura de 45 ºC la membrana celular comienza a fragmentarse conduciendo a la muerte celular.

Muchos fenómenos asociados a la dinámica celular del cáncer están relacionados con pequeñas variaciones de temperatura. Ahora se pueden tomar imágenes térmicas de células tumorales individuales gracias a la nano tecnología.

Es un instrumento único para determinar, de forma no invasiva, las distribuciones de la temperatura en los tejidos biológicos (por ejemplo, en los tumores) durante la liberación de calor, debido a la aplicación de un campo magnético alterno a las nanopartículas magnéticas del propio termómetro (hipertermia magnética).

¿Qué aplicaciones presenta este avance?

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Un dispositivo de esta naturaleza Avances en la comprensión de la patología y fisiología del puede constituir una herramienta poderosa para estudiar la cáncer. bioquímica de micro -procesos Conducir a nuevos métodos de tratamiento y a un diagnóstico precoz del cáncer. térmicos que ocurren dentro de una Realizar mapas térmicos celulares de gran calidad para célula. obtener perfiles de temperatura en el mundo intracelular.

Referencias bibliográficas FiorenzoVetrone, RafikNaccache, Alicia Zamarrón, Ángeles Juarranz de la Fuente, Francisco Sanz-Rodríguez, Laura Martínez Maestro, Emma Martín Rodríguez, Daniel Jaque, José García Solé and John A. Capobianco.TemperatureSensingUsingFluorescentNanothermometers, en: ACS Nano, 4 (6), pp 3254–3258 (2010); doi: 10.1021/nn100244a Laura Martínez Maestro, Emma Martín Rodríguez, Francisco Sanz Rodríguez, M. C. Iglesias -de la Cruz, Ángeles Juarranz, RafikNaccache, FiorenzoVetrone, Daniel Jaque, John A. Capobianco, and José García Solé. CdSe Quantum Dotsfor Two-Photon Fluorescence Thermal Imaging, en: Nano Lett., 10 (12), pp 5109–5115 (2010); doi: 10.1021/nl1036098

Implante Coclear sin Hardware Externo Por: Ricardo Dávila

Miembros del Laboratorio de Microsistemas del Instituto Tecnológico de Massachusetts en conjunto con estudiantes de la Escuela de Medicina de la Universidad de Harvard, presentaron un informe sobre su nuevo prototipo de dispositivo auditivo en la Conferencia Internacional de Circuitos del Estado Sólido de la IEEE (Instituto de Ingenieros eléctrico y electrónico).de febrero de este año 2014.

Anatomía y función de un implante coclear tradicional..

Su logro consiste en un dispositivo de audición que no requiere de elementos reconocibles a la vista, para así eliminar las limitaciones que experimentan estos pacientes. Utilizaron técnicas de ingeniería electrónica y programación de audio. Además de un microchip procesador con un algoritmo de lenguaje, un sensor piezoeléctrico como detector de sonido óseo de oído medio y un estimulador de bajo consumo energético con electrodos. ¿Qué es un implante coclear tradicional? ¿Cómo funciona?

Es un dispo sitivo transdu ctor electrónico qu e permite a pacientes con hipoa cusia profund a o sord era (cofosis) recup erar el sentido de la aud ición. Es especialmente útil en pacientes con daño en las células ciliadas de la cóclea.

El dispo sitivo cuenta de hardware interno y externo, un micrófono en el exterior con ectado a un pro cesador de aud io que analiza digitalmente y qu e con vierta el son ido en canales de aud io en un patrón apro piado para la aud ición hu mana. Tod o este sistema de detección sonor a se encuentra conectado a un transmisor de on da corta qu e envía la informa ción al receptor ubicado dentro del hu eso. El receptor implantado transmite pu lsos eléctricos a través de un condu ctor eléctrico hasta llegar a la cóclea en do nde se encuentran los electrodo s qu e indu cen po tenciales de acción despo larizando directamente las bras nerviosas. Así las células ciliadas qu e eran insensibles a las vibraciones de la membrana basilar, o sea que no actuaban correctamente como mecanorreceptoras, pueden ser elud idas y los impu lsos aud itivos llegan directamente al VIII par craneal. Este sistema con sta de distintos elementos, alguno s de los cuales están a la vista de todo s y pueden con llevar incomod idades a los pacientes, así como un con stante estigma hacia estos.

