La famosa agencia DARPA, perteneciente al Departamento de Defensa de los Estados Unidos, es la institución encargada de desarrollar proyectos de investigación relacionados a las cuestiones militares de dicho país, y entre sus líneas de investigación ahora contará con una nueva, que tiene como finalidad desarrollar nanochips para monitorizar a las tropas.

La idea básica es implantar en los soldados unos nanochips con los cuales podría ser posible obtener datos a distancia sobre sus constantes vitales, con lo cual esperan estar siempre al tanto de la situación médica de sus tropas, para poder retirar a aquellos en peligro potencial y evitar así tener que realizar evacuaciones en mitad de una misión.

Esta investigación tiene su origen en varios estudios que ha realizado la agencia, los cuales indican que la mayoría de las evacuaciones médicas que han realizado son por causa de enfermedades comunes y no por heridas obtenidas en combate, como muchos podríamos pensar.

Claro que el proyecto no se queda solo en obtener las constantes vitales, ya que la idea es que con estos nanochips se pueda conocer la ubicación de cada soldado en el campo de batalla, y lo más interesante, determinar su estado psicológico. Sin embargo, esta idea tiene muchos contras que están relacionados con la invasión a la privacidad de los militares, pues quiéranlo o no seguirán siendo monitoreados cuando estén de permiso o se retiren.

Vía: Mobiledia

El cáncer es un padecimiento que aqueja a buen porcentaje de la población mundial; afortunadamente los avances actuales en robótica me hacen pensar que pronto la mortalidad debido a dicho padecimiento disminuirá radicalmente, para beneficio de todos.

En este campo de la medicina robótica hay buenas noticias, pues un pequeño robot cangrejo (cáncer, del griego=cangrejo) podría constituirse en el némesis del cáncer de estómago dentro de algunos años. El pequeño robot ha sido desarrollado por el Hospital Universitario de Singapur en colaboración con el Instituto de Ingeniería de Nanyang.

La principal ventaja de este cangrejo robótico es que no habrá que operar al paciente mediante los procedimientos quirúrgicos tradicionales, que implican realizar incisiones en el paciente, que a la larga dejan cicatrices. La idea es colocar al mini robot en la punta de un endoscopio e introducirlo por la boca.

Para que pueda realizar su labor el cangrejo robótico deberá llevar en sus extremidades los instrumentos necesarios (pinza para sostener tejidos y gancho para cortar). Obviamente el robot será controlado por un cirujano experto quien tendrá el control del cangrejito y verá lo que este “ve” mediante una pequeña cámara.

Otra de las ventajas de los robots en comparación con nosotros los humanos es que son capaces de hacer movimientos precisos lo que minimiza el daño que se pueda provocar al paciente. Como nota curiosa hay que mencionar que la idea de desarrollar este robot surgió en una cena de mariscos en Singapur en 2004.

Vía: ALT1040

Rayo láser - Imagen de la Wikipedia

Dos lasers pueden ser mejor que uno al atacar células cancerígenas, según una investigación publicada por científicos de la Universidad de Rice.

Investigadores de varias áreas de dicha universidad están usando simulaciones por computadora para cuantificar el efecto de calentar nanopartículas con lasers infrarrojos para remover tumores cancerígenos sin dañar el tejido sano circundante al mismo. Para eso no sólo se basan en el tamaño y la composición del tumor, sino también en las mismas propiedades del tejido.

Lasers y nanopartículas ya están siendo usadas para el tratamiento del cáncer. Una compañía de Houston, fundada por científicos de Rice, de nombre Nanospectra Biosciences, Inc., está conduciendo pruebas en humanos de un sistema que usa nanopartículas calentadas con lasers para matar tumores. Los fundadores de esta empresa son todos parte del Laboratorio de Nanofotónica de Rice.

“Se puede pensar de esta forma: Si estás manejando en una noche muy nublada, es muy difícil ver el camino, no importa qué tan buenas sean las luces del auto”, declara un investigador del proyecto, y añade: “Eso se debe a la presencia de millones de muy pequeñas gotas de agua en el aire que absorben y esparcen la luz, desviando los rayos de los focos antes de que puedan reflejarse en cualquier otra cosa en el camino”.

