Félix Pinto

¿Minisubmarinos navegando por su estómago?

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Imagene toda una flota de diminutos submarinos moviéndose de forma independiente en el interior de su estómago. Los ácidos gástricos les sirven de combustible, y las microscópicas naves navegan sin problema entre ellos al mismo tiempo que los neutralizan. Además, son capaces de liberar su carga medicinal cuando el nivel de PH alcanza justo el valor que se necesita. Puede parecer una escena del filme "Viaje alucinante", pero ese es, exactamente, el nuevo método propuesto por un grupo de investigadores de la Universidad de California para tratar enfermedades estomacales con fármacos que reaccionan ante la presencia de ácidos. La técnica se basa en el uso de micromotores impulsados por protones con un recubrimiento polimérico sensible al PH y que puede cargarse con fármacos. El estudio acaba de publicarse en la revista Angewandte Chemie.

Aunque nuestros ácidos gástricos son útiles para la digestión y la protección contra patógenos, pueden resultar destructivos para los fármacos sensibles al PH administrados por vía oral, incluyendo los que están basados en proteínas y algunos antibióticos. Normalmente, un revestimiento resistente a los jugos gástricos resulta suficiente para proteger las sustancias destinadas a trabajar en los intestinos.

De esta forma, si un fármaco necesita ser activado en el estómago (por ejemplo, para tratar una úlcera o una infección bacteriana) se combina habitualmente con una serie de inhibidores que bloqueen la producción de ácidos. Pero cuando los tratamientos son largos y se extienden mucho en el tiempo, suelen aparecer en los pacientes efectos secundarios como dolores de cabeza, diarreas, fatiga o, en algunos casos severos, ansiedad, depresión o rabdomiólisis (una enfermedad muscular).

Ahora, y gracias a sus micro submarinos, el equipo de investigadores liderado por Liangfang Zhang y Joseph Wang, de la Universidad de California en San Diego, ha logrado introducir un enfoque completamente nuevo para neutralizar los ácidos gástricos, evitando así los efectos secundarios de los inhibidores y actuando, a la vez, como un eficaz transporte de fármacos, que se liberan solo cuando se alcanza el grado de acidez (PH) requerido.

Para fabricar estos mini motores, los investigadores utilizaron esferas de magnesio de 20 nanómetros, recubiertas con una nano capa de oro y finalmente por un polímero sensible al PH en el que se encuentra el fármaco. Debido al hecho de que las esferas descansan sobre un soporte de vidrio durante el proceso de revestimiento, un pequeño punto del núcleo de magnesio permanece sin recubrir. Y es precisamente en ese punto donde se produce una reacción electroquímica, consumiendo protones, formando iones de magnesio y liberando minúsculas burbujas de hidrógeno. Burbujas que impulsan a los mini submarinos a través del organismo.

Este movimiento, a su vez, da lugar a una mezcla eficaz del líquido, lo que provoca que la reacción avance con rapidez. De hecho, menos de 20 minutos después de administrar los motores, el PH del estómago alcanza un valor neutro. Una vez cumplido ese objetivo, el polímero se disuelve y libera su preciosa carga medicinal. Además, la propulsión favorece y aumenta la penetración del microtransporte en la mucosa gástrica, lo que aumenta el tiempo de permanencia del fármaco en el interior del estómago. Los micromotores, por último, son completamente biocompatibles y seguros. Tras cumplir su misión, los niveles normales de PH se reestablecen en menos de 24 horas.

Fuente: abc.es
Martes 24 de enero del 2017

Investigadores españoles crean una bioimpresora en 3D de piel humana

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Un equipo de investigadores españoles ha desarrollado un prototipo de bioimpresora en 3D que fabrica piel humana "totalmente funcional". Esta piel "es apta para el trasplante y también puede usarse en la investigación y testeo de productos cosméticos y farmacéuticos", tal y como explica José Luis Jorcano, profesor del departamento de Bioingeniería de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) y responsable de la unidad de Ingeniería Biomédica de la Unidad Mixta Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)/UC3M.

Además de la Universidad Carlos III y el CIEMAT, también han participado en el diseño del prototipo investigadores del Hospital Universitario Gregorio Marañón de Madrid y la empresa BioDan Group, que comercializará el producto.

La gran ventaja de la impresora, señala Jorcano, es que permite crear piel "de una forma automatizada y estandarizada, con lo que se mejora la reproducibilidad del proceso. Además, también hace posible que se abaraten significativamente los costes de producción".