Muy similar a este implante es el ABI (auditive brainsteam implant) o dispositivo auditivo implantado en el tallo cerebral, que se emplea en pacientes con daño en el nervio auditivo (VIII par). Pero en la vida diaria del paciente es muy similar, ya que se tiene que llevar en la oreja el micrófono y el procesador. Además hay que recargarlos cada cierto tiempo y no pueden entrar en contacto con el agua, limitando así las actividades del paciente.

Implante coclear tradicional

¿Cómo funciona el avanzado prototipo?

El dispositivo consiste de un sensor piezoeléctrico –que tiene la capacidad de generar diferencias de potencial cuando es deformado–, que se implanta en el oído medio y que capta las vibraciones de los huesecillos, aprovechando así el micrófono natural del cuerpo. Esto como alternativa al aparatoso micrófono externo de los implantes convencionales, además un microchip con un algoritmo de lenguaje que procesa los datos y los envía a un estimulador que genera los potenciales de acción en la cóclea. El estimulador es altamente eficiente y consume tan solo 572 micro Watts, lo que permitirá una mayor libertad para los pacientes ya que no habrá que recargarlo constantemente.

El dispositivo fue implantado en cadáveres por estudiantes de la Escuela de Medicina de la Universidad de Harvard, debido a que sus huesecillos todavía son funcionales y probaron el sistema determinando un rango de audición entre 40 y 90 decibeles (dB) ¿Qué aplicaciones presenta este avance?

Además del nuevo dispositivo de implante coclear: dispositivos menos aparatoso y más cómodos para los pacientes; nuevas posibilidades de ABI (implante auditivo instalado en el tallo cerebral); dispositivos que aprovechen la detección de audio que ofrece el oído medio para otros trastornos auditivos, el dispositivo se podría cargar por inducción electromagnética, por ende una almohada que recargue el dispositivo suena fiable; con solo instalar el cargador dentro de la almohada, el paciente vivirá sin preocupación acerca de su implante; tratamiento para personas con daño en los huesecillos.

Referencias bibliográficas M. Yip, R. Jin, H.H. Nakajima, K.M. Stankovic, A.P. Chandrakasan, A Fully-Implantable Cochlear Implant SoC with Piezoelectric Middle Ear Sensor and Energy-Efficient Stimulation in 0.18 um HVCMOS, to appear in IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC), San Francisco, CA, Feb. 2014

Células Madres en el Tratamiento de La Sordera Por: José Manuel Gómez Un equipo de expertos en problemas auditivos de la universidad inglesa de Sheffield ha desarrollado una terapia con células madre para corregir la sordera, que abre las puertas a futuros tratamientos de la enfermedad, según un estudio publicado en la revista ‘Nature’, el 13 de septiembre de 2013.

El experimento representa un “adelanto importante” en el mundo de la investigación, pues supone la “demostración conceptual de que las células embrionarias pueden ser empleadas para reparar un oído dañado.

El científico argentino Marcelo Rivolta, el responsable del estudio en su laboratorio.

El avance trata sobre como el uso de las células madre extraídas de fetos durante la etapa de embarazo en mujeres pueden ser capaces de corregir la sordera producida por el daño de células auditivas tanto ciliares como nerviosas del octavo par craneal (vestibulococlear) y así dar calidad de vida a quienes padecen problemas auditivos severos. ¿Cómo lo hicieron?