“Las nanopartículas dispersadas en un tumor hacen exactamente lo mismo. Son muy buenas absorbiendo la luz del láser y generando calor, pero con ciertos tumores, esa misma calidad impide a buena parte de la luz profundizar en el tejido”.

Una temperatura uniforme de al menos 60 grados Celsius debe ser generado para matar al tumor entero. “Aumentar la temperatura en un extremo pero no en el otro simplemente permite que el tumor vuelva a crecer, lo cual no soluciona el problema, ni cura al paciente”.

Si bien se considera que los hallazgos del equipo investigador suponen un avance en esta tecnología, se espera que futuros progresos permitirán mejorar aún más este método.

Fuente: Rice University

Dispositivo micromagnético - microfluídico para limpiar la sangre de patógenos - Imagen del Hospital Pediátrico de Boston

La sepsis, una infección en la sangre, puede abrumar rápidamente las defensas del cuerpo y es responsable por más de 200.000 muertes por año sólo en los Estados Unidos. Bebés prematuros y personas con un sistema inmunitario debilitado son especialmente vulnerables a esta infección.

Ya que la mayoría de los tratamientos existentes no son efectivos, investigadores del Programa de Biología Vascular del Hospital Pediátrico de Boston están desarrollando un mecanismo de primera línea de defensa para estas infecciones, que usa el magnetismo para eliminar los patógenos de la sangre.

El sistema que estos investigadores imaginan  consiste en drenar la sangre del paciente, y pequeñas partículas magnéticas, previamente embebidas de anticuerpos contra patógenos específicos son agregados. La sangre es luego conducida a través de un sistema microfluídico en donde dos líquidos fluyen lado a lado sin mezclarse, uno contiene la sangre contaminada, y el otro es una mezcla de sustancias salinas. Las partículas se adhieren a los patógenos, y un magneto los extrae (junto con los patógenos) al otro fluido, el cual es desechado, mientras la sangre ya purificada es reintroducida al organismo del paciente.

Se espera que el dispositivo, una vez  terminado, disponga de cientos de estos sistemas microfluídicos, y pueda limpiarle la sangre a un infante por completo en sólo unas horas.

“Este microdispositivo para purificar la sangre ofrece ser una nueva arma potencial para combatir patógenos en niños y adultos sépticos, que funciona simplemente al remover la fuente de infección, y por ende permitiendo al paciente que se someta a un tratamiento exitoso con antibióticos”, declara Don Ingber, investigador del proyecto.

Fuente: Hospital Pediátrico de Boston

Kinesina adherida a un microtúbulo - Imagen de la Wikipedia

Ya hemos hablado de diversos dispositivos que administran fármacos en el organismo de una manera más eficaz. Hoy traemos otro método que según investigaciones parece ser también muy bueno en esa tarea.

Motores especializados de proteínas que transportan “cargas” entre células podrían ser convertido en máquinas nanométricas para la administración de drogas, según declaran bioingenieros. Además, la alteración química de las funciones proteicas podría también ayudar a inhibir el crecimiento de tumores cancerosos.

Cada célula en el cuerpo contiene motores de proteínas que transportan “cargas” como ser cromosomas, mitocondrias o paquetes de proteínas, ya sea desde el centro de la célula hacia afuera, o desde la periferia hacia el núcleo. La mayoría de los motores de proteínas contienen dos motores principales, o cabezas, que están adheridas a su cola.

“Piensen en esto como un tren de carga a un nivel molecular“, dijo William Hancock, profesor de bioingeniería en la Universidad Estatal de Penn. “Que corre en rutas cilindricas, o microtubulos, hechos de muchas proteínas unidas en un gran polímero, que es 1/10.000 el diámetro de un cabello”.

Hancock y sus colegas están estudiando el motor de la proteína conocida como kinesina-2. Están tratando de entender el mecanismo molecular que permite a estas proteínas nanométricas moverse entre las células.

El profesor William incluso cree que un acercamiento en la comunicación de estos motores con los microtúbulos y las células podrán ofrecer nuevas formas de administrar drogas que inhiben la kinesina.

“Hay mucha kinesina involucrada en la división celular, y el cáncer es una división celular fuera de control”, declara Hancock. “Nuestra esperanza es que este conocimiento ayude a diseñar nuevas drogas que impidan el funcionamiento de estos motores durante la división celular y por ende enlentecer el crecimiento de tumores”.