Actualmente, la producción de piel para el uso en investigación o en la atención, por ejemplo, de grandes quemados, se realiza de forma manual. Se toma una muestra de tejido a través de una biopsia; después estas células se cultivan durante unas semanas hasta que se consigue la regeneración de la piel necesaria.

A mayor escala y de una forma más automatizada, la bioimpresora permite "replicar la estructura natural de la piel, con una capa externa, la epidermis, junto a otra más profunda, la dermis", explica Jorcano, quien aclara que el proyecto se encuentra en fase de aprobación por diferentes organismos reguladores europeos que deberán dar el visto bueno a su uso en pacientes.

Al igual que ocurre con la técnica manual, la piel que crea la bioimpresora no permite, de momento, la reproducción, entre otras estructuras, de las glándulas sebáceas presentes en la piel, aunque, es algo en lo que el equipo ya está trabajando. "El siguiente paso que estamos investigando es abordar la generación de estas estructuras que no son continuas, sino que están en posiciones concretas de la piel. Todavía lo estamos estudiando, pero tenemos indicadores de cómo llegar a producir cosas que manualmente no podíamos hacer, como gándulas sebáceas o pelo", indica Jorcano.

"El meollo de la bioimpresora", continúa el investigador", es lo que denominan "biotintas", el equivalente a los cartuchos de colores que utilizan las impresoras convencionales. "Lo más complicado es el diseño de estas biotintas que, como si fueran jeringas' se rellenan con distintos componentes": queratinocitos y fibroblastos, los dos tipos celulares fundamentales en la piel, factores de crecimiento, sustancias de 'andamiaje' para que el desarrollo sea correcto, etc.

Después, un ordenador coloca "la mezcla adecuada en el momento adecuado" en placas donde se va produciendo la piel, que luego se introduce en una incubadora a una temperatura controlada. Todos los detalles del proceso se han publicado en la revista científica Biofabrication.

La bioimpresora puede producir piel autóloga, es decir, creada a partir de células del propio paciente (que suele ser necesaria para usos terapéuticos) o alogénica, que se fabrica a partir de bancos de células o donantes y que es la más indicada para probar productos químicos, fármacos o cosméticos.

En ambos casos es necesario la extracción de las células y el cultivo en el laboratorio durante varias semanas. "El uso de la bioimpresora permite agilizar un poco los tiempos, pero no demasiado porque lo que marca la duración es el ritmo de crecimiento de las células", explica Jorcano.

Actualmente, el desarrollo se encuentra en fase de aprobación por distintas entidades regulatorias europeas "para garantizar que la piel producida sea apta para su utilización en trasplantes a pacientes con quemaduras y otros problemas en la piel", pero los creadores esperan que "en pocos meses el producto pueda estar ya en el mercado", apunta Alfredo Brisac, consejero delegado de BioDAn Group.

Los creadores de este dispostivo esperan que, en el futuro no muy lejano, también se pueda emplear para la impresión de otro tipo de tejidos más complejos, como vasos sanguíneos o válvulas cardiacas.

Fuente: elmundo.es
Martes 24 de enero del 2017

El GPS con memoria de los murciélagos

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Los mecanismos de orientación y navegación del único mamífero volador siempre han atraído la atención de los biólogos, médicos e ingenieros. Hasta ahora las investigaciones se habían centrado en el estudio de la ecolocalización o en los mecanismos de representación de su propia posición, sin embargo se sabe muy poco de cómo el cerebro se relaciona con el destino al que se dirige. Ahora, un estudio publicado en la revista Science ha revelado los mecanismos neuronales que permiten a estos animales desplazarse de un punto a otro.

El trabajo, firmado por investigadores israelíes y estadounidenses, ha conseguido aislar un subgrupo de neuronas encargadas de fijar los objetivos de la navegación. El artículo llena un importante vacío en la comprensión del funcionamiento del cerebro. "Hasta ahora, todas las neuronas ligadas a la percepción del espacio habían sido relacionadas con la representación de un punto A: dónde nos encontramos" explica Nachum Ulanovsky, investigador del Instituto de Ciencias de Weizmann y coautor del estudio, "¿pero qué pasa con el punto B, con la meta?".