El uso de células Madre consiste en la extracción de las mismas previamente tomadas de fetos, a través extracción por métodos utilizados en biología molecular, una vez aisladas las mismas son injertadas en ratas para que se reproduzcan y así obtener nuevas células similares que pueden trasplantarse a personas que han perdido la audición.

Células madre cocleares extraídas de fetos las cuales son eficaces para la corrección de la sordera

Mediante la experimentación con ratas se demostró que los trasplantes realizados proyectaban resultados positivos curando la sordera una vez que se les había lesionado tanto el nervio óptico como las células ciliadas en la cóclea, el resultado se dio al observar que las células madre reemplazaban de forma progresiva a sus homólogas una vez que detectan el tejido lesionado.

El grupo de expertos “instruyó” a las células madre embrionarias humanas un estadio muy temprano en el que la célula aún no ha decidido qué tejido va a producir o generar, primero, células progenitoras del oído y, posteriormente, células sensoriales ciliadas y neuronas.

Trasplante de células madres siendo injertadas en las células auditivas lesionadas.

Para ello, los investigadores desarrollaron un método con el que consiguieron inducir a las células madre embrionarias humanas capacidad para diferenciarse de muchos otros tipos de células y así convertirse en células ópticas.

El estudio subraya que esa habilidad para restaurar la funcionalidad neuronal auditora podría abrir las puertas a un futuro tratamiento basado en células para tratar algunas formas de sordera. ¿Qué aplicaciones presenta este posible tratamiento?

El tratamiento es de vital importancia ya que los trasplantes cocleares (único existente para problemas auditivos) no es la causa principal de la sordera, sino el daño en células del nervio vestibulococlear según el Dr, Rivolta, y con este se podría corregir:  Daño Auditivo Severo  Sordera parcial (Hipoacucia)

Referencias bibliográficas  http://elcomercio.pe/tecnologia/actualidad/terapia-celulas-madre-abre-puertafutura-cura-sordera-noticia-1468667  http://www.eluniversal.com.mx/ciencia/2013/sordera-curarse-celulas-madre80221.html

Tratamiento con protones facilita manejo seguro para linfoma de Hodgkin Por: Emar Barraza El Linfoma de Hodgkin normalmente se trata con radioterapia y quimioterapia, pero a pesar de ser efectiva, muchos pacientes sufren algunos efectos tardíos a causa del tratamiento recibido, como la aparición de cáncer de mama o enfermedades del corazón.

Por este motivo, científicos del Instituto para Tratamiento con Protones de la Universidad de Florida (UF) (Jacksonville, EUA) realizaron un estudio sobre el uso de protones, en lugar de fotones, después de la quimioterapia en pacientes con linfoma de Hodgkin. El artículo fue publicado el 10 de Junio del 2014 por International Journal of Radiation Oncology · Biology · Physics.

Algunos de los científicos involucrados en la investigación:

Bradford S. Hoppe, MD, MPH

Stella Flampouri, PhD

Zuofeng Li, DSc

Robert Zaiden, MD

¿Cómo lo hicieron?

La investigación hizo un seguimiento a 15 pacientes entre septiembre de 2009 y junio de 2013, con diagnóstico reciente de linfoma de Hodgkin que recibieron tratamiento con protones. ¿Cuál fue el resultado?

El resultado fue que los pacientes tenían una tasa de éxito similar a los tratados con el tratamiento convencional, pero con una reducción de la radiación recibida fuera de la zona de destino, o “nodo involucrado”, reduciendo posiblemente el riesgo de los efectos posteriores causados por la radiación.

Esto se debe a que los protones son capaces de hacer llegar más radiación al área en donde se encuentran las células cancerosas, a la vez que causa menos efectos secundarios en el tejido normal.

Los datos muestran una tasa de ausencia de recaída a tres años del 93% y una tasa de ausencia de eventos a tres años del 87%. Por otra parte, ninguno de los pacientes desarrolló toxicidad de grado tres o mayor durante el seguimiento.