Fuente: Penn State

Viriones del VIH-1 ensamblándose en la superficie de un linfocito - Imagen de la Wikipedia

Muchos científicos creen que una vacuna que prevenga el VIH necesitaría estimular al organismo para hacer anticuerpos que neutralicen el virus. Investigaciones anteriores han mostrado que algunos individuos que controlan el VIH sin medicamentos, a menudo producen anticuerpos que neutralizan diversas cadenas del virus.

Una nueva investigación, ha ensamblado un grupo de técnicas que usan tecnología de punta, para estudiar por primera vez el fenómeno de neutralización del VIH mediante anticuerpos. El proyecto demuestra cómo este sistema puede aislar docenas de anticuerpos específicos del VIH a partir de un solo paciente infectado con el virus, algo nunca antes logrado. Aplicándolo adecuadamente a un gran grupo de individuos afectados, el sistema podría permitir a los científicos identificar y definir las diferentes formas de neutralizar anticuerpos que aparecen durante la infección al VIH, información que promete importantes avances en el desarrollo de la vacuna.

El proceso comienza al colectar linfocitos B, que producen anticuerpos, de individuos infectados en los que previamente se habían constatado fuertes respuestas de neutralización de anticuerpos. Dichos linfocitos son incubados con una proteína especialmente marcada con una partícula del VIH. Estos linfocitos B específicos del VIH, se amarran a esta proteina, permitiendo a los investigadores la identificación, aislamiento y almacenamiento de estás células. Lo que permite un mejor estudio del virus y ofrece ideas sobre cómo tratarlo.

Fuente: National Institute of Allergy and Infectious Diseases

Mosquito Aedes Aegypti, agente trasmisor del parásito que causa el dengue, la fiebre amarilla y la malaria - Imagen de la Wikipedia

Un equipo de investigadores han desarrollado un láser, que si se lo dirige a mosquitos los mata en el momento. Esto promete ser un importante avance para combatir enfermedades trasmitidas por mosquitos, como la malaria, la fiebre amarilla y el dengue.

Si bien la construcción de este láser ronda en la mente de los científicos desde 1980, la idea fue recientemente avivada por el entusiasmo del magnate Bill Gates, que se mostró sensible ante los millones de muertes al año que dejan las enfermedades ya mencionadas.

Dicho dispositivo, que no solo mata a los insectos sino que también se encarga de encontrarlos previamente, se espera pueda ser habilitado en los alrededores de una casa, o de una pequeña ciudad o pueblo, y de esa manera mantenerlos alejados de dichos lugares. También se maneja la idea de equipar a un aeroplano con este láser y luego de haber encontrado a los mosquitos con un equipo de radar, barrer los grandes enjambres de los mismos que viajen por los cielos.

Extraordinariamente, este láser mata a mosquitos pero deja intacta toda otra forma de vida, y también se podría dirigirlo solo a que mate a las hembras, ya que son estas las que se alimentan de seres humanos, y debido a su aletear diferente al de los machos, el láser las distingue de estos.

Si bien el costo de dicho aparato es muy elevado, es de esperar que con el tiempo el mismo baje y se vuelva costeable para los pueblos del tercer mundo que urgen de una protección semejante.

Fuente: Wall Street Journal

Cromosoma humano - Imagen de isftic.mepsyd.es

Es del largo del espesor de un cabello humano y del ancho de la mitad de esa longitud. De manera de que es muy pequeño, medido en millonésimas de metro, y es extremadamente delicado como para manipular. Pero aún así, el huso mitótico juega un papel importantísimo en separar a nuestros cromosomas durante la división celular, y los científicos están comprometidos con estudiarlo.

Ahora, investigadores de la Universidad de Rockefeller y colegas en Japón, han desarrollado un dispositivo lo suficientemente sensible como para manipular estos husos microscópicos y lo han usado para medir por primera vez la rigidez y deformabilidad de estas estructuras. Los hallazgos, publicados el mes pasado en Nature Methods, representan la culminación de cuatro años y medio de mejoras.

