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martes, 14 de enero de 2014

Biomanufactura, ¿un futuro sin contaminación?





Se puede combatir el efecto invernadero creando alimentos y objetos de consumo animal en fábricas. Fabricando órganos para trasplantes. ¿Es un avance o un retroceso?

Armando Enríquez Vázquez

Es un hecho que la crianza de animales para consumo humano se ha convertido en uno de los temas que se discuten en diferentes ambientes hoy en día, desde científicos, grupos en defensa de los animales y  hasta esos radicales llamados veganos. Se calcula que en el mundo se crían alrededor de 60 mil millones de animales únicamente para consumo humano. Esta cifra crecerá a 100 mil millones para el año 2050. Hoy en día los rumiantes domésticos; vacas, ovejas y cabras, entre los más consumidos y por tanto criados por el hombre, presentan un problema para el medio ambiente. El complejo proceso de digestión de los rumiantes se lleva a cabo en cuatro estómagos y en la fermentación de lo que podríamos llamar bolo alimenticio intervienen bacterias que habitan en el estas cavidades estomacales, lo que da como resultado grandes cantidades de gas metano que el animal despide en la atmosfera. Se calcula que hoy en día el 18 por ciento del metano emitido a la atmosfera para contribuir en el efecto invernadero proviene del ganado doméstico y hay quienes aseguran que una vaca contamina más que un automóvil.
Entre los procesos humanos solamente el cultivo de arroz libera más gas metano en la atmósfera que el ganado. El metano es el segundo gas en importancia en las emisiones que producen el efecto invernadero causante del cambio climático.
Pero además se encuentra el problema del espacio que ocupan los animales, se calcula que el 33 por ciento de las tierras que no están cubiertas por hielo se dedican a la ganadería y esta actividad utiliza un 8 por ciento del agua del planeta para llevarse a cabo. Por estas razones los científicos y empresarios del mundo están buscando soluciones al problema.
A principios de agosto del año pasado se dio a conocer una hamburguesa hecha con carne cultivada en un laboratorio. Escépticos, críticos y detractores se burlaron de esta investigación y antes que nada antepusieron el precio de la hamburguesa ante cualquier otra cosa. La carne de 142 gramos de peso que se utilizó para la hamburguesa tuvo un costo mayor a un cuarto de millón de euros. La investigación fue desarrollada por la Universidad de Maastricht en Holanda y fue encabezada por el profesor Mark Post, además la investigación contó con el apoyo financiero del empresario cofundador de Google, Sergey Brin. Obtener la cantidad adecuada para de carne para la hamburguesa llevó tres meses de cultivo, lo que significa un proceso más rápido que el de criar una vaca para después sacrificarla y venderla en el mercado y aunque al parecer el sabor era bastante bueno, la realidad es que esta investigación de continuar no verá pronto aplicación en la vida cotidiana de los seres humanos.
Una empresa llamada Modern Meadow, fundada en 2008 y cuyas oficinas se encuentran en Missouri en los Estados Unidos cree que la investigación holandesa es correcta, pero además la carne no es lo único que se puede crear en un laboratorio. Lo que se está desarrollando en las instalaciones de Modern Meadow es piel animal, en pocas palabras cuero. A partir de cultivo de células de de la piel de una vaca, pero puede hacerse con cualquier animal, y de una impresora 3D se crea piel para diferentes artículos de cuero. Lo interesante de acuerdo con Andras Forgacs uno de los fundadores de la empresa, es que la piel que se obtiene no tiene desperdicio pues se puede imprimir en la forma en la que se va a utilizar por caprichosa que esta sea, de la misma manera la manipulación de las capas unicelulares le permite crea productos de piel del grosor que ellos quieran y a través de ingeniería genética se le pueden dar también características especificas de elasticidad, durabilidad y hasta un patrón.
La mayor ventaja de este proceso de acuerdo con Forgacs es el hecho de no tener que criar animales para después matarlos.
En la actualidad los procesos de biomanufactura no sólo están enfocados al desarrollo de opciones para sustituir animales, de hecho el mayor campo de investigación se encuentra en la medicina. Hoy en día y con técnicas similares a las planteadas por Modern Meadow, se ha podido obtener en laboratorios a través de impresoras 3D vasos sanguíneos, traqueas, como la que le fue implantada de manera exitosa a un bebe de seis semanas de edad en febrero de 2012 por investigadores de la Universidad de Michigan.
También se han logrado excelentes resultados con válvulas del corazón, vejigas, orejas y se acaba de anunciar esta misma semana que investigadores de la Universidad de Cambridge han logrado imprimir células oculares de la retina que retienen sus propiedades, lo cual puede significar un avance en tratamientos contra la ceguera. En cuanto a los avances en el sistema de salud ya hablaré con más detalle en una futura ocasión. Lo importante es que estos adelantos que pueden beneficiar a los miles millones de habitantes del planeta pueden convertirse en un mediano plazo en una realidad.
Estos avances científicos son impresionantes e  imprescindibles en un planeta en el que la población crece y los problemas de hambrunas y de salud son mayores día con día, solo será cuestión como siempre de quien los administra y cómo.
Parece que la biomanufactura, o biofabrication como es conocida en inglés, será una de las tendencias en el futuro industrial del planeta, causando una nueva revolución en la humanidad, lo que me lleva a una pregunta independiente de las implicaciones éticas que cada quien quiera darle a estos grandes avances de la humanidad. ¿Serán enormes corporaciones o empresas las que decidan quienes comen y lo que comen? ¿Formaran parte de los programas públicos de salud y alimentación? ¿Quiénes merecerán ser curados y quienes no? 