Para comprender mejor los mecanismos que rigen esos desplazamientos los autores utilizaron a un grupo de ejemplares de murciélago egipcio de la fruta (Rousettus aegyptiacus), a los que se entrenó para realizar vuelos complejos y aterrizar en una ubicación específica en la que podían disfrutar de comida y descanso. Durante estos desplazamientos un dispositivo inalámbrico registraba la actividad neuronal en el hipocampo de los animales.

Sintonizadores neuronales

Los resultados mostraron que en torno a un 20% de las neuronas reaccionan como "sintonizadores" variando la actividad en base a la dirección de vuelo hacia el objetivo. Durante las pruebas los investigadores descubrieron, además, que los murciélagos también son capaces de alcanzar aquellos objetivos que no pueden percibir, lo que implica que la orientación en estos casos se apoya en la memoria. "La memoria es absolutamente crucial para la navegación", señala Ulanovsky, "no sólo en los murciélagos, sino en todas las especies animales, incluidos los humanos".

Aunque Ulanovsky aclara que sería prematuro trasladar los resultados otras especies, señala el caso de las células de red y de lugar (neuronas relacionadas con la localización espacial), que fueron descubiertas en roedores antes de hallarse en humanos. El investigador espera que las neuronas vectoriales de dirección y distancia identificadas en el estudio también se encuentren en el futuro en seres humanos. "Después de todo, nosotros también navegamos hacia objetivos y podemos recordar direcciones, por lo que tiene sentido que este mismo sistema se reproduzca en diferentes mamíferos".

Para confirmar la influencia de la memorización en los desplazamientos, los científicos condujeron un segundo experimento en el que los objetivos se ocultaban con una cortina que bloqueaba la ecolocalización, la visión y el olfato. Los resultados reflejaron que un 27% de las células neuronales mostraban una significativa actividad de ajuste para dirigirse hacia el objetivo oculto, reforzando la idea de que ese grupo de células controla la memoria.

Diferentes funciones para cada grupo de neuronas

Por otro lado, en los experimentos en los que se cambió la posición del objetivo respecto a vuelos anteriores, la actividad neuronal apareció en un conjunto diferente células, lo que implica que ese nuevo grupo estaría específicamente relacionado con el objetivo. En una última prueba, los investigadores consiguieron aislar un nuevo subgrupo de neuronas que estarían encargadas de calcular la distancia con la meta. Se observó que la actividad en la mayor parte de estas células se disparaba cuando el animal se acerca a su objetivo.

"Diferentes grupos de neuronas representan diferentes puntos", explica el investigador, "y reflejan dinamismo cuando el objetivo se mueve". Una pregunta interesante que queda abierta es qué sucede en el cerebro cuando existen múltiples metas, un elemento que el equipo de investigadores planea explorar próximos trabajos.

http://www.elmundo.es
Lunes 16 de enero de 2017

Sistema de parqueo subterraneo en China

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Luz verde al polémico túnel bajo Stonehenge

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El Gobierno británico ha dado el visto bueno final a la construcción de un túnel bajo el templo de Stonehenge, pese a las protestas provocadas por el proyecto para "enterrar" la carretera A303 a su paso el monumento prehistórico, considerado como "patrimonio de la humanidad" por la Unesco.

"El plan servirá para aliviar el tráfico y paliar la congestión", ha recalcado el secretario de Transportes Chris Grayling, en el momento de recordar los frecuentes atascos a menos de un kilómetro de Stonehenge, en plena encrucijada del suroeste de Inglaterra.

La Alianza de Stonehenge ha reunido más de 17.000 peticiones contra el proyecto alegando la alteración en el paisaje y los riesgos para el monumento.

El proyecto prevé la construcción de un túnel de 2,9 kilómetros con dos carriles en cada sentido. Según expertos consultados por la Alianza de Stonhenge, el túnel debería prolongarse al menos cuatro kilómetros para evitar el impacto visual y sonoro sobre el templo, acuciado hoy por hoy por el rugido incesante del tráfico en la carretera A303.

"El proyecto es una bomba de relojería que afectará profundamente a Stonehenge y no hará nada para paliar el tráfico", ha denunciado por su parte Andy Rhin-Tutt, portavoz local del Heritage Trust y uno de los máximos detractores de la construcción del túnel.

Un informe de la Unesco, que desplazó al lugar a un equipo de expertos en octubre del 2015, concluyó sin embargo que el proyecto puede resultar "beneficioso" para proteger el entorno y garantizar una mejor protección del monumento ante el asedio del tráfico en sus inmediaciones.