“Es un poco engorroso, pero funciona. Se pueden manipular bien los husos”, declara Tarun Kapoor, jefe del Laboratorio de Química y Biología Celular de la mencionada universidad. “Ahora hemos probado la arquitectura mecánica de estas estructuras como un todo“. Para capturar y manipular los husos, Kapor y sus colegas desarrollaron un sistema de dos pequeños platos montados debajo del lente de un microscopio especial que puede ser maniobrado con micromanipauladores y de esa manera manejar estas estructuras tan elusivas. Uno de los platos es rígido, pero el otro en cambio es un sensor ultra fino que mide la respuesta del huso a fuerzas cuando la distancia entre los dos platos es reducida hasta comprimir al mismo.

Este sistema de medición de fuerzas podría aplicarse al estudio de organelos y estructuras celulares, según dice Kapoor. Este nuevo método y procedimiento de testeo, junto con otros métodos bioquímicos, podrían permitir a los científicos explicar mecanismos que aseguran la fidelidad de la replicación de nuestro genoma.

Fuente: Universidad de Rockefeller

Ratón de laboratorio que fue testeado con nanocristales recubiertos con D-manosa, D-galactosa y D-galactosamina - Imagen de la American Chemical Society

Científicos en Suiza están reportando un importante avance que podrá ayudar a develar el tan famoso potencial de los “puntos cuánticos” (nanocristales que brillan cuando son expuestos a luz ultravioleta), en el tratamiento del cáncer y otras enfermedades.

Estos investigadores, han publicado el primer estudio que muestra que al cubrir a los puntos cuánticos con una capa de un compuesto con varios azúcares, hace que estas nanopartículas se acumulen dentro de cierta parte del organismo pero no en otras partes. Esos objetivos seleccionados pordrían ser usados para administrar drogas para el tratamiento del cáner, sin causar un efecto nocivo en otras partes del cuerpo, como ocurre con la administración de fármacos para paciente cancerosos en la actualidad.

Según describen en la revista Journal of the American Chemical Society, estos puntos cuánticos recubiertos con moléculas de determinados azúcares, son atraídos a ciertos receptores en tejidos y órganos específicos. En un estudio con ratones de laboratorio, al recubrir los nanocristales con manosa o galactosamina, dos azúcares con una acumulación selectiva en el hígado, se comprobó que de esta manera se lograba una concentración en dicho órgano tres veces más grande de lo normal, demostrando su alto poder específico, según dicen los investigadores.

No obstante con esto, el método aguarda mayores hallazgos, de manera de incrementar la efectividad del mismo, y disminuir la toxicidad al resto del organismo.

Fuente: American Chemical Society

Análisis del "escarabajo fotónico" con esta técnica, que se espera ayude a mejorar el diseño de células solares y chips de computadora - Imagen de American Chemical Society

Un reciente descubrimiento podría acelerar el entendimiento de un amplio rango de enfermedades, desde cáncer hasta osteoporosis, gracias a investigadores de Utah que están informando el desarrollo de una nueva técnica microscópica que usa espejos de “nanopartículas de plata” para revelar detalles ocultos dentro de huesos, células cancerosas, y otras estructuras biológicas. El método también puede ayudar a identificar el daño estructural en una amplia gama de materiales, incluyendo plásticos de fibra de carbono usados en aeroplanos.

John Lupton y colegas investigadores señalan que una de las herramientas más poderosas y ampliamente usadas para imaginar estructuras biológicas es la microscopía fluorescente, que requiere que el especimen sea tratado con tintas fluorescentes. Pero las tintas usadas para visualizar estas estructuras puden matar cálulas vivas en el proceso, limitando de esta manera la efectividad de esta técnica.

Los científicos mejoraron dicha técnica al usar un láser infrarrojo excitando un conjunto de nanopartículas de plata, cada una de ellas es 1/5000 el ancho de un pelo humano, depositado debajo del material de estudio. Las partículas enfocan intensos rayos de luz a través de las muestras para revelar información acerca de la composición de la estructura de estas. En un estudio de laboratorio, se usó esta nueva técnica para ver la escala verde iridiscente del llamado “escarabajo fotónico”, la cual podrá  otorgar ideas para diseñar nuevos y más poderosos chips de computadora y células solares.

Fuente: American Chemical Society