publicado en blureport el 10 de enero de 2014
imagen: stemcellcite.com

sábado, 11 de enero de 2014

Las bacteriabots contra los tumores cancerígenos.





Una nueva esperanza para evitar la quimioterapia y radiaciones está siendo desarrollada en Corea del Sur.

Armando Enríquez Vázquez

La palabra bacteriobot nos hace pensar en un nuevo juguete para niños, o la última idea para el argumento de una superproducción hollywoodense, pero no es así, los bacteriobots podrían ser los nuevos aliados de la ciencia médica para combatir el tumores cancerosos.
Y así como el término no es desconocido, de igual manera puede suceder con la institución donde se ha desarrollado la investigación. La Universidad Nacional de Chonnam.
La Universidad Nacional de Chonnam, se encuentra en la ciudad de Gwangjiu que es la sexta ciudad en tamaño en Corea del Sur. A pesar de no ser una las universidades de las que estamos acostumbrados escuchar como revolucionarias en la investigación, los trabajos que se realizan al interior del centro educativo para el ataque de los tumores cancerosos pueden representar un verdadero parte aguas en los tratamientos contra la enfermedad, así como en el tratamiento y administración de medicamentos por medios  que se puedan implantar de manera directa en el cuerpo. El grupo de Investigadores está bajo el mando del Doctor Jong-Oh Park.
La idea es atacar a los tumores desde dentro del cuerpo humano de una manera menos agresiva que los tratamientos actuales de quimioterapia o radiación.
Para esto los investigadores de la universidad coreana han modificado genéticamente bacterias y les han conectado una microscópica estructura, con una droga anti cáncer. Las bacteriobots ayudan a acabar con ciertas barreras que los investigadores alrededor del mundo se han encontrado al diseñar sistemas de administración de medicamentos por medio de nanobots, o sea robots minúsculos capaces de ser introducidos en el cuerpo para efectuar funciones médicas, como lo son el poder trazar de antemano rutas para llegar a las zonas en las que se desea administrar el medicamento, debido muchas veces a barreras físicas naturales como pueden ser las malformaciones en los vasos sanguíneos. Por lo que se escogió una bacteria que presenta una gran movilidad, entre otras características, para ser la que se modificara genéticamente. La Salmonella typhimuium, resultó idónea. Las bacterias modificadas a nivel genético se mueven a través del cuerpo o del torrente sanguíneo por medio de flagelos, encuentran los tumores gracias a la estructura robótica que se les ha implementado que detecta ciertos compuestos que secretan las células cancerosas. Una vez detectado el tumor y una vez que las bacteriabots han llegado a él se encargan de rociarlo con los medicamentos anti cancerígenos, mismos que dispersan en el tumor a una velocidad de 5 micras por segundo.
La técnica resultó exitosa al aplicarse en ratones y ahora se pretende entrar en las siguientes fases de prueba en la investigación. Así como desarrollar bacteriabots mejoradas para poder atacar otras enfermedades de difícil tratamiento en la actualidad. Entre las ventajas de este tratamiento se encuentra el que al atacar directamente el tumor, otras células de rápido crecimiento en el cuerpo humano no se ven afectados, por ejemplo las células responsables del crecimiento del cabello y las células sanguíneas. Una de los límites de la investigación actualmente es que únicamente se puede utilizar en tumores ya formados y que físicamente puedan ser localizados. 