“Todos los 15 pacientes obtuvieron beneficios del uso del tratamiento con protones. Los resultados muestran que el uso de protones, en contraposición al tratamiento convencional similar con fotones, redujo el riesgo de efectos secundarios a largo plazo mediante la reducción o la eliminación de las dosis de radiación recibidas por el tejido sano sin disminuir la tasa de curación”, dijo el investigador principal, Bradford S. Hoppe.

Referencias bibliográficas  http://www.redjournal.org/article/S0360-3016(14)00500-8/abstract  http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24928256  http://www.floridaproton.org/news/early-evidence-suggests-proton-therapyoffers-safe-long-term-treatment-hodgkin-lymphoma  http://www.cancer.org/espanol/cancer/enfermedaddehodgkin/guiadetallada/enfer medad-de-hodgkin-treating-by-stage

Cloruro de Radio –223 en pacientes con cáncer de próstata resistente a la castración con metástasis Por: Nichole Muñoz

El Dr Christ Parker y el grupo de médicos ALSYMPCA (Alpharadin en Sintomática de Cáncer de Próstata) en conjunto con el grupo Bayer HealthCare, han creado una nueva radioterapia para pacientes con cáncer de próstata resistente a la castración con metástasis ósea, el cual se basa en el uso del Dicloruro de Radio-223.

Los resultados de la prueba fueron publicados el 18 de Julio del 2013, en “ The New England Journal of Medicine", donde se muestra las eficiencia de este nuevo tratamiento en comparación con las actuales terapias de orientación ósea (bifosfonatos, denosumab, y tratamientos de radioisótopos).

Dr. Chris Parker presentando el Dicloruro de Radio- 223 como nueva terapia para pacientes con Cáncer de Próstata Resistente a Castración con Metástasis ósea en el "Congreso Europeo Multidisciplinario de Cáncer del 2011"

El dicloruro de radio-223 es un emisor alfa específico que se une selectivamente a las áreas de aumento del recambio óseo en la metástasis ósea y emite partículas alfa de alta energía y de corto rango (2 a 10 células de profundidad o 100 micras). La radiación de partículas alfa de alta energía minimiza los efectos tóxicos sobre el tejido sano adyacente y en particular la medula ósea. ¿Cómo funciona?

El paciente recibe seis inyecciones de Dicloruro de Radio-223 con intervalo de 4 semanas; el cual viaja por el torrente sanguíneo hasta el lugar donde el cáncer de próstata ha invadido al hueso.

Mecanismo de acción del Dicloruro de Radio- 223 sobre las células cancerígenas localizadas en la medula ósea.

Como el dicloruro de radio-223 mimetiza o imita a las células de Calcio, el cuerpo no lo distingue e integra al Radio 223 al metabolismo como si fuera calcio, que se agrega a los huesos en la molécula de Hidroxiapatita.

Cuando el Radio se incorpora al hueso libera neutrones que chocan con el ADN de la célula cancerígena induciendo la rotura de doble cadena de ADN que resultan en un efecto citotóxico potente y muy localizada en las zonas seleccionadas destruyendo las células cancerígenas.

Los pacientes sometidos a este tratamiento debieron confirmar histológicamente cáncer de próstata resistente a castración progresivo, con detección de dos o más metástasis ósea y no metástasis visceral. Además, no haber recibido quimioterapia 4 semanas antes, radioterapia con radioisótopos (dentro de 24 semanas) o recibido transfusión de sangre. ¿Qué ventajas presenta del tratamiento?  Prolongación de la vida que ofrece este medicamento para pacientes con cáncer avanzado de tres meses (30% más de la expectativa), pero los especialistas afirman que ese periodo puede ser muy útil para adoptar otros tratamientos que podrían prolongar la sobrevida del paciente hasta dos años.  Contar con una estrategia terapéutica que puede disminuir las consecuencias de las metástasis óseas  Reduce el dolor y mejora las expectativas de vida, permitiendo a los pacientes disfrutar con bienestar los placeres más pequeños y los momentos más grandes de la vida.