Publicado en blureport.com.mx el 8 d enero de 2014
imagen: plus.google.com

jueves, 18 de abril de 2013

Riñones de laboratorio.





Investigadores del Hospital General de Massachusetts, han dado a conocer la producción de riñones en laboratorio que parecen funcionar en las ratas a las que se les han implantado. 

Armando Enríquez Vázquez
 

La bioingeniería llegó para quedarse y no es nada más en el caso de la investigación de los diferentes genomas y las formas de modificarlo para buscar características específicas en los seres humanos o de otras especies, ahora también está atacando problemas más comunes que enfrentamos los hombres comunes y corrientes. Tan sólo en los Estados Unidos más de cien mil personas se encuentran en la lista de espera para la donación de un riñón y más de cuatrocientos mil viven con riñones en estado terminal. En México las cifras hablan de siete mil quinientas personas esperando un riñón para que le sea trasplantado. Sin embargo el número de pacientes cuya vida depende de diálisis es de alrededor de ciento veinte mil.
Un equipo de investigadores encabezado por el doctor Harald C. Ott del Hospital General de Massachusetts, publicó un artículo en la revista online Nature Medicine, en el que dan a conocer la creación de riñones funcionales en laboratorio gracias a técnicas de bioingeniería. A pesar de que el estudio se ha llevado ahora con ratas, Ott espera que el desarrollo de pueda llevarse al campo de la medicina humana de trasplantes, pues los riñones creados hasta ahora son cien por ciento compatibles al momento de ser implantados y además funcionan tanto en el laboratorio como en el sujeto en el que se han trasplantado. Gracias a la técnica utilizada en su creación los riñones tienen la forma correcta de un riñón. A partir del riñón de una rata muerta, al que se le han quitado la mayor parte de las células, por medio de un detergente enzimático, exceptuando las llamadas células de la matriz extracelular las cuales se cree son las que dan la forma y funciones a los tejidos del cuerpo. Así como el colágeno y otras sustancias asociadas a estas células de la matriz y sus funciones. Después este riñón se volvió a poblar con células humanas y de rata, logrando que se formara un nuevo órgano funcional.
Esto da una gran esperanza a las largas listas de espera de pacientes que necesitan un riñón y de los cuales menos de una cuarta parte pueden ser atendidos. Si los resultados que han obtenido el Doctor Ott y su equipo se pueden aplicar en humanos, estaremos hablando de un gran avance médico.
El equipo del Doctor Ott, conocido como The Ott Lab, tiene como misión crear a partir de técnicas de bioingeniería órganos para trasplantar; corazones, pulmones, tráquea y riñones y de esta forma resolver uno de los principales problemas de salud de nuestros días. Procedimientos similares ya han sido intentados con éxito. En 2008, se crearon corazones de ratas utilizando la misma técnica que el equipo de Ott. La responsable fue la doctora Doris Taylor de la Universidad de Minnesota, quien en su momento dijo estar trabajando también con riñones, hígados, pulmones, tejido muscular y cerebros, estos últimos con poco éxito. Ese mismo año en Junio, el primer trasplante de tráquea se llevó a cabo de manera exitosa en España. La operación corrió a cargo del doctor Paolo Macchiarini, el mimo cirujano que en 2011 implantó una tráquea totalmente sintética a un hombre, en Suecia. Anteriormente, en 2006,  un grupo de investigadores comandados por el doctor Anthony Atala, de la Universidad de Wake Forrest en Carolina del Norte, Estados Unidos, había anunciado el éxito en trasplantes de vejigas creadas en el laboratorio. Atala reaccionó ante el anuncio de Ott, hablando acerca de bioimpresoras 3D que harán el trabajo aun más sencillo. Las bioimpresoras en 3D permiten el crear tejidos y órganos sintéticos a partir de material orgánico. Otro de los grandes avances médicos.
Ott cree que en cinco años la técnica estará lista para ser utilizada en humanos. Esperemos que en esta ocasión la ética de ciertos médicos y los intereses comerciales de los laboratorios médicos no se interpongan en el progreso de la ciencia.

Publicado en blureport.com.mx el 17 de Abril de 2013
Imagen:bbc.co.uk