Referencias bibliográficas

Xofigo Nombre comercial del Dicloruro de Radio - 223

 C. Parker, S. Nilsson, D. Heinrich, et al. Alpha Emitter Radium-223 and Survival in Metastatic Prostate Cancer. The New England Journal of Medicine. 2013 (27 de octubre de 2014); 369(3).

Disponible en: http://www.nejm.org/doi/pdf/10.1056/NEJMoa1213755  Cancer Research UK. Radium - 223 therapy. Londres, Inglaterra. 30 de abril de 2014; Disponible en: http://www.cancerresearchuk.org/about-cancer/cancers-in general/treatment/radiotherapy/internal/types/radium-223

Nanopartículas de oro para destruirtumores cerebrales Por: Hector Melendez El glioblastoma multiforme es considerado el cáncer el tumor más común y más maligno entre las neoplasias de la glía. Su tratamiento además de invasivo, puede producir muchos daños cerebrales ocasionando la perdida de funciones de primer nivel.

Comúnmente este tipo de cáncer ha sido tratado con cirugías y quimioradioterapia, métodos con resultados no muy efectivos y alto riesgo de generar más problemas.

Es por esta razón que en junio de este año 2014, fue publicado en la revista de la Real Sociedad de Química 'Nanoscale', fue dirigido por Mark Welland, profesor de Nanotecnología y miembro del 'St. John's College' de la Universidad de Cambridge, en Reino Unido, y el doctor Colin Watts, científico médico y neurocirujano honorario en el Departamento de Neurociencias Clínicas se un estudio basado en un método totalmente innovador y con grandes augurios de ser muy efectivo en el tratamiento de los GBM. ¿Cómo lo hicieron?

En la investigación, se usaron nanoestructuras de ingeniería que contienen oro y cisplatino, un fármaco de quimioterapia convencional, que se liberaron con este tratamiento de 'caballo de Troya' en células tumorales que habían sido tomadas de pacientes de glioblastoma y cultivadas en el laboratorio.

Nano partícula de oro utilizada en la investigación

Una vez dentro, estas nanoesferas fueron expuestas a radioterapia, de forma que el oro libera electrones que dañan el ADN de la célula cancerosa y su estructura global, mejorando de este modo el impacto del medicamento de quimioterapia.

Mientras las nanoesferas de oro, sin ningún tipo de fármacos, causaron un daño celular significativo, las poblaciones de células resistentes al tratamiento se recuperaron con el tiempo varios días después de la radioterapia. Como resultado, los investigadores diseñaron una segunda nanoestructura que fue bañada con cisplatino.

El efecto quimioterapéutico del cisplatino en combinación con el efecto radio sensibilizador de las nanopartículas de oro se tradujo en una mayor sinergia que permite un daño celular más eficaz. Pruebas posteriores revelaron que el tratamiento había reducido la población de células visibles por un factor de 100.000, en comparación con un cultivo de células sin tratar en el espacio de sólo 20 días. No se detectó ninguna renovación de la población.

Mecanismo de acción de la quimio radioterapia utilizando nano partículas de oro

Posibles aplicaciones a futuro Además de efectiva, brinda un menor daño de diferentes estructuras cerebrales y se ha abierto na ventana para la lucha contra el cáncer que brindara la respuesta a muchos pacientes que añoran con mejorar su estado de salud.

Referencias bibliográficas

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http://www.infosalus.com/asistencia/noticia-logran-vencer-tumores-cerebralestecnologia-nanoparticulas-oro-20140813092410.html http://www.ivolutionrd.com/2014/08/14/nanoparticulas-de-oro-para-destruirtumores-cerebrales/ http://www.diagnosticsnews.com/noticias/20563-estudio-nanoparticulas-de-oro-ycisplatino-resultan-eficaces-contra-tumores-cerebrales

Biophysics NOVIEMBRE MED-7 Grupo 2.1